JPS62184871A - 多色画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、記録＠繰出ローラ、記録ヘッド、記録紙排出
ローラなどを含み、各色の画像の記録毎に記録紙を往復
動作させ、同一記録紙上に多数の色の画像を重ね合わせ
て多色画像を形成する多色ｇｌｉｉｆｇ＋形成装置に関
する。

〔従来の技術〕

同一記録紙上に、多数の色の画像を重ね合わせて多色画
像を形成する多色画像形成装置は公知である。

第６図は米国バーサチック社からＥＣＰ−４２の名称で
発表されている静電カラープロッタの構成を示す図であ
り、「第１回、ノンインパクト・プリンティング・技術
シンポジウム論文集。

１０１ベージ」に記載されているものを引用した図であ
る。同図において１０は記録紙、１１は記録紙供給ロー
ル、１２は静電記録ヘッド、１３は背面電極、１４〜１
７は容具なった色の液体１−ナーを適用した現像ヘッド
、１８は記録紙排出ローラ、１９は記録紙巻き取りロー
ル、２０〜２３は各色別の画像情報を保有しているボー
ド、２４はコントローラである。

本＠直においては、画像記録に先だって記録紙１０は先
ず口中右方向に搬送され、第７図に示すようなコントロ
ールパターン２５が黒色トナーにより形成される。記録
紙１０はその後供給ロール１１に巻き戻され、次に画像
形成のために再び図中右方向へ搬送されながら第１色目
の画像形成が行なわれる。さらに異なった邑の画像を重
ね合わせて形成するために、記録紙１０の巻き戻しと記
録動作とが各色毎に行なわれる。上記各Ｉｌ１作におけ
る記録紙１０の位置検出は、コントロールパターン２５
の読取りにより行なわれる。かくして、コントローラ２
４により記録装置が制ｍされ、各色の位置ずれが生じな
いように画像の記録が行なわれる。

ところで第７図のコントロールパターン２５においてパ
ターンＸａ、Ｘｂは記録紙１０の幅方向Ｘの位置を検知
するためのもので、パターンＹａ。

Ｙｂは記録紙１０の送り方向ｙの位置を検知するための
ものである。そしてＸ方向の記録位置制御は、パターン
読取り信号に基いて記録信号の書込みタイミングを制御
したり、記録Ｍ１０の送りを制御することによって行な
われるので、記録紙送り機構に基く位置ずれも、記録紙
１ｏの伸縮に基く位置ずれも良好に補正される。

〔発明が解決しようとする問題点］ ところが上記表置には次のような問題があった。

記録紙１０の幅方向Ｘに関するｉ構的な変位に基く位置
ずれは補正されるが、記録紙１０の伸縮に基く位置ずれ
は補正できない。その結果、Ｘ方向の位置合わせを記録
紙１０の一方の端部を基準にして行なった場合、他端部
側では第８図に示すように記録紙１０の伸縮に起因する
色ずれが生じてしまうことになる。

そこで本発明は、同一記録紙上に複数の巽なった色の画
像を重ね合わせて形成する場合、たとえ記録紙の幅が伸
縮しても記録紙の幅方向の色ずれの発生がなく、高品質
な多色画像を得ることのできる多色画像形成装置を提供
することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は上記問題点を解決し、目的を達成するために次
のような手段を講じた。すなわち、記録紙繰出ローラ、
記録ヘッド、記録紙排出ローラなどを含み、各色の画像
の記録毎に記録紙を往復動作させ、同一記録紙上に多数
の色の画像を重ね合わせて多色画像を形成する装置にお
いて、記録紙搬送路中に記録紙の幅を検知する如く検知
手段を設けると共に、この検知手段にて検知された記録
紙の幅に応じて前記記録紙に与える張力を可変調整する
張力調整手段を設け、前記記録紙の幅を一定化するよう
にした。

〔作用〕

このような手段を講じたことにより、例えば記録紙が吸
湿により幅が広くなると、その幅の増加を検知手段が検
知し、張力調整手段が動いて記録紙の張力を増し、記録
紙の幅を狭くする。かくして記録紙の幅は常に一定化さ
れることになる。

〔実施例〕

第１図は本発明の多色画像形成装置の一実施例の構成を
示す図である。第１図において３０は静電記録紙、３１
は記録紙供給ロール、３２．３３は記録紙繰出ローラ、
３４は記録紙送りモータ、３５はマルチスタイラス静電
記録ヘッド、３６は背面電極ローラ、３７は検知手段と
してのコントロールパターンセンサ、４１〜４４はそれ
ぞれ黒。

シアン、マゼンダ、イエローの各現像液を適用した現像
ヘッド、４６，４７．４８は記録紙排出ローラ、４９は
テンション調整モータである。記録紙排出０−５４６．
４７．４８およびテンション調整モータ４９は、張力調
整手段を構成している。

各色の重ね合わせによる多色画像形成手段は、第６図に
示したものと基本的に変りがない。したがってこの点に
関する説明は省略する。記録紙３０の送り方向ｙの画像
形成位置の制御は後述するパターンＹａ、Ｙｂを光学的
に読み取って行なうが、各パターン間の記録紙送り動作
はモータ自体の送り精度に依存するかまたはロータリエ
ンコーダなどを用いて記録１３０の移送邑を検知し、記
録のタイミングを制御するようにする。すなわち前記モ
ータ３４をパルスモータとするか、上記モータ３４は通
常のＤＣモータとし記録ヘッド３５の近傍にロータリエ
ンコーダを配置するようにする。テンション調整モータ
４９は、コント０−ルパターンセンサ３７の検知情報に
基いて駆動制御され、繰出ローラ３２，３３と排出ロー
ラ４６〜４８との間の記録紙３０に加える張力を調整す
るモータである。記録紙３０に加わる張力が増すと、記
録紙３０はその厚みか増すと同時に紙幅が減少するよう
に変形する。本ｉｌではこの現象を利用し、吸湿による
紙幅の増大を補正するようにしたものである。

第２図（ａ）は記録に先だって形成されるコントロール
パターンと、パターンセンサ３７ａ。

３７ｂの配置と、パターンセンサ３７ａ、３７ｂによる
検知出力との関係を示す図である。コントロールパター
ンは記録紙３０が記録紙供給ロール３１に巻かれている
状態、すなわち記録紙製造時点の含水量に近い水分を保
有している状態から、装置の動作ＦＭ境に送り出された
直後に形成される。

したがって記録紙３０の製造時点の紙寸法に基いたパタ
ーン配置となっている。その後、引続いて行なわれる各
色の画像記録工程において、記録紙３０は徐々に環境条
件にしたがった含水量となり、その寸法を変化させる。

通常記録紙３０は５０〜６０％の環境湿度にバランスす
るように含水量を調整されていることが多く、より高湿
時には記録紙３０は吸湿して寸法が伸び、乾燥した環境
では脱水して寸法が縮む。本装置においては、記録紙３
０が吸湿してその紙幅が伸びた量をセンサ３７ａ、３７
ｂにて検知し、紙幅が基準寸法になるように記録紙３０
の張力を制御する。したがって先ず記録紙３０の幅方向
の寸法変化を検知する必要がある。

第２図（ａ）に示すように、記録紙３０の紙幅検知用の
パターンＸａ、Ｘｂのエツジ部分に、フォトセンサから
なるコントロールパターンセンサ３７ａ、３７ｂの検知
領域Ｓａ、Ｓｂの中心が一致するように配置されている
。センサ３７ａ。

３７ｂの検知領域３ａ、３ｂの中心に対してパターンｘ
ａ、ｘｂの位置が移動すると、検知出力Ｐａ、Ｐｂは図
示の如く変化する。すなわち検知領域に対するパターン
Ｘａ、Ｘｂの重なり量が増すと検知出力が減少するもの
となっている。

第２図（ｂ）はコントロールパターンを形成したのち、
記録紙３０を一旦巻き戻し、しかるのち第１色目の記録
を行なっている時に、センサ３７ａ、３７ｂから得られ
る信号の大きさを示している。第１図において記録ヘッ
ド３５は図示してない移動手段によって記録紙３０の幅
方向へ移動可能になっている。したがって記録ヘッド３
５に一体的に取付けられているセンサ３７（３７ａ。

３７ｂ）も同時に移動する。この移動制御はセンサ３７
ａ、３７ｂからの検知出力が同じ大きさになるように行
なわれる。第２図（１））はこのような制御によって、
センサ３７ａ、３７ｂから所定レベルＬ１の同じ大きさ
の信号が出力されていることを示している。そこでこの
信号を基準信号とする。

第２色目以降の記録において、記録紙３０の吸湿状態が
変化すると、記録紙３０の幅も変化する。

第２図（Ｃ）は高湿度の環境下において記録紙３ｏが吸
湿して膨張し、センサ３７ａ、３７ｂの検知出力がレベ
ルＬ２まで低下した状況を示している。この場合にはテ
ンション調整モータ４９の回転トルクが増大し、記録紙
３ｏが長手方向に引張られ、相対的に記録紙３０の紙幅
が減少し、センサ３７ａ、３７ｂの検知出力が第２図（
ｂ）の如く基準値を維持するように制御される。

第２図（ｄ＞は環境が低湿度であって記録紙３０が脱水
し紙幅寸法が縮小した結果、センサ３７ａ、３７ｂの検
知出力がレベルＬ３に増大した状況を示している。この
場合には、テンション調整モータ４９の回転トルクが減
少し、記録紙３０が収縮して相対的に記録紙３０の紙幅
が増大し、センサ３７ａ、３７ｂの検知出力が第２図（
ｂ）の如く基準値を維持するように制御される。

なおこのような収縮状態を確実に起こさせるためには、
標準環境時において記録紙３０に予め所定の伸びが生じ
るように所定の張力を与えておく必要がある。なお、製
造時における記録！ｔ３０の含水量を極端に少なくして
おき、通常の乾燥環境下では記録４１ｔ３０の脱水乾燥
は無視し得るレベルでしか生じないようにしておき、吸
湿による伸びに対してのみ対応ｉｌｌ　ｉｌｌするよう
にしてもよい。

次に記録紙３０に加える張力と伸縮の関係について説明
する。

第３図はボンド紙の環境湿度（相対湿１ｖ）変化に対す
る含水量および伸び寸法の変化を示す図である。ａｌ、
ａ２は含水ｍ変化のヒステリシスカーブであり、ｂｌ、
ｂ２は記録紙の幅方向の寸法変化であり、ｃｌ、ｃ２は
記録紙の長手方向の寸法変化を示している。ボンド紙は
、通常あり得ると共に他の条件からみて記録が可能なＪ
ＭＭ２Ｏ３ＲＨ〜８０％ＲＨにおいて、約１％の幅方向
の寸法変化がある。抄紙時の含水量を５０％ＲＨにバラ
ンスさせたとすると、乾燥、吸湿によって各０．６％の
寸法変化、例えば１ｍの紙幅に対してほぼ５ＩＭＲの寸
法変化が生じることが分かる。これに対して市販されて
いる液体現像用の静電記録紙を約３０％ＲＨの環境に、
シート状にして放置した時の寸法変化量は、記録紙含水
ωが５０〜５５％ＲＨにバランスしている記録紙製造時
の標準的な条件に対して約０．１％であって、ボンド紙
よりはかなり少なくなっている。これは電荷保持層を形
成するＩｍ誘電体喘や現像液のしみこみを防止するブロ
ッキング層の形成によって、記録紙の１法安定性が同時
に改良されたものと理解される。

この値を示すと、第３図の０曲線となる。

第４図はクラフト紙に張力を与えたときの記録紙の伸び
の状況を示す図である。この図は、幅１０Ｍの紙に３！
♂の力を与えた状態において、各相対）一度に対する、
ａ、可逆伸びｆｆ１ａ（％）、ｂ。

引張り強さくＫｇ）、Ｃ，不可逆伸び聞（％）、ｅ。

供給伸びｌ（％）、をそれぞれ図示したものである。前
記した静電容量記録紙の実験測定値によれば、３５％Ｒ
Ｈの環境下において幅１０閣の記録紙に約１　Ｋｇの張
力を与えると、約０．１％の可逆伸びが生じることが分
った。この値を第４図に偶込むとｄとなる。ただしａ％
湿度側の値は推定である。また紙における長手方向の張
力を与えたときの歪みに対する幅方向の寸法変化、すな
わちポアソン比は、０．３〜０．４という値が知られて
いる。

上記ボンド紙とクラフト紙のデータは、−揃いのもので
はない。したがって、大まかな推定として、両者をミッ
クスしたデータを用いて本実施例の説明を行なう。ボン
ド紙またはクラフト紙の場合には、２０〜８０％ＲＨの
環境変化に対して約１％の幅方向の寸法変化がある。こ
の寸法変化を補正するために紙に張力を与えると、ポア
ソン比を考慮した場合、長手方向に２〜２．５％の寸法
変化を生じさせる張力を必要とする。その値は第４図に
示す可逆歪みと、不可逆歪みの合計値ｅから、紙幅１０
ｍ当り３　Ｋｇということが推定される。

同様に静電記録紙の場合、第３図においては２０〜８０
％の湿度変化に対して約０．２％の寸法変化を生じる可
能性がある。これを補正するために、静電記録紙に与え
る長手方向の歪み糟は〜０．５％である。第４図によれ
ばこの歪みを与えるために、静電記録紙に与える張力は
紙幅１０Ｍ当り〜２　Ｋｇであることが分る。

前記計算例は、環境湿度に対して紙が完全に調湿される
ことを前提としたものである。しかし実際には記録紙３
０が第１図の記録紙ロール３１に巻かれている状態から
巻きほどかれて多色の画像を重ね合わせられていく間に
生じる含水」変化は、これよりもかなり少なく、その寸
法変化に及ぼす効果は前記計算値よりもかなり小さくな
る。

多色の画像の重ね合わせ記録中に記録紙の含水量変化を
防止する手段を講じると、記録紙に加える張力の大きさ
を低下させることができ好都合である。含水１′！Ｉ化
を防止する手段としては、第１図に示した装置のメカニ
カルな構成部であって記録紙搬送路に臨んでいる部分を
包囲体で包囲し、この包囲体の内部を除湿する構成が望
ましい。このようにした場合、記録紙排出ローラ４６〜
４８の位置より以隣の領域において記録紙３０は包囲体
外に送り出され、外部環境の影響を受けることになるが
、記録紙３０が再度巻き戻されると、再び乾燥した環境
下で水分を除去される。したがって全体として包囲体を
設けない場合に比べて寸法変化が少なく安定性が増す。

なお本発明は前記各実施例に限定されるものではない。

例えば前記実施例では、記録紙３０の紙幅検知手段とし
てコントロールパターンのエツジを検知する場合を例示
したが、記録紙３０自体のエツジを検知するようにして
もよい。また記録紙３０の基準幅として適用する値も種
々の選択が可能である。例えばパターンセンサ３７ａ、
３７ｂの読取り出力値がセンサ３７ａ、３７ｂの配置や
コントロールパターンの形成位置の設定によって決まる
所定の値となるように調整し、これを基準値となすよう
にしてもよい。別の基準値のつくり方として、コントロ
ールパターンおよび画像形成後、第２色目の画像形成に
先だってコントロールパターンの位置を読取って基準値
としてもよい。

上記基準値としては、コントロールパターン形成後、巻
き戻し中の記録紙３０のパターン位置を検知したり、第
１色目の画像形成時にパターン位置を同時に読取って基
準値にしたり、さらには第１色目の画像形成後、巻き戻
し中のパターン位置を読取って基準値としてもよい。特
に好ましいのは、第１色目の画像形成時にパターンを読
取って基準値とし、以降の画像形成時に張力の調整を行
なうように構成することである。このようにすれば、コ
ントロールパターン形成時に記録紙が外部環境によって
変形する作用を受けた後に基準値を決めることになるか
ら、張力調整は第１色目の画像形成以降に生じる記録紙
３０の幅方向の変形のみを補正するために行なりれれば
よく、補正量が小さくてすむ。

また張力調整のための基準値は、一つの画面に対して一
つの値を指定して補正してもよいが、好ましくは、記録
紙の送り方向に所定の間隔で複数の基準点を設け、各基
準点での基準値に基いて補正するのがよい。すなわちこ
のように構成すると、記録紙の先端側がより長い時間環
境にざらされて記録紙幅が大きく変化するのに対して、
記録紙の供給ロール３１に近い側は環境にさらされてい
る時間が短く、小さな変形しか生じていない状況に対し
、適切に対処できることになる。

第５図は上記事情を考慮した制御回路５０を示す図であ
る。図中５１はサンプリングのタイミング毎にパルス信
号を発生するパルス回路、５２は紙幅演算回路、５３は
ゲート回路、５４は紙幅情報記憶するメモリ、５５は上
記メモリに記憶した紙幅情報と測定した紙幅データとを
比較する比較回路、５６は上記比較結果に基いて張力調
整制御を行なう制御回路である。

上記構成の回路は次のように作動する。コントロールパ
ターンを形成して記録［３０を一旦巻き戻した後に、再
度記録紙３０を送り出しながら、第１色目の画像記録を
行なう。このとき、サンプリングパルス回路５１により
指定されたタイミングで、センサ３７ａ、３７ｂの検知
出力を紙幅演算回路５２に入力して紙幅に対応したＷｌ
ｌｌｌまたは信号として算出し、ゲート回路５３を経由
してメモリ５４に記憶させる。サンプリングパルスは例
えば記録紙３０の送り置数α当り１回程度発生させ、１
画面の紙幅寸法情報を複数箇所のデータとして保有する
。第２色目以降の記録時においては、サンプリングパル
スの発生毎に、ゲート回路５３によってセンサ３７ａ、
３７ｂの検知出力を演算する。そして演算して得た情報
を比較回路に送り込み、メモリー５４からの読出し信号
と比較する。

比較の結果は張力制御回路５６に送る。かくして記録紙
３０の張力調整が行なわれ、紙幅が所定の値になるよう
に制御される。

以上、静電記録装置に例をとって本発明を説明したが、
本発明は他の多色記録装置、例えば熱溶融転写記録装置
、熱昇華転写記録装置等に対しても同様に適用可能であ
る。

〔発明の効果〕

本発明によれば、同一記録紙上に複数の異なった色の画
像を重ね合わせて形成する場合、たとえ記録紙の幅が吸
湿、乾、ｊ９’ｑ￥により伸縮しても、記録紙の幅が検
知され、かつ張力調整が行なわれることにより記録紙の
幅が一定化されるので、記録紙の幅方向の色ずれの発生
がなく、高品質な多色画像を得ることのできる多色画像
形成装置をを提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第５図は本発明の一実施例を示す図で、第１図
は静電記録式の多色画像形成装置のｔｌ成を示す図、第
２図（ａ）（ｂ）（Ｃ）（ｄ）は作用説明図、第３図は
ボンド紙の相対湿度変化に対する含水量および伸び寸法
変化を示す図、第４図はクラフト紙に張力を与えたとき
の記録紙伸びの状況を示す図、第５図は張力制御回路例
を示す図である。第６図は従来例の構成を示づ図、第７
図Ｊシよび第８図は上記従来例の欠点を説明するための
図である。 ３０　・・・記録紙、３７　（３７ａ、３７ｂ）−ｓン
トロールパターンセンサ、記録紙送りモータ、４９・・
・テンション調整モータ、５０・・・制御回路、ｘａ、
ｘｂ・・・Ｘ方向パターン、Ｙａ、Ｙｂ・・・ｙ方向パ
ターン。 出願人代理人　弁理士　坪井　淳 第２図 −８＃’ＸＩＬ　　　（＠ム） 第３３Ｉｌ −和差Ｄｆ＆（’ム） 第　４図 第５図 第　６３１ 第　７図 １’＋　＋’＋’を庁艮官　　学費　道部　殿１、事件
の表示 １！１願昭６ｌ−０２７＝１５７号 ２、発明の名称 多色画像形成装置 ３、袖ｉＥをりる省 事件との関係　特許出願人 （０３７）オリンパス光学工業株式会社４、代理人 東京都港区虎ノ門１丁目２６ｔｉ５号第１７森ビル〒１
０５＠話　０３（５０２）３１８１　　（大代表）６、
補正の対象 明細内全文 ７、補正の内容

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 記録紙繰出ローラ、記録ヘッド、記録紙排出ローラなど
   を含み、各色の画像の記録毎に記録紙を往復動作させ、
   同一記録紙上に多数の色の画像を重ね合わせて多色画像
   を形成する装置において、記録紙搬送路中に記録紙の幅
   を検知する如く設けられた検知手段と、この検知手段に
   て検知された記録紙の幅に応じて前記記録紙に与える張
   力を可変調整する張力調整手段とを具備し、前記記録紙
   の幅を一定化するようにしたことを特徴とする多色画像
   形成装置。