METHOD AND APPARATUS FOR MARKING FILMS

Abstract: 1. Process for marking, by means of continuous or broken lines, from 10 to 250 microns wide, films and photographic plates or cinematographic films comprising a base and a surface layer of coating according to which one removes the surface layer by means of radiation which is produced by a laser and which is capable of being absorbed by the surface layer and one displaces a beam from this radiation, the width of which is substantially equal to that of the line to be traced on the surface layer, at a speed whereby the ratio between the speed of the displacement of the beam, v, expressed in cm/s and the corresponding radiation lever expressed in terms of the power of the radiation fluxw reaching the surface layer, P, expressed in watts, is given by the formula : v/P = K.e**-l/400 where K equals 4.1(+- 40 %) and l represents the width of the line expressed in microns.

Description: Films Tnargués, procédé et appareil pour le marquage des films. La présente invention concerne un procédé et un appareil pour la gravure (appelée ici marquage) de matériaux multiccuches, plus particulièreent de films photographiques ou cinmatographiques. Elle concerne également les films gravés (appelés ici films marqués) selon le procédé. Pour marquer les films photographiques ou cinnatographiques, notamment en vue de leur sous-titrage, on attaque chimiquement les colorants contenus dans l'émulsion du film développé, en veillant à ne pas attaquer le support cellulosique. Ce procédé est long et nécessite un grand nombre de manipulations complexes ainsi que l'amploi de nombreux produits chimiques. De ce fait, son automatisation est malaisée et son exploitation nécessite des précautions particulières pour éviter des phénomènes de pollution ce qui rend le procédé fort ccGteux. Dans le brevet français, 71.36412 (publication 2111201) on a proposé des mOyens d'enregistrement d'images particuliers qui sont constitués d'un support en verre revetu d'une couche de noir de fumée dispersé dans de la nitrocellulose contenant un plastifiant et qui sont susceptibles d'etre marqués par destruction de la couche adhérente au moyen d'un rayonnement de forte intensité produit par laser. Dans ce procédé, le support n est pas sensible à la chaleart de sorte que la vitesse de marquage et l'inten sité du rayonnement ne sont pas critiques. Le support ne convient pas pour la fabrication de films cinématographiques et l'image enregistrée est nécessairement en noir et blanc. On a par ailleurs proposé dans le brevet européen 36680 de marquer des objets en revêtant leur surface au moyen d'une résine synthétique, telle que le polypropylène, chargée en un colorant à base de silicium (bleu d'ou- tremer) et en exposant la surf ace à 1 'irradiation par un rayonnement produit par laser après l'avoir protégée par un masque dans lequel on a de coupé la forme de l'image à reproduire. On observe ainsi la formation d'une marque dont la couleur contraste avec la couleur de fond de la résine et qui est identifiée par observation directe. Le colorant n'est pas nécessai- rement transformé sur toute l'épaisseur du revêtement et les traits ne sont pas d'une précision et d'une regularité parfaites. Ce mode de marquage ne convient pas de ce fait pour les films cinnatographiques ou photographi- pour lesquels il est essentiel de modifier la couche d'émulsion sunueute sa profondeur, et d'avoir des traits extrêmement précis et réguliers, étant donné les agrandissements auxquels les Images auront soumises. La présente invention vise à résoudre les problèmes renccntrés lors du marquage des matériaux multioouches tels que les films photographiques ou cinématographiques selon les procédés connus. Elle vise à fournir un procédé qui Fermette de transformer la couche de revétement, ou émulsion, sur toute son épaisseur, qui n'attaque pas le support, qui ne nécessite pas le balayage canplet de la surface du film, qui ne nécessite pas l'emploi de masques dans lesquels est découpée la marque à reproduire et qui donne des images précises et régulières. te procédé permet de marquer le maté- riau au moyen de traits bordés de part et d'autre par un lisere' noir. La présente invention consiste en un procédé pour le marquage, au moyen de traits continus ou discontinus de 10 à 250 microns de largeur, de matériaux multicouches comprenant un support et une couche superficielle de revêtement, selon lequel on irradie la couche superficielle au moyen d'un rayonnement produit par laser et pouvant être absorbé par la couche superfi- cielle, t on déplace un faisceau de ce rayonnement de largeur sensiblerent égale à celle du trait à tracer sur la couche superficielle avec une vitesse telle que le rapport entre la vitesse de déplaceeent du faisceau, v, exprimée en cm/s et l'intensité duj rayonnement correspondante exprimée sous la forme de la puissance du flux de rayonnement atteignant la couche superficielle, P, exprimée en watts, est donnée par la relation: = k . e -#/400 (I) où k K vaut 4,1 (+ 40%), et # représente la largeur du trait exprimée en mi Le procédé selon l'invention convient particulièrement bien pour marquer des matériaux multicouches au moyen de traits d'une larrueur de 20 à 220 micrans, Il peut convenir pour marquer des matériaux multicouches au moyen de traits de largeur constante ou variable. Il convient particulié- rement bien pour l'écriture sur les matériaux multicouches. Pendant l'écriture, on maintien de manière avantageuse le rapport v/P quasi constant pour une largeur de trait prédéterminée constante. Dans oe cas, les fluctuations du rapport v/P maximm admises sont de 5 %. Dans le cas où la puissance du flux de rayonnement varie, la puis- sanie à considérer est la puissance moyenne dans l'intervalle de temps # t telle que définie par la relation EMI2.1 ça Pi représente les valeurs instantanées de la puissance et #t est l'inter valle d'intégraticn, dont la valeur est comprise entre le temps que met le faisceau pour parcourir une distance égale a la largeur du trait (htrax) et 0,25 fois ce temps (t = 0,25. #tmax). Par vitesse, on entend désigner la vitesse moenne dans l'intervalle de temps #t at telle que définie par la relation EMI3.1 vx = dXP/dt et vy = dYP/dt Xp et Yp représentant respectivement l'abscisse et l'ordonnée du point d'impact du faisceau sur le matériau multicouche selon un système de coordonnées rectangulaires à deux dirnensions(X,Y) dans un plan confondu avec la couche superficielle du matériau. Le rayonnement utilisé pour la réalisation du procédé selon l'invention peut entre produit par divers types de lasers connus par eux-memes. En général, on utilise un rayonnement de longueur d'onde compriée entre 350 et 800 nm et de préférence entre 400 et 700 nm. Les meilleurs résultats ont été obtenus avec un rayonnement de 450 a 520 rpn. Le rayonnemsnt peut entre monochromatique ou polychrcmatique. La puissance du flux de rayonnement peut varier dans de larges limites; elle est en général telle que la puissance au niveau de la couche superficielle est de 0,1 à 200 watts et de préférence de 0,5 a 100 watts. Les lasers utilisés fonctionnent en mode continu ou quasi continu; on entend par la que les émissions lumineuses sont pulsees a haute fréquence, de préférence a plus de 50 kHz. De bons rssultats ont été obtenus avec un laSer à argon ionisé. La largeur du faisceau du rayon laser au niveau de la couche superficielle est sensiblement égale à celle du trait à tracer, en général à moins de 20% près.. Par matériaux multicouches selon l'invention, on entend désigner des matériaux contenant un support revêtu d'une couche superficielle qui contient des polymères organiques et des colorants. Le support peut être transparent ou translucide; il est de préférence transparent. Il peut etre réalisé en un matériau inorganique tel que le verre ou en un matériau organique. L'épaisseur du support n'est pas critique; le plus souvent elle est de 0,01 à 10mm. La couche superficielle a en général une épaisseur de 1 a 100 microns et le plus souvent de 5 a 50 microns. L'épaisseur de la couche superficielle est de préférence constante dans la zone irradiée. De procédé selon l'invention convient bien pour marquer des matériaux malticouches dans lesquels on désire laisser le support intact et marquer la couche superficielle sur toute son épaisseur en la vaporisant. Le procédé selon l'invention convient particulièreent bien pour le marquage de films photographiques ou cinématographiques développés et notam- ment pour leur scus-titrage. Dans ce cas, le liseré noir caractéristique de ce type de marquage améliore la lisibilité et ce, particulièrement lors de l'écriture dans des zones claires de l'image. Ces films comprennent un support qui est en général à base d'un dérivé cellulosique tel que le triccétate de cellulose ou à base d'un polymère syntbétique tel qu'un polyester et une couche superficielle qui est une "émulsion" photographique développée. L'"émulsion" contient en général un dispersant tel que la gélatine, des colorants et divers additifs qui Peeeent être choisis notamment parmi les coulants chromogères, les agents durcisseurs, les agents mouillants et les agents antimoisissures. le marquage du matériau multicouche selon l'invention peut se faire dans diverses conditions. On peut opérer sous des pressions absolues variables, en général de 10-4 à 2 kg/cm2 et le plus souvent de 10-3 à 1,5 kg/cm2. On peut cadrer en présence de différents gaz tels que l'air, l'oxygène ou les gaz inertes comme l'azote ou les gaz rares. le matériau multicouche peut être prSchauffé à différentes températures, En général, la température du matériau multicouche soumis au marquage est de O à 2000C. De manière avantageuse, elle est de O à 150 C. Des modes particuliers de réalisations du procédé selon l'invention sont représentés aux figures 1 et 2 des dessins en annexe. A la figure 1, la source laser 1 émet un rayon visible monchromati- que 2. Un sysbbme de modulation 4 permet la modulation en continu de l'intensité du rayonnement sur la couche superficielle et son extinction. Divers systànes de modulation peuvent être utilisés à cet usage, tels que des modulateurs acousto-optiques, des modulateurs électro-optiques. De bons résultats ont été obtenus avec des modulateurs acousto-optiques. Entre la source laser 1 et le systbme de modulation 4, on peut facultativement disposer sur le trajet du rayonnement un séparateur de faisceau qui dévie une fraction de faisceau vers un appareil de mesure de manière à pouvoir contrôler en permanence l'intensité du rayonnement produit par laser. Un diaphragme facultatif 5 permet de sélectionner une partie du faisceau à la sortie du système de modulation 4. Un système de focalisation optique 7 est disposé à une distance du film à marquer telle qu'il soit légèrement défocalisé, la défocalisation étant fonction de la largeur du trait désirée. Un miroir facultatif 9 permet d'orients le faisceau avant de l'en- voyer dans un dispositif de déviation (10,11) qui permet la déviation du faisceau sur le film 12 selon deux axes en général perpendioulaires X et Y. Divers dispositifs de déviation appelés ci-après "scanners peuvent etre utilisés à cette fin, tels que des systèmes galvananétriques à miroirs, des systèmes acousto-optiques, ou des sytèmes électro-optiques. De bons résultats ont été obtenus avec des systèmes galvanométriques à miroirs. Le scanner est disposé de préférence de manière à ce que I 'incidence du faisceau sur le film 12 soit quasi normale. Lorsque le scanner a un temps de réponse assez long, c' est-à-dire lorsque la déviation du faisceau n'est pas simultanée par rapport au signal de catiaode de cette déviation, le scanner peut canporter deux systèmes asservis de position pourvus de capteurs de position. Les signaux provenant de ces capteurs de position permettent à l'intervention d'un calculateur de varier l'intensité du rayonnement à la sortie du systbme de modulation 4 de manière à obtenir l'intensité du rayonnement sur le film correspondant à la vitesse de déplacement du faisceau sur le film comme définie à la relation (I) ci-avant. D'antres moyens équivalents peuvent être utilisés. Lorsque le scanner a un temps de réponse très court, c'est-a-dire lorsque la déviation du faisceau est quasi instantanée par rapport au signal de commande, il n'est pas nécessaire de prévoir des moyens particuliers supplémentaires pour mesurer la vitesse d'écriture, celle-ci étant directement fonction de la vitesse calcule à partir des signaux de ctde. Le système de focalisation 7 peut être disposé entre le système de modulation 4 et le dispositif de déviation tlO,ll) ou entre ce dernier et le film 12. La figure 2 représente un mode particulier de réalisation du procédé selon l'invention,qui convient particulièrement bien pour le marquage au moyen de rayonnements polychranatiques produits par laser. Ce mode de ra1i- sation est voisin de celui représenté à la figure l, à quelques détails op6- ratoires près. Un systbme de focalisation Optique 3 est disposé sur le faisceau issu de la source laser entre celle-ci et le centre du système de modulation 4, à une distance de ce dernier égale à la distance focale du systbme de focalisation 3. Un deuxième système de focalisation optique 6 est disposé à la sortie du système de modulation 4 après le diaphragme 5 de manière à ce que son foyer se trouve au centre du système de modulation 4 . Un diaphramme 8 peut facultativement être disposé sur le faisceau qui a traversé le troisième système de focalisation Optique 7. Dans les divers modes de réalisation du procédé selon l'inventicn, on peut utiliser edivers systèmes de focalisation optique connus par eux-mêmes. De bons résultats ait été obtenus avec des lentilles optiques convergentes. La figure 3 représente l'évolution du rapport vitesse d'écriture (cm/s) - sur puissance du flux de rayonnement atteignant la couche superficielle (watt) en fonction de la largeur de trait (micron). La droite en trait plein est la valeur moyenne donnée par la relation (I) et les deux droites en traits pointillés représentent les valeurs limites. L'invention concerne également un appareillage convenant pour le marquage de matériaux multicouches comprenant un support et un support et une couche superficielle de revêtement au mayen de traits continus ou discontinus par irradiation au moyen d'un rayonnement produit par laser comportant a) une source laser produisant un rayonnement de longueur d'onde telle qu'il puisse être absorbé par la couche superficielle, b) un système de modulation qui permet la modulation en continu de l'inten sité du rayonnement et son extinction, c) un système de focalisation Optique disposé à une distance du matériau malticouche à marquer telle que ce dernier soit légèrement dé focalisé de manière à ce que la zone irradiée ait une largeur de 10 à 250 microns, d) un dispositif de déviation permettant la déviation du faisceau de rayon nement sur le matériau multicouche selon au moins deux axes, e) des mayens pour mesurer la vitesse de déplacement du faisceau de rayonne- ment sur le matériau multiccuche f) un bloc ccuportant un calculateur commandant le système de modulation b) de manière à adapter I 'intensité du rayonnement sur le matériau multi couche à la vitesse de déplacement du faisceau sur le matériau multicouche mesurée par les mayens e) et, g) des moyens pour orianter le faisoeau de rayonnement quasi perpendiculai rement à la surface du matériau multicouche à marquer sur les zones à marquer. Le bloc f) contrôle à tout instant l'intensité du rayonnement sur le matériau multicouche via le système de modulation b), de manière à assurer un rapport intensité du rayonnement sur vitesse de déplacement du faisceau sur la couche superficielle (ou vitesse d'écriture) constant pour une largeur de trait fixée. Il peut comporter divers calculateurs connus par eux-mêmes. On peut ainsi utiliser un système analogique, digital, ou une cabiaison de ces deux techniques. A tout moment, le bloc f) est informe des déviations du faisceau selon deux axes (X et Y), imposées par le dispositif de déviation d). Exemple Les essais ont été réalisés dans un appareil tel que celui représente à la figure 2. On a utilisé carme source de rayonnement un laser à argon ionisé fonctionnant en polychronie . le système de modulation 4 utilisé est un flulateur acousto-optique. En 3 et 6, on a placé des lentilles convergentes ayant une distance focale de 20 cm et 30 cm respectivement. En 7, on a disposé une lentille de focalisation de 18 cm de distance focale. La lentille est placée sur le faisceau à une distance du film telle qu'elle soit légèrement défocalisée par rapport au film de manière à avoir la largeur de trait souhaitée. On a ainsi tracé un trait de 175 microns en utilisant une vitesse d'écriture de 5,4 cm/s et en ajustant la plissance au niveau du film à 2,14 watt; un trait de 80 microns a été tracé avec une vitesse d'écriture de 7,85 cm /s et une puissance au niveau du film de 2,29 watts; un trait de 64 microns a été tracé avec une vitesse d'écriture de 15,3 cm /s et une puissance au niveau du film de 4,20 watts.

Claims: REVEND ICAT IONS 1. Procédé pour le marquage au moyen de traits continus ou discontinus, de 10 à 250 microns de largeur, de matériaux multiccuches comprenant un sup- port et une couche superficielle de revêtement, caractérisé en ce. qu'on irradie la couche superficielle au mayen d'un rayonnement produit par laser et pouvant être absorbé par la couche superficielle et on déplace un faisceau de ce rayonnement de largeur sensi blement égale à celle du trait à tracer sur la couche superficielle avec une vitesse telle que le rapport entre la vitesse de déplacement du faisceau,v, exprimée en cm/s et l'intensité du rayonnement correspondant exprimée sous la forme de la puissance ce du flux de rayonnement atteignant la couche superficielle,P, exprimée en watts, est donné par la relation v/P = k. e-#/400 où K vaut 4,1(#40%), et # représente la largeur du trait exprimée en microns. 2. Procédez selon la revendication I, caractérisé en ce qu'il est appliqué au marquage de films photographiques ou cinnatographiques. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le rayoene- mant produit par laser a une longueur d'onde de 400 à 700 nm. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la puissance du flux de rayonnement atteignant la couche superfi- ci elle est de 0,1 à 200 watts. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4,caractérisé en ce qu'il est appliqué au marquage de matériaux dont la couche superficielle a une épaisseur de 1 à 100 microns. 6; Procédé selon lune quelconque des revendications 1 à 5 caractérisé en ce qu'il est appliqué au marquage au moyen de traits de 20 à 220 microns de largeur. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le matériau multicouche est préchauffé à une tempFrature de O à 2000C avant le marquage. 8. Films marqués obtenus selon l'une quelconque des revendications 2 à 7. 9. Appareil pour le marquage de matériaux multicouches conformément à l'une quelconque des revendications 1 à 7, comprenant un support et une couche superficielle de revétement, au moyen de traits continus ou discontinus par irradiation au mayen d'un rayonnement produit par laser, caractérisé en ce qu'il ccmprend: : a) une source laser produisant un rayonnement de longueur d'onde telle qu'il puisse être absorbé par la couche superficielle, b) un système de modulation qui permet la modulation en continu de l'intensité du raycnnemeat et son extinction, c) un systse de focalisation optique disposé à une distance du matériau multicouche à marquer telle que ce dernier soit légèrement défocalisé de manière à ce que la zone irradiée ait une largeur de 10 à 250 microns, d) un dispositif de déviation permettant la déviation du faisceau de rayonnement sur le matériau multicouche selon au moins deux axes e) des mayens pour mesurer la vitesse de déplacement du faisceau de rayonnement sur le matériau <RTI ID=9.14> multicouche, f) un bloc comportant un calculateur commandant le système de modulation b) de manière à adapter l'intensité du rayonnement sur le matériau multioouche à la vitesse de déplaoeent du faisceau sur le matériau multicouche mesurée par les moyens e) et g) des mayens pour orienter le faisceau de rayonnement quasi perpendi- culairement à la surface du matériau multicouche à marquer sur les zones à marquer.

Inventors: CARELS, RAYMOND
Applicants: CINEMA MAGNETIQUE COMMUNICATION (C.M.C.)
Application year: 1986
Main classification: B23K26
IPC codes: B23K26, G03C11