Печатный защитный элемент и способ его изготовления

Разработан печатный защитный элемент, содержащий по меньшей мере первую и вторую надпечатки. Первая из них представляет собой растр, образованный сеткой элементов растра, имеющих форму знаков, несущих информацию, а вторая представляет собой растр, совпадающий по положению с первой надпечаткой. При этом комбинация первой и второй надпечаток имеет вид многотонового изображения, причем информация, заключенная в указанных знаках, по меньшей мере частично скрыта второй надпечаткой. Разработан также способ изготовления данного защитного элемента. 3 н. и 19 з.п. ф-лы, 12 ил.

 

Область техники

Изобретение относится к печатным защитным элементам, которые могут быть использованы, например, на защищенных объектах, включая защищенные документы, в частности банкноты и чеки. Предложен также способ изготовления печатного защитного элемента.

Уровень техники

Применительно к защищенным документам существует постоянная потребность в разработке защитных элементов, увеличивающих трудность подделывания или мошеннического изменения документа. Примеры таких защитных элементов включают голографические элементы, водяные знаки, защитные нити, фольги, накладки (patches), тиснения и защитные краски, которые могут быть нанесены на документ и/или встроены в него. Важным примером являются печатные защитные элементы, поскольку, если это признано желательным, они могут быть выполнены покрывающими значительную часть поверхности документа и тем самым оказать существенное влияние на его восприятие в целом. Если подделывателю достаточно сложно воспроизвести печатный элемент, поддельные банкноты могут быть относительно легко опознаны подготовленным или неподготовленным человеком. Примеры защитных элементов, разработанных заявителем, приведены в WO 2005/047013 A, WO 01/66360 А и ЕР 1880865 А. Однако, по мере расширения возможностей подделывания, требуются все более сложные защитные элементы.

Раскрытие изобретения

В соответствии с изобретением создан печатный защитный элемент, содержащий по меньшей мере первую надпечатку, которая представляет собой растр, образованный сеткой элементов растра, имеющих форму знаков, несущих информацию, и вторую надпечатку, которая представляет собой растр, совпадающий по положению с первой надпечаткой. При этом комбинация первой и второй надпечаток имеет вид многотонового изображения, а информация, заключенная в указанных знаках, по меньшей мере частично скрыта второй надпечаткой.

Изобретение охватывает также способ изготовления печатного защитного элемента, включающий: распечатывание на подложке первой надпечатки, которая представляет собой растр, образованный сеткой элементов растра, имеющих форму знаков, несущих информацию, и распечатывание на подложке второй надпечатки, которая представляет собой растр, совпадающий по положению с первой надпечаткой. При этом комбинация первой и второй надпечаток имеет вид многотонового изображения, а информация, заключенная в указанных знаках, по меньшей мере частично скрыта второй надпечаткой.

Посредством формирования двух совпадающих по положению растровых надпечаток (по меньшей мере частично наложенных одна на другую) можно получить эстетически сложное многотоновое изображение с качеством фотографии, такое как портрет или другая картинка. В результате при нормальном рассмотрении изображение представляется высококачественной, но в других отношениях обычной распечаткой. Однако при более детальном рассмотрении, например с увеличением, становится различимой информация, заключенная в знаках первой надпечатки. Таким образом, данное изображение может быть использовано для передачи, посредством знаков, дополнительной информации, которую нелегко различить обычному наблюдателю, но которую можно идентифицировать при более тщательном изучении. Это обеспечивает улучшенную защиту, поскольку аутентичность банкноты можно проверить анализом защитного элемента с целью удостовериться, что в изображении присутствует ожидаемая информация. При этом существенно возрастает трудность подделывания, поскольку на практике подделывателю чрезвычайно трудно обеспечить, без специализированного оборудования, взаимное совмещение двух надпечаток с точностью, требуемой для получения изображений достаточно высокого качества. Даже незначительное рассогласование между двумя надпечатками будет приводить, как правило, к легко обнаруживаемым размытию изображения и/или к изменению интерференционных эффектов, таких как эффекты муара. Фотокопирование также не даст удовлетворительных результатов по причине высокого разрешения, обеспеченного в защитном элементе.

Под "растром" в контексте изобретения понимается печатный слой, образованный множеством элементов растра, характеристики которых могут быть пространственно промодулированы в пределах слоя таким образом, чтобы сформировать визуально контрастные области. Например, элементы растра (или, аналогично, окружающий элементы фон) можно варьировать по размерам, толщине, взаимному расстоянию, плотности краски, цвету, тону, оттенку и/или насыщенности. Каждый растр предпочтительно является многотоновым, т.е. тон каждой надпечатки (индивидуально) варьируется в пределах изображения. Элементы растра в первой надпечатке имеют форму знаков, таких как буквы, цифры, символы, знаки препинания и т.п. Вторая надпечатка может содержать элементы растра любой формы, такие, например, как линии или точки. Растровые печатные слои на основе линий и/или точек хорошо известны специалистам. В предпочтительных вариантах форма элементов растра, образующих первую надпечатку, отличается от формы элементов растра, образующих вторую надпечатку.

По меньшей мере частичное скрывание информации посредством второй надпечатки (обусловленное по меньшей мере частичным взаимным наложением надпечаток) может являться результатом действия различных механизмов. Если первая надпечатка находится (для наблюдателя) под второй надпечаткой, краска, образующая вторую надпечатку, может физически препятствовать наблюдению нижележащих знаков. В дополнение к этому, вторая надпечатка дезориентирует зрительное восприятие, что само по себе способствует скрыванию знаков от наблюдателя. Этот эффект возникает независимо от того, в каком порядке надпечатки расположены относительно наблюдателя.

Тем не менее, для максимального скрывания информации в общем случае желательно, чтобы первая надпечатка была расположена так, чтобы она рассматривалась сквозь вторую надпечатку. Другими словами, вторая надпечатка должна быть расположена между наблюдателем и первой надпечаткой. В первом варианте изобретения это обеспечивается тем, что вторая надпечатка наложена на первую надпечатку, находящуюся на подложке. Для этого можно, например, распечатать первую и вторую надпечатки посредством двух последовательных операций. В другом предпочтительном варианте надпечатки находятся на противоположных сторонах, по существу, прозрачной подложки, такой, например, как окно полимерной банкноты. В этом случае обе надпечатки можно распечатать на противоположных сторонах подложки одновременно.

Знаки могут иметь любую желательную форму, позволяющую нести информацию. Однако в особенно предпочтительных вариантах знаки содержат алфавитно-цифровые символы. Эти символы могут представлять собой буквы и цифры любого алфавита или шрифта, включая (но не ограничиваясь ими) латинский, китайский, японский, русский алфавиты и алфавит санскрита, а также алфавиты, созданные на базе латинского, например английский, французский, немецкий и др. Использование алфавитно-цифровых символов позволяет сделать информацию осмысленной для человека-наблюдателя, что соответствует предпочтительному варианту. Однако сетка элементов растра (растровая сетка) может дополнительно содержать знаки других типов, например символы, соответствующие знакам пунктуации и/или обозначениям валют (£, $ и др.). Шаг растровой сетки (расстояние между центрами знаков) в пределах надпечатки может быть постоянным или непостоянным.

Растровая сетка может быть полностью сформирована элементами одного типа. Другими словами, каждый элемент сетки может являться тем же самым знаком, например числом "10" или буквой "А". Однако, чтобы увеличить объем информации, которая может быть заключена в печатном элементе, желательно, чтобы растровая сетка содержала элементы растра, соответствующие по меньшей мере двум различным знакам. Так, сетка может содержать элемент, соответствующий символу валюты (например, "£" или "$"), и число (например, "5"), расположенные в сетке чередующимся или случайным образом. Объем информации, передаваемой растром, может быть дополнительно увеличен при использовании определенного паттерна расположения элементов в растровой сетке. В этом случае растровая сетка предпочтительно содержит множество подмножеств элементов растра, каждое из которых содержит элементы растра, образованные по меньшей мере двумя знаками, имеющими различные значения и сконфигурированными таким образом, чтобы задать код. Например, каждое подмножество, состоящее из трех элементов, может содержать знаки "Т", "Е", "N", образующие английское слово "ten" ("десять"), повторяющееся в пределах сетки. Чем больше элементов растра включено в каждое подмножество, тем больше его информационная емкость.

Характер информации, заключенной в знаках, может выбираться по желанию. В некоторых примерах она может быть связана с самим изображением. Так, портрет королевы Елизаветы может содержать знаки, образующие код "ER II". Однако в особенно предпочтительных вариантах информация, заключенная в знаках, - это информация, относящаяся к документу, на котором сформирован (или должен быть сформирован) печатный защитный элемент, предпочтительно деноминация, указание определенной валюты, выпуска, банка и/или страны. В частности, в печатном защитном элементе, нанесенном на банкноту, знаки (например, "5" или "пять") можно использовать, чтобы идентифицировать деноминацию этой банкноты. В этом случае на каждом документе одной серии (например, на банкнотах различных деноминаций) может быть сформирован один и тот же портрет, но знаки, встроенные в каждый портрет, будут различаться, чтобы нести релевантную информацию о документе.

Сама растровая сетка (задающая паттерн, в соответствии с которым расположены знаки) в типичном случае является ортогональной, т.е состоящей из строк и столбцов, взаимно ориентированных под углом примерно 90°. Однако, в принципе, она может иметь любую желательную форму, например быть шестиугольной, круглой или синусоидальной. В шестиугольных сетках прямолинейные "строки" и "столбцы" взаимно ориентированы под углом около 60° (хотя возможны и сетки, основанные на любом другом угле). В круглых сетках знаки расположены на пересечении концентричных окружностей и радиальных линий, а в синусоидальных сетках "строки" и/или "столбцы" знаков расположены вдоль синусоиды. В особенно предпочтительных вариантах растровая сетка является "регулярной", т.е. в ней расстояние между элементами не варьируется в пределах растра. Однако, как это будет описано далее, это условие не является критичным.

Следует отметить, что любая из первой и второй надпечаток может быть выполнена в виде позитивного или негативного растра. В позитивном печатном растре его элементы заполнены краской, а окружающее их пространство является чистым. Для негативного растра справедливо обратное. Чтобы получить гладкое многотоновое изображение, желательно, чтобы первая надпечатка была негативным растром, знаки которого образованы незапечатанными областями, окруженными краской. Однако это условие не является критичным.

Для формирования первой и второй надпечаток можно использовать различные методы печати при условии, что обе надпечатки могут быть точно совмещены. В особенно предпочтительных вариантах первая надпечатка выполнена методом офсетной, глубокой или флексографической печати.

Как было упомянуто, элементы растра, образующие вторую надпечатку, могут иметь различные формы, предпочтительно отличающиеся от форм, используемых в первой надпечатке. Однако в особенно предпочтительных вариантах вторая надпечатка является линейной, т.е. образованной непрерывными или прерывистыми линиями неодинаковой толщины. Было обнаружено, что такая форма особенно эффективна для скрывания знаков. Линии надпечатки предпочтительно взаимно параллельны, причем они могут быть прямыми, изогнутыми, синусоидальными или зигзагообразными. Расстояние между элементами растра предпочтительно является постоянным по всей надпечатке, но, как и для первой надпечатки, это некритично.

Для получения второй надпечатки также могут использоваться различные методы печати, но предпочтительна офсетная, глубокая или флексографическая печать.

В общем случае желательно, чтобы печатный защитный элемент не создавал никаких картин муара, вызываемых интерференцией между двумя надпечатками, поскольку наличие муара ухудшает вид изображения. Однако в некоторых применениях может оказаться желательным намеренно создать определенный эффект муара в качестве дополнительного эффекта, наложенного на изображение. Чтобы ослабить или устранить картины муара, желательно, чтобы шаг растровой сетки первой надпечатки на любом участке, по существу, являлся равным или кратным шагу растра второй надпечатки на том же участке, и наоборот. Другими словами, шаги элементов растра в первой и второй надпечатках предпочтительно являются практически идентичными; альтернативно, на любом участке защитного элемента шаг одного растра соответствует "гармонике" другого растра (хотя шаги в обеих надпечатках могут варьироваться в пределах защитного элемента). Важно, чтобы периоды обоих растров соответствовали друг другу на любом участке. Первая и вторая надпечатки не должны совпадать одна с другой в том смысле, что линейные (или иные) элементы растра второй надпечатки следуют вдоль линий растра первой надпечатки; однако первая и вторая надпечатки предпочтительно расположены одна относительно другой так, чтобы исключить эффекты муара. В типичном случае это может требовать разворота второй растровой сетки относительно первой. Способы устранения эффектов муара, обусловленных интерференцией между двумя растрами, хорошо известны специалистам.

Размерные параметры двух растров могут быть выбраны с учетом требований к конкретному печатному защитному элементу. В особенно предпочтительном варианте шаг растровой сетки первой надпечатки (на каком-то ее участке или во всей сетке), измеряемый как расстояние между двумя смежными знаками, выбран в интервале 0,5-1,5 мм, предпочтительно 0,8-1,2 мм, более предпочтительно 0,9-1,0 мм. Это расстояние должно измеряться в направлениях, параллельных строкам и столбцам сетки. Должно быть понятно, что максимальные размеры каждого знака также должны находиться внутри указанных интервалов. Было обнаружено, что знаки таких размеров обеспечивают наилучший баланс между гладкостью изображения, обеспечением скрывания информации при нормальном рассматривании и способностью видеть знаки при рассматривании изображения на коротком расстоянии, возможно с двукратным или пятикратным увеличением.

Аналогичным образом желательно, чтобы шаг растра второй надпечатки (на каком-то ее участке или во всем растре), измеряемый как расстояние между двумя смежными элементами растра, был выбран в интервале 0,5-1,5 мм, предпочтительно 0,8-1,2 мм, более предпочтительно 0,9-1,0 мм. В этом примере расстояние между элементами растра второй надпечатки, по существу, равно шагу растровой сетки первой надпечатки, и это соотношение является предпочтительным для обеспечения скрывания изображения с одновременным обеспечением возможности все же видеть знаки при внимательном рассмотрении. Однако отношение шага во второй надпечатке к шагу в первой надпечатке может, например, равняться n или 1/n (где n - целое число). Увеличение шага во второй надпечатке до значения, кратного шагу в первой надпечатке, ослабит эффект скрывания, тогда как его уменьшение даст противоположный эффект.

Первая и вторая надпечатки могут быть получены с использованием различных методов печати при условии обеспечения их адекватного соответствия по положению. Однако в особенно предпочтительных вариантах первую и вторую надпечатки формируют посредством одного и того же метода печати, предпочтительно офсетной печати, более предпочтительно за единственный проход. Представляется, что офсетная печать обеспечит наивысшую степень совмещения (согласования по положению) между двумя надпечатками, поскольку сначала печатные слои последовательно формируются, с применением печатных форм, контролируемых с высокой точностью, на промежуточном офсетном полотне. С него надпечатки могут быть перенесены за один проход на подложку, которая должна нести защитный элемент. В этой технологии отсутствует смещение между подложкой и печатным аппаратом во временном интервале между осуществлением каждой надпечатки, что обеспечивает предельно высокую степень пространственного согласования.

Первая и вторая надпечатки могут быть распечатаны краской одного цвета, что может быть особенно полезно, когда вторая надпечатка находится под первой. Однако обычно вид изображения и качество скрывания информации улучшаются, если первая и вторая надпечатки распечатаны красками различных цветов. Более точно различные цвета могут быть охарактеризованы как различия в тоне, возникающие в результате изменения оттенка, чистоты и/или плотности краски. В особенно предпочтительных примерах вторая надпечатка является более темной, чем первая, например, в терминах тона, оттенка, светлости или плотности краски. При таком выполнении вторая надпечатка доминирует в первоначальном восприятии изображения, способствуя тем самым скрыванию информации.

Первая надпечатка предпочтительно сконфигурирована с возможностью задавать градации тона в изображении, а вторая - контуры изображения. Например, применительно к портрету вариации тона в первой надпечатке могут обеспечить подчеркивание контуров и/или оттенение черт лица, тогда как вторая надпечатка четко задает линии в изображении, например, вокруг глаз, носа, губ портретируемого и т.д. Поэтому в предпочтительных вариантах тон в первой надпечатке варьирует в пределах защитного элемента в меньшей степени и/или более плавно, чем тон во второй надпечатке, хотя в типичном случае это решается индивидуально для каждого случая. При этом первая надпечатка предпочтительно представляется более "мягкой", чем вторая.

Изобретение охватывает также защищенное изделие, снабженное описанным печатным защитным элементом.

В некоторых предпочтительных вариантах защитный элемент распечатывается непосредственно на самом изделии. В других предпочтительных вариантах он формируется на этикетке, прикрепляемой к изделию. При этом защитный элемент может иметь промежуточную форму, т.е. служить в качестве переносимого элемента.

Защищенное изделие предпочтительно содержит защищенный документ, такой как банкноту, дорожный чек, сертификат аутентичности, марку, денежное обязательство, наклейку об уплате дорожного налога, акцизную марку, защитную этикетку, паспорт или ваучер.

Краткое описание чертежей

Примеры защитных элементов, способов их изготовления и защищенных изделий, снабженных защитными элементами, будут описаны далее со ссылками на прилагаемые чертежи.

На фиг.1 схематично показан вариант защищенного изделия, снабженного защитным элементом.

На фиг.2 защищенный документ по фиг.1 показан в сечении.

На фиг.3 показан, в сечении, второй вариант защищенного изделия, снабженного защитным элементом.

На фиг.4 схематично показана часть примера первой надпечатки.

На фиг.5 схематично показана часть примера второй надпечатки.

На фиг.6 проиллюстрирован первый вариант защитного элемента.

На фиг.7 показаны мелкие детали защитного элемента по фиг.6.

На фиг.8 проиллюстрирован второй вариант защитного элемента.

На фиг.9 проиллюстрирован третий вариант защитного элемента.

На фиг.10, 11 и 12 представлены три примера первой надпечатки для применения в других вариантах защитных элементов.

Осуществление изобретения

Дальнейшее описание будет, в основном, сфокусировано на применении печатных защитных элементов к таким защищенным документам, как банкноты. Однако должно быть понятно, что такие же печатные защитные элементы можно использовать и на защищенных документах многих других типов или на других объектах (далее - изделия), аутентичность которых имеет большое значение. Защитный элемент может быть распечатан непосредственно на изделии (как в приводимых далее примерах) или на промежуточном носителе, который затем будет прикреплен к изделию. Например, защитный элемент может быть изготовлен в качестве этикетки (ярлыка), а затем зафиксирован на защищаемом документе с помощью слоя клея или другим способом.

На фиг.1 представлен документ 2 (такой как банкнота), несущий защитный элемент 1. Хотя на фиг.1 это не показано, защитный элемент 1 имеет вид изображения, как правило, иллюстративного, например портрета, ландшафта или другого образа. Из фиг.2, где документ по фиг.1 показан в сечении, можно видеть, что печатный защитный элемент 1 образован по меньшей мере двумя по меньшей мере частично наложенными один на другой печатными слоями 3 и 4 (именуемыми далее "надпечатками"). Толщины надпечаток на фиг.1 сильно преувеличены для наглядности. На практике толщины надпечаток обычно будут очень малы по сравнению с толщиной документа 2, по меньшей мере в областях, в которых между физическими характеристиками двух печатных слоев нет реальных отличий. Однако каждый такой слой формируется на отдельной операции, как это будет описано далее.

Первая надпечатка 3 представляет собой растровый оттиск, содержащий растровую сетку из знаков, которые несут информацию. Вторая надпечатка 4 также является растровым оттиском, но она может не нести информации, причем в типичном варианте элементы растра будут иметь обычную форму, соответствующую линиям или точкам. Как показано на фиг.2, в предпочтительных примерах при рассматривании элемента 1 (в представленном примере сверху) вторая надпечатка 4 находится перед первой надпечаткой 3, хотя такое расположение не является критичным. Обе надпечатки взаимно согласованы по размеру и положению и при наблюдении их комбинация представляется изображением, варьирующимся по тону (многотоновым изображением). В типичном варианте первая надпечатка 3 создает изображение с плавной градацией тонов и придает ему окрашенность и реалистичную трехмерность, тогда как вторая надпечатка 4 задает резкие границы и контуры изображения. В сочетании оба слоя создают эффективную высококачественную графику.

Присутствие второй надпечатки 4 создает эффект ослабления различимости знаков (символов) в составе первой надпечатки 3. Данный эффект достигается, в основном, тем, что вторая надпечатка 4 дезориентирует зрительное восприятие, так что знаки в составе первой надпечатки 3 становится трудно выявить. Если вторая надпечатка наложена на первую (как в представленном примере), этот эффект усиливается за счет физического маскирования первой надпечатки второй надпечаткой. Таким образом, при обычном рассмотрении элемент 1 представляется просто высококачественным многотоновым рисунком. Однако при более тщательном рассмотрении изображения, например с увеличением, становится заметным присутствие знаков в первой надпечатке 3. Следовательно, проверка наличия знаков и подтверждение того, что они несут ожидаемую информацию, могут быть использованы в качестве теста на аутентичность элемента. Такая проверка может производиться прибором или, предпочтительно, человеком.

Некоторые эффекты могут быть получены с использованием альтернативной конструкции, проиллюстрированной на фиг.3. Здесь представлен, в сечении, другой защищенный документ 2'. В этом варианте частично наложенные по меньшей мере первая и вторая надпечатки 3, 4, образующие защитный элемент 1, расположены на противоположных сторонах прозрачной части 5 подложки. Эта часть подложки может соответствовать, например, прозрачному окну в полимерной банкноте; альтернативно, прозрачной может быть вся подложка. И в этом варианте первая и вторая надпечатки 3, 4 взаимно согласованы по положению. Когда элемент 1 рассматривается сверху (как это проиллюстрировано на фиг.3), будут иметь место те же эффекты. Если уровень помех восприятию, создаваемых второй надпечаткой, достаточно высок, эти эффекты могут проявляться (хотя, вероятно, в меньшей степени) и при рассматривании элемента снизу.

На фиг.4 и 5 схематично изображен вариант первой и второй надпечаток, который можно использовать для формирования защитного элемента 1. На фиг.4 показана часть первой надпечатки 3, которая содержит растр, образованный ортогональной сеткой (матрицей) из знаков 3а. В этом примере каждый знак имеет форму цифры 5. Знаки расположены с постоянным шагом Р в обоих ортогональных направлениях, т.е. в строках и столбцах сетки. В других вариантах могут использоваться сетки знаков, выполненные в различных стилях, например круглые или синусоидальные. В приведенном примере надпечатка является негативным растром. Это означает, что сами знаки не содержат краски, тогда как их окружение запечатано краской. Вид надпечатки варьируется по поверхности знака таким образом, чтобы получить желаемое изображение. Для этого используются изменения тона и/или насыщенности элементов 3а растра (или, аналогично, их фона) по поверхности растра. Например, в схематичном изображении по фиг.4 в области слева от штрихпунктирной линии Х-Х' знаки "5" имеют большую толщину линий, чем знаки справа от нее. При этом плотность заливки (количество краски на единицу площади) меньше в области слева от линии Х-Х' (поскольку растр является негативным). Результирующий эффект состоит в том, что эта область будет казаться светлее по тону, чем область справа от линии Х-Х'. Аналогичные вариации могут быть достигнуты подбором размеров элементов растра или расстояний между ними и/или варьированием тона краски по поверхности растра, например, путем варьирования ее оттенка, чистоты или яркости. Если для варьирования тона используется изменение расстояния между элементами и требуется избежать эффектов муара (но нельзя для этого согласовать периодичности областей различных тонов первой надпечатки с периодичностью элементов второй надпечатки, т.е. добиться того, чтобы отношение периодов в первой и второй надпечатках составляло n или 1/n, где n - целое число), расстояния между элементами в надпечатках должны изменяться аналогичным образом. В некоторых случаях надпечатки могут иметь изменяющиеся цвета, например создавать радужный эффект.

Шаг Р (в данном примере постоянный) предпочтительно делается достаточно малым для того, чтобы структура, накладываемая на изображение первой надпечаткой 3, не была легкоразличимой для пользователя. Если этот шаг выбран слишком большим по сравнению с элементами изображения, качество изображения ухудшится. Было обнаружено, что наилучшие результаты дает выбор шага между элементами растра в интервале 0,5-1,5 мм, предпочтительно 0,8-1,2 мм, более предпочтительно 0,9-1 мм. Выбор шага Р задает также максимальный размер знаков 3а.

На фиг.5 схематично изображена вторая надпечатка 4, которая может быть использована в сочетании с первой надпечаткой 3 по фиг.4. Вторая надпечатка 4 также является растром, который в этом примере задается элементами растра в форме распечатанных параллельных линий 4а. Желательно, чтобы элементы растра, образующие вторую надпечатку 4, отличались от элементов растра, образующих первую надпечатку 3, хотя это условие и некритично. Тон второй надпечатки варьируется требуемым образом по поверхности элемента, чтобы сформировать желательное изображение. В типичном варианте это варьирование обеспечивается изменением толщины линий 4а, прерыванием линий путем соответствующего прерывания подачи краски и/или варьированием расстояний между элементами (в этом случае периодичность в расположении линий должна быть согласована с периодичностью в первой надпечатке, как это было упомянуто выше). В данном примере вторая надпечатка - это позитивный растр, хотя при желании мог быть использован и негативный растр. Как будет описано далее, допустимы и нелинейные растры. Например, можно использовать круглый или синусоидальный растр. Кроме того, элементы растра не должны быть непрерывными и могут включать точки.

Расстояние Р между элементами 4а растра второй надпечатки 4 в обоих ортогональных направлениях в этом примере является постоянным и равным шагу Р растра первой надпечатки 3. Это позволяет ослабить или исключить эффекты муара при условии согласованности взаимного углового положения надпечаток. Однако, как это будет описано далее, тот же результат может быть достигнут, если шаг в одной надпечатке является кратным по отношению к шагу в другой надпечатке. Первая и вторая надпечатки 3, 4 наложены одна на другую предпочтительно при таком взаимном угловом положении, при котором, по существу, отсутствует видимый эффект муара, обусловленный интерференцией между двумя растрами. Способы достижения такого согласования между двумя растрами хорошо известны специалистам.

На фиг.6 представлен первый вариант печатного защитного элемента и составляющих его надпечаток. На фиг.6(a) изображен защитный элемент 10 при "нормальном" увеличении (т.е. таким, каким он наблюдается невооруженным глазом). В этом примере печатный элемент 10 имеет три явно различающиеся области 17, 18 и 19. Область 17 в верхней части элемента запечатана только второй надпечаткой, обозначенной как "Working - А", причем часть 14 этой области показана, с увеличением, на фиг.6(i). Область 19 в нижней части элемента запечатана только первой надпечаткой, обозначенной как "Working - В", причем часть 13 этой области показана, с увеличением, на фиг.6(ii). В промежуточной области 18 присутствуют и первая, и вторая надпечатки, что обозначено как "Working - А+В". Часть 15 этой области показана, с увеличением, на фиг.6(iii). В практических реализациях первая и вторая надпечатки предпочтительно полностью наложены одна на другую, чтобы совместно создавать эффект по всей поверхности печатного элемента. Однако это условие не является существенным, и печатный элемент может содержать области только с одной или с другой надпечаткой, как это имеет место в данном примере. Вместе с тем, во всех примерах по меньшей мере часть защитного элемента должна включать обе надпечатки, взаимно согласованные по положению (как в области 18 в представленном примере).

Как было описано выше, первая надпечатка 13 имеет форму растра из элементов-знаков, расположенных в виде сетки. В варианте по фиг.6, как показано на фиг.6(ii), все знаки являются символами одного типа, а именно символом фунта (£). Растр является негативным, поскольку символ фунта выполнен светлым на фоне, запечатанном краской. Как показано на фиг.6(ii), центры каждого символа наложены на регулярную ортогональную сетку, причем размеры и плотность знаков варьируются по надпечатке. Так, на части 13 первой надпечатки, показанной на фиг.6(ii), в центральной зоне символы являются относительно маленькими и четко отделенными друг от друга, тогда как у нижнего края толщина каждого символа увеличена, что приводит к меньшему расходу краски (поскольку растр является негативным). Поэтому центральная зона показанной области кажется более темной, чем ее нижняя зона. Эти вариации модулируются по поверхности надпечатки, чтобы получить более светлые и более темные области в окончательном изображении.

Вторая надпечатка в этом варианте является точечным растром, часть 14 которого показана, с увеличением, на фиг.6(i). Элементы растра имеют форму точек, регулярно размещенных вдоль линий, расположенных под углом к горизонтальному направлению, близким к 45°. Размеры и плотность точечных элементов модулируются по поверхности надпечатки, чтобы обеспечить изменения тона, как это хорошо известно применительно к подобным растрам. Вторая надпечатка сконфигурирована так, чтобы обеспечить в изображении мелкие детали, такие как контуры. В связи с этим пределы вариации тона в рамках этой надпечатки, как правило, шире, чем в первой надпечатке 13.

Если это представляется желательным, вторая надпечатка 14 может быть распечатана краской того же цвета, что и первая надпечатка 13. Однако обычно желательно, чтобы надпечатки были распечатаны красками различных цветов. Особенно хорошие результаты были получены при распечатывании второй надпечатки 14 более темной краской, чем краска, использованная при распечатывании первой надпечатки 13. При этом было обнаружено, что наилучший эффект дают гармонирующие цвета, имеющие одинаковую глубину оттенка. Так, первая надпечатка 13 может быть распечатана светло-зеленой краской (например, краской Pantone® light green [Ref. 376U]), а вторая надпечатка 14 - более темной зеленой краской (например, краской Pantone® dark green [Ref. 563U]).

На фиг.6(iii) показана комбинация двух надпечаток 13 и 14. Можно видеть, что в этом примере элементы растра второй надпечатки (которые представляются в виде диагональных линий благодаря соответствующей плотности элементов растра в этой области) накладываются на знаки первой надпечатки. Как показано на фиг.6(a), при нормальном увеличении присутствие знаков нелегко обнаружить, причем комбинация двух надпечаток образует высококачественное многотоновое изображение (в данном случае портрет Альберта Эйнштейна). Однако при более тщательном рассмотрении (как это проиллюстрировано на фиг.6(iii) для небольшого участка) становится возможным идентифицировать, по меньшей мере в определенной части изображения, символы фунта, имеющиеся на первой надпечатке 13. Следует отметить, что, как следствие распечатывания и фотокопирования с низким разрешением, использованных при получении прилагаемых чертежей, этот эффект может и не проявиться наглядно при рассмотрении фиг.6(a), что и делает целесообразным представление с увеличением ее части на фиг.6(iii). На практике человек, желающий провести проверку аутентичности защитного элемента, может внимательно рассмотреть портрет, используя, например, увеличительное стекло с небольшим увеличением (например, двукратным или пятикратным), и, если элемент является подлинным, в изображении можно будет различить символы фунта по меньшей мере в областях, в которых "маскировка", создаваемая второй надпечаткой, не будет слишком доминировать.

На фиг.7 части изображения, представленные на фиг.6(i), (ii) и (iii), показаны при большем увеличении. На фиг.7(i) показана часть второй надпечатки 14, на которой хорошо видны индивидуальные элементы 14а растра в форме линий или точек. В этом примере шаг растра (расстояние P_i между центрами смежных элементов) по вертикали и горизонтали составляет около 0,45 мм. Следует отметить, что фиг.7(i) соответствует большему увеличению, чем фиг.7(ii) или 7(iii). На фиг.7(ii) показана часть первой надпечатки 13, содержащей сетку из знаков. Шаг Р_ii сетки по вертикали и горизонтали составляет 0,9 мм, т.е. вдвое превышает расстояние P_i между элементами второго растра 14. В случае комбинирования двух надпечаток (что соответствует фиг.7(iii)), можно видеть, что оба растра имеют одинаковые периоды, что является результатом выбора определенного соотношения между шагами P_i и Р_ii растров. Поскольку один шаг является кратным другому шагу (2P_i=Р_ii), соотношение между двумя массивами элементов растра не изменяется по поверхности изображения. Это свойство является желательным в плане предотвращения эффектов муара, вызываемых интерференцией между двумя растрами. В дополнение, взаимное угловое положение растров выбирают таким, чтобы добиться ослабления или устранения эффектов муара. Это положение можно определить методом проб и ошибок или любым иным методом, известным специалистам. В этом примере точечные или линейные элементы второй надпечатки 14 расположены под углом, составляющим около 45° с направлениями столбцов и строк первой надпечатки 13.

В варианте по фиг.6 и 7 оба растра основаны на ортогональной сетке, в которой строки и столбцы знаков ориентированы под углом примерно 90° друг к другу. Однако это условие не является критичным, так что одна или обе надпечатки могут использовать сетку иной формы, например в виде круглого или синусоидального растра. Кроме того, период (шаг) в обоих растрах можно варьировать по поверхности защитного элемента, чтобы получить вариации тона или увеличить сложность распечатки. Однако, если требуется избежать эффектов муара, расстояние между элементами в этом случае должно варьироваться в обеих надпечатках одинаковым образом (чтобы гарантировать соответствие периодов обоих растров во всех точках).

На фиг.8 представлен второй вариант печатного защитного элемента 20, содержащего области 27, 28 и 29, которые сопоставимы с областями 17, 18 и 19 по фиг.6(a). В области 27, часть которой показана с увеличением на фиг.8(i), присутствует только вторая надпечатка 24. В области 29, часть которой показана с увеличением на фиг.8(ii), присутствует только первая надпечатка 23. В промежуточной области 28, часть которой показана с увеличением на фиг.8(iii), присутствуют обе надпечатки.

Данный пример основан на принципах, которые были рассмотрены применительно к фиг.6 и 7, но для формирования изображения использованы альтернативные надпечатки. Первая надпечатка 23, часть которой показана на фиг.8(ii), содержит негативный растр, в котором сетка (матрица) образована знаками четырех различных типов. Знаки "2", "Е", "М" и "С" распределены по сетке в форме регулярного паттерна, и их плотность и размеры модулируются по поверхности изображения, чтобы обеспечить желательные вариации тона.

Вторая надпечатка 24, показанная на фиг.8(i), снова является растром, образованным элементами в форме линий и точек. Однако в этом примере они имеют более крупный шаг, чем в варианте по фиг.6. Как показано на фиг.8(iii) для участка 25, когда надпечатки скомбинированы, шаг второй надпечатки 24 оказывается таким же, что и у первой надпечатки 23 (т.е. P_i=Р_ii).

Как и раньше, если портрет рассматривается при нормальном увеличении (соответствующем увеличению для фиг.8(a)), отдельные знаки не являются мгновенно различимыми. Однако они становятся видны при более тщательном рассмотрении, как это проиллюстрировано фиг.8(iii). В общем случае знаки будут легче всего идентифицироваться в тех местах изображения, в которых тон первой надпечатки является относительно темным, а второй надпечатки - относительно светлым, что может иметь место в относительно "плоских" участках портрета, например, соответствующих лбу или подбородку. Не требуется, чтобы знаки были идентифицируемыми во всех точках изображения. Это справедливо для всех вариантов.

На фиг.9 представлен третий вариант печатного защитного элемента 30, у которого снова имеются три различных области 37, 38 и 39, соответствующие областям 27, 28 и 29 предыдущего варианта. В области 37, часть которой показана с увеличением на фиг.9(i), присутствует только вторая надпечатка 34. В области 39, часть которой показана с увеличением на фиг.9(ii), присутствует только первая надпечатка. В промежуточной области 38, часть которой показана с увеличением на фиг.9(iii), присутствуют обе надпечатки.

В этом варианте первая надпечатка 33, часть которой показана на фиг.9(ii), идентична первой надпечатке второго варианта, рассмотренной со ссылкой на фиг.8(ii), т.е. содержит сетку из знаков "2", "Е", "М" и "С".

Вторая надпечатка 34 снова является линейным растром, но в этом случае линейные элементы являются синусоидальными и дискретными. В данном примере они также ориентированы горизонтально, т.е. в соответствии с направлением строк в растровой сетке первой надпечатки 33. Расстояние между линейными элементами по вертикали равно половине расстояния между знаками в первой надпечатке. Как показано на фиг.9(iii) для участка 35, при комбинировании двух надпечаток периодичность двух растров оказывается одинаковой на всех участках.

Как и в предыдущих примерах, при рассматривании защитного элемента 30 при нормальном увеличении (соответствующем увеличению для фиг.9(a)) знаки первой надпечатки 33 не являются легкоразличимыми, так что защитный элемент воспринимается как высококачественный многотоновый портрет. Однако они становятся видны при более тщательном рассмотрении, как это проиллюстрировано фиг.9(iii).

Во всех рассмотренных вариантах обе надпечатки могут быть сформированы с использованием любых желательных печатных технологий при условии обеспечения возможности точного совмещения обеих надпечаток. Например, любая или обе надпечатки могут быть получены методом офсетной, флексографической или глубокой печати. В целом желательно, чтобы обе надпечатки были сформированы одним и тем же методом печати, поскольку это позволит получить их на том же оборудовании, что приведет к более точному их совмещению. Наиболее предпочтительно выполнить обе надпечатки методом офсетной печати, поскольку этот метод позволяет наносить обе надпечатки на подложку (такую как банкнота) одновременно. В этом случае печатные слои последовательно формируются на промежуточном офсетном полотне, с которого обе надпечатки совместно переносятся на подложку. Такая технология гарантирует отсутствие какого-либо взаимного смещения подложки и печатного аппарата между выполнением надпечаток. Высокая точность совмещения может быть достигнута также, если две надпечатки формируются на противоположных сторонах прозрачной части документа (как проиллюстрировано на фиг.3), поскольку в этом случае обе надпечатки могут наноситься одновременно без возможности подвижки банкноты. Печать совмещенных надпечаток на передней и задней сторонах подложки обычно осуществляют на специализированных офсетных печатных машинах, которые позволяют производить распечатку с обеих сторон за один проход. Примером такой машины является машина Super Simultan, производимая фирмой КВА Giori Альтернативно, можно использовать многопроходные машины глубокой или флексографической печати, в которых подложка переворачивается посредством переворачивающего стержня, установленного между печатными секциями.

Информация, содержащаяся в знаках, образующих первую надпечатку, может иметь любую желательную форму. Три примера такой информации представлены на фиг.10, 11 и 12. На каждой из этих фигур первая надпечатка имеет вид позитивного растра, хотя, как уже отмечалось, во многих случаях желательно использовать негативный растр. Кроме того, на этих фигурах не показаны вариации тона по поверхности растра, хотя на практике они будут присутствовать (по меньшей мере один, но предпочтительно оба растра должны варьироваться по тону в пределах изображения, чтобы обеспечить его многотоновость). Такое варьирование реализуется варьированием размеров и плотности знаков (как это было описано выше), возможно, в сочетании с варьированием тона самой краски, если это представляется желательным. На фиг.10 представлен пример первой надпечатки 40, в которой растр образован элементами 41 в виде числа "10", расположенными в соответствии с регулярной ортогональной сеткой. Из этого примера должно быть понятно, что, если это представляется желательным, в каждой ячейке сетки можно разместить более одного знака. В типичном варианте присутствие дополнительных символов потребует увеличения шага сетки. Например, если сетка содержит массив чисел "100", шаг должен быть увеличен достаточно для того, чтобы разместить в каждой ячейке три цифры. Предпочтительные значения для шага сетки (которые определяют и размеры знаков) лежат в интервале 0,5-1,5 мм, предпочтительно 0,8-1,8 мм, наиболее предпочтительно 0,9-1 мм.

В примере по фиг.10 каждая ячейка содержит идентичные знаки (соответствующие числу "10"). Однако это условие не является критичным. Действительно, объем информации, которую содержит защитный элемент, может быть увеличен использованием в сетке знаков различных типов. Как это проиллюстрировано вариантами по фиг.8 и 9, знаки могут быть распределены по сетке в виде повторяющегося паттерна. Альтернативно, они могут быть расположены случайным образом. В особо предпочтительных вариантах подмножества элементов растра используют для задания кодов внутри сетки. Например, на фиг.11 представлен пример первой надпечатки 42, сетка в которой содержит подмножества 43 с тремя элементами растра в каждом. Эти три элемента в каждом подмножестве образованы буквами "Т", "Е" и "N", формирующими повторяющееся слово "TEN" ("ДЕСЯТЬ"). В этом примере данные подмножества расположены в сетке по горизонтали, но это расположение не является обязательным. Например, на фиг.12 показана первая надпечатка 44, в которой каждое подмножество 45 образовано 4 элементами растра (буквами), задающими код "FIVE" ("ПЯТЬ"). Каждый блок из 4 элементов имеет протяженность как по горизонтали, так и по вертикали. В других примерах каждое подмножество может быть ориентировано по вертикали, по диагонали или любым иным удобным образом.

Альтернативно, любая из описанных надпечаток может быть основана на нелинейной неортогональной сетке, например на шестиугольном, синусоидальном или круглом растрах.

В рассмотренных примерах информация, передаваемая посредством знаков, например таких как "10", "TEN" или "FIVE", предпочтительно соответствует характеристике защищаемого изделия, на котором должен находиться защитный элемент. Так, в случае банкноты эта информация может соответствовать ее деноминации. В других случаях информация может указывать на тип валюты (например, посредством знаков "£", или "USD", или "DOLLARS"), на определенный банк (например, "BANKOFENGLAND" ("БАНКАНГЛИИ"), или на дату или номер выпуска (например, "1996" или "ISSUE1" ("ВЫПУСК1")). Допустимы и многие другие альтернативы.

В описанных вариантах печатные защитные элементы содержат только две надпечатки, что, как правило, является предпочтительным. Однако, если это представляется желательным, поверх этих надпечаток или под ними могут быть расположены дополнительные слои.

Одна или обе надпечатки могут быть распечатаны с использованием защитной краски, например люминесцентной (фосфоресцентной или флуоресцентной), фотохромной, оптически изменяющейся, чувствительной к инфракрасному или ультрафиолетовому излучению или магнитной, чтобы дополнительно усилить защитные свойства защитного элемента. Однако обе надпечатки должны быть видны при нормальных условиях освещения (например, при дневном свете).

Защищенный документ или другое изделие, на котором должен быть сформирован защитный элемент, может содержать также дополнительные защитные элементы, например, такие как голограммы, водяные знаки, защитные нити и магнитные средства.

1. Печатный защитный элемент, содержащий по меньшей мере первую и вторую надпечатки, по меньшей мере частично наложенные одна на другую, причем первая надпечатка представляет собой растр, образованный сеткой элементов растра, имеющих форму знаков, несущих информацию, а вторая надпечатка представляет собой растр, согласованный по положению с первой надпечаткой, при этом комбинация первой и второй надпечаток имеет вид многотонового изображения, а информация, заключенная в указанных знаках, по меньшей мере частично скрыта второй надпечаткой.

2. Защитный элемент по п.1, в котором первая надпечатка расположена так, чтобы обеспечить возможность ее рассматривания сквозь вторую надпечатку.

3. Защитный элемент по п.2, в котором вторая надпечатка наложена на первую надпечатку, находящуюся на подложке.

4. Защитный элемент по п.2, в котором первая и вторая надпечатки находятся на противоположных сторонах, по существу, прозрачной подложки.

5. Защитный элемент по п.1, в котором указанные знаки содержат алфавитно-цифровые символы.

6. Защитный элемент по п.1, в котором указанная сетка содержит элементы растра, соответствующие по меньшей мере двум различным знакам.

7. Защитный элемент по п.1, в котором указанная сетка содержит множество подмножеств элементов растра, причем каждое подмножество содержит элементы растра, образованные по меньшей мере двумя знаками, имеющими различные значения и сконфигурированными таким образом, чтобы задать код.

8. Защитный элемент по п.1, в котором информация, заключенная в знаках, является информацией, относящейся к документу, на котором формируется печатный защитный элемент, предпочтительно деноминацией, знаком определенной валюты, указанием выпуска, банка и/или страны.

9. Защитный элемент по п.1, в котором сетка элементов растра является ортогональной или неортогональной сеткой, такой как шестиугольная, круглая или синусоидальная сетка.

10. Защитный элемент по п.1, в котором первая надпечатка является негативным растром, знаки которого образованы незапечатанными областями, окруженными краской.

11. Защитный элемент по п.1, в котором элементы растра первой надпечатки отличаются по форме от элементов растра второй надпечатки.

12. Защитный элемент по п.1, в котором вторая надпечатка образована элементами растра в форме непрерывных или прерывистых линий неодинаковой толщины.

13. Защитный элемент по п.12, в котором указанные линии взаимно параллельны и являются прямыми, изогнутыми, синусоидальными или зигзагообразными.

14. Защитный элемент по п.1, в котором шаг указанной сетки первой надпечатки на любом участке, по существу, является равным или кратным шагу растра второй надпечатки на том же участке, и наоборот.

15. Защитный элемент по п.1, в котором взаимное расположение первой и второй надпечаток выбрано из условия устранения эффектов муара.

16. Защитный элемент по п.1, в котором первая и вторая надпечатки распечатаны с использованием одного и того же метода печати, предпочтительно офсетной печати, более предпочтительно за один проход.

17. Защитный элемент по п.1, в котором первая и вторая надпечатки распечатаны красками различных цветов, причем вторая надпечатка предпочтительно является более темной, чем первая надпечатка.

18. Защитный элемент по любому из предыдущих пунктов, в котором и первая, и вторая надпечатки выполнены с варьированием по тону по поверхности изображения.

19. Защищенное изделие, снабженное защитным элементом, выполненным в соответствии с любым из предыдущих пунктов.

20. Изделие по п.19, которое содержит защищенный документ, предпочтительно банкноту, дорожный чек, сертификат аутентичности, марку, денежное обязательство, наклейку об уплате дорожного налога, акцизную марку, защитную этикетку, паспорт или ваучер.

21. Способ изготовления печатного защитного элемента, включающий:
распечатывание на подложке первой надпечатки, которая представляет собой растр, образованный сеткой элементов растра, имеющих форму знаков, несущих информацию, и
распечатывание на подложке второй надпечатки, которая представляет собой растр, согласованный по положению с первой надпечаткой,
при этом первая и вторая надпечатка по меньшей мере частично наложены одна на другую, причем комбинация первой и второй надпечаток имеет вид многотонового изображения, а информация, заключенная в указанных знаках, по меньшей мере частично скрыта второй надпечаткой.

22. Способ по п.21, адаптированный для изготовления печатного защитного элемента в соответствии с любым из пп.1-18.