JP2022117158A - 画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

Figure 2022117158000001
【課題】画像の幾何特性を調整して表裏ずれを抑制した画像形成を行う画像形成装置を提供する。
【解決手段】画像形成装置は、シートに画像を形成するプリンタ100と、テスト画像が形成されたシートを読み取る読取センサC1、C2と、読取センサC1、C2によるテスト画像の読取結果に基づきプリンタ100により形成される画像の幾何特性を制御するプリンタコントローラ103と、を有する。プリンタコントローラ103は、複数のシートにユーザ画像が形成される印刷ジョブにおいて、テスト画像の形成に関する周期的な条件が満たされる度にプリンタ100に第1テスト画像を形成させ、前記印刷ジョブにおいて第1テスト画像が形成されるよりも前に、プリンタ100に第2テスト画像を形成させる。
【選択図】図5

Description

本発明は、本発明は、複写機、複合機、プリンタ等の画像形成装置に関する。
近年、オンデマンド画像形成装置の市場が拡大している。例えば、オフセット印刷市場では、電子写真方式の画像形成装置が広がりつつある。また、ラージフォーマット、低イニシャルコスト、超高速等の理由で幅広い市場開拓に成功したインクジェット方式の画像形成装置も、オンデマンド画像形成装置での市場が拡大している。しかし市場拡大は容易なものではなく、その市場を担ってきた先行の画像形成装置の画像品質(以下、「画質」と呼ぶ。)を維持しなければならない。画質を維持するために、画像形成装置がシートに画像を形成する際の画像形成条件が適宜補正される。
画質には、階調性、粒状性、面内一様性、文字品位、色再現性(色安定性を含む)等があるが、他の重要な要素として「表裏見当精度」があげられる。表裏見当精度とは、シートの表面と裏面のそれぞれの画像の位置合わせ精度である。画像が形成されたシート(成果物)の表面と裏面の各画像の位置(印字位置)のずれは「表裏ずれ」と呼ばれる。オフセット印刷機では印刷前に熟練の技術者によって表裏見当精度の調整が行われ、表裏ずれが約0.1~0.2程度に抑え込まれる。しかしながら、その表裏見当精度の調整には、時間がかかり、熟練の技術が必要である。
多品種小ロット印刷ニーズに応えるデジタル印刷装置として、トナーを用いた電子写真式の画像形成装置が広く知られている。画像形成装置は、トナーを熱と圧力によってシートへ定着させる。そのため、例えば第一面への印字後にシートに縮みが発生し、第一面と第二面の印字位置ずれ、すなわち表裏ずれが生じる。また、上述の電子写真式の画像形成装置を含むカットシートを扱う画像形成装置では、シートの位置合わせ(レジストレーション)によって高精度な印字位置の安定性を提供する。通常、矩形のシートの一辺を基準としてレジストレーションが行われるため、一枚毎の表裏見当精度のバラツキはシートの裁断精度やシートの変形に影響される。
シートの裁断精度やシートの変形を含むシート形状を決める要素には、シートの各辺の長さの他に、直角性や平行性があげられる。シートの形状は、シートの裁断ロット差や周囲環境によりバラツキが生じる。表裏見当精度は、シートの形状に影響される。したがってカットシートを扱う画像形成装置でオフセット印刷相当の表裏見当精度を提供するためには、シートの裁断ロットやセット環境が変わるたびに、印字位置や倍率・歪みを調整することで、表裏ずれを調整する作業が必要となる。このような作業は「表裏見当」と呼ばれる。またジョブ中のシート形状の変動、画像形成プロセスにおける画像形状の変動によっても表裏ずれが発生する。特許文献1には、ジョブ中の所定枚数の印刷間隔で、印字位置調整を自動的に割り込んで実行する画像形成装置が開示される。
包装紙から取り出したシートを低湿度の部屋に設置された画像形成装置の給紙カセットに収容した場合、シートが含有する水分量は時間経過とともに低下する。そのため、給紙カセットに収容されたシートの寸法は、包装紙を開封した直後に比べて、時間経過とともに縮んでしまう。逆にシートの放置環境が高湿度であれば、給紙カセットに収容されたシートの寸法が、包装紙を開封した直後に比べて伸びてしまう。このようにシートが含有する水分量の変動により、シートの寸法が変わる(シート形状が変動する)ことで表裏ずれが発生する。特許文献2には、シートの給紙カセット内における放置時間に基づいて、印字位置調整の時間間隔を除々に長くする画像形成装置が開示される。
特開2005-221582号公報 特開2018-097111号公報
上述した通り、包装紙から取り出した後のシートの寸法が変化することで、表裏ずれが発生する。特許文献1では、所定枚数毎に印字位置調整(表裏見当)を行うために、高頻度で割り込んで印字位置調整が行われる(例えば50枚毎に1回)。これは、やれ紙の増加や実質生産性の低下の原因となる。逆に低頻度で印字位置調整を行う場合(例えば100枚毎に1回)、序盤の表裏ずれが悪化してしまう。
特許文献2では、給紙カセット内におけるシートの放置時間に基づいて印字位置調整の時間間隔を除々に長くする。しかし実際は、束状態で放置されているシートは、上面のシートのみが伸びているケースがほとんどである。よって放置時間が短い場合は、上面のシートしか伸びていないために、印字位置調整が過剰に実行されてしまう。これは、やれ紙の増加や実質生産性の低下の原因となる。逆に放置時間が長い場合は、上面のシートが伸びているために、序盤の表裏ずれが悪化してしまう。
本発明は、上述の問題に鑑み、適切に画像の幾何特性を調整して表裏ずれを抑制した画像形成を行う画像形成装置を提供することを目的とする。
本発明の画像形成装置は、シートに画像を形成する画像形成手段と、テスト画像が形成されたシートを読み取る読取手段と、前記画像形成手段に前記テスト画像を形成させ、前記読取手段に前記テスト画像が形成された前記シートを読み取らせ、前記読取手段の読取結果に基づき前記画像形成手段により形成される画像の幾何特性を制御する制御手段と、を有し、前記制御手段は、複数のシートにユーザ画像が形成される印刷ジョブにおいて、前記テスト画像の形成に関する周期的な条件が満たされる度に前記画像形成手段に第1テスト画像を形成させ、前記制御手段は、前記印刷ジョブにおいて前記第1テスト画像が形成されるよりも前に、前記画像形成手段に第2テスト画像を形成させることを特徴とする。
本発明によれば、幾何特性の調整値を適当なタイミングで取得でき、表裏ずれを抑制した画像形成が可能となる。
画像形成装置の構成図。 調整ユニットの構成図。 読取ユニットの説明図。 調整シートの説明図。 コントローラの説明図。 操作画面の例示図。 調整シートの例示図。 表裏見当処理を表すフローチャート。 調整ユニット内のジョブシートの位置の説明図。 調整ユニット内の調整シートの位置の説明図。 シートの搬送方向の長さの推移と表裏ずれ量の関係の説明図。 給紙カセット内のシートが含む水分量分布の時間変化の説明図。 シートの搬送方向の長さの推移と表裏見当処理のタイミングの説明図。 シートの搬送方向の長さの推移と表裏見当処理のタイミングの別の説明図。
以下に、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。本実施形態では電子写真方式のレーザビームプリンタを用いて上述課題を解決する方法を説明する。説明は電子写真方式で行うが、制御の特徴的な点、特に請求項で記載した事項は、インクジェットプリンタや昇華型プリンタなどでも熱乾燥方式による画像定着による同様の課題があり、且つ以下で述べる方法を用いて課題を解決することができる。よって各画像形成装置においても上述請求項は特許の請求の範囲内と主張する。
(画像形成装置)
図1は、本実施形態の画像形成装置の構成図である。本実施形態の画像形成装置1は、プリンタ100、調整ユニット400、及びフィニッシャ600により構成される。プリンタ100は電子写真方式によりシート110に画像を形成する。なお、本実施形態のプリンタは、インクジェットプリンタや昇華型プリンタであってもよい。
プリンタ100は、筐体101内に画像形成のためのエンジン部を構成する各機構及び各機構の動作を制御する後述のコントローラを備える。筐体101の上部には操作パネル180が設けられる。操作パネル180はユーザインタフェースであり、ユーザからの指示を受け付ける入力装置と、操作画面等の画面を表示する出力装置とを備える。エンジン部を構成する各機構は、画像を形成する機構(画像形成機構)、シート110に画像を転写する機構(転写機構)、シート110を給送する機構(給送機構)、及びシート110に画像を定着させる機構(定着機構)を含む。
画像形成機構は、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色に対応して4つの画像形成部120、121、122、123を備える。画像形成部120、121、122、123は、対応する色の画像を形成する。画像形成部120、121、122、123は、形成する画像の色が異なるのみで、同じ構成である。ここでは画像形成部120の構成について説明し、他の画像形成部121、122、123の構成の説明は省略する。
画像形成部120は、感光ドラム105、帯電器111、レーザスキャナ107、及び現像器112を備える。感光ドラム105は、表面に帯電層を有するドラム形状の感光体であり、ドラム軸を中心に回転する。帯電器111は、回転する感光ドラム105の表面を一様に帯電させる。レーザスキャナ107は、形成する画像を表す画像データに基づいて変調されたレーザ光により、感光ドラム105を走査する。レーザスキャナ107は、半導体レーザから出射されるレーザ光を一方向に走査する発光部108と、発光部108からのレーザ光を感光ドラム105に向けて反射する反射ミラー109とを備える。なお、レーザスキャナ107が感光ドラム105を走査する方向(図中奥行き方向)が主走査方向である。
感光ドラム105は、帯電した後にレーザ光により走査されることで、表面に、画像データに応じた静電潜像が形成される。現像器112は、感光ドラム105に形成された静電潜像を現像剤により現像する。これにより感光ドラム105の表面に静電潜像が顕像化された画像が形成される。画像形成部120の感光ドラム105には、イエローの画像が形成される。画像形成部121の感光ドラム105には、マゼンタの画像が形成される。画像形成部122の感光ドラム105には、シアンの画像が形成される。画像形成部123の感光ドラム105には、ブラックの画像が形成される。なお、感光ドラム105及び現像器112は、筐体101に対して着脱可能である。
転写機構は、中間転写体106及び転写ローラ114を備える。中間転写体106は、画像形成部120、121、122、123の各感光ドラム105から、画像が順次重畳して転写される。本実施形態では、中間転写体106は、図中時計回りに回転しており、画像形成部120(イエロー)、画像形成部121(マゼンタ)、画像形成部122(シアン)、画像形成部123(ブラック)の順に画像が転写される。中間転写体106の回転方向で画像形成部123の下流側には、中間転写体106上に形成される画像濃度検出用の画像から画像濃度を検出するための画像濃度検出センサ117が設けられる。
中間転写体106に転写された画像は、中間転写体106の回転により転写ローラ114まで搬送される。中間転写体106の回転方向で転写ローラ114の上流側には、シート110への転写位置を決めるための画像形成開始位置検出センサ115が設けられる。転写ローラ114は、シート110を中間転写体106に圧接すると同時に、中間転写体106上の画像と逆特性のバイアスが印加されることで、中間転写体106からシート110に画像を転写する。
給送機構は、シート110を収容する給紙カセット113と、シート110が給送される搬送パスと、シート110を搬送パスに搬送するための各種ローラとを備える。シート110は、給紙カセット113から給紙され、搬送パスを搬送されながら画像が転写、定着されることで画像が形成され、筐体101の外部に排出される。本実施形態では、給紙カセット113が複数設けられており、どの給紙カセット113からでも給紙が可能である。各給紙カセット113に収容されるシート110は、同じ種類であってもよいが異なる種類であってもよい。
そのためにシート110は、まず、給紙カセット113から給紙されて、搬送パスを転写ローラ114まで搬送される。給紙カセット113から転写ローラ114までの搬送パスの途中には、シート110の搬送タイミングを調整するための給紙タイミングセンサ116が設けられる。画像形成開始位置検出センサ115が中間転写体106上の画像を検出するタイミングと、給紙タイミングセンサ116がシート110を検出するタイミングとにより、シート110が転写ローラ114へ搬送されるタイミングが調整される。これによりシート110の所定の位置に、中間転写体106から画像が転写される。
画像が転写されたシート110は、定着機構へ搬送される。本実施形態の定着機構は、第1定着器150及び第2定着器160を備える。第1定着器150は、シート110に画像を熱圧着するために、シート110を加熱するための定着ローラ151、シート110を定着ローラ151に圧接させるための加圧ベルト152、及び定着完了を検知する定着後センサ153を含む。定着ローラ151は中空ローラであり、内部にヒータを有し、回転することでシート110を搬送するように構成されている。定着後センサ153は、画像定着後のシート110を検出する。
第2定着器160は、第1定着器150よりもシート110の搬送方向で下流側に配置され、第1定着器150により定着処理されたシート110上の画像に対するグロスの付加や、定着性の確保に用いられる。第2定着器160は、定着ローラ161、加圧ローラ162、及び定着後センサ163を有する。定着ローラ161は定着ローラ151と同様の構成であり、同様に機能する。加圧ローラ162は、加圧ベルト152と同様に機能する。定着後センサ163は、定着後センサ153と同様に機能する。第2定着器160は、第1定着器150と同様にシート110への定着処理を行う。
第2定着器160は、シート110の種類や画像形成処理の内容によっては使用されないことがある。搬送パス130は、第1定着器150で定着処理されたシート110を、第2定着器160を経由せずに搬送するために設けられる。そのために、シート110の搬送方向で第1定着器150の下流側には、シート110を第2定着器160と搬送パス130とのいずれかに誘導するためのフラッパ131が設けられる。
第2定着器160と搬送パス130とのいずれか一方を経由したシート110は、そのまま排出される場合と、搬送パス135に搬送される場合とがある。そのために、第2定着器160後の搬送パスと搬送パス130とが合流した後に、フラッパ132が設けられる。フラッパ132は、シート110を搬送パス135と排出パス139とのいずれかに誘導する。排出パス139に誘導されたシート110は、画像が形成された面(第一面)を上に向けて筐体101の外部に排出される。
搬送パス135は、シート110の表裏面の反転に用いられる反転パス136までシート110を搬送する経路である。反転パス136には、シート110を検出する反転センサ137が設けられる。反転センサ137がシート110の後端を検出すると、シート110は反転パス136で搬送方向が反転される。搬送方向が反転したシート110は、搬送パス135と反転パス138とのいずれかに搬送される。そのために搬送パス135と反転パス138との分岐にフラッパ133が設けられる。搬送パス135に搬送される場合、シート110は、フラッパ133により搬送パス135に誘導され、表裏面が反転されて(画像が形成された面を下に向けて)筐体101の外部に排出される。反転パス138に搬送される場合、シート110は、フラッパ133により反転パス138に誘導される。反転パス138に誘導されたシート110は、表裏面が反転されて、再度転写ローラ114へ搬送される。これによりシート110は、裏面(第二面)への画像形成が行われる。
(調整ユニット)
図2は、調整ユニット400の構成図である。調整ユニット400は、プリンタ100の後段に設けられ、プリンタ100から排出された画像形成後のシート110を受け付ける。調整ユニット400は、スルーパス430と排出パス432との2つの搬送パスを備える。スルーパス430と排出パス432の分岐点には、分岐フラッパ422が設けられる。スルーパス430には、分岐フラッパ422よりもシート110の搬送方向の上流側に読取ユニット500が設けられる。読取ユニット500は、プリンタ100から受け取ったシート110に形成される画像を読み取る。
スルーパス430には、シート110の搬送方向の上流側から順に、搬送ローラ401、読取ユニット500、分岐フラッパ422、及び排出ローラ406が設けられる。排出パス432には、分岐フラッパ422を基点として、搬送ローラ415、416、417、及び排出ローラ418が設けられる。シート110がスルーパス430を通過する場合、分岐フラッパ422は、上位置に移動する。スルーパス430を通過したシート110は、排出ローラ406により調整ユニット400から外部(フィニッシャ600)へ排出される。フィニッシャ600は、シート110をトレイ601又はトレイ602へ排出する。なお、フィニッシャ600は、シート110に綴じ処理や製本処理等の後処理を行ってもよい。シート110が排出パス432へ搬送される場合、分岐フラッパ422は、下位置に移動する。排出パス432へ搬送されるシート110は、排出ローラ418により固定トレイ431へ排出される。
このように、分岐フラッパ422によりシート110の排出先を切り替えることができる。フィニッシャ600へ搬送されるシート110はスルーパス430を通過する。表裏見当に用いられるシート110は、読取ユニット500で画像が読み取られ、排出パス432を介して固定トレイ431へ排出される。なお、ジョブに応じて画像形成されたシート110を「ジョブシート」、表裏見当に用いられるシート110を「調整シート」と呼ぶこともある。ジョブシートはスルーパス430を通ってフィニッシャ600へ搬送される。
ジョブシートと調整シートを分けて排出することで、ジョブシートの間に調整シートが混入することを回避することができる。ユーザにとって調整シートは不要である。ジョブシートの間に調整シートが混入すると調整シートを取り除く作業が生じるために、ジョブシートと調整シートを分けて排出することは、ユーザ作業の効率化に有効である。
(読取ユニット)
図3は、読取ユニット500の説明図である。図3(a)は、読取ユニット500の断面図である。図3(b)は、読取ユニット500の上面図である。読取ユニット500は、搬送ローラ501、502、503、読取センサC1、C2、ガラス5041、5042、付勢ローラ511、512、513、514、及びシート検出センサ521、522を備える。
搬送ローラ501、502、503はシート110を搬送する。シート110は、搬送ローラ501、搬送ローラ502、搬送ローラ503の順に搬送される。読取センサC1、C2は、搬送されるシート110の端部の検出や、印刷されている画像の読み取りを行う。読取センサC1、C2は、例えばCIS(Contact Image Sensor)等の光学センサである。読取センサC1は、シート110の裏面の画像を読み取る。読取センサC2は、シートの表面の画像を読み取る。読取センサC1、C2は、シート110の搬送方向に直交する方向を主走査方向として1ラインずつ連続して画像を読み取る。シート110の搬送方向が副走査方向となる。
シート検出センサ521、522は、搬送されるシート110を検出する。シート検出センサ521がシート110を検出したタイミングに応じて、読取センサC1の動作タイミングが決定される。シート検出センサ522がシート110を検出したタイミングに応じて、読取センサC2の動作タイミングが決定される。なお、シート検出センサ521は、調整ユニット400がプリンタ100からシート110を受け入れる受入口から読取センサC1の読取位置までの間であれば、どこに配置されていてもよい。シート検出センサ522は、読取センサC1の読取位置から読取センサC2の読取位置までの間であれば、どこに配置されていてもよい。また、シート検出センサ522を設けず、シート検出センサ521がシートを検出したタイミングに応じて読取センサC2の動作タイミングが決定されてもよい。
読取センサC1は、ガラス5041を介して光を搬送中のシート110に照射し、その反射光をガラス5041を介して受光することで、シート110の端部の検出や画像の読み取りを行う。付勢ローラ511、512は、読取センサC1に対向して配置され、シート110を読取センサC1側に付勢する。付勢ローラ511、512は、ガラス5041との間に所定のギャップを有して配置される。つまり、付勢ローラ511、512とガラス5041とはニップしていない。付勢ローラ511、512は、搬送ローラ501、502、503のニップ部を結んだニップラインNよりもガラス5041側に侵入している。これによりシート110がガラス5041側、すなわち読取センサC1の焦点位置近傍を通過する。読取センサC1がCISである場合、CISの焦点深度が浅いために、シート110を読取センサC1の焦点位置近傍に付勢する必要がある。
読取センサC2は、ガラス5042を介して光を搬送中のシート110に照射し、その反射光をガラス5042を介して受光することで、シート110の端部の検出や画像の読み取りを行う。付勢ローラ513、514は、読取センサC2に対向して配置され、シート110を読取センサC2側に付勢する。付勢ローラ513、514は、ガラス5042との間に所定のギャップを有して配置される。つまり、付勢ローラ513、514とガラス5042とはニップしていない。付勢ローラ513、514は、ニップラインNよりもガラス5042側に侵入している。これによりシート110がガラス5042側、すなわち読取センサC2の焦点位置近傍を通過する。読取センサC2がCISである場合、CISの焦点深度が浅いために、シート110を読取センサC1の焦点位置近傍に付勢する必要がある。
このような構成の読取ユニット500は、搬送ローラ501、502、503でシート110を搬送しながら、シート110の端部及びシート110に形成された画像を読み取ることができる。読取結果に基づいて、シート110の端部から画像までの距離が検出される。シート110の端部から画像までの距離により、シート110上の画像の形成位置(印字位置)の調整等の幾何調整が行われる。なお、読取センサC1、ガラス5041、及び付勢ローラ511、512の構成と、読取センサC2、ガラス5042、及び付勢ローラ513、514の構成とは、配置が逆になっていてもよい。すなわち、上流側に読取センサC2、ガラス5042、及び付勢ローラ513、514の構成が配置され、下流側に読取センサC1、ガラス5041、及び付勢ローラ511、512の構成の構成が配置されていてもよい。
図4は、印字位置の調整に用いられるシート110(調整シート)の説明図である。調整シートは、シート110の4つの頂点の近傍に4つパッチ画像820からなるテスト画像が印刷されて作成される。シート110の搬送方向の先端側のパッチ画像820は、シート110の搬送方向の先端部からの距離がLとなる位置に印刷される。シート110の搬送方向の後端側のパッチ画像820は、シート110の搬送方向の後端部からの距離がLとなる位置に印刷される。シート110の搬送速度V、読取センサによるシート端部の検出タイミングT1、読取センサによるパッチ画像820端部の検出タイミングT2とすると、距離LはL=(T2-T1)/Vで表される。この場合、読取センサは、読取センサC1と読取センサC2のどちらでも使用可能である。
(コントローラ)
図5は、画像形成装置1の動作を制御するコントローラの説明図である。プリンタ100は、プリンタコントローラ103及びエンジン制御部312を備える。プリンタコントローラ103は、画像形成装置1の動作を統括的に制御する。エンジン制御部312は、画像形成のためのエンジン部を構成する各機構の動作を制御することで、シート110への画像形成処理を制御する。
プリンタコントローラ103は、操作パネル180に接続されており、操作パネル180により入力される指示等を取得し、操作パネル180に図6に例示するような操作画面等の各種画面を表示させる。プリンタコントローラ103は、印刷ジョブライブラリ700、用紙ライブラリ900、及び画像形状補正部320を備える。印刷ジョブライブラリ700と用紙ライブラリ900は結びつけられる。ここで、例えば、外部装置としてのパーソナルコンピュータから転送された画像データを含む印刷ジョブは、印刷ジョブライブラリ700に格納される。以下の説明においては、画像形成装置1が印刷ジョブに基づいて形成する画像を「ユーザ画像」と称す。ユーザ画像は予め決められたテスト画像とは異なる画像である。
印刷ジョブライブラリ700は、操作パネル180から入力される印刷ジョブを格納する。印刷ジョブライブラリ700には、印刷ジョブ毎に、印刷に使用するシートの寸法(用紙サイズ)、印刷するページ数等の情報が格納される。用紙ライブラリ900は、プリンタ100で使用可能なシートの種類毎に、幾何特性等の情報を格納する。幾何特性は、調整ユニット400から取得する後述の幾何調整値により更新される。用紙ライブラリ900に格納される情報には、操作パネル180から入力されるシートの名称、坪量、表面性等の情報も含まれる。画像形状補正部320は、印刷ジョブで使用するシートの幾何特性の情報を用紙ライブラリ900から取得し、取得した幾何特性の情報に応じて、画像形状、印字位置等の補正を行う。画像形状補正部320で補正された画像データは、エンジン制御部312へ送信される。
エンジン制御部312には、定着後センサ153、163、反転センサ137、フラッパ131、132、及び駆動モータ311等が接続される。駆動モータ311は、プリンタ100内でシート110を搬送する各種ローラを駆動する駆動源である。エンジン制御部312は、プリンタコントローラ103による画像データを含む印刷指示に応じて、エンジン部の各機構によりシート110へ画像を形成する。この際、エンジン制御部312は、定着後センサ153、163、反転センサ137等のセンサの検出結果に基づいてフラッパ131、132、駆動モータ311等の動作を制御して、シート110の搬送制御を行う。
調整ユニット400は、プリンタ100と通信可能に接続されている。調整ユニット400は、通信部250、制御部251、及び画像処理部260を備える。制御部251には、搬送モータM401~M405、フラッパ切替モータ423、シート検出センサ521、522、読取センサC1、C2が接続される。画像処理部260には、読取センサC1、C2が接続される。
通信部250は、プリンタ100(プリンタコントローラ103)との間の通信インタフェースである。通信部250は、プリンタコントローラ103からデータを受け付けて制御部251及び画像処理部260へ送信する。通信部250は、制御部251及び画像処理部260からデータを受け付けてプリンタコントローラ103へ送信する。例えば、通信部250は、プリンタコントローラ103から動作指示を受け付けて制御部251へ送信し、画像処理部260から後述する幾何調整値を取得してプリンタコントローラ103へ送信する。
制御部251は、プリンタコントローラ103から取得した動作指示に応じて動作し、搬送モータM401~M405、フラッパ切替モータ423、読取センサC1、C2の動作を制御する。搬送モータM401~M405は、調整ユニット400内の搬送ローラ401、415、416、417、501、502、503、排出ローラ406、418、及び付勢ローラ511、512、513、514の駆動源である。搬送モータM401~M405は、制御部251の指示に応じてこれらのローラを駆動制御することで、シート110を搬送する。
フラッパ切替モータ423は、制御部251の指示に応じて分岐フラッパ422の切替制御を行う。制御部251がプリンタコントローラ103から取得する動作指示には、受け渡されるシート110に形成される画像が印刷ジョブに応じたユーザ画像であるか、或いはテスト画像であるかを示す情報が含まれる。制御部251は、受け渡されるシート110に印刷ジョブに応じたユーザ画像が形成される場合(ジョブシートである場合)、フラッパ切替モータ423により分岐フラッパ422を上位置に移動させる。制御部251は、受け渡されるシート110にテスト画像が形成される場合(調整シートである場合)、フラッパ切替モータ423により分岐フラッパ422を下位置に移動させる。
読取センサC1、C2は、制御部251の指示に応じてシート110から画像を読み取る。制御部251は、受け渡されるシートが調整シートである場合に、読取センサC1、C2へ画像の読み取りを指示する。制御部251は、シート検出センサ521、522にも接続されており、シート検出センサ521、522がシート110を検出したタイミングに応じて、読取センサC1、C2へシート110の画像の読み取りを指示する。読取センサC1、C2は、シート110の読取結果を画像処理部260へ送信する。
画像処理部260は、プリンタコントローラ103から取得した指示に応じて動作し、読取センサC1、C2によるシート110の読取結果に基づいて、プリンタ100が形成する画像の幾何特性を調整するための幾何調整値を生成する。幾何特性は、例えばシート110に形成する画像の形状、印字位置等である。画像処理部260は、生成した幾何調整値を、通信部250を介してプリンタコントローラ103の用紙ライブラリ900へ格納する。
以上のような画像形成装置1のコントローラによる幾何特性の調整処理について説明する。ここでは、幾何特性として印字位置を調整する場合について説明する。幾何特性の調整は、所定枚数のシート110への画像形成が行われることで行われる。つまり幾何特性の調整は、画像形成装置1内で通紙されるシート110の枚数が所定枚数になる毎に周期的に行われる。幾何特性の調整には、図7に例示する調整シート801が用いられる。そのために調整シート801は、周期的な条件が満たされる度(通紙されるシート110の枚数が所定枚数になる毎)に作成されることになる。調整シート801を周期的に作成するための条件である所定枚数は、例えば、ユーザ指示情報に基づいて決定される。プリンタコントローラ103は、操作パネル180から入力される調整シート801を周期的に作成するための周期的な条件に関するユーザ指示情報を取得し、当該ユーザ指示情報に基づいて所定枚数を決定する。
プリンタコントローラ103は、操作パネル180に、図6(a)に例示する印刷ジョブの一覧画面1001を、印刷ジョブライブラリ700に格納された印刷ジョブに基づいて表示する。ユーザは、操作パネル180により、一覧画面1001から「印字位置調整」ボタン1002を選択する。これによりプリンタコントローラ103は、操作パネル180に、図6(b)に例示する印字位置調整画面を表示する。ユーザは、操作パネル180により、印字位置調整画面から「一定枚数毎に調整シートを読み込んで調整」1105にチェックを入れる。プリンタコントローラ103は、チェックが入れられることで、エンジン制御部312に対して表裏見当用の調整シートの形成を指示する。エンジン制御部312は、この指示に応じて所定枚数毎に調整シートを作成する。
図7に例示図する調整シート801は、シート110の表面に図4に例示するように4つのパッチ画像820からなるテスト画像802が形成され、且つシート110の裏面に図4に例示するように4つのパッチ画像820からなるテスト画像803が形成される。調整シート801は、プリンタ100から調整ユニット400へ受け渡される。調整シート801は、ユーザ画像を形成するための印刷ジョブで所定枚数のシート110に画像が形成される度に、割り込んで作成される。
調整ユニット400の読取ユニット500は、調整シート801を搬送ローラ501、502、503により搬送しながら、読取センサC1、C2により両面のパッチ画像820を1ラインずつ連続的に読み取る。画像処理部260は、1ライン毎の読取結果を読取センサC1、C2から取得してつなぎ合わせることで、調整シート801の両面の読取画像を生成する。なお、読取センサC1、C2により読み取られた調整シート801は、排出パス432を介して固定トレイ431に排出される。
画像処理部260は、調整シート801の表面(テスト画像802)の読取画像から、シートの頂点座標(X01,Y01)~(X31,Y31)及びパッチ画像820の座標(X41,Y41)~(X71,Y71)を検出する。画像処理部260は、調整シート801の裏面(テスト画像803)の読取画像から、シートの頂点座標(X02,Y02)~(X32,Y32)及びパッチ画像820の座標(X42,Y42)~(X72,Y72)を検出する。
画像処理部260は、検出した頂点座標(X01,Y01)~(X31,Y31)及び座標(X41,Y41)~(X71,Y71)に基づいて、表面の画像の歪み量、シート110への印字位置のずれ等を測定する。画像処理部260は、検出した頂点座標(X02,Y02)~(X32,Y32)及び座標(X42,Y42)~(X72,Y72)に基づいて、裏面の画像の歪み量、シート110への印字位置のずれ等を測定する。また、画像処理部260は、表面、裏面のそれぞれの印字位置に応じて、表裏面の印字位置のずれを測定する。
画像処理部260は、画像の歪み量、印字位置のずれ、表裏面の印字位置のずれ等の測定結果に基づいて、画像形状補正部320による画像の形状修正が可能な、表面及び裏面のそれぞれについての幾何調整値を導出する。幾何調整値は、例えばリード位置、サイド位置、倍率、直角性、回転量等のパラメータを含む。画像処理部260で導出された表面及び裏面の幾何調整値は、通信部250を介してプリンタコントローラ103の用紙ライブラリ900へ送信される。用紙ライブラリ900は、取得した表面及び裏面の幾何調整値を、表面用、裏面用の画像形成時のパラメータとして格納する。幾何調整値は、シート110の種類毎に導出されて用紙ライブラリ900に格納される。
画像形状補正部320は、幾何調整値に基づいて調整した画像データをエンジン制御部312へ送信する。エンジン制御部312は、調整された画像データに基づいてシート110に画像を形成する。このようにして形成された画像は、画像位置、歪み等の幾何特性が調整されて、高精度に表裏見当されてシート110の両面に形成される。
幾何調整値が更新されることで、シート110に形成される画像の幾何特性が高精度に維持される。本実施形態では、幾何調整値の更新は、印刷ジョブの途中の所定のタイミングの他に、印刷ジョブの開始前にも行われる。すなわち、調整シート801は、印刷ジョブの途中で割り込んで作成される他に、印刷ジョブの開始前にも作成される。
(表裏見当)
図8は、画像形成装置1による表裏見当処理を表すフローチャートである。図9は、調整ユニット400内のジョブシートの位置の説明図である。図10は、調整ユニット400内の調整シート801の位置の説明図である。画像形成装置1は、印刷ジョブを受け付けて処理を開始する。画像形成装置1は、図6(a)の一覧画面1001の「印字位置調整」ボタン1002が選択されている場合、印刷ジョブの途中であっても割り込んで表裏見当を行う。
プリンタコントローラ103は、表裏見当を行うか否かを判断する(S1002)。プリンタコントローラ103は、「印字位置調整」ボタン1002が選択されている場合にこの判断を行う。プリンタコントローラ103は、印刷ジョブに応じて画像形成を行ったシート110の枚数をカウントしており、このカウント値が所定枚数になった場合に、表裏見当を行うと判断する。
表裏見当を行わない場合(S1002:N)、プリンタ100及び調整ユニット400内の各部がホームポジションで待機する(S1004)。このとき、調整ユニット400内の分岐フラッパ422は、シート110をスルーパス430へ案内するために上位置に移動している。
プリンタコントローラ103は、エンジン制御部312に対して印刷ジョブに応じた画像形成を指示する。エンジン制御部312は、この指示に応じてシート110に画像を形成する(S1005)。この際、画像形状補正部320は、用紙ライブラリ900に幾何調整値が格納されていれば、該幾何調整値に基づいて画像データに画像処理を行う。画像の幾何特性を調整するための画像処理は、例えば、画像のアフィン変換である。これにより幾何調整された画像がシート110に形成される。プリンタ100は、画像が形成されたシート110(ジョブシート)を調整ユニット400へ受け渡す(S1006)。図9(a)は、プリンタ100から調整ユニット400へシート110を受け渡す様子を表す。この際、プリンタコントローラ103は、画像形成を行ったシート110の枚数を1カウントアップする。
調整ユニット400の制御部251は、搬送モータM401~M405により搬送ローラ401、501、502、503及び排出ローラ406を駆動して、シート110(ジョブシート)をフィニッシャ600へ排出する(S1007)。図9(b)は、シート110(ジョブシート)が搬送ローラ401、501、502、503及び排出ローラ406によりスルーパス430を搬送されてフィニッシャ600へ排出される様子を表す。フィニッシャ600は、調整ユニット400から搬送されてきたシート110(ジョブシート)を、トレイ601又はトレイ602へ排出する。ユーザ画像を形成するための印刷ジョブの場合には、このようにして1枚のシート110への画像形成が行われる。
表裏見当を行う場合(S1002:Y)、プリンタ100及び調整ユニット400内の各部がホームポジションで待機する(S1130)。このとき、調整ユニット400内の分岐フラッパ422は、シート110を排出パス432へ案内するために下位置に移動している。プリンタコントローラ103は、実行中の印刷ジョブに応じて表裏見当を行うシートの種類を選択する。プリンタコントローラ103は、ユーザ画像が形成されるシート110と同じ種類のシート110にテスト画像802、803を形成させる。
プリンタコントローラ103は、エンジン制御部312に調整シート801の作成を指示する。エンジン制御部312は、この指示を受け付けた場合、プリンタ100にシート110の表裏面にテスト画像802、803を形成させる(S1131)。プリンタ100は、作成した調整シート801を調整ユニット400へ受け渡す(S1132)。図10(a)は、プリンタ100から調整ユニット400へ調整シート801を受け渡す様子を表す。
調整ユニット400の制御部251は、搬送モータM401~M405により搬送ローラ401、501、502、503を駆動して、調整シート801を搬送する。これにより調整シート801は、読取ユニット500の読取位置を通過する。調整シート801は、読取ユニット500の読取位置を通過する際に、読取センサC1、C2により、両面に形成されたテスト画像802、803が読み取られる(S1133)。その際、制御部251は、シート検出センサ521が調整シート801の先端を検出したタイミングから所定時間経過した後に読取センサC1による調整シート801の裏面の読み取り測定を開始する。また、制御部251は、シート検出センサ522が調整シート801の先端を検出したタイミングから所定時間経過した後に読取センサC2による調整シート801の表面の読み取り測定を開始する。
画像処理部260は、上述の通り、読取センサC1、C2による調整シート801の読取結果に基づいて幾何調整値を導出して、用紙ライブラリ900に格納する(S1134)。幾何調整値により、表裏見当合わせのための印字位置調整が終了する。印字位置調整が終了すると、制御部251は、搬送モータM401~M405により搬送ローラ415、416、417及び排出ローラ418を駆動して、調整シート801を固定トレイ431へ排出する(S1135)。図10(b)は、調整シート801が搬送ローラ415、416、417及び排出ローラ418により排出パス432を搬送される様子を表す。
プリンタコントローラ103は、シート110(ジョブシート)又は調整シート801が排出されると、ユーザ画像を形成するための印刷ジョブに応じた最終シートへ画像形成処理が終了したか否かを判断する(S1008)。最終シートへ画像形成処理が終了していない場合(S1008:N)、画像形成装置1は、S1002以降の処理を繰り返し行う。最終シートへの画像形成処理が終了した場合(S1008:Y)、画像形成装置1は、表裏見当処理を終了する。
図11は、シート110の搬送方向の長さの推移と表裏ずれ量の関係の説明図である。図12は、給紙カセット113内のシート110が含む水分量分布の時間変化の説明図である。
給紙カセット113内の上面から100枚目程度までは、図11(a)に示すシート110の搬送方向の長さが変動することに比例して、図11(b)に示す表裏ずれ量が大きくなる。印刷ジョブ中の表裏ずれは、シート110の搬送方向長さの変動だけでなく画像形成プロセスにおける画像形状の変動によっても推移する。そのために給紙カセット113内の上面から200枚目以降では、シート110の搬送方向の長さの変動とは関係なく、図11(b)に示すように表裏ずれが変化する。
また、図11(a)に示すシート110の搬送方向の長さが給紙カセット113内の上面から100枚目程度まで急峻に変動するのは、給紙カセット113内の位置によりシート110が含む水分量が異なることが原因である。給紙カセット113内のシート110が含む水分量は、図12に示すように、上面部は放置時間に応じて急峻に変化(シート110の搬送方向の長さに比例)し、中段と下段は放置時間が経過しても水分量が変化しない。
本実施形態の調整ユニット400は、インラインで自動的に表裏見当を行う構成である。このような構成では、所定枚数のシート110へ画像を形成する毎に表裏見当用の調整シート801(図7参照)が作成されて幾何特性が調整される。本実施形態では、このような所定枚数毎に幾何特性が調整される他に、所定枚数間隔とは異なるタイミングでも幾何特性の調整が行われる。図13は、シート110の搬送方向の長さの推移と幾何調整(表裏見当処理)のタイミングの説明図である。
本実施形態では、画像形成装置1の電源投入後の最初の印刷ジョブで、設定されたタイミングとは別に、所定枚数とは異なる第1所定枚数(例えば30枚(タイミングA))通紙した時点で幾何調整が行われる。その後、ユーザにより設定された所定枚数である第2所定枚数(例えば1000枚(タイミングB))通紙した時点で、印刷ジョブに対して割込処理で幾何調整が行われる。第1所定枚数は予め決められた固定の数である。第1所定枚数は100枚以下が望ましい。これは、画像が形成されるシート110の枚数(画像形成枚数)が100枚以下ではシートの寸法変動が大きいからである。一方、第2所定枚数は、調整シート801(図7)を周期的に作成するための周期的な条件であり、ユーザが任意の数に設定できる。第1所定枚数は、第2所定枚数よりも少ないことが好ましい。幾何調整は、画像形成装置1の電源投入後だけではなく、ジョブ毎、或いはジョブ間の時間で判断して行われてもよい。ただし、第1所定枚数が第2所定枚数よりも多い場合、第1所定枚数に達しても調整シート801は作成されない。これは、印刷ジョブにおいてユーザ画像が形成されるシート110の枚数が第1所定枚数に達する前に第2所定枚数に達し、調整シート801が作成されるからである。
プリンタコントローラ103は、図8のS1002の処理の際に、画像形成を行ったシート110の枚数の他に、所定枚数の間隔とは異なるタイミングで幾何調整を行うか否かも判断する。例えばプリンタコントローラ103は、新たな印刷ジョブで画像形成を開始した場合、新たな印刷ジョブに基づくユーザ画像の形成が開始されてからの経過時間が所定時間となったか否かを判定する。経過時間が所定時間になった後、調整シート801が読み取られてもよい。あるいは、プリンタコントローラ103は、第1所定枚数のシートへ画像形成を行ったか否かを判定するとともに、新たな印刷ジョブに基づくユーザ画像の形成が開始されてからの経過時間が所定時間となったか否かを判定してもよい。この構成においては、ユーザ画像が形成された枚数が第1所定枚数に達するか、或いは経過時間が所定時間となった後に調整シート801が作成される。
これにより設定された所定枚数よりも前にジョブの前半で幾何特性が調整され、ジョブ前半の急速なシート110の搬送方向の長さ変動による表裏ずれを抑制することができる。また、幾何調整(印字位置調整)を割込処理で行う場合の実質生産性の低下や、序盤の表裏ずれの悪化を防止することができる。このときジョブ前半のシート110の搬送方向の長さ変動が急峻であることを見越して、画像の倍率補正値をオフセットしてもよい。
本実施形態のインラインで自動的に表裏見当を行う構成は、印刷ジョブを開始すると一定の所定枚数毎に表裏見当用の調整シート801を作成して幾何調整を行う。図14は、シート110の搬送方向の長さの推移と幾何調整(表裏見当処理)のタイミングの別の説明図である。
図14では、ジョブ開始時に、設定とは別に第1所定枚数(例えば30枚(タイミングA))通紙した時点で幾何調整が行われる。その後、ユーザにより設定された第2所定枚数(例えば1000枚(タイミングB))通紙した時点で、割込処理で幾何調整が行われる。ここまでは、図13と同様である。
これに加えて図14では、第2所定枚数(1000枚目)以降に印刷に用いるシートや、給紙する給紙カセットが変更される毎に、設定とは別に第3所定枚数(例えば30枚(タイミングC))で幾何調整が行われる。その後、ユーザにより設定された第2所定枚数(1000枚+1000枚目(タイミングD))通紙した時点で幾何調整が行われる。
これにより設定された枚数よりも前にジョブ前半で幾何調整が行われ、ジョブ前半の急速なシート110の搬送方向の長さ変動による表裏ずれを抑制することができる。これに加えて、別の給紙カセットにて放置されたことによるシート110の搬送方向の長さ変動による表裏ずれも抑制することができる。
以上の説明では、プリンタ100と調整ユニット400とをそれぞれ独立した異なる装置として説明したが、これらは一体となって構成されていてもよい。例えばプリンタ100内の排出パス139に読取ユニット500を配置し、読取ユニット500の下流側でシート110の排出先を分岐する構成であれば、プリンタ100と調整ユニット400とが一体に構成される。また、調整ユニット400の読取ユニット500は、調整ユニット400の排出パス432に配置されていてもよい。この場合、調整シート801は、分岐フラッパ422により排出パス432へ誘導された後にテスト画像が読み取られる。

Claims (5)

  1. シートに画像を形成する画像形成手段と、
    テスト画像が形成されたシートを読み取る読取手段と、
    前記画像形成手段に前記テスト画像を形成させ、前記読取手段に前記テスト画像が形成された前記シートを読み取らせ、前記読取手段の読取結果に基づき前記画像形成手段により形成される画像の幾何特性を制御する制御手段と、を有し、
    前記制御手段は、複数のシートにユーザ画像が形成される印刷ジョブにおいて、前記テスト画像の形成に関する周期的な条件が満たされる度に前記画像形成手段に第1テスト画像を形成させ、
    前記制御手段は、前記印刷ジョブにおいて前記第1テスト画像が形成されるよりも前に、前記画像形成手段に第2テスト画像を形成させることを特徴とする画像形成装置。
  2. 前記制御手段は、前記印刷ジョブにおいて前記ユーザ画像が形成されたシートの枚数が第1所定枚数に達した場合に前記画像形成手段に前記第2テスト画像を形成させ、
    前記制御手段は、前記周期的な条件として、前記印刷ジョブにおいてユーザ画像が形成されたシートの枚数が第2所定枚数になる度に前記第1テスト画像を形成させ、
    前記第1所定枚数は前記第2所定枚数より少ないことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
  3. 前記第2所定枚数に関するユーザ指示情報を取得する取得手段をさらに有し、
    前記制御手段は、前記ユーザ指示情報に基づき前記第2所定枚数を決定し、
    前記制御手段は、前記第1所定枚数が前記第2所定枚数よりも多い場合、前記画像形成装置の電源投入後の最初の印刷ジョブで、前記第2所定枚数のシートに当該印刷ジョブに応じた画像が形成されると前記画像形成手段に前記第1テスト画像を形成させることを特徴とする請求項2記載の画像形成装置。
  4. 前記第1所定枚数が100枚以下であることを特徴とする請求項2又は3記載の画像形成装置。
  5. 前記制御手段は、前記印刷ジョブにおいてユーザ画像を形成し始めてからの経過時間に関する条件が満たされた場合に前記画像形成手段に前記第2テスト画像を形成させることを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
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