Brevet FR2650409A1 — publié le 19910201

L'invention se rapporte au domaine de la vie quotidienne et peut-8tre en Jugera-t-on ainsi ,également au domaine ae l'optique. Précisément,elle concerne la photocopie de livres. L'état de la technique sur la question sera,selon nous,complet ,si on considère trois catégories d'objets: -Les machines à copier -Les prismes -Les règles A ces trois catégories,il faut en outre ajouter la demande de bre -vet 88 06 386 "Structure composée de guides da lumière ayant la forme d'une plaque de section particulière. n Les machines à photocopier sont aujourd 'hui,équipées de dispositifs permsttant d'effacer les zones som-. -bres ou noires (zones 2,4,4 fig I)qui résultent du manque de lu -mière causé par des pertes dues à l'écart des surfaces réflé -chissantes que sont les pages et l'envers du couvercle des pho -tocopieuses ,d'avec la vitre de la machine. (21,22 fig 2) Le procédé en question est tout à fait efficace et la photocopie lorsque la machine a été au préalable ,mise en position livre, n'est plus marquée par ces zones.Cependant un problème reste en -tier::le texte trop près de la charnière,surtout pour des livres épais,illisible en partie à cause de la courbure(20 fig 2)des pa -ges,mais aussi de son éloignement du plan de la vitre,qui le rend flou,ne peut titre reproduit car le dispositif ne fait que blan -chir le papier autour de la charnière centrale et supprime le texte du mtme coup. D'autres machines à copier ont été repensées pour que l'on puisse plaquer les livres sur la vitre ,de telle sorte que l'espace sous charnière(21 fig 2) soit réduit voire annulé (fig 3).Le texte au contact de la glace(5) est alors fidè- -lement reproduit ,la barre sombre autour de la charnière est aus -si supprimée mais pas la zone sombre autour du livre(zone I figIj I1 y a surtout un inconvénient qui subsiste::on ne peut reproduire qu'une des deux pages du livre ouvert en une fois.Comme nombre de livres sont assez petits pour tenir ouverts entièrement en format A 4 ,et que l'on a toujours la ressource pour des ouvrages plus grands d'utiliser un format adapté à leur taille afin de reprodui -re en une fois deux pages de ces grans formats ,l'impossibilité de le faire est un réel handicap pour l'utilisateur. -Les prismes Ils sont utilisés dans un grand nombre de dispositifs,dans des huts divers,polarisation,autocollimation ,réflexion,déviation selon des angles déterminés,décomposition,de la lumière. Parmi eux ,un prisme ce Bauerfeind nous concerne car l'un de ses angles a une valeur de 22,50.Cependant l'utilisation de ce prisme suppose une face métallisée et le prisme n'est pas droit.En outre on coupe souvent l'arête correspondant à cet an -gle de faible valeur car on la considère comme inutile .I1 ne peut donc s'agir d'une antériorité pour notre objet qui a absolu -ment besoin de conserver son angle aigu. -Les règles Quelle que soit leur forme ,les règles ne sont à notre connais -sance,pas utilisées pour leurs propriétés optiques,ou si ces propriétés existent,elles sont utilisées en tant que telles de façon séparée d'avec les autres caractéristiques de la règle où elles se trouvent. notre propre demande de brevet d'invention Ralle nous concerne aussi à titre d'antériorité possislecar son applicatitn principale était aussi l'aide à la photocopie deli- -vres.Il s'agit d'une sorte de réglette constituée principale- -ment d'une plaque de fibres otiques courtes,assemblées para -llèles entr'elles et joignant les faces d'entrée et de sortie de la lumière destinée à transférer oint par point une-image sans déplacement ni déformation dtaucune sorte.Cela peut sembler intéressant mais ,elle a des inconvénients très réels. Elle ne permet pas de photocopier simultanément les deux pages d'un livre ouvert(elle ne le permettrait pas non plus si on en assemblait deux en miroir,car au sommet un écart subsisterait et du texte se trouvant à cet endroit ne pourrait entre reproduit.). La trille en biseau de la plaque est très délicate et sous des angles faibles la fragilité du montage surtout près des extrêmités rend difficile la fabrication;l'espace ( 7 fig 4) devient très difficile à réauire. La réalisation alignement,collage est complexe , les fibres sont tellement chères à l'achat que le seul codt ma -tière interdit toute comrercialIsation,et leur fabrication même seulement pour notre application qu ne requiert pas une grande qualité,est complexe ,longue couteuse et délicate. La netteté de l'image transmise risque d'être af -fectée par une résolution insuffisante ,mède avec un diamètre des fibres de I6ô microns. La présente invention qui n'a pas ces in -convénients est donc un net progrès tant du point de vue des performances que de celui de la fabrication. En résumé. I1 n'existe pas ,actuellement de dispositif permettant de photocopier des livres dans les conditions sui -vantes réalisées simultanément.: Possibilité de reproduction des deux pages d'un livre ouverttsans zone ni barre sombre le long de la charnière du livre,sans risque d'illisibilité du texte par flou ou courbure des pages lorsque le livre est épais ou im -primé trop près de sa charnière,sans risque non plus d'effa- -cement de texte ,le tout grâce à un dispositif simple,peu cou -teux et facile à fabriquer. Ce problème de reproduction est résolu pour la première fois ,grâce principalement à la transposition des prismes du domaine optique dans celui de la vie cuotidienne à des modifications du profil des faces obliques des prismes, constituant des perfectionnements importants par rapport à 1' état de la technique,aux valeurs particulières des angles de ces prismes et à leurs dimensions,pour que soient compatibles et utilisées simultanémenl leurs propriétés optiques et mécaniques.La présence d'une plaque constituant un ergot de calage située dans le plan longitudinal central,jouant à la fois un r8le optique et un rôle mécanique est un ajout simple mais im -portant. Le dispositif selon l'invention est une règ -le constituée principalement d'au moins une masse de matière transparente,dont l'indice de réfraction absolu est significa -tivement supérieur à celui de l'air ,de profil transversal sy- -mètrique latérales appro X ant celui peuvent/knodifiées d'un prisme en toit,dont les faces soit dans une forme dièdre,soit en-une forme arc de cercle ,règle de hauteur maximum déterminée,å' angles à la base de valeur comprise entre 200 et 250 et dont le rôle est à la fois de reculer la limite extrême de netteté de l'objectif des machines à copier et de contraindre en aidant à les plaquer contre elle-même ,les pages des livres,en respectant leur tendance naturelle à se courber ,rôle dont le but est de combler les espaces (21 fig 2 et Q et 8 fig 4 a)et de trans -mettre un texte surélevé net. --Raisons optiques des caractéristiques de la règle et caractéristiques en découlant. La matière transparente ,grâce à son indice de réfraction,a pour effet de modifier la marche des rayons lumineux venant d'une source située à l'intérieur de la machine et sortant au travers de la vitre.Comme on a pu l'observer la limite externe et extrême de netteté de l'objectif des machines passe alors de 2-3 mm au-dessus de la vitre à environ I2mm,pour une certaine matière.Selon les machines et les objectifs la limite en cues -tion peut varier.C'est pou~quci on pourra ia déterminer à l'ai- -de de la méthode suivante::il suffit pour cela de photocopier une page de livre.En se reportant à la figure 4 on comprend comment procéder.0n commence par noicir l'arête du prisme du coté de l'angle &alpha; ,on photocopIe un livre après l'avoir déposé sur le prisme(fig 4 a),on mesure ensuIte sur la copie (fig a b) la distance D entre la-raie noire repèrant l'arête de l'angle &alpha;; et la limite IO de netteté horizontale.Par élévation de l'horto- -gonale à la base du prisme à partir de ia limite IO,on obtient une hauteur y-z (soit h fig e a) qui est la hauteur maximum au -torisée pour les masses de matière transparente de l'objet se -lon l'inventior. L'exigence de lisibilité du texte quand bien mêe il serai net conduit à limier à 250 la valeur ae l'angle n effet la pro section sur l'horizontale,åe la surface d'une page épousant la face oblique de la règle est e.g.AI' sur AI(fig 5) égale à cos &alpha; or cos 250 N 0,9.Le texte subira donc grâce à cette limi -tation une contraction selon l'axe des lignes qui ne dépassera jamais IO%.Cela nous sembie être un bon-critère pour une lectu -re encore aisée.Une autre réalisation que la nôtre qui remet -trait en cause ce critère de contraction maximum ,ne sortirait évidemment pas du cadre de l'invention ,car si le texte restait quand-meme lisible quoique plus difficilement,il ne s'ensuivrait aucun progrès,ce serait même une régression. --Raisons mécaniques des caractéristiques de la règle et caractéristiques en découlant. Sur la figure 2 on voit en 21 qu'un livre posé à l'envers sur la vitre d'une photocopieuse délimite un espace que la règle cherche précisément à combler.La règle doit donc avoir une hau -teur de IO mm au minimum, car sinon il devient aussi difficile de photocopier le livre que sans règle car il faut exercer une pression trop forte sur la tranche au dos du livre.La consé -quence qui s'ensuit est que l'angleokne peut pas avoir une valeur trop faible ,car alors sa largeur serait trop grande. Sur les figures 5 et 8 on peut voir (25 fig 5) un ergot servant à caler la règle dans la charnière pour que ladite règle soit bien dans ltaxe de cette même charnière,car quoique cela ne semble pas éviaent,sans cet ergot de calage ,la règle glisse sur les pages et peut se mettre de travers. Dans un mode de réalisation ledit ergot est l'extr8mité d'une plaque blanche (I2 fig 5,6,7,6)dont le r6le est aussi optique: -renvoi contre la surface de la page ,de certains rayons (26 fig 5) -renvoi vers le bas ,de lumière pour occulter la raie noire du fond de charnière,sur les photoco -pies. Voyons maintenant des réalisations détaillées de l'objet selon l'invention La figure I: représente une photocopie dtun livre sans aucune adaptation spéciale à la photocopie. La figure 2:est une vue ,au ras de la vitre ,dans l'axe de la charnière ,d'un livre ouvert ,expliquant le pourquoi des zones noires. La figure 3:est une vue de c8té au ras de la vitre ,dans l'axe de la charnière ,d'un livre photocopié sur une machine conçue selon un perfectionnement récent. La figure 4: (a) est une vue au ras de la vitre dans l'axe de la charnière en position de photocopie lorsqu'un prisme est placé sous le livre(le prisme est très grossi) (b) est une vue plongeante d'une partie ae photo -copie obtenue dans les conditions de la figure 4 (a). La figure 5:est une vue de c8té d'une forme de réalisation "biprismatique" de l'objet selon l'invention. La figure 6: est une vue de côté du perfectionnement "dièdre" La figure 7: est une vue de côté du perfectionnement "arc de cercle'l La figure 8: est une vue de côté,grossie, de l'extrêmité de la plaque centrale montrant la forme de l'ergot de calage. La figure 9: est une vue de coté, grossie, des arrêtes des deux perfectionnements ,montrant comment on peut finir ces arêtes. Réalisation la Dlus simple: Sur la figure 4 a on volt un livre posé sur un prisme sans pression particulière.Cn remarque alors les zones 7 et 8 de non contact entre les pages et le prisme.Utiliser un simple prisme semble donc de peu d'utillté.Cependant si l'on appuie à la fois sur le dos du livre en 27 et sur les pages en 28 la photocopie est de bonne qualité.C'est pourquoi une règle com -posée de deux prismes séparés par untplaque blanche (I2) ,les deux prismes droits (II) accots par leur petit côté de l'an- -gle droit à ladite plaque,est utilisable quand-même,grâce à la faiblesse de la valeur de l'angle aide 200 .La matière utl -lisée est du polyméthacrylate de méthyle ( P.M.M.A.),la hau -teur "optique maximale" et celle retenue est h= I2 mm. La plaque centrale (I2) est blanche,en matière plasticue,mais ce n1est pas obligatoire,de hauteur 13,5 mm. Comme la figure 8 le montre son extrêmité I3 est arrondie et ses côtés extérieurs (I4) aux prismes,inclinés. Les deux perfectionnements qui suivent sont faits dans les mêmes matériaux ,leur hauteur h est la meme que ci-dessus.Ils ont construits géomètriquement à partir de pri -sms de base comme on peut déjà-le voir sur les figures 6 et W Le rerfectionnement "dièdre" Figure 6 Pour empêcher ltexistence du vide 7(fig 4 a) on a pro -longé les prismes AII' etI'IA' d'angle 9 =20 grâce à une rupture de pente amenant l'extêmité des faces obliques à faire un angle de sommet B ou B' (angles &alpha;;') de IO en respectant une valeur minimum de la distance d(A-B ou A'-B') de IO mm.Cela cor -respond à l'angle et à la distance avec lequel et à laquelle les pages prennent contact avec la vitre après avoir été incli -nées d'un angle de 200 par rapport à elle. Grtce à ce perfectionnement il n'y a plus à appuyer sur les feuilles mais seulement sur le dos du livre. Mais comme la réduction de l'espace((8)fig 4 a ) nécessite que lton appuie sur le livre avec une certaine force ,on peut en -core amèliorer le dispositif. C'est le Derfectionnement " arc de cerclez sans cette réalisation les faces CJ et C'J (fig 7)sont cour -bées selon un arc de cercle tangeant à la fois en J (sommet des prismes ) à-la face AJ ou A'J du prisme de base (I en pointillé) et en C ou C' à la surface horizontale de la .ri- -tre de la machine à copier.Le rayon R est évienent perpendiculaire aux faces AJ ou A'J et a pour valeur R= h/(2 sin&alpha;/2). Dans ce cas ,on prendra pour sa valeur maxi -mum de 250, sinon ,comme h a une valeur de I2 mm et qu'il vaut mieux ne pas la diminuer ,la largeur totale C-C' serait trop grande et l'objet serait encombrant. On remarquera que le rayon ainsi défini est le plus petit respectant l'exigence de pente maximale à 250. On remarquera en outre que l'extrêmité C ou C' de la courbe est théorique et que dans la réalité,il faudra ,tout comme pour le perfectionnement précédent,tronquer l'arate de l'objet , pour qu'il conserve sa solidité,mais on pensera a écourter ladite arête en pente douce(cf I5 fig 9) La valeur du rayons pour h=I2 mm,est environ I28 mm La largeur C-C' est environ IIO mm. La longueur de toutes les règles expo- -s4es ci-dessus peut bien sûr varier;une valeur à choisir est celle de la largeur de la vitre de beaucoup de machines à co -pier soit 30 cm. Concernant la fabrication plusieurs techniques sont possihles L'extrusion ,l'usinage de plaques,le moulage. La première peut sans doute servir à obtenir des prismes triangulaires avec &alpha;= 20 .Cependant ltextremité des arêtes risque de mal sortir c'est pourquoi on lui préferera l'usi- -nage de plaques . Le grand intérêt du moulage est qu'il per -mettrait d'obtenir des règles d'une seule pièce .L'ergot de calage ne serait plus alors une plaque blanche verticale, puisqu'il pourrait faire partie intégrante des masses de ma -tière transparente.Il faudra alors rainurer le dessous de la règle longiGudinalement,pour teindre la rainure (qui est un creux) en blanc sans que ce blanc ne soit en contact avec la vitre et ne disparaisse à l'usage. PtVENDI CÂTIONS I)Dispositif d'aide à la photocopie ,caractérisé en ce qu'il est constitué d'une règle comprenant au moins une masse de matière transparente dont l'indice de réfraction est signi -ficativement supérieur à celui de l'air. 2)Règle selon la revendication I, caractérisée en ce qu'elle est symètrique par rapport à son plan longitudinal médian et en ce que son profil correspond à celui d'un prisme en toit d'angles à la base &alpha; compris entre 200 et 250 ,constituée d'une seule masse de matière transparente ,ou constituée dé deux prismes droits qui sont géomètriquement ,quasiment les deux moitiés symètriques dudit prisme en toit. 3) Règle selon les revendications I et 2 caractérisée en ce que ses faces obliques comportent une rupture de pente ,pente dont la partie la plus basse est inclinée selon un angle par rapport à la base &alpha;@ de I00 et en ce que la distante entre l'arête du prisme de base et l'arête du prisme avec rupture de pente ,mesurée sur le plan contenant la base du prisme (distance d) est au minimum de 10 mm. 4)Règle selon les revendications T et 2 caractérisée en ce que ses faces latérales ont un profil,6 -et JC'en arc de cer -cle ,ledit cercle étant tangeant à la fois à ia pente d'un prisme de base d'angle aigu cX =25 et à la droite comprenant la base du meme prisme ,ledit cercle ayant donc un rayon R=h/(2 sin&alpha;/2),où h est la hauteur Ximum pour la matière transparente utilisée. 5)Régle selon les revendications I,2,3 et 4 caractérisée en ce quelle comporte un ergot de calage ,tout le long au som -met de ladite règle ,ergot dont le sommet (I3) est arrondi et dont les pentes(I4) sont obliques. 6)Règle selon les revendications I,2,3,4 et 5 caractéri -sée en ce qu'elle comprend une plaque(I2) de matière blanche, de faible épaisseur dépassant des masses de matière transpa -rente ,dont l'extr8mité supérieure est taillée comme l'ergot de calage. 7)Règle selon les revendications 1,2,3,4,5 caractérisée en ce que son ébauche peut être obtenue en une seule opération de moulage. REVENDICATIONS 8)Règle selon la revendication 7 caractérisée en ce qu'elle comporte sur sa base une rainure longitudinale centrale ,colo -rée en blanc 9)Règle selon les revendications précédentes prises dans leur ensemble ,caractérisée en ce que sa hauteur h est au minimum de IO mm IO) Règle selon les revendications prédédentes prises dans leur ensemble caractérisée en ce qu'elle est fabriquée princi -palement avec du polyméthacrylate de méthyle et en ce que sa hauteur h est I2 mm.