[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Sicherheitsmerkmals für
ein Sicherheitselement, ein Sicherheitspapier oder einen Datenträger. Bei dem Verfahren
wird ein Träger bereitgestellt, dessen Farbeindruck durch die Einwirkung von Laserstrahlung
modifizierbar ist. Durch Führen eines Laserstrahls über die Oberfläche des Trägers
werden einerseits durchgehende Öffnungen in den Träger eingebracht und wird andererseits
in Markierungsbereichen der Farbeindruck des Trägers modifiziert.
[0003] Bei den genannten Verfahren wird durch die Laserbeaufschlagung oft neben der Schneidewirkung
des Laserstrahls ein zusätzlicher Effekt, beispielsweise eine Verfärbung des Substrats
im Randbereich des geschnittenen Lochs ausgelöst. Die Sicherungswirkung entsteht durch
die exakte und schwer nachstellbare Passerung des geschnittenen Lochs mit dem farbigen
Lochrand.
[0004] Nachteilig ist allerdings, dass bei komplexeren Designs die Produktionsgeschwindigkeit
solcher Verfahren abnimmt. Zur Abhilfe ist beispielsweise in der
WO 2009/003 587 A1 vorgeschlagen worden, die Locherzeugung und die Farbeffekterzeugung mit zwei hintereinandergeschalteten
Lasermodulen durchzuführen. Auch diese Methode stößt allerdings bei der Verwendung
üblicher Laserquellen an ihre Grenzen.
[0005] Ein weiterer Nachteil bekannter Verfahren besteht darin, dass der Laserstrahl zum
Schneiden etwa eines Papiersubstrats idealerweise einen möglichst feinen Fokus aufweist.
Durch einen feinen Fokus wird wenig Papier verbrannt und es kann schnell geschnitten
werden. Allerdings ist wegen der kleinen Fokusgröße dann auch die Linienbreite des
beim Schneiden erzeugten Randeffekts gering und es können nur schmale und visuell
weniger attraktive Ränder erzeugt werden. Bei Verwendung eines größeren Fokusdurchmessers
können breitere und visuell auffälligere Farbränder erzeugt werden, allerdings sinkt
dafür die Schnittgeschwindigkeit. Es muss daher stets ein Kompromiss zwischen Arbeitsgeschwindigkeit
und gutem visuellen Erscheinungsbild gefunden werden.
[0006] Ausgehend davon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs
genannten Art anzugeben, das die Nachteile des Stands der Technik vermeidet und das
insbesondere die Herstellung visuell attraktiver Sicherheitsmerkmale mit hoher Produktionsgeschwindigkeit
ermöglicht.
[0007] Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weiterbildungen
der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
[0008] Gemäß der Erfindung ist bei einem gattungsgemäßen Verfahren vorgesehen, dass beim
Führen des Laserstrahls über die Trägeroberfläche die Fokuslage und/oder die Fokusgröße
des Laserstrahls schnell verändert werden, um eine variable Breite der durchgehenden
Öffnungen und/oder eine variable Breite der Markierungsbereiche zu erzeugen.
[0009] Der die Veränderung der Fokusgröße bzw. Fokuslage beschreibende Begriff "schnell"
bezieht sich als Vergleichsgröße stets auf die Vorschubgeschwindigkeit, mit der der
Schneid- bzw. Markierungslaserstrahl über den Träger geführt wird. Allgemein wird
eine Veränderung der Fokusgröße bzw. Fokuslage als schnell bezeichnet, wenn sie während
des Vorschubs des Laserstrahls eine für den Betrachter visuell erkennbare Änderung
der Schnittbreite bzw. der Markierungsbreite ermöglicht.
[0010] Mit Bezug auf die Fokuslage, die die Lage des Fokus des Laserstrahls senkrecht zur
Bearbeitungsebene angibt, besteht eine schnelle Veränderung insbesondere in einer
Änderung der Fokuslage pro Laser-Vorschubstrecke von mehr als 1 mm/ mm, insbesondere
von mehr als 2 mm/ mm und bevorzugt von mehr als 5 mm/ mm. Das bedeutet, dass die
Fokuslage pro Laservorschub von 1 mm um 1 mm (oder 2 mm oder 5 mm) senkrecht zur Bearbeitungsebene
nach oben oder unten verschoben werden kann.
[0011] Mit Bezug auf die Fokusgröße, die den Durchmesser des Laserspots im Fokus des Laserstrahls
angibt, besteht eine schnelle Veränderung insbesondere in einer Änderung der Fokusgröße
pro Laser-Vorschubstrecke von mehr als 10%/mm, insbesondere von mehr als 50%/mm und
bevorzugt von mehr als 100%/mm. Das bedeutet, dass die Fokusgröße pro Laservorschub
von 1 mm um 10% (oder 50% oder 100%) vergrößert oder verkleinert werden kann.
[0012] Die Fokusgröße des Laserstrahls gibt dabei die Größe des Laserspots im Fokus an,
welcher nicht zwingend in der Bearbeitungsebene (der Trägeroberfläche) liegt. Die
Spotgröße des Lasers in der Bearbeitungsebene entspricht der Fokusgröße, wenn der
Fokus in der Bearbeitungsebene liegt. Bei einer Fokuslage oberhalb oder unterhalb
der Bearbeitungsebene ist die Spotgröße des Lasers in der Bearbeitungsebene in der
Regel größer als die Fokusgröße, so dass die Fokusgröße eine durch Verschiebung des
Fokus minimal erreichbare Größe des Laserspots darstellt.
[0013] Die Angabe, dass durchgehende Öffnungen in den Träger eingebracht werden in Markierungsbereichen
der Farbeindruck des Trägers modifiziert wird, schließt die Möglichkeit ein, dass
nur eine durchgehende Öffnungen eingebracht wird und der Farbeindruck des Trägers
nur in einem Markierungsbereich modifiziert wird. Anstelle von durchgehenden Öffnungen
können mit der Laserstrahlung in Teilbereichen auch Ausnehmungen im Trägermaterial
erzeugt werden, die nicht vollständig durch den Träger hindurchgreifen, und die ebenfalls
mit einem farbigen Markierungsbereich kombiniert sein können. Solche Ausnehmungen
können beispielsweise in Form von Schwächungslinien vorgesehen sein.
[0014] In einer bevorzugten Ausgestaltung werden durch die Markierungsbereiche zumindest
in Teilbereichen markierter Randbereiche der durchgehenden Öffnungen gebildet. Die
markierten Randbereiche werden dabei vorzugsweise gleichzeitig mit den zugehörigen
durchgehenden Öffnungen durch denselben Laserstrahl erzeugt.
[0015] Mit Vorteil ist vorgesehen, dass der Laserstrahl vor der Beaufschlagung der Trägeroberfläche
eine Einstelleinrichtung durchläuft, in der der Strahldurchmesser und/oder die Konvergenz
bzw. Divergenz des Laserstrahls eingestellt werden. Bevorzugt werden die schnelle
Veränderung der Fokuslage und/oder der Fokusgröße durch Einstellungsvariationen in
der genannten Einstelleinrichtung erzeugt.
[0016] Die Einstellungsvariationen in der Einstelleinrichtung werden mit besonderem Vorteil
mit Hilfe einer oder mehrerer Linearachsen vorgenommen.
[0017] Bei einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahren ist vorgesehen, dass ein erster
Laserstrahl zum Erzeugen der durchgehenden Öffnungen bereitgestellt wird, ein zweiter
Laserstrahl zum Erzeugen der Markierungsbereiche bereitgestellt wird, dass der erste
und zweite Laserstrahl mit einem Strahlkombinierer vereinigt werden und der vereinigte
Laserstrahl über die Trägeroberfläche geführt wird, um die genannten Öffnungen in
den Träger einzubringen und in den genannten Markierungsbereichen den Farbeindruck
des Trägers zu modifizieren.
[0018] Mit Vorteil werden dabei zumindest teilweise gleichzeitig sowohl Öffnungen in den
Träger eingebracht als auch Farbmarkierungen erzeugt. Es ist natürlich auch möglich,
in Teilbereichen lediglich eine Farbänderung in dem Träger zu erzeugen, ohne den Träger
zu schneiden.
[0019] Beim Führen des vereinigten Laserstrahls über die Trägeroberfläche werden dabei mit
Vorteil die Fokuslage und/oder die Fokusgröße des ersten Laserstrahls schnell verändert,
um eine variable Breite der durchgehenden Öffnungen zu erzeugen.
[0020] Alternativ oder zusätzlich werden beim Führen des vereinigten Laserstrahls über die
Trägeroberfläche mit Vorteil die Fokuslage und/oder die Fokusgröße des zweiten Laserstrahls
schnell verändert, um eine variable Breite der Markierungsbereiche zu erzeugen.
[0021] Der Träger wird vorteilhaft mit einem lasermodifizierbaren Markierungsstoff versehen.
Insbesondere wird der Träger mit einem lasermodifizierbaren Markierungsstoff beschichtet
und/oder es wird ein lasermodifizierbarer Markierungsstoff in das Volumen des Trägers
eingebracht.
[0022] In vorteilhaften Gestaltungen ist der Träger aus Papier gebildet ist oder umfasst
eine Papierlage. Auch Träger aus Kunststoff oder mit einer Kunststofflage sind möglich.
Der Träger kann insbesondere ein Verbundsubstrat, beispielsweise mit der Schichtenfolge
Folie/Papier/Folie oder Papier/ Folie/ Papier darstellen.
[0023] Weitere Ausführungsbeispiele sowie Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand
der Figuren erläutert, bei deren Darstellung auf eine maßstabs- und proportionsgetreue
Wiedergabe verzichtet wurde, um die Anschaulichkeit zu erhöhen.
[0024] Es zeigen:
- Fig. 1
- eine schematische Darstellung einer Banknote mit einem Merkmalsbereich mit einem Laserloch
mit variablem Randeffekt,
- Fig. 2
- eine Detailaufsicht auf den Merkmalsbereich von Fig. 1,
- Fig. 3
- schematisch eine Vorrichtung zur schnellen Veränderung der Fokusgröße und Fokuslage
eines Laserstrahls,
- Fig. 4
- schematisch eine Laserbearbeitungsvorrichtung zur Erzeugung eines kombinierten Laserstrahls
mit unabhängig einstellbarer Breite von Zentralbereich und Außenbereich, und
- Fig. 5, 6
- zwei Beispiele für Laserlöcher mit variablem Randeffekt und variabler Schnittbreite
wie sie mit einer Vorrichtung nach Fig. 4 erzeugt werden können.
[0025] Die Erfindung wird nun am Beispiel eines Sicherheitsmerkmals einer Banknote 10 erläutert.
Figur 1 zeigt dazu eine schematische Darstellung einer Banknote 10, die in einem in
Fig. 2 in Aufsicht genauer dargestellten Merkmalsbereich 12 mit einem Laserloch 14
mit variablem Randeffekt versehen ist.
[0026] Das Banknotenpapier der Banknote 10 stellt einen Träger 20 dar, dessen Farbeindruck
in dem Merkmalsbereich 12 durch die Einwirkung von Laserstrahlung modifizierbar ist
bzw. bei der Herstellung durch Laserbeaufschlagung bereits modifiziert wurde. Die
Lasermodifizierbarkeit des Banknotenpapiers kann beispielsweise durch eine Beschichtung
des Papiers erzeugt werden, die durch die Laserbeaufschlagung lokal abgetragen oder
in ihrer Farbe verändert wird. Die Lasermodifizierbarkeit kann beispielsweise auch
durch in das Volumen des Papiers eingebrachte lasermodifizierbare Substanzen, wie
etwa Effektpigmente erzeugt werden.
[0027] Das Laserloch 14 zeigt ein komplexes, schwer nachzuahmendes Design mit einer zentralen,
durch den Träger 20 durchgehenden Öffnung 22, einem schmalen, um die Öffnung 22 umlaufenden
farbigen Rand 24 und mit einer Mehrzahl von farbigen Fünfecken 26, die passergenau
auf Ausstülpungen der zentralen Öffnung 22 aufgesetzt sind. Der Farbeindruck der Fünfecke
26 ist dabei derselbe wie der des farbigen Rands 24, beispielsweise ein roter Farbeindruck
vor weißem Hintergrund. Als Besonderheit sind die Fünfecke 26 mit unterschiedlichen
Strichstärken ausgebildet, die von einer schmalen, feinen Linie 26-1 an der Oberseite
der Öffnung 22 über mehrere, sukzessive zunehmende Linienbreiten 26-2, 26,-3, 26-4
bis zu den fetten Linien 26-5 der an der Unterseite der Öffnung 22 liegenden Fünfecken
reichen.
[0028] Um ein solches komplexes Laserloch 14 mit hoher Produktionsgeschwindigkeit erzeugen
zu können, wird der Laserstrahl bei der Laserbeaufschlagung des Banknotenpapiers 20
mit einer schnell veränderbaren Fokusgröße und/oder Fokuslage über das Papier geführt,
wie nachfolgend genauer erläutert. Wie oben bereits genauer erläutert, beziehen sich
der die Veränderung der Fokusgröße bzw. Fokuslage beschreibende Begriff "schnell"
stets auf die Vorschubgeschwindigkeit, mit der der Schneid- bzw. Markierungslaserstrahl
über den Träger geführt wird.
[0029] Figur 3 illustriert schematisch den Aufbau einer Laserbearbeitungsvorrichtung 30
mit einer schnell veränderbaren Fokusgröße und Fokuslage eines Laserstrahls. Der im
Wesentlichen parallele Laserstrahl 32 einer Laserquelle 34, beispielsweise eines CO
2-Lasers, wird zunächst mit einem Strahlaufweiter 36 aufgeweitet, und dadurch der aufgeweitete
Laserstrahl 38 erzeugt. Der aufgeweitete Laserstrahl 38 kann, wie links in Fig. 3
dargestellt, ein paralleler Laserstrahl sein, er kann durch den Strahlaufweiter 36
aber auch leicht konvergent oder leicht divergent eingestellt werden (Strahlen 38',
38" weiter rechts in Fig. 3). Der aufgeweitete Laserstrahl 38 wird von einer Scaneinrichtung
40 umgelenkt und fokussiert und der umgelenkte Laserstrahl 42 wird über eine Spiegelanordnung
der Scaneinrichtung in der Bearbeitungsebene verschwenkt, wie in Fig. 3 schematisch
durch die Pfeile 46 angedeutet. In Fig. 3 sind schematisch auch die Brennweite f der
Fokussiereinrichtung, der Fokus F des Laserstrahls, die Fokusgröße F
G und die Fokuslage F
L des umgelenkten Laserstrahls 42 gezeigt. Der zu bearbeitende Träger ist typischerweise
in der Brennebene 44 der Fokussiereinrichtung im Abstand einer Brennweite f von der
Scaneinrichtung 40 angeordnet.
[0030] Sofern der aufgeweitete Laserstrahl 38 ein paralleler Laserstrahl ist, wie links
in Fig. 3 dargestellt, liegt der von der Scaneinrichtung 40 erzeugte Fokus F in der
Brennebene 44 der Fokussiereinrichtung und erzeugt am Bearbeitungsort einen Laserspot
der Fokusgröße F
G.
[0031] Ist der aufgeweitete Laserstrahl 38' leicht konvergent eingestellt, wie schematisch
rechts anschließend in Fig. 3 dargestellt, so liegt der von der Scaneinrichtung 40
erzeugte Fokus F des umgelenkten Laserstrahls 42' etwas oberhalb der Brennebene 44,
so dass die Spotgröße des Lasers in der Brennebene etwas größer als die Fokusgröße
F
G ist. Falls der aufgeweitete Laserstrahl 38" leicht divergent eingestellt ist, wie
schematisch wiederum rechts anschließend in Fig. 3 dargestellt, so liegt der von der
Scaneinrichtung 40 erzeugte Fokus F des umgelenkten Laserstrahls 42" etwas unterhalb
der Brennebene 44, so dass die Spotgröße des Lasers in der Brennebene auch hier etwas
größer als die Fokusgröße F
G ist.
[0032] Obwohl die Fokusgröße F
G bei diesen Veränderungen der Fokuslage F
L nahezu gleich bleibt, wird durch die Verschiebung der Fokuslage F
L eine unterschiedliche Spotgröße in der Brennebene 44 und damit am Bearbeitungsort
erreicht. Der Laserstrahl 38, 38', 38" kann durch kleine Veränderungen einer Linse
im Strahlaufweiter 36 parallel, konvergent oder divergent eingestellt werden. Da die
erforderlichen Variationen sehr klein sind, können sie bezogen auf die Vorschubgeschwindigkeit
des Laserstrahls sehr schnell vorgenommen werden. Hinzu kann insbesondere eine Linearachse
im Strahlaufweiter 36 eingesetzt werden.
[0033] Neben der Fokuslage F
L kann auch die Fokusgröße F
G schnell verändert werden, nämlich insbesondere durch das Ausmaß der Strahlaufweitung
im Strahlaufweiter 36. Da die numerische Apertur einer Fokussierlinse mit ihrer Ausleuchtung
zunimmt und die minimal erreichbare Fokusgröße F
G umgekehrt proportional zur numerischen Apertur ist, kann mit einem stärker aufgeweiteten
Laserstrahl 38"' ein kleinerer Fokusdurchmesser F
G erzeugt werden, wie schematisch ganz rechts in Fig. 3 illustriert. Auch die Aufweitung
des Laserstrahls 38, 38"' kann durch kleine Veränderungen im Strahlaufweiter 36 nach
Wunsch eingestellt und damit sehr schnell vorgenommen werden.
[0034] Zurückkommend auf die Darstellung der Fig. 2 wird der Umriss der durchgehenden Öffnung
22 des Laserlochs 14 mit einem stark fokussierten Laserstrahl hoher Energiedichte
geschnitten. Die Laserquelle 34 wird dabei so angesteuert, dass die Energiedichte
des Laserstrahls 42 im Zentralbereich des Laserspots am Bearbeitungsort die zum Schneiden
des Papierträgers 20 erforderliche Schwellenergie Ecut überschreitet. In einem schmalen
Randbereich des Laserspots wird die zum Schneiden erforderliche Energie nicht mehr
überschritten, die Energiedichte liegt aber über der für eine Farbänderung im Merkmalsbereich
12 erforderlichen Schwellenergie E
Color < E
Cut. Außerhalb dieses schmalen Randbereichs wird der Träger weder verfärbt noch geschnitten.
Auf diese Weise wird beim Schneiden der Öffnung 22 gleichzeitig ein umlaufender farbiger
Rand 24 erzeugt, der wegen seiner Erzeugung im Schneidvorgang perfekt zum Umriss der
Öffnung 22 gepassert ist.
[0035] Zur Erzeugung der Fünfecke 26 wird die Energie des Laserstrahls auch im Zentralbereich
auf einen Wert zwischen der Schwellenergie E
Color für eine Farbänderung und der zum Schneiden benötigen Schwellenergie Ecut abgesenkt.
Zugleich wird mit einer oder mehreren der im Zusammenhang mit Fig. 3 beschriebenen
Maßnahmen die Spotgröße des Laserstrahls 42 am Bearbeitungsort variiert, so dass die
Schwellenergie E
Color in unterschiedlich großen Bereichen überschritten wird, und damit unterschiedlich
breite farbige Ränder 26-1 bis 26-5 der Fünfecke 26 erzeugt werden. Da diese Änderungen
sehr schnell erfolgen, wird die Produktionsgeschwindigkeit des Laserschreibens durch
die Änderung der Markierungsbreiten praktisch nicht verringert.
[0036] Das Schneiden und die Farbänderung des Trägers können auch mit einem kombinierten
Laserstrahl erfolgen, der aus einer Überlagerung zweier zunächst getrennter und unabhängig
voneinander bezüglich Konvergenz/Divergenz und Strahlbreite eingestellter Laserstrahlen
gebildet wird. Dadurch können die Breite der geschnittenen Öffnungen und die Breite
der an die Öffnung angrenzenden Markierungen unabhängig voneinander eingestellt werden.
[0037] Figur 4 zeigt hierzu schematisch eine Laserbearbeitungsvorrichtung 50 mit einem Schneidlaser
52 und einem Markierungslaser 54, deren Laserstrahlen zum Schneiden bzw. Markierung
des Bearbeitungsguts vorgesehen sind. Die Laserstrahlen der Laser 52, 54 durchlaufen
jeweils eine zugehörige Einstelleinrichtung 56, 58, in der der jeweilige Laserstrahl
aufgeweitet und bezüglich seiner Konvergenzeigenschaften eingestellt wird, wie grundsätzlich
bei Fig. 3 beschrieben. Das Strahlprofil 72 des eingestellten Schneid-Laserstrahls
62 und das Strahlprofil 74 des eingestellten Markierungs-Laserstrahls 64 sind in Fig.
4 schematisch als Insets gezeigt.
[0038] Der Schneid-Laserstrahl 62 und der Markierungs-Laserstrahl 64 werden mit Hilfe eines
Strahlkombinierers 60, der durch einen umgekehrt arbeitenden Strahlteiler gebildet
sein kann, zu dem gewünschten Bearbeitungs-Laserstrahl 66 zusammengeführt, dessen
Strahlprofil 76 in Fig. 4 als Inset ebenfalls schematisch gezeigt ist. Das Strahlprofil
76 des Bearbeitungs-Laserstrahls 66 weist einen Zentralbereich Z hoher Energiedichte
auf, der zum Schneiden des Trägermaterials dient, sowie einen Außenbereich A geringerer
Energiedichte, der zum Erzeugen einer Farbänderung im Trägermaterial dient.
[0039] Die Breite des Zentralbereichs Z und die Breite des Außenbereichs A können mit Hilfe
der Einstelleinrichtungen 56, 58 unabhängig voneinander eingestellt werden. Bei der
Laserbeaufschlagung des Trägers mit dem Laserstrahl 66 können daher die Schnittbreite
und die Markierungsbreite unabhängig voneinander verändert werden.
[0040] Wie bereits im Zusammenhang mit Fig. 3 erläutert, können die entsprechenden Änderungen
an den Laserstrahlen 62, 64 und damit auch an dem zusammengeführten Laserstrahl 66
sehr schnell vorgenommen werden, so dass die Produktionsgeschwindigkeit des Laserschreibens
durch die Änderung der Schnittbreite und/oder der Markierungsbreite praktisch nicht
verringert wird.
[0041] Falls die Schnittbreite oder die Markierungsbreite für eine Anwendung nicht variiert
werden soll, kann auf die entsprechende Einstelleinrichtung 56 bzw. 58 natürlich auch
verzichtet werden.
[0042] Figuren 5 und 6 zeigen schematisch zwei Beispiele für Laserlöcher mit variablem Randeffekt
und variabler Schnittbreite wie sie mit einer Vorrichtung 50 nach Fig. 4 erzeugt werden
können.
[0043] Zunächst zeigt Fig. 5 einen durch Einwirkung von Laserstrahlung modifizierbaren Träger
20, der mit mehreren durchgehenden Öffnungen 80 konstanter Breite versehen ist. Die
Öffnungen 80 und der Zwischenraum zwischen den Öffnung 80 sind mit einer Farbmarkierung
82 variabler Breite versehen.
[0044] Zur Erzeugung dieser Gestaltung wurde der kombinierte Laserstrahl 66 der Fig. 4 von
links nach rechts über den Träger 20 geführt und der Schneid-Laserstrahl 62 dabei
bei konstanter Fokusgröße und Fokuslage zeitweise ein- bzw. ausgeschaltet. Zugleich
wurde die Fokusgröße bzw. Fokuslage des Markierungs-Laserstrahls 64 und damit auch
die Größe des Außenbereichs A im zusammengeführten Laserstrahl 66 kontinuierlich verändert.
Die Änderung erfolgt praktisch instantan, so dass sich trotz einer hohen Arbeitsgeschwindigkeit
des Laserstrahls 66 auf dem Träger 20 große Änderungen in der Markierungsbreite der
Farbmarkierung 82 erreichen lassen.
[0045] Figur 6 zeigt eine weitere Gestaltung, bei der ein durch Einwirkung von Laserstrahlung
modifizierbarer Träger 20 mit einer länglichen Schnitt-Öffnung 84 variable Breite
versehen ist. Die längliche Schnitt-Öffnung 84 ist von einer Farbmarkierung 86 mit
wellenförmig variierender Breite umgeben.
[0046] Zur Erzeugung dieser Gestaltung wurde der kombinierte Laserstrahl 66 der Fig. 4 von
links nach rechts über den Träger 20 geführt und dabei sowohl für den Schneid-Laserstrahl
62 als auch für den Markierungs-Laserstrahl 64 die Fokusgröße bzw. Fokuslage schnell
verändert. Entsprechend verändern sich sowohl die Größe des Zentralbereichs Z als
auch die Größe des Außenbereichs A im zusammengeführten Laserstrahl 66 schnell und
unabhängig voneinander, so dass die Schnittbreite der Öffnung 84 und die Markierungsbreite
der Farbmarkierung 86 unabhängig voneinander variieren können.
Bezugszeichenliste
[0047]
- 10
- Banknote
- 12
- Merkmalsbereich
- 14
- Laserloch
- 20
- Träger
- 22
- durchgehende Öffnung
- 24
- farbiger Rand
- 26
- Fünfecke
- 26-1 bis 26-5
- Linien unterschiedlicher Breite
- 30
- Laserbearbeitungsvorrichtung
- 32
- Laserstrahl
- 34
- Laserquelle
- 36
- Strahlaufweiter
- 38, 38', 38", 38'''
- aufgeweiteter Laserstrahl
- 40
- Scaneinrichtung
- 42, 42', 42", 42'''
- umgelenkter Laserstrahl
- 44
- Brennebene
- 50
- Laserbearbeitungsvorrichtung
- 52
- Schneidlaser
- 54
- Markierungslaser
- 56, 58
- Einstelleinrichtungen
- 60
- Strahlkombinierer
- 62
- Schneid-Laserstrahl
- 64
- Markierungs-Laserstrahl
- 66
- Bearbeitungs-Laserstrahl
- 72, 74, 76
- Strahlprofile
- F
- Fokus
- FG
- Fokusgröße
- FL
- Fokuslage
- A
- Außenbereich
- Z
- Zentralbereich
1. Verfahren zur Herstellung eines Sicherheitsmerkmals für ein Sicherheitselement, ein
Sicherheitspapier oder einen Datenträger, bei dem
- ein Träger bereitgestellt wird, dessen Farbeindruck durch die Einwirkung von Laserstrahlung
modifizierbar ist, und
- durch Führen eines Laserstrahls über die Oberfläche des Trägers einerseits durchgehende
Öffnungen in den Träger eingebracht werden und andererseits in Markierungsbereichen
der Farbeindruck des Trägers modifiziert wird,
dadurch gekennzeichnet, dass
- beim Führen des Laserstrahls über die Trägeroberfläche die Fokuslage und/oder die
Fokusgröße des Laserstrahls schnell verändert werden, um eine variable Breite der
durchgehenden Öffnungen und/oder eine variable Breite der Markierungsbereiche zu erzeugen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Markierungsbereiche zumindest in Teilbereichen markierte Randbereiche der
durchgehenden Öffnungen gebildet werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die markierten Randbereiche gleichzeitig mit den zugehörigen durchgehenden Öffnungen
durch denselben Laserstrahl erzeugt werden.
4. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass beim Führen des Laserstrahls über den Träger die Fokuslage des Laserstrahls schnell
verändert wird, insbesondere, dass die Fokuslage pro Laser-Vorschubstrecke um mehr
als 1 mm/ mm, insbesondere um mehr als 2 mm/mm und bevorzugt um mehr als 5 mm/mm verändert
wird.
5. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass beim Führen des Laserstrahls über den Träger die Fokusgröße des Laserstrahls schnell
verändert wird, insbesondere, dass die Fokusgröße pro Laser-Vorschubstrecke um mehr
als 10%/mm, insbesondere um mehr als 50%/mm und bevorzugt um mehr als 100%/mm verändert
wird.
6. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Laserstrahl vor der Beaufschlagung der Trägeroberfläche eine Einstelleinrichtung
durchläuft, in der der Strahldurchmesser und/ oder die Konvergenz bzw. Divergenz des
Laserstrahls eingestellt werden, wobei bevorzugt die schnelle Veränderung der Fokuslage
und/ oder der Fokusgröße durch Einstellungsvariationen in der Einstelleinrichtung
erzeugt werden.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellungsvariationen in der Einstelleinrichtung mit Hilfe einer oder mehrerer
Linearachsen vorgenommen werden.
8. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Laserstrahl zum Erzeugen der durchgehenden Öffnungen bereitgestellt wird,
ein zweiter Laserstrahl zum Erzeugen der Markierungsbereiche bereitgestellt wird,
dass der erste und zweite Laserstrahl mit einem Strahlkombinierer vereinigt werden
und der vereinigte Laserstrahl über die Trägeroberfläche geführt wird, um die genannten
Öffnungen in den Träger einzubringen und in den genannten Markierungsbereichen den
Farbeindruck des Trägers zu modifizieren.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass beim Führen des vereinigten Laserstrahls über die Trägeroberfläche die Fokuslage
und/oder die Fokusgröße des ersten Laserstrahls rasch verändert werden, um eine variable
Breite der durchgehenden Öffnungen zu erzeugen.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass beim Führen des vereinigten Laserstrahls über die Trägeroberfläche die Fokuslage
und/oder die Fokusgröße des zweiten Laserstrahls rasch verändert werden, um eine variable
Breite der Markierungsbereiche zu erzeugen.
11. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger mit einem lasermodifizierbaren Markierungsstoff versehen wird, insbesondere,
dass der Träger mit einem lasermodifizierbaren Markierungsstoff beschichtet wird und/oder
dass ein lasermodifizierbarer Markierungsstoff in das Volumen des Trägers eingebracht
wird.
12. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger aus Papier gebildet ist oder eine Papierlage umfasst.