[发明专利]在固体区域中嵌入印刷数据

说明书

技术领域

本发明总体上涉及柔性版印刷并且特别是涉及在固体印刷区域中编码数据。

背景技术

将数据编码到印刷作品中存在许多优点。可能希望编码版权信息、关于产品的附加信息、远程网络地址或链接或者加密数据来标明真实性或者使其更难以复制。一种公用数据编码方法是将水印嵌入到图像内。美国专利No.7,174,031（Rhoads等）列出了许多在图像中编码数据的方法。另外，其论述了编码数据的许多附加用途。

少数方法可以有效地将数据编码到未包含其中隐藏水印的灰度或者连续色调图像的印刷材料中。美国专利No.7,555,139（Rhoads等）通过改变线宽度和文本字符来编码数据。美国专利No.6,449,377（Rhoads）公开了改变线间间距来编码数据。美国专利No.5,761,686（Bloomberg）在印刷中添加与文本具有相同相对尺寸和间隔的编码特征来隐蔽编码数据。

存在对能够在包含固体特征、线划作品、艺术线条和文本的印刷品中编码数据的需求。许多标签不包含有助于将水印加入到其中的图像。改变标签内部的特征的线宽或者线间距可能引起图表创作者的反对。改变文本字体的字符宽度可能被反对，因为字体选择作为公司品牌、产品品牌的一部分或者可能是商标的组元。增加条型码或者二维（2D）二进制图案需要印刷品上的额外空间，并且可能导致附加标签被添加到包装上。即使艺术品或原图包含适于添加水印的图像，仍然可能希望具有附加信息或者附加的保密特征。

许多标签和包装材料使用柔性版印刷技术进行印刷。柔性版印刷是一种使用凸印版的印刷方法。柔性版印刷的凸印版可由橡胶或者光敏聚合物制成。传统的橡胶印版前体可以利用激光模制、雕刻或者烧蚀，以形成凸版。光敏聚合物印版前体暴露于通过掩模的紫外线，以硬化光敏聚合物。然后，冲掉未经照射的聚合物，烘干所述印版，然后使用附加的紫外线曝光来分开或者固化任何保持未固化的光敏聚合物。暴露区域形成用来印刷图像的凸版。

从印版的顶端至底部或者印版的无图像部分测得凸版一般为500微米到1000微米。对于光敏聚合物印版，底部从背面露出并且可以通过改变背面的紫外线曝射来改变。橡胶和感光聚合物印版一般均安装到聚酯支座上。使用双面可压缩带将印版安装到印刷滚筒或者套筒上。还使用雕刻过的橡胶包覆滚筒或者套筒。除非在以下说明中另有规定，不然术语“印版”指任何形式的凸版印刷构件。

在柔性版印刷机中，油墨被涂覆到网纹辊上并且然后被转印到柔性版凸版上。然后，印版被压印在由压印辊支持的承印物（接受件）上。承印物可能为未涂覆纸、涂覆纸、聚合物、玻璃、陶瓷、木材、瓦楞纸板、硬纸板或者金属。印刷密度取决于网纹室体积、油墨、印版与网纹辊之间的压力、印版与承印物之间的压力和承印物。

为了印刷灰度图像，使用包含调制尺寸的半色调点或者调制空间频率点的凸版特征。还可以使用例如轮廓线图的美化方法。通过没有补偿或消色的印刷试验补片来校准灰度或者色阶。测量每个补片的密度，并且根据所测得的密度计算有效的点区域。然后，产生补偿曲线，以计算获得期望的密度曲线所需的点区域。柔性版印刷难以成像出非常小的点。直径小于20微米区域的在0%和5%之间的点可能成像非常暗或者根本没有图像。印刷机操作者一般将所印刷的最小点的尺寸限制在最小4-10%的20-30微米，以避免所述质量问题。当在印版上印刷20%点时的点收益可能产生大约相当于50%点区域覆盖率的密度。柔性版印刷在20%的输入水平时一般具有25-35%的点收益。印刷密度保持增大直到80-90%的点水平，在该水平时，点密度然后减小到100%的固体密度。该特性产生校准曲线，其起始于0%，跳变至4-6%的最小输出点，然后到达4-10%之间的图像高亮区域、10-30%之间的中间色调区域、40%-85%之间的暗色调区域，并且最后成像为100%的固体特征。高亮的密集使得其难以控制和增加印刷的量化。印刷机上的色阶也取决于如何制造印版凸版和印版与承印物之间的印迹。

通过应用众所周知的其中每种颜色具有其自身的灰度图像的分色技术使用柔性版印刷来印刷彩色图像。校准每种颜色并且同时控制印刷机上的每种颜色为一种挑战。具有印迹反馈和伺服驱动滚筒以及数字制造印版的新型印刷机具有可与胶版印刷术抗衡的彩色柔性版印刷。

灰度图像内的局部浮凸将比印版的顶端与底部之间的浮凸低很多。对于光敏聚合物印版，50%的色彩将具有100-200微米的点之间的局部浮凸深度。相当于150行/英寸的98.6%的半色调的单个20微米×20微米的孔具有10-30微米的深度。