DE4411957A1 - Vorrichtung zur Papierdickenmessung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Papierdickenmessung, mit der die Dicke eines Papierblattes beim Durchlauf durch den Papierpfad eines Kopierers bestimmbar ist.

Aus der DE-PS 31 27 881 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung bekannt, bei der die Dicke einer auf eine Konservendose aufgebrachte Pulverschicht durch Messung der diffusen Lichtreflexion einer auf die Pulverschicht gerichteten Infrarot-Lichtquelle bestimmt wird. Als Maß für die Dicke dient die Intensität, d. h., nimmt die Intensität der reflektierten Strah­ lung ab, wird die Dicke der Pulverschicht größer.

Ein wesentlicher Nachteil besteht jedoch darin, daß nach diesem Verfahren nur eine sichere Dickenmessung an Materialien durchführbar ist, deren Oberflächen das gleiche Reflexionsvermögen aufweisen. Es ist somit nicht möglich, eine Blattdickenbestimmung an Umweltpapier oder gebleichtem Papier vorzunehmen, da diese Papiere unterschiedliche Lichtabsorptions­ bzw. Lichtreflexionseigenschaften besitzen. Außerdem wird die Anwendung dieses Verfahrens durch den Einsatz einer Infrarotlichtquelle einge­ schränkt, da diese Lichtwellenlänge eine bevorzugte Reflexion nur an der genannten Pulverschicht aufweist.

Aus der DE-OS 39 01 088 ist ein weiteres Verfahren und eine Vorrichtung zum Erkennen von Doppelteilen bekannt, bei denen mittels einander gegenüberliegender Lasersensoren der Abstand zur Oberfläche der zwi­ schen den Sensoren hindurchlaufenden Teile bestimmt wird. Aus der Summe der beiden Abstandswerte wird die Dicke der durchlaufenden Teile ermittelt, wobei die Abstandsmessung nach dem Prinzip eines Laser-Interferometers erfolgt.

Die interferometrische Dickenbestimmung erfordert einen teuren apparativen Aufbau und besitzt außerdem den Nachteil, daß durch das Meßprinzip ein Einsatz einfacher und billigerer weißer Lichtquellen nicht möglich ist.

Aufgabe der Erfindung ist, eine Vorrichtung zur Papierdickenmessung zu entwickeln, mit der unabhängig vom Reflexions- oder Absorptionsvermö­ gens der Oberfläche eine schnelle und sichere Dickenmessung ermöglicht wird, ohne daß das Papierblatt auf seinem weg durch den Kopierer behin­ dert wird.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß in der Papierbahn beidseitig des Papierblatts reflektive Mittel vorgesehen sind, die derart mechanisch vorgespannt sind, daß sie mindestens in einem linienförmigen Bereich auf den Blattoberflächen planparallel aufliegen, wobei beidseitig gegenüberliegend im Bereich der Auflage Mittel zum Aussenden von Licht und Mittel zum Erfassen der Intensität von diffus reflektierten Lichts angeordnet sind.

Die reflektiven Mittel bestehen aus vorgespannten Blechen, die im Bereich ihrer Auflage auf der dem Papier abgewandten Seite diffus reflektierende Flächen aufweisen, die aus einer einen Reflexionsgrad von 0,9 aufweisen­ den dünnen Beschichtung gebildet werden. Im Bereich dieser Flächen sind in einem festen Abstand zueinander beidseitig der Blattoberflächen Licht­ sende- und Empfangsdioden angeordnet, deren Lichtein- und Austrittsfen­ ster jeweils in einer Ebene liegen.

Durch die Art der Ausbildung der Bleche wird vorteilhaft erreicht, daß einerseits die Auflagekraft der vorgespannten Bleche beim Durchführen eines Papierblatts zwischen den Blechen gerade so groß ist, daß sie auch bei schnellen Änderungen der Papierlage oder Papierdicke sicher an den Papieroberflächen anliegen und somit ein minimaler Papierfaserabrieb erfolgt. Andererseits sind die jeweiligen Lichtsende- und Empfangsdioden vor Staub- bzw. Papierfaserablagerungen geschützt, da sich die Bleche durch die gesamte Vorrichtung erstrecken. Außerdem wird erreicht, daß die Papierdicke unabhängig von der Materialart des Papiers bestimmbar ist.

Da infolge der beidseitig des Papierblatts angeordneten Lichtsende- und Empfangsdioden nur jeweils der Abstand zu den diffus reflektierenden Flä­ chen der Blechstreifen mit Hilfe elektronischer Mittel bestimmt wird, ist ebenfalls die Lage des Papierblatts zu den Lichtein- und Austrittsfenstern der Lichtdioden unabhängig, d. h., die Auflagekraft der beiden Bleche auf das Papierblatt kann abhängig von der Papierlage und Dicke unter­ schiedliche Werte aufweisen. Damit ist ein preisgünstiger und einfacher Aufbau einer Papierdickenmeßvorrichtung realisierbar.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus einem anhand der Zeichnungen erläuterten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Es zeigen in schematischer Hinsicht:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung und

Fig. 2 in vergrößerter Darstellung gegenüber Fig. 1 die Lichtsende- und Empfangsdiodenanordnung.

Die aus zwei symmetrischen miteinander verbundenen Modulen 2a, 2b gebildete Vorrichtung ist mit einem zur Papiereinführung abgeschrägten Eingang 3 und einem Ausgang 4 seitlich in der Papierbahn eines nicht dargestellten Kopierers angeordnet, so daß die Papierdickenermittlung nur im Bereich einer Kante des Papierblatts erfolgt. In den Modulen sind Klemmhalterungen 5a, 5b zur Aufnahme von reflektiven Mitteln 6a, 6b vor­ gesehen, die aus vorgespannten Blechen gebildet sind. Die Bleche 6a, 6b sind derart geformt, daß sie beim Durchführen eines Papierblatts 1 mit ihren abgewinkelten Kanten mindestens in einem linienförmigen Bereich 10 planparallel auf den Papieroberflächen 1a, 1b aufliegen. In diesem Bereich 10 weisen die Bleche beidseitig diffus reflektive Flächen 7a, 7b auf, die aus einer einen Reflexionsgrad von größer 0,9 aufweisenden dünnen Beschichtung, beispielsweise durch eine Lack- oder Pulverschicht oder durch weiße Plast- oder Papierfolien, hergestellt sind. Beidseitig des Papierblatts 1 sind im Auflagebereich 10 der Bleche 6a, 6b jeweils Licht­ sendedioden 8a, 9a und Lichtempfangsdioden 8b, 9b angeordnet, die mit ihren Austrittsfenstern 8a′, 9a′ und Eintrittsfenstern 8b′, 9b′ in einer Ebene liegen und die durch lichtundurchlässige Trennwände 12a, 12b so voneinander getrennt sind, daß kein direkter Lichteinfall von den Sende­ dioden 8a, 9a möglich ist.

Zur Vermeidung von Papierablagerungen durch Papierabrieb auf den diffus reflektierenden Flächen 7a, 7b und zum Schutz der Lichtdioden 8a, 8b; 9a, 9b sind die vorgespannten Bleche 6a, 6b von der Meßkammer 11 bis zum Ausgang 4 der Vorrichtung geführt. Da die Breite der Bleche 6a, 6b nicht ein Papierblatt DINA5 oder DINA4 bedecken, sondern nur aus ca. 5 mm schmalen Streifen bestehen, erfolgt der oben beschriebene Schatz durch nicht dargestellte Abdeckbleche, die sich senkrecht zur Zeichen­ ebene der Fig. 1 erstrecken.

Erfolgt über den Papierpfad des Kopierers die Zuführung eines zu mes­ senden Papierblattes, wird dieses mittels nicht dargestellter, vor dem Ein­ gang 3 der Papierdickenmeßvorrichtung angeordneter, Transportrollen­ paare mit einer Papierkante in die Meßkammer 11 der Vorrichtung über­ führt. Da die Vorspannung der Bleche 6a, 6b derart gewählt ist, daß diese nicht die Steifigkeit des Papierblatts überwinden müssen, wird das Papierblatt auch bei großer Transportgeschwindigkeit nicht deformiert und drückt die Bleche 6a, 6b um seine Dicke auseinander. Um den selben Betrag verringert sich der Abstand zwischen den Blechen 6a, 6b und den Ebenen der Lichteintrittsfenster 8b′, 9b′ und Lichtaustrittsfenster 8a′, der Lichtdioden 8a, 8b, und 9a, 9b, d. h., der von den Flächen 7a, 7b diffus reflektierte Lichtanteil wird durch die Auslenkung der Bleche 6a, 6b bestimmt und in den Lichtempfangsdioden 8b, 9b in entsprechende elektrische Signale umgesetzt.

Durch elektronische Mittel (nicht dargestellt) erfolgt für beide momentan ermittelten Signalwerte der Lichtempfangsdioden 8b, 9b ein Vergleich mit gespeicherten Signalwerten, die ausgehend von der Nullage, d. h. ohne Papier, der Bleche 6a, 6b bis zur maximal möglichen Auslenkung durch­ führbar ist. Die Lichtaussendung der Lichtsendedioden 8a, 9a kann im Impulsbetrieb oder im Dauerbetrieb erfolgen, wobei in dieser Betriebsart ein Mittelwert über eine Zeit t für die Größe der reflektierten Strahlungs­ leistung gebildet wird, wobei die Zeit t kleiner als die Papierdurchlaufzeit ist. Die Anzahl der gespeicherten Signalwerte bestimmt dabei die Auflö­ sung, die so gewählt ist, daß eine Papierdickensortierung in einem Dic­ kenmeßbereich von 0 bis 0,42 mm mit vier Dickenbereichen möglich ist; vorzugsweise auf Sortierklassen von 0 bis 0,08 mm; 0,09 bis 0,16 mm; 0,017 bis 0,34 mm und 0,35 bis 0,42 mm.

Da durch das beschriebene Meßprinzip der jeweilige Abstand von den Blechoberflächen 6a, 6b zu den Lichteintrittsfenstern 8b′, 9b′ der Empfangsdioden 8b, 9b bestimmt wird, werden diese Werte addiert und von dem bekannten und gespeicherten Abstandswert der beiden Lichteintritts­ fenster 8b′, 9b′ der Empfangsdioden 8b, 9b unter Berücksichtigung der ebenfalls bekannten Blechdicken im Meßbereich 10 subtrahiert.

Claims (6)

1. Vorrichtung zur Papierdickenmessung, mit der die Dicke eines Papierblattes beim Durchlauf durch den Papierpfad (3, 4) eines Kopierers ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß beidseitig des Papierblatts (1) reflektive Mittel (6a, 5b) vorgesehen sind, daß die reflektiven Mittel derart durch Halter (5a, 5b) mechanisch vorge­ spannt sind, daß sie mindestens in einem linienförmigen Bereich (10) auf den BIattoberflächen (1a, 1b) planparallel fluchtend aufliegen und daß beidseitig gegenüberliegend im Bereich der Auflage (10) Mittel zum Aussenden von Licht (8a, 9a) und Mittel zum Erfassen der Intensität von diffus reflektierten Lichts (8b, 9b) angeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die reflektiven Mittel (6a, 6b) aus vorgespannten Blechen bestehen, die im Bereich ihrer Auflage (10) auf der dem Papier abgewandten Seite diffus reflektierende Flächen (7a, 7b) aufweisen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dif­ fus reflektiven Flächen aus einer einen Reflexionsgrad größer 0,9 aufweisenden dünnen Beschichtung (7a, 7b) gebildet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beidseitig der Blattoberflächen vorgesehenen Mittel zum Aussenden von Licht (8a, 9a) und die Mittel zum Erfassen der Intensität des reflektierten Lichts (8b, 9b) aus in zueinander festem Abstand ange­ ordneten Lichtsende- und Empfangsdioden bestehen, deren Lichtaus­ trittsfenster (8a′, 9a′) und Lichteintrittsfenster (8b′, 9b′) in einer Ebene liegen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Lichtsendedioden (8a, 9a) und Lichtempfangsdioden (8b, 9b) lichtundurchlässige Trennwände (12a, 12b) derart angeordnet sind, daß sie einen direkten Lichteinfall von den Lichtsendedioden (8a, 9a) auf die Lichtaustrittsfenster (8′, 9b′) der Empfangsdioden (8b, 9b) verhindern.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bestimmung der Blattdicke elektronische Auswertemittel (12) vorgese­ hen sind.