Brevet FR2088159A1 — publié le 19720107

i 2088159 Parmi les besoins toujours plus étendus auxquels doit répondre la reproduction figure la reproduction d'originaux à teinte continue c'est à dire d'originaux photographiques de modelé continuement variable. Ce problème a été résolu dans le domaine de l'impression par l'em 5 ploi d'une trame, en projetant une image de l'original sur une pellicule photographique à travers un réseau à mailles très fines. L'image projetée est constituée de points dont la taille varie avec la densité de teinte de l'original et offre à l'œil de façon satisfaisante l'illusion d'une teinte continue : c'est cette image ponctuelle qui sert ensuite de matrice d'impres-10 sion. L'emploi d'une trame implique donc l'usage de procédés de reproduc tion photosensibles. Or, dans le domaine qui s'étend chaque jour d'avantage, des procédés de reproduction non photosensibles, de la reproduction photoélectrique en particulier, la reproduction des originaux à teinte con-15 tinue n'a pas été résolue de. façon satisfaisante. Elle nécessite la superpo sition de moyens de natures différentes ce qui entraine un équipement cou teux et un allongement de la durée de reproduction qui n'est guère compatible avec les nécessités modernes. La présente invention a pour objet une combinaison de moyens con-20 nus qui permet de reproduire, sur des surfaces non photosensibles, très fidèlement et en un temps extrêmement court, des originaux à teinte continue. Elle permet d'en obtenir des reproductions directes ou inversées, positives ou négatives. EJle offre la possibilité de transférer l'image produite, autant de fois qu'on le veut, sur un support de nature quelconque. 25 Elle permet d'obtenir un agrandissement ou une réduction de l'original. Elle permet également d'obtenir des reproductions en couleurs d'images colorées. Le procédé de reproduction qui fait l'objet de la présente invention consiste à éclairer un original, à enregistrer les variations de densité lu 30 mineuse de l'original point par point, à les traduire en variations analogiques de potentiel produisant des champs électriques de densité variable, à déposer des charges électriques sur un support approprié, selon des surfaces ponctuelles de superficie proportionnelle aux champs électriques produits, et à rendre visibles les charges électriques ainsi déposées. 35 Le procédé de reproduction qui vient d'être défini est susceptible d'un grand nombre de formes de réalisation qui font appel pour chacun de ces éléments, aux techniques connues qui offrent les meilleurs solutions pour résoudre les problèmes d'application qui se posent dans la pra tique. Il est donc évident que les moyens de réalisation qui seront décrits 40 &i-après ne limitent pas l'invention et que tous autres moyens de réalisa 70 18901 2 2088159 tion connus peuvent leur être substitués. La réalisation de l'invention suppose des moyens pour éclairer l'original et enregistrer les variations de densité lumineuse de celui-ci ; elle suppose des moyens pour traduire ces variations de densité lumineuse 5 en variations analogiques de potentiel ; elle suppose des moyens pour déposer sur un support des charges électriques ponctuelles proportionnellement aux variations de champ électrique résultant des variations de potentiel. Elles supposent enfin des moyens pour rendre ces charges visibles de façon à constituer des images propres à l'application qui doit en être faite, 10 Avant d'examiner en détail les moyens de réalisation de ces divers éléments, il convient de déterminer les supports sur lesquels peuvent être produites, conformément à l'invention, les images latentes formées de charges électriques ponctuelles. Il s'agit en l'occurrence de surfaces diélectriques constituées par un matériau conducteur revêtu d'une couche élec 15 triquement isolante. De tels supports sont bien connus. Le matériau conducteur peut être par exemple métallique. Il peut être également constitué par du papier dont on améliore de préférence la conductivité par l'incorpo ration d'additifs constitués de conducteurs électrolytiques. Ce matériau conducteur est revêtu soit directement, soit sur une couche intermédiaire de 20 séparation, d'une couche diélectrique mince constituée en général par un vernis isolant à base par exemple de pliolithe ou de toute autre résine appropriée. Tous les supports diélectriques peuvent être utilisés dans le cadre de l'invention pour l'application de laquelle on recherchera de préférence des supports à couche diélectrique de permittivité élevée, de façon à 25 permettre d'y déposer des charges électriques ponctuelles de surface aussi réduite que possible. On obtient actuellement des surfaces dont la structure chimique de la couche diélectrique permet de retenir des charges extre mement fines, charges qui ne s'écoulent pas de proche en proche et qui peuvent être déposées dans des temps infiniment courts voisins de la micro 30 seconde. Il existe un grand nombre de moyens connus pour éclairer l'original et enregistrer les variations de densité lumineuse de celui-ci, soit en le balayant en lignes et en colonnes par un moyen optique connu quelconque, au moyen d'un spot lumineux dont la réflexion est lue par un capteur 35 photoélectrique et transformée en signaux analogiques de variations de potentiel, soit en déplaçant le document devant un système optique fixe. Un autre moyen connu, qui peut être utilisé dans le cadre de la présente invention, consiste à former une image totale du document sur des tubes de prises de vues du type de ceux qui sont utilisés en télévision, tels que par 40 exemple ceux qui sont connus sous le nom de "vidicons" ou de "orthicons" 70 18901 3 2088159 qui sont balayés électroniquement ligne à ligne de façon à donner naissance à un courant proportionnel à l'éclairement. Le balayage peut également être effectué au moyen de rayons laser qui offrent, entre autres, l'avantage de fournir des faisceaux pratiquement parallèles et de permettre une 5 rapidité extrême de balayage à une cadence pouvant atteindre un million de points à la seconde. Quelque soit le système employé, on utilisera des choppers, dispositifs actionnés électroniquement de façon à provoquer des interruptions successives de courant à cadence très élevée, en sorte que leur emploi 10 permet d'enregistrer une succession de points d'espacement inférieur à celui que permet d'apprécier l'acuité visuelle. Selon une disposition particulière de l'invention, illustrée schémati-quement par la figure ci-jointe et qui en permet une réalisation relativement peu onéreuse, on procède au balayage ligne à ligne de l'original en 15 envoyant un faisceau de lumière collimatée C, c'est à dire formé de rayons pratiquement parallèles sur une lame L partiellement réfléchissante, qu'il traverse, puis sur un miroir tournant M qui le dirige vers le document D à reproduire. Le miroir M qui peut être plan ou concave est disposé en sorte de balayer le document D, ligne à ligne, à la vitesse vou-20 lue, par des moyens connus, non représentés, qui sortent du domaine de l'invention. Le faisceau lumineux renvoyé par M sur D avec une ouverture qu' on peut rendre aussi faible que possible en augmentant la distance optique qui sépare le miroir M du document D, frappe celui-ci au point B à un 25 instant donné. L'élément de surface de D qui reçoit la lumière réfléchit celle-ci dans toutes les directions et notamment dans la direction EJ, J étant le point du miroir tournant qui avait été frappé par le faisceau incident ; le miroir M réfléchit le faisceau de retour en K sur la lame L. En ce point, le faisceau se partage en deux directions l'une poursuivant son 30 trajet en traversant sans dévier la lame L dans la direction KC, l'autre réfléchie dans la direction KF par la lame L partiellement réfléchissante. La lame L étant fixe, de même que le faisceau C qui frappe la lame en K et le miroir M en J ; la direction KF est fixe et l'on peut disposér sur le trajet KF un dispositif optique, par exemple afocal, non représenté, qui 35 reçoit de l'élément de surface E une image convenablement agrandie. Le faisceau de retour F peut ainsi atteindre la surface sensible d'un capteur photoélectrique P au travers d'un diaphragme aussi fin que l'on veut ce qui transforme les variations de contraste des éléments d'une ligne du document sous une forme analogique, par exemple de variations de tension. 40 Pour compenser les variations locales du pouvoir réfléchissant en 70 18901 4 2088159 fonction de l'angle d'arrivée du faisceau incident sur le document D, on u-tilise, dans le cadre de l'invention, un filtre de transmission variable f o- btenu par exemple par insolation puis négativation d'une plaque photographi que à l'argent exposée au balayage du faisceau devant une surface blanche 5 d'albedo constant, permettant ainsi, pour une telle surface, la transmission d'un faisceau de retour d'énergie constante. Un résultat analogue peut être obtenu en asservissant à la rotation du miroir un potentiomètre construit de façon à rendre constant le signal électrique fourni par le capteur photoélectrique lorsqu'il balaye une surfa-10 ce d'albedo constant. La transformation en variations analogiques de potentiel des variations de densité lumineuse de l'original restituées par des capteurs photoélectriques constitue un problème simple et facile à résoudre par les techniques électroniques qui en offrent de nombreuses solutions. 15 Les variations de densité lumineuse de l'original peuvent être re çues par exemple par une photo diode qui en délivre un signal analogique qui est transmis au circuit d'enregistrement par l'intermédiaire d'un amplificateur sous forme d'un signal dont les variations de tension sont fonction de la densité lumineuse de l'original. 20 Selon la forme de réalisation illustrée schématiquement par la figu re jointe, le signal d'entrée, constitué par le signal lumineux F, attaque l'élément photosensible P, de préférence un photomultiplicateur, qui traduit par une variation de courant les variations d'intensité lumineuse du faisceau F. Cette variation de courant, découpée par le chopper H est el-25 le-même traduite en variations de tension et amplifiée par l'amplificateur A constituant ainsi une source de tension qui varie proportionnellement à l'intensité du faisceau lumineux F. Il existe de même de nombreux moyens connus pour déposer sur un suppoft diélectrique des charges électriques ponctuelles proportionnelle-30 ment aux variations de champ électrique résultant des variations de poten tiel. On peut utiliser dans ce but un stylet métallique à pointe finement affilée qui balaye ligne à ligne la surface diélectrique en synchronisation avec le moyen optique de lecture. On peut utiliser également plusieurs sty 35 lets effectuant successivement ou simultanément ce même travail en synchronisation avec un balayage d'entrée qui agit sur une pluralité d'élémeiis photoconducteurs, par exemple en opérant simultanément par ligne ou par colonne entière. On peut également utiliser, face à la surface diélectrique un ensemble de stylets disposés au pas convenable et montés en ligne, ex-40 cités successivement ou simultanément. Les stylets pèuvent encore être 70 18981 5 2088159 constitués par un point idéal résultant de l'intersection d'une ligne conductrice disposée en hélice sur un cylindre tournant et d'une génératrice fixe. Un des avantages du procédé conforme à l'invention réside en ce que 5 les stylets, ou tous autres moyens choisis pour déposer des charges électri ques variables proportionnellement au potentiel, s'ils doivent être extrêmement voisins du support diélectrique n'ont pas besoin d'être en contact par fait avec celui-ci ce qui supprime une cause de détérioration de cette surface. Celle-ci n'étant pas affectée physiquement par l'usage peut, si l'em-10 ploi qui en est fait par la suite le permet, servir un grand nombre de fois. Si, afin de réduire au maximuin les valeurs du potentiel que l'on met en oeuvre et pour mieux localiser les charges on préfère opérer par contact celui-ci peut être réduit en sorte de n'opérer qu'une pression insignifiante . 15 Selon un moyen de réalisation parmi d'autres, de l'invention, pré sentant l'avantage de ne pas utiliser de moyens mécaniques pour déposer les charges électriques, on utilise une ligne de stylets fins, espacés les uns des autres d'une distance qui peut ne pas dépasser le dizième de millimètre si les potentiels utilisés le permettent, ces stylets étant succes-20 sivement commutables, par des diodes ou des thyristors, par exemple montés en anneaux et pilotés par le chopper d'entrée H. En attaquant les stylets par une matrice de décodage, ainsi qu'il est connu, on peut réduire sensiblement le nombre des éléments de commutation par rapport au nombre de stylets. 25 Un tel montage est illustré schématiquement par la figure jointe en annexe dans laquelle les anodes des éléments de commutation à thyristors Tj, T ; T^... T , montés en anneau, aboutissent aux différents stylets S , S , S ... S X Ld J tl( Le potentiel se développe successivement aux bornes de chacune des 30 résistances B, R„.». R . Chaque stylet S et la contre électrode G sont 12 3 n soumis à la différence de potentiel développée aux bornes de la résistance R correspondante. Il en résulte que le matériau diélectrique B est soumis à un champ électrique proportionnel au potentiel correspondant, assurant ainsi la charge locale du diélectrique. 35 Tandis que le chopper H assure la commutation en anneau des thy ristors T il assure simultanément l'alimentation de l'amplificateur A en po tentiel, ce potentiel variant avec la traduction analogique des variations de contraste du document fourni par le capteur photoélectrique. Le déplacement du matériau diélectrique B dans un sens perpendi-40 culaire au plan de la figure se produit concommitamment avec le balayage 70 18901 6 2088159 de chaque ligne de l'original de façon à assurer la reproduction de celui-ci sur toute sa surface. Le problème de la révélation des charges électriques, c'est-à-dire des moyens de les rendre visibles, peut être résolu à l'aide de toutes les 5 solutions utilisables dans le cadre des techniques électrophotographiques. Le principe commun à tous ces procédés connus consiste à mettre en contact l'image latente formée par les charges électriques d'un signe donné avec des particules pigmentées chargées en signe contraire se présentant sous forme d'une poudre sèche ou en suspension dans un bain liquide, par-10 ticules qui s'accumulent aux endroits où subsistent des charges électriques Ces particules en général enrobées d'une résine thermopl^stique peuvent être fixées par la chaleur, formant ainsi une image définitive indélébile. Toutes les variantes connues d'application de ce procédé peuvent bien entendu être utilisées dans le cadre de l^présente invention. 15 Un avantage du procédé selon l'invention réside dans le fait que les charges électriques déposées sur les supports diélectriques présentent une bonne stabilité et en particulier sont insensibles à l'action de la lumière. Leur application n'impose donc pas de sujétions particulières et ces charges persistent de façon durable même avant développement et fixation. 20 II est possible, en revanche, de les détruire par exemple par l'ac tion de la chaleur ou par application d'un champ inverse ce qui rend possible l'élimination ou la retouche de certaines zones. Une fois dépouillées ainsi de leurs charges électriques, les surfaces retrouvent la totalité de leurs propriétés diélectriques dès le refroidissement ou l'application du 25 champ inverse. Le procédé selon l'invehtion présente une très grande souplesse. En choisissant par exemple le sens de balayage de l'original ou du support diélectrique, on peut à volonté obtenir une image conforme ou inversée par rapport à l'original. Les montages électroniques connus permettent 30 sans difficulté d'obtenir à volonté le dépôt de charges positives ou négati- mêmg ves ce qui conduit avec un/revelateur djExxacoasaecjaaLgxts a obtenir une repro duction positive ou négative de l'original. En combinant ces deux possi.b51i tés> toutes les combinaisons souhaitées peuvent être obtenues» De même par simple variation de paramètres, par exemple de la 35 vitesse ou de l!amplitude dy. balayage de l'original ou de la reproduction, on peut obtenir une image réduite ou agrandie dans le rapport désiré, ce rapport pouvant d'ailleurs ne pas être le même dans les deux directions de balayage. Toute image latente ainsi formée peut, une fois révélée, être fi-40 xée par la chaleur sur le support diélectrique et rendue indélébile. Elle BAD ORIGINAL 70 18901 7 2088159 peut également être transférée sur un autre support, isolant ou non, mis en contact avec lui et appliqué sur une électrode chargée du signe approprié. Une fois transférée sur son nouveau support l'image peut y être fixée par la chaleur de façon indélébile, la surface diélectrique étant rendue dis 5 ponible pour recevoir une nouvelle image de charges. Par l'application de moyens connus et avec la même aisance, on peut selon le procédé qui fait l'objet de la présente invention obtenir la re production en couleurs d'originaux à modelé continu, eux-mêmes en couleurs. A cet effet, on procède de la façon suivante : On effectue trois ba-10 layages successifs de l'original ou encore son balayage simultané en trois endroits différents en sorte que chaque point de l'original soit balayé successivement par trois dispositifs identiques du type décrit ci-dessus, dont les tubes analyseurs sont munis de filtres primaires cyan, magenta et jau ne. Les signaux électriques délivrés par chaque dispositif sont adressés à 15 trois stylets différents qui bglayent successivement chaque point de la surface diélectrique et sont réglés au même pas de telle sorte qu'on imprime en concordance avec un même point de l'original, trois fois successivement, chaque point de trame. Chacun de ces points est révélé dans sa couleur propre, dans l'intervalle qui sépare deux impressions successi-20 ves, par un révélateur pigmenté dans chacune des couleurs fondamentales, Aussitôt, une impression révélée dans sa couleur, l'image est fixée immédiatement par chauffage. On opère la fixation de préférence par induction haute fréquence ce qui supprime toute remanence thermique et permet à la surface de retrouver instantanément ses qualités diélectriques, en temps 25 utile pour recevoir la nouvelle image de charge qui est révélée dans une seconde couleur fondamentale puis, à nouveau, dans la troisième couleur. La superposition des couleurs fondamentales en chaque point, avec leur densité propre, permet d'obtenir une image en couleurs,tramée, reproduisant pour l'oeil l'impression de modelé continu de l'original, ceci sans ê-30 tre passé par l'intermédiaire d'un cliché photographique. Ce qui a été décrit ci-dessus avec utilisation de trois stylets peut être réalisé de même par emploi de trois groupes de stylets ou autres dispositifs analogues de dépôt de charges, opérant à la fois, ligne à ligne, colonne à colonne, ou autrement, ceci en faisant appel à des moyens de 35 réalisation bien connus en électronique, qui sortent du domaine de l'invention. Dans tout ce qui précède il n'a été fait aucune hypothèse sur la dis tance qui sépare les moyens de lecture et les moyens d'enregistrement. Les moyens de lecture fournissant des signaux codés en amplitude et en 40 fréquence, il est bien évident qu'ils sont transmissibles à toute distance, par l'emploi des moyens habituels de télécommunication, pour être reçus sur les moyens d'enregistrement appropriés. 70 18901 8 2088159 R EVENDICATIONS 1° - Procédé de reproduction en simili d'originaux à modelé continu consistant à éclairer l'original, à enregistrer point par point les variations de densité lumineuse de celui-ci, à les traduire en variations analo-5 giques de potentiel produisant des champs électriques de densité variable, à déposer des charges électriques sur un support approprié selon des surfaces ponctuelles de dimensions proportionnelles aux champs électriques produits, et à rendre visibles les charges électriques ainsi déposées. 2° - Procédé selon 1 dans lequel les charges électriques sont dépo-10 sées sur un support diélectrique. 3° - Procédé selon 1 dans lequel l'exploration de l'original est effectuée par balayage de celui-ci au moyen d'un faisceau lumineux dont les variations d'intensité lumineuse sont enregistrées après réflexion par un capteur photoélectrique qui en délivre un signal analogique qui est transmis 15 au circuit d'enregistrement sous forme d'une tension variable, par l'intermédiaire d'un amplificateur électronique. 4° - Procédé selon 3 dans lequel l'exploration de l'original est effectuée au moyen d'un faisceau lumineux de direction fixe qui traverse une lame partiellement réfléchissante et est orientée sur l'original par l'inter -20 médiaire d'un miroir tournant qui renvoie le faisceau lumineux réfléchi par l'original, sur la lame qui le dévie dans une direction fixe. 5° - Procédé selon 1 à 4 dans lequel le dépôt des charges électri-36±xtàques est effectué au moyen d'éléments qui balayent la surface diélectrique point par point en concordance avec les moyens d'exploration de l'o 25 riginal. 6° - Procédé selon 5 dans lequel les moyens d'exploration de l'original et de dépôt des charges électriques sont constitués, chacun, par des éléments multiples, en nombre égal, agissant en synchronisation, successi vement ou simultanément. 30 7° - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 dans lequel l'image latente constituée par les charges électriques est révélée au moyen de particules pigmentées de signe opposé à celui des charges déposées et enrobées dans un liant thermoplastique, puis éventuellement fixées par la chaleur. 35 8° - Procédé selon 7, dans lequel l'image une fois révélée est transférée sur un autre support où elle est éventuellement fixée par la chaleur. 9° - Procédé selon l'une quelconque des revendications I à 8, dans lequel l'image d'un original positif est reproduite en négatif et celle d'un 40 original négatif reproduite en positif. 70 18901 9 2088159 10° - Procédé de reproduction en simili et en couleurs, d'originaux à modelé continu, eux-mêmes en couleurs, consistant à balayer-l'original successivement par trois dispositifs d'exploration munis de filtres primaires laissant passer chacun l'une des trois couleurs fondamentales, à enre- 5 gistrer les variations de densité lumineuse produites par le premier dispositif, à les traduire en variations analogiques de potentiel, à déposer sur un support diélectrique une charge électrique ponctuelle de dimension proportionnelle aux champs électriques produits, à rendre visible la charge é-lectrique ainsi déposée, au moyen de particules chargées en sens inverse, 10 enrobées de résine et pigmentées darj s la couleur filtrée, à fixer par la chaleur l'image révélée, à restituer au support ses qualités diélectriques, puis à procéder de même, successivement, avec les deux autres dispositifs en sorte 4e superposer en un même point de la surface diélectrique, dans les trois couleurs fondamentales, les trois images de charges d'un 15 même point de l'original. 11° - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, dans lequel l'image de l'original est reproduite inversée. 12° - Procédé selon l'une quelconque des revendications I à 11, dans lequel l'image d'un original est obtenue réduite ou agrandie, dans un 20 même rapport ou dans des rapports différents dans deux directions perpendiculaires. 13° - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, dans lequel les signaux délivrés par les moyens d'entrée sont transmis, à distance quelconque, aux éléments d'enregistrement, par l'intermédiaire des 25 techniques connues dans le domaine des télécommunications.