JPH10152245A - 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 - Google Patents

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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JPH10152245A JP9120952A JP12095297A JPH10152245A JP H10152245 A JPH10152245 A JP H10152245A JP 9120952 A JP9120952 A JP 9120952A JP 12095297 A JP12095297 A JP 12095297A JP H10152245 A JPH10152245 A JP H10152245A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 用紙シートの特性を検出し、検出した特性に
基づいてシート搬送機構の設定を調整して、シートの取
り扱い速度等を最適化するシステムを提供する。 【解決手段】 用紙特性センサシステム１００ａは２つ
の用紙特性センサ１１０を用いて紙のカールおよび厚み
を測定する。各用紙特性センサ１１０は、部材１１２と
ベース１１４と測定回路とを含む。２つの部材１１２は
対向して配置され、その間を用紙１１６が通過する際に
両部材１１２ともシート１１６に接触する。各部材１１
２は測定回路を含むベース１１４に結合される。各測定
回路は関連部材の変位を測定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、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１
４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３
８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１
１４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１１
５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１１
３はベース１１４に垂直に結合される。プランジャ１１
３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１
１２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１２
２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θoffsetを求
める。θoffset＝θ1offset−θ2offset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θwpを求める。θwp＝θ1wp−θ2wpである。θwp
とθoffset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θ
τ2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１１
０の変形例を含む。図９には、図７の用紙特性センサ１
１０ｃ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１１
９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１
４２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）θbase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θbase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１０
０ｃ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１１０
ｅとは縦に向かい合って配置され、一方、センサ１１０
ｆ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１６
０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１
６２ｆ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１１２
ｄ，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１
１０ｅ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１１０
ｆ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１１
６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１
１６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１７
０ｈ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１７
０ｈ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。
フロントページの続き (72)発明者 デイビッド ケイ ビーゲルセン アメリカ合衆国 カリフォルニア州 ポー トーラ ヴァレイ ミモザ ウェイ 200 (72)発明者 アンドリュー エイ バーリン アメリカ合衆国 カリフォルニア州 パロ アルト グリア ロード 3257 (72)発明者 ロバート エイ スプレイグ アメリカ合衆国 カリフォルニア州 サラ トガ ブーゲンヴィリア コート 14605 (72)発明者 トッド エイ キャス アメリカ合衆国 カリフォルニア州 サン フランシスコ ドロレス ストリート 784

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 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。
  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。
  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。
  4. 【請求項４】 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。
  5. 【請求項５】 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。
  6. 【請求項６】 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。
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