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WO 2005/000585 PCT/IB2004/002144
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Machine d'impression
La présente invention concerne une machine d'impression à
la feuille ou à la bande, un procédé d'impression et un
élément de sécurité pour papiers-valeurs.
Dans le domaine des papiers-valeurs, en particulier des
billets de banque, il y a un besoin croissant en éléments
de sécurité comme protection contre la contrefaçon. Dans
les dernières années, les ordinateurs, les scanners et les
photocopieurs ont subi des améliorations techniques
notables et il est possible actuellement d'acheter des
appareils très performants à des prix raisonnables. Comme
ces appareils sont devenus très performants, il est devenu
nécessaire de développer de nouveaux éléments de sécurité,
eux-mêmes également plus performants, pour les papiers-
valeurs, comme les billets de banque, les chèques, les
cartes de crédit, les passeports ou documents d'identité et
les autres documents similaires afin de protéger ces
documents contre la contrefaçon et éviter qu'ils ne
puissent être copiés par des ordinateurs, scanners et
photocopieurs actuels.
Des éléments de sécurité connus pour combattre la
contrefaçon sont, par exemple, formés par des combinaisons
de superposition de lignes et/ou motifs avec des couleurs,
uniquement visibles sous certaines conditions, par exemple
la lumière UV ou en transparence. L'intérêt de tels
éléments de sécurité est qu'ils sont faciles à imprimer ou
à placer sur le document devant être protégé et ils peuvent
être contrôlés par des appareils simples, même à l' il nu,
mais ils sont impossibles à reproduire avec les
imprimantes, scanners et photocopieurs actuels.
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A titre d'exemple, le brevet US 6,050,606 décrit un élément de
sécurité pour papiers-valeurs, par exemple pour des billets de
banque. Cet élément de sécurité est formé par un fond ayant au
moins deux régions juxtaposées, chaque région comportant des
dessins géométriques propres, lesdites régions ayant une
densité de couleur différente. L'élément de sécurité comprend
en outre un motif correspondant à la région dont la densité de
couleur est la plus faible qui est imprimé en superposition
sur ladite région en une couleur choisie de façon à compenser
la différence de densité de couleur entre lesdites deux
régions. Ainsi, l'élément de sécurité apparaît uniforme et
sans motif à l'oeil nu, mais le motif ressort clairement lors
d'une photocopie dudit élément.
Le brevet US 5,443,579 décrit un autre procédé d'impression
d'une image latente sur un substrat. Selon ce brevet, on
combine l'impression de lignes en relief avec des lignes sans
relief. Ainsi, on crée une image en couleur latente qu'il
n'est pas possible de reproduire avec un photocopieur ou
d'autres procédés photomécaniques.
Les brevets US 5,853,197 et US 5,487,567 montrent des éléments
de sécurité qui ne sont pas facilement visibles à l'oeil nu,
mais qui, en revanche, deviennent clairement apparents lors
d'une reproduction de l'élément par photocopie ou scannage.
Une autre technique spécifique utilise des filigranes dans
laquelle le substrat, par exemple du papier, est marqué avec
des lignes ou un motif qui ne sont visibles qu'en
transparence. Un autre développement de cette technique
concerne des pseudo-filigranes formés par la création d'une
fenêtre dans le substrat, technique utilisée en particulier
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avec des substrats de papier qui ne sont eux-mêmes normalement
pas transparents, ladite fenêtre étant quant à elle
transparente.
Le brevet US 6,082,778 décrit une carte d'identité protégée
contre la copie non-autorisée par photocopieurs. Dans ce
brevet, l'idée est de créer un élément de sécurité en
combinant l'effet de protection apporté par un mince film de
métal avec les propriétés physiques, en particulier optiques,
d'une couche additionnelle dont la combinaison des effets
empêche la reproduction de la carte. Sous une couche
transparente de couverture, il y a une couche de métal par-
dessus une couche ayant des propriétés optiques spécifiques.
Dans un premier mode d'exécution, la couche de métal est
démétallisée localement exposant ainsi la couche avec des
propriétés optiques spécifiques, c'est-à-dire la rendant
visible dans la zone démétallisée. La différence de contraste
entre les couches rend les marques formées par démétallisation
faciles à reconnaître à l'oeil nu. Dans un mode d'exécution
particulier, la couche ayant des propriétés optiques
spécifiques a une couleur foncée, par exemple noir. La
combinaison de la réflexion directe de la zone métallisée et
d'une couche ayant une forte absorption (couche noire) empêche
la détection de la différence de contraste de sorte que
l'information formée par la démétallisation disparaît
totalement sur une copie de cet élément de sécurité.
Dans un autre mode d'exécution, la couche ayant des propriétés
optiques spécifiques contient des substances fluorescentes ou
phosphorescentes qui, irradiées par la lumière d'un
photocopieur n'émettent pas de lumière d'une longueur d'onde
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dans le spectre visible, de sorte que la zone n'est pas
reproduite non plus.
Selon d'autres techniques connues dans l'état de la technique,
on utilise un laser soit pour marquer le substrat directement,
soit pour marquer une couche appliquée sur ledit substrat et
ainsi créer des éléments de sécurité impossible à reproduire
par photocopie ou scanner.
D'autres éléments de sécurité utilisent des éléments
optiquement variables ("OVD" ) sous forme de patches
métallisés (appelés "foils") ou hologrammes, et également des
moirés et d'autres motifs similaires, tous étant, d'une part,
très difficiles voire impossibles à copier avec les appareils
actuels mais, d'autre part, très faciles à contrôler
visuellement par des moyens appropriés ou à l'oeil nu.
Il est aussi connu d'utiliser des encres spécifiques comme des
encres optiquement variables pour imprimer des motifs ou
formes géométriques particuliers sur le substrat de papiers-
valeurs. Ces encres, connues en soi dans l'état de la
technique, contiennent des pigments à effet optique variable
et changent de couleur en fonction de l'angle selon lequel
elles sont regardées. A titre d'exemple, les publications US
2002/0160194 Al, US 2002/0182383 Al et EP 1 239 307 montrent
de telles encres pour ce qu'elles décrivent le principe et la
composition de telles encres.
Lorsque l'on utilise de telles encres, l'on s'est aperçu que
les pigments à effet optique variable contenant une couche
supplémentaire magnétique pouvaient être orientés par
l'application d'un champ magnétique et ainsi créer des effets
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particuliers. Cette technique particulière est décrite dans
les publications US 6,103,361, US 5,630,877, WO 03/000801 et
US 5, 364, 689.
5 Toutefois, l'un des problèmes que l'on rencontre avec les
impressions en encre optiquement variable réside dans le fait
que celle-ci est souvent employée pour imprimer la valeur du
papier-valeur (p.ex. billet de banque), cette valeur étant
indiquée généralement parallèlement à la longueur du billet.
De plus, on recherche toujours à créer un effet optique
visible lorsque l'on fait tourner le papier-valeur autour d'un
axe parallèle à la longueur dudit papier-valeur (mouvement
haut-bas) plutôt qu'un axe parallèle à la largeur (mouvement
gauche-droite), le premier mouvement étant plus naturel pour
un utilisateur.
De façon habituelle, les feuilles comportant des impressions
de papiers-valeurs arrangées sous forme matricielle se
déplacent dans le sens de la largeur desdites impressions de
sorte que l'intégration d'aimants immobiles dans une machine
d'impression classique impose un mouvement parallèle à la
largeur des impressions pour la création d'un effet visible
(mouvement gauche-droite mentionné ci-dessus). La création
d'un effet dans le sens désiré (mouvement haut-bas mentionné
ci-dessus) impose un changement de direction du déplacement
des feuilles si l'on veut obtenir l'effet particulier dans le
sens désiré (mouvement haut-bas mentionné ci-dessus) . Ainsi,
les machines existantes doivent être modifiées de façon
importante ce qui a peu d'intérêt économique et augmente le
temps nécessaire à l'impression.
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Ainsi, selon un aspect, la présente invention vise une machine
d'impression pour un substrat sous forme de feuille ou de
bande continue, le substrat étant destiné à recevoir au moins
une impression, cette machine comprenant au moins un système
de transfert pour amener le substrat sur un cylindre
d'impression, au moins un tamis de forme cylindrique ou plane
muni d'une racle, le tamis coopérant avec le cylindre
d'impression et destiné à imprimer le substrat par sérigraphie
avec une encre contenant des pigments orientables par un champ
magnétique et un système de décharge pour emmener le substrat
après l'opération d'impression, et où le cylindre d'impression
comporte au moins un élément magnétique sur sa surface
d'impression et où l'élément magnétique est placé à un endroit
correspondant à l'impression sur le substrat effectuée par le
tamis.
Selon un autre aspect, la présente invention vise une machine
d'impression pour un substrat sous forme de feuille ou de
bande continue, le substrat étant destiné à recevoir au moins
une impression, cette machine comprenant au moins un système
de transfert pour amener le substrat sur un cylindre
d'impression, au moins un tamis de forme cylindrique ou plane
muni d'une racle, le tamis coopérant avec le cylindre
d'impression et destiné à imprimer le substrat par sérigraphie
avec une encre contenant des pigments orientables par un champ
magnétique et un système de décharge pour emmener le substrat
après l'opération d'impression, où le système de décharge
comprend un cylindre ayant au moins un élément magnétique sur
sa surface et où élément magnétique est placé à un endroit
correspondant à l'impression sur le substrat effectuée par le
tamis.
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Selon un autre aspect, l'invention vise un cylindre pour
l'impression ou le transfert d'un substrat sous forme de
feuille ou de bande continue, le substrat étant destiné à
recevoir au moins une impression par sérigraphie avec une
encre contenant des pigments orientables par un champ
magnétique, ce cylindre comprenant au moins un élément
magnétique sur sa surface pour orienter les pigments de
l'encre, cet élément magnétique étant recouvert par une plaque
en matière non magnétique.
Selon un autre aspect, l'invention vise un procédé
d'impression par sérigraphie d'un substrat sous forme de
feuille ou de bande dans lequel on forme une impression au
moyen d'une encre contenant des pigments magnétiques,
l'impression étant formée par passage du substrat au contact
d'un cylindre d'impression avec lequel coopère au moins un
tamis de forme cylindrique ou plane muni d'une racle pour
l'impression sérigraphique de l'encre, et où l'on soumet
l'impression à un champ magnétique avant son séchage de façon
à orienter les pigments.
L'invention est définie par les caractéristiques des
revendications. Elle sera mieux comprise par la description de
plusieurs modes d'exécution de celle-ci et en référence aux
figures annexées dans lesquelles :
la figure 1 montre une représentation schématique d'une
machine d'impression sérigraphique,
la figure 2 montre un mode d'exécution d'un cylindre
d'impression selon l'invention,
- les figures 3A et 3B montrent deux variantes du mode
d'exécution de la figure 2,
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la figure 4 montre un schéma de principe de l'effet
obtenu par l'invention,
les figures 4A et 4B montrent de façon schématique une
première configuration d'orientation de pigments magnétiques à
effet optique variable,
les figures 5A et 5B montrent de façon schématique une
deuxième configuration d'orientation de pigments magnétiques à
effet optique variable, et
- les figures 6A et 6B montrent de façon schématique une
troisième configuration d'orientation de pigments magnétiques
à effet optique variable.
Une machine d'impression classique feuille à feuille est tout
d'abord décrite en référence à la figure 1. Cette machine
connue a été décrite en détail dans le brevet US 6,109,172
pour ce qui concerne le principe de fonctionnement d'une
machine d'impression sérigraphique. La machine comprend un
magasin 1 contenant des feuilles à imprimer, un margeur 2 pour
le transfert successif des feuilles le long du trajet 3 vers
un cylindre de marge 4,
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un cylindre de transfert 5 pour amener les feuilles
successives sur un cylindre d'impression 6, deux cylindres
porte-tamis 7 et 8 avec des râcles et coopérant avec le
cylindre d'impression 6 et un système de pinces à chaînes 9
qui transporte, une fois que l'impression a été effectuée,
les feuilles vers les magasins 10 de sortie.
La machine comportant deux cylindres porte-tamis 7 et 8
avec des râcles 55, 56, elle est capable de produire des
impressions en sérigraphie en deux couleurs sur les
feuilles successives. Sur le cylindre d'impression 6, les
feuilles passent d'abord le premier cylindre porte-tamis 7
où une impression en sérigraphie en une première couleur
est effectuée, puis elles passent le deuxième cylindre
porte-tamis 8 où elles reçoivent une impression en
sérigraphie dans une deuxième couleur. Cette deuxième
impression peut se faire dans une zone différente de celle
imprimée par le premier cylindre porte-tamis 7 ou dans la
même zone. Dans ce dernier cas, il est nécessaire d'ajouter
un système de séchage de l'encre déposée par le premier
cylindre porte-tamis 7, par exemple des lampes W ou un
autre système équivalent.
La figure 2 montre un cylindre d'impression 6 en coupe
selon la présente invention dans la configuration de la
figure 1, à savoir entouré par un cylindre d'alimentation,
deux cylindres porte-tamis 7 et 8, un système de décharge
9, par exemple une chaîne à pinces, et un système de
séchage 10, comme par exemple des lampes W.
Selon l'invention, le cylindre d'impression 6 comporte une
pluralité d'aimants 12, 13 et 14 placés selon une
répartition correspondant aux impressions sur les feuilles
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de substrat, chaque jeu d'aimants étant séparé par des
encoches 15, 16, 17 dans le cylindre d'impression 6, dans
lesquelles des pinces de retenue des feuilles sur le
cylindre 6 sont disposées. Ces aimants peuvent être fixés
par tout moyen approprié sur le cylindre, notamment par
collage, vissage ou autre moyen équivalent.
Selon une première variante de l'invention, les éléments
magnétiques 59 (par exemple des aimants) ne sont pas placés
directement dans le cylindre d'impression 6 mais dans un
cylindre de décharge 57.
Selon une deuxième variante de l'invention les éléments
magnétiques 60 (par exemple des aimants) sont placés dans
un cylindre intermédiaire 58, qui est situé entre le
cylindre de décharge et les lampes UV 10, dans le sens de
déplacement du substrat.
Selon une autre variante, les aimants sont placés à la fois
dans le cylindre d'impression 6 et/ou dans le cylindre de
décharge 57 et/ou dans le cylindre intermédiaire 58.
L'intérêt des deux variantes est qu'elles permettent de
maintenir un cylindre d'impression classique sans risquer
de créer des bosses ou des creux dans les impressions en
raison d'une surface inégale du cylindre d'impression 6.
Dans les figures 3A et 3B, l'on a représenté
schématiquement deux vues partielles d'un cylindre
d'impression avec deux variantes d'aimants. Dans la
première variante (figure 3A), le cylindre d'impression 6
comporte au moins une encoche 18 dans laquelle se trouve le
système de pince 19 retenant le substrat 1 qui est imprimé.
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Le cylindre comprend de plus une deuxième encoche 20 dans
laquelle sont placés des aimants 21, 22 selon une
répartition correspondant à celle des impressions sur le
substrat (non-représenté). Les aimants 21, 22 sont
5 recouvert par une plaque 24 en matière non magnétique, par
exemple de l'aluminium ou de l'inox. Dans cette variante,
les aimants 21, 22 sont des aimants permanents.
Dans la variante de la figure 3B, les éléments identiques
10 sont référencés de la même façon que dans la figure 3A, et
la différence est constituée par les moyens utilisés comme
aimants. Dans cette variante, on utilise des bobinages 25,
26.
Les principes exposés en référence aux figures 3A et 3B
pour le cylindre d'impression 6 s'appliquent bien entendu
de la même façon dans les variantes de l'invention
indiquées ci-dessus, lorsque ce sont le cylindre de
décharge 57 et/ou le cylindre intermédiaire 58 qui
supportent les éléments magnétiques.
Le principe utilisé dans la présente invention est montré
de façon schématique à la figure 4. Dans cette figure on a
représenté un substrat 27, par exemple une feuille de
papier, sur lequel une impression en encre optiquement
variable a été déposée. Le cylindre d'impression 6 comprend
comme représenté un aimant permanent 28 qui crée les lignes
de champ magnétique 29, 30 représentées dans cette figure.
En outre, l'encre optiquement variable contenant des
pigments magnétiques à effet optique variable, les lignes
de champ magnétique 29, 30 vont orienter ces pigments selon
les directions indiquées dans cette figure 4. Dans une zone
centrale 31, les pigments vont être alignés verticalement
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alors que dans les zones latérales 32 et 33, les pigments
vont prendre une configuration plus horizontale, comme
représenté. Ainsi, en fonction de l'angle selon lequel
l'impression sera considérée, la couleur apparente de
l'impression changera et un changement d'orientation aura
un résultat dynamique au niveau de l'impression avec des
changements de couleur suivis dans l'impression.
L'un des avantages du système selon l'invention est que
comme la feuille est statique par rapport aux aimants, l'on
évite le problème évoqué ci-dessus lié au sens habituel de
déplacement des feuilles par rapport au sens dans lequel
l'on veut créer l'effet optique. L'on peut maintenant créer
cet effet sans changement de directions de déplacement des
feuilles successives, voire sur une même feuille, créer des
éléments de sécurité avec des effets optiques dans des
directions différentes (perpendiculaires ou non) sans
influence sur la direction de déplacement des feuilles
successives ni nécessité d'effectuer des impressions
successives avec de l'encre optiquement variable.
Les figures 4A et 4B montrent un premier effet optique
qu'il est possible d'obtenir avec la machine selon
l'invention. Dans la figure 4A, une impression 40 en encre
contenant des pigments magnétiques à effet optique variable
forme le chiffre "100". Afin de représenter de façon
correcte l'effet obtenu, cette impression 40 a sa moitié
supérieure plus claire et sa moitié inférieure plus foncée.
L'impression 41 de la figure 4A représente la même
impression que l'impression 40 mais ayant subit une
rotation autour de l'axe X de façon à varier l'angle de
considération de l'impression. Dans cette position, c'est
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maintenant la moitié inférieure qui est plus claire et la
moitié supérieure qui est plus foncée.
Pour obtenir cet effet, les pigments sont orientés au moyen
d'un aimant comme dans la coupe A-A représentée à la figure
4B, c'est-à-dire approximativement à 45 dans la partie
gauche 42 et approximativement à 135 dans la partie de
droite 43.
Ainsi, par des rotations dans deux directions autour de
l'axe X, on obtient une variation déterminée des couleurs
des deux moitiés de l'impression qui résulte dans un effet
optique dynamique, impossible à copier avec des moyens
classiques tels que scanners ou photocopieurs.
Un deuxième effet optique que l'on peut créer avec
l'invention est décrit en référence aux figures 5A et 5B.
L'impression 44 forme le chiffre "100" et elle comporte une
zone plus claire sur sa partie supérieure. En faisant
tourner l'impression autour de l'axe X, la zone claire se
déplace alors dans l'impression, comme montré dans les
impressions 45 et 46 pour passer dans la partie centrale de
l'impression (impression 45) et dans la partie inférieure
de celle-ci (impression 46).
Cet effet optique est obtenu par l'orientation des pigments
telle que représentée dans la figure 5B qui correspond à la
coupe B-B de la figure 5A. Comme représenté (de la gauche
vers la droite), les pigments ont d'abord une orientation
quasi verticale (zone 47), puis progressivement arrivent à
une orientation horizontale (zone 48) et finalement
reprennent une orientation pratiquement verticale (zone
49).
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Ainsi, par des rotations dans deux directions autour de
l'axe X, on obtient l'effet visuel d'un déplacement d'une
zone claire à l'intérieur de l'impression qui résulte dans
un effet optique dynamique, impossible à copier par
photocopie ou scannage.
Un troisième effet optique est représenté dans les figures
6A et 6B. Cet effet est obtenu par deux impressions
superposées créées avec la même encre optiquement variable.
Lorsque l'impression est vue perpendiculairement
(impression 50), l'impression est brillante et le fond est
mat. Si l'impression est tournée dans n'importe quelle
direction, il y a alors une inversion des zones brillantes
et mates (impression 51). De plus, si l'on change
l'orientation latéralement (impression 52), on obtient en
plus une variation de couleur.
Ces effets optiques sont obtenus par les impressions
représentées dans la coupe C-C de la figure 6B dans
laquelle on a une première couche 53 avec des pigments
orientés dans une première direction et une deuxième couche
54, avec des pigments orientés dans une deuxième direction,
les deux directions étant différentes. Ces couches sont
déposées successivement sur le substrat et la première
couche 53 doit être séchée avant que la deuxième ne soit
déposée, afin de maintenir l'orientation des pigments dans
ladite première couche.
L'invention n'est pas limitée aux modes d'exécution décrits
mais des variations sont possibles dans le cadre de la
protection revendiquée. Par exemple, le tamis peut être
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porté par un cylindre (comme dans la machine des figures 1
et 2) ou peut aussi être plan.
Différents types d'encre sont également possibles, du
moment qu'elles contiennent des pigments orientables
magnétiquement.
