CN104837633A - 用于生产连续纸幅的方法及用于执行所述方法的设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于制造连续纸幅的方法，所述连续纸幅用于制造防伪文件和有价文件，具有以下方法步骤：a)在圆柱形丝网机上生产连续纸幅，其中，所述纸幅被细分成多个垂直于连续纵向方向延伸的相等纸页，并在圆柱形丝网的每个丝网圆周的至少一个纸页上配备至少一个用于控制进一步处理步骤的水印标记，其中，所述纸页的水印标记的位置之间存在一定的位置差异，b)探测在连续纸幅上的两个或多个水印标记的位置，c)确定具有比探测的水印标记的位置差异小的位置差异的标记位置，d)在纸幅的确定标记位置上产生彩色识别标记，e)探测所产生的识别标记的位置，f)利用所产生识别标记的探测位置，在所述纸幅的每个纸页上配备至少一个贯通开口，其中，所述贯通开口分别具有正好一个垂直于所述连续纸幅的纵向方向布置的直边缘，g)探测包含在所产生的贯通开口中的直边缘的位置，和h)利用包含在所产生的贯通开口中的直边缘的探测位置，在所述纸幅的各个纸页上配备至少一个箔，所述箔具有要施加到所述纸幅上的防伪特征。

Description

用于生产连续纸幅的方法及用于执行所述方法的设备

技术领域

本发明涉及一种用于制造配备有至少一个箔的连续纸幅的方法，以及用于执行这样的方法的装置。

背景技术

在用于配备有箔或箔元件的防伪文件和有价文件的连续纸幅的制造中，所述箔元件诸如防伪线、防伪带或标签型箔元件或箔片，所述箔的对准施加经常在通过传感器扫描施加到纸幅的印刷标记的基础上发生。然而，所述箔的精确对准施加可以被纸幅上的污物或其他标记妨害。

由此出发，本发明的目的是详细说明在开始处描述的类型的制造方法，其中，所述箔的对准施加能够以更大的精确性执行。

这个目的是通过一种具有独立权利要求的特征的方法和装置实现的。本发明的进一步发展是从属权利要求的主题。

发明内容

1.(本发明的第一方面)一种用于制造连续纸幅的方法，所述连续纸幅用于制造防伪文件和有价文件，具有以下方法步骤：

a)在圆柱形丝网机上制造连续纸幅，其中，所述纸幅被细分成多个横向于连续纵向方向延伸的相等纸页，并在圆柱形丝网的每个丝网圆周的至少一个纸页上配备至少一个用于控制进一步处理步骤的水印标记，其中，所述纸页的水印标记的位置之间存在一定的位置差异；

b)捕获在所述连续纸幅上的两个或多个水印标记的位置；

c)确定具有比捕获的水印标记的位置差异小的位置差异的标记位置；

d)在纸幅的确定标记位置上产生彩色识别标记；

e)捕获所产生的识别标记的位置；

f)利用所产生的识别标记的捕获位置，在所述纸幅的每个纸页上配备至少一个贯通开口，其中，所述贯通开口分别具有正好一个垂直于连续纸幅的纵向方向布置的直边缘(即，垂直于纸幅的幅面运行方向)；

g)捕获包含在所产生的贯通开口中的直边缘的位置；和

h)利用包含在所产生的贯通开口中的直边缘的捕获位置，在所述纸幅的各个纸页上配备至少一个箔，所述箔具有要施加到所述纸幅上的防伪特征。

2.(优选实施例)根据第1段所述的方法，其中，在步骤d)中，所述识别标记用非接触式的方法产生。

3.(优选实施例)根据第2段所述的方法，其中，在步骤d)中，所述识别标记以喷墨方法产生。更加优选的是，在那里执行墨飞行时间补偿。

4.(优选实施例)根据第2段所述的方法，其中，在步骤d)中，所述识别标记通过激光打标产生，其中优选地是，激光敏感特征物质在步骤a)中被结合在所述纸中，或者激光敏感特征物质在造纸之后施加到所述纸幅。

5.(优选实施例)根据第4段所述的方法，其中，在步骤d)中，识别标记通过激光打标同时地产生在所述纸幅的前侧和背侧上。

6.(优选实施例)根据第1段所述的方法，其中，在步骤d)中，所述识别标记用印刷方法产生，特别是轮转柔版印刷、轮转胶版印刷或轮转丝网印刷。

7.(优选实施例)根据第1段至第6段中的至少一段所述的方法，其中，在步骤d)中产生的是暗的识别标记，特别是黑色的识别标记。

8.(本发明的第二方面)一种用于执行根据第1段至第7段中的至少一段所述的方法的装置，具有

-用于传送所述连续纸幅的传送设备；

-用于捕获在所述连续纸幅上的两个或多个水印标记的位置的第一捕获设备；

-用于确定具有较小位置差异的标记位置的第一评估设备；

-用于在所述纸幅的确定标记位置上产生彩色识别标记的打标设备；

-用于捕获所产生的识别标记的位置的第二捕获设备；

-用于利用所产生的识别标记的捕获位置，在所述纸幅中产生贯通开口的设备，其中，所述贯通开口分别具有正好一个垂直于连续纸幅的纵向方向布置的直边缘；

-用于捕获包含在所产生的贯通开口中的直边缘的位置的第三捕获设备；以及

-用于利用包含在所产生的贯通开口中的直边缘的捕获位置，将具有待施加到所述纸幅的防伪特征的箔施加到所述纸幅上的设备。

9.(优选实施例)根据第8段所述的装置，其中，用于捕获包含在所产生的贯通开口中的直边缘的位置的第三捕获设备包括对比度传感器或透射光传感器。

10.(优选实施例)根据第8段或第10段所述的装置，其中，所述打标设备包括喷墨打印机或激光印字机。

具体实施方式

根据本发明，在造纸机圆柱形丝网的每个丝网圆周的一张纸页上配备水印标记是足够的。然而，当然也可以在每个丝网圆周的几张纸页或所有纸页上配备水印标记。

所述识别标记可以在步骤d)中用接触式方法产生。然而，在本发明的一种有利的变体中，所述识别标记在步骤d)用非接触式方法产生。已被特别证明有用的是，在步骤d)中用喷墨方法施加所述识别标记，其中，由于墨滴从打印头到纸页的有限飞行时间，有利地执行了对墨飞行时间的补偿。

通过喷墨方法施加识别标记的一个特别的优点是，无需对烟雾或出现的碎片的抽吸，如在激光切割标记中会需要的那样。此外，喷墨打印机是可以很容易地集成在现有装置中的非常紧凑的设备。一般地，对比于使用孔作为控制标记，彩色识别标记不会妨害单个纸页的堆叠或在横切之后导致孔的联结。

在另一有利的非接触式方法中，识别标记在步骤d)中通过激光打标产生。在本发明的一个优选实施例中，为了这个目的，激光敏感特征物质可以在步骤a)中就已经结合在纸中。可选地或附加地，激光敏感特征物质也可以在造纸之后施加到所述纸页。至于激光敏感物质，这里考虑的是本身对本领域技术人员已知的多种物质，诸如二氧化钛、炭黑颗粒或红外吸收体。通过施加激光，激光敏感特征物质被局部地修改，例如染色以及优选地变黑，从而形成可以由机器捕获的识别标记。

在一个优选的实施例中，在步骤d)中，识别标记通过激光打标同时地产生在所述纸幅的前侧和背侧上。

在本发明的不同的同样有利的变体中，所述识别标记在步骤d)中用任何期望的印刷方法生产，特别是轮转柔版印刷、轮转胶版印刷、轮转丝网印刷或凹版印刷。

在所有的变体中，有利地，暗的或者甚至黑色的识别标记在步骤d)中生产，其可以通过传感器特别容易和可靠地识别。也可以用不可见或仅在以可见光谱范围被激发之后可见的染料生产彩色识别标记，所述染料诸如IR(红外)或UV(紫外)染料或者也可以是发光染料。

在步骤e)中，所产生的识别标记的位置被捕获，并且在随后的步骤f)中，利用所述识别标记的捕获位置，在每个纸页中产生至少一个贯通开口，其中，所述贯通开口各自具有正好一个垂直于连续纸幅的纵向方向布置的直边缘(在下文中也称为“窗口边缘”)。

在纸幅中产生的所述贯通开口在下面也被称为“窗口”。

包含在所产生的贯通开口中的直边缘的位置在步骤g)中被捕获，并且利用包含在所产生的贯通开口中的直边缘的捕获位置，以至少一个箔(或箔元件)配备在所述纸幅的各个纸页上在随后的步骤h)中被实施，所述箔具有要施加到所述纸幅上的防伪特征。所述箔可以特别地是防伪线、防伪条或标签型箔元件或箔片。所述箔可以特别地这样施加到所述纸幅上，使得它在一侧上关闭所述贯通开口。

根据优选的实施例变体，在要被纸幅运行方向上的传感器捕获的直边缘之上布置有所谓的显示区域，扫描传感器在那里是起作用的。所述扫描传感器捕获直边缘，给出到对准控制的反馈，用于以精确的对准施加所述箔。所述箔以精确对准的施加可以特别地通过以下步骤实现：

-在所述直边缘的捕获位置的基础上确定纸页的当前长度，以及

-根据当前的页长度伸展具有要施加到所述纸幅上的防伪特征的箔，并将其施加到所述纸幅。

作为扫描传感器，特别是对比度传感器或透射光传感器可被提供。通过提供在特定显示区域(下文中也称为“读取窗口”)内起作用的扫描传感器的上述显示技术，不希望的干扰脉冲可以被防止。

所述贯通开口可以例如通过(特别是旋转的)冲头或通过激光切割机产生。以这种方式，锐利的边缘出现，它相比印刷标记可以提供用于驱动进一步加工步骤的更精确信号。

特别优选的是，包含在所述贯通开口中并且垂直于连续纸幅的纵向方向布置的直边缘是由两个以直角邻接所述直边缘的边缘限制的。两个以直角邻接直边缘的边缘由此平行于连续纸幅的纵向方向布置。贯通开口可以因此具有盾牌或盾徽的形状，所述形状具有以半圆形倒圆的顶部并类似于一个“U”(在此情况下，所述窗口类似于所谓的西班牙盾、葡萄牙盾或佛兰德盾)。当然，所述顶部不一定必须以半圆形倒圆，即所述贯通开口也可以具有近似三角形的形状(在这种情况下，窗口类似于所谓旧式法国盾，参见图2)。

本发明还涉及一种用于执行所述方法的装置，具有

-用于传送所述连续纸幅的传送设备；

-用于捕获在所述连续纸幅上的两个或多个水印标记的位置的第一捕获设备；

-用于确定具有较小位置差异的标记位置的第一评估设备；

-用于在所述纸幅的确定标记位置上产生彩色识别标记的打标设备；

-用于捕获所产生的识别标记的位置的第二捕获设备；

-用于利用所产生的识别标记的捕获位置，在所述纸幅中产生贯通开口的设备，其中，所述贯通开口分别具有正好一个垂直于连续纸幅的纵向方向布置的直边缘；

-用于捕获包含在所产生的贯通开口中的直边缘位置的第三捕获设备；

-用于利用包含在所产生的贯通开口中的直边缘的捕获位置，将具有待施加到所述纸幅的防伪特征的箔施加到所述纸幅上的设备。

优选地，所述打标设备包括喷墨打印机或激光印字机。作为激光源，这里有利地使用的是在0.8μm至3μm波长范围内的红外激光，特别是Nd:YAG激光或Nd:YVO₄激光，或者也可以使用10.6μm的CO₂激光。

另外，所描述的原理也可以有利地在纯聚合物钞票的制造中使用，然而，因为在那里不存在水印标记，变化的页长度在使用刚性或柔性工具的方法上的不同影响的问题仍然同样地存在。

本发明的同样有利的其他示例性实施例将在下文中参考附图描述，为了增加清晰度，按真实尺度和比例的再现在所述图示中已经被省去。不同实施例的例子并不限于以具体描述的形式使用，而是也可以相互组合。

附图说明

所述附图在下面描述：

图1细分成多个横向于连续纵向方向延伸的相等纸页的连续纸幅，

图2图1的纸幅的单个纸页，其中，所述页配备有各自具有正好一个垂直于所述纸幅的幅面运行方向布置的直边缘的贯通开口；和

图3配备有贯通开口的纸页的单个副本。

本发明现在将通过用于制造钞票的连续纸幅的例子进行说明。为此目的，图1示出了细分成多个相等纸页12_n-1、12_n、12_n+1的连续纸幅10，所述纸页横向于连续纵向方向18延伸。多个纸页12的限制线14是为说明的目的在图1中绘制的假想线，而不会作为可见标记线出现在纸幅上。

在纸幅10的生产中，至少一个水印标记20结合在每个纸页12中以用于控制进一步的处理步骤。这样的水印标记20的结合可在纸的生产中以非常简单和成本效益的方式实现。然而，由于制造的原因，所述水印标记20有比较大的位置公差，使得相等纸页12的水印标记20的位置之间存在着一定的位置差异。

为了说明的目的，在图1中，水印标记20以它们距k＝n、n+1的关联纸页12_k的限制线14的距离x_k示意性地绘制。水印标记20的所讨论的位置公差然后意味着距离值x_n-1、x_n、x_n+1等相对强烈地变化。

为了相比于采用水印标记20作为控制标记改进随后的施加步骤的精确性，在连续纸幅10上的两个或更多的水印标记20的位置被捕获，并且计算相比水印标记20具有更小位置差异的标记位置。

这样的具有较小位置差异的标记位置的确定可以例如通过从所捕获位置形成平均值来实现。因为钞票纸通常以圆柱形丝网技术制造，水印标记20的位置以大约每个丝网圆周重复。因此，为了确定更加精确的标记位置，平均值有利地是从每个丝网圆周的多个水印标记20形成的。在该示例性实施例中，每个丝网圆周存在大约m个水印标记20，而平均值从三个丝网圆周形成。为了形成平均值，有利地利用了移位寄存器，其中，新捕获的水印标记x_n的位置替换各自最老的捕获位置X_n-3m。通过

$y_n=\underset{i=0}{\overset{3m-1}{\∑}}\frac{x_{n-i}}{3m}$

由于它们的随机位置差异在计算时被平均掉了，提供了具有比水印标记20的位置差异更小的位置差异的标记位置y_n。

现在用非接触式方法在由此计算的标记位置y_n上产生彩色识别标记22，其被用作进一步的施加步骤的控制标记，并且其由于它们的较小位置差异提高了随后的施加步骤的位置精确性。

对于这样的彩色识别标记22的生产，喷墨方法已被证明是特别有用的。通过喷墨打印机施加的通常是黑色的识别标记22可容易地被传感器机器捕获。此外，喷墨打印机是非常紧凑的结构类型的，使得它们易于集成在现有设备中。在通过喷墨方法施加识别标记22期间，无需用于烟雾或出现的碎片的抽吸。此外，不同于贯通开口，所施加的彩色识别标记不会妨害纸页12的堆叠或在横切之后导致贯通开口的联结。

由于喷墨打印机的打印头距纸幅10有一定的距离，由于纸幅10的快速运动，墨滴的飞行时间依赖于在打印时的幅面速度而考虑在内。

在本发明的不同示例性实施例中，彩色识别标记22通过激光打标形成。为了这个目的，激光敏感特征物质可以例如在造纸过程中已经结合在纸中，或者激光敏感特征物质可以在造纸之后施加到所述纸幅。作为激光敏感特征物质，所考虑的是例如二氧化钛、炭黑颗粒或红外吸收体。通过施加激光，激光敏感特征物质被局部地改变，诸如染色或变黑。

这种发明变体的一个特别的优点是，激光辐射可以穿透纸幅，使得识别标记可以在一次操作中同时产生在纸幅的前侧和背侧上。在前侧和背侧上的识别标记完美地相互对准，由此允许后续处理步骤与前侧的标记和背侧的标记两者的高度精确的对准。

除了所说明的用于施加识别标记22的非接触式方法，也从根本上考虑了其他的印刷方法，如轮转柔版印刷、轮转胶版印刷或轮转丝网印刷。

在一种有利的发明变体中，识别标记22的印刷与印制特征的印刷一起在一次操作中实现。在这种情况下，识别标记22可以被集成在印刷工具上，使得它们与印制特征的印刷图像处于完美的对准。例如，在轮转丝网印刷中，识别标记可被集成在印刷丝网上。在印刷步骤中产生的识别标记的基础上控制的随后施加因此与印刷步骤的印制图像处于非常好的对准。

通常，在随后的施加中，所产生的识别标记22的位置被有利地捕获，并且利用所述识别标记的捕获位置，所述纸幅10在每个纸页中配备至少一个贯通开口。这可以通过诸如旋转冲头之类的刚性工具或通过诸如激光切割装置之类的柔性工具实现。

图2示出了纸幅10的具有水印标记20和识别标记22的单个纸页12。每个纸页12具有多个单一副本16，其在示例性实施例中对应于未来切出的钞票。单个纸页12的目标长度用L_S指定。

在纸的生产之后，单一副本16在纸幅10的进一步处理过程中在两个分离的施加步骤中配备两个防伪特征，所述防伪特征互相对准并彼此互补以形成在目标图像中的整体特征34。

第一防伪特征是在纸页12中通过激光辐射或通过冲孔形成的贯通开口30。所述开口30具有正好一个垂直于连续纸幅的幅面运行方向18布置的直边缘。

第二防伪特征是用刚性工具施加的防伪特征，在示例性实施例中，箔特征出现在连续箔带32上，其与箔带32一起施加到所述纸页12。当箔特征和贯通开口30处于它们在图2中示出的目标位置时，它们彼此没有偏移地互补以形成整体特征34。

为了在示例性实施例中施加箔特征，包含在贯通开口30中的直边缘的位置被捕获，而纸页12的当前长度从所述直边缘的捕获位置计算。然后，具有要施加到所述纸幅10上的箔特征的箔带32根据当前的页长度伸展，并施加到所述纸幅10。

捕获包含在贯通开口30中的直边缘位置的步骤参考图3更详细地说明。

图3示出了配备有贯通开口30的纸页的单一副本16。开口30包含正好一个垂直于连续纸幅的幅面运行方向18布置的直边缘50，所述直边缘通过对比度传感器或透射光传感器进行扫描。参考编号60指示扫描传感器(例如，对比度传感器或透射光传感器)在那里起作用的显示区域。扫描传感器捕获直边缘50，给出到对准控制的反馈，用于以精确的对准施加所述箔。所述箔以精确对准施加可以特别地通过从所述直边缘50的捕获位置确定纸页的当前长度、以及根据当前的页长度伸展具有要施加到所述纸幅上的防伪特征的箔32并将其施加到所述纸幅而实现。

Claims (10)

1.一种用于制造连续纸幅的方法，所述连续纸幅用于制造防伪文件和有价文件，具有以下方法步骤：

a)在圆柱形丝网机上生产连续纸幅，其中，所述纸幅被细分成多个横向于连续纵向方向延伸的相等纸页，并在圆柱形丝网的每个丝网圆周的至少一个纸页上配备至少一个用于控制进一步处理步骤的水印标记，其中，所述纸页的水印标记的位置之间存在一定的位置差异，

b)捕获在所述连续纸幅上的两个或多个水印标记的位置，

c)确定具有比捕获的水印标记的位置差异小的位置差异的标记位置，

d)在纸幅的所确定标记位置上产生彩色识别标记，

e)捕获所产生的识别标记的位置，

f)利用所产生的识别标记的捕获位置，在所述纸幅的每个纸页上配备至少一个贯通开口，其中，所述贯通开口分别具有正好一个垂直于所述连续纸幅的纵向方向布置的直边缘，

g)捕获包含在所产生的贯通开口中的直边缘的位置，和

h)用包含在所产生的贯通开口中的直边缘的捕获位置，在所述纸幅的各个纸页上配备至少一个箔，所述箔具有要施加到所述纸幅上的防伪特征。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤d)中，所述识别标记用非接触式的方法产生。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在步骤d)中，所述识别标记以喷墨方法产生，优选地在于，在那里执行墨飞行时间补偿。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在步骤d)中，所述识别标记通过激光打标产生，其中优选地是，激光敏感特征物质在步骤a)中被结合在所述纸中，或者激光敏感特征物质在造纸之后施加到所述纸幅。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在步骤d)中，识别标记通过激光打标同时地产生在所述纸幅的前侧和背侧上。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤d)中，所述识别标记用印刷方法产生，特别是轮转柔版印刷、轮转胶版印刷或轮转丝网印刷。

7.根据权利要求1至6中的至少一项所述的方法，其特征在于，在步骤d)中产生的是暗的识别标记，特别是黑色的识别标记。

8.一种用于执行根据权利要求1至7中的至少一项所述的方法的装置，具有

-用于传送所述连续纸幅的传送设备，

-用于捕获在所述连续纸幅上的两个或多个水印标记的位置的第一捕获设备，

-用于确定具有较小位置差异的标记位置的第一评估设备，

-用于在所述纸幅的确定的标记位置上产生彩色识别标记的打标设备，

-用于捕获所产生的识别标记的位置的第二捕获设备，

-用于利用所产生的识别标记的捕获位置，在所述纸幅中产生贯通开口的设备，其中，所述贯通开口分别具有正好一个垂直于连续纸幅的纵向方向布置的直边缘，

-用于捕获包含在所产生的贯通开口中的直边缘的位置的第三捕获设备，

-用于利用包含在所产生的贯通开口中的直边缘的捕获位置，将具有待施加到所述纸幅的防伪特征的箔施加到所述纸幅上的设备。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，用于捕获包含在所产生的贯通开口中的直边缘的位置的第三捕获设备包括对比度传感器或透射光传感器。

10.根据权利要求8或9所述的装置，其特征在于，所述打标设备包括喷墨打印机或激光印字机。