Brevet FR2813957A1 — publié le 20020315

i MACHINE D'ANALYSE DE LA PROPRETE DE BANDES TRANSPARENTES PERFOREES La présente invention concerne une machine d'analyse de la propreté de bandes relativement transparentes, utilisées en particulier dans le domaine de la photographie, et plus spécifiquement les moyens permettant de réaliser l'analyse non destructive de la propreté des surfaces de bandes perforées, afin de vérifier notamment si la propreté de ces bandes est satisfaisante compte tenu de l'utilisation ultérieure desdites bandes. Il existe de nombreuses méthodes de détection et de mesure d'éléments ou de particules qui polluent ou contaminent par adhérence des surfaces ou bandes planes, notamment les surfaces de bandes de films ou papiers photographiques. Le brevet US 4 189 235 concerne un dispositif qui permet de mesurer dynamiquement l'accumulation de poussières dans certaines zones d'un billet de banque peu transparent. Le billet de banque à contrôler est positionné entre un système optique comprenant une source de lumière et un système optique récepteur comprenant un microscope et des photodiodes. La lumière émise vers la cellule réceptrice dépend du taux de poussière accumulée sur la zone inspectée. La lumière est transformée en signal électrique par un transducteur et ledit signal électrique analysé, pour déterminer le nombre et la quantité de poussière accumulée dans la zone inspectée du billet de banque. Le brevet US 4 669 885 divulgue un procédé et un système d'inspection optique qui permet de détecter directement, rapidement et sans comparaison des particules indésirables qui adhèrent notamment sur des plaques de semi-conducteurs ou circuits imprimés. Le principe est basé sur un dispositif optique comportant des sources de lumière, ou rayons laser, ou rayons X et des moyens de projection et de détection permettant d'obtenir une image du circuit imprimé contrôlé; ceci permet ainsi d'identifier, en fonction des indices de réflexion, transmission, les éléments suivants: la plaque ayant des matières indésirables, le positionnement de chaque particule de matière indésirable sur la plaque, et notamment sur les lignes constituant le circuit imprimé. L'intérêt de cette méthode et des moyens associés est de mesurer de façon précise les défauts rapidement et directement sur la ligne de production des plaques de semi- conducteurs. Le brevet US 5 033 095 divulgue un procédé et un dispositif pour déterminer et quantifier automatiquement la valeur, de particules polluant des feuilles utilisées dans l'industrie papetière. La bande de matériau à contrôler est passée manuellement ou en automatique dans un analyseur d'image type scanner, afin de produire une image qui est ensuite analysée ligne par ligne par un ordinateur permettant, via un module de conversion analogique-numérique, de mesurer par comparaison, et ligne par ligne, chaque pixel de l'image puis déceler si la continuité entre deux lignes successives est normale ou pas; ceci, à partir de l'établissement d'un seuil ou niveau d'acceptation reconnu et préétabli pour les particules apparaissant sur l'image analysée. Les données concernant les particules qui polluent les feuilles de papier sont stockées dans une mémoire, peuvent être classées par catégories prédéfinies, et un rapport papier concernant ces particules peut être édité. Le brevet US 5 402 228 divulgue un procédé et un dispositif qui permettent de mesurer et d'enregistrer la taille et l'intensité de petites taches ou défauts type poussières apparaissant sur une bande de papier. La méthode met en oeuvre un compteur de poussière qui comprend notamment un dispositif permettant de maintenir la bande de papier à contrôler, un système optique et des capteurs CCD (charge couple device) reliés à un calculateur électronique. Un procédé d'analyse, partant de l'enregistrement des données analogiques d'image dans une base, et moyennant une conversion numérique de l'image, permet de comparer ladite image numérique de la bande de papier contrôlée à des références préétablies de valeurs de taches ou de poussières stockées dans la mémoire du calculateur. Un histogramme lié aux taches de poussière rédhibitoires est construit à partir de la base de données et des seuils de référence, permettant ainsi d'analyser le taux de pollution des bandes de papier contrôlées. Le brevet US 5 436 979 divulgue un perfectionnement des procédés préalablement existants, décrits notamment dans les brevets US 4 189 235 et US 5 033 , en ce sens qu'il permet de mesurer en les quantifiant et les caractérisant, des anomalies telles que poussières, rayures restant sur la surface d'un échantillon de film photographique, après que ledit échantillon de film photographique ait subi une procédure de nettoyage; ceci afin de vérifier l'efficacité de ladite procédure de nettoyage. Le brevet US 5 436 979 décrit un procédé automatique, fiable et robuste, permettant grâce à un scanner et un calculateur de prendre en compte lors des mesures, les bruits ou variations d'intensité lumineuse ou d'éclairage se produisant au cours du temps, notamment entre deux mesures consécutives; ceci en reconditionnant l'image originale, de telle sorte que les variations de luminosité ne provenant pas des anomalies à mesurer sont éliminées de l'image restituée à analyser qui ne contient donc que lesdites anomalies. Cette méthode améliorée par rapport à l'état antérieur de la technique, est basée sur un procédé de traitement électronique numérique de l'image scanérisée qui permet d'éliminer les bruits ou variations d'éclairage. Les procédés et dispositifs décrits dans les brevets précités qui utilisent à la base un moyen d'éclairage de l'échantillon de bande à contrôler, se heurtent à un problème important quand on contrôle des bandes perforées, en ce sens que la source de lumière transmet des rayons lumineux dans les perforations, ce qui constitue un élément perturbateur majeur quant à la mesure des anomalies, notamment dans l'environnement de ces perforations, et allant bien au-delà des simples variations lumineuses évoquées dans le brevet US 5 436 979. Dans le cas de mesures de poussières à réaliser sur des bandes perforées, il est préférable de se débarrasser pratiquement complètement et d'emblée des perturbations ou bruits importants dus aux rayons lumineux émis qui traversent les perforations réalisées dans lesdites bandes à analyser et qui perturbent fortement les mesures, ceci sans même avoir à utiliser par exemple des moyens de conversion analogique-numérique de la bande de film perforée analysée. La présente invention permet de pallier ce problème en permettant de faire une mesure rapide, efficace et précise, sans conversion ni traitement d'image, de la pollution par particules de la surface de bandes perforées, en utilisant un dispositif spécifique de support et de guidage de la bande à analyser, caractérisé en ce qu'il permet de masquer pratiquement complètement les perforations réalisées dans ladite bande lorsqu'elle défile dans la machine automatique d'analyse et permettre ainsi de détecter et analyser les anomalies dues aux particules indésirables déposées anormalement sur l'ensemble de la surface des bandes analysées. D'autres caractéristiques particulières et avantages de la présente invention apparaîtront dans la description détaillée de modes de réalisation particuliers, comme illustré dans les dessins annexés suivants: la figure 1 représente une vue du dispositif de support et de guidage des bandes; la figure 2 représente une vue représentant les principaux composants de la machine d'analyse de la propreté des bandes; la figure 3 représente une variante du dispositif décrit en référence aux figures 1 et2. La description détaillée suivante des modes de réalisation particuliers de l'invention fait référence aux dessins dans lesquels les mêmes références numériques identifient les mêmes éléments de structure, dans chacune des différentes figures. En référence à ces dessins, la machine automatique d'analyse de la propreté de la surface des bandes permet de vérifier la propreté d'échantillons de bandes magnétiques ou de films photographiques relativement transparents. Les films photographiques sont par exemple des bandes de film vierges, exposées (film grisé) ou développées. La machine permet de détecter le nombre, la position et la taille de particules de poussière sur lesdites bandes analysées. Outre le dispositif de support et de guidage, objet de la présente invention, la machine comprend une structure ou un châssis recevant des composants électromécaniques tels que moteurs électriques, variateur de vitesse et galets de guidage d'au moins une bande de film. Il est évident que l'on peut concevoir une machine permettant d'analyser plusieurs bandes à la fois, les bandes étant disposées en parallèle côte à côte. Les composants électromécaniques permettent d'assurer le défilement de la ou des bandes 30 depuis au moins un cylindre dérouleur d'entrée vers au moins un cylindre enrouleur; ceci dans de bonnes conditions cinématiques, c'est-à-dire avec une synchronisation de l'ensemble maintenant une tension correcte de la ou des bandes de film 30. Dans toute la suite de la description, on parlera de la "bande 30", mais cette appellation inclut toutes les configurations mono ou multi-bandes parallèles disposées sur la machine. La machine comprend également des moyens d'éclairage 20 de la bande 30 à analyser et des moyens de détection, d'enregistrement et de visualisation. La machine comprend aussi un logiciel de gestion et des moyens électroniques qui permettent d'une part d'afficher les courbes de densité optique de la bande 30 analysée en fonction de la largeur de ladite bande 30, et d'autre part de gérer des fichiers de travail de la bande 30 analysée. La figure 1 correspond à un mode de réalisation préférentiel du dispositif de support et de guidage 10 de la bande 30 à analyser comprenant un cylindre de révolution 12, en matière transparente, entraîné en rotation par un arbre 15 qui lui est coaxial. Le cylindre 12 peut être par exemple en matière plastique et muni d'un moyen de codage angulaire, par secteurs cylindriques, ledit moyen de codage étant relié au logiciel de gestion de la machine; ceci afin de pouvoir traiter les inhomogénéités de surface et de transmission inhérentes à la matière plastique. Dans un mode de réalisation préféré, le cylindre 12 est en verre. La surface extérieure du cylindre 12 est polie miroir avec conservation de la géométrie de révolution selon une tolérance de moins de 0,05 mm et de préférence inférieure à 5 micromètres; ceci par rapport au diamètre matérialisant cette surface extérieure. La surface extérieure du cylindre 12 comprend au moins une gorge 13 destinée à être en repérage avec la (ou les) ligne(s) de perforation de la bande 30. La gorge 13 est concentrique à la surface extérieure du cylindre 12. Dans le cas o il y aurait plus d'une gorge 13, les gorges sont parallèles entre elles. La gorge 13 a moins de 1 mm de profondeur et une largeur qui correspond pratiquement à la largeur des perforations de la bande 30. Dans le cas o il y a plus d'une gorge, la distance entre axes des gorges 13 correspond pratiquement à l'entraxe des perforations de la bande 30, appliquée sur la surface extérieure du cylindre 12; 1' application se faisant de telle manière que l'axe principal de la bande 30 analysée est pratiquement perpendiculaire à l'axe du cylindre 12, comme représenté sur la figure 1. Des masques opaques 14, par exemple en matière synthétique, sont déposés sous vide de telle manière qu'ils se superposent pratiquement avec les perforations 31 de la bande 30 à analyser; ceci pour éviter la perturbation et la dégradation importante de l'enregistrement et donc de l'analyse ultérieure, perturbation et dégradation dues aux rayons lumineux traversant les perforations de ladite bande de film 30 à analyser et qui éblouissent le moyen d'enregistrement. L'épaisseur des masques 14 est telle que le diamètre Dm référencé sur la figure 2 et engendré par l'épaisseur desdits masques soit inférieur de quelques centièmes de millimètres au diamètre De, référencé sur la figure 2, de la surface extérieure du cylindre 12; ceci afin d'éviter des problèmes d'abrasion de la bande 30 qui vient en appui sur la surface extérieure du cylindre 12. La densité optique des masques 14 est supérieure ou égale à la densité de la bande 30 analysée. Il est évident que les masques opaques 14 peuvent être formés par une fine couche d'émulsion photographique répartie de façon homogène sur les parties appropriées du fond de chaque gorge 13, ladite couche d'émulsion devenant opaque, après le traitement suivant son exposition à une source lumineuse. L'arbre 15 est par exemple asservi au système de motorisation permettant le défilement de la bande 30, afin qu'il y ait synchronisation très précise permettant, en fonction des variations de vitesse, de faire superposer continuellement pendant la phase d'analyse, les perforations de la bande 30 avec les masques en couche mince 14 déposés dans les gorges 13. L'intérieur 11 du cylindre 12 est évidé selon un cylindre de révolution de diamètre Di, référencé sur la figure 2, coaxial à l'axe du cylindre 12 et poli miroir avec conservation de géométrie. L'évidement 11 permet la mise en place d'une source d'éclairage 20; la coaxialité de la surface extérieure du cylindre 12 matérialisé par De, et de l'évidement 11 matérialisé par Di, est préférée afin de limiter l'angle de diffusion de la lumière émise par la source d'éclairage 20 vers l'extérieur du cylindre 12; ceci suivant l'angle d'enveloppe A référencé sur la figure 2, ledit angle A étant pratiquement compris entre 1 et 1,5 radians. Un système comprenant au moins un détecteur de défilement de la bande 30 pour repérer le défilement ou la longueur de bande 30 analysée et un moyen d'enregistrement 40 de l'image de la bande 30, permet de recueillir les données; la position relative du moyen d'enregistrement 40 par rapport au dispositif 10 est telle, que ledit moyen d'enregistrement 40 est placé pratiquement dans une zone de l'espace balayée par le cône de lumière diffusée suivant l'angle A. Ledit système permet de recueillir les données pour l'analyse, à savoir notamment le nombre et la position des particules déposées sur la bande 30 analysée. Ces données sont ensuite traitées électroniquement afin de permettre la génération d'une courbe caractérisant la pollution de la bande 30 analysée, ladite courbe pouvant être visualisée, classée par le biais d'un système de gestion de fichiers et restituée à tout moment en utilisant des moyens qui seront de préférence un écran de visualisation 50, un clavier de commande 60, une imprimante 70, comme référencés sur la figure 3. Il est évident qu'en remplacement d'une simple courbe, on peut faire une cartographie représentative de la densité optique et/ou de répartition des poussières. Selon une variante non illustrée de ce mode de réalisation préférentiel du dispositif 10 et des moyens associés, la source d'éclairage 20 dans l'évidement 11 interne au cylindre 12, peut comprendre un moyen 21, de type sphère intégrante, présentant une ouverture pour laisser passer la lumière et obtenir une ligne lumineuse homogène servant de source. Une autre variante non illustrée de ce mode de réalisation préférentiel du dispositif 10 et des moyens associés consiste à inverser les positions des moyens d'éclairage 20 et d'enregistrement 40 par rapport au dispositif 10, en plaçant la source d'éclairage 20 à l'extérieur du cylindre 12 et le moyen d'enregistrement 40 à l'intérieur de l'évidement 11. Pour des questions d'encombrement et de place disponible dans l'évidement 11, on pourra placer par exemple dans l'évidement 11, un moyen d'enregistrement numérique comprenant des capteurs CCD linéaires. Une autre variante non illustrée de ce mode de réalisation préférentiel du dispositif 10 consiste à réaliser la gorge 13 et les masques opaques en couche mince 14, à l'intérieur du cylindre 12 et suivant le diamètre Di; les masques opaques 14 sont disposés et dimensionnés dans la gorge 13 de manière à ce que les rayons lumineux qui traversent les perforations du film à analyser soient arrêtés par lesdits masques opaques 14. On prend ainsi en compte la différence d'épaisseur qui correspond à la demi somme (De- Di). Une autre variante non illustrée de ce mode de réalisation préférentiel du dispositif 10 consiste à étendre le principe du dépôt des masques opaques à des zones couronnes du cylindre 12, lesdites zones couronnes pouvant être limitées par les bords de la bande 30 analysée quand ladite bande 30 est appliquée sur le cylindre 12; par conséquent, les zones couronnes opaques sont situées pratiquement de chaque côté des bords de la bande 30 analysée, extérieurement à celle-ci. Il est évident que la position des masques opaques permet d'analyser des zones déterminées des bandes 30. Un second mode de réalisation du dispositif de support et de guidage 10 de la bande 30 à analyser est schématisé par la figure 3. Le dispositif 10 est transparent aux rayons lumineux, généralement en matière plastique, et il comprend un corps support 16, ledit corps 16 étant suffisamment souple pour former une trajectoire fermée qui s'enroule autour d'au moins un rouleau moteur 21, 23 dont la vitesse de rotation est synchrone avec la vitesse de défilement de la bande 30, de manière à ce que ladite bande de film 30 défile en prenant appui sur la surface plane 17 du corps support 16 sans qu'il y ait glissement relatif entre la bande 30 et ladite surface plane 17. Le corps support 16, d'une épaisseur totale relativement faible, est en matière plastique pratiquement transparente et comprend deux surfaces polies miroir 17, 27 opposées et parallèles, de largeurs supérieures à la largeur de la bande 30, ayant une tolérance de planéité de l'ordre de 0,05 min. La surface 17 recevant la bande 30 est plane car guidée par des moyens spécifiques, comme par exemple des galets de maintien 22, ou des cages à billes, ou une combinaison galets- composants à billes. Le guidage de la surface plane 17 doit assurer la planéité de ladite surface 17 dans la zone du faisceau lumineux émis par la source de lumière 20. Le corps support 16 comprend également un écran mince 18 en cristaux liquides muni de zones opaques 19, la formation et les dimensions des zones opaques étant programmées de manière à coïncider pratiquement complètement avec les perforations de ladite bande à analyser et des zones couronnes opaques définies précédemment; ceci pour éviter la perturbation et la dégradation importante de l'enregistrement et donc de l'analyse ultérieure, perturbation et dégradation dues aux rayons lumineux qui traversent les perforations de ladite bande 30 à analyser et qui éblouissent le moyen d'enregistrement. Une variante de ce second mode de réalisation consiste à substituer l'écran mince 18 par une bande constituant un masque négatif de la bande 30 à analyser. Un troisième mode de réalisation consiste à faire défiler la bande 30 devant un dispositif fixe comprenant un écran mince 18 en cristaux liquides muni de zones opaques 19; le fonctionnement dudit écran 18 étant géré en synchronisation avec le défilement de la bande 30 à analyser; ceci de manière à masquer les perforations de ladite bande 30 et les zones couronnes définies précédemment. On peut placer indifféremment et respectivement la source de lumière 20 ou le moyen d'enregistrement 40, soit à l'intérieur, soit à l'extérieur de la trajectoire fermée engendrée par le corps support 16 et représentée sur la figure 3; les moyens 20 et 40 peuvent donc être placés indifféremment et respectivement soit du côté du corps support 16, soit du côté opposé au corps support 16, en référence à la bande 30. La condition à respecter est que les moyens 20 et 40 soient situés dans le même alignement et respectivement de part et d'autre de l'ensemble constitué par le corps support 16 et la bande 30 à analyser. Une variante préférée de ce mode de réalisation sera de placer la source de lumière 20 du côté de l'écran mince 18 en cristaux liquides 19 et le moyen d'enregistrement 40 du côté de la bande 30 à analyser, comme représenté sur la figure 3. REVENDICATIONS 1) Machine automatique d'analyse de la propreté de la surface de bandes relativement transparentes (30), comprenant une structure et des composants électro- mécaniques permettant le maintien et le défilement desdites bandes (30) à analyser, une source de lumière (20) permettant l'éclairage d'au moins une bande (30), des moyens de détection, d'enregistrement (40) et de visualisation (50) de la surface de ladite au moins une bande (30), un dispositif de support et de guidage (10) de ladite au moins une bande (30) placé dans la zone d'éclairage et d'enregistrement, ledit dispositif de support et de guidage (10) étant caractérisé en ce qu'il permet de masquer pratiquement complètement au moins les perforations réalisées dans ladite au moins une bande (30), lorsqu'elle défile dans la machine automatique. 2) Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif (10) comprend: une pièce de révolution (12) constituée d'une matière qui permette la transmission de la lumière et dont la surface extérieure est susceptible de supporter la au moins une bande (30) à analyser, ladite surface extérieure étant polie et munie de masques opaques en couche mince (14), disposés pour qu'il y ait superposition desdits masques opaques en couche mince (14) avec les perforations (31) de la au moins une bande (30), un moyen d'entraînement de la pièce de révolution (12) permettant que la rotation de ladite pièce de révolution (12) soit asservie à la chaîne cinématique du système de défilement de la au moins une bande (30), pour que le mouvement relatif entre la rotation de la pièce de révolution (12) et le défilement de la au moins une bande (30), se fasse sans glissement. 3) Machine selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, dans laquelle le moyen d'entraînement de la pièce de révolution (12) du dispositif(10) est un arbre (15), coaxial à ladite pièce de révolution (12). 4) Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif (10) comprend un support (16) de la au moins une bande (30), transparent aux rayons lumineux émis par la source de lumière (20), susceptible de défiler devant la source de lumière (20) sans glissement de manière synchrone avec la au moins une bande (30), ledit support (16) comprenant: l1 une surface (17) plane dans la zone du faisceau des rayons lumineux émis par la source de lumière (20) et permettant de recevoir la au moins une bande (30), un écran mince (18) à cristaux liquides (19), pratiquement parallèle et proche de la dite surface (17), ledit écran (18) étant configuré pour piéger ou arrêter pratiquement complètement au moins les rayons lumineux émis par la source de lumière (20) en direction des perforations (31) de la au moins une bande (30).