Brevet FR2484082A1 — publié le 19811211

Procédé et dispositif d'inscription permanente sur papier contenant un révélateur. L'invention, qui résulte d'une étude confiée au Laboratoire de Physique des Décharges (CNRS) et dont les auteurs sont MM. Daniel LE FUR et Max GOLDMAN, de ce Laboratoire, ainsi que MM. G. SAURET et Joseph DUSSAUD, du Centre Technique de l'industrie des Papiers, Cartons et Celluloses, a pour objet un procédé d'inscription permanente sur papier. Elle trouve une application particulierement importante dans les appareils de reproduction à distance à partir d'une information constituée par des signaux numériques ou analogiques déterminant chacun l'opacité en un point d'un document à reproduire. L'inscription fournit une image du document d'origine, constitué par exemple par une page de texte, sous forme d'une mosaique de points où la teinte d'origine du papier a été plus ou moins modifiée. On connait déjà de nombreux procédés d'inscription sur papier. La plupart ont l'inconvénient d'exiger la mise en oeuvre de tensions élevées, d'être lents et/ou d'exiger un papier coûteux. La présente invention vise à fournir un procédé et un dispositif améliorés par rapport à ceux de l'art antérieur, notamment en ce que l'inscription est rapide, n'exige pas de tension élevée et utilise un papier de prix réduit. Dans ce but, l'invention propose notamment un procédé d'inscription permanente sur papier, caractérisé en ce qu'on applique pendant une durée supérieure à 0,1 ps une différence de potentiel inférieure à 300 Volts entre une électrode à faible courbure portant un papier contenant un révélateur oxydo-réducteur et une électrode sensiblement ponctuelle placée de l'autre côté du papier, le révélateur étant d'un type subissant une réaction irréversible d'oxydation avec changement de couleur dans la partie superficielle du papier faisant face à l'électrode ponctuelle. Le papier contient avantageusement un fixateur qui absorbe le composé coloré provenant de l'oxydation. L'électrode ponctuelle est placée aussi proche que possible du papier ou en contact avec lui. Il n'est toutefois généralement pas possible, étant donné le gaufrage que prend le papier, d'assurer un contact absolu. L'expérience montre que, de façon surprenante, il n'est pas nécessaire qu'il y ait un tel contact pour que des ions se déplacent dans la zone superficielle du papier, meme sous la faible différence de potentiel appliquée. Il semble qu'une décharge couronne se produise et entraine une modification chimique du composé révélateur oxydo-réducteur dans la zone superficielle. Le révélateur peut être incolore avant oxydation et teinté ensuite. Il peut également être décoloré par oxydation. A titre d'exemple du premier type, on peut citer l'iodure de potassium ; lorsque l'on soumet un papier ordinaire imprégné par le procédé dit "size press" avec une solution d'iodure de potassium amidonné à un courant de 10 UA pendant 10 iis à travers une électrode portée à une tension positive de 60 volts dont la pointe a un diamètre de 0,05 nrn,on constate un virage permanent du blanc au brun-noir. En effet, il y a oxydation de l'iodure en iode brun suivant l' équation L'iode libérée est immédiatement fixée par l'amidon contenu dans le papier. A titre d'autres exemples du premier type de produit révélateur, on peut citer ceux énumérés dans le tableau ci-dessous. La première colonne du tableau donne le nom du produit, la seconde le type de virage. Réactif : Action de la décharge Chlorure d'or .................. violet Sels des métaux Ti, Mn, Pb ..... : brun noir Papier ioduroamidonné 0 : bleu Papier ioduroamidonné au tourne : sol rouge o : bleu : Indigo : décoloré : : Teinture de gaïac : : bleuie : (Di) tétraméthyl - p - phénylène-: diamine ........................ brun Feuille d'argent ............... noircie : Tétraméthyldipara - diamino diphénylméthane ( tétrabase) violet pale A titre d'exemple du second type, on peut citer le sulfure de plomb, qui est décoloré par la décharge. L'inscription ne s'effectue que s'il y a un apport de charges électriques par unité de surface en quantité suffisante. Dans la pratique, on a constaté que des courants très faibles, pendant des intervalles de temps très brefs, suffisent, pour les sections droites d'électrode ponctuelle que l'on utilisera généralement. Pratiquement, on n'azura pas intéret à descendre à une section droite d'électrode ayant une dimension inférieure à 50 microns, étant donné la limite de résolution de l'oeil.Pour des électrodes présentant une surface terminale circulaire dont le diamètre est de l'ordre de la centaine de microns, il suffit dans la plupart des cas d'un courant de 5 micro-amperes pendant quelques microsecondes pour obtenir une trace. I1 est toutefois préférable, pour obtenir des résultats pleinement satisfaisants, d'utiliser des durées de l'ordre de 10 microsecondes et des courants plus importants, par exemple de l'ordre de 10 microampères. Tous ces courants peuvent etre obtenus avec des tensions de l'ordre de 60 Volts. Pratiquement, l'invention pourra toujours etre mise en oeuvre avec des différences de potentiel inférieures au seuil de Paschen, de 330 Volts. L'invention propose également un dispositif d'inscription permanente sur papier, caractérisé en ce qu'il comporte une électrode plane destinée à recevoir une feuille de papier imprégné d'un révélateur oxydo-réducteur subissant une modification irréversible de couleur par oxydation, et une matrice d'électrodes sensiblement ponctuelles placées face à l'électrode plane, à une distance de celle-ci légèrement supérieure à l'épaisseur du papier à traitera ainsi que des moyens permettant d'appliquer à chacune des électrodes ponctuelles un potentiel positif, par rapport à l'électrode plane, qui est infé- rieure à 300 Volts et qui est indépendante de la différence de potentiel appliquée aux électrodes ponctuelles adjacentes, pendant un intervalle de temps prédéterminé. Les électrodes ponctuelles peuvent etre constituées par les parties terminales d'aiguilles de faible diamètre, de forme cylindrique ou tronconique, au moins dans leur partie terminale. Le terme "électrode plane" doit etre interprété dans un sens large et comme couvrant aussi bien le cas d'une électrode ayant une surface cylindrique que véritablement en forme de plan. L'électrode qualifiée de "plane" aura comme caractère essentiel d'etre continue sur toute la surface à traiter du papier. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description simplifiée d'un dispositif qui en constitue un mode particulier de réalisation, donné à titre d'exemple non limitatif. La description se réfère à la figure unique qui l'accompagne et est un schéma du dispositif. Ce -dernier peut, dans sa constitution mécanique générale, être similaire à des dispositifs existants. Il n'est donc pas nécessaire de décrire ici sa constitution de façon détaillée. En règle générale, il comportera un carter de dimensions suffisantes pour recevoir la feuille de papier à traiter. Celle-ci peut être apportée à l'appareil à la demande,ce qui permet d'utiliser, dans chaque cas particulier, un papier qui donne après tirage une teinte appropriée. L'appareil peut toutefois comporter également un rouleau d'alimentation en papier et un dispositif débiteur qui, chaque fois qu une inscription doit etre réalisée, fournit la longueur de papier nécessaire. Quoi qu'il en soit, l'électrode plane sera en règle générale constituée par une plaque 10 en matériau électriquement conducteur (aluminium par exemple) placée horizontalement. Le dispositif comportera pratiquement dans tous les cas, non pas une électrode ponctuelle, mais une matrice d'électrodes 11. Cette matrice peut couvrir toute la surface utile du papier 14, ce qui présente l'avantage d'avoir un dispositif statique, assurant une précision élevée d'inscription. Toutefois, on peut également utiliser une matrice d'électrodes qui correspond à une fraction seulement de la surface utile du papier (par exemple la totalité de la largeur, mais une fraction seulement de la longueur, ce qui permet d'effectuer l'inscription avec uniquement quelques déplacements longitudinaux successifs).Cette disposition a toutefois l'inconvénient de ralentir l'inscription et d'exiger un dispositif d'entrainement mécanique extremement précis et donc coûteux. La matrice peut etre constituée par tout procédé classique. On peut, par exemple, utiliser une bobine de fil de cuivre isolé (par exemple émaillé) rendu monobloc par imprégnation ou enrobage, puis tronçonné de telle façon que les électrodes ponctuelles sont alors constituées par les sections droites des fils dans le plan de eoupe. En pratiquant une seconde coupe, on dispose d'un accès électrique à chaque électrode. Chacune des électrodes est reliée à un organe de sortie, constituée par un interrupteur 12, d'une électronique 13 d'application d'impulsions de tension. Les interrupteurs sont par exemple constitués par des transistors unijonction, qui peuvent transmettre les courants de faible intensité requis. Les interrupteurs 12 peuvent être commandés séquentiellement, étant donné les très courtes durées de passage de courant requises, ce qui facilite la commande à partir de signaux arrivant en série sur une ligne de transmission. I1 peut également etre prévu une inscription par blocs, qui permet d'effectuer simultanément l'inscription de plusieurs blocs de façon séquentielle dans chaque- bloc. En règle générale, la différence de potentiel appliquée sera de l'ordre de 60 Volts. REVENDICATIONS 1. Procédé d'inscription permanente sur papier, caractérisé en ce qu'on applique pendant une durée supé rieure à 0,1 ijs une différence de potentiel inférieure à 300 Volts entre une électrode à faible courbure portant un papier contenant un révélateur et une électrode sen siblement ponctuelle placée de l'autre côté du papier, le révélateur étant d'un type subissant une réaction irréversible d'oxydation avec changement de couleur dans la partie superficielle du papier faisant face à l'électrode ponctuelle. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on utilise un papier contenant un fixa teur qui absorbe le composé coloré provenant de l'oxydation. 3. Procédé suivant la revendication 1 ou 2, ca ractérisé en ce qu'on effectue l'inscription par pas sage d'un courant d'environ 10.UA pendant 10 us environ. 4. Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on établir entre les électrodes une différence de potentiel de l'ordre de 60 Volts. 5. Procédé suivant l'une quelconque des revendi cations précédentes, caractérisé en ce que l'on dispose, face à l'électrode à faible courbure, une matrice d'é lectrodes à extrémités sensiblement ponctuelles, isolées les unes des autres et associées à un circuit permettant d'appliquer, à chaque électrode, une différence de poten tiel indépendante de celle qui est appliquée aux élec trodes ponctuelles adjacentes. 6. Dispositif d'inscription permanente sur papier, caractérisé en ce qu'il comporte une électrode plane destinée à recevoir une feuille de papier imprégné d'un révélateur oxydo-réducteur subis sant une modification irréversible de couleur par oxydation et une matrice d'électrodes sensiblement ponctuelles placées face à l'électrode plane, à une distance de celle-ci légèrement supérieure à ltépaisseur du papier à traiter, ainsi que des moyens permettant d'appliquer à chacune des électrodes ponctuelles un potentiel positif par rapport à l'électrode plane, qui est inférieure à 300 Volts et qui est indépendante de la différence de potentiel appliquée aux électrodes ponctuelles adjacentes, pendant un intervalle de temps prédéterminé.