JP2001066948A - 画像形成装置 - Google Patents

画像形成装置

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JP2001066948A
JP2001066948A JP24350599A JP24350599A JP2001066948A JP 2001066948 A JP2001066948 A JP 2001066948A JP 24350599 A JP24350599 A JP 24350599A JP 24350599 A JP24350599 A JP 24350599A JP 2001066948 A JP2001066948 A JP 2001066948A
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image
sheet material
forming apparatus
reading
magnification
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Hakuji Inoue
博慈 井上
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Original Assignee
Canon Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 両面画像位置合わせの能力を向上させる。 【解決手段】 ダミーシートS’に画像G、および画像
位置読み取りパターン#1〜#4を書き込み、2次転写
ローラ40と転写装置35間の搬送経路中に配置した色
ずれ補正用読み込み手段であるCCDセンサ39によ
り、これらダミーシートS’上の画像情報を読み込み、
第1面と第2面の画像倍率を決定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、複写機あるいはプ
リンタなどとされる電子写真方式あるいは静電記録方式
の画像形成装置に関し、特に、シート材の両面に画像形
成が可能な画像形成装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図9に、従来の一画像形成装置における
シート材の流れを模式的に示す。同図において、シート
材第1面目の主走査方向、副走査方向の基準となるシー
ト材端面とシート材における原点をx、y、0とし、同
様に第2面目のものをx’、y’、0’とする。給紙さ
れたシート材は原点を0とするとxy座標系を基準に第
1面目のトナー画像が形成され、定着器において第1面
目画像が熱定着される。さらに反転装置により搬送方向
が逆転し反転パス内を搬送され再給紙される。再給紙さ
れたシート材は原点を0’とするx’y’座標系を基準
に第2面目のトナー画像が形成され、定着器において第
2面目画像が熱定着され機外へ排紙される。
【0003】この場合、両面画像合わせにおける位置ズ
レには主走査方向・副走査方向・回転方向のズレがあ
り、位置ズレの要因には位置検知および画像形成精度、
シート材の寸法精度、定着熱によるシート材収縮やトナ
ー収縮などによる画像収縮がある。第1面目の画像形成
基準と第2面目の画像形成基準を比べると副走査方向の
基準が端面yから端面y’に変わり、これに伴い原点も
0から0’に変わっているため、副走査方向と回転方向
にはシート材の寸法精度が位置ズレに直接影響する。こ
れらをまとめると、下記の式のようになる。
【0004】(主走査方向の位置ズレ)=(位置検知・
画像形成精度)×2+(画像収縮) (副走査方向の位置ズレ)=(位置検知・画像形成精
度)×2+(画像収縮)+(シート材寸法精度) (回転方向の位置ズレ)=(位置検知・画像形成精度)
×2+(シート材寸法精度)
【0005】
【発明が解決しようとする課題】これらの位置ズレに対
して、位置検知精度・画像形成精度においては精度を向
上させることはある程度可能であるが、画像収縮におい
ては、紙種・トナー画像によって大きく変化してしまう
ため、両面印刷時の画像位置ズレを補正することは非常
に困難であった。
【0006】一方、近年における画像形成装置のカラー
化・デジタル化・高速化によりショートラン印刷分野で
の両面画像の需要がますます増えており、環境保護の観
点からも両面画像形成技術が重要となっている。そのた
めこれまで以上に確実な両面画像合わせ性能が要求され
ている。
【0007】従って、本発明の目的は、両面画像位置合
わせの能力を向上できる画像形成装置を提供することで
ある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、
シート材両面に画像形成可能である画像形成装置におい
て、シート材の搬送経路中にシート材上に画像形成され
た画像情報を読み込む手段を有し、前記画像情報を基に
第1面目形成画像倍率と第2面目形成画像倍率を形成す
ることを特徴とする画像形成装置である。
【0009】好ましくは、前記画像情報を読み込む手段
は色ずれ補正用の読み込み手段を兼ねる。前記画像情報
を読み込む手段は、第1面目を画像定着する画像定着手
段のシート材搬送方向下流側にて第1面目の画像情報を
読み込むことが好ましい。前記画像情報を読み込む手段
は、第2面目を画像転写する画像転写手段より下流かつ
第2面目を画像定着する前記画像定着手段より上流で画
像情報を読み込むことが好ましい。前記画像情報を読み
込む手段は、第2面目を画像定着する画像定着手段より
前記シート材搬送方向下流側で第2面目の画像情報を読
み込むことが好ましい。シート材に専用読み取りパター
ンを書込み、前記画像情報を読み込む手段がこのパター
ンを読み込むことが好ましい。前記画像情報を読み込む
手段はシート材の紙端部を読み込むことが好ましい。ダ
ミーシート材に画像形成を行なうことによって画像倍率
を決定することが好ましい。主走査方向・副走査方向そ
れぞれの倍率を独立に補正することが好ましい。中間転
写体を用いることが好ましい。別の態様によれば、転写
体を用いることが好ましい。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る画像形成装置
を図面に則して更に詳しく説明する。
【0011】実施例1 本発明の第1実施例について図1〜図6により説明す
る。
【0012】まず、図1により本実施例のカラー画像形
成装置における全体的な構成について説明する。
【0013】本実施例のカラー画像形成装置は、2つの
カセット給紙部1、2と、1つの手差し給紙部3を有し
ており、各給紙部1、2、3から選択的にシート材Sが
給紙される。シート材Sは、各給紙部1、2、3のカセ
ット4、5またはトレイ6上に積載されており、ピック
アップローラ7によって最上位のものから順に繰り出さ
れる。そして、ピックアップローラ7によって繰り出さ
れたシート材Sは搬送手段としてのフィードローラ8A
と分離手段としてのリタードローラ8Bからなる分離ロ
ーラ対8によって最上位のシート材のみ分離され、回転
停止しているレジストローラ対12へ送られる。
【0014】この場合、レジストローラ対12までの距
離が長いカセット4、5から給送されたシート材Sは複
数の搬送ローラ対9、10、11に中継されてレジスト
ローラ対12へ送られる。
【0015】レジストローラ対12へ送られたシート材
Sは、シート材先端がレジストローラ対12のニップに
突き当たって所定のループを形成すると、一旦移動が停
止される。このループの形成によりシート材Sの斜行状
態が矯正される。
【0016】レジストローラ対12の下流には中間転写
体である長尺の中間転写ベルト(無端ベルト)13が、
駆動ローラ13a、二次転写対向ローラ13b、および
テンションローラ13cに張設され、断面視にて略三角
形状に設定されている。この中間転写ベルト13は図中
時計回りに回転する。中間転写ベルト13の水平部上面
には、異なる色のカラートナー像を形成、担持する複数
の感光体ドラム14、15、16、17が中間転写ベル
ト13の回転方向に沿って順次配置されている。
【0017】なお、中間転写ベルト回転方向において最
上流の感光体ドラム14はマゼンタ色のトナー像を担持
し、つぎの感光体ドラム15はシアン色のトナー像を担
持し、つぎの感光体ドラム16はイエロー色のトナー像
を担持し、最下流の感光体ドラム17はブラック色のト
ナー像を担持する。
【0018】本実施例のカラー画像形成装置において
は、原稿自動送り装置18によって複数枚の原稿(不図
示)が順次原稿台(プラテンガラス)19上の所定位置
にセットされるようになっている。そして、原稿台19
上にセットされた原稿の画像(ここではカラー画像)は
読取光学系20によて読み取られる。この読み取られた
カラー画像はCCD素子21によってマゼンタ、シア
ン、イエロー、ブラックの各色成分に分解され、画像メ
モリ(不図示)内に一時的に蓄えられる。
【0019】画像メモリ内に蓄えられた画像情報はレー
ザースキャナを含む書込み光学系22によって各色成分
ごとに順次時計回り方向に回転している各感光体ドラム
14〜17上に書き込まれる。
【0020】まず、最上流の感光体ドラム14上にマゼ
ンタ成分の画像に基づくレーザー光LMの投影が開始さ
れ、感光体ドラム14上に静電潜像を形成する。この静
電潜像は現像器23から供給されるマゼンタ色のトナー
によって可視化される。
【0021】つぎに、感光体ドラム15上にシアン成分
の画像に基づくレーザー光LCの投影が開始され、感光
体ドラム16上に静電潜像を形成する。この静電潜像は
現像器24から供給されるシアン色のトナーによって可
視化される。
【0022】つぎに、感光体ドラム15上にレーザー光
LCの投影開始から所定時間経過後、感光体ドラム16
上にイエロー成分の画像に基づくレーザー光LYの投影
が開始され、感光体ドラム16上に静電潜像を形成す
る。この静電潜像は現像器25から供給されるイエロー
色のトナーによって可視化される。
【0023】つぎに、感光体ドラム16上へのレーザー
光LYの投影開始から所定時間経過後、感光体ドラム1
7上にブラック成分の画像に基づくレーザー光LBの投
影が開始され、感光体ドラム17上に静電潜像を形成す
る。この静電潜像は現像器26から供給されるブラック
色のトナーによって可視化される。
【0024】なお、各感光体ドラム14〜17の周りに
は、各感光体ドラム14〜17を均一に帯電させるため
の一次帯電器27、28、29、30や、トナー像転写
後の感光体ドラム14〜17上に付着しているトナーを
除去するためのクリーナ31、32、33、34などが
設置されている。
【0025】中間転写ベルト13が時計回りに回転する
過程で、感光体ドラム14と転写帯電器90との間の転
写部、感光体ドラム15と転写帯電器91との間の転写
部、感光体ドラム16と転写帯電器92との間の転写
部、感光体ドラム17と転写帯電器93との間の転写部
を順次通過することにより、中間転写ベルト13上にマ
ゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの各色のトナー像
が重ねて転写される。
【0026】一方、レジストローラ対12へ送られて斜
行状態が矯正されたシート材Sは、中間転写ベルト13
上のトナー像とシート材先端との位置を合わせるタイミ
ングをとって回転を開始するレジストローラ対12によ
って中間転写ベルト13上の2次転写ローラ40と2次
転写対向ローラ13bとの当接部である2次転写部T2
に送られ、シート面上にトナー像が転写される。
【0027】2次転写部T2を通過したシート材Sは中
間転写ベルト13によって画像定着手段である定着装置
35へ送られる。そして、シート材Sが定着装置35内
の定着ローラ35Aと加圧ローラ35Bとによって形成
されるニップ部を通過する過程で、定着ローラ35Aに
より加熱され、加圧ローラ35Bにより加圧されて転写
トナー像がシート面に定着される。
【0028】定着装置35を通過した定着処理済みシー
ト材Sは搬送ローラ対36によって排出ローラ対37へ
送られ、さらに機外の排出トレイ38上へ排出される。
【0029】本画像形成装置においては、両面モードの
画像形成が可能になっている。以下、両面モード時のシ
ート材Sの流れに沿って本画像形成装置の構成をさらに
説明する。
【0030】両面モードが指定されている場合、定着ロ
ーラ対35を通過した定着処理済みシート材Sは縦パス
58を通って反転パス59へ送られる。この場合、フラ
ッパ60は縦パス58を開いており、定着処理済みシー
ト材Sは、搬送ローラ対36、61、62および逆転ロ
ーラ対63によって搬送される。
【0031】逆転ローラ対63によって矢印a方向に搬
送されている定着処理済みシート材Sの後端がポイント
Pを通過した時点で逆転ローラ対63が逆転して、定着
処理済みシート材Sは後端側を先頭にして矢印b方向に
搬送される。この動作で、定着処理済みシート材Sのト
ナー像転写面は上側になる。
【0032】なお、ポイントPには、縦パス58から反
転パス59へのシート材Sの進入を可能とし、反転パス
59から縦パス58へのシート材Sの侵入を不可能とす
る可撓性シート材付きフラッパ64と、シート材後端が
同ポイントPを通過したことを検知する検知レバー65
が設けられている。
【0033】逆転ローラ対63の逆転によって矢印b方
向に搬送された定着済みシートSは、再給紙パス67内
に送られ、複数の再給紙パス内搬送ローラ対68と搬送
ローラ対11で中継され再び画像形成のためにレジスト
ローラ対12に送られる。定着処理済みシート材Sはレ
ジストローラ対12で斜行状態を補正された後、搬送ベ
ルト13に送られる。そして、主走査方向・副走査方向
の倍率補正が行なわれた画像メモリ(不図示)に蓄えら
れた画像データをもとに2回目の画像形成が行なわれ、
以後、片面画像形成と同一のプロセスを経て機外に排出
される。
【0034】つぎに、本発明の特徴部分である画像位置
補正、すなわち両面画像位置合わせについて説明する。
【0035】画像位置補正を行なうための画像情報読み
込み手段であるCCDセンサ39が、シート材Sの搬送
経路中、詳しくは、2次転写対向ローラ13bとテンシ
ョンローラ13cとをむすぶ中間転写ベルト13、およ
び、2次転写ローラ40と定着装置35とをむすぶシー
ト材搬送経路に囲まれた領域内に配置されており、かつ
回転手段(不図示)により矢印A方向、すなわち上記中
間ベルト方向と、B方向、すなわち上記シート材搬送部
方向に回転可能に構成されて、色ズレ補正の時にはA方
向、倍率補正の時にはB方向に向いている。
【0036】図2はマゼンタ・シアン・イエロー・ブラ
ックの色ズレ補正における説明図である。
【0037】図2に示すように、マゼンタ・シアン・イ
エロー・ブラックの画像位置読み取りパターン(画像位
置補正用パターン)#M、#C、#Y、#Bkを中間転
写ベルト13上に形成し、CCDセンサ39で上記パタ
ーン#M、#C、#Y、#Bkを読み込む。基準位置を
Mのパターン#Mとし、他の色のパターン#C、#Y、
#Bkがどの程度ずれているのかを不図示のCPUで解
析する。その解析結果を基に、メモリー上の画像データ
の画像の傾き補正・倍率補正・主走査方向のズレ・副走
査方向のズレ補正を行ない、マゼンタ・シアン・イエロ
ー・ブラックのそれぞれの画像形成、すなわち各レーザ
光LM、LC、LY、LBkによる静電潜像の形成にフ
ィードバックをかける。
【0038】つぎに、定着の熱による画像収縮の主走査
方向・副走査方向の倍率補正について詳しく述べる。
【0039】本実施例の画像形成装置においては、2つ
の画像倍率補正モード1・2が設定されており、モード
1は1面目と2面目との画像サイズを合わせるための画
像倍率補正モードで、モード2は両面コピー直後の絶対
画像倍率を補正するモードである。
【0040】以下、モード1についてダミーシートS’
の流れに沿って図3および図4により説明する。
【0041】図3は2面目画像補正モードが指定された
場合で、標準シートあるいはユーザ指定のダミーシート
S’上に標準画像サンプルあるいはユーザー指定の画像
Gと画像位置読み取りパターン#1、#2、#3、#4
を所定位置に書き込む。定着ローラ35を通過した定着
処理済みダミーシートS’は縦パス58を通って再給紙
パス67へ送られる。このとき、フラッパ60は縦パス
58を、フラッパ64は再給紙パス67を開いており、
定着処理済みダミーシートS’は搬送ローラ対36、6
1、62によって図1中の矢印a方向、さらに矢印c方
向に搬送される。
【0042】この動作で定着処理済みダミーシートS’
は画像が反転することなく、再給紙パス67内に送ら
れ、複数の再給紙パス内搬送ローラ対68と搬送ローラ
対11で中継され、再びレジストローラ対12に送られ
る。
【0043】定着処理済みダミーシートS’はレジスト
ローラ12で斜行状態を補正された後、搬送ベルト13
および2次転写部T2に送られる。
【0044】このとき、図4に示すように、CCDセン
サ39はB方向に回転し、定着処理済みダミーシート
S’上の画像読み取りパターン#1、#2、#3、#4
を読み込む。定着の熱でダミーシートS’とトナーとが
縮むことによる画像収縮を、基準位置を#2のパターン
とし、各パターン位置がどの程度ずれているのかをCP
Uで解析する。なお、パターン#1〜#4を読み込む代
わりに紙端部を読み込むことも可能である。
【0045】その解析結果を基に、メモリー上の1面目
画像に対する2面目画像データの主走査方向・副走査方
向の倍率補正値を決定し、マゼンタ・シアン・イエロー
・ブラックのそれぞれの画像形成、すなわち各レーザー
光LM、LC、LY、LBによる静電潜像の形成にフィ
ードバックをかける。
【0046】このように、1面目画像と2面目画像との
倍率を合わせることにより、両面コピー時の1面目画像
と2面目画像の相対的な画像位置ズレを大幅に改善する
ことができる。
【0047】つぎにモード2について説明する。このと
きも、図5に示すように、図3と同様に、標準シートあ
るいはユーザ指定のダミーシートS”上に標準画像サン
プルあるいはユーザ指定の画像Gと画像位置読み取りパ
ターン#1、#2、#3、#4を書き込む。定着装置3
5を通過した定着処理済みダミーシートS”は図1中の
矢印a、b方向に搬送され、縦パス58、反転パス59
を通って再給紙パス67へ送られる。
【0048】この動作で定着処理済みダミーシートS”
の画像Gが反転し、複数の再給紙パス内搬送ローラ対6
8と搬送ローラ対11で中継され再び画像形成のために
レジストローラ対12に送られる。
【0049】定着処理済みダミーシートS”上には再び
図5と同様、標準画像サンプルあるいはユーザ指定の画
像Gと画像位置読み取りパターン#1〜#4が書き込ま
れる。定着ローラ35を通過した両面定着処理済みダミ
ーシートS”は図1中の矢印a、c方向に搬送され、縦
パス58を通って再給紙パス67へ送られる。
【0050】この動作で両面定着処理済みダミーシート
S”は画像が反転することなく、再給紙パス67内に送
られ、複数の再給紙パス内搬送ローラ対68と搬送ロー
ラ対11で中継され、レジストローラ対12に送られ
る。両面定着処理済みダミーシートS”はレジストロー
ラ12対で斜行状態を補正された後、搬送ベルト13お
よび2次転写部T2に送られる。
【0051】モード1の図4と同様に、図6に示すよう
に、CCDセンサ39により、両面定着処理済みダミー
シートS”上の画像読み取りパターン#1〜#4を読み
込み、各パターン位置がどの程度ずれているのかをCP
Uで解析する。その解析結果を基に、メモリー上の両面
定着後1面目画像データの主走査方向・副走査方向の倍
率補正値を決定し、マゼンタ・シアン・イエロー・ブラ
ックのそれぞれの画像形成、すなわち各レーザー光L
M、LC、LY、LBによる静電潜像の形成にフィード
バックをかける。これにより両面コピー後の画像サイズ
ズレを大幅に改善することができる。
【0052】実施例2 つぎに、本発明の第2次実施例について図7により説明
する。
【0053】本実施例では、第1実施例の画像形成装置
において、CCDセンサ39の代わりに固定式のCCD
センサ41、2次転写ローラ40と2次転写対向ローラ
対13bの代わりに3本組2次転写ローラ42、そし
て、フラッパ64の代わりにマイラー69が取付けられ
ており、第1実施例のフラッパ64のように反転・スル
ーの切替がないことが特徴である。
【0054】第1実施例との違いは、画像倍率補正モー
ド1・2におけるダミーシートS’またはS”上の画像
読み取りパターン#1〜#4を2次転写位置T2で裏面
から読み込むことができ、ダミーシート1枚でモード1
・2の画像倍率補正を行なうことができる。
【0055】また、連続コピー時などでは、前方のコピ
ーから与えられる1枚目・2枚目の相対的倍率の情報
(モード1)を後方のコピーにフィードバックすること
もできる。
【0056】実施例3 つぎに、本発明の第3実施例について図8により説明す
る。
【0057】本実施例では、本発明を、第1、第2実施
例の中間転写ベルトの代わりにシート材Sを搬送する転
写体である転写ベルト13’を採用し、シート材Sに直
接画像を形成する形式の画像形成装置に具現化するもの
であり、したがって、2次転写ローラ40および2次転
写対向ローラ13bを廃止している。
【0058】また、回転式のCCDセンサ39の代わり
に固定式のCCDセンサ39’を採用している。
【0059】本実施例の画像形成装置においても、第1
実施例にて説明した画像倍率補正モードを適用すること
により、両面コピー時の1面目画像と2面目画像の相対
的な画像位置ズレを大幅に改善することができ、また、
両面コピー後の画像サイズズレを大幅に改善することが
できる。
【0060】このほか、自動でモード1、2の補正を行
なうのではなく、給紙部1、2、3を用いてマニュアル
で1枚ずつ画像形成済みのシートを送り補正してもよ
い。
【0061】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の画像形成装置によれば、シート材の搬送経路中にシー
ト材上に画像形成された画像情報を読み込む手段を有
し、前記画像情報を基に第1面目形成画像倍率と第2面
目形成画像倍率を形成することにより、両面画像位置合
わせの能力を向上でき、高品質両面画像を得ることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例に係る画像形成装置を示す
全体構成図である。
【図2】第1実施例における画像位置補正用パターンを
示す説明図である。
【図3】第1実施例におけるモード1に係るダミーシー
トを示す説明図である。
【図4】図3のダミーシート上の画像位置補正用パター
ンをCCDセンサにより検知する様子を示す説明図であ
る。
【図5】第1実施例におけるモード2に係るダミーシー
トを示す説明図である。
【図6】図5のダミーシート上の画像位置補正用パター
ンをCCDセンサにより検知する様子を示す説明図であ
る。
【図7】第2実施例に係る画像形成装置を示す全体構成
図である。
【図8】第3実施例に係る画像形成装置を示す全体構成
図である。
【図9】従来の画像形成装置における両面画像形成のシ
ート材の流れを示す模式図である。
【符号の説明】
13 中間転写ベルト(中間転写体) 13’ 転写ベルト(転写体) 35 定着装置(画像定着手段) 39 CCDセンサ(画像情報読み込み手段) 40 2次転写ローラ(画像転写手段) S シート材 S’、S” ダミーシート材

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 シート材の両面に画像形成が可能な画像
    形成装置において、シート材の搬送経路中にシート材上
    に画像形成された画像情報を読み込む手段を有し、前記
    画像情報を基に第1面目形成画像倍率と第2面目形成画
    像倍率を決定することを特徴とする画像形成装置。
  2. 【請求項2】 前記画像情報を読み込む手段は色ずれ補
    正用の読み込み手段を兼ねることを特徴とする請求項1
    の画像形成装置。
  3. 【請求項3】 前記画像情報を読み込む手段は、第1面
    目を画像定着する画像定着手段のシート材搬送方向下流
    側にて第1面目の画像情報を読み込むことを特徴とする
    請求項1の画像形成装置。
  4. 【請求項4】 前記画像情報を読み込む手段は、第2面
    目を画像転写する画像転写手段より下流かつ第2面目を
    画像定着する前記画像定着手段より上流で画像情報を読
    み込むことを特徴とする請求項3の画像形成装置。
  5. 【請求項5】 前記画像情報を読み込む手段は、第2面
    目を画像定着する画像定着手段より前記シート材搬送方
    向下流側で第2面目の画像情報を読み込むことを特徴と
    する請求項1の画像形成装置。
  6. 【請求項6】 シート材に専用読み取りパターンを書込
    み、前記画像情報を読み込む手段がこのパターンを読み
    込むことを特徴とする請求項1の画像形成装置。
  7. 【請求項7】 前記画像情報を読み込む手段はシート材
    の紙端部を読み込むことを特徴とする請求項1の画像形
    成装置。
  8. 【請求項8】 ダミーシート材に画像形成を行なうこと
    によって画像倍率を決定することを特徴とする請求項1
    の画像形成装置。
  9. 【請求項9】 主走査方向・副走査方向それぞれの倍率
    を独立に補正することを特徴とする請求項1の画像形成
    装置。
  10. 【請求項10】 中間転写体を用いたことを特徴とする
    請求項1の画像形成装置。
  11. 【請求項11】 転写体を用いたことを特徴とする請求
    項1の画像形成装置。
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