JP3682723B2

JP3682723B2 - 電子複写印刷装置における光学的透明紙の検出および識別

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Publication number: JP3682723B2
Application number: JP23070692A
Authority: JP
Inventors: エイメルツエリック; エルホームスジャックライン; ジイクリスティケニス
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1991-09-06
Filing date: 1992-08-31
Publication date: 2005-08-10
Anticipated expiration: 2020-08-10
Also published as: JPH05229695A; US5329338A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、一般的にカラー電子複写印刷装置に関し、さらに詳細には、カラー電子複写装置において複数のイメージが現像される不透明用紙と透明用紙を識別し、用紙の移動を厳密に制御できない装置において透明用紙の存在を確実に検出する方法と装置に関する。電子複写印刷システムのマーキング・エンジンは、電子写真印刷装置である場合が多い。電子写真印刷装置では、光導電体を実質的に均等な電位に帯電させ、その表面を増感する。次に、光導電体の帯電した部分を選択的に露光する。帯電した光導電体を露光すると、その上にある電荷が照射領域に分散する。これによって、複写している原稿に含まれる情報領域に対応する光導電体上に静電潜像が記録される。静電潜像を光導電体の上に記録してから、この光導電体上の潜像を次に複写用紙に転写する。この複写用紙を加熱してトナー画像を画像構成で複写用紙に恒久的に固定する。
【０００２】
多色電子写真印刷の場合も、上記の白黒印刷のプロセスと実質的に同様である。しかし、光導電面に１個の潜像を形成するのではなくて、異なったカラーに対応する潜像を連続的にそこに記録する。単色の各静電潜像は、この単色の補色であるトナーによって現像される。異なったカラーの画像とこれらの画像のそれぞれの補色のトナーに対して、複数サイクルこのプロセスを反覆する。単色の各トナー画像を、前のトナー画像に多重焼付けで重ね合せながら、コピー用紙に転写する。これによって、コピー用紙上に多層のトナー画像が形成される。その後、この多層トナー画像がコピー用紙に恒久的に固定され、カラー・コピーが形成される。現像材料は、液体の材料でも粉体の材料でもよい。
【０００３】
白黒印刷のプロセスにおいて、複写用紙は給紙トレーから電子複写機内の経路に進み、そこでトナー画像が転写され、排紙受け取りトレーに排出され、続いてオペレータによって取り出される。多色印刷のプロセスでは、複写用紙は給紙トレーから印刷装置内の再循環経路を経て、そこで複数のトナー画像が転写され、排紙受け取りトレーに排出され、そして取り出される。多色印刷において、搬送装置に固定された用紙グリッパは複写用紙を把持し、それを複数の異なったカラー画像が転写される再循環経路に搬送する。この用紙グリッパは複写用紙の一端を把持し、その用紙を正確な多層の色の重ね合わせが得られるように再循環経路に搬送する。そこで、マゼンタ、シアン、黄色、および黒色のトナー画像が複写用紙に重ね合わされる。
【０００４】
カラー複写装置において、透明なポリマー複写用紙は不透明な紙の複写用紙とは異なった条件で現像・溶着される。従って、不透明用紙と透明用紙を識別することが望まれる。従来装置においては、複写用紙を識別するために二つの透過性センサを使用していた。このようなセンサは、エミッタと複写用紙が移動する経路の反対側に配置される光検出器から構成される。不透明な複写用紙はエミッタから光検出器に送られる光を遮るが、透明な複写用紙はその光を遮らない。これは透明な複写用紙と不透明な複写用紙を識別する効果的な方法である。しかし、このセンサはコストが高く、サイズがかなり大きく、装置内に配置しにくいという欠点があり、汎用性がない。このセンサは、例えば、キャノンＣＬＣ−１およびＣＬＣ−５００カラー電子写真複写機に用いられる。
【０００５】
もう一つのセンサは、複写装置において複写用紙の検出に通常使われている、拡散反射型センサである。このセンサは、エミッタと光検出器が複写用紙経路の同じ側に配置され、無光沢の黒のバックグラウンド、即ちオブーン・スペースが他の側に配置される。複写用紙がセンサの前面に存在しない時、エミッタからの光はそのバックグラウンド即ちオブーン・スペースに吸収される。複写用紙がセンサの前面に置かれた時は、エミッタからの光は複写用紙によって反射され、光検出器に伝達される。このような公知のセンサは透明な複写用紙と不透明な複写用紙を検出するが、それらを識別できない。このセンサは、例えば、ゼロックスの電子写真複写機、モデル５０４６に用いられている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
透明な複写用紙の存在を簡単に検出することは非常に困難である。複写用紙経路に置かれた機械的なスイッチは透明な複写用紙か不透明な複写用紙のいずれかを検出できるが、このようなスイッチは信頼性に乏しい。上記の拡散反射型センサは透明な複写用紙と不透明な複写用紙のいずれも検出できる。その拡散反射型センサにおいて、不透明な複写用紙は速やかに検出される。その理由は、反射光が複写用紙の表面から散乱し、即ち拡散し、センサの光学軸と用紙面との交差角の広い範囲に亘って、光を検出できるからである。しかし、透明な複写用紙はセンサのエミッタからの入射光に対して拡散というよりは鏡面反射する。従って、センサ光学軸と用紙面の交差角の狭い範囲においてしか、光を検出できない。複写用紙の位置が厳密に制御されるような用途においては、このような制限も許容される。しかし、上記のカラー複写装置における複写用紙の循環経路のように、複写用紙の先端および後端は厳密に制御されるが、その主要部は制御されないような用途においては、上記の制限は許容できない。このような用途において、公知の拡散反射型のセンサは透明な複写用紙を確実に検出することができない。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の欠点は、本発明の方法と装置によって解決される。拡散反射型センサは複写用紙が移動する経路のある部分に隣接して配置される。そのセンサは、そのセンサの光学軸と複写用紙との交差角が複写用紙の最小長さに対する特定範囲の角度内にあるように、配置される。好ましくは、複写用紙経路の、用紙が曲面形状を形なするよう部分に隣接して、センサを配置する。その理由は、そのような曲面形状にあると、用紙が撓みに対してより大きな抵抗性を有するからである。拡散反射型センサはまた入口邪魔板に隣接して配置され、透明な複写用紙が検出されず、不透明な複写用紙が検出されるように光軸が調整される。２つのセンサを組み合わせて作動させることで、ジャムを検出することもできる。本発明は、機械的なスイッチよりも高い信頼性で透明な複写用紙を検出でき、複写用紙の主要部の位置を厳密に制御できない装置においても適応できるという長所を有する。また、この発明は、サイズの大きな、そしてコストの高いセンサを使用せずに、透明な複写用紙と不透明な複写用紙の検出用いるのと同じセンサを使って、透明な複写用紙と不透明な複写用紙を正確に識別できる方法を提供する。
【０００８】
【実施例】
本発明の特徴を全体的に理解するため、図を参照する。図全体を通して、同一の参照番号は同一の要素を示す。図１は、本発明の特徴部分を備えた電子写真装置を例示する概略正面図である。本発明は種々の印刷システムにも同様に十分適合して使用され、その用途はここに示す特定のシステムに必ずしも限定されるものではないことは、下記の議論から明らかになる。
【０００９】
最初に図１を参照して、印刷システムの動作中、一般的に参照番号１０で示すラスタ入力スキャナ（ＲＩＳ）の上に多色原稿３８を位置させる。ＲＩＳは、原稿照明ランプ、光学系、機械的走査用駆動装置および電荷結合素子（ＣＣＤ）のアレイを有する。ＲＩＳは原稿全体を捕捉し、これを一連のラスタ走査線に変換し、原稿の各点で１組の原色の濃度、即ち赤色、緑色および青色の濃度を測定する。この情報は、一般的に参照番号１２で示す画像処理システム（ＩＰＳ）に転送される。ＩＰＳ１２は、一般的に参照番号１６で示すラスタ出力スキャナ（ＲＯＳ）に対する画像データの流れを用意して管理する制御電子系を含む。一般的に参照番号１４で示すユーザ・インタフェース（ＵＩ）はＩＰＳ１２と接続されている。ＵＩ１４によって、オペレータは、オペレータの調整可能な種々の機能を制御することができる。ＵＩ１４からの出力信号は、ＩＰＳ１２に転送される。所望の画像に対応する信号は、ＩＰＳ１２からＲＯＳ１６へ転送され、ＲＯＳ１６は出力コピー画像を発生する。一連の水平走査線内の画像がＲＯＳ１６によってレイアウトされ、それぞれの線は１インチ当り特定の数の画素を有する。ＲＯＳ１６は、レーザーおよび関連の回転するポリゴン・ミラーのブロックを有する。ＲＯＳ１６は、一般的に参照番号１８で示す印刷機即ちマーキング・エンジンの、帯電した光導電性ベルト２０を露光し、１組の減法混色による一次潜像を形成する。潜像は、シアン色、マゼンタ色および黄色の現像材料によってそれぞれ現像される。これらの現像した画像を相互に多重に位置合わせしてコピー用紙に転写し、このコピー用紙に多色画像を形成する。次にこの多色画像をコピー用紙に溶着して、カラーコピーを形成する。
【００１０】
引き続き図１を参照して、印刷機即ちマーキング・エンジン１８は、電子写真印刷装置である。マーキング・エンジン１８の光導電性ベルト２０は、多色感光材料から作られることが好ましい。この光導電性ベルトは矢印２２の方向に移動し、その移動経路を中心にして配置された種々の処理ステーションを順次通過するように、光導電面の連続する部分を進行させる。光導電性ベルト２０は、転写ローラ２４、２６、テンション・ローラ２８および駆動ローラ３０の周囲に巻回される。駆動ローラ３０は、ベルト駆動装置のような適当なモータ３２に結合された手段を介してこのモータ３２によって回転される。ローラ３０が回転すると、ベルト２０が矢印２２の方向に前進される。
【００１１】
最初に、光導電性ベルト２０の一部は、一般的に参照番号３３で示す帯電ステーションを通過する。帯電ステーション３３で、コロナ発生装置３４は比較的高くて実質的に均等な静電電位に光導電性ベルト２０を帯電させる。
次に、帯電した光導電面は回転して、一般的に参照番号３５で示す露光ステーションに進む。露光ステーション３５は、多色原稿３８がそこに位置するＲＩＳ１０から得られた情報に対応する変調光線を受光する。ＲＩＳ１０は、原稿３８からの全画像を捕捉し、これを一連のラスタ走査線に変換し、これらのラスタ走査線は電気信号としてＩＰＳ１２に転送される。ＲＩＳ１０からの電気信号は、原稿の各点の赤色、緑色および青色の濃度に対応する。ＩＰＳ１２は、１組の赤色、緑色および青色の濃度、即ち原稿３８の一次発色の濃度に対応する１組の信号を１組の比色座標に変換する。オペレータは、ＵＩ１４の適当なキーを動作しコピーのパラメータを調整する。ＵＩ１４は、オペレータに本システムとのインタフェースを与えるタッチ・スクリーンまたはいずれかの他の適当な制御パネルでよい。ＵＩ１４からの出力信号は、ＩＰＳ１２に転送される。次にＩＰＳは、所望の画像に対応する信号をＲＯＳ１６に転送する。ＲＯＳ１６は、回転するポリゴン・ミラーのブロックを有するレーザーを有す。９面体のポリゴンを使用することが好ましい。ＲＯＳ１６は、ミラー３７を介して、１インチ当り約４００画素の速度で光導電性ベルト２０の帯電部分を照射する。ＲＯＳは、光導電性ベルトを露光して３つの潜像を記録する。１つの潜像は、シアンの現像材料によって現像される。もう１つの潜像は、マゼンタの現像材料によって現像され、第３の潜像は、黄色の現像材料によって現像される。ＲＯＳ１６によって光導電性ベルト上に形成された潜像は、ＩＰＳ１２から転送された信号に対応する。
【００１２】
静電潜像を光導電性ベルト２０上に記録した後、ベルトはこのような潜像を一般的に参照番号３９で示す現像ステーションに前進させる。現像ステーションは、参照番号４０、４２、４４および４６で示す４台の別々の現像装置を有する。これらの現像装置は、技術上「マグネティック・ロールまたはブラシ現像装置」と一般的に呼ぶ種類の装置である。一般的に、マグネティック・ブラシの現像システムは、摩擦電気的にトナー粒子が付着する磁気担体粒を含む磁化可能な現像材料を使用する。この現像材料は、方向性を有する磁束領域を介して絶えず供給されて現像材料のブラシを形成する。この現像材料は絶えず移動して新しい現像材料をブラシ状にする。この現像材料のブラシを光導電面と接触させることによって、現像が行われる。現像装置４０、４２および４４は、それぞれ光導電面に記録された特定の色の分離した静電潜像の補色に対応する特定の色のトナー粒子を塗布する。各トナー粒子の色は、電磁波スペクトルの予め選択したスペクトル領域内の光を吸収する。例えば、原稿の緑色の領域に対応する光導電性ベルト上の帯電部分を放電することによって形成された静電潜像は、光導電性ベルト２０上に、比較的高い電荷密度の領域として赤色と青色の部分を記録し、一方、緑色の領域は、現像に適していない電圧水準に低下される。次に、現像装置４０が光導電性ベルト２０上に記録された静電潜像に緑色を吸収する（マゼンタの）トナー粒子を塗布することによって、この帯電領域は可視状態になる。同様に、現像装置４２は青色を吸収する（黄色の）トナー粒子によって分離した青色を現像し、一方、現像装置４４は赤色を吸収する（シアンの）トナー粒子によって分離した赤色を現像する。現像装置４６は、黒色のトナー粒子を有し、白黒の原稿から形成された静電潜像を現像するのに使用することができる。各現像装置は、動作位置に移動され、またこの動作位置から離脱する。動作位置にある場合、マグネティック・ブラシは光導電性ベルトに近接し、一方、非動作位置にある場合、マグネティック・ブラシは光導電性ベルトから間隔を置いている。図１では、現像装置４０は動作位置にあり、現像装置４２、４４および４６は非動作位置にある。各静電潜像を現像する間、ただ１台の現像装置のみが動作位置にあり、残りの現像装置は非動作位置にある。これによって、各静電潜像を、混じり合うことなく、適当な色のトナー粒子によって現像することが保証される。
【００１３】
現像後、トナー画像は、一般的に参照番号６５で示す転写ステーションに移動する。転写ステーション６５は、一般的に参照番号６４で示す転写ゾーンを有する。転写ゾーン６４で、トナー画像は無地の紙または透明なプラスチックのような支持材料のシートに転写される。転写ステーション６５で、一般的に参照番号４８で示す用紙搬送装置は用紙を移動して光導電性ベルト２０と接触させる。用紙搬送装置４８は、１対の実質的に円筒形のローラ５０と５２の周囲に巻回された１対の間隔を置いたベルト５４を有する。一般的に参照番号８４で示す（図２〜図７参照）シート・グリッパがベルト５４の間に延び、これらと共に移動する。用紙２５は、トレーの上に置かれた用紙の束５６から前進する。摩擦減速フィーダ５８によって、一番上の用紙が束５６から転写前搬送装置６０に前進される。搬送装置６０によって、用紙２５は用紙搬送装置４８に前進される。搬送装置６０は、シート・グリッパ８４の移動と同期させて用紙２５を前進させる。このようにして、用紙２５の前縁部は、予め選択した位置、即ちローディッグ・ゾーンに到着し、口を開けたシート・グリッパに受け入れられる。次にシート・グリッパは口を閉じて用紙２５を挟み込み、これと共に再循環経路を移動する。シート・グリッパは、用紙２５の前縁部を解放可能に保持する。用紙搬送装置は、図２〜図７を参照して以下で更に詳細に議論する。ベルト５４が矢印６２の方向に移動するにつれて、用紙も光導電性ベルト上で現像されたトナー画像と同期しながら移動して、光導電性ベルトと接触する。転写ゾーン６４では、適当な静電電圧の大きさと極性に用紙を帯電して、トナー画像を光導電性ベルト２０から用紙に引きつけるように、コロナ発生装置６６が用紙の裏側にイオンをスプレーする。用紙は、シート・グリッパに保持されて再循環経路を３サイクル循環する。このようにして、３つの異なった色のトナー画像を相互に多重に位置合わせして用紙に転写する。下色の黒色除去（ｕｎｄｅｒｃｏｌｏｒｂｌａｃｋｒｅｍｏｖａｌ）を使用する場合には、用紙は再循環経路を４サイクル循環し、また光導電面に記録された２つの原稿の潜像の情報を適当な色のトナーで現像し、相互に多重に位置合わせして用紙に転写して、カラー原稿の多色コピーを形成する場合には、最高８サイクルまで循環することができることを当業者は理解する。
【００１４】
最後の転写動作の後、用紙グリッパは口を開き、用紙を解放する。コンベア６８は矢印７０の方向に、一般的に参照番号７１で示す溶着ステーションへ用紙を搬送し、そこで転写されたトナー画像は用紙に恒久的に溶着する。溶着ステーションは、加熱された溶着ロール７４と加圧ロール７２を有する。用紙は、溶着ロール７４と加圧ロール７２によって形成された隙間を通過する。トナー画像は、溶着ロール７４と接触して用紙に定着する。その後、用紙は１対のロール７６によって前進されて排紙トレー７８に到着し、ひき続いて装置のオペレータがこれから取り外す。
【００１５】
矢印２２で示すベルト２０の移動方向にある最後の処理ステーションは、一般的に参照番号７９で示すクリーニング・ステーションである。回転可能に取り付けた繊維状のブラシ８０をこのクリーニング・ステーションに位置させ、光導電性ベルト２０と接触させて転写動作の後に残った残留トナー粒子を取り除く。その後、ランプ８２によって光導電性ベルト２０を照明し、次の連続サイクルが開始する前に、そこに残った全ての残留電荷を取り除く。
【００１６】
図２〜７を参照して、用紙グリッパ８４はローラ５０、５２に設けられた２つの離間タイミング・ベルト５４間に巻回されている。タイミング・ベルト５４は用紙グリッパ８４の連続的な移動経路を形成する。サーボ・モータ８６は駆動ベルト８８によってローラ５２に接続される。用紙グリッパ８４は一対の案内部材８５を備えている。一対の離間している無端トラック５５はそれぞれベルト５４に実質的に隣接して位置し、それぞれ一対のトラック支持部５７によって形成される。案内部材８５は各トラック５５内に摺動自在に位置している（図５および図６参照）。用紙グリッパ８４はさらに互いにばねによって付勢されている上部用紙把持部８７および下部用紙把持部８９を備えている。用紙グリッパ８４は図示していない一対のカムを備え、そのカムは一定の間隔で把持部を開閉する。閉じた位置において、把持部８７は把持部８９と共に用紙２５の先端を把持し、そして確実に保持する。把持部８７、８９が用紙２５を把持する部分は参照数字９１で示す把持ニップを形成する（図５および図７を参照）。図示しないシリコン・ゴム被覆は把持ニップ９１に近い下部用紙把持部８９に施され、把持部間における用紙２５の摩擦把持力を増大する。ベルト５４はそれぞれ一対のピン８３によって用紙グリッパ８４の対向する最側面に接続される。そのベルト５４は、用紙２５が用紙搬送装置４８によって搬送される時、矢印６２で示されるベルト５４の前進方向において、用紙２５の先端の背後の用紙グリッパに接続される。用紙グリッパは、ベルトと接続される位置において、ベルトによって駆動される。上記の構成において、用紙の先端と用紙のグリッパがベルトに接続される位置までの距離はロール５０の曲率の略１／２以上である。
【００１７】
動作中、ベルト５４は用紙グリッパ８４を転写領域において一定の速度で駆動する。ただし、用紙把持部がその経路の非直線部を通り抜ければ、加速してもよい。本発明の用紙搬送装置は転写領域において用紙のいかなる部分にも用紙グリッパの加速の影響を与えない。これは転写領域における複写用紙と光導電性ベルトとの滑りを防ぎ、光導電性ベルトから複写用紙に現像トナー・イメージを正確に転写し、複写用紙に生じるイメージの完全さを保つために重要なことである。
【００１８】
図２〜４は、ベルト５４の前進方向において転写領域６４以前の位置から以後の位置に用紙グリッパ８４が移動する状態を示している。用紙は光導電性ベルト２０と用紙グリッパ８４の移動によって形成される連続経路間の間隙に入り、図示しないコロトロンによって用紙に付与される静電力によって、その光導電性ベルト２０に付着する。その用紙はこうして転写領域を移動する。図２は転写領域６４以前に用紙２５のほぼ先端をつかんでいる用紙グリッパ８４を示している。図３は転写領域６４内のある位置に進行している用紙グリッパ８４と用紙２５の先端部を示している。図４は、それぞれ矢印６２および２２で示されるベルト５４あるいは光導電性ベルト２０の前進方向において、用紙グリッパ８４と用紙２５の先端部が転写領域を通過し、用紙の後端部が転写領域６４にある状態を示している。図４に示すように、参照数字２７で示される腰折れ部は、ベルト５４あるいは光導電性ベルト２０の前進方向において、転写領域を通過した直後に、用紙２５に部分的に形成される。腰折れ部２７は転写領域内の光導電性ベルトと用紙２５の部分との相対的な速度を減じ、実質的に用紙と光導電性ベルト間の滑りをなくす作用がある。これは以下の理由による。即ち、用紙把持部の加速度は腰折れ部２７の大きさを単に減少させるだけで、その加速度を転写領域内に残留している用紙の後端部に伝達することがない（図４参照）。
【００１９】
図８は、図１の用紙搬送装置の他の矢視図であり、真空制御表面と複写用紙の移動を制御するのに用いられる後端案内装置、および本発明に用いられるセンサーを示す。複写用紙が用紙搬送装置４８の周囲に沿って移動すると、用紙の主要部は光導電性ベルト２０、固定真空表面１２０、および矢印１３１の方向に回転する真空ドラム１３０に係合する。用紙の後端がこれらの構成要素と接触していない時、用紙のビーム剛性は用紙の後端部を真っ直ぐに付勢する傾向にある。従って、一連の後端案内装置１１０は複写用紙経路において用紙の後端部が係合するのを制限し、これによって用紙の後端部を制御する。このような用紙の動きを制御するための後端案内装置を有する複写用紙経路の各部分において、用紙主要部の位置は比較的変動しやすい、即ち、その用紙主要部の位置は比較的大きな距離に亘って変動する。第１の複写用紙検出センサ１５０は用紙経路のこのような位置に隣接して配置される。このセンサは用紙搬送装置内で発生する紙詰まりを検出する。複写用紙は搬送装置を介して循環されているが、用紙検出センサ１５０がその用紙を検出しなかった場合、用紙グリッパによって把持された用紙はその搬送装置の他の部分で紙詰まりを生じていると見なされる。
【００２０】
複写用紙は入口邪魔板１４０を介して用紙搬送装置に入る。複写用紙はその邪魔板を通過する時、その表面には非融着のトナーがなく、邪魔板の固定表面と接触してもトナー・イメージを損なうことがないので、邪魔板は近接して配置され、従って複写用紙の主要部を厳密に制御する事ができる。第２の複写用紙検出センサ１６０および複写用紙識別センサ１７０はその邪魔板に隣接して配置される。第２の複写用紙検出センサーは用紙が用紙搬送装置に入ることを確認する。また、識別センサはその装置に入った複写用紙が透明紙か非透明紙かを識別する。
【００２１】
図９は図８の用紙搬送装置の部分を示す。用紙グリッパ８４は用紙搬送装置の周囲に沿って四つの連続的な位置、８４Ａ、８４Ｂ、８４Ｃおよび８４Ｄのそれぞれにおいて示される。その用紙グリッパの図示される４つの位置において用紙グリッパにつかまれた複写用紙２５の位置は２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃおよび２５Ｄで示される。
【００２２】
第１の複写用紙検出センサ１５０は光学軸１５２を有する拡散反射型センサーである。上記したように、このようなセンサはエミッタから放射される光が対象物によって反射され、それを光検出器によって検出することによってその対象物の存在を検出する。そのセンサは対象物がもっとも検出されやすい光学軸に光学的焦点を有している。同様に、対象物は、その表面とセンサーの光学軸との交差角が直角である場合に、もっとも検出されやすい。対象物を検出するセンサの感度は、その対象物とセンサとの距離が光学的焦点から離れ、また対象物の表面の光学軸との交差角が直角からずれると低下する。さらに、検出される対象物の反射特性はその対象物を検出するセンサの感度に影響を及ぼす。例えば、白い不透明な複写用紙は大部分の入射光が拡散反射する。即ち、光は複写用紙に対する光の入射角に対して大きな角度で反射する。逆に、透明な複写用紙は光を鏡面のように、即ち、入射角に対して小さな角度で反射する。複写用紙のような対象物を検出するセンサの感度は反射光が光検出器に到達する時間に依存する。即ち、その時間が長ければ、対象物はより容易に検出される。複写用紙を検出するセンサの感度は、複写用紙がセンサの前に置かれていない時、センサに感知される複写用紙とバックグラウンドのコントラストに依存する。そのバックグラウンドがより光吸収性で、光学的焦点から離れていれば、複写用紙とのコントラストも大きくなり、従って複写用紙を検出するのは容易である。このようなセンサの感度はセンサーの設計要因を変更することで調整できる。より感度の良好なセンサーは速やかに複写用紙を検出するが、それはまたバックグラウンドの対象物も検出しがちである。従って、バックグラウンドのコントラストを考察することは重要である。
【００２３】
拡散反射型センサのこのような限界を考慮すると、図８および図９に示される用紙搬送装置に沿って循環する複写用紙を検出する困難さが明らかになる。光受容体ベルト２０、固定真空表面１２０および真空ドラム１３０は全てセンサにとっては有害なバックグラウンドである。その理由は、複写用紙がそれらの表面に存在し（即ち、それらの表面と複写用紙はセンサから実質的に同じ距離である）、またそれらは比較的反射性の表面であるという２つの点にある。センサは用紙の外側、即ちこれらの表面内に配置することは不可能である。その理由は、センサが光導電体あるいは真空表面を断続し、トナー画像を壊すからである。上記したように、残る部分は複写用紙の主要部が良好に制御されない領域である。
【００２４】
従って、本発明においては、センサは、センサの光学軸を横切る複写用紙を最も容易に検出できる最大の時間だけ光学軸から最小の変動角と光学的焦点から最小の距離にあるような位置に配置される。この原理を図９の部分を示す図１０に示す。線２５Ａ〜２５Ｄは用紙グリッパの位置８４Ａ〜８４Ｄに対応する複写用紙の位置を表す。この用紙位置のそれぞれはセンサ１５０の光学軸１５２をその光学軸に対してある角度で横切る。例えば、用紙位置２５Ｄと光学軸に直交する線は角度１５６で交差する。最小及び最大交差角は、交差角の最大可能範囲を設定する。同様に、用紙位置のそれぞれはセンサ１５０からある距離だけ離れて光学軸１５２を通過する。光学軸に沿った距離の範囲は光学的焦点１５３を中心とする内側の境界１５４と外側の境界１５５によって設定される。これらの境界は、光学軸を通過する用紙の最大可能範囲内における用紙と光学軸との交差点群を表す。
【００２５】
センサの位置および光学軸の方向は透明な複写用紙を最も容易に検出できるように選定されるが、上記のように、透明な複写用紙は不透明な複写用紙よりも検出が困難である。望まれるセンサ位置および光学軸の方向は内側境界１５４と外側境界１５５の距離を最小にし、最小および最大交差角の範囲を最小にし、そして複写用紙の光学軸との交差が内側および外側境界内、および最小および最大交差角の範囲内にある時間を最大にする値である。複写用紙の反射特性と共に、境界と最小および最大交差角はセンサ１５０の性能要因である。
【００２６】
制御されていない用紙経路の部分において、複写用紙の反射量は平面形状の部分よりも曲線形状の部分において少ない。その理由は、曲線部は平面部よりも２つの軸を中心とする曲げ抵抗が高いからである。図１２、１３はそれぞれ平面形状および曲線形状の複写用紙の断面図である。図において、断面の重心はそれぞれＣ１およびＣ２で示される。Ｘ軸を中心とする慣性モーメントは、代表的な複写用紙の寸法に対して、平面形状よりも曲線形状の方が数次元高い。従って、Ｘ軸を中心とする曲げ力によって生じる撓みは平面部よりも曲線部において小さい。
【００２７】
曲線形状はまた平面形状よりもＺ軸を中心とする曲げ抵抗が大きい。その理由は、用紙を曲げるに必要な力は撓みの増加によって増すからである。従って、図１３に示すような曲線形状のすでに撓んでいる用紙を撓ませるのは平面のまだ撓んでいない用紙を撓ませるよりも大きな曲げ力が必要である。
従って、ＸあるいはＺ軸を中心とする複写用紙の撓み量は、複写用紙が平面形状よりも曲線形状のほうが少ない。その結果、良好に制御されていない複写用紙に対して、拡散反射型センサで透明な複写用紙を検出するのは、その複写用紙が曲面形状でセンサの光学軸がその曲面部に向かっている時がもっとも容易である。同様に、複写用紙が平面で部分的に曲面部を形なするような経路を通過する時、センサはその光学軸を複写用紙が曲面である経路の部分に向けるように配置する。
【００２８】
本実施例において、センサの性能要因は例えばＸｅｒｏｘＮｏ．３Ｒ２７８０の透明紙のような複写用紙の検出に対して設定される。ダーリントン形状を有する光学電子反射センサを用いて上記の透明紙を検出できる条件は、最小・最大交差角が±１０度、センサからの内側境界および外側境界までの距離がそれぞれ８ｍｍおよび１３ｍｍである。上記のセンサは例えばセンサから最も近い後端案内装置１１０に用いられる黒色ポリカーボネイト、即ちセンサから３８ｍｍ離れている低い反射率を有する材料を検出しない。このセンサにおいて、開状態および閉状態の光電流はそれぞれ２および0.２Ｍａで、また、開状態および閉状態のコレクター・エミッタ−飽和電圧はそれぞれ１Ｖおよび１４Ｖである。このセンサは透明紙が光学軸を横切る時、その光学軸を±３ｍｍの範囲で変化することができる。このような性能を有するセンサは市販されている。
【００２９】
図１１は入口邪魔板１４０およびセンサ１６０、１７０の略図である。上記のように、複写用紙２５が入口邪魔板１４０間にある時、その位置は厳密に制御される。その複写用紙が邪魔板間を通過する時、邪魔板内のいかなる点においても複写用紙の位置と角度は殆ど変化しないので、透明な複写用紙および不透明な複写用紙は共に拡散反射型センサによって検出可能である。このように、複写用紙検出センサ、即ち従来の拡散反射型センサは入口邪魔板１４０内の開口１４２に隣接して設置され、その光学軸は複写用紙２５と直交している。こうして、検出センサ１６０は透明紙と不透明紙を共に検出する。しかし、前述のように、透明紙上の画像の現像は不透明と異なった処理が必要である。従って、複写装置は透明紙と不透明紙の区別が必要である。この機能を識別センサ１７０が果たす。
【００３０】
識別センサ１７０は邪魔板１４０内の開口１４４に隣接して配置され、その光学軸は複写用紙２５と角度１７４で交差する。角度１７４はセンサがその角度で不透明紙を検出し透明紙を検出しないように選定される。上記のように、センサから放射される光は透明紙からは鏡面反射され、不透明紙からは拡散反射されるので、一定の条件下で透明紙よりも不透明紙を広い入射角の範囲において検出できる。従って、センサは入射角が透明紙を検出できる範囲から逸れ、不透明紙を検出できる範囲内にあるように配置される。
【００３１】
本実施例において、角度１７４は６４度±５度である。この入射角で、識別センサは9.０ｍｍの距離の不透明紙を検出し、6.０から9.０ｍｍの透明紙を検出しない。この識別センサの他の操作特性は第１の検出センサ１５０と同様である。
同一のセンサが検出センサ１６０と識別センサ１７０の両方に使用できる。これらの機能における差は複写用紙に対する光学軸の角度である。
【００３２】
上記のセンサはまた複写用紙が用紙搬送装置内に発生するジャムの検出に用いられる。例えば、センサ１６０が複写用紙を検出し、センサ１５０が検出しない時、用紙は入口邪魔板とセンサ１５０間で紙詰まりを生じている。本発明は特定の実施例を参照して説明したが、多くの代替例、変形例、および変更例が可能であることは、当業者に明らかである。従って、添付の請求の範囲の精神と範囲内で、このような全ての代替と変形を行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の特徴部分を備えた電子写真印刷装置を示す概略正面図である。
【図２】図１の電子写真印刷装置に用いる用紙搬送装置の更に詳細と、転写領域に入る以前の位置における用紙搬送装置の用紙グリッパを示す概略正面図である。
【図３】図１の電子写真印刷装置に用いる用紙搬送装置の更に詳細と、転写領域の位置における用紙搬送装置の用紙グリッパを示す概略正面図である。
【図４】図１の電子写真印刷装置に用いる用紙搬送装置の更に詳細と、転写領域を通過した後の位置における用紙搬送装置の用紙グリッパを示す概略正面図である。
【図５】図１の電子写真印刷装置に用いる用紙搬送装置の用紙グリッパを示す概略平面図である。
【図６】図５の矢印６−６の方向に切断した概略正面図である。
【図７】図１の電子写真印刷装置に用いる用紙搬送装置の用紙グリッパを示す概略正面図である。
【図８】図１の電子写真印刷装置に用いる用紙搬送装置の更に詳細と、複写用紙の移動を制御する真空表面、後端案内装置および本発明によるセンサを示す概略正面図である。
【図９】図８に示される搬送装置の更に詳細と、その搬送装置による複写用紙の移動を示す概略正面部分図である。
【図１０】図９に示される搬送装置と複写用紙の移動の更に詳細を示す概略正面部分図である。
【図１１】図８に示される搬送装置の更に詳細を示す概略正面部分図である。
【図１２】平面形状の複写用紙の概略図である。
【図１３】曲面形状の複写用紙の概略図である。
【符号の説明】
２０光導電性ベルト
２５複写用紙
４８用紙搬送装置
５０、５２ローラ
５４ベルト
５５トラック
６４転写領域
８４用紙グリッパ
１４０入口邪魔板
１４２、１４４開口
１５０、１６０検出センサ
１７０識別センサ

Claims

透明複写用紙を検出する装置であって、
（ａ）サーキット状の経路に沿って複写用紙を移動する手段を備え、該サーキット状の経路は複写用紙の位置が厳密には制御されない第１湾曲部分を有し、
（ｂ）前記サーキット状経路の内側であって且つ前記第１湾曲部分に隣接して配置される拡散反射型センサを備え、複写用紙が該サーキット状経路に沿って移動するにしたがって該複写用紙の表面と前記拡散反射型センサの光学軸とがなす第１交差角が変動しており、該拡散反射型センサは、所定の範囲内での前記第１の交差角において前記透明複写用紙を検出でき、前記透明複写用紙に対する前記光学軸の配置は、前記所定範囲内の最大の交差角に適合するように選定されている、
ことを特徴とする装置。
請求項１に記載の装置において、更に、
（ｃ）前記経路に隣接して配置される第２の拡散反射型センサを包含し、該第２拡散反射型センサは、その光学軸が前記複写用紙の表面に交差するよう配列されて該光学軸と複写用紙表面との間に第２交差角を形成しており、該第２交差角は、前記拡散反射型センサが不透明複写用紙を検出することができるが、透明複写用紙を検出することができない角度に定められており、
（ｄ）更に、前記経路に隣接して配置される第３の拡散反射型センサを包含し、該第３拡散反射型センサは、その光学軸が前記複写用紙の表面に交差するよう配列されて該光学軸と複写用紙表面との間に第３交差角を形成しており、該第３交差角は、前記拡散反射型センサで不透明複写用紙及び透明複写用紙を検出することができる角度に定められている、
ことを特徴とする装置。