CH617131A5

CH617131A5 -

Info

Publication number: CH617131A5
Application number: CH1341877A
Authority: CH
Inventors: Claude Grosvernier
Original assignee: Radioelectrique Comp Ind
Priority date: 1977-11-04
Filing date: 1977-11-04
Publication date: 1980-05-14
Also published as: DE2847610A1; US4277176A; FR2407818A1; FR2407818B1; GB2006952B; DE2847610C2; JPS593682B2; ES474793A1; GB2006952A; JPS5474770A; IT1099890B; IT7829290A0

Description

La présente invention a pour objet un procédé de contrôle de la largeur et du parallélisme des marges consécutives au centrage d'une impression par rapport à son support, par exemple une feuille imprimée, par déplacement du support devant des dispositifs de lecture opto-électroniques, en vue du contrôle des marges parallèles à la direction de déplacement du support.

On a déjà proposé de balayer une marge latérale au moyen d'un faisceau lumineux et de capter la lumière réfléchie pour définir une impulsion rectangulaire dont on différencie les flancs pour définir les bords de la marge. La précision d'une telle méthode est relativement faible. En outre, on ne contrôle pas le parallélisme.

On a également proposé de contrôler la largeur de la marge au moyen de fibres optiques, la mesure consistant à compter le nombre de fibres optiques éclairées et à comparer ce nombre avec une valeur de consigne. Le pouvoir de résolution d'un tel dispositif de mesure est toutefois relativement faible en raison de la dimension des fibres optiques. La mesure est donc imprécise. En outre, il est nécessaire d'avoir un détecteur par fibre optique. Enfin, on ne contrôle pas le parallélisme en soi.

La présente invention a pour but d'augmenter la précision et la rapidité de la mesure et de contrôler, d'une part, la largeur des marges et, d'autre part, le parallélisme de chacune de ces marges, avec les bords du support.

Le procédé selon l'invention est caractérisé en ce que, pour chaque marge, on compte, parmi n éléments photosensibles répartis linéairement transversalement à la direction de déplacement du support, le nombre d'éléments photosensibles sensibilisés sur le dispositif de lecture produisant un signal supérieur à un certain seuil, et compare d'une part, le nombre d'éléments comptés avec une valeur de consigne, et, d'autre part, la différence entre les nombres d'éléments comptés en deux points différents de chaque marge avec une valeur de consigne.

L'invention a également pour objet un dispositif pour la mise en œuvre de ce procédé, caractérisé par le fait qu'il comprend, pour chaque marge, une caméra comportant un nombre déterminé de photodiodes et équipée d'un dispositif de comparaison avec seuil réglable, auto-adaptatif à l'éclairement des marges, un générateur de signal d'autorisation à partir de l'enveloppe des signaux des photodiodes dépassant le seuil, utilisé pour inihiber ou non les compteurs, un premier compteur comptant les photodiodes délivrant des signaux supérieurs au seuil durant le signal d'autorisation, un deuxième compteur comptant les photodiodes délivrant des signaux inférieurs au seuil et enclenché par le premier compteur, des registres contenant les valeurs de consigne, un comparateur comparant le nombre de diodes comptées avec la valeur de consigne correspondant à la valeur maximale autorisée, un comparateur comparant le nombre de diodes comptées avec la valeur de consigne correspondant à la largeur minimale autorisée et un comparateur comparant les différences des nombres de diodes comptées en deux points éloignés avec une valeur de consigne correspondant à la tolérance de non-parallélisme.

L'utilisation d'une caméra Reticon à haut pouvoir de résolution permet d'effectuer une mesure très précise à vitesse élevée.

Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'invention.

La fig. 1 illustre le principe général de la mesure.

La fig. 2 représente schématiquement la partie sensor de la caméra.

La fig. 3 illustre le principe électronique de la détection par la caméra.

La fig. 4 représente schématiquement la disposition des moyens de mesure.

La fig. 5 illustre la formation du signal de comptage.

La fig. 6 représente le schéma-bloc simplifié du dispositif de contrôle pour l'une des deux caméras.

La fig. 7 représente le diagramme des temps de la mesure.

La fig. 8 représente le schéma-bloc complet du dispositif.

Les fig. 9 et 10 représentent les schémas électriques du schéma-bloc représenté à la fig. 8.

La fig. 1 représente schématiquement une feuille de papier rectangulaire présentant une partie imprimée 1 et deux marges latérales 2 et 3. La feuille défilant à une vitesse de 6,6 m/s, on mesure simultanément la largeur des deux marges latérales en deux points A au début de cette feuille, puis cette même largeur en deux points B à la fin de la feuille. Ces deux mesures sont également utilisées pour contrôler le parallélisme des marges, c'est-à-dire le parallélisme entre le bord de la feuille et le bord de la partie imprimée, comme cela sera décrit plus loin.

Pour effectuer cette mesure, on utilise une caméra électronique du type Reticon disposée comme représenté schématiquement à la fig. 2. La surface de la feuille 4 est éclairée au moyen d'une source de lumière au moyen de deux guides de lumière semi-flexibles, ou fibres optiques. La caméra 7 est située du même côté que la source lumineuse; on mesure donc la lumière réfléchie par la feuille.

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La partie sensible de la caméra, connue en soi, est formée d'une ligne de 256 photodiodes espacées de 0,001" soit 0,0254 mm (fig. 3). La longueur totale de l'élément sensible est donc de 0,256", soit 6,5 mm. Comme représenté schématiquement à la fig. 4, chaque photodiode Di,D2,D3, etc., est montée en série avec un transistor, tel que Ti, entre une source de tension de + 5 V et une terre virtuelle, et en parallèle avec un condensateur, tel que Ci. Initialement, chaque condensateur est chargé à une tension de -5 V. Pendant que le transistor correspondant est bloqué, le condensateur se décharge en raison du courant inverse de la diode. Ce courant inverse se compose de deux courants, à savoir le photocourant et le courant de fuite de la diode, ce dernier étant négligeable. Le photocourant est défini comme le produit de la sensibilité de la diode par l'intensité lumineuse. La charge enlevée au condensateur est alors le produit du photocourant par le temps s'écoulant entre deux recharges du condensateur. Le signal obtenu au moyen de chacune des caméras, ou signal vidéo, représente le courant de recharge du condensateur lors de l'échantillonnage. Ainsi, l'amplitude du signal vidéo est proportionnelle au temps entre deux échantillonnages et à l'intensité lumineuse. Les transistors Ti,T2,T3, etc., servent d'interrupteurs pour les recharges des condensateurs qui leur sont respectivement associées. A la fig. 1, la partie sensible des caméras, ou sensor, est représentée schématiquement en 8 et 9. Les caméras sont réglées de manière que les sensors voient une distance de 10 mm, les caméras étant positionnées de telle sorte que la marge soit au milieu du champ de vision des caméras. Etant donné que 10 mm sont vus par 256 photodiodes, une photodiode voit une distance de 39,6 um. On a donc une résolution de 39 um. L'amplitude du signal vidéo de chacune des diodes est proportionnelle à l'intensité lumineuse et au temps entre deux recharges des condensateurs. En fait, elle est proportionnelle à la charge, donc à l'intégration du photocourant pendant un temps to (fig. 7). Dans la présente application, le temps d'intégration to est le même pour chaque diode, mais chaque diode voit une partie différente de la feuille. En outre, le temps d'intégration est toujours le même et il est petit, pour que la distance parcourue par la feuille pendant to reste aussi petite que possible. On effectue une initialisation, c'est-à-dire une recharge des capacités, avant chaque mesure. Il est donc nécessaire de déclencher un balayage de la caméra. A la fig. 7, la durée du balayage est désignée par ts, le balayage lui-même étant représenté par des zones hachurées sur la marge 3 de la feuille. Les zones hachurées 10 et 12 correspondent à l'initialisation, c'est-à-dire à la recharge des capacités, tandis que les zones 11 et 13 sont les temps pendant lesquels s'efFectue la mesure du résultat de l'intégration de la lumière réfléchie par la feuille pendant le temps to et sur la distance do.

Le schéma-bloc simplifié pour le contrôle de l'une des marges est représenté à la fig. 6. Le dispositif comprend la caméra 7, une logique de commande 14, un premier compteur de diodes 15, un second compteur de diodes 16, trois comparateurs 17, 18 et 19, un circuit de présélection des données 20 et un circuit de traitement 21 pour le traitement des informations reçues, ce circuit 21 recevant également en 22 les informations du circuit associé à la seconde caméra. Le circuit 21 peut en outre recevoir sur une entrée 23 un signal d'erreur provenant d'un dispositif de contrôle des marges transversales des feuilles.

La caméra 7 est une caméra du commerce. Elle est équipée d'un système interne de comparaison avec un seuil réglable. Ce seuil peut être modifié au moyen d'un potentiomètre. La caméra est en outre associée à un circuit 24 assurant une auto-adaptation du seuil à l'éclairement des marges de la feuille. La fig. 5 illustre schématiquement la formation du signal utile qui sera appelé signal DATA. L'amplitude du signal vidéo 25 est comparée au niveau du seuil réglable 26, l'enveloppe de la partie dépassante déterminant le signal DATA ou signal d'autorisation, le signal DATA étant 1 lorsque l'amplitude du signal vidéo est plus grande que le seuil. Le signal DATA est utilisé pour inhiber ou non les copipteurs, et ainsi compter le nombre de photodiodes générant un signal au-dessus du seuil. La mesure de la marge revient donc à compter le nombre de photodiodes échantillonnées pendant que le signal DATA est à 1.

Le principe de fonctionnement du dispositif sera décrit pour une caméra au moyen du diagramme représenté à la fig. 7. La logique de commande 14 génère un premier balayage d'initialisation, puis attend un temps d'intégration to et commande le balayage de mesure. Le signal vidéo est alors comparé au seuil 26 et les diodes formant la marge sont comptées par le premier compteur 15. Le nombre de diodes comptées N est comparé à un nombre minimal Nmin par le comparateur 17 et à un nombre maximal Nmax par le comparateur 18. Nmin et Nmax déterminent les tolérances et sont transmis par le circuit 20 de présélection des données. Le second compteur 16 compte la différence, en valeur absolue, entre les nombres de diodes comptés à chaque extrémité de la marge. Cette différence est envoyée à un comparateur 19 qui compare la valeur mesurée à une grandeur de consigne N// reçue du circuit 20, qui est la valeur maximale admissible, cette comparaison constituant le contrôle du parallélisme. Les résultats du comparateur sont envoyés au circuit 21 qui détermine alors le rejet ou non de la feuille contrôlée. A l'aide de moyens connus, par exemple une cellule photo-électrique, on engendre deux signaux PG1 et PG2 (fig. 7). Le signal PG2 indique le début de la feuille arrivant devant l'objectif de la caméra et initialise le processus de mesure, tandis que le signal PG1 commande le balayage d'initialisation et arme un système à déclenchement retardé dans la logique de commande 14 pour le balayage de mesure. Le système à déclenchement retardé permet, à partir des impulsions PG1 et PG2 d'obtenir les signaux CLEAR 1 et CLEAR 2, la durée variable to du temps d'intégration, ainsi que les signaux de commandes S pour la mise en marche de la caméra. La durée de balayage est déterminée par un signal ENABLE.

Le dispositif de mesure sera décrit maintenant plus en détail au moyen du schéma-bloc détaillé représenté à la fig. 8 et des circuits correspondants représentés aux fig. 9 et 10. Le schéma-bloc a été complété par les circuits associés à la seconde caméra 7'. Dans le schéma-bloc de la fig. 8, le bloc 25 correspondant à la réunion des blocs 15, 17 et 18 de la fig. 6, tandis que le bloc 26 correspond à la réunion des blocs 16 et 19. Les signaux provenant de la caméra 7 sont appliqués au circuit de traitement du signal DATA 27 par l'intermédiaire d'un interface 28. Dans ce schéma-bloc est encore représenté le circuit de commande de déclenchement retardé 29. A la seconde caméra 7' sont associés des circuits 24' à 28' respectivement identiques aux circuits 24 à 28. Le circuit de présélection des données 20 est relié par des ■ lignes 30 et 31 à un ordinateur qui commande le système au moyen d'un programme adéquat.

On se réfère aux fig. 9 et 10. Le circuit à déclenchement retardé 29 permet, comme il a été dit plus haut, d'obtenir les signaux CLEAR 1 (CL1) et CLEAR 2 (CL2), la durée variable to du temps d'intégration, ainsi que les signaux de commande S de la caméra, à partir des impulsions de commande PG1 et PG2. Ce circuit comprend essentiellement deux compteurs 32 et 33 qui sont initialisés par PG1 à une valeur présélectionnée par huit interrupteurs 34. Ils décomptent jusqu'à atteindre l'état 0 en déterminant ainsi le temps d'intégration to et en générant les impulsions CLEAR 1, CLEAR 2 et S. L'impulsion CLEAR 2 ne passe qu'après une impulsion PG2 qui remet à 0 le flip-flop 35. Le temps to est présélectionné en binaire sur les interrupteurs 34 avec pour unité 100 us. La fréquence d'horloge est de 10 kHz. Les impulsions S commandant la caméra sont une fonction OU de PG1 (balayage d'initialisation) et CLEAR 1 (balayage de mesure).

Le signal DATA est traité par le circuit 27. Les impulsions, c'est-à-dire les photodiodes, sont comptées par le circuit 25. Le circuit 27 comprend un compteur de diodes MOINS 36 et le circuit 25 deux compteurs de diodes PLUS 37 et 40 en cascade. Les diodes PLUS sont les diodes recevant un signal vidéo supé5

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rieur au seuil, tandis que les diodes MOINS sont les diodes recevant un signal vidéo inférieur au seuil. Les entrées E (ENABLE) des compteurs 36 et 37 sont respectivement connectées aux signaux DATA et DATA. Le compteur de diodes MOINS 36 est armé par un flip-flop 38 dès que le compteur 37 a compté huit diodes PLUS. Dès que l'on a compté quatre diodes MOINS, c'est-à-dire que l'on est hors de la marge, le compteur de diodes PLUS 37 est inhibé par un flip-flop 39 jusqu'au prochain balayage de mesure.

Le dispositif tient compte d'éventuels défauts, tels que les points noirs, de la marge : si l'on compte moins de quatre diodes MOINS, le compteur 36 est automatiquement remis à zéro par une impulsion générée au moyen du compteur de diodes PLUS 37 toutes les deux diodes PLUS. La fin du balayage inhibe le compteur 36 par le flip-flop 38 grâce à une impulsion générée par le signal ENABLE. Le signal CLEAR T a pour fonction d'initialiser le dispositif au début de chaque balayage de mesure.

Les compteurs PLUS 37 et 40 peuvent être inhibés par le flip-flop 39 ainsi que le signal DATA. Les circuits 25 et 27 sont reliés par deux lignes A et B. La ligne A arme le compteur de diodes MOINS 36, tandis que la ligne B remet le compteur 36 à 0, si moins de quatre diodes MOINS ont été comptées. Le nombre N de diodes compté est comparé aux valeurs Nmin et Nmax. Le signal CLEAR 1 remet les deux comparateurs PLUS 37 et 40 à 0 au début de chaque balayage de mesure.

Le circuit 26 contrôle le parallélisme. Il comporte deux compteurs 41 et 42. Lors de la première mesure, ces deux compteurs comptent la valeur Ni, c'est-à-dire le nombre de diodes comptées en A (fig. 1). Puis, lors de la deuxième mesure, ils décomptent la nouvelle valeur N2 (point B). Si N2 est supérieur à Ni, une détection de l'état 0 fait recompter de manière à obtenir toujours la valeur absolue N2-N1. Cette valeur est comparée à une valeur de consigne.

Le circuit 24 permet d'avoir un seuil auto-adaptatif, c'est-à-dire s'adaptant automatiquement à l'éclairement des marges de la feuille. Ce circuit réalise une superposition au seuil fixe de la caméra d'un seuil variable dépendant du signal VIDEO. La hauteur du seuil variable par rapport au signal vidéo est réglée au moyen d'un potentiomètre 43 au moyen duquel on prélève une partie du signal VIDEO que l'on applique à un amplificateur 61. Si l'amplitude du signal VIDEO baisse à la suite d'une diminution de l'intensité de l'éclairage, le niveau du seuil variable baisse dans 5 la même proportion, garantissant ainsi une détection normale de la grandeur de la marge.

Le circuit de présélection des données 20 a deux modes de fonctionnement distincts, soit un mode ordinateur et un mode manuel, selon l'état du signal SEL (fig. 8). Les signaux correspon-îo dant à chacun de ces modes sont sélectionnés au moyen de deux sélecteurs à quatre bits 43 et 44.

Lorsque le circuit 20 fonctionne dans le mode ordinateur, l'ordinateur délivre des impulsions de charge sur les lignes 31,

ainsi que les données correspondantes DM0 à DM7 sur les 15 lignes 30.

Dans le mode manuel, les valeurs sont présélectionnées sur cinq multicontacteurs 45, 46, 47, 48 et 49, chaque multicontacteur étant sélectionné à tour de rôle par un circuit démultiplexeur 50 à travers huit diodes 51, respectivement 52, 53, 54 et 55. Les 20 lignes S0 à S4 passent ainsi périodiquement d'un état de haute impédance à l'état 0 V. En même temps, un décodeur 56 combiné à une logique 57 + 58 délivrent des impulsions de charge AV 0 à AV 4 utilisées en cas de fonctionnement en mode manuel. En mode ordinateur, ce sont les impulsions AM 0 à AM 3 venant de 25 la ligne 31 via le sélecteur 61 qui sont déterminantes. Un compteur 59 constamment incrémenté permet une charge cyclique.

Le circuit 21 (traitement de sortie) a pour fonction d'interpréter les résultats des trois comparaisons venant de chaque caméra à chaque mesure. L'opération est commandée par un compteur 60 30 incrémenté par le signal de fin de balayage ENABLE. Le compteur 60 comporte quatre sorties Q1 à Q4. Q1 et Q2 sont utilisés pour mettre en mémoire les résultats des comparaisons après chaque balayage de mesure. Le signal de sortie OUT est en principe également fonction du résultat d'un contrôle des marges 35 transversales à la direction de déplacement ERR décrit dans la demande de brevet FR N° 2407819. Le signal OUT est disponible après que toutes les mesures d'une feuille ont été faites et jusqu'au moment où commencent les mesures de la feuille suivante.

6 feuilles dessins

Claims

617 131 REVENDICATIONS

1. Procédé de contrôle de la largeur et du parallélisme des marges consécutives au centrage d'une impression par rapport à son support par déplacement du support devant des dispositifs de lecture opto-électroniques, en vue du contrôle des marges parallèles à la direction de déplacement, caractérisé en ce que, pour chaque marge, on compte, parmi n éléments photosensibles répartis linéairement transversalement à la direction de déplacement du support, le nombre d'éléments photosensibles sensibilisés sur le dispositif de lecture produisant un signal supérieur à un certain seuil, et compare, d'une part, le nombre d'éléments comptés avec une valeur de consigne, et, d'autre part, la différence entre les nombres d'éléments comptés en deux points différents de chaque marge avec une valeur de consigne.

2. Dispositif pour la mise en œuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comprend, pour chaque marge, une caméra comportant un nombre déterminé de photodiodes et équipée d'un dispositif de comparaison avec seuil réglable auto-adaptatif à l'éclairement des marges, un générateur de signal d'autorisation (DATA) à partir de l'enveloppe des signaux des photodiodes dépassant le seuil, utilisé pour inhiber ou non les compteurs, un premier compteur comptant les photodiodes délivrant des signaux supérieurs au seuil durant le signal d'autorisation, un deuxième compteur comptant les photodiodes délivrant des signaux inférieurs au seuil et enclenché par le premier compteur, des registres contenant les valeurs de consignes (Nmax, Nmin, N//), un comparateur comparant le nombre de diodes comptées avec la valeur de consigne correspondant à la largeur maximale autorisée (Nmax), un comparateur comparant le nombre de diodes comptées avec la valeur de consigne correspondant à la largeur minimale autorisée (Nmin) et un comparateur comparant la différence des nombres de diodes comptées en deux points éloignés avec une valeur de consigne correspondant à la tolérance de non-parallélisme (N//).

3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que,

pour déterminer les éléments photosensibles produisant un signal supérieur à un certain seuil, on mesure, pour chaque élément photosensible, la charge d'un condensateur en parallèle avec cet élément photosensible par intégration du photocourant pendant un temps déterminé et constant (to).

4. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le premier compteur est réalisé de manière à être inhibé lorsque le deuxième compteur a compté un certain nombre de photodiodes, de manière à éviter qu'un point noir dans la marge soit interprété comme un début de la partie imprimée.