JPH1062275A - 材料シートの物理的特性を測定するセンサシステム - Google Patents

材料シートの物理的特性を測定するセンサシステム

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JPH1062275A
JPH1062275A JP9169569A JP16956997A JPH1062275A JP H1062275 A JPH1062275 A JP H1062275A JP 9169569 A JP9169569 A JP 9169569A JP 16956997 A JP16956997 A JP 16956997A JP H1062275 A JPH1062275 A JP H1062275A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 用紙特性を検出し、その用紙特性に基づいて
用紙搬送機構の設定を調整して、用紙の取扱い速度、間
隔等の特性を最適化する費用の安い用紙処理システムを
提供する。 【解決手段】 用紙の特性を測定するセンサシステム２
００はダイヤフラム２０２を含む。ダイヤフラム２０２
は第一のピエゾ抵抗器対Ａ１及びＡ２、と第二のピエゾ
抵抗器対Ｂ１及びＢ２とを備える。第一の抵抗器対Ａ１
及びＡ２はダイヤフラム２０２の辺２０４，２０６に直
交かつ近接して配置される。第二の抵抗器対Ｂ１及びＢ
２は、第一の抵抗器対の間にこれらと平行、かつダイヤ
フラム２０２の辺２０８，２１０から離れて配置され
る。ホイートストンブリッジ中で第一のピエゾ抵抗器対
Ａ１，Ａ２を第二のピエゾ抵抗器対Ｂ１，Ｂ２に対して
平衡させると用紙の厚さに比例した電圧が生ずる。第一
のピエゾ抵抗器対同士、及び第二のピエゾ抵抗器対同士
をそれぞれ平衡させると、用紙の摩擦係数を表す電圧が
生ずる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、プリンタや複写機
などにおいて、用紙などの材料シートの特性を測定する
センサシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
Ａ．複写装置 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】この問題に対する一つの解決策は、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
可能とすることである。これにより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、用紙特性を自動的に検出し、かつ
検出した用紙特性に基づいて用紙搬送機構の設定を自動
的に調整して、用紙の取り扱い速度、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、用紙処理特徴を自動的に
最適化して、広範な種類の記録可能媒体を使用できる。
このためかかる用紙処理装置は、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用紙の利用を促進
し、かつ品質の低いまたは少し損傷のある用紙の使用に
より用紙の無駄を抑えながら、新たに製造された無傷の
用紙を使用した場合に匹敵する用紙搬送結果を示すこと
が可能である。
【０００５】また、用紙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用紙特性が画像転
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。
【０００６】Ｂ．シリコン圧電トランスデューサ 素子の微細化に対する要求からシリコン圧電トランスデ
ューサが開発された。図１は先行技術の典型的なシリコ
ン圧電トランスデューサ１００を示す。トランスデュー
サ１００は正方形のシリコン（１００）からなるダイヤ
フラム１０２で、結晶の〈１１０〉方向に整列してお
り、面積は１ｍｍ2 である。ダイヤフラム１０２は４
つのピエゾ抵抗器１２４，１２６，１２８および１３０
を含む。ピエゾ抵抗器１２４および１２８は関連する辺
１０４および１０６にそれぞれ直交し、かつ圧縮応力が
最大となる領域内に入るようにこれら辺に非常に近接し
て配置される。ピエゾ抵抗器１２４および１２８はダイ
ヤフラム１０２に力が加えられると長手方向に応力を受
ける。これに対してピエゾ抵抗器１２６および１３０は
関連した辺１０８および１１０にそれぞれ平行に、かつ
圧縮応力が最大となる領域内に入るようにこれら辺に非
常に近接して配置される。ピエゾ抵抗器１２６および１
３０はダイヤフラム１０２に力が加えられると横方向に
応力を受ける。これらのピエゾ抵抗器はホイートストン
ブリッジ型に接続されるため、ピエゾ抵抗器１２４およ
び１２８の長手方向の応力（＋ΔＲ）はピエゾ抵抗器１
２６および１３０の横方向の応力（−ΔＲ）と釣り合
う。ホイートストンブリッジの出力電圧はダイヤフラム
１０２にかけられる圧力に比例する。
【０００７】図２はダイヤフラム１０２に均一に圧力を
かけた時のダイヤフラム１０２の４分の１に対するひず
み一定の輪郭を示すグラフである。図３は同様にダイヤ
フラム１０２に均一に圧力をかけた時のダイヤフラム１
０２の４分の１についての応力のｙ成分が一定となる輪
郭を示すグラフである。図４はやはり同様にダイヤフラ
ム１０２に均一に圧力をかけた時のダイヤフラム１０２
の暗視野光学顕微鏡写真である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、複写機やプ
リンタなどの装置において、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、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。
【０００９】
【課題を解決するための手段】簡潔に説明すると、本発
明は、互いに対向しかつ記録可能媒体からなるシートに
接するように配置される表面とダイヤフラムとを含む用
紙特性センサシステムである。矩形の小さいダイヤフラ
ムは第一および第二のピエゾ抵抗器対を備える。第一の
ピエゾ抵抗器対の各抵抗器はダイヤフラムの一方の長辺
に直交しかつ隣接して配置される。第二のピエゾ抵抗器
対の各抵抗器は第一のピエゾ抵抗器対の間にこれら抵抗
器と平行に、かつダイヤフラムの短辺から離れて配置さ
れる。ホイートストンブリッジ中で第一と第二のピエゾ
抵抗器対同士を平衡させることによって、用紙の厚さに
依存する電圧が発生する。第一の抵抗器対の抵抗器同士
および第二の抵抗器対の抵抗器同士を、それぞれ互いに
平衡させることによって、用紙の摩擦係数に依存する電
圧が発生する。
【００１０】
【発明の実施の形態】図５は本発明に係る用紙特性セン
サシステム２００を適用する複写機９を示す。用紙特性
センサシステム２００は複写機９中に現在給紙されてい
る用紙の厚さおよび摩擦係数に応じて、複写機９にその
用紙の取り扱い方法を変更させる。簡潔に説明すると、
用紙特性センサシステム２００の実施形態では、互いに
対向しかつ用紙と接する表面と、ダイヤフラムとを含
む。矩形の小さいダイヤフラムは第一および第二のピエ
ゾ抵抗器対を備える。第一のピエゾ抵抗器対の各抵抗器
はダイヤフラムの長辺の一方に直交しかつ非常に近接し
て配置される。第二のピエゾ抵抗器対の各抵抗器は第一
のピエゾ抵抗器対の間に該抵抗器対と平行に、かつダイ
ヤフラムの短辺から離れて配置される。ホイートストン
ブリッジ中で第一のエピゾ抵抗器対と第二のピエゾ抵抗
器対とを平衡させると、用紙の厚さに依存する電圧が発
生する。第一および第二のピエゾ抵抗器対の抵抗器同士
をそれぞれ平衡させると、用紙の摩擦係数に依存する電
圧が発生する。
【００１１】用紙特性システム２００は複写機９だけで
なく、用紙搬送機構を備えた装置であればどのような装
置にもその一部として適用可能である。
【００１２】Ａ．複写機 本発明の用紙特性センサシステム２００をより詳細に説
明する前に、図５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１
４を含む。
【００１３】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
取扱ユニット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。
【００１４】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。
【００１５】文書取扱ユニット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
原稿スタックへ用紙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。
【００１６】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。静電潜像は現像器のキャリア粒
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。
【００１７】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。
【００１８】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は用紙を溶着ステーションへ進め
る。溶着ステーション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溶着アセンブリを備える。好適
には、溶着アセンブリ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。
【００１９】用紙特性センサシステム２００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る。用紙
特性センサシステム２００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４
６の速度調整、ニップ（ｎｉｐ）３９、４１間の間隔の
調整、ならびにローラ４２−４４間の間隔の調整を行っ
て紙詰まりを防止できる。
【００２０】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２００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。
【００２１】Ｂ．触覚センサ 用紙特性センサシステム２００は少なくとも１つの触覚
センサ２０２を含み、システム２００に、該触覚センサ
２０２と接触しかつそこを通過する任意の材料シートの
厚さと摩擦係数とを測定させる。図６は触覚センサ２０
２の平面図である。触覚センサ２０２は結晶方向〈１１
０〉に整列した矩形のシリコン（１００）ダイヤフラム
であり、この中へ複数のピエゾ抵抗器対が拡散によって
設けられる。ダイヤフラム２０２はｎ型シリコンからな
り、ピエゾ抵抗器対はｐ型シリコンからなるのが好適で
ある。対向する平行な辺２０４、２０６の長さは１〜２
ｃｍであり、同様の辺２０８、２１０の長さは１〜３ｍ
ｍである。これ以外の寸法でもよいが、アスペクト比は
１より大きくなければならない。以上が要求される。つ
まりダイヤフラム２０２は性能上の理由から正方形であ
ってはならない。シリコンダイヤフラム２０２の厚さは
幅より小さく、好ましくは幅の１０分の１未満である。
ダイヤフラム２０２はキャビティ（図示せず）上方で辺
２０４，２０６，２０８および２１０に沿って固定され
る。
【００２２】ダイヤフラム２０２は複数のタクセル（ｔ
ａｘｅｌ）２２０を含む。各タクセルは２対のピエゾ抵
抗器を含む。ピエゾ抵抗器２２２および２２４（参照番
号Ａ２およびＡ１）が一方の対となり、ピエゾ抵抗器２
２６および２２８（参照番号Ｂ１およびＢ２）が他方の
対となる。ピエゾ抵抗器２２２および２２４はどちらも
関連した辺２０４および２０６にそれぞれ直交して配置
される。ピエゾ抵抗器２２２および２２４は圧縮応力
（−ΔＲ）が最大となるように関連した辺に非常に近接
して配置される。ダイヤフラム２０２に圧力がかけられ
ると、ピエゾ抵抗器２２２および２２４にはその長手方
向の軸に沿って主に力が作用する。ピエゾ抵抗器２２６
および２２８はピエゾ抵抗器２２２と２２４との間に平
行に配置され、また抵抗器２２６と２２８とは、互いに
間隔をあけて平行に配置される。またピエゾ抵抗器２２
６および２２８は、辺２０８および２１０のどちらから
も少なくとも辺２０８の半分の長さだけ離して配置され
る。このためダイヤフラム２０２に圧力がかけられる
と、ピエゾ抵抗器２２６および２２８にはその長手方向
の軸に沿って主に力が作用する。ピエゾ抵抗器２２６お
よび２２８は引張り応力（＋ΔＲ）が最大となる領域中
に位置する。
【００２３】図７はダイヤフラム２０２のｚ方向のひず
み一定の輪郭を示し、図８は同じく応力のｙ成分が一定
の輪郭を示す。図８の中央の黒い部分２５０はダイヤフ
ラム２０２中で引張り応力がもっとも高い部分を示す。
ここにピエゾ抵抗器Ｂ１およびＢ２が位置する。図８の
外側の黒い部分２５２はダイヤフラム２０２中で圧縮応
力がもっとも高い部分を示す。ここにピエゾ抵抗器Ａ１
およびＡ２が位置する。
【００２４】図９はタクセルに対してかけられる垂直力
を表す出力電圧を発生するホイートストンブリッジ２６
０ａを示す。この垂直力はダイヤフラム２０２の上を通
過する用紙の厚さに比例する。図１０はタクセルに対し
てかけられるせん断力を表す電圧を発生するホイートス
トンブリッジ２６０ｂを示す。回路２６０ａおよび２６
０ｂ中のピエゾ抵抗器間の接続点は接合パッド２１４に
接続される。
【００２５】図１１〜図１３はダイヤフラム２０２を図
６の線２１６に沿って切り取った断面図である。これら
の断面図ではダイヤフラム２０２の下にキャビティ（ｃ
ａｖｉｔｙ）２０３が示されている。加圧されない場合
はダイヤフラム２０２は水平である。図１２はダイヤフ
ラム２０２が垂直力Ｎを受けた場合のダイヤフラムの変
形の様子を示す。垂直力Ｎはダイヤフラム２０２をｚ軸
に対称に曲げ、ピエゾ抵抗器Ａ１およびＡ２に均等に応
力を誘起する。ホイートストンブリッジ２６０ａからの
出力を用いると、垂直力Ｎは次式に従って求められる。
【００２６】
【数１】 Ｎ∝［（Ａ１−Ｂ１）］＋（Ａ２−Ｂ２）］／２ つまり垂直力Ｎはダイヤフラム２０２の上を通過する材
料シートの厚さを表す。
【００２７】図１３はダイヤフラム２０２に垂直力Ｎと
せん断力Ｓとがかけられた場合のダイヤフラムの変形の
様子を示す。せん断力Ｓは非対称な変形を生じ、ピエゾ
抵抗器Ａ１およびＡ２に不均一な応力を誘起する。ホイ
ートストンブリッジ２６０ｂの出力を用いると、せん断
力は次式に従って求められる。
【００２８】
【数２】Ｓ∝［Ａ１−Ａ２］ つまり垂直力Ｎに対するせん断力Ｓの比はダイヤフラム
２０２の上を通過する材料シートの摩擦係数を表す。
【００２９】触覚センサ２０２は他の多くのマイクロマ
シンデバイスと同様、標準的な半導体バッチ製造方法お
よびウェハ処理方法を用いて作製可能である。
【００３０】Ｃ．用紙特性センサシステム 図１４は用紙特性センサ２００の平面図である。用紙特
性センサ２００はニップ（ｎｉｐ：くわえ部）であり、
図にはその一方の表面２７０だけを示す。ニップ２００
の両方の表面は記録可能媒体シート２７２がニップ間を
図中の矢印２７４方向に移動するときにシート２７２と
接触する。シート２７２が給紙されない間は、表面２７
０の触覚アレイ２０２は対向する表面と接触しているの
が好ましい。このようにすれば、用紙特性センサシステ
ム２００の実施形態のうち表面２７０とその対向する表
面との間に隙間を有する実施形態のように厳密なトレラ
ンスが必要なくなる。触覚アレイ２０２とその対向する
表面とを常時接触させるにはダイヤフラム２０２に過剰
圧力ΔＰをかける。過剰圧力ΔＰはキャビティ２０３を
ダイヤフラム２０２の下に封じこめることによって得ら
れる。この代わりに、ヒータ抵抗を用いて、反作用の力
（ｒｅａｃｔｉｏｎ ｆｏｒｃｅ）を一定に保つのに必
要な圧力変化を測定して、過剰圧力ΔＰを調整してもよ
い。
【００３１】触覚アレイ２０２は好適には表面２７０の
長手方向の軸に沿って配置され、用紙２７２がニップ２
０２を通って進むとき、用紙２７２に接触するタクセル
としないタクセルとができる。定常的な接触と組み合わ
せれば、このように接触するタクセルと接触しないタク
セルができることによって、空間および時間における差
分測定ができるようになる。空間における差分測定は、
用紙２７２と接触しているタクセルからの出力と接触し
ていないタクセルからの出力とを測定して行う。図１５
はタクセル出力電圧とタクセル位置との関係を示すグラ
フである。用紙２７２と接触すると出力電圧がΔＶだけ
増加し、これを用いて用紙２７２の端を特定できる。時
間における差分測定は、用紙２７２がニップ２００を通
過中のタクセルの出力と、ニップ２００を通過していな
い間のタクセルの出力とを測定して行う。時間および空
間における差分測定によって、触覚センサ２０２の圧力
応答において、温度変化や表面２７０の磨耗から生じる
短期および長期的ドリフトを相殺できる。
【００３２】図１６は用紙特性センサシステム２００の
一形態の断面図である。ローラ２８０は表面２７０およ
びその表面の触覚アレイ２０２と向き合う。図中の矢印
２７４は用紙２７２がニップ２００を通過する方向を示
す。皮膜２９０はダイヤフラム２０２の磨耗を防止し、
触覚アレイ２０２に力を均等に配分する。図１７は用紙
特性センサシステム２００の別の形態の断面図であり、
２枚の表面２７０と３００とが互いに向き合っている。
一方の表面の触覚アレイは他方の表面の触覚アレイと対
向するように設けられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 従来のシリコン圧電トランスデューサを示す
図である。
【図２】 従来の圧電トランスデューサのひずみ一定の
輪郭を示すグラフである。
【図３】 従来の圧電トランスデューサの応力のｙ成分
が一定の輪郭を示すグラフである。
【図４】 従来の圧電トランスデューサに均一な圧力を
かけたときの様子の一例の顕微鏡写真である。
【図５】 本発明の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６】 本発明に係る触覚センサを示す図である。
【図７】 触覚センサのひずみ一定の輪郭の一例の顕微
鏡写真である。
【図８】 触覚センサの応力のｙ成分が一定の輪郭の一
例の顕微鏡写真である。
【図９】 タクセルにかけられる垂直力を測定するため
のホイートストンブリッジ構成を示す図である。
【図１０】 タクセルにかけられるせん断力を測定する
ためのホイートストンブリッジ構成を示す図である。
【図１１】 触覚センサの断面図である。
【図１２】 触覚センサが垂直力を受けた場合の様子を
示す断面図である。
【図１３】 触覚センサが垂直力及びせん断力を受けた
場合の様子を示す断面図である。
【図１４】 本発明に係る用紙特性センサの平面図であ
る。
【図１５】 タクセルの出力電圧と触覚アレイ位置との
関係を示すグラフである。
【図１６】 本発明に係る用紙特性センサシステムの一
形態を示す断面図である。
【図１７】 本発明に係る用紙特性センサシステムの別
の形態を示す断面図である。
【符号の説明】
２００ 用紙特性センサシステム、２０２ ダイヤフラ
ム、２１４ 接合パッド、２２０ タクセル、２２２，
２２４，２２６，２２８ ピエゾ抵抗器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジョエル エイ キュビィ アメリカ合衆国 ニューヨーク州 ロチェ スター スプリング ヴァレイ ドライブ 63 (72)発明者 フレッド エフ ハッブル ザ サード アメリカ合衆国 ニューヨーク州 ロチェ スター ビーコンビュー コート 180 (72)発明者 スタンリー ジェイ ウォレス アメリカ合衆国 ニューヨーク州 ヴィク ター トリリアム トレイル 7424 (72)発明者 アラン ジェイ ウェルナー ジュニア アメリカ合衆国 ニューヨーク州 ロチェ スター ハイランド アベニュー 810 (72)発明者 アール エンリケ ヴィトゥーロ アメリカ合衆国 ニューヨーク州 ロチェ スター コハセット ドライブ 30

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 材料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）前記材料シートに接する表面と、 ｂ）前記表面に対向しかつ前記材料シートに接触して配
    置される第一のダイヤフラムと、 を含み、 前記ダイヤフラムは矩形で一対の短辺と一対の長辺とを
    有し、前記長辺の長さは２ｃｍ未満であり、前記ダイヤ
    フラムは第一のピエゾ抵抗器対および第二のピエゾ抵抗
    器対を備え、 前記第一のピエゾ抵抗器対の各ピエゾ抵抗器は、それぞ
    れ前記長辺の一方に隣接かつ直交して配置され、 前記第二のピエゾ抵抗器対の各ピエゾ抵抗器は、それぞ
    れ前記第一のピエゾ抵抗器対の間に前記長辺と直交して
    配置され、かつ前記各短辺から前記第一の長さの少なく
    とも半分の長さだけ離して配置され、 前記第一のピエゾ抵抗器対と第二のピエゾ抵抗器対と
    は、電気的に結合されて、前記材料シートの第一の物理
    的特性を表す第一の電気信号と、前記材料シートの第二
    の物理的特性を表す第二の電気信号とを発生するセンサ
    システム。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載のセンサシステムにおい
    て、前記ダイヤフラムは別の第一のピエゾ抵抗器対およ
    び別の第二のピエゾ抵抗器対を含むことを特徴とするセ
    ンサシステム。
  3. 【請求項３】 請求項２に記載のセンサシステムにおい
    て、 前記第一のピエゾ抵抗器対の一方のピエゾ抵抗器と前記
    第二のピエゾ抵抗器対の一方のピエゾ抵抗器とは、前記
    材料シートから作用する力を受けるように配置され、前
    記第一のピエゾ抵抗器対の他方のピエゾ抵抗器と前記第
    二のピエゾ抵抗器対の他方のピエゾ抵抗器とは、前記材
    料シートから作用する力を受けないように配置されるこ
    とを特徴とするセンサシステム。
  4. 【請求項４】 請求項１に記載のセンサシステムにおい
    て、前記第一および第二のピエゾ抵抗器対は互いに結合
    されてホイートストンブリッジを形成することを特徴と
    するセンサシステム。
  5. 【請求項５】 シートの厚さ及び摩擦係数を検出するニ
    ップであって、 互いに対向し、用紙から作用する力を受けるように配置
    された一対の半導体ダイヤフラムを有し、 この一対のうちの各半導体ダイヤフラムは、矩形で一対
    の短辺と一対の長辺と厚さとを有し、前記長辺の長さは
    ２ｃｍ未満であり、前記短辺は第一の長さを有し、前記
    厚さは実質的に前記第一の長さ未満であり、前記半導体
    ダイヤフラムは第一のピエゾ抵抗器対および第二のピエ
    ゾ抵抗器対を備え、 前記第一のピエゾ抵抗器対の各ピエゾ抵抗器は、それぞ
    れ前記長辺の一方に隣接かつ直交して配置され、 前記第二のピエゾ抵抗器対の各ピエゾ抵抗器は、それぞ
    れ前記第一のピエゾ抵抗器対の間に前記長辺の一方と直
    交して配置され、かつ前記各短辺から前記第一の長さの
    少なくとも半分の長さだけ離して配置され、 前記第一のピエゾ抵抗器対と第二のピエゾ抵抗器対と
    は、電気的に結合されてシートの厚さを表す第一の電気
    信号を生成する第一のホイートストンブリッジを形成す
    ると共に、電気的に結合されてシートの摩擦係数を表す
    第二の電気信号を生成する第二のホイートストンブリッ
    ジを形成するニップ。
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