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Procédé et dispositif pour enregistrer mécaniquement des oscillations à reproduire optiquement.
La présente invention a pour objet d'une part des procédés et des dispositifs permettant d'enregistrer mécani- quement des oscillations, notamment des oscillations sonores, sur un support de manière que l'enregistrement obtenu puisse être reproduit optiquement et d'autre part des supports des- tinés à être utilisés dans ces procédés, ou par suite de l'u- tilisation de ces procédés, et dans ces dispositifs.
Le procédé d'enregistrement qui fait l'objet de l'invention consiste à effectuer sur un support par voie mé- canique au moins deux tracés de manière que les enrégistre- ments puissent être reproduits simultanément par voie optique.
Un procédé de ce-genre offre plusieurs possibilités que les
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procédés connus ne pouvaient réaliser que difficilement et d'une façon compliquée.
Une possibilité d'emploi de l'invention consistera effectuer, par exemple, dans,les divers tracés divers en- registrements qui tous peuvent être explorés simultanément par voie optique, et être convertis en courants électriques au moyen d'une seule cellule photo-électrique. Les divers enregistrements peuvent être constitués,- par exemple, par divers genres d'accompagnement musical d'un film optique et les divers sons peuvent être enregistrés en succession et côte à côte pour constituer le fond du morceau de musique qui correspond aux images. De plus, il est parfois nécessaire d'effectuer d'abord l'enregistrement d'un morceau chanté ou déclamé et d'effectuer seulement ensuite l'enregistrement de l'accompagnement musical.
Dans tous ces cas, il est possi- ble d'effectuer sur la largeur qui est disponible sur un film optico-sonore usuel pour l'enregistrement sonore par voie optique, plusieurs tracés d'enregistrement dont la reproduc- tion est possible, malgré leur nombre plus grand, au moyen d'une seule fente de largeur ordinaire et d'une seule cellule photo-électrique. Il peut aussi être désirable d'effectuer les divers enregistrements simultanément. Dans ce cas, il est nécessaire de prévoir un intervalle plus grand entre les di- vers tracés et par suite une largeur plus grande du support d'enregistrement. Ce procédé ne convient donc pas dans la pratique pour la réalisation de films purement sonores.
On sait que le procédé ci-dessus décrit de l'enre- gistrement séparé de plusieurs groupes sonores correspondants présente l'avantage de permettre de modifier l'intensité de chaque groupe d'une façon quelconque et quelle que soit l'in- tensité des autres groupes et de mélanger ainsi à volonté les -divers groupes pendant la reproduction.
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L'enregistrement séparé de divers groupes de sons par voie mécanique sur un seul support est déjà connu. L'en- registrement s'effectue alors de manière que les inscriptions doivent être reproduites également par voie mécanique au moyen d'un nombre d'aiguilles correspondant au nombre des tra- cés et donc chacune explore un seul tracé. Un procédé de ce genre est inutilisable pour des raisons pratiques.
Comparativement à ce procédé connu, le procédé qui fait l'objet de l'invention présente l'avantage de permettre de reproduire les enregistrements simultanément par voie op- tique et d'éviter ainsi le bruissement connu produit par les aiguilles pendant la reproduction. De plus, il est encore très important que les enregistrements puissent être explorés de la manière usuelle au moyen d'une seule fente et d'une seule cellule photo-électrique.
On a aussi déjà proposé d'effectuer par voie opti- que plusieurs tracés sonores sur un seul support.et de les reproduire également par voie optique. Comme la largeur usuel- le d'un tracé sonore de ce genre est d'environ 2,5 mm, il est évident que, comparativement à ce procédé, l'inscription mécanique qui fait l'objet de l'invention et qui permet d'ef- fectuer environ dix tracés sur une largeur de 2,5 mm présente des avantages considérables. Notamment, le procédé d'enre- gistrement par voie optique ne permet naturellement pas d'ins- crire plusieurs tracés sonores sur la largeur qui est dispo- nible sur un film optiça -sonore ordinaire pour l'enregistre- ment sonore.
Une seconde possibilité-;d'emploi du procédé qui fait l'objet de l'invention consiste à effectuer sur le support plusieurs tracés congruents. Par "tracés congruents" on en- tend ici des tracés semblables et équivalents qui sont dispo- sés côte-à-côte de manière à pouvoir être explorés simultané-
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ment par voie optique au moyen d'une seule fente. Le support peut aussi être muni de plusieurs groupes de tracés congrdents.
Ce dernier cas se présente, par exemple, lorsqu'il s'agit d'enregistrer plusieurs groupes de sons séparément sur le mené support de la manière exposée ci-dessus. Dans ce cas, chaque groupe sonore est constitué par un certain nombre de tracés congruents.
L'enregistrement d'un certain nombre de tracés con- gruents permet, par l'addition des variations lumineuses pro- duites par les tracés distincts sur la cellule photoélectri- que, de reproduire mieux que dans le cas d'un enregistrement unique les amplitudes les plus petites, notamment les hautes fréquences de la zône d'audibilité, car dans l'enregistrement mécanique ce sont précisément les hautes fréquences qui sont enregistrées le moins bien par l'organe d'enregistrement mé- canique, par exemple un ciseau, de sorte que pendant la re- production elles n'atteignent pas toujours la limite la plus basse de l'audibilité.
Grâce à leur addition selon le procédé qui fait l'objet de l'invention, les variations lumineuses qui agissent sur la cellule photo-électrique sont amplifiées d'une manière correspondante, de sorte qu'elles sont facilement au- dibles pendant la reproduction.
Un autre avantage de l'enregistrement de tracés côn- gruents réside en ce que, grâce à la présence de plusieurs. tracés, il n'est pas essentiel que pendant la reproduction la fente d'exploration soit disposée avec une précision mé- ticuleuse au-dessus des tracés, comme c'est nécessaire dans la reproduction d'un tracé sonore unique. En effet, il arrive souvent que, par suite d'un réglage défectueux de la fente, les sommets les plus hauts de la courbe sonore sont coupés, ce qui affecte la reproduction. Dans la reproduction d'un enregistrement effectué selon le procédé de l'invention, cet
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inconvénient n'est pas ou seulement très peu perceptible, car du fait que la distorsion se manifeste seulement dans la re- production des tracés sonores extérieurs elle est très faible en pourcentage et n'est nullement audible.
Le procédé conforme à l'invention peut être mis en oeuvre de différentes façons. Ainsi, par exemple, on peut uti- liser un organe inscripteur comportant deux ou plus de deux tranchants. Ce ciseau peut être réalisé en une seule pièce dont les divers tranchants sont obtenus par taille. Cependant, le ciseau est réalisé, de préférence, en plusieurs pièces, ou bien on utilise plusieurs ciseaux séparés dont chacun compor- te un ou plusieurs tranchants en forme de V. La taille de ces éléments séparés est plus facile que celle d'un ciseau d'une seule pièce. Cependant, pour éviter entièrement la taille compliquée, on utilise, de préférence, un support présentant à la suite d'un travail préalable une section telle qu'il soit muni par l'enregistrement d'au moins deux tracés.
De préféren- ce, la matière à l'état vierge est déformée de manière à pré- senter, aux endroits où il s'agit d'effectuer les tracés, des saillies, des creux ou des plis déformables dans lesquels l'en- registrement est effectué par l'enlèvement, à chaque saillie, creux ou pli, de parties dont la grandeur correspond aux os- cillations à enregistrer. Dans ce cas, l'enregistrement peut être effectué au moyen d'un ciseau comportant un seul tran- chant droit. Il est, cependant possible également de lfec- tuer au moyen du ciseau précité qui comporte deux ou plus de deux tranchants, bien que dans ce cas on doive accepter en outre les procédés de taille compliqués. Le support peut être muni des saillies, des creux ou des plis déformables au moyen d'une ou de plusieurs paires de rouleaux ou fraises.
Les plis'déformables forment des creux dans la surface du
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support dont les formes sont modifiées par l'organe inscrip- teur pendant l'enregistrement, ce qui présente plusieurs avantages, que la description des figures du dessin annexé fera bien comprendre.
Le support est constitué de préférence, par l'ensem- ble d'une couche sous-jacente transparente, par exemple en celluloïd, d'une couche de revêtement opaque par exemple en graphite, en matière colorante ou en autres matières analogues, et le cas échéant d'une couche intermédiaire plus plastique que la couche sous-jacente, par exemple en gélatine. Pendant l'enregistrement, les parties susmentionnées sont enlevées à la couche de revêtement opaque et en partie également à la couche intermédiaire plastique. Un support de ce genre qui, suivant l'invention, est muni de saillies, de creux ou de plis déformables, présente comparativement à un support plan l'avantage d'une meilleure adhérence de la couche de revête- ment opaque à la couche intermédiaire ou à la couche sous- jacente.
Cela s'explique du fait que les saillies etc. sont à peine visibles à l'oeil sans moyens auxiliaires et peuvent donc être considérées en quelque sorte comme un genre de ru- gosité de la surface du support dont les arêtes ou sommets saillants constituent une bonne attache pour la couche de revêtement opaque. Il est aisé de s'en rendre compte sans autres explications, si l'on considère que, par exemple, dix saillies peuvent être situées côte-à-côte sur une largeur de seulement 2,5 mm.
Il est possible également d'utiliser un support constitué par une couche sous-jacente transparente dépourvue de couche de revêtement opaque, mais munie le cas échéant, d'une couche de revêtement transparente plastique, à condition que ce support soit traité pendant ou après l'en- registrement, par exemple au moyen de peinture noire, de ma- tière colorante ou autres matières analogues de manière que
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le tracé diffère dans sa transparence de la région avoisinante.
Il y a avantage à conformer les saillies, les creux ou les plis déformables du support de manière que leurs sur- faces forment, en tout point qui est en contact avec l'organe inscripteur pendant l'enregistrement, un angle d'au moins 3 , de préférence d'environ 30 avec le tranchant dudit organe.
Cela implique que lorsqu'on utilise un ciseauà plusieurs tranchants, chaque tranchant doit former en tout point qui est en contact avec le support pendant l'enregistrement, un angle de 3 , de préférence d'environ 30 , avec la surface du sup- port. Un des avantages les plus importants qui en résultent réside sans doute en ce que des détériorations du tranchant . n'affectent pas perceptiblement là forme des tracés et ne produisent donc pas de distorsions perceptibles dans la re- production. La limite se trouve à un angle d'environ 3 , Un autre avantage réside en ce que plus ledit angle est grand et moins est grande l'influence nuisible d'empreintes digi- tales aux endroits transparents du support dans la reproduc- tion, du fait que la surface de contact entre le support et les doigts diminue lorsque l'angle augmente.
Les autres particularités de l'invention seront décrites pour plus de clarté avec référence aux figures dès dessins annexés. Il est évident que les applications de l'in- vention s'étendent non seulement à la réalisation et à l'u- tilisation de la matière constitutive du support à l'état vierge et aux supports qui sont réalisés directement au moyen du procédé d'enregistrement objet de l'invention, mais encore aux supports qu'on peut obtenir au moyen du support mentionné en premier lieu en combinaison avec un des modes de réalisa- tion connus. La particularité caractéristique du procédé d'enregistrement selon l'invention est également reconnais- sable à ces supports.
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La description des dessins annexés, donnés à titre d'exemple, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Pour plus de clarté, ces dessins montrent pres- que exclusivement des supports en forme de film, bien que l'invention ne soit pas limitée à ce genre de supports en forme de bande, mais est également applicable à des supports d'autre forme, par exemple, à des supports-en forme de dis- que, tels que des disques de phonographe.
La figure lA est une vue en plan d'un support en forme de film dont la largeur entière est destinée à être utilisée pour des enregistrements d'oscillations, notamment d'oscillations sonores.
La figure 1B est une vue en coupe d'un film de ce genre.
La figure 1c est une vue d'un support constitué par un disque de phonographe encore vierge d'enregistrements.
La figure 2 représente un film optico-sonore portant sur la largeur disponible pour l'enregistrement sonore plu- sieurs phonogrammes enregistrés par voie mécanique conformé- ment à l'invention.
Les figures 3, 4, 4a, 4b, 5,6 et 7 se réfèrent à des variantes de réalisation du procédé d'enregistrement se- lon l'invention.
Les figures 8, 9, 10, 11 et 12 font mieux comprendre les avantages importants que le procédé conforme à l'invention présente comparativement à des procédés connus.
La figure 13 représente un dispositif destiné à tra- vailler le support avant l'enregistrement.
Le film 1 montré sur la figure lA présente trois groupes différents (A, B et C) de phonogrammes. Les tracés correspondants à chaque groupe sont congruents. Les groupes
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peuvent être enregistrés simultanément ou en succession. Les sons correspondants des groupes peuvent avoir une position identique dans la direction longitudinale du film ou être décalés en position les uns par rapport aux autres.
Comme le montre la figure 1B, les tracés peuvent avoir été produits au moyen d'un ciseau M du genre montré sur la figure 3 ou 5, qui a coupé plus ou moins les sommets des saillies 2 de la surface du film. Tous les tracés peuvent être explorés, pendant la reproduction, au moyen d'une seule fente à lumière 6, (figure lA). Si les groupes sont décalés en po- sition l'un par rapport à l'autre dans la direction de la longueur du film, on peut se servir de plusieurs fentes (voir fente 6a) .
Il n'est pas essentiel que la fente à lumière 6 de la figure lA soit disposée avec une précision méticuleuse par rapport à la largeur du support. Si cette fente occupe, par exemple, la position 6b montrée en pointillé, le phonogramme situé au bord de droite du dessin n'est reproduit qu'en par- tie. Il subsiste, cependant, un nombre suffisamment grand d'autres phonogrammes congruents, de sorte que dans la re- production on ne remarque pas qu'un tracé n'est pas repro- duit .ou l'est seulement en partie.
Sous ce rapport, un support muni de phonogrammes conformément à l'invention se comporte comme si les phonogram- mes étaient établis par le procédé à densité. Dans ce procédé il n'est pas non plus essentiel que la fente à lumière soit disposée avec une précision méticuleuse par rapport à la lar- geur du support.
Le film 1 est constitué, de préférence, par l'en- semble-d'une couche de support 3, par exemple en celluloïd, d'une couche intermédiaire plastique 4, par exemple en géla- A
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tine et d'une couche de revêtement noir 5 (figures 1B et 3 ). Cette dernière couche n'est pas indispensable pendant l'enregistrement. On peut également inscrire des enregistre- ments sur un support transparent recouvert, par exemple, d'une couche de cire et soumettre le film ultérieurement à un trai- tement tel que le phonogramme diffère dans sa transparence de la région avoisinante. A cet effet, on peut, par exemple, noircir le tracé au moyen d'encre, de goudron de houille, de peinture ou d'autres matières analogues.
Comme on l'a déjà dit, le support est muni d'un cer- tain nombre de saillies 2. Celles-ci peuvent être réalisées, par exemple, au moyen de la paire de rouleaux montrés sur la figure 13 ou d'autres dispositifs de transformation tels que, par exemple, des filières. Ces dispositifs peuvent être montés dans le dispositif inscripteur ou peuvent lui être associés.
Cependant, il est possible également de tailler les saillies ou les creux dans l'épaisseur du support transparent au moyen de fraises ou d'autres dispositifs de coupage. Dans ce cas, le travail ultérieur du support (noircissement du phonogram- me ou autres opérations analogues) est obligatoire. Enfin, il y a lieu de faire remarquer qu'on peut produire les saillies également en munissant le support de plis déformables (Figu- res 1B, 5,6 et 7). Dans ce cas, les plis peuvent être dé- formés pendant l'enregistrement en fonction des amplitudes, le cas échéant par des dispositifs séparés, de sorte que la surface du support se développe en contact avec le tranchant de l'organe inscripteur (voir la position relative, montrée en pointillé sur la figure 6, de l'organe inscripteur et du support déformé).
Ce procédé présente l'avantage important suivant : la taille de la matière constitutive du support effectuée par l'organe inscripteur peut être moins profonde, de sorte que la couche de gélatine peut être plus mince.
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Il est très facile de disposer un très grand nombre de saillies ou de plis sur une petite largeur du support.
Dans le cas d'un film optico-sonore ordinaire (figure 2), une marge d de 2,5 mm. de largeur est disponible sur le film pour l'inscription sonore et il est parfaitement possible d'effec- tuer mécaniquement dix tracés sur cette largeur d. Pour plus de clarté les figures lA et 2 ne représentent que quelques tracés. Les tracés peuvent aussi être effectués sur un disque de phonographe (Figure 1C) qui, avant l'enregistrement, a été muni de plusieurs saillies ou plis 7. L'emploi de supports de formes différentes, par exemple de cylindres, est également possible.
La figure 3 montre la façon dont les sommets des saillies 2 sont plus ou moins enlevés, par coupage, au moyen d'un ciseau vibrant perpendiculairement à la surface du film (voir direction de la flèche) de sorte qu'il se produit un certain nombre d'enregistrements congruents des vibrations.
Le tranchant du ciseau est parallèle à la largeur du support et en tout point qui, pendant l'enregistrement, est en con- tact avec la matière constitutive du support il forme un angle Ó d'environ 30 avec les surfaces latérales des sail- lies 2 (figure 3) ou, si ces surfaces sont incurvées, avec leur tangente au point considéré (figure 6). L'angle peut aussi être plus petit. On choisit, de préférence ,un angle qui n'est pas inférieur à 3 pour des raisons que la descrip- tion des figures 8,9, 10, 11 et 12 fera mieux comprendre.
On a déjà proposé d'enregistrer des oscillations par voie mécanique au moyen d'un organe inscripteur 8 vibrant ,sensiblement perpendiculairement à la surface du support (figures 8 et 10) et dont le tranchant forme avec la surface du support un angle Ó, inférieur à 3 . Dans ce cas également, des parties du support sont enlevées ou refoulées.
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Les 'variations de largeur de ces parties dotaient une image des oscillations exécutées par le ciseau. avec une amplitude a du ciseau, une partie ayant une largeur de
2, a/tg Ó 1 est enlevée. Les amplitudes du ciseau sont donc enregistrées à échelle amplifiée en fonction de la valeur de l'angle 0( 1. Cette amplification est avantageuse, parce qu'ainsi les petites amplitudes sont enregistrées distincte- ment. Ainsi, par exemple, les hautes fréquences, qui ont le plus souvent des amplitudes assez petites, sont enregistrées assez distinctement pour être parfaitement audibles dans la reproduction. Cependant, l'utilisation du ciseau montré sur la figure 8 ou 10 entraîne également des inconvénients.
Lorsque l'organe inscripteur travaille, comme c'est montré sur la figure 8, dans l'épaisseur du support comportant une couche de revêtement opaque 9, deux flancs de section transversale cunéiforme à très petit angle 10 sont formés la- téralement au tracé. Une faible irrégularité 11 du tranchant du ciseau se révèle bientôt comme gênante du fait que le coin
10 est perforé ou détérioré. Il en résulte une distorsion de l'enregistrement, même si les coins ne sont pas perforés à fond. Du moment que ces coins sont tellement amincis, ils deviennent déjà pour ainsi dire transparents du fait de l'en- lèvement de parties considérables. L'irrégularité s'enregis- tre dans la largeur du support sur une longueur v.
Si l'on prévoit l'angleÓ 1 (figure 9) supérieur à
3 , valeur minimum qui s'est avérée à la suite d'expériences pratiques, l'influence de ces irrégularités diminue sensible- ment. Les coins 10 deviennent moins minces ou étroits, l'irré- gularité n'est plus enregistrée si largement (Il de la figure 9). Cependant, avec l'accroissement de 1-'angle 0( 1' les amplitudes de mouvement du ciseau ne sont plus enregistrées à ..échelle aussi amplifiée. L'invention permet d'obtenir par
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une autre voie le résultat cherché en effectuant sur le support plusieurs phonogrammes congruents côte-à-côte. Lors d'une reproduction simultanée les variations de largeur des tracés distincts s'ajoutent mais ne se multiplient pas comme dans le cas du procédé auquel se réfère la figure 8.
La description de la figure 3 a déjà fait comprendre la façon dont plusieurs phonogrammes congruents peuvent être établis, mais ce but peut être également atteint par le pro- cédé auquel se référent les figures 4, 4A, 4B et 9. Dans ce cas, l'organe inscripteur comporte un certain nombre de dents dont les tranchants, en tout point qui vient en contact avec la matière constitutive' du support pendant l'enregistrement, . font avec la surface du support un angle Ó 2 d'au moins 3 , de préférence 30 , Si le tranchant est une courbe (figure 4B), il faut mesurer l'angle existant entre la tangente au point considéré et la surface du support. Les tranchants forment donc avec la direction de mouvement du ciseau (direction de la flèche) un angle Ó de 87" au plus. Les dents ne compor- tent pas nécessairement deux tranchants.
Les figures 4A et 4B montrent la forme simple. Les saillies du support peuvent aussi présenter la forme des dents du ciseau montrée sur les figures 4A et 4B.
La description des figures 10,11 et 12 fera com- prendre un autre avantage important du procédé qui fait l'ob- jet de l'invention. On suppose que la figure 10 montre un ciseau connu occupant par rapport à un film la position neu- tre dans laquelle est donc taillé un tracé non modulé ayant une largeur p. Avec une amplitude a, la taille a une
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largeur q = 2 a + p. La variation de largeur est donc en tga( 1 --;pourcentage 8 a + p On suppose qu'avec un ciseau du genre te 1 p A
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montré sur la figure 11 et un support comportant n saillie., la position relative du ciseau et du support dans la position neutre est telle qu'au total une largeur p est coupée.
Avec une amplitude a1, ladite relation devient
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2 n al + p x n tg c< 3¯¯¯¯¯¯¯n¯¯¯¯ P
Ces deux relations doivent être, de préférence, équivalentes (amplifications égales des amplitudes dans les
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deux cas). Il s'ensuit que 2 a 2 n ai c'est-à-dire tgo( 1 tg o( 2 al = tg 2 x a. n t9 (l
On arrive ainsi à la conclusion que l'amplitude a1 dans le cas d'une amplification identique peut être inférieu- re à l'amplitude a. Dans le procédé qui fait l'objet de l'invention la taille qu'effectue le ciseau dans la matière de support n'est donc pas nécessairement*profonde. La couche intermédiaire plastique peut être sensiblement plus mince, de sorte que le support peut être réalisé avec plus de facilité.
Du fait que la taille effectuée par le ciseau n'est pas né- cessairement d'une profondeur notable l'angle de détalonnage Ó (figure 12 qui est une vue de côté du ciseau montré sur la figure 10) peut, cependant, être sensiblement plus grand (Au), de sorte que le tranchant du ciseau résiste mieux aux efforts de pliage. Il est évident que la résistance que le ciseau rencontre pendant l'inscription dépend de la profondeur de la taille et de la superficie de la projection du tranchant du ciseau sur la surface du support. S'il s'agit de faire des tailles profondes, l'angle de détalonnage doit être aussi aigu que possible pour que ladite superficie soit réduite dans la mesure du possible.
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Dans ce qui précède on a déjà fait allusion aux dispositifs destinés à réaliser les saillies ou les plis déformables dans la matière constitutive du support. La fig. 13 montre une paire de rouleaux 12, 13. On pourrait obtenir le profil des rouleaux en travaillant autour dans l'épaisseur d'un cylindre. Toutefois, les surfaces latérales des profils doivent être méticuleusement précises et unies.
C'est pourquoi il est préférable de constituer les rouleaux par des disques distincts 15 dont la circonférence peut être taillée facilement avec grande précision et qui sont ensuite reliés entre eux au moyen de boulons 14.
On peut utiliser le'même principe pour réaliser un organe inscripteur du genre montré sur les figs. 4, 4A ou 4B.
Dans ce cas également, les organes inscripteurs peuvent être réalisés au moyen de plusieurs éléments (lignes de séparation montrées en pointillé sur la figure 4) taillés individuelle- ment avec précision.