Brevet FR2832355A1 — publié le 20030523

La présente invention concerne un procédé et un dispositif de fabrication d'une forme d'impression, notamment d'une forme d'impression en taille douce, que l'on efface après l'impression et que l'on peut réinscrire avec un nouveau contenu. Etat de la technique Les procédés connus selon l'état de la technique pour la fabrication de formes d'impression en taille douce consistent à graver des cavités dites cuvettes dans la matière de la forme d'impression en utilisant un ciseau en diamant. On connaît également des procédés de gravure utilisant un faisceau d'électrons ou un faisceau laser. Les cuvettes qui formeront chaque fois un point de trame sont de taille et de profondeur différente et ainsi dans la machine d'impression ces cuvettes se remplissent d'une quantité d'encre variable en fonction de leur volume. Lors de l'impression, chaque cuvette crée alors, sur la surface imprimée, un point de trame de taille différente. En taille douce, on utilise comme forme d'impression, normalement le cylindre d'impression ou cylindre de pression dont la surface est en cuivre. Dans cette surface on grave les cuvettes. Après leur fabrication, les cylindres d'impression sont montés dans une machine d'impression dans laquelle les cuvettes se remplissent d'encre et transfèrent cette encre sur le support d'impression au moment de l'opération d'impression. Pour la gravure des cuvettes, le ciseau en diamant coupe des cavités le long d'une ligne périphérique dans le cylindre d'impression, rotatif, pendant que le système de gravure se déplace dans la direction axiale le long du cylindre d'impression. Le mouvement de déplacement du ciseau en diamant est assuré par un système d'aimant à entraînement électromagnétique avec un induit oscillant portant solidairement le ciseau en diamant. Un tel système oscillant électromécanique ne peut pas travailler à une vitesse quelconque à cause des efforts nécessaires à la gravure des cuvettes. Pour augmenter encore plus la vitesse de gravure, dans les machines de gravure actuelles, on installe plusieurs tels systèmes de gravure les uns à côté des autres dans la direction axiale du cylindre d'impression. Lorsqu'on utilise plusieurs systèmes de gravure, on grave dans la surface du cylindre d'impression, simultanément, plusieurs bandes et chaque bande correspond par exemple à plusieurs pages d'impression. Lors de la gravure des cuvettes, le volume des cuvettes varie en fonction du contenu de l'image du modèle à imprimer ; la teinte res- pective du modèle doit être reproduite aussi fidèlement que possible par l'impression. Pour créer les volumes correspondants, on modifie la profondeur de pénétration du poinçon en diamant dans la surface de cuivre par la commande du système d'aimant ; la géométrie des cuvettes varie sensiblement entre un diamètre de 120 un pour une profondeur de 40 Vin et environ 30 fol de diamètre pour une profondeur de 3 Uni. Comme on ne dispose que d'une plage de variation très faible pour la profondeur de la cuvette, entre 40 pm et 3 mi, il faut commander avec une très grande précision la profondeur de pénétration du ciseau, pour permettre de reproduire la teinte souhaitée. Comme la géométrie de la cuvette à graver dépend directement de la forme du ciseau, il faut en outre que la géométrie du ciseau en diamant réponde à des prescriptions très strictes. De plus, le ciseau en diamant subit une usure car pour graver un grand cylindre d'impression il faut graver avec un même poinçon, environ 20 millions de cuvettes. Si pendant la gravure d'un cylindre d'impression, l'un des ciseaux en diamant se casse, l'ensemble du cylindre d'impression est inutilisable, ce qui se traduit, d'une part, par un dommage financier considérable, et, d'autre part, représente une perte de temps très importante car il faut graver un nouveau cylindre et repousser le début de l'impression, d'une heure. Les cuvettes à graver doivent être réparties suivant la trame d'impression à la surface de la forme d'impression ; pour chaque encre il faut fabriquer un cylindre d'impression séparé qui comporte une autre trame avec un angle différent et un intervalle de trame différent. Pour ces trames, il subsiste d'étroites entretoises entre les différentes cuvettes qui portent la racle lors de l'impression dans la machine d'impression, pour enlever l'encre en excédent après l'encrage. Du fait de la limitation selon laquelle les cuvettes ne peuvent être gravées que suivant une ligne périphérique, on a également une limitation de choix de l'angle de trame pour la trame. Pour la même raison, on ne peut générer des trames modulées en fréquence dont la taille et la position des cuvettes est répartie de façon aléatoire suivant la valeur de la teinte. De telles trames modulées en fréquence auraient l'avantage d'une meilleure qualité d'image car les détails pourraient être reproduits de manière plus précise et on éviterait l'effet de moiré entre les encres de base de l'impression. On utilise un cylindre en cuivre à cause de son temps d'utilisation long dans le procédé d'impression. Une durée d'utilisation longue est nécessaire dans le cas des éditions importantes, en particulier pour l'impression de magazines ou de produits d'emballage car au cours du procédé d'impression, la surface de la forme d'impression s'use. Après l'impression il faut poncer les cylindres d'impression gravés et les polir pour permettre de les utiliser pour une nouvelle tâche. Si la couche de cuivre qui subsiste est devenue trop mince, il faut déposer une nouvelle couche de cuivre par galvanisation. En résumé, la gravure électromécanique convient bien pour un cylindre d'impression en taille douce de grande qualité. Mais elle se traduit par une mise en oeuvre de travail et de temps importante et est dans ces conditions coûteuse. Le document DE-A-192 73 23 décrit une forme d'impression en taille douce simple à graver. Pour cela, on munit la surface de la forme d'impression d'abord de cuvettes ayant la profondeur maximale nécessaire et suivant la trame requise. Les cuvettes sont remplies d'une matière molle, durcissable, comme par exemple une matière thermoplastique que l'on fait ensuite durcir. Pour graver la forme d'impression, on la balaye avec une tache lumineuse créée par un laser et dont l'énergie est modulée en fonction de l'image à graver ; l'intensité et la vitesse de balayage du faisceau laser sont choisies pour ne pas agir sur le métal dans lequel est réalisée la forme d'impression mais pour que la matière de remplissage se décompose ou se vaporise jusqu'à une certaine profondeur dépendant de l'énergie du faisceau du laser créant la tache lumineuse. De cette manière, on réalise sur le cylindre d'impression une image de cuvette de profondeur variable analogue à ce que l'on obtient avec le procédé habituel. Le document DE-195 03 951 C2 décrit un procédé très voisin. Une forme d'impression en taille douce, brute, structurée au préalable, est remplie à une trame de base conçue pour la quantité maximale d'encre à transférer, au cours d'une première étape, en la remplissant avec une substance liquéfiée, par exemple une matière thermoplastique ou une cire. On obtient une surface essentiellement lisse pour la forme d'impression en taille douce. Puis on enlève la substance introduite en agissant avec de l'énergie thermique fournie par une installation de transmission de points images, en enlevant la matière des cavités en fonction de l'image. On peut alors encrer la forme d'impression en taille douce d'un système d'ancrage pour imprimer sur le support d'impression en procédant par impression en taille douce. Après l'opération d'impression, on régénère de nouveau la surface de la forme d'impression en taille douce en nettoyant la surface pour enlever les restes d'encre, on enlève la subs- tance liquéfiée des cavités préstructurées et on remplit de nouveau régulièrement les cavités. La formation de l'image sur la forme brute peut se faire, grâce à ce procédé, directement dans la machine d'impression. La forme d'impression à illustrer peut être effacée également de la même manière dans la machine d'impression et être préparée pour recevoir une nouvelle image. Le document DE 101 39 279. 6, non publié préalablement, décrit un procédé et un dispositif de fabrication d'une forme d'impression effaçable et réinscriptible ; selon ce procédé, on estampe dans le film réalisé dans un alliage à mémoire de forme, des cavités plastiques et on illustre le film ensuite avec une unité d'illustration en faisant agir la chaleur ; les cavités se reforment en partie par effet de mémoire de forme. On obtient ainsi des cavités de volume variable. On efface la forme d'impression en réalisant, par effet de la chaleur, la forme initiale lisse de la feuille, liée à l'effet de mémoire de forme. Ce procédé convient de façon remarquable pour réaliser des formes d'impression en taille douce et des formes d'impression en relief (typographie). Objet de l'invention La présente invention a pour but de simplifier le procédé de fabrication d'une forme d'impression effaçable et réinscriptible, de préférence d'une forme d'impression en taille douce, et de manière plus simple que dans les procédés et installations connus de l'état de la technique. A cet effet, l'invention concerne un procédé du type défini ci-dessus, caractérisé en ce que dans un film d'un alliage à mémoire de forme on imprime des cuvettes avec une unité d'estampage et on efface la forme d'impression en faisant agir la chaleur pour rétablir les cavités par effet de mémoire de forme. Si l'unité d'estampage comporte un ou plusieurs poinçons d'estampage avec lesquels on peut estamper les cavités, le poinçon d'estampage est entraîné par un moyen électromagnétique ou le poinçon d'estampage est entraîné par un moyen piézo-électrique, ou encore le poinçon d'estampage est entraîné par un moyen magnétostrictif. Selon d'autres caractéristiques avantageuses : - le film est appliqué sur une matière élastique ou le film est réalisé sous la forme d'une couche que l'on peut comprimer. De préférence le film est en un alliage titane-nickel. - la forme d'impression fabriquée est une forme d'impression en creux (typographie) ou la forme d'impression fabriquée est une forme d'impression en haut-relief. L'invention concerne également un dispositif pour la fabrication d'une forme d'impression effaçable et réinscriptible, caractérisé par un film formé d'un alliage à mémoire de forme, une unité d'impression pour imprimer une cavité dans le film et une unité d'extinction pour reformer des cavités par action de la chaleur en utilisant l'effet de mémoire de forme. De préférence le dispositif comporte une unité d'estampage ayant un ou plusieurs poinçons d'estampage. Selon d'autres caractéristiques du dispositif : - la source de chaleur comporte une unité d'extinction, le cylindre anta- goniste se trouve dans l'unité d'effacement, le cylindre de lissage est chauffé. Enfin, l'invention concerne une forme d'impression caractérisée par une matière élastique portant une matière de support et une feuille en une matière à mémoire de forme qui est placée sur la matière élastique. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide des dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 montre le schéma de principe du fonctionnement d'une forme d'impression réalisée selon l'invention, - la figure 2 montre un mode de réalisation pour la fabrication de la forme d'impression avec une unité d'estampage à canaux multiples, - la figure 3 montre la construction de la forme d'impression réalisée selon l'invention, - la figure 4 montre une variante de réalisation de la forme d'impression de l'invention, - la figure 5 montre une autre construction de la forme d'impression réalisée selon l'invention. Description d'exemples de réalisation La figure 1 montre le fonctionnement de principe de la forme d'impression selon l'invention appliqué à une machine d'impression en taille douce. La forme d'impression utilise le principe de fonctionnement d'un alliage à mémoire de forme comme le procédé décrit dans le document DE 101 39 279. 6 mais avec un autre procédé plus simple. La surface d'un cylindre d'impression 1 est revêtue d'un film 2 en un alliage à mémoire de forme. Un alliage à mémoire de forme utilisé fréquemment en technique contient sensiblement les mêmes parties de titane et de nickel et se trouve dans le commerce sous la marque Nitinol. Il existe également d'autres alliages à caractéristique de mémoire de forme, par exemple des alliages cuivre-zinc-aluminium ou cuivre-nickel-aluminium. Un alliage à mémoire de forme prend deux structures cristallines différentes en fonction de la température ; une structure martensitique douce pour une température faible, par exemple à la température ambiante, et une structure austénitique dure aux températures élevées. Pour de telles températures faibles, on peut déformer plastiquement l'alliage qui conserve la variation de forme. Si ensuite on chauffe l'alliage à une température élevée, la structure cristalline martensitique change et devient une structure austénitique. Ainsi, la variation plastique de forme revient d'elle-même et l'alliage reprend de nouveau sa forme initiale, c'est- à-dire que l'alliage se souvient de sa forme d'origine. Après refroidissement à la température faible, il conserve également sa forme d'origine jusqu'à une nouvelle déformation plastique. Cet effet de variation de forme, réversible, est utilisé dans le procédé selon l'invention. La forme d'origine du film 2 est lisse. Une unité d'estampage 3, mécanique, imprime dans le film 2, une structure de cavité étroitement rapprochée dont la profondeur et le diamètre dépendent du signal d'image. Pour cela, l'unité d'estampage 3 comporte un poinçon d'estampage 4 avec une pointe arrondie. Ce poinçon est commandé par le signal d'image pour pénétrer plus ou moins profondément dans la feuille. Le poinçon d'estampage 4 peut par exemple être entraîné par un système électromagnétique, un système piézo-électrique ou par un système magnétostrictif. Dans le cas le plus simple on utilise un système de gravure électromécanique jusqu'à ce que pour le procédé habituel de gravure on utilise une couche de cuivre, mais dans ce cas, à la place du ciseau en diamant on utilise un poinçon en cuivre 4 avec une pointe arrondie comme outil. De manière préférentielle, les cavités sont réparties selon un système de trame habituel convenant pour l'impression en taille douce et les cavités ont également les dimensions et les distances des cavités gravées sur un cylindre d'impression en taille douce, habituel. Pour accélérer le procédé d'estampage, l'unité d'estampage 3 est réalisée avantageusement selon une variante de façon à comporter plusieurs poinçons d'estampage 4 installés suivant une rangée et qui sont commandés indépendamment l'un de l'autre par plusieurs signaux d'image. La figure 2 montre une disposition possible d'une telle unité d'impression 3 en vue de dessus du cylindre d'impression 1. Une unité d'estampage 3 à canaux multiples qui travaille selon le principe de la tête d'impression d'une imprimante à aiguille, permet, pendant une rotation du cylindre d'impression 1, d'imprégner plusieurs pistes de cavités dans le film. L'opération d'estampage est accélérée d'un coefficient correspondant au nombre de poinçons d'estampage 4 dans l'unité d'estampage 3. Suivant une disposition alternative, l'unité d'estampage 3 peut être tournée de 90 , c'est-à-dire avec des poinçons d'estampage 4, et un déplacement axial le long du cylindre d'impression 1 comme dans une imprimante à aiguille. Lors de l'impression effectuée ensuite, comme pour l'impression en taille douce habituelle, on emploie les cavités avec l'encre d'impression d'un encrier 5. Avec une racle 6 on enlève la couleur en excédent et on transfère la couleur contenue dans les cavités sur le support d'impression 7. Les cuvettes estampées créées comme des cuvettes gravées, d'une forme d'impression en taille douce habituelle, forment sur le support d'impression 7, les pointes de trame dont la taille correspond à la quantité d'encre reçue par les cavités. Après l'impression on efface la forme d'impression en chauffant le film 2 de façon que par l'effet de mémoire de forme, il reprend partout sa forme initiale lisse. Pour l'effacement on utilise une source de chaleur 9 dont l'énergie est suffisante pour augmenter la température des feuilles 2,6 jusqu'au point d'inversion pour rétablir complètement la forme initiale. Pour assister l'opération d'effacement, on peut lisser la surface du film réchauffé 2 avec un cylindre de lissage 1. En variante, on peut également utiliser un cylindre de lissage 10 chauffé qui combine la fonction de chauffage jusqu'à la température d'inversion et celle de lissage. Ainsi, on peut commencer un nouveau cycle pour l'impression pas à pas des cavités, réaliser l'impression et effacer. La figure 3 montre un exemple de réalisation de la construction de la forme d'impression selon l'invention avec une coupe agrandie. Sur une matière de support 11 on a appliqué une couche d'une matière élastique 12, par exemple une couche de caoutchouc mince ou une matière plastique élastique. Par-dessus cette couche on applique le film 2 de l'alliage de forme que l'on imprime dans les cavités 13. La matière élastique 12 permet, d'une part, l'estampage des cavités 13, et, d'autre part, cette matière soutient par ses forces élastiques, le reformage des cavités 13. Selon une autre variante de réalisation, pour la construction de la forme d'impression selon l'invention, la feuille ou film 2 est une couche poreuse en matière à mémoire de forme. Cette matière se laisse comprimer pour l'estampage des cavités 13. Une telle couche poreuse peut être appliquée par exemple par voie galvanique sur la matière de support 11 ou encore être obtenue par dépôt à la vapeur. Dans ce mode de réalisation de la forme d'impression, les cavités 13 sont réalisées en partie par la combinaison de la couche de film poreux 2 et, d'autre part, par le débosselage de la couche de film 2 dans la matière élastique 12. Cela est représenté à la figure 4. Si la couche de film poreux 2 est suffisamment épaisse, les cavités 13 sont réalisées complètement par la compression du film 2 ; il n'est nécessaire d'aucune couche intermédiaire en matière élastique 12. Cela est représenté à la figure 5. Le procédé selon l'invention peut également s'utiliser pour la fabrication de forme d'impression en relief (typographie). Comme le montre la figure 3, lors de l'estampage des cavités 13 on peut non seulement modifier la profondeur mais également le diamètre des cavités. Cela signifie que les entretoises 14 situées entre les cavités seront d'autant plus larges. Si l'unité d'estampage 3 est commandée par des signaux d'image inversés et adaptés à la gradation, on peut réaliser la forme d'impression pour que la largeur des entretoises 14 reproduise le signal image. La forme d'impression ainsi obtenue est alors une forme d'impression effaçable et réinscriptible si l'on utilise les entretoises 14 comme points de pression et que la forme d'impression est utilisée dans une machine d'impression très rapide, ayant une conduite d'encre habituelle pour l'impression en relief. NOMENCLATURE 1 cylindre d'impression 2 film 3 unité d'estampage 4 poinçon d'estampage 5 encrier 6 racle 7 support d'impression 8 unité d'effacement 9 source de chaleur 10 cylindre de lissage 11 matière de support 12 matière élastique 13 cavité 14 entretoise REVENDICATION S 1 ) Procédé de fabrication d'une forme d'impression effaçable et réinscriptible, caractérisé en ce que dans un film (2) d'un alliage à mémoire de forme on imprime des cavi- tés (13) avec une unité d'estampage (3) et - on efface la forme d'impression en faisant agir la chaleur pour rétablir les cavités (12) par effet de mémoire de forme. 2 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'unité d'estampage (3) comporte un ou plusieurs poinçons d'estampage (4) avec lesquels on peut estamper les cavités (13). 3 ) Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le poinçon d'estampage (4) est entraîné par un moyen électromagnétique. 4 ) Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le poinçon d'estampage (4) est entraîné par un moyen piézo-électrique. 5 ) Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le poinçon d'estampage (4) est entraîné par un moyen magnétostrictif. 6 ) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le film (2) est appliqué sur une matière élastique (12). 7 ) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le film (2) est réalisé sous la forme d'une couche que l'on peut comprimer. 8 ) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le film (2) est en un alliage titane-nickel. 9 ) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la forme d'impression fabriquée est une forme d'impression en creux (typographie). 10 ) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la forme d'impression fabriquée est une forme d'impression en haut-relief. 11 ) Dispositif pour la fabrication d'une forme d'impression effaçable et réinscriptible, caractérisé par - un film (2) formé d'un alliage à mémoire de forme, - une unité d'impression (3) pour imprimer une cavité (13) dans le film (2) et - une unité d'extinction (8) pour reformer des cavités (13) par action de la chaleur en utilisant l'effet de mémoire de forme. 12 ) Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce qu' il comporte une unité d'estampage (3) ayant un ou plusieurs poinçons d'estampage (4). 13 ) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 11 et 12, caractérisé en ce qu' l'unité d'extinction (18) comporte une source de chaleur (9). 14 ) Dispositif selon l'une quelconque des revendications lia 13, caractérisé en ce qu' un cylindre antagoniste (10) se trouve dans une unité d'extinction (8). 15 ) Dispositif selon la revendication 14, caractérisé en ce que le cylindre antagoniste (10) est chauffé. 16 ) Dispositif selon l'une quelconque des revendications lia 15, caractérisé par l'intégration des unités pour fabriquer la forme d'impression dans une machine d'impression en taille douce. 17 ) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 11 à 15, caractérisé par l'intégration des unités de fabrication de la forme d'impression dans une machine d'impression en relief. 18 ) Forme d'impression, caractérisée par une matière élastique (12) portant une matière de support (11) et une feuille (2) en une matière à mémoire de forme qui est placée sur la matière élastique (12). 19 ) Forme d'impression selon la revendication 18, caractérisée en ce que le film (2) est une couche que l'on peut comprimer.