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Dokumentenidentifikation DE602005000223T2 06.09.2007
EP-Veröffentlichungsnummer 0001613485
Titel DRUCKMASCHINE MIT LASERPERFORIEREINHEIT
Anmelder KBA-GIORI S.A., Lausanne, CH
Erfinder SCHAEDE, Georg, Johannes, 97074 Wurzburg, DE;
EITEL, Emil, Johann, 97289 Thüngen, DE
Vertreter Scharlach, D., Rechtsanw., 80469 München
DE-Aktenzeichen 602005000223
Vertragsstaaten AT, BE, BG, CH, CY, CZ, DE, DK, EE, ES, FI, FR, GB, GR, HU, IE, IS, IT, LI, LT, LU, MC, NL, PL, PT, RO, SE, SI, SK, TR
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 14.04.2005
EP-Aktenzeichen 057184962
WO-Anmeldetag 14.04.2005
PCT-Aktenzeichen PCT/IB2005/001058
WO-Veröffentlichungsnummer 2005102728
WO-Veröffentlichungsdatum 03.11.2005
EP-Offenlegungsdatum 11.01.2006
EP date of grant 02.11.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 06.09.2007
IPC-Hauptklasse B42D 15/00(2006.01)A, F, I, 20051224, B, H, EP
IPC-Nebenklasse G06K 1/12(2006.01)A, L, I, 20051224, B, H, EP   B23K 26/10(2006.01)A, L, I, 20051224, B, H, EP   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Druckmaschine, die mit einer Laser-Perforiereinheit versehen ist und zum Anbringen mindestens eines Perforationsmusters auf bedruckte Bögen, insbesondere auf Bögen zur Herstellung von Sicherheitsdokumenten, Banknoten, Pässen, Identitätskarten und anderen Wertdokumenten dient.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich weiterhin auf ein System zum Perforieren mittels eines Lasers und auf ein Herstellungsverfahren zum Anbringen mindestens eines Perforationsmusters auf bedruckte Bögen.

Das Perforieren von Trägern, die einen Wert darstellen, mittels Laserstrahlen ist als solches in der Technik bekannt. Beispielsweise beschreibt die US-Patentschrift Nr. 5'975'583 einen Träger, der einen Wert darstellt und ein Perforationsmuster trägt, das von einem Laserstrahl erzeugt wurde, mindestens teilweise visuell erkennbar ist und eine derartige Struktur aufweist, dass die Muster nicht oder nur mit der allergrössten Schwierigkeit mit anderen Verfahren auf dem Träger angebracht werden können. Derartige Träger, welche einen Wert darstellen, sind allgemein bekannt, beispielsweise in Form von Überweisungsschecks, Bankschecks, Euroschecks, Banknoten, Kreditkarten, Aktien, Anteilscheinen und anderen Dokumenten, welche einen Wert darstellen. Dieser Stand der Technik bezieht sich ebenfalls auf andere Arten von Dokumenten, die einen Wert darstellen, wie beispielsweise Pässe, Führerscheine und ähnliche Papiere. Wie dieser Patentveröffentlichung des Standes der Technik zu entnehmen ist, kennt man das Problem, dass Träger, welche einen Wert darstellen, nachgemacht und gefälscht werden können. Diese Tatsache ist ein immer grösseres Problem geworden. Auf diesem Gebiet wird laufend versucht, immer einen Schritt weiter zu sein als der Fälscher. In der letzten Zeit hat es die Verfügbarkeit von Farbkopierapparaten immer leichter gemacht, Dokumente nachzumachen, welche in der Vergangenheit schwierig zu fälschen waren, nachzumachen.

Die in der US-Patentschrift Nr. 5'975'583 beschriebene Laser-Vorrichtung weist zumindest eine Laserquelle auf, welche derart angeordnet ist, dass der Laserstrahl durch eine Austrittsöffnung nach oben abgegeben wird. Dann wird der Laserstrahl mit Hilfe eines Spiegels reflektiert und daraufhin mit einem Winkel von 90° abgelenkt, geht durch einen Verschluss und wird anschliessend von einem anderen Spiegel nach unten abgelenkt. Der Laserstrahl geht dann durch eine Fokussierungseinrichtung hindurch, in welcher der Laserstrahl fokussiert wird. In der Folge gelangt der Laserstrahl an einen weiteren Spiegel, an dem der Strahl abgelenkt (reflektiert) und in eine Ablenkvorrichtung weitergeleitet wird. In der Ablenkvorrichtung wird der Laserstrahl auf die beabsichtigte Stelle auf dem Papier weitergeführt, wo er das Perforieren gemäss dem beschriebenen Verfahren ausführt. Weiterhin weist die Vorrichtung einen Fühler auf, der auf Bezugsmarkierungen anspricht, die sich auf dem Papier befinden, um ein Synchronisiersignal zu erzeugen, welches die Aufgabe hat, die Steuerung des Laserstrahls mit der Weiterbewegung des Papiers zu synchronisieren. Dies ist besonders wichtig, wenn die Vorschubgeschwindigkeit des Papiers nicht konstant ist. Genauer gesagt, ist in der Fokussiervorrichtung eine Linse angeordnet, welche den Laserstrahl, der von der Laserquelle kommt, auf die Stelle fokussiert, an welcher der Laserstrahl auf das Papier auftreffen soll. Dabei sind Mittel vorgesehen, die die Linse nach oben oder unten bewegen, um den optischen Abstand zwischen der Linse und der Auftreffstelle stets konstant zu halten und dadurch den Laserstrahl immer auf die Berührungsstelle zu fokussieren. Die Ablenkvorrichtung besteht aus einem ersten Galvanometer, das mit einem Spiegel verbunden ist, mit dessen Hilfe die Stelle der Berührung in Richtung des Papiervorschubs weiterbewegt werden kann, und einem zweiten Galvanometer, welches ebenfalls mit einem Spiegel verbunden ist, mit dem die Stelle des Auftreffens des Strahls quer zur Vorschubrichtung des Papiers bewegbar ist. Mit der eben beschriebenen Vorrichtung kann jedes beliebige Perforationsmuster auf dem Papier angebracht werden.

Ein anderer Stand der Technik ist aus der US-Patentanmeldung Nr. 2002/0027359 A1 bekannt geworden, und in diesem Dokument wird auf ein Sicherheitselement Bezug genommen, welches durch ein Perforationsmuster verwirklicht wird. Gemäss dieser Veröffentlichung weist ein Dokument, welches gegen eine Nachahmung zu schützen ist, ein Sicherheitselement in Form eines Perforationsmusters auf, welches sich über eine Oberfläche des Dokumentes erstreckt und ein Bild darstellt, das eine Helligkeitstönung aufweist. Dabei ist das Perforationsmuster so ausgebildet, dass ein Bild dort sichtbar wird, wo sich das Perforationsmuster befindet, beispielsweise wenn das so behandelte Dokument gegen das Licht gehalten wird oder auf eine beleuchtete Unterlage gelegt wird. Die Herstellung eines solchen Bildes, welches aus Helligkeitsabtönungen besteht, erfordert jedoch eine ausserordentlich fortschrittliche Technologie. Derartige Technologien sind potentiellen Nachahmungen nicht leicht zugänglich, so dass Dokumente, die auf diese Art mit derartigen Perforationsmustern ausgestattet sind, äusserst schwierig nachzumachen sind. Die genannte Veröffentlichung gibt an, dass das Perforationsmuster vorzugsweise mittels Laserlicht erzeugt wird.

Noch eine weitere Veröffentlichung zum Stand der Technik ist die PCT-Anmeldung WO 97/18092. Diese Veröffentlichung bezieht sich auf Sicherheitsdokumente mit einer Sicherheitsmarkierung. Im Einzelnen besteht die geoffenbarte Sicherheitsmarkierung für Sicherheitsdokumente, insbesondere Papiere, die einen Wert darstellen, aus einer Vielzahl von kreisförmigen oder länglichen Löchern, die in parallelen Reihen auf einem bedruckten Bereich des Dokumentes angebracht sind. Dabei ist der Durchmesser der Löcher derart gewählt, dass sie mit dem unbewaffneten Auge und im reflektierten Licht praktisch unsichtbar sind, jedoch gut sichtbar werden, wenn man das Dokument gegen das Licht hält und in Durchsicht betrachtet. Die Löcher werden durch Laserimpulse erzeugt. Die Markierung kann schnell und leicht angebracht werden, und sie kann ohne technische Hilfsmittel überprüft werden.

Ein Nachteil der bekannten Maschinen ist darin zu sehen, dass es sich um sogenannte "stand-alone"-Maschinen handelt, die ihre unabhängige Bogenzufuhr, den Bogentransport und das Auslegesystem aufweisen.

Es ist ein weiterer Nachteil der Maschinen des Standes der Technik, dass das vorgeschlagene Prinzip einer Perforation bei Verarbeitungsmaschinen oder Druckmaschinen, die mit hoher Geschwindigkeit arbeiten, nicht unmittelbar angewendet werden kann, beispielsweise bei Maschinen, die zur Herstellung von Sicherheitselementen, insbesondere Banknoten, eingesetzt werden. Bei solchen Maschinen mit hoher Arbeitsgeschwindigkeit werden die Bögen mit hoher Geschwindigkeit transportiert (mit einer Geschwindigkeit von etwa 10'000 Bögen pro Stunde), wobei Wellen und Verformungen an der Oberfläche der Bögen auftreten, welche es unmöglich machen, die Perforationsmuster auf den Bögen mit ausreichender Präzision anzubringen. Diese Schwierigkeit wird weiterhin durch die Tatsache verstärkt, dass die Bögen in solchen Hochgeschwindigkeitsmaschinen mit Hilfe eines Kettengreifersystems weitergegeben werden, welches eine Vielzahl von Greiferstangen enthält, die im Abstand voneinander angeordnet sind und jeweils eine Reihe von Greiferzangen aufweisen, welche das vorn laufende Ende des Bogens erfassen. Demgemäss ist der grösste Teil des Bogens, mit Ausnahme der Vorderkante, nicht unterstützt oder festgehalten, wodurch es unmöglich wird, die Perforationsmuster mit ausreichender Präzision anzubringen.

Das Dokument JP 2003-164988 beschreibt ein Arbeitsverfahren mit Laser zur Bildung von Perforationsmustern auf Gegenständen, die bewegt werden, beispielsweise Papier, mit einem Ansaugtisch zum Ansaugen des bewegten Objekts gegen die Oberfläche des Ansaugtisches, und mit einem Laserkopf, der dem Ansaugtisch gegenüber angeordnet ist und einen Laserstrahl gegen die Oberfläche des angesaugten Objekts richten kann.

Die europäische Patentanmeldung Nr. EP 1'579'989 (welche einen Stand der Technik im Sinne von Artikel 54(3) und (4) EPÜ darstellt und nur zur Beurteilung der Neuheit dient) beschreibt eine Druckerpresse mit einer Laser-Perforiereinheit und einem Vakuumtisch zum Ansaugen bewegter Bögen, sowie mit einer Lasereinheit, die gegenüber dem Vakuumtisch angeordnet ist und zur Perforierung der bewegten Bögen dient. Diese Patentanmeldung schweigt sich über die Konstruktion und die Anordnung der Lasereinheit aus.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die bekannten Maschinen und Verfahren zu verbessern. Insbesondere ist es eine Aufgabenstellung der vorliegenden Erfindung, das Anbringen von Perforationsmustern mit ausreichender Präzision zu ermöglichen, während der Bogen von einem Bogentransportsystem weiterbewegt wird, welches typischerweise in Verarbeitungs- oder Druckmaschinen verwendet wird, die mit hoher Geschwindigkeit arbeiten.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Maschine vorzuschlagen, die vorzugsweise gleichzeitig zum Bedrucken von Sicherheitsdokumenten und zum Perforieren der bedruckten Sicherheitsdokumente geeignet ist.

Weiterhin ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein einfaches und wirksames Perforiersystem anzugeben.

Diese Aufgaben werden von der Erfindung erfüllt, die in den anliegenden Ansprüchen definiert ist.

Zum besseren Verständnis der Erfindung soll nun, unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, eine Beschreibung gegeben werden, wobei in den Zeichnungen darstellen:

1 eine Seitenansicht einer Druckmaschine mit einer Laser-Perforiereinheit.

2 ein Fliessdiagramm eines Herstellungsverfahrens gemäss der vorliegenden Erfindung.

3 eine Draufsicht der Druckmaschine gemäss 1.

4 eine Teilansicht, welche in einer Vergrösserung Einzelheiten der Laserköpfe der Laser-Perforiereinheit und ebenso die Ansaugeeinheit zeigt, die zum Festhalten des Bogens dient, der zu perforieren ist.

5a und 5b perspektivische Ansichten eines Saugteils, welches vorzugsweise am Ende jedes Laserkopfes angebracht ist.

6 eine perspektivische Ansicht der Ansaugplatte, die am Ende des Saugteils angebracht ist, das in 5a gezeigt ist.

7 einen Querschnitt des Saugteiles der 5a, das an den Endbereichen der Laserköpfe der Laser-Perforiereinheit montiert ist.

Die Erfindung soll nun mit Hilfe eines besonderen Ausführungsbeispiels beschrieben werden, nämlich an einer Stahlstich-Druckmaschine, die mit einem Laser-Perforiersystem ausgerüstet ist. Es soll jedoch darauf hingewiesen werden, dass dieses Beispiel nicht als einschränkend für die Erfindung zu betrachten ist, und dass das beschriebene Laser-Perforiersystem auch an anderen Arten von Druckmaschinen oder Verarbeitungsmaschinen benutzt werden kann.

Zusätzlich soll der Ausdruck "Laser-Perforierung" im Rahmen der vorliegenden Erfindung so verstanden werden, dass die Bögen einem Laserstrahl ausgesetzt werden, wobei mindestens ein Teil des Materials der Bögen vom Laserstrahl abgetragen wird, um eine Vertiefung oder eine Perforierung in Richtung der Dicke der Bögen zu erzeugen. Mit anderen Worten kann das "Perforationsmuster", welches als Ergebnis der "Laser-Perforierung" erhalten wird, entweder als Muster vorliegen, wie es in 2 der US-Patentschrift Nr. 5'975'583 gezeigt ist, wo die Perforierung durch die gesamte Dicke des Bogens hindurchgeht, oder aber als ein Muster, wie es in

3 dieser US-Patentschrift Nr. 5'975'583 gezeigt ist, bei dem nur ein Teil des Materials des Bogens abgetragen wird, oder als ein Muster, das eine Kombination dieser zwei Arten von Mustern darstellt.

In 1 ist eine Druckmaschine dargestellt, die mit einem Laser-Perforiersystem ausgerüstet ist, wobei diese Maschine dazu geeignet ist, das in 2 wiedergegebene Verfahren auszuführen. Die gezeigte Druckmaschine ist als nicht einschränkendes Beispiel als Stahlstich-Tiefdruckmaschine ausgeführt, d.h. als eine Maschine, die beispielsweise aus der US-Patentschrift Nr. 5'062'359 bekannt ist. Die Maschine weist zunächst eine Einrichtung zur Bogenzufuhr 1 auf, welche einzelne Bögen nacheinander einer Transportwalze 2 übergibt. Dann gelangen die Bögen von dieser Walze 2 auf einen Druckzylinder 3 und werden dort durch Greifer gehalten, welche sich in Ausnehmungen dieses Zylinders 3 befinden, so wie es in der einschlägigen Technik bekannt ist. Dieser Druckzylinder arbeitet mit einem Plattenzylinder 4 zusammen, der gravierte Druckplatten enthält, die gleichmässig über dem Umfang des Zylinders angebracht sind, wobei im Beispiel, das in 1 gezeigt ist, drei Druckplatten dargestellt sind. Weiterhin ist eine Sammelwalze 5 in Berührung mit dem Plattenzylinder 4 zum indirekten Einfärben des Plattenzylinders 4 vorgesehen. Die Sammelwalze 5 weist eine elastische Oberfläche auf und ist mit zwei Drucktüchern versehen. Entlang des Umfanges der Sammelwalze 5 und in Berührung mit dieser Walze befinden sich selektive Einfärbewalzen 6, die jeweils von einer eigenen Einfärbevorrichtung 7 mit Druckfarbe versehen werden. Die Drucktinten mit verschiedenen Farben gelangen von den selektiven Einfärbewalzen 6 auf die Sammelwalze 5, wo die Druckfarbe gesammelt und anschliessend auf die Oberfläche des Plattenzylinders 4 übertragen wird.

Die gezeigte Maschine weist weiterhin eine Direkteinfärbeeinheit zum direkten Einfärben des Plattenzylinders 4 auf. Diese direkte Einfärbeeinheit besitzt eine selektive Einfärbewalze 8 und eine zugehörige Einfärbevorrichtung 7. Ausserdem befindet sich auf dem Umfang des Plattenzylinders 4 im Ablauf der direkten Einfärbewalze 8, bezogen auf die Drehrichtung des Plattenzylinders 4, eine Wischeinheit 10, welche die Oberfläche der gravierten Druckplatten ausserhalb der Tiefdruckvertiefungen reinigt und die Druckfarbe vor dem Drucken in die Vertiefungen der Druckplatten hineindrückt.

Wie in 1 gezeigt ist, sind die Einfärbevorrichtungen 7 in einem beweglichen Wagen 9 angeordnet, der aus der Druckmaschine herausgezogen werden kann, und dieser Wagen ist in 1 in seiner herausgezogenen Stellung gestrichelt dargestellt.

Die aufeinanderfolgenden Bögen, welche am Umfang der Druckwalze 3 festgehalten werden, gehen durch einen Druckwalzenspalt, der sich zwischen der Druckwalze 3 und dem Plattenzylinder 4 befindet, und empfangen dort das Tiefdruckmuster. Nach erfolgtem Druck werden die aufeinanderfolgenden, bedruckten Bögen von einem Transportsystem 11 übernommen, welches ein Kettengreifersystem aufweist, und in Richtung einer Auslegeeinheit 14 befördert. Bei der in 1 dargestellten Anordnung werden die aufeinanderfolgenden Bögen vom Transportsystem 11 derart weiterbewegt, dass ihre bedruckte Seite nach unten zeigt (mindestens bis zu der Stelle, an der die Bögen in Auslegestapel fallen). Vor ihrer Ankunft in der eigentlichen Auslegeeinheit können die bedruckten, aufeinanderfolgenden Bögen gegebenenfalls durch eine Inspektionseinheit 12 geleitet werden, in der die Qualität des Bogens geprüft wird (beispielsweise auf Position, Register, Farbe, Qualität des Druckes und des Substrats usw.), wie es aus den folgenden Veröffentlichungen zum Stand der Technik hervorgeht: WO 01/85586, WO 01/85457, EP-0'796'735, EP-0'668'577, EP-0'734'863, EP-0'612'042, EP-0'582'548, EP-0'582'547 und EP-0'582'546, die sich auf Verfahren zur Beurteilung und Überwachung der Qualität bedruckter Sicherheitsdokumente beziehen.

Nach der Inspektion können die aufeinanderfolgenden Bögen weiter durch die Trocknereinheit 13 transportiert werden, die beispielsweise ein Ultraviolett-Trockner sein kann, in dem die Drucktinte getrocknet wird.

Die bedruckten Bögen gelangen dann zur Auslegeeinheit 14 der Maschine, und diese Auslegeeinheit 14 weist im Beispiel der 1 drei Auslegestapel 15, 16 und 17 auf. Beispielsweise kann ein Stapel (etwa der Stapel 15) für fehlerhafte Bögen und die anderen beiden Stapel (nämlich 16 und 17) für annehmbare Bögen verwendet werden, wobei jeder Stapel abwechselnd aufgefüllt wird.

Bevor die einzelnen Bögen in den Ablagestapeln 15, 16 oder 17 abgelegt werden, durchlaufen diese Bögen eine Laser-Perforiereinheit 18, in welcher sich mehrere Laserköpfe 180 befinden, mit deren Hilfe Mikro-Perforierungen angebracht werden, wie es aus den oben genannten Veröffentlichungen bekannt ist, nämlich der US-Patentschrift Nr. 5'975'583, der US-Patentanmeldung Nr. 2002/0027359 A1 und der PCT-Patentanmeldung Nr. WO 97/18092. So kann beispielsweise jeder Laserkopf 180 ähnlich wie die Laserköpfe aufgebaut sein, die in der US-Patentschrift Nr. 5'975'583 beschrieben sind.

Die aufeinanderfolgenden Bögen werden vom Kettengreifersystem 11 zur Lasereinheit 18 transportiert, wobei die unbedruckte Seite nach oben gerichtet ist. Die Laser-Perforiereinheit 18 befindet sich vorzugsweise über der Auslegeeinheit 14, wie es in 1 dargestellt ist.

Um sicherzustellen, dass die zu perforierenden Bögen mit ausreichender Präzision vor der Laser-Perforiereinheit 18 liegen, ist weiterhin eine Ansaugeinheit 19 mit einer Ansaugfläche 19a unterhalb der Lasereinheit 18 angeordnet, um den zu perforierenden Bogen so lange gegen die Ansaugfläche 19a angelegt zu halten, wie der Perforierprozess dauert. Bei dem in 1 gezeigten Beispiel befindet sich die Ansaugeinheit 19 zwischen der Laser-Perforiereinheit 18 und dem Transportweg des Bogentransportsystems 11. Die Ansaugfläche 19a besitzt vorzugsweise Löcher für das Vakuum (nicht dargestellt) und weitere Öffnungen (in der Folge durch das Bezugszeichen 190 identifiziert), wo die Laserstrahlen auf den Bogen auftreffen, und die Ansaugfläche liegt parallel zur Transportrichtung der Bögen. Die Oberfläche des Bogens, der während der Perforierung gegen die Ansaugfläche 19a angesagt wird, ist vorzugsweise diejenige Fläche, die in der Druckmaschine nicht bedruckt wurde, damit eine Beschädigung der bedruckten Fläche vermieden wird.

Eine zweite Ansaugeinheit 20 ist ebenfalls vorzugsweise unterhalb der Position des zu perforierenden Bogens angebracht, d.h. auf derjenigen Seite der Bögen, welche der Laser-Perforiereinheit 18 gegenüberliegen, um Rauch und Material abzuführen, welches im Verlaufe der Perforierung abgetragen wird.

Zum Zwecke der Wartung kann die Lasereinheit 18 zusätzlich über einen Schwingarm 21, der an der Auslegeeinheit 14 angebracht ist und um eine Achse 21a, die in 1 gestrichelt dargestellt ist, seitlich verschwenkt werden. Das Verschwenken der Lasereinheit 18 aus ihrer Arbeitsposition und zurück in die Arbeitsposition kann mit Vorteil durch einen Betätigungsmechanismus ausgeführt werden, der eine Antriebseinheit 210 enthält, die über einen Betätigungsarm 215 auf die Lasereinheit 18 einwirkt.

Nach dem Ausführen einer Perforierung wird jeder der aufeinanderfolgenden Bögen vom Kettengreifersystem 11 weiter transportiert, passiert die Walze 22 und wird in einem der Auslegestapel 15, 16 oder 17 abgelegt (wobei die bedruckte Seite der Bögen nach oben gerichtet ist). Wenn der Bogen einen Fehler aufweist, wird dieser Bogen natürlich entweder nicht perforiert, oder wenn der Bogen Druckmuster aufweist, die nach Art einer Matrix angeordnet sind (wie es auf dem Gebiet der Sicherheitsdokumente üblich ist), wird der Bogen nur dort perforiert, wo kein Fehler vorhanden ist.

Ein besonderer Vorteil der in 1 dargestellten Maschine ist der, dass die Laser-Perforiereinheit 18 entlang dem Transportweg des Bogentransportsystems 11 an einer Stelle angeordnet werden kann, an der der Transport der Bögen von der Druckeinheit abgekoppelt werden kann. Der Antrieb des Bogentransportes in der Auslegeeinheit 14 kann, wie ersichtlich, vom Antrieb der Druckeinheit abgekoppelt werden, denn er ist von dieser Einheit unabhängig, wodurch der Einfluss von Vibrationen, die vom Druckvorgang stammen, verhindert wird, und dieses Merkmal ist wichtig, wenn Mikro-Perforierungen der vorliegenden Art ausgeführt werden, welche sehr präzise sein müssen. Zusätzlich ermöglicht die Tatsache, dass die Antriebe der Druckeinheit und des Auslegesystems unabhängig voneinander sind, eine optimale Einstellung der Geschwindigkeiten und des Registers, wenn die Perforierungen ausgeführt werden.

Da die Laser-Perforiereinheit in eine Druckmaschine integriert ist, wird weiterhin die Notwendigkeit getrennter Zufuhrorgane, Auslegestapel und Transportsysteme vermieden, welche sämtlich einer Wartung bedürfen. Ausserdem wird Raum gewonnen, und die Perforiereinheit kann in Modultechnik an die Auslegeeinheit einer bereits bestehenden Druckmaschine angebaut werden.

3 ist eine Draufsicht der in 1 veranschaulichten Druckmaschine, und aus dieser Figur geht die Anordnung der Laserköpfe 180 der Laser-Perforiereinheit 18 hervor. Weiterhin zeigt diese Figur, dass die Laser-Perforiereinheit 18 mehrere Laserköpfe 180 (sechs Köpfe in diesem Beispiel) aufweist, die gegenüber der Vorschubrichtung der Bögen sowohl in Quer- als auch in Längsrichtung angeordnet sind. Die Anzahl der Laserköpfe 180 hängt im Grunde von der Anzahl der Perforationsmuster ab, die auf den Bögen anzubringen sind. Im vorliegenden Beispiel ist die Druckmaschine dazu eingerichtet, Bögen mit Sicherheitsdokumenten wie Banknoten zu bedrucken, wobei auf jedem Bogen viele Druckmuster erzeugt werden, die in Form einer Matrix angeordnet sind. Insbesondere weist jeder Bogen eine Serie von m Spalten und n Reihen von Druckmustern auf. In diesem Falle ist eine Spalte definiert als eine Serie von Druckmustern, die in der Vorschubrichtung der Bögen nacheinader angeordnet sind, und eine Reihe ist definiert als eine Serie von Druckmustern, die quer zur Vorschubrichtung der Bögen ausgerichtet sind. Die Anzahl der Druckmuster pro Bogen kann unterschiedlich sein und erreicht normalerweise einen Höchstwert von sechs Spalten auf zehn Reihen (d.h. 60 Druckmuster pro Bogen). In dem vorliegenden, besonderen Beispiel sind daher sechs Laserköpfe 180 vorgesehen, damit es möglich ist, ein Perforationsmuster in jeder der bis zu sechs Spalten von Druckmustern pro Bogen anzubringen. Daraus geht hervor, dass jeder Laserkopf 180 im Verlaufe der Perforierung eines Bogens mehrere Male zu aktivieren ist, so dass jede Reihe von Druckmustern mit einem Perforiermuster versehen werden kann. Diese Anordnung ist selbstverständlich bedeutend wirtschaftlicher als diejenige, bei der so viele Laserköpfe vorgesehen sind, als sich Druckmuster auf dem Bogen befinden.

Bei dieser Ausführungsform sind die sechs Laserköpfe 180 über ein zweidimensionales Gebiet verteilt (d.h. jeder Laserkopf ist einer bestimmten Spalte der Druckmuster auf dem Bogen zugeordnet, wie oben beschrieben wurde), und die Laserköpfe sind nicht in einer gemeinsamen Reihe angeordnet. Es ist jedoch klar, dass es möglich ist, eine beliebige andere Anordnung der Laserköpfe vorzusehen, unter der offensichtlichen Voraussetzung, dass die Grösse jedes Laserkopfes 180 diese andere, kompaktere Anordnung ermöglicht.

Vorzugsweise kann die Position jedes Laserkopfes 180 in Querrichtung zur Vorschubrichtung der Bögen einzeln eingestellt werden, so dass die Position der Laserköpfe 180 an die Anzahl der Druckmuster pro Bogen und an diejenige Position jedes Druckmusters angepasst wird, wo wunschgemäss das Perforationsmuster anzubringen ist. Dies kann dadurch geschehen, dass jeder Laserkopf 180 an einer Montageschiene (nicht dargestellt) angebracht ist, die quer zur Vorschubrichtung der Bögen verläuft. Ausserdem kann die Einstellung der Position jedes Laserkopfes 180 von Hand geschehen oder mit Vorteil unter Einsatz eines halbautomatischen Einstellmechanismus, der Elektromotoren oder ähnliche Antriebe enthält, um den jeweiligen Laserkopf 180 in Querrichtung entlang der Montageschiene zu bewegen.

Es soll nun weiterhin darauf hingewiesen werden, dass es ausreichend ist, wenn die Laser-Perforiereinheit mit so vielen Laserköpfen wie nötig ausgestattet wird, um die Höchstzahl von Spalten an Druckmustern pro Bogen abzudecken (typischerweise sechs Spalten). Je nach der tatsächlichen Anzahl von Druckmustern pro Bogen ist es dann ausreichend, die erforderliche Anzahl von Laserköpfen zum Abdecken der erforderlichen Anzahl von Spalten an Druckmustern zu positionieren und zu aktivieren. Sollte beispielsweise die Anzahl der Spalten von Druckmustern fünf betragen, wobei lediglich neun Reihen vorhanden sind, dann genügt es, einen der sechs Laserköpfe 180 zu deaktivieren, während die fünf anderen Köpfe neu positioniert werden, und zwar an Stellen, die den fünf Spalten an Druckmustern entsprechen, welche zu perforieren sind, wobei jeder dieser fünf verbleibenden Laserköpfe neun Mal pro Bogen aktiviert wird, so dass sämtliche Reihen von Druckmustern abgedeckt werden.

Der Laser-Perforiereinheit 18 ist normalerweise eine Steuereinheit zugeordnet (in 3 mit dem Bezugszeichen 185 versehen), um die erforderlichen Betriebsparameter der einzelnen Laserköpfe 180 einzustellen, beispielsweise Emissionsauslösezeit und Emissionsdauer, Ausgangsleistung usw.

4 stellt eine vergrösserte Ansicht des Bereiches (der in 1 durch einen gestrichelten Kreis abgegrenzt ist) dar, in dem das Perforierverfahren ausgeführt wird, wobei 4 die Enden der Laserköpfe 180 sowie die Anordnung der ersten Absaugeinheit 19 in Vergrösserung zeigt. Wie aus 4 hervorgeht, wird ein zu perforierender Bogen (in 4 mit dem Bezugszeichen A versehen) an seiner Vorderkante von einer Greiferstange 111 festgehalten, die mehrere Greifer 112 aufweist (das Kettengreifersystem 11 weist mehrere im Abstand angeordnete Greiferstangen 111 auf, wie es in der Technik bekannt ist) und vor die Perforiereinheit 18 bewegt. Wie oben schon erwähnt wurde, wird die unbedruckte Seite des Bogens A von der ersten Ansaugeinheit 19 gegen die Ansaugfläche 19a angezogen. Während des Perforiervorganges werden Rauch und abgebrannte Teilchen vorzugsweise an der Unterseite des Bogens A, der zu perforieren ist, von der zweiten Ansaugeinheit 20 abgesaugt. Wie weiter unten noch im Einzelnen erläutert wird, können Rauch und abgebrannte Stoffe, die beim Perforieren anfallen, bei der Perforierung des Bogens A ebenso von dessen Oberseite abgesaugt werden.

Wie in 4 schematisch dargestellt ist, weist die erste Absaugeinheit 19 dort Öffnungen 190 auf, wo sich die Laserköpfe 180 befinden. Diese Öffnungen 190 dieses Beispiels zeigen, wenn man sie quer zur Vorschubrichtung der Bögen entlang des Transportweges betrachtet, vorzugsweise eine V-Form, wobei der engere Teil der Öffnungen 190 nach unten gegen die zu perforierenden Bögen gerichtet ist, um die wirksame Grösse der Saugfläche 19a auf einen Höchstwert zu bringen. Je grösser die Saugfläche 19a ist, desto besser werden die Bögen während ihrer Perforierung festgehalten, wodurch etwaige Probleme bezüglich der Registerhaltung vermindert werden. Selbstverständlich kann die V-Form auch anders orientiert werden, wobei der engere Teil der Öffnungen 190 aber stets nach unten zu richten ist.

Um das Anlegen der Bögen gegen die Ansaugfläche 19a noch zu verbessern, insbesondere an der Vorderkante der Bögen, ist vorzugsweise jede Greiferstange 111 mit einer Reihe von Bürsten 115 versehen, die sich unmittelbar nach den Greifern 112 befinden (im Gegensinn zur Vorschubrichtung der Bögen vor den Greifern 112), um die Bögen auch dort gegen die Ansaugfläche 19a zu drücken. Dabei sollte man sich daran erinnern, dass die Stelle, an der die Vorderkante des Bogens A von den Greifern 112 erfasst wird, ein wenig unterhalb der Saugfläche 19a liegt, so dass ein Abstand zwischen der Saugfläche 19a und den Greifern 112 besteht, welcher erforderlich ist, damit die Greifer 112 über die Saugfläche 19a laufen können. Es ist ebenfalls ein bestimmter Abstand nötig, damit der Bogen von derjenigen Stelle abgezogen werden kann, wo er erfasst wird, bis zu der Stelle, wo er genau gegen die Saugfläche 19a gezogen wird. Dank der Bürsten 115 wird ein Druck auf den Bogen ausgeübt, und zwar unmittelbar nach derjenigen Stelle, an der die Vorderkante des Bogens von den Greifern 112 erfasst wird, wodurch der Abstand, der nötig ist, um den Bogen korrekt gegen die Saugfläche 19a zu ziehen, auf einen Mindestwert verringert wird.

Um das Positionieren des Bogens, der während des Perforiervorganges gegen die Saugfläche 19a gezogen wird, weiter zu verbessern, weist jeder Laserkopf 180 vorzugsweise ein zusätzliches Saugteil 30 auf. Dieses Saugteil 30 ist in 4 schematisch dargestellt und in den 5a, 5b und 7 noch genauer und vergrössert gezeigt. Die Aufgabe dieses Saugteiles 30 ist eine doppelte. Zunächst ist ein erster Zweck dieses zusätzlichen Saugteils eine weitere Vergrösserung der wirksamen Grösse der Saugfläche 19a. Ein zweiter Zweck dieses zusätzlichen Saugteils 30 ist die Abfuhr von Rauch und abgebranntem Material von der Oberseite der Bögen, d.h. eine ähnliche Aufgabe wie diejenige der zweiten Absaugeinheit 20.

Wie in den 5a, 5b und 7 gezeigt ist, weist das Saugteil 30 einen Körper 31 auf, der am Ende des zugehörigen Laserkopfes 180 angebracht ist. Dieser Körper 31 ist an seinen Enden sowohl nach oben als auch nach unten geöffnet und ist allgemein konisch geformt. Der untere Endbereich des Körpers 31 besitzt eine Öffnung 31a, durch welche der Laserstrahl hindurch gerichtet ist (dieser Laserstrahl wird in der 7 schematisch durch eine dicke Linie dargestellt). Das Saugteil 30 weist weiterhin eine Abzugsleitung 32 in Form eines V auf, die mit dem Körper 31 einstückig geformt ist. Die Öffnung 31a des Körpers 31 mündet in der Abzugsleitung 32, wobei der untere Endbereich der Abzugsleitung 32 auf ähnliche Weise mit einer Öffnung 32aversehen ist, durch welche der Laserstrahl hindurchgehen kann. In die Abzugsleitung 32 wird Luft eingesaugt (oder eingeblasen), um Rauch und verbranntes Material, welches sich bei der Perforierung bildet, zu eliminieren.

Zusätzlich enthält das Unterdruckteil 30 eine Saugleitung 34, die an der Unterdruckleitung 32 anliegt und vorzugsweise einstückig mit dem Körper 31 und der Unterdruckleitung 32 geformt ist. Diese Saugleitung 34 besitzt auf ähnliche Weise im unteren Endbereich eine Öffnung 34a, die sich nahe bei der Öffnung 32a der Unterdruckleitung befindet (siehe 5b).

Wie aus dieser 5b hervorgeht, besitzt der untere Bereich des Saugteiles 30 die Form eines rechteckigen ebenen Elementes 33, dessen Ebene parallel zur Saugfläche 19a verläuft. Sowohl die Öffnung 32a am unteren Endbereich der V-förmigen Unterdruckleitung 32 als auch die Öffnung 34a am unteren Bereich der Saugleitung 34 öffnen sich im ebenen Element 33.

In 5a ist gezeigt, dass das ebene Element 33 eine Ansaugplatte 35 trägt, die eine entsprechende rechteckige ebene Form aufweist (siehe auch 6). In 7 ist zu sehen, dass die untere Oberfläche der Ansaugplatte 35 mit der Saugfläche 19a der Ansaugeinheit 19 fluchtet, um dadurch eine fast gleichförmige Ansaugfläche für die Bögen zu bilden. Unter Bezugnahme auf die 5a und 6 ist ersichtlich, dass die Ansaugplatte 35 ebenfalls mit einer Öffnung 35a versehen ist, die auf die Öffnungen 31a und 32a ausgerichtet ist, damit der Laserstrahl hindurchgehen kann. Die Ansaugplatte 35 ist weiterhin mit mehreren Ansauglöchern 35b versehen, welche die Öffnung 35a umgeben. Wie in 6 dargestellt ist, befindet sich an der Oberseite der Ansaugplatte 35 eine Ausnehmung 36, in welche sich die Ansauglöcher 35b öffnen, derart, dass diese Ausnehmung 36 beim Anbringen der Ansaugplatte 35 am ebenen Element 33 einen Kanal rund um die Öffnung 35a bildet, und dieser Kanal steht durch die Öffnung 34a mit der Saugleitung 34 in Wirkverbindung. Wenn man nun Vakuum an die Saugleitung 34 anlegt, wird Luft durch die Ansauglöcher 35b angesaugt, wodurch der zu perforierende Bogen an die Oberfläche der Saugplatte 35 zur Anlage kommt.

Aus dem Vorstehenden geht hervor, dass jedes zusätzliche Saugelement 30 mit seinem integrierten Saugmechanismus die Saugfläche 19a der Ansaugeinheit 19 in vorteilhafter Weise vergrössert, indem die Lücken 190, an denen sich die Laserköpfe 180 befinden, ausgefüllt werden. Sowohl die Ansaugfläche 19a der Ansaugeinheit 19 als auch die Saugplatte 35 des Saugteiles 30 bilden zusammen eine fast ebene Saugfläche für die Bögen, was das Auftreten von Schwierigkeiten aufgrund von Registerfehlern beim Perforieren beseitigt und sicherstellt, dass sich die Bögen im richtigen Abstand von den Laserköpfen befinden.

Die erfindungsgemässe Maschine ist selbstverständlich nicht auf eine Stahlstich-Druckmaschine beschränkt, wie sie in 1 gezeigt ist, sondern es können auch andere Maschinen, welche auf der Grundlage anderer Drucktechniken wie beispielsweise Siebdruck, Offsetdruck usw. arbeiten, in Betracht gezogen werden.


Anspruch[de]
Druckmaschine für Bogendruck, insbesondere zur Erzeugung von Sicherheitsdokumenten, Banknoten, Reisepässen, Identitätskarten und anderen Wertdokumenten, mit mindestens einer Bogenzufuhr (1), einer Druckeinheit (3, 4, 5, 6, 7, 8, 9), einer Ausgabeeinheit (14) mit Ausgabestapeln (15, 16, 17) der bedruckten Bögen, und ein Bogentransportsystem (11) zum Transportieren der bedruckten Bögen entlang eines Transportweges von der Druckeinheit (3, 4, 5, 6, 7, 8, 9) zu den Ausgabestapeln (15, 16, 17), wobei die genannte Druckmaschine weiterhin eine Laser-Perforiereinheit (18) mit mehreren Laserköpfen (180), welche entlang des Transportweges des Bogentransportsystems (11) zwecks Perforierung der genannten bedruckten Bögen angeordnet sind, aufweist, sowie eine erste Ansaugeeinheit (19) zum Festhalten der bedruckten Bögen an einer Ansaugefläche (19a) während der Perforierung durch die genannte Laser-Perforiereinheit (18), und worin die genannten mehreren Laserköpfe (180) quer zur Vorschubrichtung der Bögen entlang des Transportweges des Bogentransportsystems (11) angeordnet sind, um mehrere Perforierungsmuster an Stellen der Bögen anzubringen, die quer zur Vorschubrichtung der Bögen verteilt sind. Druckmaschine nach Anspruch 1, bei der die genannte Ansaugeeinheit (19) zwischen der genannten Laser-Perforiereinheit (18) und dem genannten Transportweg des Bogentransportsystems (11) angeordnet ist und die genannte Ansaugeeinheit (19) Öffnungen (190) in der genannten Ansaugefläche (19a) aufweist, durch welchen die genannte Laserköpfe (180) gerichtet sind. Druckmaschine nach Anspruch 2, bei welcher jede Öffnung (190) V-förmig ausgebildet ist, wobei der engere Bereich der Öffnung (190) gegen die zu perforierenden Bögen gerichtet ist. Druckmaschine nach Anspruch 2 oder 3, bei welcher jeder Laserkopf (180) einen Unterdruckbereich (30) aufweist, der sich an einem Ende des genannten Laserkopfes (180) befindet und in der genannten Öffnung (190) angeordnet ist, wobei der genannte Unterdruckbereich (30) Ansaugmittel (33, 34, 35) enthält, welche die zu perforierenden Bögen an den genannten Unterdruckbereich (30) ziehen. Druckmaschine nach Anspruch 4, bei welcher die genannten Ansaugmittel (33, 34, 35) eine Saugplatte (35) aufweisen, die eine ebene Saugfläche besitzt, die mit der Ansaugfläche (19a) der ersten Ansaugeeinheit (19) fluchtet. Druckmaschine nach Anspruch 4 oder 5, bei welcher der genannte Unterdruckbereich (30) weiterhin mit Abzugsmitteln (32) zur Abfuhr von Rauch und verbranntem Material, welche von der Perforierung der Bögen stammen, versehen ist. Druckmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der jeder Laserkopf (180) während der Bearbeitung eines Bogens mehrfach aktiviert wird, um mehrere aufeinanderfolgende Perforationsmuster zu erzeugen, welche in Längsrichtung auf den genannten Bögen angebracht werden. Druckmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der die Position jedes Laserkopfes (180) quer zur Laufrichtung der Bögen einstellbar ist. Druckmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der jede Lasereinheit ferner eine zweite Absaugeeinheit (20) aufweist, welche an einer Seite der Bögen platziert ist, welche der Laser-Perforiereinheit (18) gegenüberliegt, um Rauch und verbranntes Material, die bei der Perforierung entstehen, abzusaugen. Druckmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der die Lasereinheit (18) mittels eines Schwingarms (21) seitlich verschwenkbar ist. Druckmaschine nach Anspruch 10, welche weiterhin einen Antriebsmechanismus (210, 215) mit einer Antriebseinheit (210) zum Verschwenken der Lasereinheit (18) aufweist. Druckmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der das genannte Bogentransportsystem (11) ein Kettengreifersystem mit mehreren Greiferstangen (111) ist, die jeweils mit mehreren Greifern (112) zum Festhalten des vorderen Randes der Bögen bestückt sind. Druckmaschine nach Anspruch 12, bei der jede Greiferstange (111) des Kettengreifersystems weiterhin Bürsten (115) zum Andrücken des von den Greifern (112) gehaltenen Bogens gegen die Ansaugefläche (19a) aufweist. Druckmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der die Druckeinheit eine Tiefdruckeinheit mit einer Druckwalze (3) zum Transport der Bögen, einem Plattenzylinder (4) mit mindestens einer Tiefdruckplatte und in Berührung mit der genannten Druckwalze (3), einem Farbsystem (5, 6, 7, 8, 9) zum Einfärben des genannten Plattenzylinders (4), und einer Wischeinheit (10) zum Abwischen des eingefärbten Plattenzylinders (4) vor dem Bedrucken der Bögen. Druckmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, welche zusätzlich eine Qualitätsprüfeinheit (12) aufweist, die entlang dem genannten Transportweg zur Inspektion der Qualität der bedruckten Bögen vor ihrer Perforierung durch die genannte Laser-Perforiereinheit (18) angeordnet ist. Druckmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, die zusätzlich eine entlang dem genannten Transportweg (11) angeordnete Trocknereinheit (13) zum Trocknen der bedruckten Bögen vor ihrer Perforierung durch die genannte Laser-Perforiereinheit (18) aufweist. Druckmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der die Laser-Perforiereinheit (18) auf der genannten Ausgabesystem (14) angebracht ist.






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