專利名稱：制造雕刻板的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及用于生產(chǎn)證券紙?zhí)貏e是鈔票的凹版印刷領(lǐng)域。
更具體來說，本發(fā)明涉及制造用于凹版印刷證券紙頁的雕刻板的一種方法，其中非雕刻板通過計算機控制的雕刻工具提供給編程的雕刻過程。
傳統(tǒng)上，凹版的制造是一種冗長和復(fù)雜的過程，其從手工雕刻鋼或銅板開始，形成這第一板的拷貝，通過化學(xué)雕刻添加其它元件，制成這一最后原始板的塑料印記，將它們焊接在一起，并通過重要的數(shù)個電鍍槽，以獲得作為被安裝到機器上的凹版印刷板的最終產(chǎn)品。板制造的整個過程可能需要幾個月，因而非常冗長和耗費。
EP 0 322 301提出使用電腐蝕步驟制造凹版鋼板一種稍微縮短的方法。首先，通過電成形獲得原始的手工制造的銅板的銅復(fù)制品。然后這一復(fù)制品用作為電腐蝕過程中的電極，其中該電極和將被雕刻的鋼板彼此相對移動。這樣，這一方法回避了通過原始板的手工冗長和困難的制造。在保密印刷業(yè)實際上不使用這一制板的方法，因為板不具有所需的精度。
WO 97/48555描述了用于生產(chǎn)深度刻畫鋼板的以上定義類型的過程，其避免了手工雕刻步驟。在線刻畫中選擇表面部件，表面部件的邊緣決定標(biāo)稱的輪廓。然后從向其發(fā)配了標(biāo)稱深度的每一標(biāo)稱輪廓，計算工具通路。然后這樣導(dǎo)向雕刻工具，激光器或鑿刀，使得對應(yīng)于各表面成分的板的表面一部分被去除。以預(yù)定深度被去除的表面成分的部分可在進(jìn)一步的雕刻步驟中進(jìn)一步被加深，使得這種表面成分的深度不一定是固定的。然而，雕刻圖案的清晰度，只要涉及深度的變化，就低于原始圖畫的清晰度。
WO 96/26466描述了通過光燒蝕制造凹版印刷板的聚合物母板的一種方法，該方法也避免了手工雕刻。首先，對應(yīng)于凹版圖案的圖象被轉(zhuǎn)換為具有不透明和透明部分的掩模。來自受激準(zhǔn)分子激光器的光在聚合物工件上形成掩模區(qū)域的圖象，透明部分對應(yīng)于工件中被燒蝕的區(qū)域。掩模和工件被移動以提供圖象的掃描。由于掩模只是由透明和不透明部分組成的一圖象，這一方法不使用關(guān)于可變深度的信息，且不提供對雕刻深度精確的控制。
DE 10044403公開了生產(chǎn)通過不規(guī)則線性結(jié)構(gòu)表示的半色調(diào)圖象的一種照相凹版印刷方法。在第一步驟，提供象素數(shù)據(jù)形式的一圖象并由計算機顯示。設(shè)計者借助于可變的和各種線性結(jié)構(gòu)分析圖象。然后，對應(yīng)于線性結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)以基于向量的數(shù)據(jù)格式存儲在計算機中。在后繼的雕刻步驟，基于向量的格式化數(shù)據(jù)導(dǎo)向雕刻工具，這樣遵循對應(yīng)于線性結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)雕刻一凹版印刷板。
本發(fā)明的一個目的是通過避免手工雕刻裝飾圖案與肖像的冗長的步驟，減少處理時間和凹版印刷板的生產(chǎn)成本。
進(jìn)一步的目的是要同時保持如同按傳統(tǒng)制造那樣的高水平的凹版印刷板的質(zhì)量，就是說獲得很精細(xì)定義的照相凹版。
保密印刷業(yè)中當(dāng)前的實踐是把一個以上的印刷過程與同一證券相關(guān)聯(lián)，就是說把證券紙?zhí)峁┙o多個不同的印刷過程，以使偽造更困難。作為保密印刷業(yè)中特別是對于鈔票使用的其它印刷過程，可以列舉膠印，絲網(wǎng)印刷，箔施加，及編號。
在保密印刷業(yè)中已知的事實是，凹版印刷過程由于推動紙頁進(jìn)入印刷板的雕板所需的高印刷壓力所至引起紙張扭曲。用來產(chǎn)生相同紙頁的其它上述印刷過程不引起相同的扭曲。這一扭曲的結(jié)果是，不是來自不同過程的所有印刷物將在紙頁上互相對準(zhǔn)。術(shù)語“紙頁”這里是既指各個一般矩形的紙頁，又指連續(xù)的紙張條帶。
本發(fā)明進(jìn)一步的目的是要校正這一扭曲，使得通過不同相關(guān)的印刷過程獲得的印刷物都將互相對準(zhǔn)。
這些目的通過在引言中定義的一種方法實現(xiàn)，其中所述被編程的雕刻過程根據(jù)所述板的主深度圖三維導(dǎo)向象素數(shù)據(jù)(X，Y，Z)，雕刻非雕刻板，其中所述主深度圖通過至少一個計算機存儲的原始深度圖產(chǎn)生，所述原始深度圖包括三維一個所述證券紙至少一部分的三維光柵圖象，其中初步雕刻步驟與每一三維象素數(shù)據(jù)相關(guān)。
這樣本發(fā)明基于作為一種計算機文件的深度圖的使用，該文件包含三維光柵雕刻圖象，基于使用板作為被雕刻的工件，并基于容納深度圖的一種工具。
雕刻工具最好是激光雕刻機，且初步激光雕刻步驟與光柵圖象的每一象素相關(guān)聯(lián)。雕刻的深度由光柵圖象的每一象素數(shù)據(jù)規(guī)定。相繼的雕刻步驟可遵循板的象素列，然后是相鄰的列，等等。由于相鄰傾斜對齊的象素困難呈現(xiàn)相同的深度，例如對應(yīng)于圖畫的線，完成的板提供對應(yīng)于凹版印刷的圖象，而板本身的制造過程對應(yīng)于光柵圖案。
被雕刻的板可以是凹版印刷板。被雕刻的板還可以是凹版印刷板的母體，然后如先有技術(shù)中所知那樣其進(jìn)一步通過金屬沉積處理。
與給定的證券相關(guān)聯(lián)的三維光柵圖象，與同一象素相關(guān)深度信息(Z)一同，包括關(guān)于每一象素座標(biāo)(X，Y)的信息。
其通過處理一個或幾個三維元件獲得。這些元件可以是a)三維線圖案b)三維光柵圖案，特別是光柵證券圖案；c)由各種深度與形狀的數(shù)個扁平的嵌入或否區(qū)域組成的三維元件；d)淺浮雕的三維掃描。
這種三維線圖案可由線段串組成，每一線段有其自己特定的長度、寬度和深度。
該三維光柵圖案可以直接是計算機生成的，或從掃描圖或通過確定光柵圖案每一象素的深度的算法處理的計算機設(shè)計圖獲得。該算法使深度與每一象素相關(guān)，使得光柵圖案類似于手工雕刻中觀察到的線輪廓。
主深度圖在雕刻板上提供原始深度圖多個復(fù)制品，并包含關(guān)于它們在板的平面中位置的信息。這樣根據(jù)行和列的圖案主深度圖可提供原始深度圖的數(shù)個復(fù)制品。
根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實施例，主深度圖包含關(guān)于凹版印刷過程的結(jié)果紙頁扭曲，以及所述扭曲的補償?shù)膮?shù)的信息。
主深度圖可包含用于整個板的雕刻的永久象素數(shù)據(jù)，特別是根據(jù)補償紙頁扭曲的信息產(chǎn)生的象素數(shù)據(jù)。
計算機還可存儲對應(yīng)于一個證券與扭曲校正參數(shù)的原始深度圖，使得在雕刻過程期間快速產(chǎn)生主深度圖數(shù)據(jù)，以節(jié)省時間和磁盤空間。
從以下參照附圖優(yōu)選實施例的描述，對于業(yè)內(nèi)專業(yè)人員本發(fā)明的其它特點和優(yōu)點將更為明顯可見，其中

圖1示意圖示凹版印板生產(chǎn)的技術(shù)方法的狀態(tài)。
圖2示意圖示屬于本發(fā)明的制造凹版印板的方法。
圖3a示出一三維線，而圖3b示出一個三維圖案。
圖4示出一個三維光柵圖案。
圖5示出其它三維圖案。
圖6示出三維原始深度圖。
圖7a，7b和7c示出一原始深度圖。
圖8示出一主深度圖。
圖9a，9b，9c與9d示出本發(fā)明的實施例。
圖1示意圖示出用于凹版印刷板制造的保密印刷工廠傳統(tǒng)上使用的技術(shù)過程狀態(tài)。
第一步驟是在鋼或銅模手工雕刻有深度的一圖象，例如肖像。這一步驟需要技藝高超雕刻家的數(shù)個月的勞動。
第二步驟是要形成這一手工雕刻模的拷貝，并通過化學(xué)蝕刻在模上添加其它線條。這些線條可以是在凹版過程期間被印刷的計算機產(chǎn)生的保密圖案。
第三步驟是要形成這一模的塑料壓印。將可以形成壓印被印刷在每一紙頁上的保密文件那么多的壓印。
第四步驟是要切割這些壓印成形。
第五步驟是要放置所述切割的壓印成行和列，然后把它們焊接在一起，生成多圖象塑料組件。
第六步驟是要對多圖象塑料組件鍍銀。
第七步驟是要在電鍍銅槽中在塑料組件上沉積銅層以產(chǎn)生銅板。
第八步驟是在鎳電鍍槽中在銅板上沉積鎳層。
從這一技術(shù)狀態(tài)所有這些步驟所得的產(chǎn)品是所謂鍍鎳底片，其將用作為生產(chǎn)在凹版過程中被安裝的鎳凹版印刷板的母板。
圖2示出本發(fā)明的主要步驟，其至少去除了本技術(shù)狀態(tài)中所述的頭七個步驟。
第一步驟是生成原始深度圖，其如下產(chǎn)生1)產(chǎn)生有深度信息的三維元件。這些元件可以是，但不僅是，以下類型a.三維線條圖案。例如，這些線條可以由線段串組成，每一線段有其自己指定的長度，寬度，和深度。圖3a示出有可變寬度和深度的線條的放大部分，其中每一線段的深度通過其顏色顯示在計算機屏幕上，并在屏幕圖象的這一黑白打印中以灰影顯示。圖3b類似地示出有可變寬度和深度的一簡單的計算機產(chǎn)生的三維線條圖案。
b.三維保密光柵圖案，例如計算機生成，或從掃描的手工圖畫產(chǎn)生，或根據(jù)如圖4所示類似于手工雕刻中觀察到的線條輪廓，通過確定光柵圖案的每一象素深度的算法處理的計算機設(shè)計圖畫。例如，可對每一線條或?qū)τ谌魏尉€條組選擇輪廓。輪廓類型非限定性地包括各種開放角度的V-形和U-形輪廓，以及方形輪廓?？梢?guī)定線條的最大深度以及線條深度-線條寬度的關(guān)系。
c.其它類型的三維元件，諸如由各種深度和形狀(圖5)嵌入或否的數(shù)個扁平區(qū)域組成的三維元件，或淺浮雕的三維掃描。
2.三維元件組合為帶有深度信息的原始文件，如圖6所示。
3.原始深度圖的產(chǎn)生。原始文件的處理產(chǎn)生單個三維光柵圖象。圖7a，7b，和7c顯示帶有增加的放大因子的同一深度圖。每一象素的深度通過其灰度水平顯示。圖7c中，可看到各象素。它們的尺寸對應(yīng)于分辨率8000dpi。
第二步驟是主深度圖的推廣。其包括關(guān)于原始深度圖復(fù)制及在板上位置的信息，以及關(guān)于所施加扭曲以補償印刷期間出現(xiàn)的紙頁扭曲的信息，使得所有施加到同一紙頁的過程將相互對準(zhǔn)。
主深度圖由逐個象素雕刻板的雕刻工具使用。能夠轉(zhuǎn)移由每一象素存儲的信息的激光器雕刻機是業(yè)內(nèi)專業(yè)人員所熟知的。
主深度圖數(shù)據(jù)能夠在雕刻期間迅速產(chǎn)生，以節(jié)省時間和磁盤空間。當(dāng)主深度圖對應(yīng)于原始深度圖的復(fù)制品時，這是特別有用的。
業(yè)內(nèi)專業(yè)人員將可理解，深度圖產(chǎn)生過程的許多變型是可行的。
三維元件可被組合為一個以上的原始文件，例如用于非重疊元件的幾個分開的文件。從其產(chǎn)生的原始深度圖可根據(jù)不同于只是以行和列復(fù)制的各種規(guī)則在主深度圖內(nèi)重復(fù)。
重疊元件組合為帶有對每一迅速的(X，Y，Z)信息的原始文件和深度圖，取決于所希望的最終視覺效果，例如一個元件是否將局部位于其它元件上，可服從各種規(guī)則。
圖9a，9b，9c和9d示出本發(fā)明的實施例。
圖9a中，雕刻工具是YAG激光器，而雕刻板是作為凹版印刷板的母板的聚合物板。被雕刻的板安裝在一旋轉(zhuǎn)柱體。激光器在平行于柱體的軸的方向運動。激光器運動及其強度以及柱體運動的控制由一計算機進(jìn)行，其考慮在凹版印刷過程期間出現(xiàn)的紙頁扭曲的補償，快速產(chǎn)生主深度圖數(shù)據(jù)。
圖9b中，實施例類似于圖9a中的實施例，所不同在于，板是在扁平面上運動。激光器和板的運動平行于板。
在鎳電鍍槽中雕刻的聚合物板被電鍍銀并作為鎳底片板的母板。
根據(jù)一種變型，被雕刻的板由分層結(jié)構(gòu)構(gòu)成，包括-金屬基板-粘合劑層
-聚合物層根據(jù)本發(fā)明的過程雕刻聚合物層。具體來說，適用于雕刻過程的聚合物是聚亞胺，包含碳黑分布在其中用于增強激光束的吸收。這一類型的材料允許特別高的分辨率雕刻。適用的材料的例子是載有碳的聚亞胺固態(tài)，商品名稱“KAPTON”，由“Du Pont de Nemours”制造。
圖9c中，實施例類似于圖9a中的實施例，所不同在于板是金屬的且激光器是受激準(zhǔn)分子激光器。
圖9d中，實施例類似于圖9b中的實施例，所不同在于板是金屬的且激光器是受激準(zhǔn)分子激光器。
這些實施例只是作為例子給出的，并且業(yè)內(nèi)專業(yè)人員可開放出屬于權(quán)利要求范圍的其它實施例。例如，可以有由主適當(dāng)圖導(dǎo)向的多個雕刻工具，那些工具同步工具，特別來說，在帶有所述證券紙的印刷紙頁上，可以有與證券紙列同樣多的雕刻工具。
權(quán)利要求
1.制造用于證券紙頁的凹版印刷的雕刻板的一種方法，其中非雕刻板提交給由計算機控制的雕刻工具的編程的雕刻過程，其特征在于，所述編程的雕刻過程根據(jù)一個所述紙頁的主深度圖的三維導(dǎo)向象素數(shù)據(jù)(X，Y，Z)，雕刻所述非雕刻板，其中所述主深度圖由至少一個計算機存儲的原始深度圖產(chǎn)生，所述原始深度圖由一個所述證券紙的至少一部分的一個三維光柵圖象組成，且其中初步雕刻步驟與每一三維象素數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種方法，其中所述雕刻板是凹版印刷板。
3.如權(quán)利要求1所述的一種方法，其中所述雕刻板是凹版印刷板的母板。
4.如權(quán)利要求1到3任何之一所述的一種方法，其中所述雕刻板是金屬板。
5.如權(quán)利要求1到3任何之一所述的一種方法，其中所述雕刻板包括一聚合物層且其中所述聚合物層被雕刻。
6.如權(quán)利要求5所述的一種方法，其特征在于所述雕刻板是包括以下層的母板-金屬基-粘合劑層-聚合物層
7.如權(quán)利要求6所述的一種方法，其特征在于所述聚合物層是包含散布的碳黑材料的聚酰亞胺。
8.如前述任何權(quán)利要求中所述的一種方法，其中所述雕刻工具是激光器雕刻機。
9.如前述任何權(quán)利要求中所述的一種方法，其特征在于所述雕刻工具是受激準(zhǔn)分子激光器或YAG-激光器。
10.根據(jù)任何前述權(quán)利要求的一種方法，其特征在于所述三維光柵圖象通過處理從以下選擇的至少一個三維元件產(chǎn)生a)三維線條圖案b)三維光柵圖案c)由扁平區(qū)域組成的三維元件d)淺浮雕的三維掃描或它們的組合。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的一種方法，其特征在于所述三維線條圖案由線段串構(gòu)成，每一線段有其自己特定的長度，寬度和深度。
12.根據(jù)權(quán)利要求10的一種方法，其特征在于，所述三維光柵圖案是計算機生成的，或從掃描的手工圖畫產(chǎn)生的，或通過根據(jù)手工雕刻線條輪廓確定光柵圖案的每一象素深度的算法處理的計算機設(shè)計的圖畫。
13.根據(jù)權(quán)利要求1到12任何之一的一種方法，其特征在于，所述主深度圖在每一原始深度圖的板上提供多個復(fù)制品，并包含關(guān)于所述復(fù)制品在板的平面中位置的信息。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的一種方法，其特征在于，所述主深度圖包含根據(jù)補償凹版印刷期間紙頁扭曲的信息產(chǎn)生的象素數(shù)據(jù)，并據(jù)此導(dǎo)向雕刻工具。
15.根據(jù)前述權(quán)利要求任何之一的一種方法，其特征在于有多個雕刻工具由所述主深度圖導(dǎo)向，那些工具以同步化方式工作。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的一種方法，其特征在于，雕刻工具多達(dá)使用所述證券紙印刷的紙頁上證券紙的列。
17.通過權(quán)利要求1到16任何之一所述的過程獲得的一種雕刻板。
18.一種凹版印刷板，其特征在于，這是通過權(quán)利要求1到16任何之一所述的過程獲得的。
19.凹版印刷板的一種雕刻母板，其特征在于，所述板由包含散布的碳黑的聚酰亞胺材料構(gòu)成，并在于所述雕刻通過權(quán)利要求1到16任何之一所述的過程進(jìn)行。
全文摘要
制造凹板印刷中使用的雕刻板的一種方法，所述板由一種工具例如激光束雕刻，其特征在于，基于被打印文獻(xiàn)的三維光柵圖象雕刻工具使用來自深度圖的數(shù)據(jù)。
文檔編號B41M3/14GK1564745SQ03801222
公開日2005年1月12日 申請日期2003年6月3日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月5日
發(fā)明者法烏斯托·基奧利, 德克·達(dá)烏, 雅克斯·佩利爾, 勞倫特·瑪?shù)偎?申請人:Kba-吉奧里股份有限公司