TECHNISCHES GEBIET
[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren zur verbesserten Erzeugung von vor Fälschung
geschützten Farbbildern mit hoher Brillanz auf Substraten, Vorrichtungen zur Durchführung
von derartigen Verfahren sowie unter Verwendung derartiger Verfahrens hergestellte
Produkte wie insbesondere gesicherte Dokumente wie beispielsweise Personalisierungsseiten
für Pässe, Identitätskarten und andere Ausweiskarten etc.
STAND DER TECHNIK
[0002] Datenträger in Form von Ausweiskarten, Personalisierungsseiten bzw. -inlays für Pässe
oder auch Kreditkarten und ähnliche Kunststoffkarten müssen heute eine hohe Fälschungssicherheit
aufweisen. Es gibt eine Vielzahl von unterschiedlichsten Sicherheitsmerkmalen sowie
speziellen Druckverfahren, welche eine derartige Fälschungssicherheit in einem gewissen
Umfang gewährleisten können. Eine grosse Herausforderung ist es dabei, nicht nur nicht
individualisierte Sicherheitsmerkmale bereitzustellen, sondern insbesondere Sicherheitsmerkmale,
welche gewissermassen mit der Personalisierung kombiniert sind respektive Teil davon
sind.
[0003] Aus der
DE-A-2907004 ist z.B. bekannt, dass Bilder in Ausweiskarten, aber natürlich auch andere visuell
erkennbare Informationen wie Zeichen, Muster etc., mit einem Laserstrahl erzeugt werden
können. In dieser Schrift besteht die Funktionsschicht, aus der im Verlauf des Verfahrens
das endgültige Bild oder ein beliebiges sichtbares Symbol oder Zeichen erzeugt wird,
aus einer thermosensitiven Schicht. Diese Funktionsschicht erstreckt sich über die
Karte auf einem Flächensegment, auf dein sich später das Bild oder eine andere visuell
erkennbare Information befinden soll. Die Funktionsschicht befindet üblicherweise
im Verbund mit anderen Kunststoffschichten, aus denen im Verlauf der Kartenherstellung
die fertige Karte als Folienlaminat erzeugt wird. Das Bild wird in diesem Fall eingebrannt,
wobei mit der Intensität des Laserstrahls eine Verdunkelung der bestrahlten Stelle
einhergeht. Auf diese Weise werden heute routinemässig schwarz-weisse Bilder bzw.
Graustufenbilder erzeugt. Der bereits früh erkannte Vorteil dieses sogenannten Laser-Engravings
besteht in der hohen Fälschungssicherheit und Beständigkeit gegen Licht und mechanischer
Beanspruchung von auf diese Weise hergestellten Karten, insbesondere dann, wenn sie
aus Polycarbonat bestehen. Dies ist zum Beispiel durch die
EP-A-1574359 oder die
EP-A-1008459 belegt. Sicherheitsdokumente hergestellt mit Hilfe von Laserengraving auf Polycarbonatlaminaten
erfüllen internationale Vorgaben für Reisedokumente (ICAO Doc. 9303 Part III Volume
I) oder übertreffen diese sogar.
[0004] Es ist ein Nachteil des Verfahrens, dass die so erreichten Farbumschläge nur die
Herstellung von im Wesentlichen monochromen Bildern erlauben. So sind neben dem Umschlag
von weiss nach schwarz auch Farbumschläge von weiss nach braun, von rosa nach schwarz
und gelb nach rotbraun bekannt.
[0005] Es besteht aus naheliegenden Gründen ein grosses Interesse an der Erzeugung von qualitativ
hochwertigen farbigen Bildern basierend auf einem Laser-basierten Prozess, sowie ein
Bedarf an so hergestellten Ausweiskarten.
[0006] Diesem Umstand trägt ein Konzept Rechnung, das auf der Bestrahlung mehrerer farbiger
Komponenten, Farbkörper, bestehend aus Pigmenten oder Farbstoffen oder Mischungen
aus Farbstoffen und Pigmenten, verschiedener Farbe beruht. Die farbgebenden Komponenten
verschiedener Farbe müssen zusammen einen Farbraum ergeben, der aus mehreren, typischerweise
wenigstens drei, Grundfarben besteht. Aus praktischen Gründen werden die Grundfarben
Cyan [C], Magenta [M] und Gelb [Y] bevorzugt. Es sind jedoch auch andere Farben denkbar,
zum Beispiel Rot [R], Grün [G] und Blau [B]. Die Grundfarben müssen ausserdem ein
Absorptionsspektrum aufweisen, das eine Wechselwirkung mit farbigem Laserlicht erlaubt.
Naturgemäss sind dies Farben aus dem RGB-System, womit in der Praxis eine teilweise
Inkompatiblität bzw. nicht-ideale Wechselwirkung zwischen den farbigen Komponenten
aus dem CMY-System und der für das Absorptionsmaximum gewählten Laserwellenlänge besteht.
Im Gegensatz zum vorgenannten Verfahren der Verkohlung von zunächst nicht sichtbaren
Komponenten zeigt dieses Verfahren die Farbgebung durch ein Bleichen, also ein Aufhellen,
einer vor der Bestrahlung sichtbaren Farbe. Das Substrat erscheint durch die sichtbare
Mischung der farbigen Komponenten vor der Bestrahlung in einem sehr dunklen, idealerweise
schwarzen Ton. Ein solches Verfahren beschreibt zum Beispiel die
WO-A-0115910. Trotz der Vorteile, die diese Erfindung potentiell bietet, nämlich die weiter erhöhte
Fälschungssicherheit durch eine farbliche Darstellung des Dokumenteninhabers, weist
das in diesem Dokument beschriebene Verfahren und die dadurch hergestellten Produkte
unter gewissen Umständen Nachteile auf, die seinen praktischen Wert für gewisse Anwendungen
einschränken. Die Nachteile bestehen einerseits in der Komplexität der Pigmentformulierung
in der oder den zu entfärbenden Schichten auf der Karte bzw. dem Datenträger und andererseits
in der Restabsorption der zerstrahlten Farbkörper, die sich in einem gelblichen Farbton
darstellt. Sie erlauben es nur eingeschränkt, ein rein weisses oder rein schwarzes
Bild zu erzeugen. Ausserdem sind die Absorptionsspektren der meisten verwendeten farbigen
Komponenten so beschaffen, dass in einem gewissen Umfang eine unerwünschte Wechselwirkung
zwischen einer farbgebenden Komponente einer anderen als der gewünschten Laserwellenlänge
besteht. Dieser Effekt kann dann problematisch sein, wenn Pigmente verschiedener Farben
im Wirkungsquerschnitt des aus drei Wellenlängen kombinierten Laserstrahles liegen.
Diese oben erwähnte Nichtidealität zwischen Absorptionsspektrum und der anregenden
Laserwellenlänge äussert sich durch ein spektrales Übersprechen des ansonsten farbstoffspezifischen
Laserbleichens. Daraus resultiert eine verminderte Bildqualität in Form eines Farbrauschens
und einer nicht neutralen Wiedergabe des Farbtones. Darüber hinaus kann die Justierung
und Steuerung mehrerer koinzidenter Laserstrahlen in der Praxis anspruchsvoll sein
und bei fehlerhafter Durchführung Farb- und Bildfehler verursachen.
[0007] Eine mögliche Umsetzungsform einer derartigen Bestrahlungsvorrichtung ist in der
WO-A-0136208 beschrieben. Durch Optimieren diverser Parameter kann die Qualitätsminderung in Grenzen
gehalten werden. Das Verfahren bleibt dennoch aufgrund seiner Komplexität im Hinblick
auf die Erreichung des geforderten Ergebnisses nur schwer beherrschbar. Schliesslich
erweist sich das Verfahren in der Praxis aufgrund der mindesten drei benötigten Laservorrichtungen
als vergleichsweise teuer und lässt sich zusammen mit der zugehörigen Strahlführungseinrichtung
nicht einfach als kompakte Einheit konstruieren.
[0008] Aus der
US 2002/0089580 A1 ist ein Datenträger offenbart, bei dem ein Zeichen, Muster, Symbol und/oder Bild
auf einem Substrat erzeugt wird, wobei verschiedenfarbige Farbkörper bestehend aus
Farbstoffen oder Pigmenten aus mindestens drei unterschiedlichen Kapselarten freigesetzt
werden, welche nach Bestrahlung durch spezifische Laserstrahlung Druck- oder Temperaturänderung
in den Kapseln bis zu deren Bruch hervorrufen. Die Farbkapseln sind gleichförmig über
das Substrat verteilt, insbesondere auch übereinander liegend. Nachteilig ist, dass
nur der Kapselinhalt mit Inhalten von benachbarten Kapseln gemischt werden kann, aber
keine andere Farbbeinflussung wie ein Bleichen zur Verfügung steht. Zwischentöne von
Farben können nur durch die Integrationsfähigkeit des Auges des Betrachters erzeugt
werden.
[0009] Die
EP 0 279 104 A1 beschreibt eine andere Vorgehensweise bei der Verkapselung von Farbkörpern; es wird
ein Entwickler benötigt, der in dem Substrat oder den Farbkaspelhüllen oder anderen
Kapselhüllen mit in das zu erstellende Produkt mitgegeben wird, was zu einer ungewollten
Auslösung, beispielsweise durch Druck führen kann. Nachteilig ist, dass aus Volltönen
gemischte Pastellfarben nur durch Reduktion der Anzahl entwickelter Kapseln erzeugt
werden können. Zwischentöne von Farben können nur durch die Integrationsfähigkeit
des Auges des Betrachters erzeugt werden.
[0010] Eine weitere Mikrokapseln einsetzende Druckschrift ist die
WO 03/040825 A1, bei der ebenso wie bei den anderen oben genannten Druckschriften keine Zwischentöne
erzeugt werden können, weil eine energie- und zeitabhängige Bleichung nicht vorgesehen
ist. Insbesondere nennt die
WO 03/040825 A1 die Kapselwände lichtdurchlässig für das auslösende Licht.
[0011] Das Problem der oben beschriebenen Verfahren und Produkte zum farbigen Laserbleichen
besteht am Ende darin, dass die Erzeugung von Farbbildern in Ausweiskarten und ähnlichen
Artikeln nicht immer in einer vom Markt akzeptierten Qualität, in der geforderten
Beherrschung des Verfahrens, den vertretbaren Kosten und in den gewünschten apparativen
Ausführungsformen möglich ist.
[0012] Für eine ansprechende Qualität der Abbildung ist eine hohe Auflösung notwendig, beispielsweise
könnte eine Anforderung von 900 dpi verlangt werden. Die Farbbilder sollen kräftig
wirken und verlangen daher nach einer Farbgebung, die auch Intensivfarben ermöglicht.
Dabei ist natürlich technisch von Nachteil, dass bei diesem Bilderzeugungsverfahren
nur maximal ein Drittel der Gesamtfläche des Substrates zur Verfügung steht.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
[0013] Der Erfindung liegt demnach u. a. die Aufgabe zugrunde, für einen insbesondere beispielsweise
kartenförmigen Datenträger ein bilderzeugendes Laserverfahren zu finden, dass die
Erzeugung von farbigen Bildern, Symbolen, Texten, Mustern et cetera in der geforderten
Qualität erlaubt. Des Weiteren liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die farbigen
Bilder nach diesem Verfahren mit Apparaten bzw. einem System auszuführen, die bzw.
das den geforderten Kriterien von Investitionskosten, Betriebskosten, Kompaktheit
und Robustheit des Verfahrens genügen bzw. genügt. Gleichzeitig gewährleistet die
Komplexität des Verfahrens und der damit hergestellten Produkte ein hohes Mass an
Fälschungssicherheit. Die Erfindung bietet in einer für den Fachmann überraschenden
Weise eine Lösung für diese und weitere Aufgaben und läuft auf ein neues Verfahren,
die damit erzeugten Produkte und die zur Durchführung benötigten Vorrichtungen bzw.
Systeme hinaus. Mit der Erfindung soll es auch möglich sein, Vollfarben darzustellen
und genauso Mischtöne in allen Nuancen darzustellen.
[0014] Erfindungsgemäss wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass statt der spektralen Trennung
der Grundfarben wie z. B. in der eingangs erwähnten
WO-A-0115910 unter Verwendung von Lasern unterschiedlicher Frequenz beschrieben, ein ortsauflösendes
Verfahren unter Verwendung einer einzigen Einstrahlungsfrequenz verwendet wird, wobei
die Farbkörper in verkapselter Form vorliegen also quasi Farbkapseln mit einer latenten
Farbwirkung darstellen. Dabei wird in einem ersten Schritt der Ort einer jeden Farbkapsel
mit den darin enthaltenden Farbkörpern ermittelt und anschliessend diese ortsspezifisch
durch einen auf die Farbkapseln fokussierten Anregungsstrahl, beispielsweise einen
nicht unbedingt monochromatischen Strahl, beispielsweise von einem IR-Laser, oder
auch von einem IR-LED-Lichtstrahl, geöffnet. Es können auch multimodale Laser, die
es insbesondere als IR-Laser gibt, verwendet werden. Hier entscheidet der auf die
Kapseln fokussierte Energieeintrag. Es ist überraschend, dass die mikroskopische Analyse
aller Kapseln mit den enthaltenden Farbkomponenten (bzw. Pigmentkörnern) auf dem Bildfeld
eines kartenförmigen Datenträgers hinsichtlich ihrer Farbe und Position, die nachfolgende
Speicherung dieser Daten und die dementsprechende Steuerung eines Laserstrahls mit
einer einzigen Einstrahlungsfrequenz die Herstellung eines qualitativ hochwertigen
Farbbildes (oder von entsprechenden farbigen Symbolen, Texten, Mustern et cetera)
beispielsweise auf einem Kunststofflaminat oder einem anderen Substrat mit entsprechend
darin oder darauf eingelagerten Pigmentpartikeln erlaubt.
[0015] Allgemeiner formuliert betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Erzeugung
eines Zeichens, Musters, Symbols und/oder Bildes in verschiedenen Farben auf einem
Substrat mit auf diesem Substrat angeordneten Farbkapseln, wobei unter Einwirkung
von Energie, z. B. eines Lasers, die Farbwirkung erst möglich, d. h. der gewünschte
Farbeindruck mit dem unbewaffneten Auge erkennbar wird, wobei unterschiedliche Farbstoffe
oder Pigmentpartikel mit wenigstens zwei oder vorteilhafterweise wenigstens drei,
also drei oder mehr verschiedenen Farbwirkungen auf respektive im Substrat angeordnet
sind. Das Verfahren zeichnet sich durch folgende Verfahrensschritte aus, wobei diesen
Verfahrensschritten weitere Verfahrensschritte vorgeschaltet oder nachgeschaltet sein
können:
a Erzeugung einer Farbkarte (Mapping) mit der Position einer jeden Farbkapsel mit
der Farbe der darin enthaltenen Farbkörper, wobei die Ermittlung der Position einer
Kapsel und der Farbe der darin enthaltenen Farbkörper bevorzugt fotometrisch mit Hilfe
eines hochgerichteten Weisslichtstrahls in Reflexionsmessung durchgeführt wird. Es
ist aber auch eine Transmissionsmessung denkbar oder sogar ein nicht-fotometrisches
Verfahren. Die Koordinaten einer jeden eine bestimmte Farbe tragenden Farbkapsel ist
mit dem Vorliegen der Farbkarte somit bekannt, wobei die Farben aufgrund der diffusen
Reflexion des Umgebungslichtes auf den Hüllen der Farbkapseln visuell - also für das
Auge - verborgen bleiben;
b Gezielte Öffnung von ausgewählten Farbkapseln (Release) mit dem Ziel an einem bestimmten
Ort eine bestimmte Farbwirkung zu erzeugen, wobei die geöffneten Farbkapseln in deren
Gesamtheit ein sichtbares Bild auf dem Substrat ergeben. Die gezielte Öffnung einer
Farbkapsel wird durch einen auf einen Lichtstrahl, bevorzugt dem eines IR-Lasers,
erzeugt, dessen Durchmesser auf einen Wert kollimiert sein muss, der kleiner als der
Durchmesser einer Farbkapsel sein muss, wobei die thermischen Effekte, die der Energieeintrag
in der Kapselhülle bewirkt, eine Kavitationsdynamik initiieren, an deren Ende die
Ruptur der Kapselhülle steht. Der Vorgang ist auch als fotoakustischer Prozess zu
bezeichnen oder bekannt.
c Optional einem weiteren Schritt, der die Behandlung der freigesetzten Farbkörper
betrifft (Finishing), um den deren Farbton oder Farbintensität zu verändern, oder
um die Qualität des entstandenen Bildes von Artefakten zu bereinigen. Dazu kommen
z. B. Bleichprozesse mit Lasern oder eine Erhöhung der Weisse des Bildhintergrundes
mit Hilfe von Oxidationsmitteln in Frage. Um ein naturgetreues Abbild, z. B. einer
Person, jedoch nicht unbedingt ein Zeichen oder Symbol zu erzeugen, ist dieser Schritt
zwingend durchzuführen.
[0016] Hinsichtlich der im Rahmen eines solchen Verfahrens einsetzbaren Farbkörper sei verwiesen
auf Systeme, wie sie beispielsweise in der
WO-A-01/15910 und
WO-A-01/36208 beschrieben sind. Unter einem mehrfarbigen Zeichen, Muster, Symbolen und/oder Bild
ist dabei ein derartiges zu verstehen, dass nicht nur schwarz und weiss und dazwischen
liegende Grautöne aufweist, sondern weiter Farben, beispielsweise aufgebaut aus C,
Y, M, wobei im letzteren Fall dann zu jedem dieser drei Grundfarben und fallweise
aus Sonderfarben wie z. B. ein goldfarbener Ton individuelle Pigmentpartikel vorgesehen
sein sollten.
[0017] Die Erfindung besteht also aus einer Kombination von einigen oder allen der folgenden
Elemente:
- Eine örtliche (geometrische) Trennung der gekapselten farbigen Komponenten auf dem
Datenträger, der als Vorstufe für ein Sicherheitsdokument dient. Die geometrische
Trennung der farbigen Komponenten genügt dabei bevorzugtermassen der Grundforderung,
dass jedes Flächenelement nur mit einer gekapselten farbigen Komponente belegt ist
und zwischen zwei gekapselten farbigen Komponenten ein minimaler Abstand besteht,
d.h. Überlappung oder direktes Aneinandergrenzen von Kapseln von Farbkörpern oder
Clustern von Farbkörpern ist vorzugsweise weitestgehend vermieden. Die gekapselten
Elemente sind jeweils als Monoloayer auf dem Substrat aufgebracht, so dass die einzelne
Anfahrbarkeit jeder Kapsel für deren Öffnung sichergestellt ist; es sind also nur
jeweils maximal eine Schicht Kapseln in der Draufsicht auf das Substrat übereinander
angeordnet.
- Eine Vorrichtung und ein Verfahren, das eine bestimmte eingekapselte farbige Komponente
als mikroskopisch einheitliche Entität, beispielsweise ein verkapseltes Pigmentkorn
oder ein Cluster desselben, auf dem Datenträger finden und durch seine Ortskoordinaten
und seine Farbe (oder die auszulösende Farbe) charakterisieren kann. Die Vorrichtung
ermöglicht durch ein systematisches Abfahren bzw. Scannen die Gesamtzahl aller farbigen
Komponenten auf der Gesamtfläche des späteren Bildes zu kartieren. Alternativ ist
es aber auch möglich, diese Information über eine flächige Einstrahlung und ein flächiges
aber ortsaufgelöstes und farbaufgelöstes Detektionsverfahren zu ersetzen, oder die
Information direkt im Produktionsprozess des Substrates zu erfassen und bereitzustellen.
- Eine einen Anregungsstrahl abgebende Vorrichtung, insbesondere eine Laservorrichtung,
deren Strahlaustrittsoptik aufgrund der bekannten Ortskoordinaten eine Kapsel einer
farbigen Komponente auf exakt anfahren und je nach geforderter Farbintensität diese
farbige Komponente im gewünschten Grad durch Zerstörung einer vorbestimmten Anzahl
von gleichfarbigen Kapseln freisetzen kann sowie das Verfahren, um mit dieser Laservorrichtung
die Freisetzung auf einzelne Kapseln gesteuert durchzuführen. Bei einer Zerstörung
einer Kapsel wird immer der vollständige Farbinhalt freigesetzt und verteilt sich,
was der Anwendung des Funktionsprinzips des Rasterdruckverfahrens entspricht. Vorteilhaft
ist die Möglichkeit, bei der Erfindung, gleiche Kapselhüllen zu verwenden, die also
keine Diskriminierung in Bezug auf absorbierte Strahlung aufweisen, sondern, dass
sie bei irgendeiner auf die einzelne Kapsel gerichtete Bestrahlung nach vorbestimmter
Zeit ihren Inhalt durch Hüllenbruch freisetzen.
- Eine programmierbare Steuerung für das örtliche Positionieren der Laseroptik und der
Leistungssteuerung des Strahls, damit auf der gesamten mit Pigmentpartikeln (farbigen
Komponenten) bedeckten Fläche jede einzelne Komponente gezielt so bestrahlt wird,
dass ein Bild entsteht.
- Sowie optional eine weitere Lasereinrichtung, um die freigesetzten Farben zu bleichen
und/oder eine Vorrichtung, um ein Aufhellen des weissen Hintergrundes auf chemischem
Wege zu bewirken. Das Bleichen umfasst eine Veränderung der Absorptionseigenschaften
des Moleküls ohne Zersetzung oder direkt die Zersetzung des molekularen Aufbaus.
[0018] Die Elemente der Erfindung genügen Anforderungen für Arbeitsgeschwindigkeit, Wirtschaftlichkeit,
Bedienungsaufwand und Zuverlässigkeit, um eine Bilderzeugung mit Hilfe der Erfindung
unter industriellen Anforderungen zu erfüllen.
[0019] Eine erste bevorzugte Ausführungsfonn des vorgeschlagenen Verfahrens ist dadurch
gekennzeichnet, dass die Schritte a, b sowie optional c in der gleichen Vorrichtung
und ohne dazwischen erfolgende Manipulation oder Verschiebung des Substrats durchgeführt
werden. Tatsächlich ist die Ermittlung der Farbkarte ein Schritt, bei welchem eine
genaue Positionierung des bearbeiteten Substrats über den Erfolg oder Misserfolg der
anschliessenden Bearbeitung durch den Laser entscheidend ist. Entsprechend wird bevorzugtermassen,
insbesondere um eine Kalibrierung zwischen den Schritten a, b sowie optional c zu
vermeiden, die Gesamtheit der beiden Schritte a und b in der gleichen Vorrichtung
durchgeführt, gegebenenfalls unter Verwendung der gleichen Abtastvorrichtung (beispielsweise
Linearverfahreinheit).
[0020] Eine weitere bevorzugte Ausführungsform des vorgeschlagenen Verfahrens ist dadurch
gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Farbkartenerstellung und die Laseroptik ortsfest
fixiert sind und dass das Substrat mit einer Linearverfahreinheit relativ zu diesen
bewegt wird. Diese Variante empfiehlt sich insbesondere bei leichten Substraten oder
solchen Substraten, deren Bildfeld mit einer üblichen beweglichen Laserstrahlführung
(Galvospiegel) nicht überstrichen werden kann.
[0021] Erfindungsgemäss sollte für den Prozess der Kapselöffnung in einem bestimmten Zeitraum
nur jeweils eine Kapsel einer farbigen Komponente im Strahlkegel bzw. Fokuskreis des
Lasers liegen, wobei sich im gleichen Zeitraum alle anderen Kapseln mit farbigen Komponenten
vom Laserlicht unberührt bleiben. Die Verteilung der Kapseln von farbigen Komponenten
innerhalb des Flächenbereiches, der als Grundlage für das Bild dient, kann durch Aufbringung
mit einem Druckverfahren erfolgen (beispielsweise Tiefdruck, Hochdruck, Flexo, et
cetera). Der Aufdruck erlaubt sowohl eine statistische Verteilung der farbigen Komponenten
als auch eine Verteilung in Linien, Kreisen oder komplexen Figuren wie z. B. Guillochen.
Eine mikroskopische Betrachtung der Verteilung der farbigen Komponenten und ein Vergleich
ermöglicht damit als Zusatznutzen die Verifikation des Verteilungsmusters im Sinne
einer Echtheitsprüfung. Es ist auch möglich, die Kapseln mit farbigen Komponenten
in Form von Mikroschriften, Zahlenfolgen und dergleichen Informationen aufzubringen
bzw. aufzudrucken, um auf diese Weise eine versteckte Zusatzinformation im Bild unterzubringen,
beispielsweise eine Personalisierung des Inhabers des Dokumentes oder die Seriennummer
des Dokumentes.
[0022] Eine weitere bevorzugte Ausführungsform ist mit anderen Worten dadurch gekennzeichnet,
dass die Kapseln mit Pigmentpartikeln in einer Schicht, vorzugsweise in einer einzigen
Schicht, auf und/oder im Substrat, das selbst auch ein Verbund von Schichten sein
kann, angeordnet sind, und im Wesentlichen zufällig als Funktion der Ortskoordinate
verteilt sind. Grundsätzlich unterscheidet sich diesbezüglich die vorliegende Erfindung
wesentlich von anderen Ansätzen des Standes der Technik.
[0023] Dies ist im Gegensatz zu Lösungen, bei welchen beispielsweise in einem fest vorgegebenen,
typischerweise regelmässigen Muster die Farbstoffe gewissermassen nach ihrer Farbgebung
sortiert aufgetragen sein müssen, damit anschliessend im Wissen dieser regelmässigen
Anordnung die Farbstoffe ausgelöst werden können (beispielsweise Aneinandemeihung
von Rechtecken, welche jeweils mit unterschiedlichen Farben "gefüllt" sind in mehreren
Zeilen und Reihen). Beim hier vorgeschlagenen Vorgehen wird eben die Verteilung der
in den Kapseln befindlichen Farben respektive der diese zur Verfügung stellenden Pigmente
beim Herstellungsverfahren des unbehandelten Substrats nicht vorgegeben, und dieses
kann in einem sehr einfachen Prozess hergestellt werden. Erst im ersten Bearbeitungsschritt
wird gewissermassen vorbereitend die Farbverteilung respektive die Verteilung der
die Farbe auslösenden Pigmentpartikel ermittelt und dann im zweiten Herstellungsschritt
entsprechend bearbeitet. So fällt dann auch typischerweise ein bei einer festgelegten,
systematischen Anordnung von Pigmenten, beispielsweise durch ein präzises Druckverfahren
mit einer kontrollierten, reproduzierbaren Positionierung der Rasterpunkte, notwendiges
Verfahren dahin, dass die Steuerung eine Laserbestrahlung genau nach diesem vorgegebenen
Muster erlaubt und das Muster der Bestrahlung im Register mit dem Druckbild hält.
Diese Zufälligkeit der Verteilung und die Verwendung der zufälligen Verteilung zur
Erzeugung der Symbole/Bilder/Zeichen et cetera kann zudem als weitere Sicherheitsstufe
verwendet werden. Wird beispielsweise die zufällige Anordnung der ein Bild erzeugenden
Kapseln mit den darin enthaltenden Farbstoffen oder Pigmentpartikel in einer Datenbank
hinterlegt, so wird die individualisierende Information (Bild) mit einem Fingerabdruck
(zufällige Verteilung der das Bild erzeugenden Pigmentpartikel) kombiniert, was eine
sehr hohe Sicherheitsstufe, die im wesentlichen nicht reproduziert werden kann, ermöglicht.
Ein entsprechender Datenträger kann mit den zugehörigen Informationen in der Datenbank
bei einer Überprüfung verglichen werden und die Authentizität eindeutig festgestellt
werden.
[0024] Eine weitere bevorzugte Ausführungsform des vorgeschlagenen Verfahrens ist dadurch
gekennzeichnet, dass die Kapseln mit den unterschiedlichen Farbstoffen in einer Schicht,
vorzugsweise in einer einzigen Schicht, auf und/oder im Substrat angeordnet sind und
im wesentlichen in einem mikroskopischen Muster regelmässig angeordnet sind, wobei
das mikroskopische Muster einer Anordnung von geraden oder gewellten Linien, Grundpattern
oder Mikroschrift sein kann. Ein derartiges mikroskopisches Muster kann beispielsweise
ein spezifischer Schriftzug (beispielsweise eine Denomination oder ähnliches) sein,
und kann, weil ebenfalls so gut wie nicht reproduzierbar, als zusätzliches, nur mit
einem Vergrösserungsmittel verifizierbares Sicherheitsmerkmal Anwendung finden.
[0025] Eine weitere bevorzugte Ausführungsform besteht darin, das Verfahren nach a und/oder
b und optional c zu parallelisieren, also das Substrat abschnittsweise an mehreren
Orten auf der Bildfläche gleichzeitig zu bearbeiten.
[0026] Es werden vorteilhafterweise so viele Kapseln geöffnet, so dass sich der enthaltende
Farbstoff verteilt, dass dieser Farbstoff für das betrachtende blosse Auge sichtbar
wird. Vorteilhafterweise ist die Farbkonzentration in den Kapseln dergestalt, dass
der Inhalt einer einzigen Kapsel nach deren Freisetzung für das Auge erkennbar ist.
Die Wirkung kann sich aber auch erst nach Freisetzung also Öffnung mehrerer Kapseln
ergeben. Die Menge der zu öffnenden Kapseln richtet sich auch nach der Natur des Substrates,
das eine mehr oder weniger grosse Neigung aufweist, Farbkörper in seiner Oberfläche
aufzunehmen und damit zu maskieren. Das Versacken von Farbkörpern im Substrat, z.
B. in der obersten Lage eines gestrichenen Papiers, verlangt grundsätzlich ein Kalibrieren
des Releaseverfahrens auf das gewählte Substrat, sofern die Qualität des Bildes optimal
werden soll.
[0027] Ein Vorteil der Freisetzung von Farbstoffen aus solchen geöffneten Kapseln liegt
auch darin, dass bei entsprechend für eine Verteilung geeignete Substrate, also insbesondere
solche mit einer Kapillarwirkung, dann ein über die Grösse der Kapsel selber weit
hinausgehender Bereich von dem Farbstoff aus einer Kapsel durchdrungen wird. Durch
das Freisetzen verschiedenfarbiger Farbstoffe aus benachbarten Kapseln lässt sich
dann ein Fleck erzeugen, der ein für das blosse Auge mindestens scheinbar vollfarbiges
Bild erzeugt.
[0028] Die Kapseln erscheinen in diffus reflektiertem Licht vorzugsweise nicht transparent,
sondern weiss, und bei Bestrahlung mit gerichtetem Licht sind sie insoweit teilweise
transparent, um die Erstellung der Farbkarte in einfacher Weise zu ermöglichen. Die
Kapseln können dann auch im transluzenten Licht transparent erscheinen, so dass die
Farbkarte im Durchlicht erstellt werden kann.
[0029] Der Anregungsstrahl zum Öffnen der Kapseln kann zugleich mit einem Bleichstrahl im
optional nachfolgenden Finishing-Prozess kombiniert werden, entweder gleichzeitig
oder in zeitlicher Abfolge. Bei der Anwendung eines Laserstrahls kann dieser zum einen
die Kapseln öffnen und zum anderen den enthaltenen Farbstoff in seiner Farbwirkung
verändern, insbesondere bleichen. Es kann dabei ein einziger Laser oder eine Kombination
von verschiedenfarbigen Lasern eingesetzt werden, insbesondere ein IR-Laser und/oder
ein UV-Laser.
[0030] Die Qualität eines guten gedruckten oder durch Laserbestrahlung erzeugten Bildes
wird zum Beispiel bewertet über den Schärfeeindruck (visuell erkennbares Durchmesserverhältnis
im 36-strahligen Siemensstern von d=0.1D bis d=0.001D, bevorzugt d=0.05D bis d=0.005D),
der Breite der Farbdynamik bzw. der Zahl von visuell erkennbaren unterschiedlichen
Farbtönen bzw. Grautönen (5 Bit bis 16 Bit, bevorzugt 6 Bit bis 8 Bit), der farblichen
Neutralität (farbverbindlicher Proof) und der Auflösung (150 dpi bis 1000 dpi, bevorzugt
300 dpi bis 500 dpi) erlaubt. Bei einer Druckauflösung von beispielsweise 500 dpi
müssen auf einer Fläche der sich ergebenden Pixelgrösse von ungefähr 50 µm Durchmesser
alle farbigen Komponenten vereinigt werden. Für die praktische Umsetzung läuft die
Grösse einer farbgebenden Komponente bzw. eines Farbkörpers auf einen Durchmesser
von je nach Druckmuster von höchstens 16 µm bis 25 µm hinaus. Unter Berücksichtigung
einer minimalen räumlichen Trennung der einzelnen Farbkörper ist eine Grösse von 5
µm bis 12 µm, bevorzugt 8 µm bis 12µm gefordert. Eine Korngrösse in diesen Grössenordnungen
ist durch bekannte Methoden darstellbar.
[0031] Eine weitere bevorzugte Ausführungsform des vorgeschlagenen Verfahrens ist entsprechend
dadurch gekennzeichnet, dass die individuellen Farbkapseln, sofern die Farbkörper
Pigmente sind, Pigmentkörner mit einem Durchmesser aufweisen, der mindestens um eine
Grössenordnung unter dem mittleren Durchmesser einer Farbkapsel liegt, d. h. bei mittleren
Kapseldurchmesser von 5 µm bis 10 µm einen Durchmesser von allenfalls einem Mikrometer
aufweisen, und dass sie im Wesentlichen alle auf oder im Substrat angeordnet sind,
bevorzugt individuell lateral separiert. Dies insbesondere bevorzugt in einer Weise,
dass der mittlere laterale Abstand zwischen zwei Kapseln mit Farbstoffen (oder Pigmentpartikeln)
grösser ist als der mittlere Durchmesser der Farbkapseln. Weiterhin ist bevorzugtermassen
der Strahldurchmesser des Laserstrahls (der Strahldurchmesser wird dabei auf dem 1/e
2-Niveau, d.h. bei ca. 13,5% genommen) beim Schritt b kleiner als der durchschnittliche
mittlere Kapseldurchmesser, beim Schritt c dagegen grösser, aber nicht mehr als doppelt
so gross wie der mittlere Durchmesser der Farbkapseln. Bevorzugtermassen liegt der
Strahldurchmesser des Laserstrahls beim Schritt b im Bereich von 1-5 µm, vorzugsweise
im Bereich von 2-5 µm, insbesondere vorzugsweise im Bereich von 2-4 µm.
[0032] Im Rahmen der Erfindung wird als Oberbegriff der Begriff Farbkörper gewählt, der
Pigmente, Pigmentpartikel, Farbstoffe insbesondere Flüssigfarbstoffe, Farbstoffe in
Suspension etc. umfasst. Der Anregungsstrahl für die Kapselöffnung sollte einen anderen,
vorzugsweise kleineren Fokusquerschnitt (beam waist) haben, als der gegebenenfalls
vom selben (oder einem anderen) Laser bereitgestellte Anregungsstrahl für das Bleichen.
[0033] Erfindungsgemäss sollte eine Kapsel dieser Grösse von einer Laserstrahltührung so
angefahren werden, so dass die Laseroptik eine präzise Position vor dem Farbkörper
einnehmen kann bzw. Galvospiegel den Laserstrahl präzise auf den Farbkörper lenken
können. Des Weiteren sollte der Strahldurchmesser des Laserstrahles am Ort der Kapsel
so eingestellt werden, dass keine Wechselwirkung mit benachbarten Kapseln eintreten
kann. Dazu wird bei der Ausführung der Erfindung der Laserstrahl in passender Weise
fokussiert. Der Fokus kann beugungsbegrenzt eine gewisse Grösse nicht unterschreiten,
ist jedoch in der Praxis ohne weiteres beispielsweise auf eine Fläche mit einem Durchmesser
in der Grösse der Durchmesser der Kapseln, beispielsweise einstellbar. Die wissenschaftliche
Standardliteratur zeigt, dass eine Fokussierung auf < 1 µm möglich ist. Der zur Öffnung
der Kapseln Energiestrahl, beispielsweise ein monochromatischer Laserstrahl, weist
eine für eine effiziente Öffnung geeignete Wellenlänge auf, vorzugsweise im UV-Bereich
auf. Eine mit 1064 nm geeignete Wellenlänge generiert beispielsweise ein Nd:YVO4-Laser,
der in einem nachgeordneten Bleichprozess über eine Frequenzverdreifachung die dann
bevorzugte UV-Strahlung liefern kann. Die US 6'002'695 beschreibt ein solches UV-Lasersystem.
Die Energieabgabe des öffnenden Lasers im IR-Modus im Bereich von 0.1 bis 100µJ liegen,
wobei das Wandmaterial und die Wandstärke einer Kapsel entscheidend sind und kleinere
oder grössere Energiewerte nicht ausgeschlossen werden können, um die Öffnung zu gewährleisten.
Im UV-Modus zur Bleichung der Farbkörper sollte das Lasersystem im Bereich von 0.2
- 0.5 Watt Leistung auskoppeln, und den oder die Farbkörper über einen Zeitraum von
0.01 bis 10 Nanosekunden bestrahlen.
[0034] Das Positionieren einer Laseroptik über einer Kapsel ist mit einer präzisen Linearverfahreinheit
möglich, wie sie zum Beispiel von Heinrich Wolf, Eutin, Deutschland, angeboten wird.
[0035] Vor der Aufsprengung der Kapseln mit den Farbkörpern durch eine Betrahlung mit einem
Anregungsstrahl, der aufgrund einem folgenden Kavitationsvorgang einer Schallschockwelle
entsprechend (auch fotoakkustischer Effekt), um eine (IR-)LED-Strahlung oder um eine
Laserbestrahlung handeln kann, ist es erforderlich, die Gesamtheit aller Kapseln mit
Farbkörpern auf der mit den Kapseln belegten Fläche zu kartieren. Dies wird erfindungsgemäss
zum Beispiel im Schritt a mit einem analytischen Scanverfahren durchgeführt. Die Positions-
und Farbermittlung der einzelnen Kapseln erfolgt dabei beispielsweise über die Erfassung
von Kennpunkten aus dem Absorptions- oder Streuspektrum des einzelnen Farbkörpers
bei Weisslichtanregung. Ein geeigneter Fokusdurchmesser liegt etwa bei einem Sechstel
des Durchmessers eines Kapsel. Der Weisslichtstrahl scannt mit Hilfe der oben beschriebenen
Linearverfahreinheit die mit Kapseln bedeckte Fläche und kann so alle Farbkörper in
den Kapseln auf dieser Fläche separat anregen und entsprechend detektierbar machen,
indem das Streu- oder Transmissionslicht gesammelt wird. Der Weisslichtstrahl mit
dem geforderten Fokus wird bevorzugt durch eine Faseroptik vermittelt, die beispielsweise
aus einer einzelnen, aber auch aus einem Bündel von Oligomode-Fasern, z. B. mit einem
Einzelfaserdurchmesser von 10 bis 15 µm, bestehen kann. Ein Farbkörper in einer Kapsel
im Fokus des anregenden Weisslichtstrahls zeigt sich durch den Charakter des reflektieren
oder transmittierten Lichtes, das sowohl die Position als auch die Farbe des Farbkörpers
in der Kapsel ermittelbar macht. Die spektrale Analyse eines Farbkörpers in einer
Kapsel benötigt, in Abhängigkeit der verwendeten Grundfarben und Pigmente, üblicherweise
mindestens drei Kennwerte, die durch einen logischen Vergleichsalgorithmus einen Wert
für die Grundfarbe des Farbkörpers ergeben. Die Kennwerte können beispielsweise von
drei Fotodioden mit geeignet gewählten Farbfiltern simultan erfasst werden. Die Position
aller farbigen Komponenten wird auf diese Weise erfasst und so gewissermassen als
Karte in einer Datenbank hinterlegt. Die Farbkarte dient im folgenden Schritt der
Öffnung der Kapseln für die zweidimensionale Navigation der Laseroptik bzw. des öffnenden
Laserstrahles.
[0036] Entsprechend ist eine weitere bevorzugte Ausführungsform des vorgeschlagenen Verfahrens
dadurch gekennzeichnet, dass zur Durchführung des Schritts a unter Nutzung des Reflexionslichtes
die Oberseite des Substrats oder im Falle der Nutzung des Transmissionslichtes die
Unterseite des Substrates, bevorzugt unter Verwendung einer Linearverfahreinheit mit
einer künstlichen oder natürlichen Weisslichtquelle und/oder Detektionseinheit (beispielsweise
Fotodioden), abgescannt wird, wobei, bevorzugt als Funktion der Ortskoordinate, Weisslicht
eingestrahlt wird und das zurückgeworfene oder transmittierte Licht als Funktion der
Ortskoordinate spektral analysiert wird, bevorzugtermassen indem ausschliesslich an
wenigstens zwei, bevorzugt an wenigstens drei diskreten Frequenzen, die eine Unterscheidung
der im Substrat angeordneten unterschiedlichen Pigmentpartikel in den Kapseln ermöglichen,
bevorzugtermassen unter Verwendung einer Fotodiode, das Signal ermittelt wird, und
indem die Position und die zugehörige Farbwirkung von individuellen Pigmentpartikeln
in den Kapseln in einer die Farbkarte bildenden Datenmatrix als Datentupel festgehalten
werden. Eine Variante der spektralen Analyse kann auch darin bestehen, dass statt
des Weisslichtes zeitlich befristet in schneller Folge mehrere Bestrahlungen mit Licht
verschiedener Farbe durchgeführt werden. Mit anderen Worten kann die Farbe eines Farbkörpers
in einer Kapsel auch mit einer Folge von Blitzen verschiedener Frequenzbereiche, z.
B. in den Farben Rot, Grün und Blau, bestimmt werden. In der Praxis wird diese Methode
der Abtastung einer Vorlage mit geringerer Auflösung bei einigen Flachbett-Scannern
eingesetzt. Für die Analyse des Lichtes in diesem Fall kann, jedoch muss nicht zwingend,
die spektrale Auswertung auf eine Fotodiode beschränkt werden.
[0037] Eine weitere bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass zur Durchführung
des Schritts b die Oberfläche des Substrats, bevorzugt unter Verwendung einer Linearverfahreinheit
mit darauf angeordneter Laserquelle, abgescannt wird, indem auf Basis der Farbkarte
die Laserquelle auf individuelle Pigmentpartikel oder Cluster von Pigmentpartikel
gerichtet wird um diese individuell in ihrer Farbwirkung zu zerstören oder zu aktivieren.
[0038] Für die Schritte a, b und c kann dabei bevorzugtermassen die gleiche Linearverfahreinheit
eingesetzt werden, wie dies bereits oben erläutert wurde.
[0039] In einer Datenverarbeitungseinheit kann ausgehend von der in Schritt a ermittelten
Farbkarte für das Zeichen, Muster, Symbol und/oder Bild ein Bearbeitungsprotokoll
für den Laser oder die Mehrzahl von Lasern im Schritt b erzeugt werden, wobei dieses
Bearbeitungsprotokoll die Information erhält, welche individuellen Pigmentpartikel,
als Funktion der Ortskoordinate, zur Erzeugung einer bestimmten makroskopischen Farbwirkung
für das Zeichen, Muster, Symbol und/oder Bild in ihrer Farbwirkung durch Öffnung der
entsprechenden Kapsel durch den Laser gezielt lokal beeinflusst werden sollen.
[0040] Es werden also Verfahren vorgeschlagen, auf mikroskopischer Ebene kleinste Kapseln
mit Partikeln verschiedener Farbe erfassen, deren Farbe und Position auf einem Bildfeld
registrieren und abspeichern und die Kapseln einer anschliessenden selektiven Behandlung
unterziehen.
[0041] Die primäre Anwendung des Verfahrens bestehend aus den Teilverfahren des analytischen
Scans bzw. der Farbkörperkartierung und des Freisetzens der Farbkörper durch Zerstörung
der sie umgebenden Kapseln mit einem Anregungsstrahl, insbesondere einem Laserstrahl,
besteht in der Herstellung eines Bildes auf einem Substrat, beispielsweise einer Kunststoffkarte,
bevorzugt eines Porträtbildes in einem Sicherheitsdokument wie beispielsweise einem
Bildes auf einer ID-Karte oder auf der Personalisierungsseite eines Reisepasses. Die
für die meisten Reisedokumente massgeblichen Grössen der Bilder und weitere Spezifikationen
für den Kunststoffträger sind im ICAO Document 9303, Part 3 beschrieben.
[0042] Die gemäss dieser Erfindung digital hergestellte Karte von farbigen Komponenten,
beispielsweise Farbkörper, Pigmente, Farbstoffe usw., kann ausserdem im Rahmen der
Verwendung eines Sicherheitsdokumentes zur Verifizierung desselben verwendet werden.
Zu Prüfung des Verteilungsmusters sind handelsübliche Geräte wie Digitalmikroskope
ausreichend. Es ist auch möglich, zur Verifikation neben den Digitalmikroskopen und
anderen Geräten elektronische tragbare Geräte wie beispielsweise Mobiltelefone und
deren optische Aufnahmevorrichtungen einzusetzen. Um dies zu erleichtern, können spezifische,
auf den tragbaren Geräten respektive Mobiltelefonen lauffähige Programme (apps) vorgesehen
werden, welche automatisch eine derartige Aufnahme über eine Mobiltelefonverbindung,
eine wlan-Verbindung oder eine Fernverbindung, beispielsweise via Internet, mit den
in einer Datenbank hinterlegten Informationen über den Datenträger vergleicht und
entsprechend wiederum über das Mobiltelefon ausgegeben eine Aussage über die Authentizität
ermöglicht. Die mit diesen Geräten vor Ort erzeugten digitalen Bilder, beispielsweise
in Form von JPG-Dateien, geben durch einen Vergleich mit der in einer zentralen Datenbank
abgelegten Farbkörperkarte des Dokumentes Auskunft über die Echtheit des Dokumentes.
Die entsprechenden Anwendungsprogramme können sowohl auf den tragbaren Geräten als
auch auf zentralen Servern installiert sein. Dieser Nachweis ist naturgemäss für ein
individuelles Dokument möglich.
[0043] Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung einen Datenträger mit einem Zeichen,
Muster, Symbol und/oder Bild erzeugt nach einem Verfahren, wie es oben dargestellt
wurde. Der erfindungsgemässe Datenträger weist an einem beliebigen Ort eine vorbestimmte
beliebige Farbe auf, unabhängig von der aufgetragenen Farbkapselverteilung. Dies gilt
insbesondere, wenn das eingebrachte Bild vorher und/oder nachträglich einer Laminierung
unterzogen wird. Der Datenträger mit einem Zeichen, Muster, Symbol und/oder Bild erzeugt
nach einem erfindungsgemässen Verfahren weist vorteilhafterweise in der Ansicht eine
vollfarbige Fläche auf. Eine solche Vollfarben-Fläche ist durch eine unmittelbar angrenzende
Positionierung von Farbflecken in Vollfarben, bzw. nach Ausführung eines Bleichschrittes
von weiteren Zwischentönen, gekennzeichnet, die im Gegensatz zu einem Rasterbild einen
vollflächigen Farbeindruck ergibt, der dem Auge des Betrachters eine geringere Integrationswirkung
abverlangt. Vorteilhaft ist die vollfarbige Wirkung im Hinblick darauf, dass beim
Stand der Technik eine 1/3 Restriktion dahingehend besteht, dass Farbtupel aus zumindest
meistens drei Farben bestehen, die somit nur ein Drittel der Substratfläche für einen
Farbeindruck freigeben, jedenfalls bei einer Monolayer-Verteilung der Farbkapseln.
[0044] Gemäss einer ersten bevorzugten Ausführungsform eines derartigen Datenträgers ist
dieser dadurch gekennzeichnet, dass er auf Basis eines Substrats mit zufälliger Anordnung
der Pigmentpartikel enthaltenden Kapseln hergestellt wurde, und dass auf dem Datenträger
und/oder in einer Datenbank die zufällige Anordnung und deren Verwendung zur Erzeugung
des Zeichens, Musters, Symbols und/oder Bildes zur Erhöhung der Sicherheit hinterlegt
ist. Ein solcher Datenträger ist dann mikroskopisch von einem klassischen Rasterbild
zu unterscheiden, was für eine forensische Echtheitsprüfung eingesetzt werden kann,
insbesondere, wenn die dazugehörige Farbkarte auf dem Datenträger oder einer Datenbank
gespeichert ist. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist also ein Datenträger zufällig
mit Farbkapseln bedeckt und diese liegen nur in maximal einer Schicht vor, also es
befinden sich im wesentlichen keine Farbkapseln übereinander angeordnet. Bevorzugtermassen
handelt es sich bei einem solchen Datenträger um eine Identifikationskarte, Kreditkarte,
einen Pass, einen Benutzerausweis oder ein Bezeichnungsschild.
[0045] Des weiteren betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung
eines Verfahrens, wie es oben beschrieben wurde, insbesondere dadurch gekennzeichnet,
dass die Vorrichtung Mittel zur Befestigung oder wenigstens ortsfesten Platzierung
eines Substrats aufweist, eine erste Einheit zur Ermittlung der Farbkarte des Substrats,
sowie eine zweite Einheit zur räumlich aufgelösten, nur individuelle Kapseln mit Farbkörpern
in ihrer Farbwirkung freisetzenden Einstrahlung mit einem Laser bei einer einzigen
Frequenz auf Basis der Farbkarte zur Erzeugung einer resultierenden Farbwirkung. Die
erste und die zweite Einheit können die gleiche Linearverfahreinheit nutzen.
[0046] Die Vorrichtung verfügt also typischerweise zusätzlich über wenigstens eine Datenverarbeitungseinheit
sowie wenigstens eine, durch diese Datenverarbeitungseinheit zweidimensional ansteuerbare
Linearverfahreinheit, welche die erste und/oder die zweite Einheit trägt.
[0047] Insbesondere kann vorteilhafterweise ein Schritt c als Bleichschritt von vorher ausgetretenen
Farbkörpern vorgesehen werden. Dieser Bleichschritt kann in vielen Optionen realisiert
werden. Entweder kann er nach Schritt b als Kapselöffnungsschritt vorgesehen werden.
Es werden dann alle gewünschten Kapseln von allen Farben geöffnet und die Farbe kann
sich entsprechend im Substrat verteilen. Dann werden alle geöffneten Kapseln bearbeitet.
Alternativ kann der Schritt c jeweils intermittierend zu Schritt b nach jeder einzelnen
Kapsel oder nach einer vordefinierten Anzahl von geöffneten Kapseln vorgesehen sein.
Mit anderen Worten, es gibt eine sich wiederholende Abfolge von (Schritt b und Schritt
c). Dabei kann ein Schritt c nach der besagten Öffnung von jeweils einer einzigen
Kapsel stattfinden oder er folgt der Öffnung von mehreren Kapseln nach. Auch hierbei
kann eine Reifezeit abgewartet werden, in der sich die Farbkörper im Substrat verteilen,
oder eben nicht. In einem Fall des Nichtwartens, braucht dann nur die gerade geknackte
Kapselhülle bestrahlt so werden, da der Farbstoff noch nicht den Ort im Substrat verlassen
hat. Sollte eine vordefinierte Zeit dagegen abgelaufen sein, so kann mit einem auch
nur auf die vorherige Kapsel am Ort der Kapselhülle gerichteten Strahl die Bleichung
nur unvollständig vorgenommen werden. Mit anderen Worten, mit einem vordefinieten
Zuwarten vor dem Bleichen kann die erreichbare Intensität des Bleichens vorbestimmt
werden. Der Anregungsstrahl des Bleichens kann derselbe wie beim Öffnen der Kapseln
oder ein anderer. Dieser Schritt des Bleichens kann in der Führung des Anregungsstrahles
optional dadurch erreicht werden, indem a) der Anregungsstrahl als Bleichstrahl für
die durch die Farbkörper durch Verteilung abgedeckte Farbfläche geführt wird, wobei
der Weg berechnet wird, ausgehend vom Wissen um das Substrat, die dort verteilten
Kapseln und die vorbestimmten Farbverläufe über die ganze oder Teile von dieser Farbfläche,
je nach gewünschter Bleichwirkung. Auch kann b.) der Anregungsstrahl als Bleichstrahl
auf dem Bereich der jeweils geöffneten Kapsel(n) gerichtet wird, wobei er auf diese
abgebildet ist und beispielsweise auf die doppelte oder dreifache Fläche fokussiert
wird; wobei die erreichte Farbmenge von der genannten Reifezeit, also die Zeit zwischen
Öffnung der Kapsel und dem Bleichschritt, abhängt. Hierbei kann optional die besagte
Kartierung aus Schritt a verwendet werden, und der Bleichschritt kann in einem vorbestimmten
zeitlichen Abstand nach dem Öffnen der Kapsel(n) durchgeführt werden, um den ganzen
oder Teile der austretenden Farbkörper mit dem Bleichschritt zu erreichen.
[0048] Weitere Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
[0049] Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden anhand der Zeichnungen
beschrieben, die lediglich zur Erläuterung dienen und nicht einschränkend auszulegen
sind. In den Zeichnungen zeigen:
- Fig. 1
- in schematischer Darstellung mögliche verkapselte Farb- oder Pigmentverteilungen auf
Substrat en, wobei in a) eine statistische Verteilung dargestellt ist, in b) eine
Verteilung in Linien, in c) eine Verteilung in Form von Mäandern, in d) eine kreisförmig
sich wiederholende Verteilung, in e) eine Verteilung in Form von Mikroschrift;
- Fig. 2
- in a) in schematischer Darstellung eine Aufteilung einer Fläche in Flächenelement
mit zugeordneten verkapselten Farbkörpern, in b) die Ansteuerung einer Kapsel mit
einem Farbkörper durch einen Laser und in c) die beugungsbedingte Einschnürung des
Laserstrahls in der fokalen Ebene;
- Fig. 3
- die unterschiedlichen Erscheinungen je nach Vergrösserungsgrad, wobei in a) die Erscheinung
mit dem unbewehrten Auge und in b) die Erscheinung mit einem Vergrösserungsmittel
dargestellt ist;
- Fig. 4
- die unterschiedlichen Schritte der Bilderzeugung, wobei in a) der Schritt der Bestimmung
der Position und Art der Farbpartikel enthaltenden Kapseln dargestellt ist, und in
b) die lokale Beeinflussung der Kapseln mit den Pigmentpartikeln durch den Laser dargestellt
ist;
- Fig. 5
- einzelne Schritte des vorgeschlagenen Verfahrens in ihrer Reihenfolge;
- Fig. 6
- beispielhafte Identifikationskarten;
- Fig. 7
- eine schematische Darstellung eines Ausschnitts von verkapselten Pigmentverteilungen
auf einem Substrat a) vor der Öffnung von Kapseln und b) nach der Öffnung von Kapseln.
- Fig. 8
- Darstellung eines Farbtupels bestehend aus drei verschiedenen Farben im jeweils eingekapselten
Zustand;
- Fig. 8a
- Farbtupel mit dem Farbkörper, der am stärksten gebleicht werden muss, im freigesetzten
Zustand nach einer ersten Belichtung;
- Fig. 8b
- Farbtupel mit zwei freigesetzten Farbkörpern, wobei der erste ein zweites Mal gebleicht
und der zweite zum ersten Mal gebleicht wurde; und
- Fig. 8c
- Farbtupel mit drei freigesetzten Farbkörpern, wobei der erste drei Mal gebleicht wurde,
der zweite zweimal und der dritte ein erstes Mal.
BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
[0050] Figur 1 zeigt eine Bildfläche 2 belegt mit Farbstoffen enthaltenden Kapseln 1. Die
Variante nach Figur 1a zeigt eine zufällige, d.h. im wesentlichen statistische Verteilung
der Farbkapseln 3, während die anderen Varianten nach Figur 1b bis Figur 1d linienförmige
4, mäanderförmige 5 oder kreisförmige 6 Anordnungen der Farbstoffe enthaltenden Kapseln
zeigen. Figur 1e demonstriert schliesslich eine Überlagerung einer statischen Verteilung
mit einer Mikroschrift 7. All diese Varianten der Farbstoffverteilung in Kapseln sind
mit Druckverfahren darstellbar und können als Ausgangsmaterial für die Durchführung
des vorgeschlagenen Verfahrens Einsatz finden. Eine Kapsel 1 gemäss der Erfindung
ist eine eine geringe Menge flüssigen Farbstoffe oder dispergierten Pigmenten enthaltende
kleine Kugel von vorteilhafterweise relativ einheitlicher Grösse, typischerweise mit
einem Durchmesser von 2 µm bis 15 µm insbesondere 5 bis 10 Mikrometer. Die Kugeln
enthalten jeweils Farbkörper aus einer Menge von zwei, drei oder mehr verschiedenen
Farben des gewählten Farbstoffsystems.
[0051] In der Figur 7a sind solche geschlossenen Kapseln 30 innerhalb eines Ausschnittes
aus einem entsprechenden Datenträger dargestellt. Zwischen den Kapseln 30 ist das
Material des Substrates, welches hier mit dem Bezugszeichen 35 versehen ist. Die Kapseln
30 weisen alle jeweils eine Hülle 31 auf, in der die dispergierten Pigmente oder der
flüssige Farbstoff 32, 33 oder 34 eingeschlossen ist. In den Figuren 7a und 7b sind
ein Farbstoff 32 linksschraffiert, ein Farbstoff 33 rechtsschraffiert und ein Farbstoff
34 horizontal schraffiert dargestellt. Die Hülle 31 dichtet den Farbstoff 32, 33 oder
34 gegen die Umgebung ab, womit sie ihn nicht nur visuell für das menschliche Auge
maskiert, sondern auch vor einem Bleichen schützt, und ist geringfügig durchscheinend,
um mit dem Kartierungsverfahren die Farbe des enthaltenen Farbstoffes nach aussen
feststellen zu können. Die Hülle 31 der Kapsel 30 hat eine einheitliche Aussenfarbe,
beispielsweise weiss, um zum einen den Inhalt gut spektroskopisch erkennen zu können
und um zum anderen einen weissen Farbton als Farbe des Substrates gut einstellen zu
können. Die Kapseln 30 mit ihrer harten Hülle und ihrem Farbstoffinhalt werden bevorzugt
durch Perl- bzw. Suspensionspolymerisation, aber auch durch Koazervation oder ein
Abschleuderverfahren hergestellt. Die Suspensionspolymerisation ist ein seit langem
bekanntes Verfahren (siehe dazu auch die Reihe "Chemie, Physik und Technologie der
Kunststoffe in Einzeldarstellungen", Hrg. K. A. Wolf, Springer-Verlag). Bei diesem
Verfahren befinden sich Farbkörper und die für die Polymerisation benötigen Monomere
in einer Ölphase und Radikalstarter zur Initiierung der Polymerisation in der wässrigen
Phase des Öl-in-Wasser-Systems. Die Polymerisation findet an der Grenzfläche der beiden
Phasen statt und führt in Abhängigkeit von der Zusammensetzung der Suspension und
der Reaktionsführung zu mikroverkapselten Farbstoffen in der gewünschten Grössendimension.
Bei der Koazervation findet die Herstellung der Mikrokapseln in einem kolloidalen
System statt, wobei die Ausfällung z. b. durch einen geeigneten pH-Shift initiiert
wird. Die entstandenen Mikrokapseln werden typischerweise im weiteren Verlauf über
ein Sprühtrocknungsverfahren getrocknet und damit in eine weiterverarbeitbare Form
gebracht. Eine Anwendung des Verfahrens ist z. B. die Herstellung von druckempfindlichen
Mikrokapseln für Durchschreibepapiere. Ein in der
US-A-2712507 beschriebenes Verfahren beruht auf einer wässrigen Sole eines kolloidalen Materials,
z. B. Gelatine, das in einer darin suspendierten Ölphase, z. B. bestehend aus Trichlordiphenyl
, einen Farbstoff enthält. Im Fall der o. g. Offenlegung wurde die Bildung der Mikrokapseln
durch Hineingiessen der erhitzten Koazervatmischung in eine kühlere Salzlösung erreicht.
In einer weiteren Aufarbeitung folgt die Abtrennung, Härtung und Trocknung der Kapseln.
[0052] Schliesslich ist die Herstellung der Mikrokapseln auch mit einem Schleuderverfahren
machbar, das z. B. dem Spin-Coating ähnelt, das für das Auftragen dünner, sehr gleichförmiger
Filme geeignet ist (siehe
K. Norrman, A. Ghanbari-Siahkali and N. B. Larsen, Annu. Rep. Prog. Chem., Sect. C:
Phys. Chem., 2005, 101, 174-201), aber zum Unterschied von diesem nicht planare Schichten, sondern Hüllenstrukturen,
d. h. Mikrokapseln aufbaut. Eine erfolgreiche praktische Anwendung eines solchen Verfahrens
ist die Herstellung der farbgebenden Elemente für die so genannten E-Paper.
[0053] Es sind dabei verschiedene Arten von Kapseln 30 einsetzbar, die dem nachfolgenden
Laminationsvorgang des Substrats standhalten können. Vorteilhafterweise können sie
auch die Haftung des Laminates vermitteln. Durch eine Ausgestaltung der Hülle 31 derart,
dass die Hülle 31 der Kapseln 30 bei einem vorbestimmten Laminatdruck und einer vorbestimmten
Temperatur platzen, führt zu einem weiteren Erschwernis für Nachahmer, ein solches
Druckprodukt zu erzeugen. Nachdem die Kapseln 30 auf eine Druckfläche aufgetragen
oder eingebracht worden ist, insbesondere in eine einzige Schicht, können sie anschliessend
weiterverarbeitet werden.
[0054] Die Hüllen 31 der Kapseln 30 können insbesondere einschalig sein, also aus einer
einzigen Schicht bestehen, die das Farbmaterial umgibt und in der Kapsel 30 innen
enthält. Es sind in anderen Ausführungsformen auch mehrschalige Kapseln möglich, die
aber aufwendiger herzustellen sind. Das einschalige Kapselmaterial ist vorzugsweise
nicht porös, enthält also keine speziell auf die einzelnen Farbarten wirkende absorbierende
Stoffe, sondern die Kapseln 30 sind für alle mindestens zwei, insbesondere drei Farbarten
gleich ausgestaltet.
[0055] Figur 2a ist eine abstrakte und schematische Darstellung einer Bildfläche, die aus
in diesem Fall 25 gewissermassen theoretisch gedachten Flächenelementen 22 besteht,
welche jeweils nur eine Kapseln mit flüssigem Farbstoff enthalten. In diesem Beispiel
weisen die Farbstoffe die drei Grundfarben Cyan [C] 20, Magenta [M] 21 und Gelb [Y]
19 in einer statistischen Verteilung auf, aber jeweils in jedem Flächenelement nur
einen entsprechenden Farbstoff. Figur 2b zeigt das Profil eines Laserstrahles 23 mit
einem bestimmten Strahldurchmesser 24. Nach Passieren eines fokussierenden Elementes
25 wird dieser Laserstrahl auf einen Durchmesser fokussiert, der die vollständige
Bestrahlung einer farbstoffgefüllten Kapsel 1 erlaubt und dessen Fokusdurchmesser
ausreichend klein ist, um jeweils nur eine Kapsel 1 zu öffnen, diese aber im wesentlichen
vollständig über den ganzen Wirkungsquerschnitt bestrahlt. Fig. 2c zeigt die Einschnürung
des Laserstrahls 23 nach Beugung beim Passieren des fokussierenden Elementes 25 in
der Fokalebene auf einen kleinsten Durchmesser 27.
[0056] Die Figuren 3a und 3b veranschaulichen den Unterschied zwischen der makroskopischen
Betrachtung respektive Wirkung Fig. 3a eines Bildes 8, das auf der Bildfläche 2 nach
einem Verfahren dieser Erfindung hergestellt wurde, und der mikroskopischen Betrachtung
Fig. 3b, die mit einer Vergrösserungsvorrichtung 9 den Blick auf die Pigmentstruktur
erlaubt. Die mikroskopische Betrachtung einer gezielt gesteuerten Pigmentverteilung
erlaubt genau diese Pigmentverteilung zu verifizieren, da diese Verteilung kombiniert
ist mit der eigentlichen individualisierenden Information des Bildes, wird so in einer
Synergie die Fingerabdruck-Wirkung der Pigmentverteilung kombiniert mit der individualisierenden
Information, so dass eine erhebliche Erhöhung des Sicherheitsstandards resultiert.
In der Praxis kann diese Pigmentverteilung auch ein spezielles Raster sein, das mit
einer Vorrichtung (in der Zeichnung als Lupe dargestellt), die die Farbwirkung durch
die Kapselwand feststellen kann, beurteilt werden kann. Auch eine Kombination eines
speziellen Rasters mit einer zufälligen Hintergrundverteilung ist möglich, so dass
das spezielle Raster ohne Bezugnahme auf eine Datenbank verifiziert werden kann, und
die zufällige Hintergrundverteilung über Abfrage der entsprechenden Identifikationsinformationen
in einer Datenbank verifiziert werden kann. So kann die mikroskopische Struktur sowohl
in einem einfachen Verifikationsverfahren überprüft werden (spezielles Raster) als
auch in einem sicherheitstechnisch hoch stehenden Verifkationsverfahren (Abfrage der
zufälligen Verteilung aus der Datenbank).
[0057] Die Zeichnungen Fig. 4a und Fig. 4b demonstrieren die beiden wesentlichen Verfahrensschritte
a und b, und optional c, dieser Erfindung, bestehend aus der örtlichen und spektralen
Analyse der Kapseln 30 mit den Farbstoffen unter Nutzung von reflektiertem Licht mit
Hilfe einer Weisslichtquelle 11 und einem Fotoempfänger 12, welche mit einer Zweiwege-Linearverfahreinheit
10 mikrometergenau über der Probe bzw. dem Bildfeld positioniert werden können (Figur
4a, Schritt a), sowie einem Laser-System 17, das einen Laserstrahl 23 so auskoppelt,
dass nach den Daten, die aus der Apparatur nach Figur 4a gewonnen wurden, dieser Laserstrahl
jede einzelne Kapsel punktgenau treffen kann (Figur 4b, Schritt b). Alternativ zu
der hier gezeigten Bewegung der Weisslichtquelle und des Photoempfängers sowie der
Laseroptik kann auch das Substrat mittels einer Zweiwegeverfahreinheit bewegt werden.
Diese Alternative ist in Fig. 4a/4b nicht dargstellt. Weiterhin ist bei der Darstellung
des Fotoempfängers 12 zu erwähnen, dass der Aufbau des Fotoempfängers vereinfacht
dargestellt worden ist. Es ist nicht dargestellt, dass der Detektor im Falle einer
Weisslichtanregung aus mehreren farbspezifischen Komponenten besteht, die beispielsweise
aus mehreren mit verschiedenfarbigen Filtern versehenen Fotodioden bestehen können,
oder dass der Detektor beispielsweise auch ein CCD-Sensor oder ein CMOS-Sensor mit
vorgeschaltetem Mehrfarbenfilter (z.B. Beyer-Filter) sein kann, wobei im Falle eines
Foveon CMOS-Sensors auf einen Farbfilter verzichtet werden kann. Des Weiteren ist
bei der zeichnerischen Ausführung der anregenden Lichtquelle 11 in Fig. 4a nicht dargestellt,
dass im Falle einer Anregung in zeitlicher Folge mit Licht in verschiedenen Farben
das Anregungslicht mit mehreren verschiedenfarbigen, schmalbandigen Lichtquellen erzeugt
wird, die anregende Lichtquelle damit aus mehreren Komponenten besteht. Weiterhin
ist bei der Fokussierung des Laserstrahles in Fig. 4b festzuhalten, dass der Durchmesser
des Laserstrahles 24 durch das fokussierende Element 25 wesentlich stärker auf den
kleinsten Durchmesser 27 kollimiert wird als in Fig.4b illustriert, die Zeichnung
also nicht massstäblich ist. Desgleichen ist eine Aufweitung des Laserstrahles nach
Auskopplung aus dem Laserresonator nicht separat dargestellt, sondern Teil des Lasersystems
17.
[0058] Der gesamte Workflow des Verfahrens nach dieser Erfindung wird in Figur 5 dargestellt.
Die wesentlichen Schritte sind die örtliche und farbliche Erfassung des Inhalts jeder
einzelnen Kapsel 13, Erzeugung der Farbkarte 14, die Ablage der so gewonnen Daten
als Farbkarte in einer Datenbank 15, die Daten respektive das Ansteuerungsprotokoll
für die Lasersteuerung 51 zum Öffnen der Kapseln liefert, welche wiederum den Vorgang
des Kapselöffnens 52 mit dem Lasersystem 17 steuert, die Daten respektive das Ansteuerungsprotokoll
für die Lasersteuerung 53 liefert, welche wiederum den Vorgang des selektiven Laserbleichens
54 mit einem UV-Lasersystem steuert. Die Farbkarte in der Datenbank dient ausserdem
als Signatur für eine spätere Authentizierung des Sicherheitsdokumentes über dessen
Bilddaten. Die Erzeugung der Farbkarte 14 kann dabei sowohl für das Öffnen der Kapseln
als auch für deren Bleichen verwendet werden, wenn dazwischen kein Verschieben des
Substrates vorgekommen ist. Ansonsten müssen die entsprechenden Daten transformiert
werden.
[0059] Sofern das Bleichen nicht von derselben Lichtquelle, insbesondere dem gleichen UV-Laser
durchgeführt wird, wird dann die weitere Lichtquelle oder die weiteren Lichtquellen,
sofern mehrere Bleichlichtquellen verwendet werden, vorteilhafterweise in die Scanoptik
der Kartierung eingekoppelt, um die Genauigkeit des Anfahrens dieser Positionen in
einfacher Weise zu realisieren; allerdings sind, wie in Fig. 7a und 7b zu erkennen,
dann die Farbelemente, entweder als suspendierte Farbe oder als verteilte Farbpigmente
über eine grössere Fläche 42 verteilt. Auch sind die Reste der zerstörten Kapsel-Hüllen
41 in dieser Fläche 42 vorhanden.
[0060] Sofern nach dem Öffnen von einer oder mehreren Kapseln 30 von einer und derselben
Farbe (wie in Fig.7b) oder von verschiedenen Farben (wie nicht in den Figuren dargestellt)
gebleicht wird, bestehen mehrere Möglichkeiten für die Durchführung dieses Schrittes
54. Zum einen kann die Farbkartierung 14 direkt verwendet werden und die basierend
auf dieser geöffneten Kapseln 30 bestrahlt werden. Damit werden nur Teile der um die
zerstörte Hülle 41 bestehenden Farbkörper gebleicht. Dies kann auf den Raum der geöffneten
Kapsel oder auf einen vorbestimmten Radius beschränkt sein. Eine weitere Möglichkeit
ist die Nutzung des Wissens um die Kartierung und der Abstände zwischen einzelnen
Farbkapseln. Dann kann in der Steuerung ein Rechenverfahren hinterlegt werden, welches
die Farbverteilung nach einem Zerstören einer Kapsel annäherungsweise berechnet; denn
diese Verteilung der Farbkörper ist abhängig von der Art der Farbkörper und dem suspendierenden
Kapselinhalt über die Diffusionszeit vorherbestimmbar. Es sind dann wiederum zwei
Unterfälle möglich. Zum einen kann dann auch abhängig vom Öffnen der Kapseln 30 auch
direkt gebleicht werden, so dass nicht wie in Fig. 5 zuerst die vorbestimmten Kapseln
geöffnet werden und dann die eventuell anderen vorbestimmten Kapselinhalte gebleicht
werden, sondern es kann der sich noch verteilende Farbstoff direkt in der Umgebung
der Hüllenkapsel 41 gebleicht werden, so dass sich der dann teilgebleichte Farbstoff
verteilt. Die andere Option ist das Abwarten aller Verteilvorgänge des Farbstoffs
aus einer geöffneten Kapsel für die Flächen 41 und das Bleichen um den Ort der vorherigen
Kapsel 30. Dann ist aus dem bekannten Kapselinhalt und der Bleichintensität am Ort
der Kapsel mit dem Wissen um ungebleichte Anteile der Farbkörper fernab der zerstörten
Kapsel der verbleibende Farbwert berechenbar. Ein dritte Möglichkeit zum Bleichen
insgesamt besteht darin, einen weiteren Kartierungsschritt anzuhängen, um die Flächen
42 in vorbestimmter Auflösung zu kartieren, um dann nach diesem Kartierungsschritt
die gesamte oder zumindest angenähert die Fläche 42 in Bezug auf die Intensität des
Bleichens ganz oder teilweise zu bleichen, was zu einem etwas uniformeren Farbbild
führen kann, weil im wesentlichen die komplette Farbfläche bearbeitet wird. Insofern
entsprechen diese oben vorgestellten Vorgehensweise in umgekehrter Reihenfolge einem
Re-Mapping zum definierten Bleichen, einem Berechnen der Farbflächenverteilung nach
der Reifezeit, also der Verteilung der Farbkörper, oder einem Durchführen der Bleichung
am Ort der geplatzten Kapsel sofort oder zeitverzögert um eine vordefinierbare Menge
der Farbe zu bleichen. Die Zeichnungen nach Fig. 6a und 6b erklären eine mögliche
Anwendung dieser Technologie für die Porträterzeugung auf einem kartenförmigen Datenträger
26. Das nach dieser Erfindung hergestellte Porträt enthält ausserdem noch zusätzliche
Daten, die auf der Basis der durch den Druck der Kapseln erreichten Farb- und Pigmentverteilung
im Bildfeld 2 hinterlegt sind. Diese Daten können beispielsweise Personalisierungsdaten
des Dokumentinhabers sein (wie in Fig. 6b dargestellt), die der Identifikation des
Dokumentinhabers dienen oder auch z. B. Möglichkeiten einer Authentisierung des Dokumentes
über eine Seriennummer oder Informationen über die statistische Verteilung der Partikel
in einem bestimmten Bereich etc..
[0061] Die Kugeln 30 des gewünschten Farbtones werden mit Hilfe eines Anregungsstrahles,
insbesondere eines fokussierten Lichtstrahles, beispielsweise eines Lasers, wobei
es sich um beispielsweise eine infrarote Wellenlänge handeln kann, einzeln adressiert
zum Bersten oder Reissen gebracht. Dies ist in der Figur 7b so dargestellt, dass eine
zerstörte Hülle 41 vorliegt, aus der der Farbstoff 42 ausgetreten ist. Die kugelförmige
Hülle 31 selber oder der Farbstoffinhalt 32 werden durch die Lichtstrahlen so stark
erhitzt oder durch eine akustische Welle angeregt, dass die angesprochenen Kapseln
30 platzen und der Farbstoff (hier der Farbstoff 32) ausläuft und bei den drei geplatzten
Kapseln den schraffierten Bereich 42 ausfüllt. Die Erwärmung kann zu einem Ansteigen
der Oberflächenspannung beitragen, so dass die Kapsel wie bei einem aufgeblasenen
Ballon an der Hülle einreisst und so der Inhalt austritt. Nach oben und unten gegenüber
der Zeichenebene, üblicherweise gegenüber einem Basissubstrat unten und einer Laminatfolie
oben, ist die Ausbreitung des flüssigen Farbstoffs beschränkt. Die Umgebung der Kapseln
30, bei dem es sich um in der Figur 7 nicht dargestellte Bindemittel oder Papier handelt
und die Aussenhülle 31 der Kapsel 30 sind so gestaltet, dass sich der Farbstoff 32
dort gut kapillar oder durch den bestehenden mechanischen Druck verteilt. Dieser über
eine Zeit ablaufende Vorgang führt dann zu der in der Figur 7b dargestellten Ausgestaltung,
nämlich das der Farbstoff 32 mindestens die mittlere Distanz zur Kapsel 30 der gleichen
Farbe kapillar erreichen kann. Zudem wird er seine eigene inzwischen offene Kapselhülle
41 benetzen und färben. Somit würde das Anregen und Zerstören mehrerer Kapseln 30
einer vorbestimmten Farbstoffart (hier 32) eine nahezu vollständige Flächenfüllung
42 mit diesem Farbton erlauben, wobei die Kapseln anderer Farbstoffe (hier die von
fast allen Seiten umgebende horizontal schraffierte Kapsel mit dem Farbstoff 34) weiterhin
geschlossen bleiben und aus sich selber einen weissen Eindruck hervorrufen.
[0062] Der Vorteil der Verkapselung liegt neben der Möglichkeit Intensivtöne zu erzeugen
auch darin, dass es ausreichend ist, günstige Lichtquellen verwenden zu können. Jedoch
für ein genaues Fokussieren auf beispielsweise 2 µm ist es dennoch immer noch , kohärentes
bez. monochromatisches Licht zu verwenden. von. Unter günstigen Lichtquellen ist die
Verwendung eines einzigen Laser im Gegensatz zu deren drei in Verfahren nach dem bekannten
Stand der Technik.
[0063] Das genannte Platzen der Kapseln kann ebenfalls innerhalb eines Laminates ablaufen.
Auf diese Weise läst sich auch die Fläche innen im Laminat vollständig mit einer Farbe
auffüllen. Wenn in einem solchen Fall alle Kapseln 30, beispielsweise im CYM System,
geöffnet werden, ergibt sich eine im Prinzip tiefschwarze Fläche. Demgemäss sind auch
die Mischfarben im Vollton direkt erzeugbar.
[0064] Das Verfahren wird angewendet, um etwa Sicherheitsdokumente zu personalisieren, und
es eröffnet sich eine zusätzliche Möglichkeit zur starken Erhöhung der Fälschungssicherheit.
In diesem Anwendungsbeispiel wird daher nicht mehr wie im vorhergehenden die genaue
Erfassung der Farbbereiche lediglich dazu genutzt, das Druckverfahren hinsichtlich
seiner technischen Mängel zu verbessern. Die Anordnung der Farben kann auch in einem
zufälligen Muster erfolgen, von Rohling zu Rohling wechselnd, da dies von der entsprechenden
Steuereinheit erkannt werden kann. Damit kann ein Rohling nur dann bedruckt werden,
wenn vor dem Belichten mit dem Laser zwangsläufig das Verfahren nach a. eingesetzt
wird, da es ansonsten zu einer Falschfarbendarstellung kommen würde. Damit würden
Rohlinge für eine Fälschung solange unbrauchbar, wie nicht auch der Fälscher eine
mikroskopische Analyse nach Verfahren a einsetzt. Eine besondere Möglichkeit, ein
Falsifikat auch dem Auge des ungeschulten Betrachters sofort erkennbar zu machen,
besteht darin zudem etwa bei Personalpapieren die pseudostatistische Durchmischung
des Farbmusters etwa in dem Bereich, in dem üblicherweise die Stirn des Porträts zu
liegen kommt, in ihrer Regelmässigkeit derart zu ändern, dass die Falschfarbendarstellung
wechselt und etwa das Wort "Fälschung" farblich lesbar zum Vorschein kommt, wenn nicht
die genaue Mikroposition des Farbmusters berücksichtigt wird.
[0065] Gemäss der Schrift
WO-A-0115910 ist es möglich, die Farbwirkung von Pigmentmischungen, bestehend aus gelben, cyan-
und magenta-farbenen Pigmenten selektiv dadurch zu erzeugen, dass man sie mit den
zur Pigmentfarbe komplementären Wellenlängen eines Lasers bestrahlt und damit bleicht.
Somit sind für die vollständige Belichtung ein roter, grüner und blauer Laser erforderlich.
Innerhalb des Fokus des Laserstrahles, der gleichzeitig der gewünschten Pixelgrösse
entspricht, also etwa 50µm für eine Auflösung von 500dpi, befinden sich bei diesem
Verfahren immer mehrere Pigmentkörner unterschiedlicher Färbung, da diese deutlich
kleiner sind, was beim Bleichen zur Erreichung von Mischtönen von Vorteil sein kann.
Es werden aber immer nur genau die Pigmente geblichen, die die Laserstrahlung der
jeweils benutzten Wellenlänge absorbieren. Gelbe Pigmente absorbieren daher die blaue
Wellenlänge und bleichen dadurch aus. Die übrigen, in ihrer Färbung verbleibenden
cyan- und magenta-farbenen Pigmente mischen sich in Betrachtung unter reflektierendem
Licht subtraktiv zu blau. Damit erzeugt also blaue Bestrahlung eine blaue Farbtönung.
Ebenso verhält es sich mit der roten und grünen Laserstrahlung, wenn sie auf die gleiche
Pigmentmischung trifft. In dieser Ausführungsform liegen die Korngrössen der Pigmente
im Bereich von 10µm. Demnach können die Pigmente in der gleichen Weise wie dort beschrieben
mit einem mikroskopischen Scanverfahren in ihrer Lage auf 2µm genau detektiert werden.
Auch ihr Durchmesser ist geeignet, sie mit einem UV-Laserstrahl mit einem Fokus von
etwa 10µm einzeln zu adressieren, da sich genannte mechanische Linearverfahreinheiten
mit µm Ortsgenauigkeit käuflich erwerben lassen (Fa. Heinrich Wolf, Eutin). Alle 3
Sorten Farben können mit nur einer Wellenlänge im UV (typisch 355nm) gebleicht werden.
Damit eröffnet diese Ausführungsform die Möglichkeit, statt mit 3 Lasern mit nur einem
Laser zu arbeiten, da nunmehr die einzelnen Farbbestandteile der Pigmente nicht mehr
über die Wellenlänge des Lichtes, sondern über den Ort adressiert werden. Somit wird
durch den Übergang auf nur eine Wellenlänge eine erhebliche Kostensenkung des technischen
Systems erzielt.
[0066] Gemäss einer Weiterbildung der in der Figur 7 beschriebenen Ausführungsform ist es
ebenfalls möglich, die Freisetzung der Farbstoffe 32, 33 und 34 in den Kapseln 30
zeitlich versetzt vorzunehmen. Man unterscheidet damit die Bleichung der Farbstoffe
auf der Zeitachse durch unterschiedliche, aber individuell kontrollierbare Expositionszeiten
(Fig. 8), was zu einer weiteren Möglichkeit der Beeinflussung des Druckbildes führt.
Über die örtliche Auswahl der Kapseln 30, also die vorgängige spektroskopische Analyse
der an einem bestimmten Ort vorhandenen Farbe wird entschieden, vorbestimmte Kapseln
in einem Arbeitsgang zu öffnen. Nach einer gewissen Zeit des Bleichens bereits freigelegten
Farbstoffs wird eine weitere, zweite Farbkomponente an einem Ort, welcher bereits
aus der zerstörten Kapsel 40 freigesetzt worden ist, durch Laserbestrahlung gebleicht,
während Farbkomponenten, die sich am gleichen Ort noch in anderen Kapseln 30 befinden
durch die Hüllen 31 der Kapseln 30 vor der Bleichung geschützt sind. Die Schritte
b und c werden bei der Bilderzeugung in der Praxis gewissermassen in verschachtelter
Form durchgeführt. Wie schon oben erwähnt, kann die Bleichung vorgenommen werden,
indem eine auf die Auslaufbereiche abgestimmte Fokussierung des Bleichstrahls umfasst
wird oder ein breiterer Strahl für die Bearbeitung von grösseren Anteilen der Fläche
42, der dann in seiner Intensität aber nicht ausreicht, um andere Kapseln zu zerstören.
In einer Ausführungsform wird damit eine vorbestimmte Bleichlichtenergie zugeführt,
die noch nicht ausreichend ist, um die Bleichung im Endzustand auszuführen. Dies liegt
daran, dass nach der Zuführung dieser ersten Bleichenergie eine zweite Anregungsenergie
auf diesen Ort gelenkt wird, welche in einem kombinierten Arbeitsgang sowohl eine
an diesem Ort befindliche und unmittelbar danach mit geänderter Fokusgrösse eine andere
Kapsel 30 mit einer anderen Farbstoffkomponente öffnet und danach mit wiederum angepasster
Fokusgrösse die schon ausgetretenen Farbstoffe einer früher geöffneten Kapsel 30 weiter
bleicht. Es wird also mit dieser Kapselöffnungsenergie für eine zweite Kapsel 30 der
Farbstoff der zuerst geöffneten Kapsel nachgebleicht. Diese Schritte lassen sich bei
einem Mehrfarbsystem dann noch ein drittes oder viertes Mal für die Öffnung weiterer
Kapseln 30 anwenden. Bei der Öffnung dieser weiteren Kapseln 30 wird dabei die eingestrahlte
Energie gleichzeitig die verwendeten Farbstoffe der vorher geöffneten Kapseln weiter
bleichen, wobei sich die Bleichenergie additiv verhält. Die an diesem Ort vorhandenen
Farbstoffe 32, 33, 34 werden dann den letztlich erforderlichen Bleichungsgrad erreichen,
nachdem alle vorgesehenen Kapseln 30 geöffnet und die darin enthaltenen Farbstoffe
32, 33 und 34 gebleicht und insbesondere unterschiedlich stark gebleicht sind. Kapselöffnung
und Bleichung sind also intermittierende Vorgänge, die unmittelbar aufeinander mehrfach
folgen, wobei jeweils ein anpassen der Fokusgrösse des Lasers, seine Leistung und
- letzteres jedoch nicht notwendigerweise - seine Frequenz angepasst werden muss.
[0067] Dieser gestaffelte Bleichvorgang hast die praktische Bedeutung, dass für die Erzeugung
eines natürlichen Bildes Farbtöne aus dem gesamten Farbraum dargestellt werden müssen.
Dies ist nur bei unterschiedlich langen Expositionszeiten eines Farbkörpers möglich.
Da stets mehrere Farbkörper gleichzeitig im Fokus des Laserstrahles liegen, wird dies
vorteilhafterweise dadurch erreicht, dass der am stärksten zu bleichende Farbkörper
zuerst freigesetzt wird. Danach folgt der Farbkörper, der am zweitstärksten gebleicht
werden muss, und so weiter (siehe Fig. 8).
[0068] Diese Vorgehensweise soll an einem Beispiel erläutert werden. An einem bestimmen
Ort soll der Farbton mit den Koordinaten 38, 253, 107 im RGB System dargestellt werden.
Dies entspricht einem Grün. Im CYM System würde sich nach einer bekannten Umrechnungsformel
der Farbvektor als (117,148,2) ergeben (255*0.459; 255*0.58; 255/0.008). Zur Vereinfachung
der Rechnung wird der Energiewert in Bit-Werten und nicht in Joule skaliert und es
wird angenommen, dass sich zwei aus Kapseln ausgetretene Farbstoffe an einem gleichen
Ort zu jeweils 50% gegenseitig abschatten; drei Farbstoffe dagegen gegenseitig zu
66%. Diese Annahmen entsprechen dem Setzen von Berechnungskonstanten und können farbenmässig
angepasst werden. Dann müsste im CYM-System C vom Vollton ausgehend um 255 - 117 =
138 Energiewerte gebleicht werden. Y müsste vom Vollton ausgehend mit 255 - 148 =
107 Energiewerten gebleicht werden. Und M müsste schliesslich von Vollton ausgehend
mit 255 - 2 = 253 Energiewerten gebleicht werden. In der Summe müssten daher (138
+107 + 153 =) 498 Energiewerte eingebracht werden. Die Kapseln, die den M-Farbstoff
enthalten, müssten an diesem Ort zuerst geöffnet werden, weil diese am stärksten gebleicht
werden müssen; gefolgt von den den C-Farbstoff erteilten Kapseln und schliesslich
die dem Farbstoff Y enthaltenen Kapseln.
[0069] Wenn der Einzelfarbstoff um einen vorgenannten Bitwert in einer Nanosekunde gebleicht
werden könnte, was hier zu einfachen Rechenzwecken beispielhaft angenommen wird, kann
der Energiefluss folgendermassen aufgeteilt werden. Zuerst erhalten die geöffneten
Magentakapseln für (253 - 138) Nanosekunden = 115 Nanosekunden Bleichlicht. Danach
sind die Zyankapseln zu öffnen und es ist dem Farbstoff etwas Zeit zu lassen, sich
kapillar zu verteilen. Nach der Verteilung ist er mit dem bereits vorgebleichten Magentafarbstoff
gemischt. Die beiden Farbstoffe schatten sich gemäss der oben genannten Annahme um
50% ab. Somit müssen sie gemeinsam für ({138-107 Nanosekunden} * 2 =) 62 Nanosekunden
gebleicht werden. Dann ist der Magentafarbstoff um 115 + 62/2 = 146 Farbtonwerte gebleicht,
während der Zyanfarbstoff um 62/2 = 31 Farbtonwerte gebleicht ist. Schliesslich werden
die am geringsten zu bleichenden Kapseln, nämlich die Yellow-Kapseln geöffnet. Diese
sind für 107 Nanosekunden * 3 = 321 Nanosekunden zu bleichen, weil sich die Farbstoffe
nun jeweils um zweidrittel gegenseitig abschatten und somit die Zeit verdreifacht
werden muss. Nach Addition der Bleichwirkung dieses dritten Bleichschrittes ist dann
M für 115 + 62/2 +321/3 = 253 Stufengebleicht, C für 62/2 + 321/3 = 138 Stufengebleicht
und Y schliesslich für 321/3 = 107 Stufengebleicht. Damit ergeben sich die oben genannten
ursprünglichen Anforderungen für den gewählten grünen Farbstoff. Es müsste als insgesamt
115 + 62 +321 = 498 Nanosekunden belichtet werden. Die allgemeine Formel lautet folglich:
T
3=K
1(B
3-B
2); T
2=K
2(B
2 - B
1); T
1=K
3*B
1, wobei T die Zeit, B der erforderliche Bleichwert und der Index 3/2/1 für die am
stärksten/mittel/am schwächsten zu bleichende Komponente ist. In einem einfachen Ausführungsbeispiel
kann die Skalierungskonstante K gewählt werden als K
1 = 1*K, K
2 = 2*K und K
3 = 3*K.
[0070] Sofern der Laser, der zum Bleichen verwendet wird (in dem dargestellten Ausführungsbeispiel
ein UV-Laser), auch dafür vorgesehen ist, die Kapseln zu öffnen, ist gegebenenfalls
darauf zu achten, dass entweder der Farbstoff in den nicht zerstörten Kapseln während
des Bleichvorgangs der schon frei gesetzten Farbstoffe ebenfalls vorgebleicht wird
oder dass die Kapselwand 31 so ausgestaltet ist, dass sie die innen liegenden Farbstoffe
32, 33 und 34 schützt.
[0071] Die Hüllenreste 41 und die totgebleichten Farbkörper tendieren unter Umständen dazu,
als gelbliche Artefakte zu verbleiben. Hier können zeitweilig TiO
2-Nanopartikel in Kontakt mit dem Substrat gebracht werden, da solche TiO
2-Nanopartikel unter Einwirkung von energiereichem Licht - dazu reicht in der Regel
der UV-Anteil im Sonnenlicht - sich wie ein Halbleiter verhalten und über diesen Weg
ein hohes Redoxpotential haben. Dieser Effekt wird zum Beispiel in einer Solarzelle,
der sogenannten Grätzelzelle, kommerziell hergestellt von G24 Innovations, verwendet
oder wurde für die Abwasserreinigung vorgeschlagen (siehe z.B. D. Meissner, Photokatalytische
und photoelektrochemische Abwasserreinigung, 4. Ulmer Elektrochemische Tage, 1997).
Das Redoxpotential ist ausreichend, um die gelblich wirkenden Reste gebleichter Farbstoffe
der Flächen 42 oder die Kapselreste 41 aufzuhellen. Der photokatalytische Effekt mit
Titandioxid zur Erhöhung der Weisse des Hintergrunds gehört zum vorgenannten "Finishing"-Prozess.
Dabei können die TiO
2-Nanopartikel beispielsweise auf einer Trommel aufgebracht sein, über deren Mantelfläche
das Substrat unter einer gewissen Vorspannung gezogen wird. Mit einer diese Kontaktfläche
zwischen Substrat und Mantelfläche mit UV-Licht beaufschlagenden Lichtquelle kann
der gelblich wirkende Anteil gebleichter Farbflächen 42 und geplatzter Hüllenelemente
41 aufgeweisst werden. Dadurch, dass die TiO
2-Nanopartikel nicht im Substrat verbleiben, bleibt das hergestellte Produkt lichtecht.
Eine Variante, die fotochemisch effizienter ist, ist der Eintrag des Titandioxid-Nanopulvers
in die Farbkapseln enthaltende Druckfarbe, wobei in diesem Fall aber nach der aktivierenden
Belichtung des TiO
2 mit UV-Licht das entwickelte Muster, Zeichen, Symbol oder Bild mit einem effizienten
UV-Filter, vorzugsweise in Form einer Laminatfolie, bedeckt werden muss, so dass die
oxidative Wirkung des TiO
2 im Sonnenlicht nicht mehr stattfinden kann und ein unvorteilhaftes frühzeitiges Verblassen
des Bildes aufgrund dieses chemischen Prozesses vermieden wird.
BEZUGSZEICHENLISTE
| 1 |
Kapsel |
|
Farbstoff Grundfarbe Cyan |
| 2 |
Substrat, Bildfläche |
21 |
Flächenelement mit Kapsel und Farbstoff Grundfarbe Magenta |
| 3 |
Bereich mit statistischer Verteilung der Kapseln |
|
| |
22 |
Flächenelement |
| 4 |
Bereich mit regelmässiger Verteilung der Kapseln, Linienform |
23 |
Laserstrahl |
| |
24 |
Strahldurchmesser von 23 |
| |
25 |
fokussierendes Element zum Beispiel Linse, Gitter |
| 5 |
Bereich mit regelmässiger Verteilung der Kapseln, Mäander |
|
| |
26 |
kartenförmiger Datenträger |
| |
27 |
Durchmesser des Laserstrahles in der Fokalebene |
| 6 |
Bereich mit regelmässiger Verteilung der Kapseln, kreisförmige Anordnungen |
|
| |
30 |
Kapsel |
| |
31 |
Kapselhülle |
| 7 |
Bereich mit regelmässiger Verteilung der Kapseln, Mikroschrift |
32 - 34 |
flüssiger Farbstoff |
| |
35 |
Substrat |
| |
40 |
Kapsel |
| 8 |
Bild, Symbol, Schriftzug |
41 |
offene Kapselhülle |
| 9 |
Vergrösserungsvorrichtung, symbolisch als Lupe dargestellt |
42 |
verteilter Farbstoff |
| |
51 |
Lasersteuerung für die für die Kapselöffnung |
| 10 |
x/y Linearverfahreinheit |
|
| 11 |
Weisslichtquelle |
52 |
Lasersteuerung für den Bleichlaser |
| 12 |
Lichtsensor, Fotoempfänger |
|
| 13 |
Erfassung der Farbstoff enthaltenden Kapseln als Farbelement als Funktion der Ortkoordinate |
53 |
Kapselöffnung |
| |
54 |
Laserbleichen |
| |
55 |
Farbkörper mit dem höchsten Bleichbedarf |
| 14 |
Ablage der Daten als Farbkarte |
56 |
Farbkörper mit dem zweithöchsten Bleichbedarf |
| 15 |
Ablage in einer Datenbank |
|
| 17 |
Lasersystem |
57 |
Farbkörper mit dem geringsten Bleichbedarf |
| 19 |
Flächenelement mit Kapsel und Farbstoff grundfarbegelb (yellow) |
|
| 20 |
Flächenelement mit Kapsel und |
|
|
1. Verfahren zur Erzeugung eines mehrfarbigen Zeichens, Musters, Symbols und/oder Bildes
(8) auf einem Substrat (2) mit darauf angeordneten, Farbkörper bestehend aus Farbstoffen
oder Pigmenten, enthaltenden Kapseln (1; 30), wobei unter Einwirkung eines Laserstrahls,
(23) die Farbwirkung freigesetzt wird, wobei unterschiedliche Kapseln (1) mit wenigstens
zwei, insbesondere drei, verschiedenen Farbwirkungen auf respektive im Substrat (2)
angeordnet sind, mit folgenden Verfahrensschritten:
a Erzeugung einer Farbkarte (14), in welcher die potentielle individuelle Farbwirkung
von Kapseln enthaltende individuelle Farbkörper (1) als Funktion von deren Ortskoordinate
auf respektive im Substrat (2) enthalten ist;
b räumlich aufgelöste, nur individuelle Kapseln von Farbkörper (1) in ihrer Farbwirkung
öffnende und diese Farbstoffe freisetzende Einstrahlung mit einem Laser (23), insbesondere
einem IR-Laser oder einem UV-Laser, bei einer einzigen Frequenz, auf Basis der Farbkarte
(14) zur Erzeugung einer resultierenden Farbwirkung der freigesetzten Farbstoffe.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schritte a und b in der gleichen Vorrichtung und ohne dazwischen erfolgende Manipulation
oder Verschiebung des Substrats (2) durchgeführt werden.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die unterschiedlichen Farbkörper (1) in einer Schicht, vorzugsweise in einer einzigen
Schicht, auf und/oder im Substrat (2) angeordnet sind, und im Wesentlichen zufällig
als Funktion der Ortskoordinate verteilt sind; oder
dass die unterschiedlichen Farbkörper (1) in einer Schicht, vorzugsweise in einer
einzigen Schicht, auf und/oder im Substrat (2) angeordnet sind und im wesentlichen
in einem mikroskopischen Muster regelmässig angeordnet sind, wobei das mikroskopische
Muster einer Anordnung von geraden oder gewellten Linien, Grundpattern oder Mikroschrift
sein kann.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die individuellen Kapseln (1) einen mittleren Durchmesser im Bereich von 5-15 µm,
vorzugsweise im Bereich von 8-12 µm aufweisen, und dass sie im wesentlichen auf dem
Substrat oder im Substrat, bevorzugt individuell lateral separiert, angeordnet sind,
insbesondere bevorzugt in einer Weise, dass die Normalprojektion des mittleren Abstands
in die Druckschichtebene zwischen zwei Kapseln (1) gleich oder grösser ist als der
mittlere Durchmesser der Kapseln, wobei vorzugsweise der Strahldurchmesser des Laserstrahls
beim Schritt b nicht mehr als doppelt so gross ist wie der mittlere Durchmesser der
Kapseln (1), wobei insbesondere vorzugsweise der Strahldurchmesser des Laserstrahls
beim Schritt b im Bereich von 5-20 µm, vorzugsweise im Bereich von 8-15 µm, insbesondere
vorzugsweise im Bereich von 8-12 µm liegt.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Durchführung des Schritts a die Oberfläche des Substrats, bevorzugt unter Verwendung
einer Linearverfahreinheit (10) mit in der Nähe angeordneter Weisslichtquelle und/oder
Detektionseinheit abgescannt wird, wobei, bevorzugt als Funktion der Ortskoordinate,
Weisslicht oder eine Folge von Lichtblitzen unterschiedlicher Farbe eingestrahlt wird
und das zurückgeworfene oder transmittierte Licht als Funktion der Ortskoordinate
spektral analysiert wird, bevorzugtermassen indem ausschliesslich an wenigstens zwei,
bevorzugt an wenigstens drei diskreten Frequenzen, die eine Unterscheidung der im
Substrat angeordneten unterschiedlichen Farbstoffe (1) ermöglichen, bevorzugtermassen
unter Verwendung einer Fotodiode, das Signal ermittelt wird, und indem die Position
und die Farbwirkung von individuellen Farbstoffen (1) in einer die Farbkarte (14)
bildenden Datenmatrix festgehalten werden.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Durchführung des Schritts b die Oberfläche des Substrats, bevorzugt unter Verwendung
einer Linearverfahreinheit (10) mit in der Nähe angeordneter Laserquelle, abgescannt
wird, indem auf Basis der Farbkarte (14) die Laserquelle auf individuelle Kapseln
mit Farbstoffen (1) gerichtet wird, um diese individuell in ihrer Farbwirkung freizusetzen;
und/oder
dass zur Durchführung des Schrittes b die Laseroptik ortsfest ist und das Substrat
mit Hilfe einer Linearverfahreinheit (10) so bewegt wird, dass die Laserquelle auf
Basis der Farbkarte (14) das Substrat überstreicht und der Laserstrahl dabei auf individuelle
Kapseln mit Farbstoffen (1) trifft, um diese individuell in ihrer Farbwirkung freizusetzen.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Datenverarbeitungseinheit ausgehend von der in Schritt a ermittelten Farbkarte
(14) für das Zeichen, Muster, Symbol und/oder Bild (8) ein Bearbeitungsprotokoll für
den Laser oder die Mehrzahl von Lasern im Schritt b erzeugt wird, wobei dieses Bearbeitungsprotokoll
die Information erhält, welche individuellen Farbkörper, als Funktion der Ortskoordinate,
zur Erzeugung einer bestimmten makroskopischen Farbwirkung für das Zeichen, Muster,
Symbol und/oder Bild (8) in ihrer Farbwirkung durch den Laser gezielt lokal beeinflusst
werden sollen, insbesondere durch den Laser in ihrer Farbwirkung vernichtet werden
sollen.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer fehlerhaften oder ausbleibenden Auswertung der Farbkarte (14) für die Steuerung
des Lasersystems (17) eine lesbare Kennzeichnung auf einem Datenträger erscheint,
die auf eine Fälschung hinweist oder das Bild als fehlerhaft kennzeichnet.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass entweder nach Schritt b als Kapselöffnungsschritt oder intermittierend zu Schritt
b nach jeder einzelnen oder nach einer vordefinierten Anzahl von geöffneten Kapseln
ein Schritt c entweder als weiterer ganzer Bleichschritt oder intermittierend nach
der besagten Öffnung von einer oder mehreren Kapseln nachfolgt, in dem mit demselben
oder einem anderen Laserstrahl, insbesondere mit einem UV-Laserstrahl, die aus den
geöffneten Kapseln (30) ausgetretenen Farbkörper ganz oder teilweise gebleicht werden,
wobei dieser Schritt optional dadurch erreicht wird, indem a) der Laserstrahl als
Bleichstrahl durch Berechnung der durch die Farbkörper durch Verteilung abgedeckten
Farbfläche (42) über den ganzen oder Teilen von dieser Farbfläche geführt wird, oder
b.) der Laserstrahl als Bleichstrahl auf dem Bereich der jeweils geöffneten Kapsel(n)
(30) gerichtet wird, wobei optional die besagte Kartierung verwendet werden kann,
und wobei der Bleichschritt in einem vorbestimmten zeitlichen Abstand nach dem Öffnen
der Kapsel (30) durchgeführt werden kann, um den ganzen oder Teile der austretenden
Farbkörper mit dem Bleichschritt zu erreichen.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Schritt b beziehungsweise dem optionalen Schritt c das Substrat über einen
Bleichmittelträger geführt wird, in welchem Bleichmittelträger ein eine Oxidation
ausführendes Bleichmittel vorgesehen wird, wobei die Kontaktfläche des Bleichmittelträgers
mit dem Substrat mit einem Anregungslicht beaufschlagt wird, so dass das Bleichmittel
mindestens die Hüllenreste (41) der geöffneten Kapseln (30) bleicht, wobei alternativ
das lichtaktivierbare Bleichmittel dem die Farbkörper enthaltenden Substrat beigefügt
werden kann, wobei das entwickelte Muster, Zeichen, Symbol oder Bild nach dem Bleichprozess
mit einem geeigneten lichtabsorbierenden Filter abgedeckt wird.
11. Datenträger mit einem mehrfarbigen Zeichen, Muster, Symbol und/oder Bild (8) mit einem
Substrat (2) mit darauf angeordneten, Farbkörper bestehend aus Farbstoffen oder Pigmenten,
enthaltenden Kapseln (1; 30), deren Farbwirkung unter Einwirkung eines Laserstrahls,
(23) freisetzbar ist, wobei unterschiedliche Kapseln (1) mit wenigstens zwei, insbesondere
drei, verschiedenen Farbwirkungen auf respektive im Substrat (2) angeordnet sind,
erzeugt nach einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 9 oder 10, wobei
bei einer vordefinierten Anzahl von geöffneten Kapseln mit demselben oder einem anderen
Laserstrahl, insbesondere mit einem UV-Laserstrahl, die aus den geöffneten Kapseln
(30) ausgetretenen Farbkörper ganz oder teilweise gebleicht worden sind.
12. Datenträger nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass er auf Basis eines Substrats (2) mit zufälliger Anordnung der Kapseln mit Farbstoffen
(1) hergestellt wurde, wobei in der Draufsicht auf das Substrat (2) eine einschichtige
Anordnung der Kapseln vorgesehen ist, und dass optional auf dem Datenträger und/oder
in einer Datenbank die zufällige Anordnung und deren Verwendung zur Erzeugung des
Zeichens, Musters, Symbols und/oder Bildes zur Erhöhung der Sicherheit hinterlegt
ist.
13. Datenträger nach einem der Ansprüche 11 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um eine Folie, eine Transferfolie oder ein Laminat handelt.
14. Datenträger nach einem der Ansprüche 11 bis 13, der nach einer fehlerhaften Herstellung
nach einem der Ansprüche 1 bis 10 eine lesbare Kennzeichnung aufweist, die ein Fälschungshinweis
ist oder auf einen Bildfehler hinweist.
15. Datenträger nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um ein Sicherheitsdokument, insbesondere eine Identifikationskarte, Kreditkarte,
einen Pass, einen Benutzerausweis oder ein Bezeichnungsschild handelt.
16. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung Mittel zur Befestigung eines Substrats aufweist, eine erste Einheit
(10-12) zur Ermittlung der Farbkarte (14) des Substrats, sowie eine zweite Einheit
(17) zur räumlich aufgelösten, nur individuelle Kapseln mit Farbstoffen (1) diese
öffnende Einstrahlung mit einem Laser (23) bei einer einzigen Frequenz auf Basis der
Farbkarte (14) zur Erzeugung einer resultierenden Farbwirkung, wobei die Vorrichtung
weiterhin optional dadurch gekennzeichnet ist, dass die Vorrichtung wenigstens eine Datenverarbeitungseinheit sowie wenigstens eine durch
diese Datenverarbeitungseinheit zweidimensional ansteuerbare Linearverfahreinheit
(10) aufweist, welche die erste und/oder die zweite Einheit trägt, wobei die Vorrichtung
optional weiterhin dadurch gekennzeichnet ist, dass sie einen Bleichmittelträger aufweist, über den im Kontakt das Substrat geführt wird
und wobei ein Beleuchtungsmittel vorgesehen ist, mit dem mindestens ein Teil der Kontaktfläche
mit einer die Bleichung durch den Bleichmittelträger aktivierenden Anregungsstrahlung
des Beleuchtungsmittels beaufschlagbar ist.
1. A method for producing a multi-coloured sign, pattern, symbol and/or image (8) on
a substrate (2) with, arranged thereon, capsules (1; 30) containing colour bodies
consisting of dyes or pigments, wherein, under the action of a laser beam (23), the
colour effect is released, wherein different capsules (1) having at least two, in
particular three, different colour effects are arranged on or in the substrate (2),
said method comprising the following method steps;
a production of a colour chart (14), in which the potential individual colour effect
of capsules containing individual colour bodies (1) is contained as a function of
the spatial coordinates thereof on or in the substrate (2);
b spatially resolved radiation, which opens the colour effect of colour bodies (1)
just of individual capsules and releases these dyes by means of a laser (23), in particular
an IR laser or a UV laser, at a single frequency, on the basis of the colour chart
(14) in order to produce a resultant colour effect of the released dyes.
2. The method according to Claim 1, characterised in that steps a and b are carried out in the same device and without intermediate manipulation
or displacement of the substrate (2).
3. The method according to one of the preceding claims, characterised in that the different colour bodies (1) are arranged on and/or in the substrate (2) in a
layer, preferably in a single layer, and are distributed substantially randomly as
a function of the spatial coordinates; or
in that the different colour bodies (1) are arranged on and/or in the substrate (2) in a
layer, preferably in a single layer, and are arranged substantially regularly in a
microscopic pattern, the microscopic pattern possibly being an arrangement of straight
or undulating lines, basic patterns or microlettering.
4. The method according to one of the preceding claims, characterised in that the individual capsules (1) have a mean diameter in the range of 5-15 µm, preferably
in the range of 8-12 µm, and in that they are arranged substantially on the substrate or in the substrate, preferably
individually separated laterally, in particular preferably in such a way that the
normal projection of the mean distance into the printed layer plane between two capsules
(1) is equal to or greater than the mean diameter of the capsules, the beam diameter
of the laser beam in step b preferably being no more than twice as large as the mean
diameter of the capsules (1), the beam diameter of the laser beam in step b particularly
preferably lying in the range of 5-20 µm, preferably in the range of 8-15 µm, particularly
preferably in the range of 8-12 µm.
5. The method according to one of the preceding claims, characterised in that, to carry out step a, the surface of the substrate is scanned, preferably with use
of a linear displacement unit (10) comprising a white light source and/or detection
unit arranged in the vicinity, white light or a sequence of light flashes of different
colours preferably being irradiated as a function of the spatial coordinates and the
reflected or transmitted light being analysed spectrally as a function of the spatial
coordinates, preferably by establishing the signal exclusively at least at two, preferably
at least at three, discrete frequencies, which make it possible to distinguish the
different dyes (1) arranged in the substrate, preferably with use of a photodiode,
and by determining the position and the colour effect of individual dyes (1) in a
data matrix forming the colour chart (14).
6. The method according to one of the preceding claims, characterised in that, to carry out step b, the surface of the substrate, preferably with use of a linear
displacement unit (10) comprising a laser source arranged in the vicinity, is scanned
by directing the laser source on the basis of the colour chart (14) to individual
capsules comprising dyes (1) in order to release the colour effect thereof individually;
and/or
in that, to carry out the step b, the laser optic is stationary and the substrate is moved
with the aid of a linear displacement unit (10) such that the laser source scans over
the substrate on the basis of the colour chart (14), and, in so doing, the laser beam
contacts individual capsules comprising dyes (1) so as to release the colour effect
thereof individually.
7. The method according to one of the preceding claims, characterised in that, in a data processing unit starting from the colour chart (14), established in step
a, for the sign, pattern, symbol and/or image (8), a process protocol for the laser
or for the plurality of lasers in step b is produced, said process protocol receiving
the information as to which individual colour bodies, as a function of the spatial
coordinates, are to be locally influenced deliberately by the laser in terms of their
colour effect in order to produce a specific macroscopic colour effect for the sign,
pattern, symbol and/or image (8), and in particular which individual colour bodies
are to be destroyed by the laser in terms of their colour effect.
8. The method according to one of the preceding claims, characterised in that, in the case of an incorrect or absent evaluation of the colour chart (14) for the
control of the laser system (17), a readable marking appears on a data carrier and
indicates a forgery or marks the image as faulty.
9. The method according to one of the preceding claims, characterised in that, either after step b, as capsule opening step or intermittently to step b, after
each or after a predefined number of opened capsules, a step c, either as a further
whole bleaching step or intermittently, after said opening of one or several capsules
is carried out, in that with the same or a different laser beam, in particular with a UV laser beam, the
colour bodies exited from the capsules (30) are bleached entirely or partially, wherein
this step optionally is achieved by a) the laser beam as bleaching beam, through calculation
of the colour surface (42) covered by the colour bodies by distribution, is guided
over the whole or over parts of said colour surface, or b) the laser beam as bleaching
beam is directed towards the area of each of the opened capsule(s) (30), wherein optionally
the said mapping can be used, and wherein the bleaching step can be carried out in
a predefined temporal distance after the opening of the capsule (30), in order to
reach the entire or parts of the exiting colour bodies with the bleaching step.
10. The method according to one of the preceding claims, characterised in that, after step b or optional step c, the substrate is guided over a bleaching agent
carrier, in which bleaching agent carrier a bleaching agent performing an oxidation
process is provided, the contact area of the bleaching agent carrier with the substrate
being acted on by an excitation light such that the bleaching agent bleaches at least
the casing residues (41) of the opened capsules (30), wherein alternatively, the light-activatable
bleaching agent can be attached to the substrate containing the colour bodies, the
developed pattern, sign, symbol or image being covered after the bleaching process
with a suitable light-absorbing filter.
11. A data carrier comprising a multi-coloured sign, pattern, symbol and/or image (8)
with a substrate (2) with, arranged thereon, capsules (1; 30) containing colour bodies
consisting of dyes or pigments, whose colour effect, under the influence of a laser
beam (23), can be set free, wherein different capsules (1) having at least two, in
particular three, different colour effects are arranged on or in the substrate (2),
the data carrier being produced in accordance with a method according to one of the
preceding claims 9 or 10, wherein at a predefined number of opened capsules, the colour
bodies exited from the opened capsules, entirely or partially have been bleached by
the same or another laser beam, particularly a UV laser beam.
12. The data carrier according to Claim 11, characterised in that it has been produced on the basis of a substrate (2) with random arrangement of the
capsules comprising dyes (1), wherein a single-layered arrangement of the capsules
being provided in the plan view of the substrate (2), and in that the random arrangement and use thereof for producing the sign, pattern, symbol and/or
image is stored optionally on the data carrier and/or in a database in order to increase
the level of security.
13. The data carrier according to one of Claims 11 to 12, characterised in that said data carrier is a film, a transfer film or a laminate.
14. The data carrier according to one of Claims 11 to 13, which comprises a readable marking
after defective production according to one of Claims 1 to 10, said marking indicating
a forgery or an image fault.
15. The data carrier according to one of Claims 11 to 14, characterised in that said data carrier is a security document, in particular an identification card, credit
card, a passport, a pass or an identification plate.
16. A device for carrying out a method according to one of Claims 1 to 11, characterised in that the device comprises means for securing a substrate, a first unit (10-12) for producing
the colour chart (14) of the substrate, and a second unit (17) for spatially resolved
irradiation, which opens just individual capsules comprising dyes (1), by means of
a laser (23) at a single frequency on the basis of the colour chart (14) in order
to produce a resultant colour effect, the device further optionally being characterised in that the device comprises at least one data processing unit and also at least one linear
displacement unit (10), which can be controlled two-dimensionally by said data processing
unit and which carries the first and/or the second unit, the device further optionally
being characterised in that it comprises a bleaching agent carrier, over which the substrate is contacted, and
an exposure means being provided, with which at least part of the contact area can
be acted on with an excitation radiation of the exposure means, said excitation radiation
activating the bleaching process by the bleaching agent carrier.
1. Un procédé pour produire un signe, motif, icone et/ou image (8) multicolore sur un
substrat (2) avec, disposé sur celui-ci, des capsules (1 ; 30) contenant des corps
de couleur comprenant des colorants ou des pigments, où, sous l'action d'un faisceau
laser (23), l'effet de couleur est libéré, où des capsules (1) différentes ayant ou
moins deux, en particulier trois, effets de couleur différents sont disposées sur
ou dans le substrat (2), ledit procédé comprenant les étapes de procédé suivantes
;
a production d'une charte de couleur (14), dans laquelle l'effet potentiel individuel
de couleur des capsules contenant des corps de couleur (1) individuel est contenu
comme fonction des coordonnées spatiales de ceux-ci sur ou dans le substrat (2) ;
b rayonnement d'une résolution spatiale, qui ouvre l'effet de couleur des corps de
couleur (1) seulement de capsules individuelles et qui libère ces colorants par moyen
d'un laser (23), en particulier un laser IR ou un laser UV, à une seule fréquence,
sur la base de la charte de couleur (14) afin de produire un effet de couleur résultant
des colorants libérés.
2. Le procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les étapes a et b sont effectuées dans le même dispositif et sans manipulation intermédiaire
ou déplacement du substrat (2).
3. Le procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les corps de couleur (1) différentes sont disposés sur et/ou dans le substrat (2)
en une couche, de préférence en une seule couche, et sont distribués substantiellement
au hasard en fonction des coordonnées spatiales ; ou
en ce que les corps de couleur (1) différents sont disposés sur et/ou en une couche, de préférence
en une seule couche, et sont disposés de façon sensiblement régulière en un motif
microscopique, le motif microscopique possiblement étant un arrangement de lignes
droites ou ondulées, motifs de base ou de micro-caractères.
4. Le procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les capsules individuelles (1) ont un diamètre moyen dans l'intervalle de 5-15 µm,
de préférence dans l'intervalle de 8-12 µm, et en ce qu'elles sont disposées essentiellement sur le substrat ou dans le substrat, de préférence
séparées individuellement latéralement, en particulier de préférence de telle façon
que la projection normale de la distance moyenne dans le plan de la couche imprimée
entre deux capsules (1) est égale à ou plus grand que le diamètre moyen des capsules,
le diamètre du faisceau du faisceau laser dans l'étape b de préférence n'étant pas
supérieur à deux fois aussi grand que le diamètre des capsules (1), le diamètre de
faisceau du faisceau laser dans l'étape b en particulier de préférence se situant
dans l'intervalle de 5-20 µm, de préférence dans l'intervalle de 8-15 µm, en particulier
de préférence dans l'intervalle de 8-12 µm.
5. Le procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que pour effectuer l'étape a, la surface du substrat est balayée, de préférence avec
l'utilisation d'une unité de déplacement linéaire (10) comprenant une source de lumière
blanche et/ou une unité de détection disposée au voisinage, lumière blanche ou une
séquence d'éclairs de lumière de couleurs différentes de préférence étant irradiée
comme fonction des coordonnées spatiales et la lumière réfléchie ou transmise étant
analysée spectralement comme une fonction des coordonnées spatiales, de préférence
en établissant le signal exclusivement à au moins deux, de préférence à au moins trois,
fréquences discrètes, qui permettent de distinguer les différents colorants (1) disposés
dans le substrat, de préférence avec l'utilisation d'une photodiode, et en déterminant
la position et l'effet de couleur des colorants (1) individuels dans une matrice de
données formant la charte de couleur (14).
6. Le procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que pour réaliser l'étape b, la surface du substrat, de préférence avec l'utilisation
d'une unité de déplacement linéaire (10) comprenant une source laser disposée au voisinage,
est balayée en dirigeant la source laser sur la base de la charte de couleur (14)
pour diriger la source laser au capsules individuelles comprenant des colorants (1)
pour libérer l'effet de couleur de celles-ci individuellement ;
et/ou
en ce que, pour réaliser l'étape b, l'optique laser est stationnaire et le substrat est déplacé
avec l'aide d'une unité de déplacement linéaire (10) de telle façon que la source
de laser balaye sur le substrat à la base de la charte de couleur (14), et, en faisant
comme ça, le faisceau laser contacte des capsules individuelles contenant des colorants
(1) de manière à libérer l'effet de couleur de celles-ci individuellement.
7. Le procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que dans une unité de traitement de données commençant par la charte de couleur (14),
établie à l'étape a, pour le signe, motif, symbole et/ou image (8), un protocole de
procédé de laser ou de la pluralité de lasers dans l'étape b est produite, ledit protocole
de procédé recevant l'information à laquelle les corps de couleurs individuelles,
comme une fonction des coordonnées spatiales, doivent être influencé localement délibérément
par le laser en fonction de leur effet de couleur afin de produire un effet de couleur
spécifique macroscopique pour le signe, motif, symbole et/ou image (8), et en particulier
lesquelles des corps de couleurs individuelles doivent être détruites par le laser
en fonction de leur effet de couleur.
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que, dans le cas d'une évaluation incorrecte ou absente de la charte de couleur (14)
pour la commande du système de laser (17), un marquage lisible apparaît sur un porteur
de données et indique un faux ou marque l'image comme défectueux.
9. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que, soit après l'étape b, comme étape d'ouverture de capsule ou intermittente à l'étape
b, après chaque ou après un nombre prédéfini de capsules ouvertes, une étape c, soit
comme nouvelle étape de blanchiment entier ou intermittente, après ladite ouverture
d'une ou plusieurs capsules est effectuée, en ce que avec le même ou un faisceau laser différent, en particulier avec un faisceau laser
UV, les corps de couleur sortis des capsules (30) sont blanchis entièrement ou partiellement,
où cette étape est réalisée facultativement par a) le faisceau laser comme faisceau
de blanchiment, par calcul de la surface de couleur (42), couverte par les corps de
couleur par la distribution, est guidé sur la totalité ou sur une partie de ladite
surface de couleur, ou b) le faisceau laser comme faisceau de blanchiment est dirigé
vers la zone de chaque ouverture de la capsule ou des capsules (30), où optionnellement
ladite cartographie peut être utilisé, et dans lequel l'étape de blanchiment peut
être effectué à une distance temporelle prédéterminée après l'ouverture de la capsule
(30), afin d'atteindre la totalité ou des parties des corps de couleur qui sortent
de l'étape de blanchiment.
10. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que, après l'étape b ou l'étape facultative c, le substrat est guidé sur un élément porteur
d'agent de blanchiment, dans lequel l'agent de blanchiment est prévu un agent de blanchiment
à exécuter un processus d'oxydation, la zone de l'élément porteur d'agent de blanchiment
avec le substrat de contact étant sollicitée par une lumière d'excitation de telle
sorte que l'agent de blanchiment blanchit au moins les résidus d'enveloppes (41) des
capsules ouvertes (30), où alternativement, l'agent de blanchiment activé par la lumière
peut être fixé sur le substrat contenant les corps de couleur, le motif, signe, symbole
ou image développé étant couverts après le procédé de blanchiment d'un filtre absorbant
la lumière appropriée.
11. Un porteur de données comprenant un signe, motif, symbole et/ou image (8) multicolore
avec un substrat (2) avec, disposé sur celui-ci, des capsules (1, 30) contenant des
corps de couleur, comprenant des colorants ou des pigments, dont l'effet de couleur,
sous l'influence d'un faisceau laser (23), peut être libéré, où des capsules (1) différentes
ayant ou moins deux, en particulier trois, effets de couleur différents sont disposées
sur ou dans le substrat (2), le porteur de données étant produit conformément à un
procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes 9 ou 10, où à un nombre
de capsules ouvertes prédéfini, les corps de couleur sortis des capsules ouvertes,
entièrement ou partiellement ont été blanchis par le même ou un autre faisceau laser,
en particulier d'un faisceau laser UV.
12. Le porteur de données selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'il a été produit à la base d'un substrat (2) avec un agencement aléatoire des capsules
contenant des colorants (1), où un agencement à une seule couche des capsules étant
prévue dans la vue en plan du substrat (2), et en ce que l'arrangement aléatoire et son utilisation pour la production du signe, motif, symbole
et/ou de l'image est mémorisé optionnellement sur le porteur de données et/ou dans
une base de données afin d'augmenter le niveau de sécurité.
13. Le porteur de données selon l'une quelconque des revendications 11 à 12, caractérisé en ce que ledit porteur de données est un film, un film de transfert ou un stratifié.
14. Le porteur de données selon l'une des revendications 11 à 13, qui comprend un marquage
lisible après production défectueuse selon l'une quelconque des revendications 1 à
10, ledit marquage indiquant un faux ou un défaut d'image.
15. Le porteur de données selon l'une quelconque des revendications 11 à 14, caractérisé en ce que ledit porteur de données est un document de sécurité, en particulier une carte d'identité,
carte de crédit, un passeport, une carte ou une plaque d'identification.
16. Dispositif pour exécuter un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à
11, caractérisé en ce que le dispositif comprend des moyens pour fixer un substrat, une première unité (10
à 12) pour produire la charte des couleurs (14) du substrat, et une deuxième unité
(17) pour l'irradiation résolue spatialement, qui ouvre seulement des capsules individuelles
comprenant des colorants (1), par moyen d'un laser (23) à une seule fréquence, sur
la base de la charte de couleur (14) afin de produire un effet de couleur résultant,
le dispositif étant caractérisé en outre en particulier en ce que le dispositif comprend au moins une unité de traitement de données et aussi au moins
une unité de déplacement linéaire (10), qui peut être contrôlée en deux dimensions
par ladite unité de traitement de données et qui porte la première et/ou la deuxième
unité, le dispositif étant caractérisé en autre en particulier en ce qu'il comprend un élément porteur d'agent de blanchiment, sur lequel le substrat est
contacté, et un moyen d'exposition étant prévu, avec lequel au moins une partie de
la zone de contact peut être alimenter avec un rayonnement d'excitation des moyens
d'exposition, ledit rayonnement d'excitation activant l'opération de blanchiment par
l'élément porteur d'agent de blanchiment.