Brevet FR2685650A1 — publié le 19930702

DETECTEUR DE DOUBLE POUR MACHINE A TRAITER LE COURRIER La présente invention concerne des dispositifs du genre dit détecteurs de double utilisés dans les machines à charger le courrier dans les enveloppes. ll s'agit en fait de détecter une surépaisseur au passage d'une feuille, généralement en papier I1 peut aussi s'agir de détecter la présence d'une feuille excédentaire lors du chargement de plusieurs feuilles. Dans ce domaine, les brevets US 4 121 716 et EP 0 376496 traitent du problème spécifique de la détection de double ou d'épaisseur. Le premier décrit un système automatique pour la détection de double et le tri de documents, qui compare les épaisseurs des documents successifs passant sur un tambour rotatif. Deux galets (un au niveau de deux documents consécutifs) sont appliqués élastiquement contre le tambour. Les galets sont portés par des leviers articulés dont les autres extrémités portent chacune un miroir. Ces miroirs réfléchissent un rayon lumineux entre une source et un récepteur. Si un double se présente sous un galet, il se soulève plus que l'autre, ce qui modifie la position et l'orientation du miroir correspondant. Le rayon lumineux ne parvient plus sur le récepteur qui émet un signal approprié vers un circuit logique. Le second décrit un dispositif de détection de double associé à un dépileur (singulator). Un corps magnétique multipolaire est lié à un galet maintenu appliqué contre des feuilles en défilement, et quand l'épaisseur varie, le corps magnétique se déplace devant un réseau de capteurs de champs magnétique, en particulier des capteurs à effet Hall. Ce brevet a pour objet de commander la vitesse de transport de documents en fonction de leur épaisseur dès qu'ils pénètrent dans la machine de traitement du courrier à haut débit. Un autre dispositif est décrit dans un brevet antérieur de la demanderesse n" 91 16029 déposé le 23 décembre 1991, pour un dispositif de mesure de l'épaisseur d'un produit en feuille. Ces dispositifs peuvent donner satisfaction dans certaines applications, mais sont de prix de revient assez élevés, ce qui en limite l'emploi, alors qu'il y a une demande pour des appareils de ce genre dans le domaine du traitement du courrier. I1 s'agit d'un matériel de bureau qui doit être absolument fiable. n est certain que l'on peut fabriquer actuellement, en y mettant le prix, des appareils aussi précis qu'on le désire, mais on doit éviter de proposer du matériel de laboratoire, tant à cause de prix, que de la fragilité ou des précautions d'emploi. I1 faut donc réaliser un matériel fiable, en utilisant des composants standarts, disponibles sur le marché, donc de faibles prix. L'invention a pour objet un dispositif de contrôle d'épaisseur d'un produit en feuille en défilement comportant des moyens de palpage avec un transducteur tel qu'un convertisseur fournissant des signaux électriques et des moyens de traitement desdits signaux électriques, les moyens de palpage comportant un drapeau solidaire d'un levier de palpage et le convertisseur comportant un émetteur lumineux et un détecteur sensible, à un rayon lumineux, le drapeau pouvant interférer avec le rayon lumineux pour faire varier la section de celui-ci en réponse aux mouvements des moyens de palpage, caractérisé en ce que le signal lumineux est pulsé. En pratique, l'épaisseur d'un papier en défilement est repérée par un galet mobile, appuyé élastiquement sur le papier, contre un galet fixe sous-jacent. L'épaisseur d'une feuille est en général de l'ordre de 8 à 15 centièmes de millimètres, selon le grammage. Lorqu'au cours d'un défilement de feuilles une par une à la suite l'une de l'autre se présente une superposition de deux feuilles, le mouvement du galet mobile, et par suite du drapeau, même avec un levier amplificateur, reste de cet ordre de grandeur. Le déplacement du drapeau modifie, par exemple réduit, la section du rayon lumineux. La variation résultante de cette section ou de l'éclairement reçu par le détecteur lumineux, permet, avec un organe de réglage, de déterminer un seuil, donc la possibilité de détecter la présence d'un double. L'expression rayon lumineux, au sens de l'invention, recouvre tous les types de rayons de ce genre, laser, infrarouge, ultraviolet, etc. . Avantageusement, l'émetteur et le détecteur constituent un transducteur qui peut être un composant du type dit fourche optoélectronique, ladite fourche étant déplaçable par rapport au moyens de palpage en vue d'un réglage, au moyen d'un organe type molette, vis micrométrique et similaire. Ainsi, la fourche pourrait être fixe, et les moyens de palpage réglables. Cependant, les composants actuellement disponibles à un prix acceptable pour un matériel de bureau de large diffusion comportent une certaine hystérésis. Ce qui fait que le seuil dans un sens, la montée par exemple, n'est plus valable dans l'autre sens. Les réglages et la mise au point avant une opération de traitement exigent des déplacements répétitifs de la fourche alternativement dans les deux sens. Du fait de l'hystérésis, un réglage du seuil ne peut être obtenu qu'avec une précision limitée par l'hystérésis, ce qui n'est pas suffisant pour un fonctionnement sûr. Conformément à l'invention, on élimine ce défaut, comme indiqué ci-dessus, en alimentant l'émetteur lumineux avec un courant pulsé au moins pendant la période de réglage, par exemple, une trentaine de microsecondes toutes les quatre cents microsecondes environ.Cependant, l'alimentation pulsée présente un avantage pour le fonctionnement opérationnel permanent. A l'attaque du bord d'une feuille de papier par le galet palpeur, les phénomènes d'inertie peuvent provoquer une levée excédentaire de ce galet palpeur qui ferait déclencher le récepteur, et du fait de l'hystérésis, le récepteur resterait bloqué en signalisation défaut malgré la redescente du palpeur. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple non limitatif, en regard des dessins cijoints, et qui fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. - la figure 1 représente schématiquement un dispositif de palpage et un transducteur fournissant des signaux électriques. - la figure 2 est une vue du transducteur de la figure I, observé suivant la flèche F2. - la figure 3 est un schéma d'un circuit électrique, comportant d'une part un exemple de circuit pour le transducteur, d'autre part un exemple de circuit pour traiter le signal. - la figure 4 est une autre vue d'un exemple de transducteur, et - la figure 5 est un graphique représentant le déplacement du drapeau nécessaire pour obtenir un signal avec une alimentation pulsée en fonction de l'intensité, et selon la position du drapeau dans le fente de la fourche, selon le tableau incorporé dans Ie texte. Le dispositif de palpage représenté sur la figure 1 comporte un galet à axe fixe 1 contre lequel est appuyé par un ressort (non représenté) un galet mobile 2 porté par un bras 3A d'un levier 3A, 3B articulé sur un axe 4. Le convertisseur comporte un drapeau 5 disposé à l'extrémité du bras de levier 3B. Le rapport des longueurs des bras 3A et 3B est choisi de préférence pour amplifier les mouvements du galet 2, cette amplification étant cependant limitée, par exemple entre 3 et 5, pour éviter de faire intervenir des défauts d'épaisseurs non significatifs. L'extrémité SA du drapeau est engagée dans l'espace intermédiaire 8 entre un émetteur 6A d'un rayon lumineux et un récepteur 6B (figure 2). Avantageusement, l'émetteur et le récepteur sont solidaires et constituent un transducteur qui est dans cet exemple un composant 6 d'un type dénommé usuellement fourche optoélectronique. De tels composants sont disponibles dans le commerce par exemple sous la référence OPB 961 N 11 de la firme OPTEK. Le transducteur transforme un déplacement en signal électrique, en passant par l'utilisation d'un rayon lumineux. Des feuilles de papier sont introduites suivant la flèche F1 entre les galets 1 et 2, et selon l'épaisseur du papier font osciller le drapeau dans la fourche. Une position extrême de l'extrémité libre du drapeau est représentée en trait interrompu en S'A. Ainsi, le drapeau peut laisser passer entièrement, ou occulter complètement le rayon lumineux, ou en moduler la section, c'est-à-dire en fait, l'éclairement reçu par la cellule du récepteur 6B. La fourche 6 peut être montée sur une carte 7 qui peut comporter un circuit de traitement du signal. Selon une caractéristique de l'invention, la position de la fourche peut être réglée, au moyen d'une molette ou d'une vis micrométrique. On a représenté ainsi en 6' et 7' des positions modifiées de la fourche 6 et de la carte 7. De tels moyens de réglage de la position d'un objet sont bien connus, et n'ont pas été représentés pour éviter de charger le dessin. Pour utiliser un tel système, il faut régler un seuil de détection du récepteur 6B: après avoir placé une feuille du type à contrôler, entre les galets 1 et 2, puis ensuite deux feuilles l'une sur l'autre (ou une feuille pliée 1/3 - 2/3), on règle la position de la fourche 6. Mais comme on l'a expliqué ci-dessus, l'hystérésis des composants utilisés dans les fourches accessibles commercialement à des prix intéressants ne permettent pas un réglage précis du système en raison de l'hystérésis. Selon l'invention, on évite cet inconvénient, de façon simple en alimentant l'émetteur en courant pulsé. La figure 3 représente un exemple de montage qui comporte le schéma d'une fourche 6 et celui d'un circuit fixé sur la carte 7. L'émetteur 6A de la fourche comporte une diode électroluminescente, dont l'alimentation 5 volts est commandée par un Mosfet IRLRO24 fournissant un courant pulsé, avec des fenêtres de quelques dizaines de microsecondes, en particulier 30 lls environ qui peuvent être écartées d'un intervalle de l'ordre de quelques centaines de microsecondes en particulier de 400 pLS environ. La figure 4 est une vue agrandie de la fourche 6 de la figure 1, vue à partir du bas de la figure 1. L'émetteur 6A est à gauche et le récepteur 6B à droite. L'espace intermédiaire 8 a une certaine largeur, qui peut par exemple, dans un composant classique, être de l'ordre de trois millimètres. Afin de calibrer les dimensions du rayon lumineux, des diaphragmes 9A, 9B sont placés des deux côtés de la fente, contre l'émetteur et contre le récepteur. La flèche F3 indique le sens du déplacement du drapeau pour l'obturation du diaphragme, et la flèche F4 pour le démasquage. On observe qu'avec les composants mécaniques du commerce (axes, paliers, etc.) d'un prix abordable pour le genre de produit que l'on se propose, il n'est pas possible d'assurer de façon rigoureusement constante la position du drapeau entre l'émetteur et le récepteur. Cette position peut être décalée vers l'émetteur, suivant la flèche F5 ou vers le récepteur suivant la flèche F6. Bien entendu, le drapeau peut occasionnellement se placer au milieu. On a constaté en pratique que les informations délivrées par le récepteur variaient en fonction de cette position et présentaient ainsi une dispersion importante avec une alimentation continue.Le Tableau suivant extrait partiellement du graphique de la figure 5 indique le déplacement du drapeau en centième de millimètre nécessaire pour obtenir un signal quand le drapeau est placé vers l'émetteur, vers le milieu, ou vers le récepteur. Dans cette expérimentation, le diaphragme émetteur avait une ouverture de # 1,27 mm et le diaphragme récepteur de 0,25 mm. Le diaphragme est en général réglé sur commande par le fabricant. On a pris comme origine pour cette mesure la ligne ZERO en trait interrompu sur la figure 4, à peu près dans l'axe de l'ouverture diaphragmée. On voit, qu'avec un courant continu de 20 mA, il y a un écart entre les positions, pour passer de l'état ZERO à l'état 1 et de l'état 1 à l'état ZERO de 20 centièmes quand le drapeau est près de l'émetteur, de 14 centièmes quand il est à peu près au milieu, et de 10 centièmes quand il est près du récepteur. Ce sont ces déplacements qui représentent l'hystérésis ; c'est trop important pour avoir un appareil fidèle en pratique. On voit que pour le courant pulsé, les deux valeurs, dans tous les cas, ne s'écartent pas de plus de 1/100 de mm, pour des intensités pulsées variant de 20 à 50 mA. I I I POSITION LATERALE DU LEVIER I 1-------1 VERS L' VERS LE VERS LE (COURANT j EMETTEUR I MILIEU RECEPTEUR I (mA) 1 - > 111 - > 0(0 - > 1(1 - > 0 0 - > 111 - > 01 (continu I I I I I (mA) 20 1 16 1 -4 1 12 1 -2 1 9 1 -1 í I pulsk I I I ( I I I j(A)20 I -1 -2 j O l -1 1 0 j -1 j 25 1 7 1 6 ss 5,5 t 5 1 4 1 3 30 1 13 1 12 1 8,5 j 8 1 6 1 5 I 35 1 16 1 15 1 11 1 10 1 7,5 1 6,5 j 40 1 18 1 17 1 13 1 12 1 9 1 8 j 50 1 21 1 20 l 15 1 14 1 Il 1 10 I REMARQUES : 0 - > 1 : OBTURATION DU DIAPHRAGME DE LA FOURCHE (ALLUMAGE DE LA LED DE CONTROLE) 1 - > 0 : DEMASQUAGE DU DIAPHRAGME (EXTINCTION DE LA LED DE CONTROLE) On voit qu'en courant pulsé, l'augmentation de l'intensité n'a pratiquement pas d'effet sur l'hystérésis. 1l n'est donc pas utile de choisir une intensité supérieure à 20 mA, c'est-à-dire en fait l'intensité minimum qui est de 15 à 20 mA. Avec une tension continue, on pourrait, en augmentant l'intensité, réduire la plage de travail dans le faisceau lumineux et par conséquent réduire l'hystérésis.Mais une intensité supérieure provoquerait un échauffement des composants, notamment de la puce (MOSFET), d'où une dérive, une dégradation des caractéristiques, et une réduction de la durée de vie. Par contre, le courant pulsé réduit l'échauffement, et permet, si cela peut être avantageux dans certains cas, des intensités supérieures sans dégradation. Le graphique de la figure 5 indique la détection du drapeau par la fourche en courant pulsé. On a représenté en ordonnée les déplacements du drapeau en centièmes de millimètres, en abscisse, la valeur de l'intensité en milliampères. Dans la moitié gauche, c'est l'obturation du diaphragme du récepteur, et dans la moitié droite, le démasquage. La courbe du haut correspond à la position vers l'émetteur, pour la courbe intermédiaire, le drapeau est au milieu de la fente, et pour la courbe inférieure, le drapeau est près du récepteur. Les écarts entre les points de droite et de gauche, relevés sur le tableau sont de 1 centième de mm à peu près uniformément. Revendications 1.- Dispositif de contrôle de l'épaisseur d'un produit en feuille en défilement comportant des moyens de palpage (2) avec un transducteur fournissant des signaux électriques, et des moyens de traitement desdits signaux électriques, les moyens de palpage comportant un drapeau (5) solidaire d'un levier de palpage (3) et le transducteur (6) comportant un émetteur lumineux (6A) et un détecteur (6B), le drapeau pouvant interférer avec le rayon lumineux pour faire varier la section de celui-ci en réponse aux mouvements des moyens de palpage, caractérisé en ce que le signal lumineux est pulsé. 2.- Dispositif selon la revendication 1, dans lequel le transducteur est un composant (6) du type dit fourche, ladite fourche étant déplaçable par rapport au moyen de palpage en vue d'un réglage, au moyen d'un organe type molette, vis micrométrique et similaire. 3.- Dispositif selon la revendication 2, dans lequel le composant (6) est fixé sur une carte (7), l'ensemble carte et composant étant déplaçable. 4.- Dispositif selon une quelconque de revendications précédentes, dans lequel l'intervalle entre les impulsions est de l'ordre de quelques centaines de microsecondes en particulier environ 400 ,us. 5.- Dispositif selon la revendication 4, dans lequel chaque impulsion a une durée de quelques dizaines de plus, en particulier, environ 30 lls.