FR3070627A1 - Marquage et/ou ablation par laser pour creer une micro-imagerie pour elements de securite de microlentilles - Google Patents

Marquage et/ou ablation par laser pour creer une micro-imagerie pour elements de securite de microlentilles Download PDF

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Abstract

Procédé de fabrication d'un dispositif de sécurité, comprenant : la fourniture d'un substrat ayant une première et une deuxième face ; l'application d'un revêtement ablatif sur la première face du substrat ; l'envoi d'une lumière laser à travers un masque comportant des parties transmettant la lumière laser correspondant à un motif d'imagerie souhaité devant être formé par ablation à partir du revêtement ablatif ; la focalisation de la lumière laser transmise à travers le masque par l'intermédiaire d'optiques de projection, pour former une image de masque focalisée sur le revêtement ablatif, sans passer à travers un premier réseau de microlentilles faisant partie du dispositif de sécurité, ce qui résulte en e retrait du revêtement ablatif dans une pluralité de zones pour créer de multiples mo ifs, chaque motif étant visible selon un angle ou une plage d'angles de vue particuliers à travers le premier réseau de microlentilles.

Description

Domaine technique
L'invention concerne de manière générale les documents de sécurité dans lesquels des éléments de sécurité sont utilisés en tant que mesure anti-contrefaçon, et en particulier la fabrication de tels documents de sécurité.
Arrière-plan de l’invention
Les dispositifs de sécurité selon la technique antérieure basés sur des microlentilles, dans lesquels un composant d'imagerie est créé par ablation et/ou marquage au laser, ont généralement un nombre limité de canaux d’image. La raison en est que chaque canal d'image est créé par le fait de diriger un faisceau laser 10 homogénéisé (à savoir, un faisceau laser ayant une répartition d'énergie en « chapeau haut de forme » ou « top hat », à savoir un profil d'énergie plat) à travers un masque d'image 2D. Le faisceau passe ensuite à travers un réseau de microlentilles faisant partie du dispositif de sécurité. Les microlentilles focalisent alors le faisceau sur la surface du plan d'image, où l'ablation ou le marquage au laser est 15 réalisé.
Le faisceau laser est incident sur le plan des microlentilles selon un angle relatif particulier. L'image du masque peut alors être observée par l'utilisateur (sous la forme d'une image optique projetée) s'il regarde les lentilles selon le même angle relatif, ce qui crée une image de sécurité visible uniquement selon des angles dans 20 le voisinage proche de l'angle utilisé pour réaliser l'ablation et/ou le marquage.
Un avantage de cette approche réside dans le fait que le motif d’imagerie est parfaitement aligné avec les microlentilles puisque le motif d'imagerie est créé par les microlentilles focalisant la lumière laser incidente. Cependant, un inconvénient de cette approche réside dans le fait que, si un plus grand nombre de canaux d'image 25 est requis (par exemple, afin d'augmenter la résistance de la caractéristique à la contrefaçon, ou pour créer des effets optiques plus complexes en utilisant de multiples canaux d'image incluant des animations, un morphage, un basculement d’images, des images 3D entrelacées, des images 3D intégrales et des images de moiré de grossissement), alors la mise en œuvre de chaque canal d’image 30 additionnel nécessite la mise en œuvre de systèmes de faisceaux lasers additionnels et de trajets de faisceaux lasers additionnels, ce qui rend le système très complexe et onéreux tant du point de vue financier que du point de vue opérationnel et finalement non viable en tant que procédé de fabrication.
Par le passé, de multiples canaux d’image ont été obtenus dans des dispositifs de sécurité à microlentiltes par impression de l'imagerie sur l envers des microlentiltes, au moyen, par exempte, d'une impression par héliogravuro eu d'une impression flexographique ou d’une impression offset. Ces techniques c 'impression ont généralement une plus faible résolution que l'ablation au laser ou le marquage au laser, de sorte qu'on ne peut pas créer autant de canaux d'image avec ces techniques qu'avec tes procédés d'ablation au laser/marquage au laser, les images qui sont créées au moyen de procédés d'impression produisent des effets optiques moins complexes et ont donc une plus faible résistance à la contrefaçon. Par exemple, la création d'une image de moiré de grossissement à haute idél té n'est généralement pas possible avec de tels procédés d'impression con <enhonnels, cependant elle est possible au moyen d'un procédé de marquage/ablation au laser, en raison de la résolution d'image plus élevée offerte par le laser. Les procédés d'impression souffrent également de défauts d'impression tels que des oavures, ce qui n'est pas te cas des procédés d'impression au laser.
De multiples canaux d'image ont également été obtenus dans de ; dispositifs de sécurité à microlentiltes grâce à l'utilisation de plaques de gaufrage dans lesquelles te motif d'image à haute résolution (qui produit tes multiples canaux d'image dans un dispositif à microlentiltes) est réalisé sous la forme d'une structure en creux dans la plaque de gaufrage. Le procédé de fabrication met e n je u (i) te revêtement de la plaque de gaufrage avec une fine couche d’encre pigmentée durcissable aux UV ; (ii) l'essuyage de l'encre en excès de sorte que seules les structures d'image évidées soient replies d’encre ; (iii) te durcissemen partiel de l'encre pigmentée laissée dans tes structures d'image évidées ; (iv) le placement d'une couche décoliable durcissable aux UV, transparente, en contact avec la plaque de gaufrage ; (v) le durcissement complet de la couche décol able et de l'encre pigmentée ; (vi) puis le décollement de l'encre pigmentée totalement durcie depuis tes structures de la plaque de gaufrage. Bien que ce procédé permette d'obtenir des images à très haute résolution et un grand nombre de cana jx ('image, il est très complexe et très onéreux, et sa fiabilité à des vitesses de production élevées sur une bande de grande largeur est jusqu'à maintenant non prouvée
Il serait souhaitable de disposer d'un procédé plus simple et/cu plus économique permettant d'obtenir de multiples canaux d'image dans un c ispositif de sécurité à microlentilles.
Il serait souhaitable de disposer d'un procédé de fabrication d‘un ( ispositif de sécurité qui améliore et/ou élimine un ou plusieurs inconvénients de procédés de fabrication connus.
Résumé de invention
Un aspect de l'invention met à disposition un procédé de fabrication d'un dispositif de sécurité, comprenant :
la fourniture d’un substrat ayant une première et une deuxième face ; l'application d'un revêtement ablatif sur la première face du substrat ;
l'envoi d'une lumière laser à travers un masque comportant des parties transmettant la lumière laser correspondant à un motif d’imagerie souhaité devant 10 être formé par ablation à partir du revêtement ablatif ;
la focalisation de la lumière laser transmise à travers le masque par l'intermédiaire d'optiques de projection, pour former une image de masque focalisée sur le revêtement ablatif, sans passer à travers un premier réseau de microlentilles faisant partie du dispositif de sécurité, ce qui résulte en le retrait du revêtement 15 ablatif dans une pluralité de zones pour créer de multiples motifs, chaque motif étant visible selon un angle ou une plage d'angles de vue particuliers à travers le premier réseau de microlentilles.
Dans une ou plusieurs formes de réalisation, te revêtement ablatif comporte une première couche d’encre pigmentée qui absorbe substantiellement la lumière 20 laser.
Dans une ou plusieurs formes de réalisation, la première couche d’encre pigmentée absorbe substantiellement la lumière laser UV, incluant une ou plusieurs quelconque des lumières laser ÜV de longueurs d'onde 157 nm ou 193 nm ou 248 nm ou 266 nm ou 308 nm ou 355 nm.
Dans une ou plusieurs formes de réalisation, la première couche fait partie d'une couche opacifiante ou d'une couche de dessin d'un document de sécurité portant le dispositif de sécurité.
Dans une ou plusieurs formes de réalisation, le revêtement ablatif comporte en outre au moins une deuxième couche d'encre pigmentée qui absorbe 30 substantiellement la lumière laser, chacune de la première et de l'au moins une deuxième couches d'encre pigmentée ayant des couleurs différentes.
Dans une ou plusieurs formes de réalisation, la deuxième couche d’encre pigmentée absorbe substantiellement la lumière laser UV, incluant une ou plusieurs quelconque des lumières laser UV de longueurs d'onde 157 nm ou 193 nm ou
248 nm ou 266 nm ou 308 nm ou 355 nm.
Dans une ou plusieurs formes de réalisation, l'au moins une deuxieme couche fait partie de la couche opacifiante ou couche de dessin.
Dans une ou plusieurs formes de réalisation, avant son passage à travers le masque, la lumière laser est homogénéisée par l'intermédiaire d'un homoqénéisateur de façon à avoir une densité d’énergie spatiale substantiellement uniforme dans un plan perpendiculaire à la direction de la lumière laser incidente.
Dans une ou plusieurs formes de réalisation, l’image de masque focal sée est envoyée sur le revêtement ablatif selon un angle d'incidence normal.
Dans une ou plusieurs formes de réalisation, l'épaisseur du revête ner t ablatif est sélectionnée de telle sorte qu’une seule impulsion du faisceau laser ait une densité d'énergie suffisante pour effectuer une ablation.
Dans une ou plusieurs formes de réalisation, les optiques dr projection réduisent et focalisent l’image de masque sur le revêtement ablatif de tel a sorte que la densité d’énergie dans l'image de masque focalisée soit suffisante peur effectuer une ablation à l'aide d'une seule impulsion de faisceau laser.
Dans une ou plusieurs formes de réalisation, le substrat est optiquement transparent.
Dans une ou plusieurs formes de réalisation, le premier réseaude microlentilles est formé sur la deuxième face du substrat avant le retraitdu revêtement ablatif dans la pluralité de zones.
Dans une ou plusieurs formes de réalisation, le premier réseaude microlentilles est formé sur la première face du substrat avant le re raitdu revêtement ablatif dans la pluralité de zones, les microlentilles ne recouv ant pas les zones devant être retirées par ablation.
Dans une ou plusieurs formes de réalisation, le premier réseau de microlentilles est formé sur la première ou la deuxième face du substiat après le retrait du revêtement ablatif dans la pluralité de zones.
Dans une ou plusieurs formes de réalisation, le substra transmet substantiellement la lumière laser, et la lumière laser passe à travers 1e si bst at pour se focaliser sur le revêtement ablatif.
Dans une ou plusieurs formes de réalisation, après que l'ablation au laser a été effectuée, un deuxième réseau de microlentilles est appliqué sur une ace du substrat qui est opposée à celte du premier réseau de microlentilles, d« tel e sorte que te deuxième réseau de microlentilles focalise la lumière sur les zones soumises à une ablation au laser.
Un autre aspect de l'invention met à disposition un procédé de fabrication d'un dispositif de sécurité, comprenant :
la fourniture d'un substrat ayant une première et une deuxième face, le substrat comportant des additifs absorbant la lumière laser au niveau d'une surface sur la première face du substrat, ou dans un plan situé en dessous de la surface ;
l'envoi d'une lumière laser à travers un masque comportant des parties transmettant la lumière laser correspondant à un motif d'imagerie souhaité devant être marqué ;
la focalisation de la lumière laser transmise à travers te masque par l'intermédiaire d'optiques de projection, pour former une image de masque focalisée sur la surface de la première face du substrat, ou sur un plan situé en dessous de la surface, sans passer à travers un premier réseau de microlentilles faisant partie du dispositif de sécurité, ce qui résulte en un marquage de la surface sur la première face du substrat ou du plan situé en dessous de la surface dans une pluralité de zones pour créer de multiples motifs, chaque motif étant visible selon un angle ou une plage d'angles de vue particuliers à travers le réseau de microlentilles.
Dans une ou plusieurs formes de réalisation, les additifs absorbant la lumière laser se trouvent dans une couche de peau au niveau de la première face du matériau ou dans une couche située en dessous de la surface du substrat.
Dans une ou plusieurs formes de réalisation, tes additifs absorbant la lumière laser absorbent substantiellement la lumière laser UV, incluant une ou plusieurs quelconque des lumières laser UV de longueurs d'onde 157 nm ou 193 nm ou 248 nm ou 266 nm ou 308 nm ou 355 nm, ou la lumière laser IR, incluant une ou plusieurs quelconque des longueurs d'onde 1060 nm ou 1064 nm ou 10,6 microns, ou la lumière laser visible incluant la lumière laser visible de longueur d'onde 532 nm.
Dans une ou plusieurs formes de réalisation, avant son passage à travers le masque 2D, la lumière laser est homogénéisée par l'intermédiaire d'un homogénéisateur de façon à avoir une densité d'énergie spatiale substantiellement uniforme dans un plan perpendiculaire à la direction de la lumière laser incidente.
Dans une ou plusieurs formes de réalisation, l'image de masque focalisée est envoyée sur la surface de la première face du matériau ou te plan situé en dessous de la surface selon un angle d'incidence normal.
Dans une ou plusieurs formes de réalisation, la charge en additif ; absorbant la lumière laser est sélectionnée de telle sorte qu'une seule impulsion lu faisceau laser ait une densité d'énergie suffisante pour effectuer un changement local de contraste ou de couleur dans tes zones exposées au rayonnement laser.
Dans une ou plusieurs formes de réalisation, tes optiques di projection réduisent et focalisent l’image de masque sur les additifs absorbant la li mière laser de telle sorte que la densité d'énergie dans l’image de masque focalisée soit suffisante pour effectuer un changement local de contraste ou de couleur c ans tes zones exposées au rayonnement laser à l'aide d'une seule impulsion ie faisceau laser.
Dans une ou plusieurs formes de réalisation, te substrat est optiquement transparent.
Dans une ou plusieurs formes de réalisation, te premier réseau de microlentiltes est formé sur la première ou la deuxième face du subst at avant te marquage au iaser dans la pluralité de zones.
Dans une ou plusieurs formes de réalisation, le premier réseau de microlentilles est formé sur la première ou la deuxième face du subst* at oprès te marquage au laser dans te pluralité de zones.
Dans une ou plusieurs formes de réalisation, te premier réseau de microtentilles est formé sur la deuxième face du substrat.
Dans une ou plusieurs formes de réalisation, après que te marcuage a été effectué, un deuxième réseau de microlentilles est appliqué sur une face du substrat qui est opposée à celle du premier réseau de microlentilles, de telle sorte que te deuxième réseau de microlentiltes focalise la lumière sur les zones m arquées au laser.
Dans une ou plusieurs formes de réalisation, te masque est un ma? que 2D.
Un autre aspect de l'invention met à disposition un dispositif ie sécurité fabriqué selon un ou plusieurs des procédés décrits ci-dessus.
Brève description des dessins
Nous allons maintenant décrire des formes de réalisation de l'ii ver tion en nous référant aux dessins joints. On comprendra que les formes de réal sation sont données à titre d'illustration uniquement et que l'invention n'est pas lim tée à cette illustration. Dans les dessins :
la Figure 1 est une première forme de réalisation d'un dispositif je sécurité fabriqué selon la présente invention, dans lequel de multiples canaux d'image peuvent être vus par un utilisateur depuis différents angles de vue ;
les Figures 2 et 3 décrivent la manière dont un utilisateur peut voir les différents canaux d’image dans le dispositif de sécurité présenté sur la Figure 1 ;
la Figure 4 est un appareil d'ablation/marquage au laser utilisé pour la fabrication du dispositif de sécurité représenté sur les Figures 1 à 3 ;
tes Figures 5 et 6 sont des représentations schématiques de deux dispositifs de sécurité différents qui peuvent être formés par ablation au laser ;
les Figures 7 et 8 sont des représentations schématiques d'un dispositif de sécurité qui peut être formé par marquage au laser ; et la Figure 9 est une image grossie d'un motif qui peut être formé par ablation ou marquage dans une couche d’imagerie de l'un quelconque des dispositifs de sécurité représentés sur les Figures 1 à 3 et 5 à 8.
Description détaillée
Définitions
Document de sécurité ou Jeton d’authentification
Tels qu'utilisés ici, les termes document de sécurité” et jeton d’authentification (token) incluent tous les types de documents et jetons d’authentification de valeur et d'identification de documents incluant, mais sans y être limités, les documents suivants : éléments de monnaie tels que billets de banque et pièces, cartes de crédit, chèques, passeports, cartes d'identité, titres et certificats d'actions, permis de conduire, actes de propriété, documents de transport tels que billets d'avion ou de train, cartes et tickets d'entrée, certificats de naissance, de décès et de mariage, et relevés de notes.
L'invention s'applique en particulier, mais pas exclusivement, à des documents de sécurité ou jetons d’authentification tels que des billets de banque ou des documents d'identification tels que des cartes d'identité ou des passeports formés à partir d'un substrat sur lequel sont appliquées une ou plusieurs couches d'impression. Les réseaux de diffraction et dispositifs optiquement variables décrits dans te présent document peuvent également avoir une application dans d'autres produits, tels que les emballages.
Dispositif ou caractéristique de sécurité
Tel qu'utilisé ici, le terme dispositif ou caractéristique de sécurité inclut l'un quelconque d'un grand nombre de dispositifs, éléments ou caractéristiques de sécurité destinés à protéger te document de sécurité ou jeton d'authentification contre une contrefaçon, une copie, une altération ou une falsification. De ï dispositifs ou caractéristiques de sécurité peuvent être réalisés dans ou sur le substrat du document de sécurité ou dans ou sur une ou plusieurs couches appliq lées sur le substrat de base, et peuvent prendre une grande variété de formes, telles eue des fils de sécurité intégrés dans des couches du document de sécurité ; de: encres de sécurité telles que des encres fluorescentes, luminescentes et phosph descentes, des encres métalliques, des encres iridescentes, des encres photoc bromiques, thermochromiques, hydrochromiques ou piezochromiques ; des caractér stiques imprimées et gaufrées, incluant des structures en relief ; des couches d'in rerference ; des dispositifs à cristaux liquides ; des lentilles et structures lenticulaires ; des dispositifs optiquement variables (OVD) tels que des dispositifs diffractifs i icluant des réseaux de diffraction, des hologrammes, des éléments optiques diffractifc (DDE).
Substrat
Tel qu'utilisé ici, le terme substrat fait référence au matériau de base à partir duquel le document de sécurité ou jeton d’authentification est formé. Le matériau de base peut être du papier ou un autre matériau fibreux, tel que de la cedulose ; un matériau plastique ou polymère incluant, mais sans y être limité, le po ypropylène (PP), 1e polyéthylène (PE), le polycarbonate (PC), 1e polychlorure de vinyre (PVC), le polytéréphtalate d'éthylène (PET), 1e polypropylène à orientation biaxiale (3OPP) ; ou un matériau composite de deux matériaux ou plus tel qu'un stratifié de papier et d'au moins un matériau plastique, ou de deux matériaux polymères ou plus.
Fenêtres et demi-fenêtres transparentes
Tel qu'utilisé ici, le terme fenêtre fait référence à une zone tram parente ou translucide dans le document de sécurité par comparaison à la région substantiellement opaque sur laquelle l'impression est appliquée. La fenêtre peut être totalement transparente de façon qu'elle transmette la lumière substr ntie: llement sans modification, ou elle peut être en partie transparente ou partiellement translucide en permettant la transmission de la lumière mais sans permet re que des objets soient vus clairement à travers la zone de fenêtre.
Une zone de fenêtre peut être formée dans un document de sécurré polymère qui a au moins une couche de matériau polymère transparent et une eu plusieurs couches opacifiantes appliquées sur au moins une face d’un substrat polymère transparent, par le fait d'omettre au moins une couche opacifiante dans la région formant la zone de fenêtre. Si des couches opacifiantes sont appliquées sur les deux faces d’un substrat transparent, une fenêtre totalement transparente peut être formée par le fait d’omettre les couches opacifiantes sur les deux faces du substrat transparent dans la zone de fenêtre.
Une zone en partie transparente ou translucide, appelée ci-après demifenêtre, peut être formée dans un document de sécurité polymère qui a des couches opacifiantes sur les deux faces par le fait d'omettre les couches opacifiantes sur une seule face du document de sécurité dans la zone de fenêtre, de telle sorte que la demi-fenêtre ne soit pas totalement transparente, mais permette à une certaine quantité de lumière de traverser sans permettre que des objets soient vus clairement à travers la demi-fenêtre.
D'une autre manière, il est possible que les substrats soient formés à partir d'un matériau substantiellement opaque, tel que du papier ou un matériau fibreux, avec un insert en matériau plastique transparent inséré dans une découpe ou un évidement formé dans le substrat en papier ou fibreux pour former une zone de fenêtre transparente ou de demi-fenêtre translucide.
Couches opacifiantes
Une ou plusieurs couches opacifiantes peuvent être appliquées sur un substrat transparent pour augmenter l'opacité du document de sécurité. Une couche opacifiante est telle que LT < LO, où LO est la quantité de lumière incidente sur le document et LT est la quantité de lumière transmise à travers le document. Une couche opacifiante peut comprendre un ou plusieurs quelconque de divers revêtements opacifiants. Par exemple, les revêtements opacifiants peuvent comprendre un pigment, tel que du dioxyde de titane, dispersé dans un liant ou un support en matériau polymère réticulable activé par la chaleur. D'une autre manière, un substrat en matériau plastique transparent pourrait être pris en sandwich entre des couches opacifiantes en papier ou en un autre matériau partiellement ou substantiellement opaque sur lequel des marques peuvent ensuite être imprimées ou autrement appliquées.
Ablation
Dans le contexte de la présente demande, l'ablation d'un matériau est définie comme le retrait de ce matériau au point d'ablation. Plus précisément, le retrait du matériau dans sa totalité depuis la zone concernée, pour former des ouvertures dans la couche ablative, ou le retrait au moins partiel du matériau depuis la surface d'une couche.
Marquage au laser
Dans te contexte de la présente demande, te marquage au laser d'i n matériau est défini comme l'exposition du matériau à un rayonnement laser, résiliant en un changement de couleur ou d'autres changements visibles similaires sur la zone irradiée par le laser.
Dessins
Référons-nous maintenant à la Figure 1, qui présente une partie d'un d spositif de sécurité 2 ayant un substrat substantiellement transparent 4, un 'evétement ablatif opaque ou réfléchissant 6 sur une première face 8 du substrat 4 e un réseau de microlentilles 10 sur une deuxième face 12 du substrat 4. Le réseau de microlenfilles 10, qui est également connu sous te nom de réseau lenticjlahe, peut inclure des microtentilles asphériques ou asymétriques ou un mélange approprié des deux. Des microtentilles asphériques peuvent être utilisées pour mieux faire correspondre tes indices de réfraction du matériau des microlenfilles et eu substrat, s'ils sont différents, et aident à réduire les aberrations sphériques.
Des ouvertures 14 et 16 sont formées par ablation à partir du revêtement ablatif 8. Une personne regardant te dispositif de sécurité 2 sera capable de voir un changement dans tes caractéristiques optiques de la zone sur laquelle es disposé le réseau de microtentilles 10. En particulier, si une personne change l'< ngle selon lequel elle regarde le dispositif de sécurité 2, elle verra respectivement les zones 14 selon le premier angle θ et les zones 16 selon te deuxième angle φ. le cnoix de motifs différents pour chacune des ouvertures 14 et 16 permet de créer une image basculante. Plus précisément, lorsqu'on bascule ou qu'on fait tourner h document de sécurité, l'image visible permute entre les motifs ou images créés à chaque plage de vue.
Dans cet exemple, le dispositif de sécurité 2 comporte deux cana ix d'image, c'est-à-dire que deux images peuvent être vues depuis des angles de vue différents. On comprendra que des motifs d'ouvertures additionnels peuvent être formés par ablation à partir du revêtement ablatif 6 pour créer des canaux d'image i ddhionnels (images qui peuvent être vues depuis des angles de vue additionnels).
Référons-nous maintenant à la Figure 2, qui présente un document de sécurité 18 qui, dans ce cas, est un billet de banque et comprend te dispositif de sécurité 2 décrit en relation avec la Figure 1. Le document de sécurité 18 est vu selon un angle, par rapport à sa surface, égal environ au premier angle Θ, de sorte que les zones formées par ablation 14 sont visibles à travers le réseau de microlentilles 10, du fait qu’elles ne réfléchissent pas la lumière de la même manière que la couche ablative 8, montrant un motif représentant tes numéros “123,
La Figure 3 présente ensuite te même document de sécurité 18 vu selon le deuxième angle φ. Dans ce cas, ce sont les zones formées par ablation 16 qui sont visibles à travers te réseau de microlentiltes 10, montrant un motif représentant les numéros “456”.
Dans une forme de réalisation préférée, la couche ablative 8 réfléchit la lumière lorsqu'elle est vue à travers le réseau de microlentilles 10. De cette manière, les zones qui ont été soumises à une ablation ne réfléchissent pas la lumière, ce qui produit un contraste distinct lorsqu'une personne change d’angle de vue de façon que les microlentilles fassent le point sur les zones réfléchissantes et sur tes zones non-réfléchissantes.
La Figure 4 décrit un appareil d’ablation/marquage au laser 30 conçu pour fabriquer te document de sécurité 18 décrit sur les Figures 2 et 3. L’appareil 30 inclut un laser 32, un système de délivrance de faisceau 34 incluant des miroirs 36, 38, 40 et 42, un expanseur de faisceau 44 et un homogénéisateur 46. L’appareil 30 comprend en outre un masque diélectrique 48 ayant des caractéristiques de taille mioronique, ainsi que des optiques de projection 50 incluant, dans cet exemple, une lentille de transfert CaF2 à 9 éléments pour obtenir une réduction d’image. Un ordinateur 52 commande le fonctionnement du laser 32, et en utilisant le retour d’informations sur la vitesse surfacique et la position d’un rouleau 54 sur lequel passe une nappe de substrat 56, un ou plusieurs dispositifs de sécurité sont positionnés sur le trajet de la lumière laser 58. D’autres configurations sont également possibles, dans lesquelles la nappe ou feuille de substrat n'est pas en contact avec un rouleau pendant te marquage et/ou l'ablation.
A l’appareil d’ablation/marquage au laser 30 peut être intégré à un processus d’amenée de nappe ou feuille, tel qu’un processus d’impression pour la fabrication de documents de sécurité. Cela permet l’exécution d’un marquage au laser et/ou une ablation au laser en ligne avec un processus de fabrication de documents de sécurité. Dans un exemple de cette configuration, te laser peut être activé par l’ordinateur lorsque les zones de marquage au laser et/ou d'ablation au laser sont alignées avec une marque d'alignement sur la nappe ou feuille qui a été appliquée plus tôt dans te processus.
La Figure 5 décrit un dispositif de sécurité 70 qui peut être porté jar ou faire partie d'un document de sécurité, lui-même porté par te substrat en nappe 56.
Le substrat 72 du dispositif de sécurité 70 est revêtu d'une coud e 74 d'une encre pigmentée qui absorbe substantiellement la lumière laser, de prélérence une lumière laser UV, plus particulièrement une lumière laser UV de longueur d’onde 157 nm ou 193 nm ou 248 nm ou 308 nm.
De manière optionnelle, le substrat 72 est également revêti d’ jne ou plusieurs couches 76 et 78 d'encre pigmentée. Les couches ont chacune me couleur différente, se chevauchant ou non, qui absorbe substantiellement une lumière laser, de préférence une lumière laser UV, plus particulièrement une lumière I iser UV de longueur d’onde 157 nm ou 193 nm ou 248 nm ou 308 nm.
De manière optionnelle, une ou plusieurs des couches d’encre pigmentée 74, 76 et 78 peut faire partie d'une couche opacifiante ou d’une couche de dessin du document de sécurité.
Pendant la fabrication, le faisceau 58 de lumière laser, de préférence homogénéisé par l'intermédiaire d'un homogénéisateur 46 de façon i avoir une densité d'énergie spatiale substantiellement uniforme dans un plan perpe idic ulaire à la direction du faisceau, est dirigé à travers le masque 2D 48 qui comporte des parties transmettant la lumière laser correspondant à un motif d'imagerie souhaité devant être formé par ablation.
Après son passage à travers ledit masque 48, le faisceau laser 58 est dirigé à travers tes optiques de projection 50 pour former une image de masque focalisée sur la surface de la ou des couches d'encre pigmentée qui doit être soumise à une ablation, de préférence selon un angle d'incidence normal. Du fait que 11 ré solution de l'ablation au laser est très élevée (par exemple, dans le cas d'un système de projection de masque à laser UV, des caractéristiques aussi petites qui 2 microns peuvent être formées par ablation au laser), cela signifie qu'un grand nombre de canaux d’image peut être mis en œuvre dans le motif d'imagerie devan être formé par ablation.
De préférence, l'épaisseur de la ou des couches d'encre pigmentée est choisie de telle sorte qu'1 impulsion ou 1 tir de faisceau laser ait i ne densité d’énergie suffisante pour effectuer une ablation.
De préférence, les optiques de délivrance de faisceau depuis le mas que 48 sur l’encre pigmentée réduisent et focalisent l'image de masque sur l'encre pigmentée, de telle sorte que la densité d'énergie dans l'image de masque focalisée soit suffisante pour effectuer une ablation avec 1 impulsion ou 1 tir de faisceau laser.
De préférence, le substrat 72 est optiquement transparent, ce qui permet l'application de microlentilles 80 sur la face du substrat qui est opposée à celte du revêtement ablatif, soit avant, soit après l'étape d'ablation au laser.
De manière optionnelle, après que l'ablation au laser a été effectuée, un deuxième ensemble de microlentilles peut être appliqué sur la face du substrat qui est opposée à celte du premier ensemble de microlentilles, de telle sorte que le deuxième ensemble de microlentilles soit focalisé sur les zones formées par ablation au laser. Cette configuration produit des images à effet optique agrandi, qui peuvent être vues depuis les deux faces du dispositif de sécurité.
Si le substrat 72 permet substantiellement la transmission de lumière laser, le faisceau 58 peut optionnellement passer à travers te substrat 72, de telle sorte qu'il se focalise sur l'interface entre le substrat et l'encre pigmentée, c'est-à-dire que dans cette configuration, l’ablation est effectuée par le fait de diriger te faisceau de manière à le focaliser à travers le substrat sur l'envers de l'encre pigmentée.
Dans une variante représentée sur la Figure 6, un substrat 82 est constitué de matériaux non transparents, par exemple des matériaux opaques sur lesquels une couche 84 d'encre, et optionnellement une ou plusieurs autres couches, peuvent être imprimées puis directement soumises à une ablation au laser. Dans ce cas, les microlentilles 86 peuvent être appliquées par stratification ou une autre technique appropriée sur la couche d'imagerie soumise à ablation pour réaliser te dispositif de sécurité 88.
En plus de l’utilisation d'une ablation pour fabriquer un dispositif de sécurité, l'appareil 30 peut être utilisé pour fabriquer des dispositifs de sécurité par marquage au laser d'additifs absorbant la lumière laser, tels que du TiO2, situés à la surface ou dans une couche à l'intérieur d'un substrat. L'épaisseur de couche est de préférence inférieure à la profondeur de champ de la lumière laser focalisée, par exemple, jusqu'à 5-10 microns maximum. Des polymères ayant des couches de peau contenant des additifs absorbant la lumière laser, tels que du TiO2, peuvent également être utilisés. Des polymères transparents ou opaques peuvent être utilisés.
Pour garantir une résolution suffisante pour le marquage d’une imagerie à microlentilles pour des applications de billets de banque/documents de : éci rité, on préfère une lumière laser ayant une longueur d'onde de 1 micron ou moin:..
De préférence, des longueurs d'onde laser UV telles que 157nm ou 193 nm ou 248 nm ou 308 nm et des substrats ayant des additifs au ΠΟ2 et/o j ZnO sont utilisés.
Pendant la fabrication, le faisceau 58 de lumière laser, de préférence une lumière laser UV, est de préférence homogénéisé par l'intermédiaire de l'homogénéisateur 46 de façon qu’il ait une densité d'énergis spatiale substantiellement uniforme dans un plan perpendiculaire à la direction eu faisceau, et dirigé à travers le masque 2D 48 dans lequel les parties transmettan la lumière laser correspondent au motif d'imagerie souhaité qui doit être marqué sur e substrat.
Après son passage à travers ledit masque 48, le faisceau laser ei t dirigé par l'intermédiaire des optiques de projection 50 de façon à former une image de masque focalisée sur la surface 94 du substrat 92 qui doit être marquée, de préférence selon un angle d'incidence normal. Là encore, du fait que la résolution du marquage au laser est très élevée (par exemple, dans 1e cas d’un système de marquage de projection de masque à laser UV, des caractéristiques aussi petites que quelques microns peuvent être marquées au laser sur des couches de peau eu polymère chargées d'additifs au TiO2), cela signifie qu'un grand nombre de canaux d'image peut être mis en œuvre dans te motif d’imagerie à marquer.
De préférence, te pourcentage de charge en additifs absorbant la lumière laser est choisi de telle sorte qu'1 impulsion ou 1 tir de faisceau laser ait me densité d'énergie suffisante pour effectuer un changement local de contraste ou de couleur dans tes zones exposées au rayonnement laser.
De préférence, tes optiques de délivrance de faisceaux depuis le masque 48 sur la surface 94 du substrat ayant des additifs absorbant la lumière laser réduisent et focalisent l'image de masque sur la surface de telle sorte que la densi é d'énergie de l'image de masque focalisée soit suffisante pour créer une marque de contraste avec 1 impulsion ou 1 tir de faisceau laser.
De préférence, le substrat 92 ayant des additifs absorbant la lumière laser est substantiellement optiquement transparent, ce qui permet l’appi cation de microlentilles 96 sur la face opposée, soit avant soit après l’étape de mirgi age au laser.
Dans une première variante représentée sur la Figure 7, un crispe sitif de sécurité 100 comporte un substrat 102 dans lequel tes additifs absorbant la lumière laser se trouvent dans une couche de peau 104 au niveau d'une première face 106 du substrat 102.
D'une autre manière, tel que représenté sur la Figure 8, un dispositif de sécurité 110 peut comporter un substrat 112 dans lequel tes additifs absorbant la lumière laser se trouvent dans une couche 114 située en dessous de la surface 116 du substrat 112. Dans ce cas, la couche polymère entre la source laser et la couche 116 devrait transmettre la source laser.
Dans les variantes décrites sur tes Figures 7 et 8, des microlentiltes 108 et 118 sont respectivement appliquées sur les dispositifs de sécurité 100 et 110, soit avant, soit après l'étape de marquage au laser.
Optionnellement, après que le marquage au laser a été effectué, un deuxième ensemble de microlentiltes peut être appliqué sur la face du substrat qui est opposée à celle du premier ensemble de microlentiltes, de telle sorte que le deuxième ensemble de microlentilles soit focalisé sur tes zones marquées au laser. Cette configuration produit des images à effet optique agrandi, qui peuvent être vues depuis l'une ou l'autre face du dispositif de sécurité.
La Figure 9 décrit une image agrandie 120 d’icônes de la lettre A” formés par ablation au laser, ayant un pas de 50 microns (approprié pour un moiré de grossissement), approprié pour produire un effet optique de moiré de grossissement dans tes dispositifs de sécurité décrits ci-dessus. On comprendra que ce n'est qu'un exemple de motif qui peut être formé par ablation ou marqué de la manière décrite ci-dessus.
Des formes de réalisation de l'invention produisent un procédé plus simple et plus économique pour l'obtention de multiples canaux d’image par ablation et/ou marquage au laser dans un dispositif de sécurité à microlentiltes déjà existant.
Il est actuellement contre-intuitif de former une imagerie par ablation ou marquage sur un dispositif à base de lentilles sans focaliser la lumière laser à travers un réseau de microlentiltes faisant partie du dispositif de sécurité, du fait des présupposés de l'industrie concernant le fait que cette focalisation est nécessaire pour obtenir un alignement.
Cependant, si un processus rouieau-à-routeau (roll to roll) est utilisé pour créer tes lentilles et l'imagerie, il est simple d'obtenir un bon alignement angulaire, c'est-à-dire que l'obliquité entre tes lentilles et l'imagerie peut être étroitement contrôlée et peut être minimisée à un niveau acceptable. La tolérance d alignement de la position de l’imagerie créée au laser, par rapport au réseau de lentilles, dépendra principalement de la tolérance d'alignement des lentilles (le pos bonnement des optiques laser devrait être beaucoup plus constant et très précis).
Dans le processus de gaufrage souple utilisé par la demanderesse pour produire différents documents de sécurité, la position des lentil es variera typiquement de +/- 0,25 mm, ce qui est beaucoup plus grand que la taille typique d'une microlentille sur un billet de banque, de sorte qu'il ne sera en fait p as possible de contrôler l’alignement relatif en X-Y afin de garantir que le même canal d'image 10 soit projeté à un observateur selon un angle de vue donné (tandis que le procédé consistant à faire passer le laser à travers les lentilles pour créer l'imagerie produit un alignement très précis, c'est-à-dire que le canal d'image projeté à un observateur selon un angle de vue donné sera toujours le même, d’un billet de banque à un autre). Malgré cela, même si le canal d'image projeté selon un angle donné varie 15 d’un billet de banque à un autre, ce n'est pas nécessairement un problè me du fait que l'utilisateur percevra encore globalement que le dessin d'image projeté est la même image d'un billet de banque à un autre.

Claims (31)

  1. REVENDICATIONS
    1. Procédé de fabrication d'un dispositif de sécurité, comprenant :
    la fourniture d'un substrat ayant une première et une deuxième face ; l’application d'un revêtement ablatif sur la première face du substrat ;
    l’envoi d’une lumière laser à travers un masque comportant des parties transmettant la lumière laser correspondant à un motif d’imagerie souhaité devant être formé par ablation à partir du revêtement ablatif ;
    la focalisation de la lumière laser transmise à travers le masque par l'intermédiaire d'optiques de projection, pour former une image de masque focalisée sur le revêtement ablatif, sans passer à travers un premier réseau de microlentilles faisant partie du dispositif de sécurité, ce qui résulte en le retrait du revêtement ablatif dans une pluralité de zones pour créer de multiples motifs, chaque motif étant visible selon un angle ou une plage d’angles de vue particuliers à travers le premier réseau de microlentilles.
  2. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le revêtement ablatif comporte une première couche d'encre pigmentée qui absorbe substantiellement la lumière laser.
  3. 3. Procédé selon la revendication 2, dans lequel la première couche d'encre pigmentée absorbe substantiellement la lumière laser UV, incluant une ou plusieurs quelconque des lumières laser UV de longueurs d'onde 157 nm ou 193 nm ou 248 nm ou 266 nm ou 308 nm ou 355 nm.
  4. 4. Procédé selon l'une ou l'autre des revendications 2 et 3, dans lequel la première couche fait partie d'une couche opacifiante ou d'une couche de dessin d'un document de sécurité portant le dispositif de sécurité.
  5. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, dans lequel le revêtement ablatif comporte en outre au moins une deuxième couche d'encre pigmentée qui absorbe substantiellement la lumière laser, chacune de la première et de Tau moins une deuxième couches d'encre pigmentée ayant une couleur différente.
  6. 6. Procédé selon la revendication 5, dans lequel la deuxième couche d'encre pigmentée absorbe substantiellement la lumière laser UV, incluant une ou plusieurs quelconque des lumières laser UV de longueurs d'onde 157 nm ou 93 nm ou 248 nm ou 266 nm ou 308 nm ou 355 nm.
  7. 7. Procédé selon l'une ou l’autre des revendications 5 et 6, lorsqu’elles dépendent de la revendication 4, dans lequel l’au moins une deuxième couche fait partie de la couche opacifiante ou de la couche de dessin.
  8. 8. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel, avant son passage à travers le masque, la lumière laser est homogénéisée par l’intermédiaire d’un homogénéisateur de façon à avoir une densitî d'énergie spatiale substantiellement uniforme dans un plan perpendiculaire à la direction de la lumière laser incidente.
  9. 9. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'image de masque focalisée est envoyée sur le revêtement abla if selon un angle d'incidence normal.
  10. 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications précéde ntes, dans lequel l'épaisseur du revêtement ablatif est sélectionnée de telle sorte qu'une seule impulsion du faisceau laser ait une densité d'énergie suffisante pour ef ectuer une ablation.
  11. 11. Procédé selon l'une quelconque des revendications précéde ntes, dans lequel les optiques de projection réduisent et focalisent l'image de masque sur le revêtement ablatif de telle sorte que la densité d’énergie dans l'image le masque focalisée soit suffisante pour effectuer une ablation à l'aide d'une seule impulsion de faisceau laser.
  12. 12. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le substrat est optiquement transparent.
  13. 13. Procédé selon la revendication 12, dans lequel le premier réseau de microlentilles est formé sur la deuxième face du substrat avant te retrait du revêtement ablatif dans la pluralité de zones.
  14. 14. Procédé selon la revendication 12, dans lequel le premier réseau de microtentilles est formé sur la première face du substrat avant le retrait du revêtement ablatif dans la pluralité de zones, tes microlentilles ne recouvrant pas les zones devant être retirées par ablation.
  15. 15. Procédé selon la revendication 12, dans lequel le premier réseau de microlentiltes est formé sur la première ou la deuxième face du substrat après le retrait du revêtement ablatif dans la pluralité de zones.
  16. 16. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le substrat transmet substantiellement la lumière laser, et dans lequel la lumière laser passe à travers te substrat pour se focaliser sur te revêtement ablatif.
  17. 17. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel, après que l'ablation au laser a été effectuée, un deuxième réseau de microlentilles est appliqué sur une face du substrat qui est opposée à celle du premier réseau de microlentiltes, de telle sorte que te deuxième réseau de microlentilles focalise la lumière sur les zones soumises à une ablation au laser.
  18. 18. Procédé de fabrication d'un dispositif de sécurité, incluant :
    la fourniture d’un substrat ayant une première et une deuxième face, te substrat comportant des additifs absorbant la lumière laser au niveau d'une surface sur la première face du substrat, ou dans un plan situé en dessous de la surface ;
    l'envoi d'une lumière laser à travers un masque comportant des parties transmettant la lumière laser correspondant à un motif d'imagerie souhaité devant être marqué ;
    la focalisation de la lumière laser transmise à travers te masque par l’intermédiaire d'optiques de projection, pour former une image de masque focalisée sur la surface de la première face du substrat, ou sur un plan situé en dessous de la surface, sans passer à travers un premier réseau de microlentiltes faisant partie du dispositif de sécurité, ce qui résulte en te marquage de la surface sur te première face du substrat ou du plan situé en dessous de la surface dans une olur alité de zones pour créer de multiples motifs, chaque motif étant visible selon tn a igle ou une plage d’angles de vue particuliers à travers le réseau de microlentilles
  19. 19. Procédé selon la revendication 18, dans lequel les additifs absorbant la lumière laser se trouvent dans une couche de peau au niveau de la premi ère face du substrat ou dans une couche située en dessous de la surface du substrat.
  20. 20. Procédé selon l'une ou l’autre des revendications 18 et 19, dan s lequel les additifs absorbant la lumière laser absorbent substantiellement la lumière laser UV, incluant une ou plusieurs quelconque des lumières laser UV de longueurs d’onde 157 nm ou 193 nm ou 248 nm ou 266 nm ou 308 nm ou 355 nm, ou la lumière laser IR, incluant une ou plusieurs quelconque des longueurs d'onde 1060 nm ou 1364 nm ou 10,6 microns, ou la lumière laser visible incluant la lumière laser visible de longueur d'onde 532 nm.
  21. 21. Procédé selon l'une quelconque des revendications 18 à 20, dans lequel, avant son passage à travers le masque 2D, la lumière laser est homoge néisée par l'intermédiaire d'un homogénéisateur de façon à avoir une densité d'énerjie spatiale substantiellement uniforme dans un plan perpendiculaire à la direction de la iumière laser incidente.
  22. 22. Procédé selon l'une quelconque des revendications 18 à 21, dans lequel l’image de masque focalisée est envoyée sur la surface de la première face du matériau ou le plan situé en dessous de la surface selon un angle d'incidence normal.
  23. 23. Procédé selon l'une quelconque des revendications 18 à 22, dans lequel la charge en additifs absorbant la lumière laser est sélectionnée de telle s /srte qu'une seule impulsion du faisceau laser ait une densité d'énergie suffisante po ir effectuer un changement local de contraste ou de couleur dans les zones exoosées au rayonnement laser.
  24. 24. Procédé selon l'une quelconque des revendications 18 à 23, dans lequel tes optiques de projection réduisent et focalisent l'image de masque sur tes additifs absorbant 1a lumière laser de telle sorte que la densité d'énergie dans l'image de masque focalisée soit suffisante pour effectuer un changement local de contraste ou de couleur dans tes zones exposées au rayonnement laser à l'aide d’une seule 5 impulsion de faisceau laser.
  25. 25. Procédé selon l'une quelconque des revendications 18 à 24, dans lequel le substrat est optiquement transparent.
    10
  26. 26. Procédé selon la revendication 25, dans lequel le premier réseau de microtentilles est formé sur la première ou la deuxième face du substrat avant le marquage au laser dans la pluralité de zones.
  27. 27. Procédé selon la revendication 25, dans lequel te premier réseau de 15 microlentilies est formé sur la première ou la deuxième face du substrat après le marquage au laser dans la pluralité de zones.
  28. 28. Procédé selon l'une quelconque des revendications 18 à 25, dans lequel le premier réseau de microlentilies est formé sur la deuxième face du substrat.
  29. 29. Procédé selon l'une quelconque des revendications 18 à 28, dans lequel, après que le marquage a été effectué, un deuxième réseau de microlentiltes est appliqué sur une face du substrat qui est opposée à celle du premier réseau de microlentilies, de telle sorte que te deuxième réseau de microlentilies focalise 1a
    25 lumière sur les zones marquées au laser.
  30. 30. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel te masque est un masque 2D.
    30
  31. 31. Dispositif de sécurité fabriqué selon les revendications 1 à 17 et/ou les revendications 18 à 30.
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