DE19537340C2

DE19537340C2 - Seitensensorvorrichtung und Verfahren zum Erzeugen eines Signals bezüglich der Dicke eines Blatt Papiers

Info

Publication number: DE19537340C2
Application number: DE19537340A
Authority: DE
Inventors: Ronald K Kerschner
Original assignee: Hewlett Packard Co
Current assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Priority date: 1994-12-05
Filing date: 1995-10-06
Publication date: 2001-05-17
Anticipated expiration: 2015-10-07
Also published as: DE19537340A1; CH690766A5; JPH08245016A; US5531434A

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf eine Seitensensorvor richtung und auf ein Verfahren zum Erzeugen eines Signals bezüglich der Dicke eines Blatt Papiers gemäß den Oberbe griffen der unabhängigen Patentansprüche.

Dokumenthandhabungssysteme mit automatischen Papierzuführern finden sich in einer großen Vielzahl von Geräten, wie z. B. Fotokopiermaschinen, Faxmaschinen, Dokumentscannern und Druckern für Computer, um nur einige zu nennen. Die meisten Dokumenthandhabungssysteme, die heute verwendet werden, ver wenden einen oder mehrere Papiersensoren, um den Ort des Pa piers zu erfassen, während sich dieses auf den verschiedenen Papierwegen innerhalb der Maschine bewegt. Solche Papiersen soren ermöglichen es dem Steuerungssystem der Maschine, das Vorrücken des Papiers zu überwachen, während sich dieses entlang des Papierwegs bewegt, sowie die verschiedenen Pa pierhandhabungsfunktionen zu synchronisieren und zu ko ordinieren.

Ein typischer Papiersensor umfaßt einen bewegbaren Erfas sungsflügel, der mit einem Schalter verbunden ist. Der Schalter kann entweder mechanisch oder optisch sein und wird in einem Zustand sein, wenn Papier auf dem Weg vorhanden ist, und wird im entgegengesetzten Zustand sein, wenn kein Papier auf dem Weg ist. Papier, das sich entlang des Papier weges bewegt, verschiebt den Erfassungsflügel, was bewirkt, daß der Schalter zwischen den Zuständen hin und her wechselt. Durch Erfassen des derzeitigen Zustandes des Schalters sowie der Länge der Zeit, während der der Schalter in diesem bestimmten Zustand verbleibt, kann das Steuerungs system bestimmen, ob an diesem Ort Papier vorhanden ist, so wie wie lange das Papier an diesem Ort war. Solche Informa tionen ermöglichen es dem Steuerungssystem Nicht-Zuführungen und Staus zu erfassen.

Wenn z. B. kein Papier auf dem Weg zu dem korrekten Zeitpunkt während eines Papierzuführungszyklusses vorhanden ist, dann ist eine Nicht-Zuführung oder ein Stau aufgetreten. Auf ähn liche Weise können Staus, die auftreten, während das Papier an dem Sensorort vorhanden ist, durch die Überwachung der Zeitdauer, während der das Papier erfaßt wird, erfaßt wer den. Wenn die Zeitdauer länger ist als die Zeit, während der das Papier an dieser Station sein sollte, dann ist ein Stau aufgetreten.

Während Papiersensoren des oben beschriebenen Typs beim Er fassen von Papierstaus und Nicht-Zuführungen nützlich sind, können sie keine Mehrfachseitenzuführung erfassen, d. h. eine Zuführung, die auftritt, wenn zwei oder mehr Papierblätter zum selben Zeitpunkt entlang des Papierweges zugeführt wer den. Wenn eine Mehrseitenzuführung bei Originaldokumenten, die kopiert werden, wie z. B., bei einer Kopiermaschine, auf tritt, dann wird das zweite Blatt selbstverständlich nicht kopiert. Mehrseitenzuführungen stellen ebenfalls ein Problem bei automatischen Dokumentzuführern für Scanner dar, die verwendet werden, um Papierblätter in eine elektronische Da tenbank abzutasten, nachdem der Betreiber den Scanner fort dauernd überwachen muß, um sicherzustellen, daß keine Seiten ausgelassen werden.

Folglich besteht ein Bedarf an einem Papiersensor für Doku menthandhabungssysteme, der nicht nur Papierstaus und Nicht-Zuführungen erfassen kann, sondern der auch Mehrsei tenzuführungen erfassen kann.

Die DE 31 00 065 C2 betrifft eine Vorrichtung zur Feststel lung von Fehl- und/oder Mehrfachbogen an Buchbinderei- und Druckmaschinen. Die Vorrichtung. umfaßt eine erste Sensor platte und eine zweite Kondensatorplatte sowie ein zweites Paar von Platten, die gemeinsam mit der Kondensatorplatte zwei Kompensationskapazitäten bilden. Die zwei Platten wer den durch das Papier, welches sich zwischen diesen hindurch bewegt, nicht auseinandergezwängt werden, so daß die Beab standung zwischen den zwei Platten nicht gleich der Dicke des dazwischen durchgeführten Papiers ist.

Die DE 37 19 972 A1 betrifft eine Vorrichtung zum Erkennen von Mehrfachbogen und zur Schichtdickenüberwachung, be schäftigt sich jedoch mit der verschlechterten Meßempfind lichkeit, welche durch äußere Umstände, wie z. B. Tempera tur, Streukapazitäten u. ä., auftreten. Diese Meßempfindlich keit wird durch ein Abschirmbauglied zwischen einer Sensor platte und einer Schaltungsplatine verbessert.

Die US-A-4,243,216 offenbart ein System zur Doppel-Dokument- Erfassung, das eine RC-Signalverarbeitungsschaltung verwendet, um ein separates Verzögerungssignal zu erzeugen, welches aus dem ursprünglichen Signal, das durch die Dokumentensensorarme erzeugt wird, abgeleitet wurde. Das Verzögerungssignal wird dann mit dem ursprünglichen Signal kombiniert, um ein Ausgangssignal zu erzeugen, das das Vorhandensein eines Stück Papiers zwischen den Sensorarmen anzeigt.

Die US-A-5,076,566 betrifft ein Bogenbewegungserfassungssy stem, welches ein Paar von kapazitiven Sensoren umfaßt, die so angeordnet sind, daß ein Blatt Papier zwischen diesen hindurchläuft. Die kapazitiven Sensoren sind zusammen mit einer festen Kapazität und einer Einstellkapazität in einer kapazitiven Brücke verschaltet.

Die US-A-5,168,239 betrifft ein Verfahren und eine Vorrich tung zum Einstellen der Schwellenspannung für die Bestimmung der Dicke einer Anzahl von Blättern eines Blattmaterials. Ein Paar von fest angeordneten, kapazitiven Sensoren sind auf gegenüberliegenden Seiten des Blattmaterials angeordnet. Die Ausgangssignale der kapazitiven Sensoren werden addiert und anschließend einem Spannungsvergleicher zugeführt.

Die US-A-4,504,961 betrifft einen Detektor zur Erfassung von Mehrfachblättern für einen Drucker, der die Anzahl von Blät tern als eine Anzahl von seriellen Pulssignalen erfaßt. Das serielle Pulssignal entspricht einem Zählwert, der anschlie ßend mit einem Referenzzählwert verglichen wird, um einen Abweichungswert bereitzustellen.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen verbesserten Papiersensor für Dokumenthandhabungssysteme zu schaffen, der nicht nur Papierstaus und Nicht-Zuführungen sicher erfaßt, sondern ebenfalls Mehrseitenzuführungen sicher erfaßt.

Diese Aufgabe wird durch eine Seitensensorvorrichtung gemäß Anspruch 1 und Anspruch 14 sowie durch ein Verfahren zum Er zeugen eines Signals bezüglich einer Dicke eines Blatt Pa piers gemäß Anspruch 13 gelöst.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Explosionsdarstellung der Sei tensensorvorrichtung;

Fig. 2 eine Querschnittdarstellung von oben der Seitensen sorvorrichtung, die in Fig. 1 gezeigt ist; und

Fig. 3 ein elektrisches Ersatzschaltbild der Kapazitätser fassungsvorrichtung.

Eine Seitensensorvorrichtung 10 ist am besten in Fig. 1 zu sehen, wie sie bei einem Dokumenthandhabungssystem (nicht dargestellt), wie z. B. einer Fotokopiermaschine, einer Fax maschine, etc. mit einem automatischen Papierzuführer, ver wendet werden könnte. Bei einem bevorzugten Ausführungsbei spiel umfaßt die Seitensensorvorrichtung 10 eine im allge meinen rechteckige Basisplatte 12, die in einer Grundplatte 14 befestigt ist, welche ein Teil des Dokumenthandhabungssy stems sein kann. Die Basisplatte 12 ist in Ausnehmungen in nerhalb der Grundplatte 14 aufgenommen, so daß deren obere Oberfläche 16 im wesentlichen bündig mit der oberen Oberflä che 18 der Grundplatte 14 ist. Die Basisplatte 12 ist ferner derart befestigt, daß sie elektrisch von der Grundplatte 14 isoliert ist. Eine im allgemeinen rechteckförmige, beweg liche Fußplatte 20 ist auf einem entgegengesetzten Rahmen bauglied 22 durch geeignete Einrichtungen befestigt, wie z. B. ein Paar von Befestigungsstiften 24, 26, so daß die be wegliche Fußplatte 20 in paralleler Beziehung zu der Basis platte 12 gehalten ist und frei ist, um sich in die Richtung des Pfeils 28 zu bewegen. Ein Paar von Vorspannungsbauglie dern, wie z. B. Federn 30, 32, kann verwendet werden, um die Fußplatte 20 in Richtung der Basisplatte 12 vorzuspannen. Die Seitensensorvorrichtung 10 kann ferner ein Abschirmbau glied 34 einschließen, das innerhalb der Grundplatte 14 be festigt ist, so daß dessen obere Oberfläche 36 im wesentli chen bündig mit den oberen Oberflächen 16, 18 der Basisplat te 12 bzw. der Grundplatte 14 ist. Das Abschirmbauglied 34 ist derart befestigt, daß es elektrisch sowohl von der Grundplatte 14 als auch von der Basisplatte 12 isoliert ist. Die gesamte Seitensensorvorrichtung 10 kann an einem geei gneten Punkt entlang des Papierwegs des Dokumenthandhabungs systems befestigt sein, so daß sich Papier 38, das sich ent lang des Papierweges bewegt, zwischen der Basisplatte 12 und der Fußplatte 20 hindurch bewegt, wie es am besten in Fig. 2 zu sehen ist.

Die Basisplatte 12 und die Fußplatte 20 sind mit einer Kapa zitätserfassungsvorrichtung 40 (Fig. 3) verbunden, die die Änderung der Kapazität zwischen der Basis- und der Fußplatte 12 und 20 erfaßt, während das Papier 38 zwischen diesen hin durch gleitet. Wie es nachfolgend detaillierter erklärt wer den wird, ist die Kapazität der Basis- und der Fußplatte 12 und 20 invers mit der Entfernung in Verbindung, die die Platten trennt, d. h., daß die Kapazität der Platten 12, 20 am größten ist, wenn die Entfernung, die diese trennt, am kleinsten ist, wobei alle anderen Dinge gleich sind. Ein Stück Papier 38, das sich zwischen der Basis- und Fußplatte 12 und 20 hindurch bewegt, bewegt die Fußplatte 20 von der Basisplatte 12 weg, wodurch der Abstand zwischen den Platten erhöht wird, und die Kapazität erniedrigt wird. Die Änderung der Kapazität zwischen den Platten wird durch die Kapazi tätserfassungsvorrichtung 40 erfaßt, die dann ein Ausgangs signal erzeugt, das auf diese bezogen ist. Das sich ergeben de Ausgangssignal kann weiter verarbeitet werden, wenn dies notwendig ist, um das Vorhandensein von Mehrseitenzuführun gen sowie von Staus und Nicht-Zuführungen zu erfassen.

Ein bedeutender Vorteil der Seitensensorvorrichtung 10 be steht darin, daß sie empfindlich bezüglich der Papierdicke ist und folglich verwendet werden kann, um Mehrseitenzufüh rungen zu erfassen, oder daß sie verwendet werden kann, um Papier zu erfassen, das entweder zu dick oder zu dünn ist, um durch den Papierzuführungsmechanismus des Papierhandha bungssystems zuverlässig gehandhabt zu werden. Zusätzlich kann die Seitensensorvorrichtung ebenfalls Papierstaus und Nicht-Zuführungen erfassen, und kann daher die oben be schriebenen Papierdetektoren vom Flügeltyp ersetzen. Die Seitensensorvorrichtung 10 hat ebenfalls den Vorteil einer mechanischen Einfachheit.

Die Details der Seitensensorvorrichtung 10 sind am besten anhand der Fig. 1 und 2 zu sehen. Wie es oben kurz beschrie ben wurde, umfaßt die Seitensensorvorrichtung 10 eine im we sentlichen rechteckförmige, elektrisch leitfähige Basisplat te 12, die innerhalb der Grundplatte 14 befestigt ist, so daß deren obere Oberfläche 16 im wesentlichen bündig mit der oberen Oberfläche 18 der Grundplatte 14 ist. Die Basisplatte 12 kann aus irgendeinem elektrisch leitfähigen Material, wie z. B. Kupfer, Aluminium, Silber, etc. oder aus irgendeiner einer großen Vielzahl von Metallegierungen hergestellt sein, und kann irgendeine erwünschte Größe und irgendeinen er wünschten Oberflächenbereich haben. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Basisplatte 12 etwa 10 mm im Quadrat, was einen Oberflächenbereich von etwa 100 mm² er gibt. Die Basisplatte 12 sollte elektrisch von der Grund platte 14 isoliert sein, und kann an der Grundplatte 14 mit tels eines geeigneten, elektrisch isolierenden Materials be festigt sein, wie z. B. einem isolierenden Haftmittel 42. Die Basisplatte 12 kann elektrisch mit der Kapazitätserfassungs vorrichtung 40 (Fig. 3) durch irgendeine geeignete Einrich tung, wie z. B. einen Draht 41, verbunden sein.

Es wird bevorzugt, jedoch nicht erfordert, daß die Basis platte 12 von einem Abschirmbauglied 34 umgeben ist, um ein nicht-lineares Kapazitätsverhalten aufgrund der Steuerung des elektrischen Feldes (nicht dargestellt) zwischen den Platten 12 und 20 zu reduzieren. Bei einem Ausführungsbei spiel ist das Abschirmbauglied 34 an der Grundplatte 14 durch ein elektrisch isolierendes Material, wie z. B. ein isolierendes Haftmittel 42, befestigt, so daß dessen obere Oberfläche 36 im wesentlichen bündig mit der oberen Oberflä che 18 der Grundplatte 14 ist. Das Abschirmbauglied 34 ist von der Basisplatte 12 durch einen kleinen Zwischenraum 43 getrennt. Obwohl die Abmessungen des Zwischenraums 43 kein wesentliches Merkmal darstellen, sind Zwischenräume im Be reich von 0,1 mm bis 0,5 mm am besten geeignet. Wie die Ba sisplatte 12, kann auch das Abschirmbauglied 34 aus irgend einem geeigneten, elektrisch leitfähigen Material herge stellt sein. Wenn die Grundplatte 14 elektrisch leitend ist, dann kann diese alternativ als das Abschirmbauglied dienen.

Die andere Platte des Kondensators ist durch die im allge meinen rechteckförmige Fußplatte 20 gebildet, die bewegbar an einem Rahmenbauglied 22 befestigt ist, so daß sie in ent gegengesetzter Beziehung zu der Basisplatte 12 ist, wie es am besten in Fig. 2 zu sehen ist. Genauer gesagt ist die Fußplatte 20 gleitbar auf dem gegenüberliegenden Rahmenbau glied 22 durch ein Paar von Stiften 24, 26 befestigt, die mit jeweiligen Löchern 44, 46 in dem Rahmenbauglied 22 Ein griff nehmen. Folglich ist die Fußplatte 20, wenn sie befe stigt ist, frei, sich in die Richtung des Pfeils 28 zu bewe gen. Die Fußplatte 20 kann in Richtung der Basisplatte 12 durch geeignete Vorspannungsbauglieder, wie z. B. Federn 30, 32, vorgespannt sein. Bei einem bevorzugten Ausführungsbei spiel sind die Fußplatte 20 und die Basisplatte 12 in sich berührender Beziehung zueinander angeordnet, wenn kein Pa pier zwischen diesen angeordnet ist. Bei einem anderen Aus führungsbeispiel kann ein kleinerer Zwischenraum vorhanden sein, kleiner als die Dicke irgendeines Blattes Papier, das zu erfassen ist, z. B. ein Zwischenraum von 0,05 mm oder ähn lich. Die vordere Oberfläche 48 der Fußplatte 20 sollte mit einem elektrisch isolierenden Material (nicht dargestellt) beschichtet sein, wie z. B. einer anodisierten Beschichtung, Farbe, Teflon oder eines anderen Typs eines nicht-leitfähi gen Materials, um einen Kurzschluß mit der Basisplatte 12 zu vermeiden, wenn kein Papier 38 zwischen den Platten 12 und 20 vorhanden ist. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Fußplatte 20 aus Aluminium hergestellt, und das elektrisch isolierende Material umfaßt eine anodisierte Oberflächenbeschichtung. Alternativ kann die obere Oberflä che 16 der Basisplatte 12 mit einem elektrisch isolierenden Material beschichtet sein, oder beide Oberflächen 16 und 48 können beschichtet sein. Die Fußplatte 20 kann ebenfalls ein Paar von hochgebogenen Kanten 50, 52 einschließen, um es dem Papier 38 zu ermöglichen, sich ohne Gefahr eines Staus zwi schen den Platten 12 und 20 zu bewegen. Die Fußplatte 20 kann elektrisch mit der Kapazitätserfassungsvorrichtung 40 (Fig. 3) durch irgendeine geeignete Einrichtung, wie z. B. einem Draht 54, der mit dem Stift 26 verbunden ist, verbun den sein. Wie schon im Fall der Basisplatte 12, kann die Fußplatte 20 irgendeine geeignete Größe und irgendeinen ge eigneten Oberflächenbereich haben. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Fußplatte 20 etwa 12 mm im Quadrat, was einen Oberflächenbereich von etwa 144 mm² er gibt.

Die Anordnung der Basisplatte 12 und der Fußplatte 20 ist derart, daß das sich bewegende Papier 38 anfänglich mit der vorderen Kante 48 der Fußplatte 20 in Kontakt ist, was die ses von der Basisplatte weg in Richtung 28 zwingt, bis es um eine Entfernung "d" von der Basisplatte 12 beabstandet ist. Folglich bewirkt das sich bewegende Papier, das die Fußplat te 20 von einer ersten Position, die in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel eine aneinander grenzende Beziehung mit der Basisplatte 12 ist, in eine zweite Position wegbewegt wird, in der die Fußplatte 20 von der Basisplatte 12 um eine Entfernung "d" getrennt ist, die im wesentlichen gleich der Dicke des Papiers 38 ist.

Die Kapazitätserfassungsvorrichtung 40 ist am besten in Fig. 3 zu sehen und umfaßt eine Stromquelle 56, die zwischen die Basisplatte 12 und die Fußplatte 20 geschaltet ist. Die Stromquelle 56 kann irgendein geeignetes Gerät umfassen, das fähig ist, einen konstanten Strom mit der Größe I zu erzeu gen. Ein elektronisch gesteuerter Schalter 58, der ebenfalls zwischen die Platten 12 und 20 geschaltet ist und parallel zu der Stromquelle 56 liegt, wird durch eine Steuerungsein heit 60 gesteuert, um die Platten 12 und 20 periodisch elek trisch zu verbinden, wodurch die Ladungen von diesen ent fernt werden. Eine Komparatorschaltung 62, die mit der Fuß platte 20 verbunden ist, vergleicht das Spannungspotential an der Fußplatte mit einer bekannten Referenzspannung V_ref und erzeugt ein Ausgangssignal, wenn das Spannungspotential an der Fußplatte 20 die Referenzspannung V_ref überschreitet. Obwohl viele unterschiedliche Arten von Komparatorschaltun gen verwendet werden könnten, um das Spannungspotential an der Fußplatte 20 mit einer bekannten Referenzspannung zu vergleichen, wie es für Fachleute offensichtlich wäre, kann die Komparatorschaltung 62 einen Operationsverstärker 64 um fassen, der eine variable Eingangsleitung 66 aufweist, die mit der Fußplatte 20 verbunden ist, und der eine Referenz eingangsleitung 68 aufweist, die mit der bekannten Referenz spannung V_ref verbunden ist. Der Operationsverstärker 64 wird ein Signal auf der Ausgangsleitung 70 erzeugen, wenn das Spannungspotential an der Fußplatte 20 die Referenzspan nung V_ref überschreitet.

Wenn ein Abschirmbauglied 34 verwendet wird, um die Nicht- Linearität aufgrund der Streueffekte des elektrischen Feldes zwischen der Basis- und Fußplatte 12 und 20 zu minimieren, sollte dieses auf demselben elektrischen Potential liegen wie die Fußplatte 20. Um jedoch das Abschirmbauglied 34 dar an zu hindern, eine bedeutende Menge der Ladung auf der Fuß platte 20 abzuziehen, wird eine Spannungsfolgerschaltung 72 verwendet, um das Abschirmbauglied 34 auf dem im wesentli chen gleichen Potential wie die Fußplatte 20 zu halten. Hier sind wiederum viele Arten von Spannungsfolgerschaltungen in Fachkreisen bekannt und könnten verwendet werden, um die Funktion der Spannungsfolgerschaltung 72 durchzuführen, wo bei eine geeignete Spannungsfolgerschaltung 72 einen Opera tionsverstärker 74 umfassen kann, der einen nicht-invertier ten Eingang 76 aufweist, der mit der Fußplatte 20 verbunden ist. Die Ausgangsleitung 80 des Operationsverstärkers 74 ist mit einem Abschirmbauglied 34 verbunden und ist ebenfalls über einen Widerstand 82 mit Masse verbunden. Der invertie rende Eingang 78 des Operationsverstärkers 74 ist ebenfalls mit der Ausgangsleitung 80 verbunden, wodurch der Opera tionsverstärker 74 als ein Spannungsfolger wirksam ist.

Wie es oben erwähnt wurde, hängen die Kapazität der Basis- und Fußplatte 12 und 20 von der Beabstandung "d" (Fig. 2) zwischen den Platten ab und ist durch die folgende gut be kannte Gleichung gegeben:

C = (∈A/d)

mit:
C = die Kapazität;
Î = die Dielektrizitätskonstante des Materials, das die Platten trennt;
A = die Fläche der Platten; und
d = der Zwischenraum oder die Beabstandung zwischen den Platten.

Die Kapazitätserfassungsschaltung 40, die in Fig. 3 gezeigt ist, erfaßt die Kapazität der Basis- und der Fußplatte 12 und 20 durch Verbinden dieser mit einer konstanten Strom quelle 56. Das Spannungspotential zwischen den Platten er höht sich dann mit der Zeit linear gemäß der folgenden Glei chung:

V(t) = (Id/∈₀∈_rA)t

mit:
I = der durch die Stromquelle 56 erzeugte Strom;
d = die Beabstandung zwischen den Platten;
∈₀= die Dielektrizitätskonstante des freien Raums;
∈_r = die Dielektrizitätskonstante des Papiers;
A = die Fläche der Basis- und der Fußplatte 12 und 20; und
t = Zeit.

Daher kann die Beabstandung "d" zwischen der Basis- und der Fußplatte 12 und 20, d. h. die Dicke des Stück Papiers 38 (Fig. 2), durch Messen der Zeit, die die Spannung zwischen den Platten 12 und 20 benötigt, um dieselbe Referenzspannung V_ref zu erreichen, bestimmt werden. D. h.:

d = (∈₀∈_rA/It)V_ref

Als Beispiel sei die Gesamtfläche der Basisplatte zu 100 mm² (0,0001 m²) und die Dicke des Papiers 38 (d. h. d) zu etwa 0,1 mm (0,001 m) angenommen. Für einen Strom I von 1 × 10^-6 Ampere, ∈₀ etwa gleich 8,85 mal 10^-12 F/m und ∈_r etwa gleich 2 ergibt sich die Zeit t, die erforderlich ist, um eine Re ferenzspannung V_ref von 5 Volt zu erreichen, zu etwa 89 Mikrosekunden. Kürzere Zeiten gleichen einer proportional größeren Dicke, was das Vorhandensein von mehreren Blättern oder dickerem Papier anzeigt.

Im Betrieb kann die Steuerungseinheit 60 periodisch die Ka pazität der Basis- und Fußplatte 12 und 20 durch Öffnen und Schließen des Schalters 58 in regulären Intervallen und durch Messen der Zeit, die das Spannungspotential zwischen den Platten benötigt, um die Referenzspannung V_ref zu errei chen, abgetastet werden. Die Steuerungseinheit 60 kann dann die Beabstandung zwischen den Platten während dieses Inter valls bestimmen, um das Vorhandensein oder das Nicht-Vorhan densein von Papier 38 sowie die Dicke des Papiers 38 zu be stimmen. Alternativ kann die Steuerungseinheit 60 einen her kömmlichen Papiersensor (nicht dargestellt) verwenden, um diejenigen Zeiten zu bestimmen, während denen ein Papier 38 zwischen den Platten ist. Dann würde die Steuerungseinheit 60 den Schalter 58 öffnen und die Zeit bestimmen, die für die Spannung an der Fußplatte 20 erforderlich ist, um die Referenzspannung V_ref zu erreichen. Die Steuerungseinheit 60 kann dann die abgelaufene Zeit verwenden, um die Beabstan dung d zwischen den Platten zu bestimmen, wodurch das Vor handensein eines einzelnen Blatt Papiers oder von mehreren Blättern Papier angezeigt wird.

Dies schließt die detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Seitensensorvorrichtung 10 ab. Ob wohl hier eine Anzahl von bestimmten Materialien und Kompo nenten für die verschiedenen Ausführungsbeispiele beschrie ben wurde, werden Fachleute ohne weiteres erkennen, daß an dere Materialien und Komponenten oder Kombinationen von Ma terialien und Komponenten jetzt und in der Zukunft verfügbar sind, um vergleichbare Funktionen zu erreichen. Während die dargestellten und hier beschriebenen Ausführungsbeispiele einen Komparator verwenden, um die Kapazität der Basis- und Fußplatte 12 und 20 zu erfassen, könnte stattdessen eine Os zillatorschaltung verwendet werden, wobei die Änderung der Kapazität in einer entsprechenden Änderung der Oszillator frequenz resultiert. Auf ähnliche Weise kann die Basis- und die Fußplatte 12 und 20 irgendeine für die bestimmte Instal lation geeignete Abmessung aufweisen und sollte daher nicht auf die gezeigten und hier beschriebenen bestimmten Abmes sungen beschränkt sein.

Claims

1. Seitensensorvorrichtung (10) zum Erzeugen eines Sig nals, das sich auf die Dicke eines Blatt Papiers (38) bezieht, mit:
einer Basisplatte (12);
einer Fußplatte (20), die in entgegengesetzter Bezie hung zu der Basisplatte (12) positioniert ist und ange ordnet ist, um es dem Papier (38) zu ermöglichen, zwi schen diesen hindurch zu laufen, und um die Basisplatte (12) und die Fußplatte (20) auseinander zu zwängen, so daß die Basisplatte (12) und die Fußplatte (20) um eine Entfernung getrennt sind, die im wesentlichen gleich der Dicke des Blatt Papiers (38) ist; und
einer Kapazitätserfassungvorrichtung (40), die mit der Basisplatte (12) und der Fußplatte (20) verbunden ist, um Änderungen der elektrischen Kapazität der Basis- und der Fußplatte (12, 20) zu erfassen, und um ein Signal zu erzeugen, das darauf bezogen ist;
dadurch gekennzeichnet, daß die Kapazitätserfassungvor richtung (40) folgende Merkmale umfaßt:
eine Stromquelle (56), die zwischen die Fuß platte (20) und die Basisplatte (12) geschaltet ist;
eine Komparatorschaltung (62), die mit der Fußplatte (20) und der Basisplatte (12) verbunden ist, um ein Spannungspotential zwischen der Fuß- und der Ba sisplatte (20, 12) mit einer bekannten Referenzspannung (V_ref) zu vergleichen, und um ein Signal zu erzeugen, das auf das Spannungspotential zwischen der Fuß- und der Basisplatte (20, 12) bezogen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, die ferner ein Abschirm bauglied (34) umfaßt, das die Basisplatte (12) umgibt und mit dieser koplanar ist, wobei das Abschirmbauglied (34) elektrisch von der Basisplatte (12) isoliert ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, die ferner eine Spannungs folgerschaltung (72) umfaßt, die mit der Fußplatte (20) und mit dem Abschirmbauglied (34) verbunden ist, um dem Abschirmbauglied (34) ein Spannungspotential zu zuordnen, das im wesentlichen gleich dem Spannungspo tential auf der Fußplatte (20) ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, bei der die Fußplatte (20) in Richtung der Basisplatte (12) vorgespannt ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, bei der die Fußplatte (20) eine im allgemeinen rechteckförmige Platte mit einem ersten Oberflächenbereich umfaßt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, bei der die Basisplatte (12) eine im allgemeinen rechteckförmige Platte mit ei nem zweiten Oberflächenbereich umfaßt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, bei der der erste Oberflä chenbereich der Fußplatte (20) größer ist als der zwei te Oberflächenbereich der Basisplatte (12).

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, bei der das Abschirmbau glied (34) von der Basisplatte (12) durch einen Luft zwischenraum (43) getrennt ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, bei der der Luftzwischen raum im Bereich von etwa 0,1 mm bis 0,5 mm liegt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, bei der der erste Bereich der Fußplatte (20) etwa 144 mm² beträgt, und bei der der zweite Bereich der Basisplatte (12) etwa 100 mm² beträgt.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Komparatorschaltung (62) ferner einen Operationsverstärker (64) umfaßt, der einen variablen Eingang (66), einen Re ferenzeingang (68) und einen Ausgang (70) aufweist, wo bei der variable Eingang (66) mit der Fußplatte (20) verbunden ist, und der Referenzeingang (68) mit der be kannten Referenzspannung (V_ref) verbunden ist, wobei der Operationsverstärker (64) ein Signal an dem Ausgang (70) er zeugt, wenn das Spannungspotential an der Fußplatte (20) größer ist als die Referenzspannung (V_ref).

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, ferner mit:
einer Schaltvorrichtung (58), die mit der Fuß- und der Basisplatte (20, 12) verbunden ist, um die Fuß- und die Basisplatte (20, 12) auswahlmäßig elektrisch zu verbin den und zu trennen; und
einer Steuerungseinheit (60), die mit der Schalt vorrichtung (58) und mit dem Ausgang des Operationsverstärkers (64) verbunden ist, um die Schaltvorrichtung (58) zu betätigen, und um das Signal am Ausgang (70) des Operationsverstärkers (64) zu erfassen, wobei die Steuerungseinheit (60) ebenfalls eine Zeitgebervor richtung einschließt, um eine abgelaufene Zeit zu be stimmen, in der die Fuß- und die Basisplatte (20, 12) elektrisch getrennt sind, und wenn das Signal des Aus gangs (70) des Operationsverstärkers (64) erfaßt wird, wobei die abgelaufene Zeit mit der Dicke des Blatt Pa piers (38) in Beziehung steht.

13. Verfahren zum Erzeugen eines Signals bezüglich der Dicke eines Blatt Papiers (38), mit folgendem Schritt:
Bewegen des Blatt Papiers (38) zwischen einer Basis platte (12) und einer Fußplatte (20), die in entgegen gesetzter Beziehung zu der Basisplatte (12) befestigt ist, so daß die Basis- und die Fußplatte (12, 20) um eine Entfernung getrennt sind, die im wesentlichen gleich der Dicke des Blatt Papiers (38) ist; und
Erfassen der Kapazität der Basis- und der Fußplatte (12, 20);
dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Erfassens der Kapazität folgende Schritte umfaßt:
Schalten einer Stromquelle (56) zwischen die Basis- und die Fußplatte (12, 20) zu einem anfänglichen Zeitpunkt;
Vergleichen des Spannungspotentials zwischen der Fuß- und der Basisplatte (20, 12) mit einer bekannten Refe renzspannung (V_ref)%
Messen einer abgelaufenen Zeit zwischen dem anfängli chen Zeitpunkt und einem Zeitpunkt, zu dem das Span nungspotential zwischen der Fuß- und der Basisplatte (20, 12) die bekannte Referenzspannung (V_ref) über schreitet, wobei die abgelaufene Zeit mit der Dicke des Blatt Papiers (38) in Beziehung steht; und
Erzeugen eines Ausgangssignals bezüglich der abge laufenen Zeit.

14. Seitensensorvorrichtung zum Erzeugen eines Signals be züglich einer Dicke eines Blatt Papiers (38), mit:
einer im allgemeinen rechteckförmigen Basisplatte (12);
einer im allgemeinen rechteckförmigen Fußplatte (20), die in entgegengesetzter Beziehung zu der Basisplatte (12) positioniert ist und angeordnet ist, um es dem Pa pier (38) zu ermöglichen, zwischen diesen hindurch zu laufen, so daß die Basisplatte (12) und die Fußplatte (20) um eine Entfernung getrennt sind, die im wesentli chen gleich der Dicke des Blatt Papiers (38) ist; und
einer Kapazitätserfassungvorrichtung (40), die mit der Basisplatte (12) und der Fußplatte (20) verbunden ist, um Änderungen der elektrischen Kapazität der Basis- und der Fußplatte (12, 20) zu erfassen, und um ein Signal zu erzeugen, das darauf bezogen ist;
gekennzeichnet durch,
ein Abschirmbauglied (34), das die Basisplatte (12) um gibt und mit dieser koplanar ist, wobei das Abschirm bauglied (34) elektrisch von der Basisplatte (12) iso liert ist;
wobei die Kapazitätserfassungvorrichtung (40) folgende Merkmale umfaßt:
eine Stromquelle (56); die zwischen die Fußplatte (20) und die Basisplatte (12) geschaltet ist;
einen Operationsverstärker (64) mit einem variablen Ein gang (66), einem Referenzeingang (68) und einem Ausgang (70), wobei der variable Eingang (66) mit der Fußplatte (20) verbunden ist, und der Referenzeingang (68) mit einer bekannten Referenzspannung (V_ref) verbunden ist, wobei der Operationsverstärker (64) ein Signal an dem Ausgang (70) erzeugt, wenn ein Spannungspotential auf der Fußplatte (20) größer ist als die Referenzspannung (V_ref);
einen Spannungsfolger (72), der mit der Fußplatte (20) und mit dem Abschirmbauglied (34) verbunden ist, wobei der Spannungsfolger (72) dem Abschirmbauglied (34) ein Spannungspotential zuordnet, das im wesentlichen gleich dem Spannungspotential auf der Fußplatte (20) ist;
eine Schaltvorrichtung (58), die zwischen die Fuß- und die Basisplatte (20, 12) geschaltet ist, um die Fuß- und Basisplatte (20, 12) auswahlmäßig elektrisch zu verbinden und zu trennen; und
eine Steuerungseinheit (60), die mit der Schaltvor richtung (58) und mit dem Ausgang (70) des Operationsverstärkers (64) verbunden ist, um die Schaltvorrich tung (58) zu betätigen, und um das Signal am Ausgang (70) des Operationsverstärkers (64) zu erfassen, wobei die Steuerungseinheit (60) ebenfalls eine Zeitge bervorrichtung einschließt, um eine abgelaufene Zeit zu bestimmen, in der die Fuß- und die Basisplatte (20, 12) elektrisch aufgetrennt sind, und in der das Signal von dem Ausgang (70) des Operationsverstärkers (64) erfaßt wird, wobei die abgelaufene Zeit mit der Dicke des Blatt Papiers (38) in Beziehung ist.