JP3764556B2

JP3764556B2 - シートの物理的特性を測定するセンサシステムおよびシート処理装置

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Publication number: JP3764556B2
Application number: JP12095297A
Authority: JP
Inventors: ビージャクソンウォレン; ケイビーゲルセンデイビッド; エイバーリンアンドリュー; エイスプレイグロバート; エイキャストッド
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1996-06-19
Filing date: 1997-05-12
Publication date: 2006-04-12
Anticipated expiration: 2017-05-12
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シートの物理的特性を検出するセンサシステム、及びシートの物理的特性を検出し、この検出結果に基づきシート搬送を制御するシート処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
紙などの記録可能な媒体から、レーザプリンタ、ゼログラフィプリンタ、スキャナあるいはインクジェットプリンタ等によって読み出しまたは書き込みが行われるテキストまたは画像の品質は、媒体の物理的特性によって大きく左右される。記録される媒体の厚み、カール、質量および剛性は、どれもプリンタが記録可能媒体シートを搬送する速度および正確さ、ならびにテキストまたは画像の媒体転写時の精度に影響する。一般に、プリンタまたはコピー機がうまく動作できるシート（用紙）の種類は限られており、その特定の種類について用紙搬送機構および画像転写機構が最適化されなければならない。極端な場合は、適当な印刷品質を得るためには、製造業者から供給される特別に開発された用紙で、かつ製造直後の本来の状態が保たれ、曲がっておらず一定の湿度レベルに保たれて紙の曲がりが抑制されている用紙だけしか使用できない。用紙が分厚すぎたり、薄すぎたり、またはほんのわずかに曲がっていても、紙詰まりや用紙搬送機構の妨げとなる危険性を増大させるかもしれない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
多様な用紙タイプ設定を用いて、プリンタ、コピー機、およびスキャナ用に多種類の用紙を設定可能とすれば、用紙の搬送エラーを防ぎ、かつ製造業者が供給する特定の用紙を必ずしも用いなくても画像品質を向上できる。例えば分厚い用紙または薄いボール紙を用紙搬送機構に送る場合は、ユーザは用紙の厚さを手動で「厚い」に設定する。するとピンチローラ間の間隔と搬送速度とが自動的に調整されて、分厚くなった用紙の厚みを補償する。残念ながら、この解決方法ではプリンタに供給される記録可能媒体の正確なグレードまたは種類をユーザが特定するという余分な労力が必要になる。さらに、このシステムは多種類の用紙が混じっている場合は幾分操作が複雑である。なぜなら、多種類の用紙が用紙搬送機構に送られるので、用紙の厚さの「厚い」という設定を常にオン／オフしなければならないからである。
【０００４】
従って、シート（用紙）の特性を自動的に検出し、かつ検出したシートの特性に基づいてシート搬送機構の設定を自動的に調整して、シートの取り扱い速度、間隔、またはその他の用紙搬送上の特徴を最適化する、費用の安い用紙処理システムが必要とされている。このようなシステムではユーザ入力は最小限ですみ、シート処理特徴を自動的に最適化して、多種類のシートやシート状態に適用できる。このためかかるシート処理装置は、品質や粘稠度（コンシステンシー）の異なるリサイクル可能シートの利用を促進し、かつ品質の低いまたは少し損傷のあるシートの使用によりシートの無駄を抑えながら、新たに製造された無傷のシートを使用した場合に匹敵するシート搬送結果を示すことが可能である。
【０００５】
また、シート特性に関する情報を提供して画像転写機構中の調整を最適化できる用紙処理システムも必要とされている。かかるシステムでは、熱容量、熱伝導率、誘電定数、または抵抗といったシート特性が画像転写の前に決定されれば、テキストまたは画像を可能な限り最良に転写するように画像転写機構を最適化できる。例えば、シートの熱伝導率がわかっていれば、ゼログラフィプリンタのトナー溶着モジュールの温度調整を行い、シート損傷の原因となるシートの不必要な加熱によってエネルギを浪費することなくトナー粒子を用紙に最適に定着できる。
【０００６】
この発明は、シートの物理的特性を検出するのに好適なセンサシステムを提供し、複写機やプリンタなどの装置において、シートの取扱上での諸特性の自動的な調整を可能とすることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るセンサシステムの一形態では、２つのセンサを用いてシートのカールと厚みとを測定する。各センサは、部材とベースと測定回路とを含む。両センサにおけるそれの２つの部材は、互いに対向して配置され、それら両部材間を通過する記録可能媒体のシートに接触する。それら各部材はベースに結合され、ベースは測定回路を備える。各測定回路は関連する部材とベースとの変位を測定する。センサシステムの他の形態では、対向するセンサの対を間隔をあけて２対配置した機構を用いて、シートの剛性とカールとを測定する。センサシステムのさらに他の形態では、３つのセンサを用いてシートの温度伝導率を測定する。センサの１つはシートを加熱するヒータを備え、他の２つのセンサはシートに接触してシートの熱を検知する熱電対を備える。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の用紙特性センサシステム１００を適用する複写機９を示す。用紙特性センサシステム１００は複写機９中に現在給紙されている記録可能媒体の特性に応じて、複写機９にその記録可能媒体のシートの取り扱い方法を変更させる。また用紙特性センサシステム１００は、（ＯＨＰなどに用いられる）透明材料や金属、プラスチック、シリコンウェハ等の材料を使用するどの装置にも適用できる。簡潔に説明すると、用紙特性センサシステム１００の実施形態は、１つ以上の用紙特性センサを含む。各センサはベースおよび測定ユニットに結合される部材を備える。搬送中の媒体の各種特性は、該部材のベースに対する変位量の測定によって求められる。用紙特性センサシステム１００の詳細は図２〜図１４に従って説明する。
【０００９】
Ａ．複写機
本発明の用紙特性センサシステム１００をより詳細に説明する前に、図１に示す複写機９について考察する。複写機９は光導電表面を有するベルト１０を備える。ベルト１０は図中の矢印１２の方向に移動して、光導電表面の各部を、帯電ステーションから順に各処理ステーションを通過させる。帯電ステーションは、光導電表面を比較的高いほぼ均一な電位に帯電させるコロナ発生装置１４を含む。
【００１０】
光導電表面は帯電ステーションから作像ステーションへと進行する。作像ステーションでは、文書処理ユニット１５が原稿１６をその表側を露光系１７に向けた状態に配置する。露光系１７は透明プラテン１８上で文書１６を照射するランプ２０を備える。文書１６から反射した光線はレンズ２２を通ってベルト１０の帯電部分上に光を集め、電荷を選択的に放散させる。これによりベルト１０の光導電表面上に原稿１６の静電潜像を記録する。
【００１１】
プラテン１８は移動可能に設置され、図中の矢印２４の方向に移動して複写中の原稿の倍率を調整する。レンズ２２はプラテン１８と同期して動き、原稿１６の光像をベルト１０の帯電部分上へ集める。
【００１２】
文書処理ユニット１５は保持トレーから原稿を次々とプラテン１８へ送り、該トレーに支持された原稿スタックへシートを再循環させて戻す。その後、ベルト１０は静電潜像を現像ステーションへ進める。
【００１３】
現像ステーションでは、一対の磁気ブラシ現像ローラ２６および２８が現像器とベルト１０上の静電潜像とを接触させる。静電潜像は現像器からトナー粒子を引きつけ、ベルト１０上にトナー粉末像を形成する。
【００１４】
静電潜像の現像後、ベルト１０は転写ステーションへ進む。転写ステーションでは、コピー用紙（シート）とトナー粉末像とが接触させられる。転写ステーションはコピー用紙の裏側にイオンを噴射する発生器３０を備える。こうしてベルト１０の光導電表面上のトナー粉末像をコピー用紙へ引きつける。
【００１５】
コピー用紙はトレー３４または３６のいずれかから転写ステーションへ給紙される。トナー像転写後、コンベヤー３２はシートを溶着ステーション４０へ進める。溶着ステーション４０は転写されたトナー粉末像をコピー用紙に永久定着させるフューザアセンブリを備える。好適には、フューザアセンブリ４０は加熱されたローラ４２とバックアップローラ４４とを備える。
【００１６】
用紙特性センサシステム１００は、コピー用紙搬送経路中でコピー用紙トレー３４および３６とコンベヤー３２との間の好都合な位置に設置され、好適にはコピー用紙トレー３４および３６近くに設置される。用紙特性センサシステム１００から与えられる情報によって、コントローラ３８はコンベヤー３２，３７および４６の速度調整、ならびにニップ（ｎｉｐ）３９，４１間、ローラ４２−４４間、ゲート４８，５２および判定ゲート５２の間隔調整を行って紙詰まりを防止できる。
【００１７】
コントローラ３８はプロセッサおよびメモリを含む。プロセッサはメモリに電子的に記憶された用紙特性センサシステム１００の制御命令等の命令を実行することによって、複写機９の動作を制御および調整する。本明細書で説明する方法を表す命令は任意の適当な機械言語で実現可能である。メモリ実現に使用可能な半導体論理素子は、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、ダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）、プログラマブル読み出し専用メモリ（ＰＲＯＭ）、消去可能プログラマブル読み出し専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）、および電気的消去可能読み出し専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）（フラッシュメモリ等）などである。
【００１８】
Ｂ．用紙特性センサシステムの第一の実施形態（用紙の厚みおよびカール測定用）
図２は、シートの厚みとカールとの測定が可能な用紙特性センサシステム１００の第一の実施形態１００ａを示す。用紙特性センサシステム１００ａとコントローラ３８との間の配線は図２及びこれ以降の図には示さない。用紙特性センサシステム１００ａは、互いに対向した一対の用紙（シート）特性センサ１１０を含む。この用紙特性センサ１１０は用紙特性センサシステムのすべての実施形態に利用される。このため以下の説明では、特に指摘しない限り、ここに挙げたセンサ１１０はどのシステム１００にも適用されるものとする。
【００１９】
各用紙特性センサ１１０は、ベース１１４に結合されかつベース１１４から長手方向に延びる部材１１２を含む。各ベース１１４は該部材１１２のベース１１４に対する角度θを測定するための測定回路を備える。各特性の測定は、用紙（シート）１１６が２つの部材１１２同士の間を、それら部材１１２に接触しかつそれら部材１１２を変形させながら通過する間に行われる。
【００２０】
好ましくは、用紙特性センサ１１０は標準の半導体バッチ製造およびウェハ処理技術を用いて、微細電気機械型（ＭＥＭ型）装置として作製される。この方法では、用紙特性センサ１１０ａをわずか数円の製造コストでミリメートル・オーダーの寸法の装置として作製できる。用紙特性センサ１１０の機能上はこれ程微細な寸法でなくともよいが、他の技術を用いてより大規模な装置を作製するとセンサ１個あたりのコストが高くなってしまう。
【００２１】
部材１１２は、図２に示すようにベース１１４から長手方向に延びる長細いアームとして実現できるが、図３に示すようにバネ１１２ａにしてもよい。図２および図３に示す部材１１２又は部材１１２ａは、どちらも低質量の材料を用いて、電気防食用の犠牲下層（sacrificial underlayer）を使用しシリコンまたはガラス上に分厚い金属被覆層を吐出したり、あるいは予め形成したバネを接合するといった処理によって作製できる。また、用紙特性センサ１１０をバッチ半導体処理技術によって作製しない場合は、部材１１２は他の方法で実現できる。図４では、部材１１２はバネ１１５に搭載されたプランジャ１１３として実現される。この場合、シート１１６がローラ１１７上を通過すると、バネ１１５によってプランジャ１１３が図中の矢印１１１に沿って上昇又は下降する。図示するように、プランジャ１１３はベース１１４に垂直に結合される。プランジャ１１３をより浅い角度で結合して、シート１１６の動きを妨げないようにしてもよい。プランジャ１１３はソレノイド駆動されるバルブで代用してもよい。どの場合も、シート１１６による部材１１２のたわみによって、部材１１２と関連のベースとの間の角度が変化する。以下、部材１１２をアームとして実現した場合の例を代表に説明を行うが、以下の説明はアームのみならず部材１１２のすべての実施形態に適用されるものとする。
【００２２】
図５は用紙特性センサ１１０の第一の実施形態１１０ａを示す。ベース１１４ａは、光源１２０、好適には発光ダイオード（ＬＥＤ）と、位置検出器１２２とを備える。位置検出器１２２はセンサアーム１１２で偏向されたＬＥＤ１２０からの光を検出する。センサアーム１１２とベース１１４とのつくる角度の変化によって、光が位置検出器１２２に当たる位置が変わり、この結果、測定回路からコントローラ３８へ出力される信号が変化する。図６はシート特性センサ１１０の第二の実施形態１１０ｂを示す。この実施形態では、測定回路はセンサアーム１１２およびベース１１４に結合されたひずみゲージ１２４を含む。ひずみゲージ１２４はセンサアーム１１２および該センサアーム１１２に取り付けられたベース１１４に組み入れてもよく、またはセンサアーム１１２とベース１１４との間に取り付けてもよい。センサアーム１１２とベース１１４間の角度、すなわちセンサアーム１１２のたわみ、が変わると、ひずみゲージ１２４によって検知されるひずみが変化し、この結果、測定回路からコントローラ３８へ送られる信号が変化する。ひずみゲージ１２４は、例えばピエゾ抵抗や圧電気を用いてひずみを検知できる。
【００２３】
用紙特性センサシステム１００ａは、用紙特性センサ１１０ａまたは１１０ｂのいずれかを用いて用紙シートの厚みとカールとを測定可能である。用紙の厚みの測定は、センサアーム１１２間にシート１１６がない状態から開始し、微分オフセット変位θ_offsetを求める。θ_offset＝θ_1offset−θ_2offsetである。その後、用紙１１６がセンサアーム１１２間にある状態で微分変位θ_wpを求める。θ_wp＝θ_1wp−θ_2wpである。θ_wpとθ_offsetを用いて、用紙１１６の厚みがコントローラ３８によって求められる。一方、用紙のカールの測定は、まず用紙１１６が用紙特性センサ１１０間にある状態で、第１の時間における微分変位θτ₁を測定する。用紙１１６はそこから移動を始めるが、まだシート特性センサ１１０間にある第２の時間において、微分変位θτ₂が測定される。コントローラ３８はシートのカールのインジケータとしてθτ₂とθτ₁との差を求める。この差が大きいほどカールが大きいことがわかる。
【００２４】
Ｃ．用紙特性センサシステムの第二の実施形態（用紙質量測定用）
図９は用紙特性センサシステム１００の用紙質量測定用の実施形態１００ｂを示す。システム１００ｂは、センサアーム１１２の位置制御が可能な用紙特性センサ１１０の変形例を含む。図９には、図７の用紙特性センサ１１０ｃの一変形例を示す。この用紙特性センサ１１０ｃは、センサアーム１１２とベース１１４との間に結合された垂直アクチュエータ１２６を備える。垂直アクチュエータ１２６は図５および図６に従って説明した測定回路のどちらかと一緒に用いてもよい。垂直アクチュエータ１２６の実現に利用可能な機構には、例えば圧電バイモルフ素子、機械的増幅器のついたリニアピエゾ素子、およびバブル駆動型マイクロピストン等がある。この代わりに、用紙特性センサシステム１００ｂには、図８に示すような用紙特性センサ１１０ｄを用いてもよく、その場合、垂直アクチュエータ１２６の代わりに、アーム１１２を移動させるためのリニア・アクチュエータ１１９を用いる。
【００２５】
用紙特性センサシステム１００ｂはセンサアーム１１２の動きを検知するための回路１４０を含む。回路１４０はひずみゲージ１２４の出力をオペアンプ１４２へ与える。オペアンプ１４２は差分増幅器として機能する。ローパスフィルタ１４４は、オペアンプ１４２から出力した差分信号の高周波成分を分離して、忠実なフィードバック追跡を可能にする。その後、フィルタ１４４からのアナログ出力は、Ａ−Ｄ変換器でデジタル信号に変換されてからコントローラ３８に送られる。Ａ−Ｄ変換器はコントローラ３８中に組み入れてもよい。
【００２６】
用紙特性センサシステム１００ｂを用いて用紙質量測定を行うには、まずコントローラ３８からアクチュエータ１２６へ信号が与えられ、この信号に応じて、センサアーム１１２間に用紙１１６がない状態でセンサアーム１１２に一定振幅の垂直衝撃力が加えられる。そして、測定回路によって微分変位（differential displacement）θ_baseが検知されてコントローラ３８に送られ比較基準となる。その後、センサアーム１１２間に用紙１１６がある状態で、先ほどと同じ大きさの垂直衝撃力がセンサアーム１１２に加えられ、微分変位θ_loadが検知される。コントローラ３８はθ_baseとθ_loadとの差をとり、用紙１１６の質量を推定する。
【００２７】
Ｄ．用紙特性センサシステムの第三の実施形態（用紙のカールおよび剛性測定用）
図１０は用紙特性センサシステム１００の用紙シートのカールおよび剛性測定用の実施形態１００ｃを示す。この用紙特性センサシステム１００ｃは、対向した用紙特性センサ１１０からなるセンサ対１５０および１５２を含む。部材１１２と用紙１１６とが確実に接触するように、用紙特性センサ１１０に垂直アクチュエータまたはリニア・アクチュエータを加えてもよい。システム１００ｃを用いて用紙シートのカールを求めるには、対向する用紙特性センサの対であるセンサ対１５０と１５２との間に用紙１１６がある状態で、微分変位を両方のセンサ対によって同時に検知する。得られた２つの微分変位間の差が用紙のカールの指標となり、コントローラ３８による複写機９の動作変更に用いられる。また用紙の剛性の測定も、用紙特性センサ１１０の第一のセンサ対が垂直またはリニア・アクチュエータを備えていれば、用紙特性センサシステム１００ｃによって行うことができる。まず、用紙１１６がセンサ対１５０および１５２のどちらにも接触している状態で、センサ対１５０に垂直力が加えられる。そして、その垂直力がまだ加えられている間に、センサ対１５２のセンサアーム１１２の微分変位が測定される。こうして検知された微分変位が用紙１１６の剛性を示す指標となる。
【００２８】
Ｅ．用紙特性センサシステムの第四実施形態（用紙の温度拡散率測定用）
図１１は用紙特性センサシステム１００の第四の実施形態１００ｄを示す。このシステム１００ｄは、用紙シート１１６の温度拡散率を直接測定し、かつその摩擦係数を間接的に測定することができる。用紙特性センサシステム１００ｄは、用紙特性センサ１１０ｄ，１１０ｅおよび１１０ｆを含む。用紙特性センサ１１０ｄと１１０ｅとは縦に向かい合って配置され、一方、センサ１１０ｆはセンサ１１０ｄと間隔を開けて水平に配置される。用紙特性センサ１１０ｄは、シート１１６に接触するセンサアーム１１２ｄの端部に取り付けられるヒータ１６０を備える。ヒータ１６０は、センサアーム１１２ｄ上に設置されるか、または該センサアームに組み入れられる抵抗型ヒータである。ヒータ１６０は正弦波電流またはインパルス電流によって駆動される。用紙特性センサ１１０ｅおよび１１０ｆは、センサアーム１１２上に設置された温度感知デバイス１６２ｅおよび１６２ｆをそれぞれ備え、これら温度感知デバイス１６２ｅおよび１６２ｆは用紙１１６に接するようにされる。温度感知デバイス１６２ｅおよび１６２ｆは、薄膜熱電対または温度感知抵抗器として実現できる。センサアーム１１２ｄ，１１２ｅおよび１１２ｆと用紙１１６とが確実に接触するように、用紙特性センサ１１０ｄ，１１０ｅおよび１１０ｆに垂直またはリニア・アクチュエータを加えてもよい。またセンサアーム１１２ｄ，１１２ｅおよび１１２ｆ上にＳｉ₃Ｎ₄またはダイヤモンド等で薄膜コーティングを施して、該センサアーム群を用紙１１６による磨滅から保護するようにしてもよい。
【００２９】
垂直または横方向の温度拡散率を検知するには、用紙１１６が静止している間にヒータ１６０に正弦波電流またはインパルス電流を加える。すると、まだシート１１６が静止したままの間に、用紙特性センサ１１０ｅはヒータ１６０から与えられた熱を検知して、用紙１１６の垂直方向の温度拡散率を示す信号を熱電対（温度感知デバイス）１６２ｅから発生する。同様に、用紙１１６が静止している間に、用紙特性センサ１１０ｆは熱電対（温度感知デバイス）１６２ｆを介して熱を検知して、用紙１１６の横方向の温度拡散率を示す信号を出力する。
【００３０】
Ｆ．用紙特性センサシステムの第五の実施形態（用紙の摩擦係数測定用）
図１２は、用紙特性センサシステム１００の用紙１１６の摩擦係数測定用の実施形態１００ｅを示す。用紙特性センサシステム１００ｅは用紙特性センサ１１０ｇを含み、該センサ１１０ｇは温度感知デバイス１６２ｇを備える。デバイス１６２ｇは熱電対または温度感知抵抗器を利用して実現可能である。このシステム１００ｇを用いれば、以下の最低３種類の方法で用紙シートの摩擦係数を間接的に測定できる。
【００３１】
第一の方法では、用紙１１６を用紙特性センサ１１０ｇに通過させ、温度感知装置１６２ｇによって用紙１１６の温度検知を行う。得られる温度上昇は、用紙の摩擦係数、ならびに用紙速度、圧力、周囲温度および用紙温度に比例する。従って、この方法で摩擦係数を正確に測定するには、複写機９を該ファクタ群に合わせて較正するか、または該ファクタ群を一定に維持する必要がある。摩擦係数を間接的に測定する第二の方法では、まず用紙１１６を短期間、静止状態にして、温度感知デバイス１６２ｇを較正する。較正後、用紙１１６を温度感知装置１６２ｇに通過させて、該装置１６２ｇに用紙１１６の温度を検知させる。用紙１１６の移動中と静止時とに検知された温度間の差は、用紙１１６の摩擦係数を表す。また第三の方法を利用するには、用紙特性センサ１１０ｇにリニア・アクチュエータまたは垂直アクチュエータを加える。これにより用紙１１６が一定速度で用紙特性センサ１１０ｇを通過する際、センサアーム１１２はアクチュエータによって用紙１１６に沿って横方向に移動させられる。この動作時にθを測定すれば、摩擦係数の指標が得られる。
【００３２】
温度感知デバイス１６２を省略すれば、システム１００ｅを摩擦係数を直接測定できるように変形可能である。所望の測定を行うためには、用紙１１６は静止状態に保たれ、用紙特性センサ１１０ｇは用紙１１６を横切って（沿って）押され、その間に摩擦係数を表す変位量θを測定する。
【００３３】
図１３は、やはり摩擦係数の間接的測定に使用可能な用紙特性センサシステム１００ｆを示す。システム１００ｆは熱電対を持たない単独の用紙特性センサ１１０ｈを含む。これまでに説明してきた用紙特性センサとは異なり、ベース１１４の長手方向の軸は用紙１１６の表面に垂直に設けられる。このシステム１００ｆを用いて用紙の摩擦係数を測定するには、用紙特性センサ１１０ｈを固定させた状態で、用紙１１６の横方向の動きを調節する。すると、用紙１１６とアーム１１２の抗力とによる摩擦結合のため、センサアーム１１２のたわみが生じる。
【００３４】
Ｇ．用紙特性センサシステムの第六実施形態（用紙の誘電定数および抵抗測定用）
図１４は、用紙特性センサシステム１００の用紙１１６の誘電定数および抵抗測定用の実施形態１００ｇを示す。用紙特性センサシステム１００ｇは、一対の対向した用紙特性センサ１１０ｉおよび１１０ｊを含む。どちらのセンサ１１０ｉおよび１１０ｊも用紙１１６と確実に接触するための垂直アクチュエータ１２６を備える。垂直アクチュエータ１２６は必要に応じて省略可能である。また各用紙特性センサ１１０ｉおよび１１０ｊは、関連したセンサアーム１１２の端部に電極１７０ｇおよび１７０ｈをそれぞれ備える。電極１７０ｇおよび１７０ｈはともに用紙１１６に接触する。
【００３５】
誘電定数を測定するには、電極１７０ｇに正弦波またはインパルス電圧がかけられ、その電圧は用紙１１６を通って電極１７０ｈへ駆動される。電極１７０ｈによって検知される異位相の電流は、電極１７０ｇ−１７０ｈ間の静電容量（キャパシタンス）に比例する。静電容量Ｃ及び誘電定数εから、次式に従って求めることができる。
【００３６】
【数１】
Ｃ＝εＡ／ｄ
ここで、Ａは電極面積、ｄは用紙の厚みを表す。
【００３７】
用紙１１６の厚みｄは、図２に示す用紙特性システム１００ａのところで説明した方法を用いて測定できる。
【００３８】
用紙１１６の抵抗は、やはり電極１７０ｇに正弦波またはインパルス電圧をかけて、電極１７０ｈによって同位相電流を検知することによって測定可能である。抵抗を表すこの電流は、第一に用紙１１６の水分率、第二に用紙１１６の温度に大きく依存する。従って、複写機９はこれらの量を一定に保つか、またはこれらの量にあわせて較正が必要である。この代わりに、電極１７０ｈによって検知された電流の変化をコントローラ３８が用いて、用紙１１６の水分率および温度を推定することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る用紙特性センサシステムが適用される複写機を示す図である。
【図２】用紙特性センサシステムの用紙厚みおよびカール測定のための実施形態の図である。
【図３】用紙特性センサの部材についての別の実施形態の図である。
【図４】用紙特性センサの部材についての更に別の実施形態の図である。
【図５】用紙特性センサの第一の実施形態の図である。
【図６】用紙特性センサの第二の実施形態の図である。
【図７】用紙特性センサの別の実施形態の図である。
【図８】用紙特性センサの更に別の実施形態の図である。
【図９】用紙特性センサシステムの用紙質量測定用の実施形態の図である。
【図１０】用紙特性センサシステムの用紙の剛性およびカール測定用の実施形態の図である。
【図１１】用紙特性センサシステムの用紙の温度拡散率および摩擦係数測定用の実施形態の図である。
【図１２】用紙特性センサシステムのシートの摩擦係数の直接測定用の実施形態の図である。
【図１３】用紙特性センサシステムのシートの摩擦係数の間接測定用の実施形態の図である。
【図１４】用紙特性センサシステムのシートの誘電定数測定用の実施形態の図である。
【符号の説明】
３８コントローラ、１００用紙特性センサシステム、１１０用紙特性センサ、１１２センサアーム、１１４ベース、１１６用紙。

Claims

シートの物理的特性を測定するセンサシステムであって、
ａ）互いに対向して配置された第一部材および第二部材であって、それら両者の間を通過するシートにそれぞれ接する第一部材および第二部材と、
ｂ）前記第一部材に結合される第一ベースと、
ｃ）前記第二部材に結合される第二ベースと、
ｄ）前記第一部材に結合されて、前記シートが前記第一部材と前記第二部材との間を通過する際の前記第一部材の変位を測定する第一測定ユニットと、
ｅ）前記第二部材に結合されて、前記シートが前記第一部材と前記第二部材との間を通過する際の前記第二部材の変位を測定する第二測定ユニットと、
を含むセンサシステム。
請求項１に記載のセンサシステムにおいて、前記第一部材は所定の第一の角度をつけて前記第一ベースから延びることを特徴とするセンサシステム。
請求項２に記載のセンサシステムにおいて、前記第一測定ユニットは、前記シートが前記第一部材と前記第二部材との間を通過する際の前記所定の第一の角度の差分変化を測定することを特徴とするセンサシステム。
請求項３に記載のセンサシステムにおいて、前記第一測定ユニットは光源と光位置検出器とをさらに含み、前記光源からの光は前記第一部材から前記光位置検出器へ反射されることを特徴とするセンサシステム。
請求項３に記載のセンサシステムにおいて、前記第一測定ユニットは、前記第一部材に結合されて前記第一部材のたわみを測定するひずみゲージをさらに含むことを特徴とするセンサシステム。
シート処理装置であって、
ａ）制御信号に応答してシートを移動させるシート搬送機構と、
ｂ）前記シート搬送機構に結合され、第一特性信号に応答して前記制御信号を発生するコントローラと、
ｃ）前記シート搬送機構に結合され、前記第一特性信号を発生するセンサシステムと、
を含み、
前記センサシステムは
１）互いに対向して配置された第一部材および第二部材であって、これら両者の間を通過するシートにそれぞれ接する第一部材および第二部材と、
２）前記第一部材に結合される第一ベースと、
３）前記第二部材に結合される第二ベースと、
４）前記第一ベースに結合されて、前記シートが前記第一部材と前記第二部材との間を通過する際の前記第一ベースに対する前記第一部材の変位を測定する第一測定ユニットと、
５）前記第二ベースに結合されて、前記シートが前記第一部材と前記第二部材との間を通過する際の前記第二ベースに対する前記第二部材の変位を測定する第二測定ユニットと、
を備えるシート処理装置。