DE69724873T2 - Vorrichtung zum Erkennen der Eigenschaften von Papier - Google Patents

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Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Sensorsystem für Einrichtungen zur Handhabung von Blättern. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Sensorsystem zur Bestimmung des Reibungskoeffizienten und der Dicke von Papier.
  • Reproduktionsmaschinen
  • Die Qualität von Text oder Bildern, welche von Einrichtungen wie Laserdruckern, xerographischen Druckern, Scannern oder Tintenstrahldruckern auf ein markierbares Medium wie Papier geschrieben oder von diesem gelesen werden, ist in hohem Maße abhängig von den physikalischen Eigenschaften des Mediums. Die Dicke, Welligkeit, Masse, und Steifheit des Mediums, welches markiert werden soll, beeinflussen alle die Geschwindigkeit und Genauigkeit, mit welcher ein Drucker ein Blatt eines Mediums transportieren kann, und beeinflussen ebenso die Genauigkeit, mit welcher Text oder Bilder auf das Medium übertragen werden können. Im Allgemeinen arbeiten Drucker und Kopierer nur ordnungsgemäß mit einem begrenzten Bereich von Papiertypen, wobei ein Blatttransportmechanismus und ein Bildübertragungsmechanismus für diesen Bereich optimiert sind. In extremen Fällen ist eine angemessene Druckqualität nur mit speziell entwickeltem Papier möglich, welches von dem Hersteller geliefert und in unberührtem Zustand gehalten wird, ungebogen und bei einem bestimmten Feuchtigkeitsniveau, um Welligkeit zu begrenzen. Ein Blatt, das zu dick, zu dünn oder nur geringfügig gewellt ist, kann das Risiko vergrößern, den Papiertransportmechanismus zu verklemmen oder zu blockieren.
  • Eine Lösung könnte darin bestehen, mehrere Blatttypeinstellungen für Drucker, Kopierer und Scanner bereit zu stellen, um Fehler beim Blatttransport zu vermeiden und die Bildqualität zu verbessern, ohne notwendigerweise speziell vom Hersteller gelieferte Papiere zu fordern. Beispielsweise könnte ein Nutzer eine "dickes Papier" Einstellung manuell wählen, wenn dickere Papiere oder dünner Pappkarton Vorrat durch den Papiertransportmechanismus geführt werden soll. Der Abstand von Aufnahmewalzen und die Transportgeschwindigkeit würden dann automatisch angepaßt, um die erhöhte Papierdicke auszugleichen. Unglücklicherweise erfordert diese Lösung eine extra Anstrengung von einem Nutzer, um den korrekten Grad und Typ eines markierbaren Mediums, mit welchem der Drucker versorgt wird, zu bestimmen. Weiterhin ist dieses System etwas unpraktisch, wenn mehrere Papiertypen untereinander gemischt sind, da die "dickes Papier" Einstellung regelmäßig durch den Nutzer aktiviert und deaktiviert werden muß, wenn mehrere Papiertypen durch den Transportmechanismus geführt werden.
  • Daher gibt es einen Bedarf für ein preiswertes Papierhandhabungssystem, welches automatisch die Blatteigenschaften erkennt und automatisch die Einstellungen des Papiertransportmechanismus anpaßt, um die Blatthandhabungsgeschwindigkeit, den Abstand oder andere Papiertransporteigenschaften auf der Basis der erkannten Papiereigenschaften anzupassen. Ein solches System würde eine minimale Eingabe von einem Nutzer erfordern und würde automatisch versuchen, seine Blatthandhabungseigenschaften zu optimieren, um die Nutzung eines breiten Bereiches von markierbaren Medien zu unterstützen. Ein solches Papierhandhabungssystem würde eine häufigere Verwendung von recycelbaren Papieren unterschiedlicher Qualität und Beschaffenheit ermöglichen und könnte die Verschwendung von Papier begrenzen, dadurch daß es die Verwendung von Papier niedriger Qualität oder sogar geringfügig beschädigte Papiere erlaubt, während immer noch Transportergebnisse vergleichbar zu jenen von unberührten, neu hergestellten Papieren bereit gestellt werden.
  • Zusätzlich besteht ein Bedarf für ein Papierhandhabungssystem, welches Information mit Bezug auf die Blatteigenschaften bereitstellt, um die Optimierung der Anpassung in einem Bildübertragungsmechanismus zu erlauben. Wenn Blatteigenschaften, wie Wärmekapazität, Wärmeleitung, Dielektrizitätskonstanten oder Widerstand vor der Bildübertragung bestimmt werden, kann der Bildübertragungsmechanismus passend optimiert werden, um die bestmögliche Text- oder Bildübertragung sicher zu stellen.
  • Silizium Druckaufnehmer
  • Der Trend zur Miniaturisierung führte zur Entwicklung von Druckaufnehmern aus Silizium. 1 veranschaulicht einen typischen herkömmlichen Druckaufnehmer 100 aus Silizium. Der Druckaufnehmer 100 besteht aus einem quadratischen Diaphragma 102 aus Silizium (100), welcher in der <110> Kristallorientierung ausgerichtet ist mit 1 mm Seitenlänge. Das Diaphragma 102 schließt vier Piezowiderstände 124 und 126, 128 und 130 ein. Die Piezowiderstände 124 und 128 sind rechtwinklig zu ihren zugehörigen Seiten 104 und 108, und so nahe zu ihren zugehörigen Seiten angeordnet, daß sie im Bereich der maximalen Druckspannung liegen. Die Piezowiderstände 124 und 128 werden längsseitig belastet, wenn eine Kraft auf das Diaphragma 102 angewendet wird. Im Gegensatz dazu sind die Piezowiderstände 126 und 130 parallel zu ihren zugehörigen Seiten, und so nahe zu ihren zugehörigen Seiten 106 und 110 angeordnet, daß sie im Bereich der maximalen Druckspannung liegen. Die Piezowiderstände 126 und 130 werden quer zu ihren Längsachsen belastet, wenn eine Kraft auf das Diaphragma 102 ausgeübt wird. Diese Piezowiderstände sind zusammen in einer Wheatston'schen Brücke derart verschaltet, daß die längsseitige Belastung (+ΔR) der Piezowiderstände 124 und 128 mit der Querbelastung (-ΔR) der Piezowiderstände 126 und 130 im Gleichgewicht steht. Die Ausgangsspannung der Wheatston'schen Brücke ist proportional zum Druck, der auf das Diaphragma 102 ausgeübt wird.
  • 2A verdeutlicht die Linien gleicher Auslenkung über ein Viertel des Diaphragmas 102, wenn dieses gleichförmig mit Druck beaufschlagt wird. 2B verdeutlicht die Linien konstanter Y-Komponente des Drucks für ein Viertel des Diaphragmas 102, wenn dieses gleichförmig gedrückt wird. 3 ist ein Dunkelfeld-Feinbild des Diaphragmas 102, wenn diese gleichförmig gedrückt wird.
  • Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, die automatische Anpassung der Blatthandhabung aufgrund der physikalischen Eigenschaften eines Blattes eines markierbaren Mediums zu ermöglichen.
  • Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, die Optimierung eines Blatttransportmechanismus zu ermöglichen, um die Verwendung eines weiten Bereiches von markierbaren Medien zu erlauben.
  • Es ist noch ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, Stauungen in dem Blatttransportmechanismus zu reduzieren.
  • Diese und andere Ziele werden durch ein Sensorsystem für Papiereigenschaften gemäß Anspruch 1 erreicht.
  • Aus EP 0467117 ist eine Einrichtung bekannt mit einer Blattfeder mit Dehnungsmessstreifen zur Messung der Dicke eines Blattmaterials.
  • Andere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung in Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen deutlich. In den Zeichnungen bedeuten:
  • 1 erläutert einen bekannten Siliziumdruckaufnehmer;
  • 2A und 2B erläutern Linien konstanter Auslenkung für einen bekannten Druckaufnehmer;
  • 3 ist ein Dunkelfeld-Feinbild für einen bekannten Druckaufnehmer;
  • 4 verdeutlicht eine Reproduktionsmaschine mit einem Sensorsystem für Papiereigenschaften gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 5 erläutert einen Berührungssensor der vorliegenden Erfindung;
  • 6A und 6B erläutern Linien konstanter Auslenkung für den Berührungssensor;
  • 7A erläutert den Aufbau einer Wheatston'schen Brücke zur Messung der Normalkraft, die auf ein Berührelement bzw. "taxel" ausgeübt wird;
  • 7B erläutert den Aufbau einer Wheatston'schen Brücke zur Messung der Schwerkraft, welche auf ein Berührelement ausgeübt wird;
  • 8A, 8B und 8C sind Querschnittsansichten des Berührungssensors;
  • 9 ist ein Grundriß eines Sensorsystems für Papiereigenschaften der vorliegenden Erfindung;
  • 10 ist ein Graph der Ausgangsspannung des Berührelements gegen die Lage mit der Berührungsanordnung;
  • 11 ist eine Querschnittsansicht einer ersten Ausführungsform des Sensorsystems für Papiereigenschaften der vorliegenden Erfindung; und
  • 12 ist eine Querschnittsansicht einer zweiten Ausführungsform des Sensorsystems für Papiereigenschaften der vorliegenden Erfindung.
  • 4 erläutert eine Reproduktionsmaschine 9, welche ein Sensorsystem für Papiereigenschaften 200 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beinhaltet. Das Sensorsystem 200 für Papiereigenschaften versetzt die Reproduktionsmaschine 9 in die Lage, die Handhabung von Blättern zu verändern in Abhängigkeit von der Dicke und dem Reibungskoeffizienten des gerade in der Maschine 9 befindlichen Blattes. Kurz gesagt beinhaltet jede Ausführungsform des Sensorsystems 200 für Papiereigenschaften eine Fläche und ein Diaphragma zueinander gegenüberliegend angeordnet und in Kontakt mit dem Blatt Papier. Das kleine rechteckige Diaphragma schließt ein erstes Paar und ein zweites Paar von Piezowiderständen ein. Jeder Piezowiderstand des ersten Paares ist rechtwinklig zu und sehr nahe an der langen Seite des Diaphragmas angeordnet. Jeder Piezowiderstand des zweiten Paares ist zwischen und parallel zu den Piezowiderständen des ersten Paares angeordnet und enffernt von den kurzen Seiten des Diaphragmas. Das Abgleichen des ersten Paares von Piezowiderständen gegen das zweite Paar in einer Wheatston'schen Brücke, erzeugt eine von der Dicke des Blattes abhängige Spannung. Das Abgleichen der Widerstände des ersten Paares gegeneinander und der Widerstände des zweiten Paares gegeneinander erzeugt eine vom Reibungskoeffizienten des Blattes abhängige Spannung.
  • Die Verwendung des Systems 200 für Papiereigenschaften ist nicht auf die Reproduktionsmaschine 9 beschränkt; das System 200 kann als Teil einer jeden Maschine mit einem Blatttransportmechanismus Verwendung finden.
  • A. Die Reproduktionsmaschine
  • Vor einer eingehenderen Diskussion des Sensorsystems für Papiereigenschaften 200 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Reproduktionsmaschine 9, welche in 4 erläutert ist, betrachtet. Ihre Produktionsmaschine 9 schließt ein Band 10 mit einer photoleitenden Fläche ein.
  • Nach der Entwicklung eines darauf befindlichen verborgenen elektrostatischen Bildes schreitet das Band 10 zu einer Transferstation weiter. An der Transferstation wird ein Kopierblatt in Kontakt mit dem Tonerpulverbild auf dem Band 10 bewegt. Das Kopierblatt wird entweder von dem Behälter 34 oder 36 zu der Transferstation geleitet. Nach dem Transfer leitet der Förderer 32 das Blatt an die Schmelzstation weiter.
  • Das Sensorsystem für Papiereigenschaften 200 ist zwischen den Papierbehältern 34 und 36 und dem Förderer 32 angeordnet an irgendeiner günstigen Stelle innerhalb des Kopierpapiertransportweges. Die von dem Sensorsystem 200 für Papiereigenschaften bereitgestellten Informationen ermöglichen der Steuerung 38 Staus zu vermeiden durch die Anpassung der Geschwindigkeit der Förderer 32 und 46 und eines weiteren Förderers und durch die Anpassung der Abstände zwischen einer Fuge und einer weiteren Fuge und zwischen den Walzen 42 und 44.
  • Die Steuerung 38 beinhaltet einen Prozessor und einen Speicher. Der Prozessor steuert und koordiniert die Abläufe der Reproduktionsmaschine 9 durch die Ausführung von elektronisch in dem Speicher gespeicherten Befehlen, einschließlich von Befehlen zur Steuerung des Sensorsystems 200 für Papiereigenschaften. Befehle, welche die hier erörterten Verfahren repräsentieren, können in jeder geeigneten Maschinensprache umgesetzt werden. Halbleiterlogikanordnungen, die verwendet werden können, um den Speicher darzustellen, schließen Lesespeicher (ROM), Speicher mit zufälligen Zugriff (RAM), dynamische Speicher mit zufälligen Zugriff (DRAM), programmierbare Lesespeicher (PROM), löschbare programmierbare Lesespeicher (EPROM), und elektrisch löschbare programmierbare Lesespeicher (EEPROM) wie etwa Flash-Speicher ein.
  • Die Elemente 12, 14, 15, 16, 17, 18, 20, 22, 24, 26, 28, 30, 46, 48, 50, 52, 54, 56, 58 und 60 der 4 werden nicht weiter beschrieben.
  • B. Der Berührsensor
  • Das Sensorsystem 200 für Papiereigenschaften schließt mindestens einen Berührungssensor 202 ein, welcher das System 200 in die Lage versetzt, sowohl die Dicke als auch den Reibungskoeffizienten irgendeines Blattmaterials zu messen, welches mit dem Berührungssensor 202 in Kontakt ist und an diesem sich vorbeibewegt. 5 ist ein Grundriß eines Berührungssensors 202. Berührungssensor 202 ist ein rechteckiges Siliziumdiaphragma 100, ausgerichtet in der <110> Kristallorientierung, in welches mehrere Paare von Piezowiderständen eindiffundiert wurden. Vorzugsweise ist das Diaphragma 202 n-Typ Silizium, während beide Paare von Piezowiderständen vom p-Typ sind. Die parallel gegenüberliegenden Seiten 204 und 206 haben eine Länge im Bereich zwischen 1–2 cm, während die parallel gegenüberliegenden Seiten 208 und 210 eine Länge im Bereich zwischen 1–3 mm aufweisen. Andere Abmessungen sind möglich; jedoch sollte das Seitenverhältnis größer als ein 1 sein; d. h. Diaphragma 202 sollte aus Gründen der Leistungsfähigkeit nicht quadratisch sein. Die Dicke des Siliziumdiaphragmas 202 ist klein gegenüber seiner Breite, vorzugsweise weniger als ein Zehntel der Breite. Das Diaphragma 202 ist entlang der Seiten 204, 206, 208 und 210 über einem Hohlraum, welcher nicht in dieser Figur dargestellt ist, geklemmt.
  • Das Diaphragma 202 schließt mehrere Berührelemente, bzw. "taxel" 220 ein, von denen jedes zwei Paare von Piezowiderständen beinhaltet. Die Piezowiderstände 222 und 224, auch bezeichnet als A2 und A1, bilden ein Paar aus, und die Piezowiderstände 226 und 228, ebenso bezeichnet als B1 und B2, bilden ein weiteres Paar aus. Die beiden Piezowiderstände 222 und 224 erstrecken sich rechtwinklig zu ihren zugehörigen Seiten 204 und 206. Die Piezowiderstände 222 und 224 liegen so nahe an ihren zugehörigen Seiten 204, 206, daß sie die höchste Druckspannung (–ΔR) erfahren. Wenn Druck auf das Diaphragma 202 ausgeübt wird, erfahren die Piezowiderstände 222 und 224 eine Kraft hauptsächlich entlang ihrer longitudinalen Achsen. Die Piezowiderstände 226 und 228 sind zwischen und parallel zu den Piezowiderständen 222 angeordnet. Sie sind ebenso voneinander beabstandet und parallel zueinander. Die Piezowiderstände 226 und 228 liegen jeweils mindestens die Hälfte der Länge der Seite 208 von den beiden Seiten 208 und 210 entfernt. Daraus resultiert, daß die Piezowiderstände 226 und 228 hauptsächlich eine Kraft entlang ihrer longitudinalen Achsen erfahren, wenn eine Kraft auf das Diaphragma 202 ausgeübt wird. Die Piezowiderstände 202 liegen innerhalb des Gebietes der maximalen Zugspannung (+ΔR).
  • 6A verdeutlicht Linien der konstanten z-Auslenkung für das Diaphragma 202. 6B verdeutlicht Linien der konstanten y-Komponente der Spannung für Diaphragma 202. In der 6B zeigt der schwarze zentrale Bereich 250 das Gebiet der höchsten Zugspannung innerhalb des Diaphragmas 202 an. Die Piezowiderstände B1 und B2 sind hier angeordnet. Der äußere schwarze Bereich 252 der 6B zeigt das Gebiet der höchsten Druckspannung innerhalb des Diaphragmas 202 an; eben hier sind die Piezowiderstände A1 und A2 angeordnet.
  • 7A verdeutlicht eine Wheatston'sche Brücke 260a, welche eine Ausgangsspannung erzeugt, die kennzeichnend ist für die Normalkraft, die auf das Berührelement 220 wirkt. Diese Normalkraft ist proportional zu der Dicke des Blattes (nicht gezeigt), das sich an dem Diaphragma 220 vorbeibewegt. 7B verdeutlicht eine Wheatston'sche Brücke 260b, welche eine Ausgangsspannung erzeugt, die kennzeichnend ist für die Schubkraft, die auf das Berührelement 220 ausgeübt wird. Die Kreuzungspunkte zwischen den Piezowiderständen (A1, B1, A2, B2) in beiden Schaltungen 260a und 260b sind mit den Verbindungsplättchen 214 verbunden.
  • 8A ist ein Querschnitt des Diaphragmas 202 entlang der Linie 216 der 5, ebenso wie 8B und 8C. Diese Querschnitte verschließen die Innenräume 203 unterhalb des Diaphragmas 202. In Abwesenheit eines Druckes ist Diaphragma 202 eben. 8B verdeutlicht die Deformation des Diaphragmas 202, wenn dieses einer Normalkraft N ausgesetzt ist. Die Normalkraft N verbiegt das Diaphragma 202 symmetrisch bezüglich der z-Achse, wobei hierdurch eine gleiche Spannung auf die Piezowiderstände A1 und A2 ausgeübt wird. Unter Verwendung der Ausgangswerte der Wheatston'schen Brücke 260a wird die Normalkraft N gemäß der Formel berechnet: N ∝ [(A2 – B1) + (A2 – B2)]/2.
  • Die Normalkraft N ist ein Maß für die Dicke des Blattmaterials (nicht gezeigt), welches an dem Diaphragma 202 vorbeibewegt wird.
  • 8C verdeutlicht die Deformation des Diaphragmas 202, wenn dieses sowohl einer Normalkraft N als auch einer Schubkraft S ausgesetzt ist. Die Schubkraft S bewirkt eine unsymmetrische Deformation, welche eine ungleiche Spannung in den Piezowiderständen A1 und A2 bewirkt. Unter Verwendung der Ausgangswerte der Wheatston'schen Brücke 260b kann die Schubkraft S gemäß der Formel berechnet werden: S ∝ [A1 – A2].
  • Das Verhältnis von Schubkraft S zu Normalkraft N ist ein Maß für den Reibungskoeffizienten des Blattmaterials (nicht gezeigt), welches an dem Diaphragma 202 vorbeibewegt wird.
  • Der Berührsensor 202 kann wie andere feinwerktechnische Geräte unter Verwendung von standardisierter Halbleiterserienherstellung und Waferbehandlung hergestellt werden.
  • C. Das Sensorsystem für Papiereigenschaften
  • 9 ist die Draufsicht eines Sensors 200 für Papiereigenschaften. Der Sensor 200 für Papiereigenschaften besteht aus einem Spalt, von dem nur eine Fläche, die Fläche 270 verdeutlicht ist. Beide Flächen des Spalts 200 kontaktieren ein Blatt eines markierbaren Mediums 272, während dieses zwischen den Flächen in der Richtung der Pfeile 274 sich bewegt. Die Berührsensoranordnungen 202 (siehe 5) der Fläche 270 sind vorzugsweise in Berührung mit der gegenüberliegenden Fläche, wenn das Blatt 272 nicht anwesend ist. Diese Vorgehensweise schließt die Notwendigkeit für enge Toleranzen aus, welche in Ausführungsformen des Sensorsystems 200 für Papiereigenschaften mit einem Abstand zwischen der Fläche 270 und ihrer gegenüberliegenden Fläche erforderlich sind. Der dauerhafte Kontakt zwischen den Berührsensoranordnungen 202 und der gegenüberliegenden Fläche wird durch einen Überdruck ΔP der Diaphragmas 202 erreicht. Ein konstanter Überdruck ΔP kann durch ein dichtes Verschließen der Hohlräume 203 unterhalb der Diaphragmen 202 erreicht werden. Alternativ dazu kann der Überdruck ΔP unter Verwendung eines Heizwiderstandes moduliert werden, um die Druckänderung zu messen, welche erforderlich ist, die Gegenkraft konstant zu halten.
  • Die Berührsensoranordnungen 202 sind vorzugsweise entlang der Längsachse der Fläche 270 derart angeordnet, daß einige der Berührelemente 220 (siehe 5) das Papier 272 berühren, und einige der Berührelemente dies nicht tun, während sich das Blatt 272 durch den Spalt 202 bewegt. In der Kombination mit der konstanten Berührung erlaubt dies, differenzielle Messungen in Raum und Zeit durchzuführen. Differenzielle Messungen im Raum ergeben sich aus der Benutzung der Ausgangswerte von Berührelementen, welche in Berührung mit dem Blatt 272 sind, gegenüber den Ausgangswerten von Berührelementen, welche nicht in Berührung mit dem Blatt 272 sind. 10 zeigt die Ausgangsspannung eines Berührsensors, abgetragen gegen die Lage des Berührsensors entlang der Länge der Berührsensoranordnung (Diaphragma) 202. Die Berührung mit dem Blatt 272 führt zu einer Zunahme ΔV in der Ausgangsspannung, welche dazu verwendet werden kann, die Kante des Papiers 272 zu identifizieren. Differenzielle Messungen in der Zeit ergeben sich aus der Verwendung der Ausgangsspannungen der Berührelemente, während das Blatt 272 innerhalb des Spaltes 200 sich befindet gegenüber dem Ausgangswert von Berührelementen, ohne daß sich Blatt 272 in dem Spalt 200 befindet. Die differenziellen Messungen in Raum und Zeit schalten Kurz- und Langzeitschwankungen in der Reaktion von Berührsensoranordnungen 202 gegenüber Druck aus, welche auf Temperaturänderungen oder Abnützung der Fläche 270 zurückzuführen sein können.
  • 11 verdeutlicht den Querschnitt einer Ausführungsform des Sensorsystems 200 für Papiereigenschaften. Die Walze 280 liegt der Fläche 270 und ihren Anordnungen von Berührsensoren 202 gegenüber. Die Pfeile 274 verdeutlichen die Richtung des Blattes 272 durch den Spalt 200. Die Haut 290 schützt das Diaphragma 202 von Abnützung und verteilt die Kräfte gleichmäßig über die Anordnung Berührsensoren 202. 12 verdeutlicht den Querschnitt einer weiteren Ausführung des Sensorsystems für Papiereigenschaften 200, in welchem zwei Flächen 270 und 300 einander gegenüberliegend angeordnet sind. Jede Fläche schließt eine Anordnung von Berührsensoren gegenüberliegend solchen in der anderen Fläche ein.

Claims (9)

  1. Sensorsystem zur Durchführung von mindestens einer der Messungen von Dicke und Reibungskoeffizient eines Blattmaterials, wobei das Sensorsystem umfasst: a) eine Fläche in Kontakt mit dem Blatt; und b) ein erstes Diaphragma (202), welches der Fläche gegenüber liegend angeordnet und in Kontakt mit dem Blatt ist, wobei das Diaphragma rechteckig ist und ein Paar von kurzen Seiten (208, 210) und ein Paar von langen Seiten (204, 206) aufweist, wobei die langen Seiten kürzer sind als eine vorbestimmte Länge, die kurzen Seiten eine erste Länge aufweisen, und das Diaphragma ein erstes Paar von Piezo-Widerständen (222, 224) und ein zweites Paar von Piezo-Widerständen (226, 228) aufweist, jeder Piezo-Widerstand (222, 224) des ersten Paares benachbart und senkrecht zu jeweils einer der langen Seiten (204, 206) angeordnet ist, jeder Piezo-Widerstand (226, 228) des zweiten Paares zwischen den Piezo-Widerständen (224, 222) des ersten Paares und senkrecht zu jeweils einer der langen Seiten (204, 206) angeordnet ist, wobei jeder Piezo-Widerstand (226, 228) des zweiten Paares mindestens eine Hälfte der ersten Länge entfernt von jeder kurzen Seite (208, 210) angeordnet ist; das erste Paar (222, 224) und das zweite Paar (226, 228) von Piezo-Widerständen elektrisch zusammen verschaltet ist, um ein erstes elektrisches Signal, welches kennzeichnend für die Dicke des Blattmaterials ist und ein zweites elektrisches Material, welches für den Reibungskoeffizienten des Blattmaterials kennzeichnend ist, zu erzeugen.
  2. Sensorsystem gemäß Anspruch 1, wobei das erste Diaphragma (202) aus einem Halbleitermaterial, vorzugsweise Silizium, ausgebildet ist und/oder das erste Paar (222, 224) und das zweite Paar (226, 228) von Piezo-Widerständen Piezo-Widerstände umfasst, die durch Diffusion hergestellt sind.
  3. Sensorsystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Diaphragma mindestens ein weiteres Paar von ersten Paaren von Piezo-Widerständen und mindestens ein weiteres Paar von zweiten Paaren von Piezo-Widerständen einschließt.
  4. Sensorsystem gemäß Anspruch 3, wobei ein Paar des ersten Paares (222, 224) und ein Paar des zweiten Paares (226, 228) von Piezo-Widerständen so angeord- net ist, dass sie eine Kraft erfahren, welche durch das Blattmaterial ausgeübt wird, und ein weiteres Paar des ersten Paares und ein weiteres Paar des zweiten Paares von Piezo-Widerständen so angeordnet ist, dass sie die Kraft, welche von dem Blattmaterial ausgeübt wird, nicht erfahren.
  5. Sensorsystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Fläche die Fläche einer Walze (280) umfasst.
  6. Sensorsystem gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Fläche ein zweites Diaphragma umfasst, wobei das zweite Diaphragma identisch zum ersten Diaphragma (202) ist.
  7. Sensorsystem gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Blattmaterial ein Blatt Papier oder ein Transparent umfasst.
  8. Sensorsystem gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das erste Paar (222, 224) und das zweite Paar (226, 228) von Piezowiderständen zusammen verschaltet sind, um eine Wheatstone'sche Brücke (260) auszubilden.
  9. Sensorsystem gemäß einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei das erste Diaphragma und das zweite Diaphragma eine Tiefe aufweisen, welche im Wesentlichen geringer ist als die erste Länge.
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DE (1) DE69724873T2 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005039250A1 (de) * 2005-08-19 2007-02-22 Köth, Horst, Dipl.-Ing. Meßvorrichtung

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69931077D1 (de) * 1999-06-17 2006-06-01 Ier Sa Suresnes Vorrichtung zur verarbeitung von fahrkarten mit detektor zur bestimmung der dicke
US7152204B2 (en) * 2001-10-18 2006-12-19 Bea Systems, Inc. System and method utilizing an interface component to query a document
US6838687B2 (en) 2002-04-11 2005-01-04 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Identification of recording media
US7233824B2 (en) * 2003-10-07 2007-06-19 Medtronic, Inc. Secure and efficacious therapy delivery for an extra-systolic stimulation pacing engine
US7904158B2 (en) * 2005-04-28 2011-03-08 Medtronic, Inc. Measurement of coronary sinus parameters to optimize left ventricular performance
US20060247698A1 (en) * 2005-04-28 2006-11-02 Burnes John E Multi-site PESP with fusion pacing
US7769451B2 (en) * 2005-04-28 2010-08-03 Medtronic, Inc. Method and apparatus for optimizing cardiac resynchronization therapy
US7318351B2 (en) * 2005-10-05 2008-01-15 Honeywell International Inc. Pressure sensor
US7292168B2 (en) * 2005-12-28 2007-11-06 Medtronic, Inc. DSP with variable sample frequency
US8046064B2 (en) * 2006-04-24 2011-10-25 Medtronic, Inc. Method of delivering PESP/ICC as well as adjusting the refractory period of the heart
CN102707497B (zh) * 2011-11-15 2014-08-06 京东方科技集团股份有限公司 一种摩擦布检查机及摩擦布检查方法

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3123788A (en) * 1964-03-03 Piezoresistive gage
US3145563A (en) * 1960-04-11 1964-08-25 Lockheed Aircraft Corp Piezoresistive transducer employing p-type lead telluride (pbte) as the piezoresistive material
US3270554A (en) * 1961-01-04 1966-09-06 Bell Telephone Labor Inc Diffused layer transducers
US3828248A (en) * 1971-01-14 1974-08-06 G Wennerberg Apparatus for measuring a predetermined characteristic of moving sheet material which accommodates both tilting and changes in thickness and vertical location of the material
US4016756A (en) * 1972-06-08 1977-04-12 Beloit Corporation Nip load sensing device
CA1078217A (en) * 1976-03-31 1980-05-27 Robert C. Whitehead (Jr.) Force transducing cantilever beam and pressure transducer incorporating it
US4224513A (en) * 1978-04-06 1980-09-23 Measurex Corporation Apparatus for the on-line measurement of the opacity of a paper sheet
US4277177A (en) * 1979-12-05 1981-07-07 Measurex Corporation Apparatus to measure select properties of a moving sheet
US4528507A (en) * 1981-10-26 1985-07-09 Accuray Corporation Sheet measuring apparatus with two structurally isolated non-contacting surface follower bodies and wireless signal transmission
US4493548A (en) * 1982-03-26 1985-01-15 Eastman Kodak Company Apparatus for supporting flexible members
US4442717A (en) * 1982-09-20 1984-04-17 Kulite Semiconductor Products, Inc. Compensation and normalization apparatus for shear piezoresistive gage sensors
JPH0248850B2 (ja) * 1983-12-08 1990-10-26 Tosoku Seimitsu Kogyo Kk Masatsuryokukenshutsuroodoseru
US4610530A (en) * 1984-12-21 1986-09-09 Xerox Corporation Capacitive paper property sensor for copying apparatus
US4591145A (en) * 1985-04-22 1986-05-27 Xerox Corporation Sheet transport
US4641949A (en) * 1985-08-26 1987-02-10 Xerox Corporation Conductive brush paper position sensor
DE3751473T2 (de) * 1986-07-18 1996-02-22 Measurex Corp Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung der Stärke bandförmiger Materialien.
DE3742673A1 (de) * 1987-12-16 1989-06-29 Siemens Ag Mikro-spannungssensor
JPH02138805A (ja) * 1988-08-31 1990-05-28 Canon Inc 平滑度測定装置およびこれを備えた記録装置
US4966455A (en) * 1988-12-05 1990-10-30 Union Camp Corporation Real time mottle measuring device and method
GB2236859B (en) * 1989-09-08 1994-06-01 Alcatel Business Systems Determination of dimensions of mail items
CH681019A5 (de) * 1990-07-04 1992-12-31 Zellweger Uster Ag
US5389795A (en) * 1991-02-11 1995-02-14 Rye; Timothy W. Method and apparatus for directing air and optical signals to detect edge cracks and other absences of product
SE500155C2 (sv) * 1991-09-20 1994-04-25 Lorentzen & Wettre Ab Förfarande och anordning för mätning av friktion hos skiktformigt material
US5276327A (en) * 1991-12-09 1994-01-04 Measurex Corporation Sensor and method for mesaurement of select components of a material
JPH0772767A (ja) * 1993-06-15 1995-03-17 Xerox Corp 対話型ユーザ支援システム
JP2557795B2 (ja) * 1993-10-08 1996-11-27 株式会社エニックス アクティブマトリクス型面圧入力パネル
JP2520848B2 (ja) * 1993-10-25 1996-07-31 株式会社エニックス 磁気式面圧入力パネル

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005039250A1 (de) * 2005-08-19 2007-02-22 Köth, Horst, Dipl.-Ing. Meßvorrichtung

Also Published As

Publication number Publication date
EP0814316B1 (de) 2003-09-17
US5835975A (en) 1998-11-10
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JPH1062275A (ja) 1998-03-06
JP4031818B2 (ja) 2008-01-09
DE69724873D1 (de) 2003-10-23

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