JP6965550B2 - 画像形成装置、画像形成システム、補正制御方法および補正制御プログラム - Google Patents

画像形成装置、画像形成システム、補正制御方法および補正制御プログラム Download PDF

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Description

本発明は、画像形成装置、画像形成システム、補正制御方法および補正制御プログラムに関する。
一般に、電子写真プロセス技術を利用した画像形成装置(プリンター、複写機、ファクシミリ等)は、帯電した感光体ドラム(像担持体)に対して、画像データに基づくレーザー光を照射(露光)することにより静電潜像を形成する。そして、静電潜像が形成された感光体ドラムへ現像装置よりトナーを供給することにより静電潜像を可視化してトナー像を形成する。さらに、このトナー像を直接または間接的に用紙に転写させた後、定着ニップで加熱、加圧して定着させることにより用紙にトナー像を形成する。
用紙に形成された出力画像は、画像形成装置において入力された入力画像と一致することが好ましいが、周囲の環境、用紙の種類や耐久条件に応じて、出力画像と入力画像とが一致しない場合がある。そのため、画像形成装置においては、例えば所定のタイミングで印刷ジョブを中断し、パッチ画像を形成して当該パッチ画像の濃度を検出することにより、出力画像の補正を行う技術が知られている。
例えば、特許文献1には、出力画像の濃度変動に影響を与える因子の変動量に応じて補正を行うためのパッチ画像の数を決定し、当該パッチ画像に基づいて出力画像の補正を行う技術が開示されている。
特開2008−224845号公報
しかしながら、出力画像の補正を行うためにパッチ画像を形成する場合、トナーを余計に消費してしまうとともに、印刷ジョブを中断する必要があるため、生産性を低下させてしまうという問題があった。
本発明の目的は、トナーの消費及び生産性の低下を抑制しつつ、出力画像の補正を精度良く行うことが可能な画像形成装置、画像形成システム、補正制御方法および補正制御プログラムを提供することである。
本発明に係る画像形成装置は、
画像形成媒体に画像を形成する画像形成部と、
画像形成に関する画像形成パラメーターの値が異なる複数の変動画像情報を記憶する記憶部と、
前記画像形成部により前記画像形成媒体に形成された第1画像の出力画像情報を検出する出力画像情報検出部と、
前記出力画像情報検出部により検出された前記出力画像情報と、前記記憶部により記憶されている前記複数の変動画像情報のそれぞれとの差分に応じて、前記画像形成部により形成される第2画像の補正量を決定する補正量決定部と、
前記補正量決定部により決定された前記補正量に基づいて前記第2画像を補正するように前記画像形成部を制御する補正制御部と、
を備え
前記記憶部は、複数の画像形成パラメーターのそれぞれにおける前記複数の変動画像情報を予め記憶し、
前記補正量決定部は、前記複数の画像形成パラメーターのうち1つ以上の画像形成パラメーターを選択し、当該画像形成パラメーターに基づいて前記第2画像の補正量を決定する
本発明に係る画像形成システムは、
画像形成装置を含む複数のユニットで構成される画像形成システムであって、
画像形成媒体に画像を形成する画像形成部と、
画像形成に関する画像形成パラメーターの値が異なる複数の変動画像情報を記憶する記憶部と、
前記画像形成部により前記画像形成媒体に形成された第1画像の出力画像情報を検出する出力画像情報検出部と、
前記出力画像情報検出部により検出された前記出力画像情報と、前記記憶部により記憶されている前記複数の変動画像情報のそれぞれとの差分に応じて、前記画像形成部により形成される第2画像の補正量を決定する補正量決定部と、
前記補正量決定部により決定された前記補正量に基づいて前記第2画像を補正するように前記画像形成部を制御する補正制御部と、
を備え
前記記憶部は、複数の画像形成パラメーターのそれぞれにおける前記複数の変動画像情報を予め記憶し、
前記補正量決定部は、前記複数の画像形成パラメーターのうち1つ以上の画像形成パラメーターを選択し、当該画像形成パラメーターに基づいて前記第2画像の補正量を決定する
本発明に係る補正制御方法は、
画像形成媒体に画像を形成する画像形成部を備える画像形成装置の補正制御方法であって、
画像形成に関する画像形成パラメーターの値が異なる複数の変動画像情報を記憶するステップと
前記画像形成部により前記画像形成媒体に形成された第1画像の出力画像情報を検出するステップと
検出した前記出力画像情報と、記憶した前記複数の変動画像情報のそれぞれとの差分に応じて、前記画像形成部により形成される第2画像の補正量を決定するステップと
決定した前記補正量に基づいて前記第2画像を補正するように前記画像形成部を制御するステップと、
を有し、
記憶するステップにおいて、複数の画像形成パラメーターのそれぞれにおける前記複数の変動画像情報を予め記憶し、
補正量を決定するステップにおいて、前記複数の画像形成パラメーターのうち1つ以上の画像形成パラメーターを選択し、当該画像形成パラメーターに基づいて前記第2画像の補正量を決定する
本発明に係る補正制御プログラムは、
画像形成媒体に画像を形成する画像形成部を備える画像形成装置の補正制御プログラムであって、
コンピューターに、
画像形成に関する画像形成パラメーターの値が異なる複数の変動画像情報を記憶する記憶処理と、
前記画像形成部により前記画像形成媒体に形成された第1画像の出力画像情報を検出する検出処理と、
検出した前記出力画像情報と、記憶した前記複数の変動画像情報のそれぞれとの差分に応じて、前記画像形成部により形成される第2画像の補正量を決定する補正量決定処理と、
決定した前記補正量に基づいて前記第2画像を補正するように前記画像形成部を制御する補正制御処理と、
を実行させ
前記記憶処理において、複数の画像形成パラメーターのそれぞれにおける前記複数の変動画像情報を予め記憶し、
前記補正量決定処理において、前記複数の画像形成パラメーターのうち1つ以上の画像形成パラメーターを選択し、当該画像形成パラメーターに基づいて前記第2画像の補正量を決定する
本発明によれば、トナーの消費及び生産性の低下を抑制しつつ、出力画像の補正を精度良く行うことができる。
本実施の形態に係る画像形成装置の全体構成を概略的に示す図である。 本実施の形態に係る画像形成装置の制御系の主要部を示す図である。 露光量を変動させた場合の入力階調に対する濃度変動を示す図である。 現像バイアスを変動させた場合の入力階調に対する濃度変動を示す図である。 定着温度を変動させた場合の入力階調に対する濃度変動を示す図である。 現像バイアスを変動させた場合の入力階調に対する濃度変動を示す図である。 現像バイアスの変動量と全体差分値との関係を示す図である。 データ数と信頼度との関係を示す図である。 経過時間と信頼度との関係を示す図である。 各画像形成パラメーターにおける、入力階調に対する濃度変動を示す図である。 複数色の画像における出力画像情報の検出結果を示す図である。 画像形成装置における補正制御を実行するときの動作例の一例を示すフローチャートである。 補正制御における補正量算出の一例を示すフローチャートである。 補正制御における補正量算出の一例を示すフローチャートである。
以下、本実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図1は、本実施の形態に係る画像形成装置1の全体構成を概略的に示す図である。図2は、本実施の形態に係る画像形成装置1の制御系の主要部を示す図である。
図1に示すように、画像形成装置1は、電子写真プロセス技術を利用した中間転写方式のカラー画像形成装置である。すなわち、画像形成装置1は、感光体ドラム413上に形成されたY(イエロー)、M(マゼンタ)、C(シアン)、K(ブラック)の各色トナー像を中間転写ベルト421に一次転写し、中間転写ベルト421上で4色のトナー像を重ね合わせた後、給紙トレイユニット51a〜51cから送出された用紙Sに二次転写することにより、画像を形成する。
また、画像形成装置1には、YMCKの4色に対応する感光体ドラム413を中間転写ベルト421の走行方向に直列配置し、中間転写ベルト421に一回の手順で各色トナー像を順次転写させるタンデム方式が採用されている。
図2に示すように、画像形成装置1は、画像読取部10、操作表示部20、画像処理部30、画像形成部40、用紙搬送部50、定着部60および制御部101を備える。
制御部101は、CPU(Central Processing Unit)102、ROM(Read Only Memory)103、RAM(Random Access Memory)104等を備える。CPU102は、ROM103から処理内容に応じたプログラムを読み出してRAM104に展開し、展開したプログラムと協働して画像形成装置1の各ブロック等の動作を集中制御する。このとき、記憶部72に格納されている各種データが参照される。記憶部72は、例えば不揮発性の半導体メモリ(いわゆるフラッシュメモリ)やハードディスクドライブで構成される。
制御部101は、通信部71を介して、LAN(Local Area Network)、WAN(Wide Area Network)等の通信ネットワークに接続された外部の装置(例えばパーソナルコンピューター)との間で各種データの送受信を行う。制御部101は、例えば、外部の装置から送信された画像データ(入力画像データ)を受信し、この画像データに基づいて用紙Sに画像を形成させる。通信部71は、例えばLANカード等の通信制御カードで構成される。
図1に示すように、画像読取部10は、ADF(Auto Document Feeder)と称される自動原稿給紙装置11および原稿画像走査装置12(スキャナー)等を備えて構成される。
自動原稿給紙装置11は、原稿トレイに載置された原稿Dを搬送機構により搬送して原稿画像走査装置12へ送り出す。自動原稿給紙装置11により、原稿トレイに載置された多数枚の原稿Dの画像(両面を含む)を連続して一挙に読み取ることが可能となる。
原稿画像走査装置12は、自動原稿給紙装置11からコンタクトガラス上に搬送された原稿又はコンタクトガラス上に載置された原稿を光学的に走査し、原稿からの反射光をCCD(Charge Coupled Device)センサー12aの受光面上に結像させ、原稿画像を読み取る。画像読取部10は、原稿画像走査装置12による読取結果に基づいて入力画像データを生成する。この入力画像データには、画像処理部30において所定の画像処理が施される。
図2に示すように、操作表示部20は、例えばタッチパネル付の液晶ディスプレイ(LCD:Liquid Crystal Display)で構成され、表示部21及び操作部22として機能する。表示部21は、制御部101から入力される表示制御信号に従って、各種操作画面、画像の状態、各機能の動作状況等の表示を行う。操作部22は、テンキー、スタートキー等の各種操作キーを備え、ユーザーによる各種入力操作を受け付けて、操作信号を制御部101に出力する。
画像処理部30は、入力画像データに対して、初期設定又はユーザー設定に応じたデジタル画像処理を行う回路等を備える。例えば、画像処理部30は、制御部101の制御下で、階調補正データ(階調補正テーブル)に基づいて階調補正を行う。また、画像処理部30は、入力画像データに対して、階調補正の他、色補正、シェーディング補正等の各種補正処理や、圧縮処理等を施す。これらの処理が施された画像データに基づいて、画像形成部40が制御される。
図1に示すように、画像形成部40は、入力画像データに基づいて、Y成分、M成分、C成分、K成分の各有色トナーによる画像を形成するための画像形成ユニット41Y、41M、41C、41K、中間転写ユニット42等を備える。
Y成分、M成分、C成分、K成分用の画像形成ユニット41Y、41M、41C、41Kは、同様の構成を有する。図示及び説明の便宜上、共通する構成要素は同一の符号で示し、それぞれを区別する場合には符号にY、M、C、又はKを添えて示すこととする。図1では、Y成分用の画像形成ユニット41Yの構成要素についてのみ符号が付され、その他の画像形成ユニット41M、41C、41Kの構成要素については符号が省略されている。
画像形成ユニット41は、露光装置411、現像装置412、感光体ドラム413、帯電装置414、及びドラムクリーニング装置415等を備える。
感光体ドラム413は、例えばドラム状の金属基体の外周面に、有機光導電体を含有させた樹脂よりなる感光層が形成された有機感光体よりなる。
制御部101は、感光体ドラム413を回転させる駆動モーター(図示略)に供給される駆動電流を制御することにより、感光体ドラム413を一定の周速度で回転させる。
帯電装置414は、例えば帯電チャージャーであり、コロナ放電を発生させることにより、光導電性を有する感光体ドラム413の表面を一様に負極性に帯電させる。
露光装置411は、例えば半導体レーザーで構成され、感光体ドラム413に対して各色成分の画像に対応するレーザー光を照射する。その結果、感光体ドラム413の表面のうちレーザー光が照射された画像領域には、背景領域との電位差により各色成分の静電潜像が形成される。
現像装置412は、二成分逆転方式の現像装置であり、感光体ドラム413の表面に各色成分の現像剤を付着させることにより静電潜像を可視化してトナー像を形成する。
現像装置412には、例えば帯電装置414の帯電極性と同極性の直流現像バイアス、または交流電圧に帯電装置414の帯電極性と同極性の直流電圧が重畳された現像バイアスが印加される。その結果、露光装置411によって形成された静電潜像にトナーを付着させる反転現像が行われる。
ドラムクリーニング装置415は、感光体ドラム413の表面に当接され、弾性体よりなる平板状のドラムクリーニングブレード等を有し、中間転写ベルト421に転写されずに感光体ドラム413の表面に残留するトナーを除去する。
中間転写ユニット42は、中間転写ベルト421、一次転写ローラー422、複数の支持ローラー423、二次転写ローラー424、及びベルトクリーニング装置426等を備える。
中間転写ベルト421は無端状ベルトで構成され、複数の支持ローラー423にループ状に張架される。複数の支持ローラー423のうちの少なくとも1つは駆動ローラーで構成され、その他は従動ローラーで構成される。例えば、K成分用の一次転写ローラー422よりもベルト走行方向下流側に配置されるローラー423Aが駆動ローラーであることが好ましい。これにより、一次転写部におけるベルトの走行速度を一定に保持しやすくなる。駆動ローラー423Aが回転することにより、中間転写ベルト421は矢印A方向に一定速度で走行する。
中間転写ベルト421は、導電性および弾性を有するベルトであり、表面に高抵抗層を有する。中間転写ベルト421は、制御部101からの制御信号によって回転駆動される。
一次転写ローラー422は、各色成分の感光体ドラム413に対向して、中間転写ベルト421の内周面側に配置される。中間転写ベルト421を挟んで、一次転写ローラー422が感光体ドラム413に圧接されることにより、感光体ドラム413から中間転写ベルト421へトナー像を転写するための一次転写ニップが形成される。
二次転写ローラー424は、駆動ローラー423Aのベルト走行方向下流側に配置されるバックアップローラー423Bに対向して、中間転写ベルト421の外周面側に配置される。中間転写ベルト421を挟んで、二次転写ローラー424がバックアップローラー423Bに圧接されることにより、中間転写ベルト421から用紙Sへトナー像を転写するための二次転写ニップが形成される。
一次転写ニップを中間転写ベルト421が通過する際、感光体ドラム413上のトナー像が中間転写ベルト421に順次重ねて一次転写される。具体的には、一次転写ローラー422に一次転写バイアスを印加し、中間転写ベルト421の裏面側、つまり一次転写ローラー422と当接する側にトナーと逆極性の電荷を付与することにより、トナー像は中間転写ベルト421に静電的に転写される。
その後、用紙Sが二次転写ニップを通過する際、中間転写ベルト421上のトナー像が用紙Sに二次転写される。具体的には、二次転写ローラー424に二次転写バイアスを印加し、用紙Sの裏面側、つまり二次転写ローラー424と当接する側にトナーと逆極性の電荷を付与することにより、トナー像は用紙Sに静電的に転写される。トナー像が転写された用紙Sは定着部60に向けて搬送される。
ベルトクリーニング装置426は、二次転写後に中間転写ベルト421の表面に残留する転写残トナーを除去する。
定着部60は、用紙Sの定着面、つまりトナー像が形成されている面側に配置される定着面側部材を有する上側定着部60A、用紙Sの裏面つまり定着面の反対の面側に配置される裏面側支持部材を有する下側定着部60B、および加熱源等を備える。定着面側部材に裏面側支持部材が圧接されることにより、用紙Sを挟持して搬送する定着ニップが形成される。
定着部60は、トナー像が二次転写され、搬送されてきた用紙Sを定着ニップで加熱、加圧することにより、用紙Sにトナー像を定着させる。定着部60は、定着器F内にユニットとして配置される。
上側定着部60Aは、定着面側部材である無端状の定着ベルト61、加熱ローラー62および定着ローラー63を有する。定着ベルト61は、加熱ローラー62と定着ローラー63とによって張架されている。
下側定着部60Bは、裏面側支持部材である加圧ローラー64を有する。加圧ローラー64は、定着ベルト61との間で用紙Sを挟持して搬送する定着ニップを形成している。
用紙搬送部50は、給紙部51、排紙部52、及び搬送経路部53等を備える。給紙部51を構成する3つの給紙トレイユニット51a〜51cには、坪量やサイズ等に基づいて識別された用紙S(規格用紙、特殊用紙)が予め設定された種類毎に収容される。搬送経路部53は、レジストローラー対53aを含む複数の搬送ローラー対を有する。レジストローラー対53aが配設されたレジストローラー部は、用紙Sの傾きおよび片寄りを補正する。
給紙トレイユニット51a〜51cに収容されている用紙Sは、最上部から一枚ずつ送出され、搬送経路部53により画像形成部40に搬送される。画像形成部40においては、中間転写ベルト421のトナー像が用紙Sの一方の面に一括して二次転写され、定着部60において定着工程が施される。画像形成された用紙Sは、排紙ローラー52aを備えた排紙部52により機外に排紙される。
また、定着部60の下流側には、測色部73が設けられている。測色部73は、用紙Sに形成された第1画像の出力画像情報を検出する。測色部73は、本発明の「出力画像情報検出部」に対応する。
また、記憶部72には、画像形成に関する画像形成パラメーターの値を変動させた場合の画像情報である複数の変動画像情報が記憶されている。画像形成パラメーターとしては、例えば、露光量、現像バイアス、定着温度、転写電流および現像θ等が挙げられる。本実施の形態における記憶部72には、一例として露光量、現像バイアスおよび定着温度の3つの画像形成パラメーターのそれぞれにおける、複数の変動画像情報が記憶されている。
画像形成パラメーターが露光量である場合の変動画像情報は、図3に示すように、例えば、露光量の値を変動させた入力階調毎の画像濃度である。図3の例では、露光量の値が2.2mJ/m(破線)、2.0mJ/m(一点鎖線)、1.8mJ/m(二点鎖線)の場合を示している。なお、実線は、設定された画像形成パラメーターの入力階調毎の理想値を示す理想線である。
また、画像形成パラメーターが現像バイアスである場合の変動画像情報は、図4に示すように、現像バイアスの値を変動させた入力階調毎の画像濃度である。図4の例では、現像バイアスの値が400V(破線)、350V(一点鎖線)、300V(二点鎖線)の場合を示している。
また、画像形成パラメーターが定着温度である場合の変動画像情報は、図5に示すように、定着温度の値を変動させた入力階調毎の画像濃度である。図5の例では、定着温度の値が210℃(破線)、200℃(一点鎖線)、190℃(二点鎖線)の場合を示している。
制御部101は、測色部73により検出された出力画像情報を取得するとともに記憶部72から複数の変動画像情報を取得する。制御部101は、出力画像情報と複数の変動画像情報との差分のそれぞれに応じて、画像形成部40により形成される第2画像の補正量を決定する。制御部101は本発明の「補正量決定部」に対応し、用紙Sは本発明の「画像形成媒体」に対応する。
制御部101は、複数の画像形成パラメーターのうち1つ以上の画像形成パラメーターを選択し、当該画像形成パラメーターに基づいて第2画像の補正量を決定する。
第2画像の補正量は、図3、図4および図5にドットで示される出力画像情報を、理想線に対して対称となる画像濃度となるような補正量に決定される。具体的には、制御部101は、選択した画像形成パラメーターのうち、出力画像情報に近似する画像形成パラメーターの値を選択し、理想線に対して、当該値とは対称となる値に画像形成パラメーターを設定する。
次に、第2画像の補正量の決定方法について説明する。図6に示す例では、画像形成パラメーターが現像バイアスであって、L1〜L4に示すデータが記憶部72に記憶されている。L1は理想線、つまり、現像バイアスの変動量を0V、L2は現像バイアスの変動量を50V、L3は現像バイアスの変動量を−50V、L4は現像バイアスの変動量を−100Vとしたデータである。
図6に示すように、例えば、出力画像情報として四角形で示すデータが検出された場合、制御部101は、出力画像情報と変動画像情報との差分を算出する。制御部101は、各変動量における入力階調毎の差分の二乗和平方根である全体差分値を算出する。その算出結果は表1に示す通りである。
Figure 0006965550
表1の結果から、変動量が−50Vにおける全体差分値が0.01であり、全ての変動量において最小の値となる。つまり、画像形成した際において、画像形成装置1全体において変動量が−50V付近となる画像濃度になっていることが確認できる。
そのため、制御部101は、図7に示すように、算出した全体差分値に基づいて、二次近似曲線を生成し、当該二次近似曲線における全体差分値が最小となるときの変動量を、画像形成装置1全体の変動量として推定する。制御部101は、推定した変動量において正負逆となる変動量を補正量として決定し、当該補正量に応じた値に現像バイアスに設定するように画像形成部40を制御する。制御部101は本発明の「補正制御部」に対応する。
なお、第2画像の補正量の決定方法としては、これに限定されず、画像形成パラメーターを1ステップずつ変化させて最適となる補正量を設定しても良いし、一般的な二分法を用いて最適となる画像形成パラメーターの探索範囲を徐々に狭めることにより最適となる補正量を決定しても良い。
制御部101は、記憶部72に複数の画像形成パラメーター毎に複数の変動画像情報が記憶されている場合、各画像形成パラメーターにおいて上述したような全体差分値を算出する。
制御部101は、複数の画像形成パラメーターのうち、全体差分値が最小となる画像形成パラメーターを選択し、選択した画像形成パラメーターに基づいて第2画像の補正量を決定する。表2は、複数の画像形成パラメーターが現像バイアス、露光量および定着温度である場合において各全体差分値を算出した例である。なお、表2に示す各画像形成パラメーターにおける変動量は各画像形成パラメーターにおいて全体差分値が最小となった場合の変動量である。
Figure 0006965550
表2における各全体差分値は、現像バイアスにおいて0.005、露光量において0.008、定着温度において0.256である。そのため、制御部101は、現像バイアスを選択し、現像バイアスに基づいて第2画像の補正量を決定する。つまり、制御部101は、現像バイアスの変動量が−37Vであるため、理想値に対して+37Vに現像バイアスを設定する。
また、制御部101は、所定の信頼度情報に応じて第2画像の補正を行うか否かについて決定するようにしても良い。所定の信頼度情報としては、例えば、測色部73が出力画像情報として取得したデータ数が挙げられる。
信頼度は、例えば、データ数に応じて0〜1の範囲に設定される。具体的には、図8に示すように、信頼度は、データ数が増えるにつれ大きくなるように設定される。
制御部101は、例えば、信頼度が0.5以上、つまり、データ数が50個以上の場合に第2画像の補正を行うと決定する。データ数が少ない場合、第2画像の補正を行うのに必要な情報が十分でないので、正確な補正制御を行えない可能性がある。そのため、このような場合、第2画像の補正を行わないようにすることで、無駄に補正制御を行うことを抑制することができる。
また、出力画像情報のデータを取得してから、第2画像の画像形成を行うまでの経過時間を所定の信頼度情報として設定しても良い。この場合における信頼度は、例えば、経過時間に応じて0〜1の範囲に設定される。具体的には、図9に示すように、経過時間が長くなるにつれ小さくなるように設定される。
制御部101は、例えば、信頼度が0.5以上、つまり、経過時間が50分以内の場合に第2画像の補正を行うと決定する。経過時間が長くなると、画像形成装置1の周囲の環境条件が変動するようなことが起こり得るため、正確な補正制御を行えない可能性がある。そのため、このような場合に、第2画像の補正を行わないようにすることで、無駄に補正制御を行うことを抑制することができる。
また、測色部73が出力画像情報として取得したデータ数、および、出力画像情報のデータを取得してから、第2画像の画像形成を行うまでの経過時間の両方を所定の信頼度情報としても良い。
また、複数の画像形成パラメーターにおいて、入力階調に対する変動画像情報が所定の特徴を有する場合がある。例えば、図10に示すように、露光量における変動画像情報の特性が、入力階調が50%付近で急激に変動する特徴を有する例について説明する。
この場合において、出力画像情報として取得したデータのうち、入力階調が50%付近のデータが、露光量における変動画像情報と略等しいような場合、露光において特徴的な変動を示す部分との差分が小さいこととなる。そのため、現像バイアスや定着温度に基づいて補正を行うよりも、露光量に基づいて補正を行った方が、当該特徴的な変動を示す部分を考慮した補正を行うことができると考えられる。
そこで、制御部101は、複数の画像形成パラメーターに、変動画像情報の入力階調に対する特性が所定の特徴を有する画像形成パラメーターが含まれる場合、出力画像情報と所定の特徴部分の変動画像情報との差分に応じて、当該画像形成パラメーターを選択する。
具体的には。制御部101は、出力画像情報と所定の特徴部分の変動画像情報とが略等しい場合、当該画像形成パラメーターを選択する。このようにすることで、特徴的な変動を示す部分を考慮した補正を行うことができる。
ところで、複数色のトナーを用いた画像形成を行う場合、測色部73においては、複数色のトナーのそれぞれにおける出力画像情報が検出される。そのため、トナーの色によって、取得データ数が十分なものと不十分なものとなるものが存在することが考えられる。
例えば、図11に示すように、マゼンタ(実線)及びシアン(破線)については、出力画像情報における取得データ数が十分あるが、イエロー(ドット)については、全体において1つしかないので、イエローにおいては補正を行うための取得データ数として不十分である。
しかし、マゼンタの取得データ全体の近似直線L5及びシアンの取得データ全体の近似直線L6が略同等である場合、全ての色において同等の要因(例えば、環境条件等)に起因してプロセス変動が生じているものと考えられる。
そこで、制御部101は、複数色の現像剤を用いた画像形成を行う場合であって、複数色全体の出力画像情報のデータ数に対する、第1色の出力画像情報のデータ数の割合が所定割合(例えば、10%)以下である場合、第1色以外の第2色における補正量を第1色における補正量として用いるか否かについて決定する。なお、所定割合は要求される画像品質に応じて適宜変更しても良い。
具体的には、制御部101は、第2色(マゼンタ)における濃度が第1色および第2色以外の第3色(シアン)における濃度と略等しいような場合、第2色の補正量を第1色(イエロー)における補正量として用いると決定する。
このようにすることで、取得データ数が少なくても、全ての色において同等の要因に起因したプロセス変動を考慮した補正を行うことができる。
また、制御部101は、各画像形成パラメーターにおける全体差分値の差分が所定の範囲内(例えば、±0.01)である場合、予め設定された画像形成パラメーターを選択するようにしても良い。なお、所定の範囲は要求される画像品質に応じて適宜変更しても良い。
各画像形成パラメーターにおける全体差分値の差分が小さい場合、予め設定された画像形成パラメーターを選択するようにしておくことで、補正制御の迅速化を図ることが可能となる。
予め設定される画像形成パラメーターは、現像バイアスや定着温度に比べて、比較的変動させても特性のバラツキが少ないと考えられる露光量としても良い。また、図10に示す現像バイアスにおける変動画像情報の特性のように、露光量や定着温度に比べて、所定の特徴が少ないと考えられる現像バイアスを、予め設定される画像形成パラメーターとしても良い。
また、制御部101は、印刷ジョブにおける入力階調分布に応じて、画像形成パラメーターを選択するようにしても良い。例えば、印刷ジョブにおける入力階調分布において、中間調の割合が多い場合、中間値変動への寄与が大きい露光量を選択するようにすることにより、より適切な補正制御を行うことができる。
また、制御部101は、出力画像情報における取得データ数の割合が所定数以上である入力階調に基づいて、画像形成パラメーターを選択するようにしても良い。例えば、特定入力階調における全体差分値が小さい画像形成パラメーターを選択するようにすることで、階調分布の割合が多い部分において適切な補正制御を行うことができる。
また、制御部101は、出力画像情報のデータ範囲に基づいて、出力画像情報と、変動画像情報とを比較するための階調範囲を決定するようにしても良い。出力画像情報においては、所定の階調範囲にデータ数が集中する場合もあれば、全体において満遍なくデータが取得される場合がある。そのため、出力画像情報のデータ範囲に応じて、階調範囲を決定することにより、必要な範囲に応じた補正制御を行うことができる。
また、記憶部72における変動画像情報は、初期状態においては工場出荷時等において設定されるが、画像形成装置1を使用するにつれ、現像剤等を入れ替えたり、部品交換等のメンテナンスを行うような場合、プロセス変動が発生する場合がある。プロセス変動が発生すると、初期状態における変動画像情報とは異なるものとなってしまう可能性がある。
そこで、記憶部72における変動画像情報は、変更可能に設定しておくことが望ましい。このようにすることで、初期状態においては工場出荷時から変動画像情報が変動した場合においても、変動画像情報を変更することができる。なお、変動画像情報は、例えば、定期的にデータを採取することにより、変更するようにすることができる。
また、画像形成装置1の環境条件や耐久に応じて変動画像情報が変わる可能性があるので、記憶部72における変動画像情報は、画像形成装置1の環境条件毎に設定されていても良いし、記憶部72における変動画像情報は、画像形成装置1の耐久条件毎に設定されていても良い。
次に、画像形成装置1における補正制御を実行するときの動作例について説明する。図12は、画像形成装置1における補正制御を実行するときの動作例の一例を示すフローチャートである。図12における処理は、制御部101が印刷ジョブの実行指示を受け付けたときに実行される。
図12に示すように、制御部101は、測色部73が検出した出力画像情報を取得する(ステップS101)。次に、制御部101は、信頼度が0.5以上であるか否かについて判定する(ステップS102)。
判定の結果、信頼度が0.5未満である場合(ステップS102、NO)、処理はステップS105に遷移する。一方、信頼度が0.5以上である場合(ステップS102、YES)、制御部101は補正量を算出する(ステップS103)。具体的には、画像形成パラメーターにおける全体差分値が最小のものを選択して、当該画像形成パラメーターに基づいて第2画像の補正量を算出する。
次に、制御部101は、算出した補正量を画像形成部40にフィードバックする(ステップS104)。次に、制御部101は、印刷ジョブが終了したか否かについて判定する(ステップS105)。
判定の結果、印刷ジョブが終了していない場合(ステップS105、NO)、処理はステップS101に戻る。一方、印刷ジョブが終了した場合(ステップS105、YES)、本制御は終了する。
以上のように構成された本実施の形態によれば、用紙Sに形成された第1画像の出力画像情報と、記憶部72に記憶された画像形成パラメーターにおける複数の変動画像情報との差分に応じて、第2画像の補正量を決定する。
その結果、出力画像の補正を行うためにパッチ画像を形成してトナーを余計に消費することもなく、また、当該パッチ画像を形成するために印刷ジョブを中断する必要もない。すなわち、本実施の形態では、トナーの消費及び生産性の低下を抑制しつつ、出力画像の補正を精度良く行うことができる。
なお、上記実施の形態では、複数の画像形成パラメーターがある場合、1つの画像形成パラメーターを選択して、選択した画像形成パラメーターに基づいて第2画像の補正量を決定していたが、本発明はこれに限定されない。
例えば、制御部101は、所定の第1画像形成条件において、複数の画像形成パラメーターに含まれる所定画像形成パラメーターに基づいて第2画像の第1補正量を決定する。制御部101は、当該第1補正量を適用した第1画像形成条件に適用した第2画像形成条件において、複数の画像形成パラメーターのうち、当該所定画像形成パラメーター以外の画像形成パラメーターに基づいて第2画像の第2補正量を決定するようにしても良い。
具体的には、制御部101は、初期条件における第1画像形成条件において、複数の画像形成パラメーターにおける全体差分値のうち、最小となる画像形成パラメーターに基づいて第2画像の第1補正量を算出する。表3は、各画像形成パラメーターの全体差分値を示している。
Figure 0006965550
表3の場合、全体差分値が最小となる画像形成パラメーターは現像バイアスであるので、制御部101は現像バイアスに基づいて第2画像の第1補正量を決定する。この場合の現像バイアスの変動量は−37Vであるため、第1補正量は理想値に対して+37Vとなる。
そして、制御部101は、第1画像形成条件に第1補正量を適用した第2画像形成条件において、現像バイアスを除いた残りの画像形成パラメーターにおける全体差分値を算出する。表4は、現像バイアスを除いた残りの画像形成パラメーターの全体差分値を示している。
Figure 0006965550
表4の場合、全体差分値が最小となる画像形成パラメーターは露光量であるので、制御部101は、露光量に基づいて第2画像の第2補正量を決定する。露光量の変動量は−2ステップであるので、第2補正量は+2ステップとなる。
さらに、制御部101は、第2画像形成条件に第2補正量を適用した第3画像形成条件において、露光量を除いた残りの画像形成パラメーター、つまり、定着温度における全体差分値を算出する。表5は、定着温度の全体差分値を示している。
Figure 0006965550
表5の場合、制御部101は、定着温度に基づいて第2画像の第3補正量を決定する。定着温度の変動量は0℃であるので、第3補正量は0となる。
制御部101は、第1補正量、第2補正量および第3補正量を決定した後、これらを全体の補正量として画像形成部40にフィードバックする。
次に、上記の補正算出制御が実行されるときの動作例について説明する。図13は、補正制御における補正量算出の一例を示すフローチャートである。図13における処理は、図12におけるステップS103の際に実行される。
図13に示すように、制御部101は、全ての画像形成パラメーターの全体差分値を算出する(ステップS201)。次に、制御部101は、全体差分値が最小となる画像形成パラメーターを選択する(ステップS202)。次に、制御部101は、選択した画像形成パラメーターにより補正量を算出する(ステップS203)。
次に、制御部101は、全ての画像形成パラメーターから補正量を算出したか否かについて判定する(ステップS204)。判定の結果、全ての画像形成パラメーターから補正量を算出していない場合(ステップS204、NO)、制御部101は、補正量を算出した画像形成パラメーターを除外する(ステップS205)。その後、処理はステップS201に戻る。ステップS201に戻った際における全ての画像形成パラメーターは、ステップS205において除外された画像形成パラメーター以外のものである。
一方、全ての画像形成パラメーターから補正量を算出した場合(ステップS204、YES)、本制御は終了する。
以上のように補正量を算出することで、全ての画像形成パラメーターを考慮した補正を行うことができる。
また、制御部101は、複数の画像形成パラメーターのそれぞれにおける、出力画像情報と変動画像情報との差分に基づいて、複数の画像形成パラメーターのそれぞれに重み付けをして第2画像の補正量を決定しても良い。表6は、各画像形成パラメーターにおける補正割合および補正量を示している。
Figure 0006965550
制御部101は、画像形成パラメーター毎に全体差分値を算出し、当該全体差分値に基づいて各画像形成パラメーターの影響度を算出する。影響度は、各画像形成パラメーターが全体に対してどの程度影響しているかを示すものであり、以下の式(1)により算出される。
影響度=(全ての画像形成パラメーターの全体差分値の和−各画像形成パラメーターの全体差分値)/全ての画像形成パラメーターの全体差分値の和・・・(1)
表6の例では、全ての画像形成パラメーターの全体差分値の和は、各画像形成パラメーターの全体差分値である0.005、0.008及び0.256の和である。
制御部101は、影響度を各画像形成パラメーターにおいて算出したら、当該影響度に基づいて各画像形成パラメーターの補正割合を算出する。補正割合は以下の式(2)により算出される。
補正割合=各画像形成パラメーターの影響度/全ての画像形成パラメーターの影響度の和・・・(2)
表6の例では、全ての画像形成パラメーターの影響度の和は、各画像形成パラメーターの影響度である0.981、0.970及び0.048の和である。
制御部101は、補正割合を算出したら、当該補正割合に基づいて各画像形成パラメーターの補正量を算出する。表6の例では、例えば、現像バイアスの場合、変動量が−37Vであるため、その逆数である+37Vに補正割合である49.1%(0.491)を乗算した18Vが補正量となる。
次に、上記の補正算出制御が実行されるときの動作例について説明する。図14は、補正制御における補正量算出の一例を示すフローチャートである。図14における処理は、図12におけるステップS103の際に実行される。
図14に示すように、制御部101は、画像形成パラメーターの全体差分値を算出する(ステップS301)。この場合において、制御部101は、全ての画像形成パラメーターの全体差分値を算出する。
次に、制御部101は、算出した全体差分値に基づいて各画像形成パラメーターの補正割合を算出する(ステップS302)。次に、制御部101は、算出した補正割合に基づいて、画像形成パラメーター毎の補正量を算出する(ステップS303)。ステップS303の後、本制御は終了する。
以上のように補正量を算出することで、各画像形成パラメーターの全体に対する影響度を考慮して、画像形成パラメーター毎に重み付けを施した補正量を算出することができる。
また、上記実施の形態では、図3〜図5に示すような変動曲線を変動画像情報として例示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、画像形成パラメーター毎に異なる所定の関数を変動画像情報としても良い。
また、上記実施の形態では、画像の濃度のみを用いて第2画像の補正を行っていたが、本発明はこれに限定されず、例えば、明度、色度、彩度、の3つの値のそれぞれを用いて第2画像の補正を行っても良い。
また、上記実施の形態では、用紙に形成された第1画像の出力画像情報に基づいて、第2画像の補正量を決定していたが、本発明はこれに限定されず、例えば、感光体ドラム413や中間転写ベルト421等の画像形成媒体上の画像の出力画像情報に基づいて、第2画像の補正量を決定しても良い。
その他、上記実施の形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
本発明は、画像形成装置を含む複数のユニットで構成される画像形成システムに適用できる。複数のユニットには、例えば用紙Sに形成された第1画像の出力画像情報を検出する読取装置、後処理装置、ネットワーク接続された制御装置等の外部装置が含まれる。
1 画像形成装置
40 画像形成部
72 記憶部
73 測色部
101 制御部

Claims (20)

  1. 画像形成媒体に画像を形成する画像形成部と、
    画像形成に関する画像形成パラメーターの値が異なる複数の変動画像情報を記憶する記憶部と、
    前記画像形成部により前記画像形成媒体に形成された第1画像の出力画像情報を検出する出力画像情報検出部と、
    前記出力画像情報検出部により検出された前記出力画像情報と、前記記憶部により記憶されている前記複数の変動画像情報のそれぞれとの差分に応じて、前記画像形成部により形成される第2画像の補正量を決定する補正量決定部と、
    前記補正量決定部により決定された前記補正量に基づいて前記第2画像を補正するように前記画像形成部を制御する補正制御部と、
    を備え
    前記記憶部は、複数の画像形成パラメーターのそれぞれにおける前記複数の変動画像情報を予め記憶し、
    前記補正量決定部は、前記複数の画像形成パラメーターのうち1つ以上の画像形成パラメーターを選択し、当該画像形成パラメーターに基づいて前記第2画像の補正量を決定する、
    画像形成装置。
  2. 前記補正量決定部は、前記出力画像情報と前記複数の変動画像情報のそれぞれとの差分が最小となる前記変動画像情報に基づいて、前記第2画像の補正量を決定する、
    請求項1に記載の画像形成装置。
  3. 前記補正量決定部は、前記複数の画像形成パラメーターのうち、前記出力画像情報と前記複数の変動画像情報のそれぞれとの差分が最小となる画像形成パラメーターを選択する、
    請求項1または請求項2に記載の画像形成装置。
  4. 前記補正量決定部は、前記複数の画像形成パラメーターに、前記変動画像情報の入力階調に対する画像情報の特性が所定の特徴を有する画像形成パラメーターが含まれる場合、前記出力画像情報と前記所定の特徴部分の変動画像情報との差分に応じて、当該画像形成パラメーターを選択する、
    請求項1または請求項2に記載の画像形成装置。
  5. 前記補正量決定部は、前記複数の画像形成パラメーターのそれぞれにおける、前記出力画像情報と前記変動画像情報との差分が所定範囲内である場合、予め設定された画像形成パラメーターを選択する、
    請求項1または請求項2に記載の画像形成装置。
  6. 前記補正量決定部は、印刷ジョブにおける入力階調分布に応じて、前記画像形成パラメーターを選択する、
    請求項1または請求項2に記載の画像形成装置。
  7. 前記補正量決定部は、前記出力画像情報における取得データ数が所定数以上である入力階調に基づいて、前記画像形成パラメーターを選択する、
    請求項1または請求項2に記載の画像形成装置。
  8. 前記補正量決定部は、
    第1画像形成条件において、前記複数の画像形成パラメーターに含まれる所定画像形成パラメーターに基づいて前記第2画像の第1補正量を決定し、
    当該第1補正量を前記第1画像形成条件に適用した第2画像形成条件において、前記複数の画像形成パラメーターのうち、前記所定画像形成パラメーター以外の画像形成パラメーターに基づいて前記第2画像の第2補正量を決定する、
    請求項の何れか1項に記載の画像形成装置。
  9. 前記補正量決定部は、前記複数の画像形成パラメーターのそれぞれにおける、前記出力画像情報と前記変動画像情報との差分に基づいて、前記複数の画像形成パラメーターのそれぞれに重み付けをして前記第2画像の補正量を決定する、
    請求項の何れか1項に記載の画像形成装置。
  10. 前記補正量決定部は、所定の信頼度情報に応じて、前記第2画像の補正を行うか否かについて決定する、
    請求項1〜の何れか1項に記載の画像形成装置。
  11. 画像形成媒体に画像を形成する画像形成部と、
    画像形成に関する画像形成パラメーターの値が異なる複数の変動画像情報を記憶する記憶部と、
    前記画像形成部により前記画像形成媒体に形成された第1画像の出力画像情報を検出する出力画像情報検出部と、
    前記出力画像情報検出部により検出された前記出力画像情報と、前記記憶部により記憶されている前記複数の変動画像情報のそれぞれとの差分に応じて、前記画像形成部により形成される第2画像の補正量を決定する補正量決定部と、
    前記補正量決定部により決定された前記補正量に基づいて前記第2画像を補正するように前記画像形成部を制御する補正制御部と、
    を備え、
    前記補正量決定部は、所定の信頼度情報に応じて、前記第2画像の補正を行うか否かについて決定する、
    画像形成装置。
  12. 前記補正量決定部は、複数色の現像剤を用いた画像形成を行う場合であって、前記複数色全体の出力画像情報のデータ数に対する、第1色の出力画像情報のデータ数の割合が所定割合以下である場合、前記第1色以外の第2色における補正量を前記第1色における補正量として前記第2画像の補正を行う、
    請求項1〜11の何れか1項に記載の画像形成装置。
  13. 画像形成媒体に画像を形成する画像形成部と、
    画像形成に関する画像形成パラメーターの値が異なる複数の変動画像情報を記憶する記憶部と、
    前記画像形成部により前記画像形成媒体に形成された第1画像の出力画像情報を検出する出力画像情報検出部と、
    前記出力画像情報検出部により検出された前記出力画像情報と、前記記憶部により記憶されている前記複数の変動画像情報のそれぞれとの差分に応じて、前記画像形成部により形成される第2画像の補正量を決定する補正量決定部と、
    前記補正量決定部により決定された前記補正量に基づいて前記第2画像を補正するように前記画像形成部を制御する補正制御部と、
    を備え、
    前記補正量決定部は、複数色の現像剤を用いた画像形成を行う場合であって、前記複数色全体の出力画像情報のデータ数に対する、第1色の出力画像情報のデータ数の割合が所定割合以下である場合、前記第1色以外の第2色における補正量を前記第1色における補正量として前記第2画像の補正を行う、
    画像形成装置。
  14. 前記補正量決定部は、前記出力画像情報のデータ範囲に基づいて、前記出力画像情報と、前記変動画像情報とを比較するための階調範囲を決定する、
    請求項1〜13の何れか1項に記載の画像形成装置。
  15. 前記変動画像情報は、任意に変更可能である、
    請求項1〜14の何れか1項に記載の画像形成装置。
  16. 前記記憶部に記憶される前記変動画像情報は、前記画像形成装置の環境条件毎に設定される、
    請求項1〜15の何れか1項に記載の画像形成装置。
  17. 前記記憶部に記憶される前記変動画像情報は、前記画像形成装置の耐久条件毎に設定される、
    請求項1〜16の何れか1項に記載の画像形成装置。
  18. 画像形成装置を含む複数のユニットで構成される画像形成システムであって、
    画像形成媒体に画像を形成する画像形成部と、
    画像形成に関する画像形成パラメーターの値が異なる複数の変動画像情報を記憶する記憶部と、
    前記画像形成部により前記画像形成媒体に形成された第1画像の出力画像情報を検出する出力画像情報検出部と、
    前記出力画像情報検出部により検出された前記出力画像情報と、前記記憶部により記憶されている前記複数の変動画像情報のそれぞれとの差分に応じて、前記画像形成部により形成される第2画像の補正量を決定する補正量決定部と、
    前記補正量決定部により決定された前記補正量に基づいて前記第2画像を補正するように前記画像形成部を制御する補正制御部と、
    を備え
    前記記憶部は、複数の画像形成パラメーターのそれぞれにおける前記複数の変動画像情報を予め記憶し、
    前記補正量決定部は、前記複数の画像形成パラメーターのうち1つ以上の画像形成パラメーターを選択し、当該画像形成パラメーターに基づいて前記第2画像の補正量を決定する、
    画像形成システム。
  19. 画像形成媒体に画像を形成する画像形成部を備える画像形成装置の補正制御方法であって、
    画像形成に関する画像形成パラメーターの値が異なる複数の変動画像情報を記憶するステップと
    前記画像形成部により前記画像形成媒体に形成された第1画像の出力画像情報を検出するステップと
    検出した前記出力画像情報と、記憶した前記複数の変動画像情報のそれぞれとの差分に応じて、前記画像形成部により形成される第2画像の補正量を決定するステップと
    決定した前記補正量に基づいて前記第2画像を補正するように前記画像形成部を制御するステップと、
    を有し、
    記憶するステップにおいて、複数の画像形成パラメーターのそれぞれにおける前記複数の変動画像情報を予め記憶し、
    補正量を決定するステップにおいて、前記複数の画像形成パラメーターのうち1つ以上の画像形成パラメーターを選択し、当該画像形成パラメーターに基づいて前記第2画像の補正量を決定する、
    補正制御方法。
  20. 画像形成媒体に画像を形成する画像形成部を備える画像形成装置の補正制御プログラムであって、
    コンピューターに、
    画像形成に関する画像形成パラメーターの値が異なる複数の変動画像情報を記憶する記憶処理と、
    前記画像形成部により前記画像形成媒体に形成された第1画像の出力画像情報を検出する検出処理と、
    検出した前記出力画像情報と、記憶した前記複数の変動画像情報のそれぞれとの差分に応じて、前記画像形成部により形成される第2画像の補正量を決定する補正量決定処理と、
    決定した前記補正量に基づいて前記第2画像を補正するように前記画像形成部を制御する補正制御処理と、
    を実行させ
    前記記憶処理において、複数の画像形成パラメーターのそれぞれにおける前記複数の変動画像情報を予め記憶し、
    前記補正量決定処理において、前記複数の画像形成パラメーターのうち1つ以上の画像形成パラメーターを選択し、当該画像形成パラメーターに基づいて前記第2画像の補正量を決定する、
    補正制御プログラム。
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