JP3276744B2 - 画像形成装置及びその方法 - Google Patents

画像形成装置及びその方法

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JP3276744B2 JP27271493A JP27271493A JP3276744B2 JP 3276744 B2 JP3276744 B2 JP 3276744B2 JP 27271493 A JP27271493 A JP 27271493A JP 27271493 A JP27271493 A JP 27271493A JP 3276744 B2 JP3276744 B2 JP 3276744B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、画像形成装置及びその
方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、複写機やプリンタ装置等の画
像形成装置の画像処理特性を調整する方法として、次の
ような手法が知られている。即ち、画像形成装置を起動
させて、一つのある特定の階調テストパターンを記録材
上に形成した後、形成された記録材上の階調テストパタ
ーンの濃度を画像読み取り手段にて読み取り、その画像
情報をもとに、例えばγ補正手段などの画像形成条件を
決定する手段にフィードバックする手法が知られてい
た。この手法により、耐久による特性変動量や環境条件
の変動量に応じて画像品質を安定させることができた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
複写機やプリンタ装置等においては、定着行程を出たば
かりの出力サンプルの濃度は不安定であることが知られ
ている。たとえば、熱定着直後では、出力されたトナー
画像の温度変化が大きく、出力サンプルのトナーの物性
も変化しており、室内温度になるにつれ、表面状態が変
化することがある。
【0004】さらには、トナー画像を定着ローラに付着
させないよう、離形性をよくするために、通常、シリコ
ンオイルをローラ表面にコートすることが、良く知られ
ているが、このシリコンオイルが、定着直後には、支持
体およびトナー層表面に残っているが、時間の経過とと
もに、支持体に吸着される。このことが、結果として、
光沢ダウン、濃度ダウン等の現象をひきおこし、光学濃
度を変化させていた。
【0005】また、インクジェット方式の場合は、記録
剤に打たれたインクが徐々に乾燥するため、やはり画像
の光学濃度が変化してしまうことが知られている。この
ように、階調テストパターンの光学濃度の変化が起こっ
ているにもかかわらず、その情報をもとにγ補正手段な
どの画像形成条件を決定する手段にフィードバックして
いたため、最適な画像が得られなくなるという欠点があ
った。
【0006】本発明は、前記の課題を解決するために、
安定した画像濃度で補正量を制御することによって、階
調性の優れた画像形成を可能とする画像形成装置及びそ
の方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の一手段として、本発明は以下のような構成を備える。
本発明の画像形成装置は、特定の階調テストパターンを
形成するパターン形成手段と、前記パターン形成手段に
より階調テストパターンが形成されてからの時間を計測
する計時手段と、前記計時手段により所定時間の経過が
計測された後に、前記階調テストパターンを読み取る読
み取り手段と、前記読み取り手段により読み取られた前
記階調テストパターンの濃度データを記憶する記憶手段
と、前記記憶手段に記憶された各階調レベルの濃度デー
タを用いて階調補正を行う階調補正手段と、を有するこ
とを特徴とする。
【0007】また、本発明の画像形成方法は、画像形成
装置における画像形成方法であって、該画像形成装置に
よって特定の階調テストパターンを形成するパターン形
成工程と、前記階調テストパターンが形成されてからの
時間を計測する計時工程と、前記計時工程において所定
時間の経過が計測された後に、前記階調テストパターン
を読み取る読み取り工程と、前記読み取り工程において
読み取られた前記階調テストパターンの濃度データを記
憶手段に格納する格納工程と、前記記憶手段に記憶され
た各階調レベルの濃度データを用いて階調補正を行う階
調補正工程と、を有することを特徴とする。
【0008】
【作用】以上の構成により、階調テストパターンが形成
されてから所定の時間経過後に階調テストパターンを読
み取ることにより、安定した画像濃度で補正量を制御す
ることが可能となり、階調性の優れた画像を形成するこ
とができるという効果がある。
【0009】また、本発明の階調テストパターンによる
階調補正を定期的に行なうことにより、長期に渡り階調
性が優れ、カラーバランスの優れた画像が形成できるよ
うになる。
【0010】
【実施例】以下、図面を参照して本発明に係る一実施例
を詳細に説明する。 <第1実施例>図1は本実施例のカラー複写機の概略構
成を示すブロック図である。図1において、201は複
写機全体を制御するためのプリンタ制御部であり、マイ
クロプロセッサ等のCPU28、CPU28の制御プロ
グラムや各種データを記憶するROM210、CPU2
8のワークエリアとして使用されるRAM212等を備
えている。ROM210は後述する階調テストパターン
を記憶しているテストパターン記憶領域211を含む。
【0011】202は原稿読み取り部であり、後述する
CCD21等を備え、原稿画像を読み取ってその読み取
った画像信号をプリンタ制御部201に出力している。
プリンタ制御部201は、この原稿読み取り部202よ
りの画像信号を後述するγ補正用のルックアップテーブ
ル(γ−LUT)25により補正してプリンタエンジン
部100の出力特性に合致したデータに変換され、プリ
ンタエンジン部100に出力される。100はプリンタ
エンジン部であり、本実施例では例えば図2に示すレー
ザビームプリンタとしての構成である。
【0012】また、213はタイマ、214は本実施例
における補正係数テーブルであり、詳細については後述
する。図2は図1に示すプリンタエンジン部100の概
要構成を示す断面図であり、以下、図2を参照して本実
施例におけるプリンタエンジン部100についての説明
を行う。
【0013】図1に示す本実施例のプリンタエンジン部
100は、原稿読み取り部202よりの画像信号に基づ
いて記録紙上に画像を形成する。図2において、201
及び202はそれぞれ図1に示すプリンタ制御部及び原
稿読み取り部である。原稿読み取り部202は、光源3
03、色分解光学系304、CCD21等により構成さ
れ、原稿台ガラスにのせられた読み取り原稿301の画
像を読み取り、信号に変換する。プリンタ制御部201
は、原稿読み取り部202で読み取られた画像信号を半
導体レーザ103の駆動用信号に変換してレーザドライ
バ102に出力する。
【0014】レーザドライバ102は半導体レーザ10
3を駆動するための回路であり、入力された画像信号に
応じて半導体レーザをオン・オフ切替している。レーザ
光104は回転多面鏡105で左右方向に振られて感光
ドラム106上を走査する。このレーザ光の走査により
潜像が形成された感光ドラム106は、図中に示す矢印
の方向に回転する。この回転により回転現像器112に
より各色ごとの現像がなされる(図2では、イエロート
ナーによる現像状態を示している)。
【0015】一方、記録紙は転写ドラム113に巻き付
けられて、1回転する毎にY(イエロー),M(マゼン
タ),C(シアン),Bk(ブラック)の順に回転現像
器112により現像され、計4回の回転で4色が転写さ
れてカラー記録が終了する。こうしてカラー転写が終了
すると、記録紙は転写ドラム113から離れ、定着ロー
ラ対114によって定着され、カラー画像プリントが完
成する。
【0016】この記録紙にはカットシートを用い、カセ
ット記録紙はプリンタ部100に装着した用紙カセット
に収納され、給紙ローラ109及び搬送ローラ110と
111とにより装置内に取り込まれて、静電ドラム10
6に供給される。また、300は操作のための各種スイ
ッチ及びLED表示器等が配されている操作パネルであ
る。
【0017】図3は本実施例の複写機において制御部2
01に設けられている階調画像を得るための画像信号処
理部の構成を示すブロック図である。以下、図3に示す
画像信号処理部の構成について説明する。読み取り部2
02内のCCD21により読み取られた原稿画像の輝度
信号は、A/D変換部22に入力され、デジタル輝度信
号に変換される。このデジタル輝度信号はシェーディン
グ部23に送られ、CCD21の個々の素子の感度バラ
ツキによる光量ムラがシェーディング補正される。シェ
ーディング補正を行うことにより、CCD21の測定再
現性が向上する。シェーディング部23で補正された輝
度信号は、更にLOG変換部24によりLOG変換され
る。続いて、LOG変換された信号はガンマルックアッ
プテーブル(γ−LUT)25に送られ、γ−LUT2
5を用いて、プリンタエンジン部100の初期設定時に
おける原稿画像濃度と、γ特性に従って処理された出力
画像濃度とが一致するように、画像信号を変換する。γ
−LUT25はCPU28により個々のプリンタ毎に後
述する処理により作成される。
【0018】こうして変換された画像信号はパルス幅変
調回路26でパルス幅変調された信号となってレーザド
ライバ102に入力され、図2に示す半導体レーザ10
3を駆動している。29はパターンジェネレータで、後
述する各種階調テストパターンを発生させる。本実施例
では、全色とも画素が副走査方向に並ぶパルス幅変換処
理による階調再現手段を用い、レーザ光の走査により感
光ドラム106上にはドット面積変化による階調特性を
有する静電潜像が形成され、現像、転写、定着といった
過程を経て階調画像が得られる。
【0019】次に、図4に原稿画像の濃度再生のための
特性を示す4限チャートを示す。図4において、第I象
限は原稿濃度を濃度信号に変換する読み取り部202の
特性を示し、第II象限は濃度信号をレーザ出力信号に変
換するためのγ−LUT25の特性を示している。ま
た、第III象限はレーザ出力信号からプリンタ出力濃度
に変換するプリンタの特性を示し、第IV象限は原稿濃度
とプリンタ出力濃度の関係を示しており、即ち第IV象限
に示される特性は、本実施例の複写機における全体的な
階調特性を表している。
【0020】本実施例では、階調特性を図4の第IV象限
に示されるように線型にするために、第III象限に示さ
れるプリンタ部の記録特性の歪を、第II象限に示される
γ−LUT25によって補正している。なお、本実施例
では画像信号を8ビットのデジタル信号として処理して
いるため、階調数は256階調である。
【0021】本実施例において、上述したγ−LUT2
5は以下に述べる演算結果により生成されるが、γ−L
UT25の生成は、画像データのプリンタ出力後の時間
経過による濃度変化に対応することを目的としている。
画像データのプリンタ出力後の時間経過による濃度変化
の具体例を、図5に示す。図5において、横軸は画像デ
ータのプリンタ出力後の経過時間、縦軸は出力画像の光
学濃度である。
【0022】画像データの濃度はプリンタ出力後3時間
くらいで安定するが、特に最初の1分以内で、急激な変
化は終わってしまう。従って本実施例では、濃度変化に
対して安定に再現性良く濃度を取り出すために、階調テ
ストパターンが出力されてから本体内のタイマ213を
起動させ、1分経過してから、原稿読み取り部202に
より階調テストパターンの読み取りを行う。
【0023】以下に、CPU28による上述したγ−L
UT25の設定制御について説明する。図6は、本実施
例におけるCPU28によるγ−LUT25の生成の過
程を示すフローチャートである。まず、ステップS31
で、操作パネル300からγ−LUT作成のための制御
スイッチをオンにする。
【0024】続いてステップS32に進み、図3に示し
たパターンジェネレータ29により、プリンタ制御部2
01のROM210内のテストパターン記憶領域211
に登録してある階調テストパターンに従って、全色の階
調テストパターンを出力し、図1に示す本体内のタイマ
213を起動させる。この全色の階調テストパターンの
例を図7に示す。
【0025】尚、前記全色の階調テストパターンを出力
する際には、図3に示すようにγ−LUT25は作用さ
せずに、出力せねばならない。次にステップS33で、
タイマ213によりRAM212に記憶された所定の時
間、即ち本実施例においては1分が経過したら、ステッ
プS32において出力された階調テストパターン、例え
ば図7に示す階調テストパターンが形成された原稿を図
1に示すように読み取り原稿301として原稿台ガラス
302に載せ、光源303で照らし、次に色分解光学系
304を通してCCD21で反射光量信号に変換する。
そして反射光量信号を図3に示すLOG変換部24によ
ってLOG変換し、読み取り濃度データとしてCPU2
8が取り込む。
【0026】続いてステップS34に進み、ステップS
33で階調テストパターンを読み取る際のレーザ出力レ
ベルと、読み取った階調テストパターンの濃度値とを、
各階調テストパターンの座標により対応させて、レーザ
出力レベルと読み取り濃度との関係を求め、RAM21
2に格納する。そして処理はステップS35に進み、ス
テップS34で得られたレーザ出力レベルと読み取り濃
度との関係により、図4の第III象限に示したプリンタ
特性を求める。そしてこのプリンタ特性の入出力関係を
互いに入れ換えることにより、第II象限に示すプリンタ
のγ補正の特性を各濃度毎に決定し、γ−LUT25を
設定する。
【0027】ステップS35においてγ−LUT25を
求める際に、階調テストパターンの階調パターン数しか
データがないので、濃度信号の「0」から「255」ま
で全レベルに対してレーザ出力レベルが対応できるよう
にするには、途中の不足しているデータは、補間を行な
うことにより生成しなければならない。以上で本実施例
におけるγ−LUT25の生成が終了し、“コピー出来
ます”等の、プリンタが複写可能状態になったことをユ
ーザに知らせるメッセージを操作パネル300上に表示
し、コピースタンバイとなる。
【0028】以上説明したようにして生成されたγ−L
UT25を、図3に示す画像信号処理部において使用し
てγ補正を行うことにより、プリンタ出力後の安定した
濃度と原稿の濃度とで、図4の第IV象限に示されるよう
な線形の関係が保たれる。尚、本実施例において階調テ
ストパターンが出力されてから1分経過後に階調テスト
パターンの読み取りを行うものとしたが、これは階調テ
ストパターン出力後1分で図5に示される濃度変化率が
緩やかになるのと、階調テストパターンが出力されてか
らそれを読み取りるために原稿台ガラス302の上に置
く作業が1分で十分に完了できるとして設定したにすぎ
ず、もちろん画像形成装置に最適化した時間を個々に設
定するのが好ましい。
【0029】以上説明したように本実施例によれば、階
調テストパターンが定着されてから所定の時間経過後
に、原稿台に設置された階調テストパターンを読み取っ
て得られた濃度情報に応じてγ−LUT25を設定する
ことにより、プリンタ出力後の安定した濃度が原稿画像
の濃度に対して線形となり、良好な階調性が得られるよ
うになる。また、以上の制御を定期的に行なうことによ
り、長期に渡り階調性が優れ、カラーバランスの優れた
画像が形成できるようになる。
【0030】<第2実施例>以下、本発明に係る第2実
施例について説明する。図8は第2実施例におけるプリ
ンタ装置の概略構成を示すブロック図である。上述の第
1実施例における図1のブロック図と同一構成のものに
は同一番号を付し、説明を省略する。
【0031】上述した第1実施例と異なる部分は、表示
部801が追加されている箇所である。表示部801
は、図2に示す操作パネル300上に存在する。図5で
示したような全色の階調テストパターンを出力してか
ら、例えば1分後に図1に示す原稿読み取り部202で
階調テストパターンを読み取るまで、表示部801にリ
ーダが稼動するまでの時間(カウントダウン時間)を、
例えば図9に示すように表示させる。
【0032】以上説明したように第2実施例によれば、
画像形成装置とユーザとの間のインターフェイスが格段
に向上し、ユーザによる例えば原稿置き忘れ等の操作ミ
スを減少させることができ、作業効率が向上する。 <第3実施例>以下、本発明に係る第3実施例について
説明する。
【0033】第3実施例においては、ユーザの操作ミス
等によるプリンタ装置の誤動作を極力防ぐことを目的と
する。第3実施例におけるプリンタの概要構成は、第1
実施例の図1〜図3に示す構成と同様であるため、図1
〜図3、および図7、図10を参照して第3実施例を説
明する。
【0034】図10は、第3実施例におけるγ−LUT
25の生成の過程を示すフローチャートである。まず、
ステップS31で、図2に示す操作パネル300からγ
−LUT作成のための制御スイッチをオンにする。続い
てステップS32に進み、図3に示したパターンジェネ
レータ29により、プリンタ制御部201のROM21
0内のテストパターン記憶領域211に登録してある階
調テストパターンに従って、全色の階調テストパターン
を出力し、図1に示す本体内のタイマ213を起動させ
る。この全色の階調テストパターンの例を図7に示す。
【0035】尚、前記全色の階調テストパターンを出力
する際には、図3に示すようにγ−LUT25は作用さ
せずに、出力せねばならない。次にステップS33で、
タイマ213によりRAM212に記憶された所定の時
間、即ち1分が経過したら、ステップS32において出
力された階調テストパターンが形成された原稿を図1に
示す読み取り原稿301として原稿台ガラス302に載
せ、光源303で照らし、次に色分解光学系304を通
してCCD21で反射光量信号に変換する。そして反射
光量信号を図3に示すLOG変換部24によってLOG
変換し、読み取り濃度データとしてCPU28が取り込
む。
【0036】続いてステップS34に進み、ステップS
33で階調テストパターンを読み取る際のレーザ出力レ
ベルと、読み取った階調テストパターンの濃度値とを、
各階調テストパターンの座標により対応させて、レーザ
出力レベルと読み取り濃度との関係を求め、RAM21
2に格納する。次に、ステップS101において、レー
ザ出力レベルと読み取り濃度との関係が、正常かどうか
を判断する。
【0037】ステップS101で、レーザ出力レベルと
読み取り濃度との関係が正常であるとは、即ち階調テス
トパターンが原稿台ガラス上の所定の位置に載せられて
いるということを示し、逆に異常であるとは、ユーザに
よる階調テストパターンの置き忘れ等を含む、即ち正常
に階調テストパターンを読み込めない状態を示す。図1
1に、レーザ出力レベルと読み取り濃度との関係を示
す。図11から分かるように、関係正常時には読み取り
濃度のレンジが十分にあり、かつレーザ出力レベルに対
して読み取り濃度は増加傾向にあり、決して逆転するこ
とはない。それに対して、階調テストパターンを載せな
かった等の原因による関係異常時には、原稿読み取り部
202は原稿台の圧板面を読み込んでしまい、例えば図
11に破線で示したように読み取り濃度のレンジが狭く
なり、読み取り濃度の逆転等も発生する。
【0038】ステップS101では、次のような条件式
を満足するか否かで、正常か否かの判断を行なう。 Dmax−Dmin ≦ k D(n+1) ≦ D(n) ここでDmaxは読み取った最大濃度、Dminは読み
取った最小濃度、kは係数、D(n)はnレベルのレー
ザ出力の読み取り濃度である。
【0039】ステップS101において、レーザ出力と
読み取り濃度の関係が異常と判断される場合はステップ
S102に進み、その旨を表示部801にメッセージと
して表示する。そしてステップS31に戻り、制御スイ
ッチの押下からやり直す。ステップS101において、
レーザ出力と読み取り濃度の関係が正常と判断される場
合はステップS35に進み、以下、図6のステップS3
5に示す第1実施例と同様にしてγ−LUT25を設定
する。
【0040】尚、第3実施例においては、階調テストパ
ターンが出力されてから1分経過後に階調テストパター
ンの読み取りを行うものとしたが、第1実施例同様、画
像形成装置に最適化した時間を個々に設定するのが好ま
しい。以上説明したように第3実施例においては、ユー
ザの操作ミス等により階調テストパターンが読み込まれ
なかった場合においても、レーザ出力と読み取り濃度の
関係を確認することにより、階調制御の誤動作を防ぎ、
より確実に、良好な階調性が得られるようになる。
【0041】以上第1〜第3実施例において、主にレー
ザービームプリンタについて説明を行ったが、本発明は
もちろんこれらの例に限定されるものではなく、例えば
インクジェットプリンタや、ドットマトリクスプリンタ
等にも適用可能である。尚、本発明は、複数の機器から
構成されるシステムに適用しても、1つの機器から成る
装置に適用しても良い。また、本発明はシステム或は装
置にプログラムを供給することによって達成される場合
にも適用できることは言うまでもない。
【0042】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、階
調テストパターンが形成されてから所定の時間経過後に
階調テストパターンを読み取ることにより、安定した画
像濃度で補正量を制御することが可能となり、階調性の
優れた画像を形成することができるという効果がある。
【0043】また、本発明の階調テストパターンによる
階調補正を定期的に行なうことにより、長期に渡り階調
性が優れ、カラーバランスの優れた画像が形成できるよ
うになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る第1実施例の概略構成を示すブロ
ック図である。
【図2】本実施例における機器構成図である。
【図3】本実施例における画像処理部の詳細構成を示す
ブロック図である。
【図4】本実施例における階調再現性を示す4限チャー
ト図である。
【図5】本実施例における階調テストパターンの出力後
経過時間と画像濃度の関係を示す図である。
【図6】本実施例におけるγ−LUT更新処理のフロー
チャートである。
【図7】本実施例における階調テストパターンの出力例
を示す図である。
【図8】本発明に係る第2実施例の概略構成を示すブロ
ック図である。
【図9】第2実施例における表示部の例を示す図であ
る。
【図10】本発明に係る第3実施例のγ−LUT更新処
理のフローチャートである。
【図11】第3実施例におけるレーザ出力レベルと読み
取り濃度の関係の例を示す図である。
【符号の説明】
21 CCD 25 γ−LUT 28 CPU 29 パターンジェネレータ 100 プリンタ部 102 半導体レーザ 106 感光ドラム 113 転写ドラム 114 定着ローラ対 201 プリンタ制御部 202 原稿読み取り部 210 ROM 211 テストパターン記憶領域 212 RAM 213 タイマ 214 補正係数テーブル 300 操作パネル 301 読み取り原稿 302 原稿台ガラス 303 光源 304 色分解光学系
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04N 1/04 - 1/207 H04N 1/40 - 1/409

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 特定の階調テストパターンを形成するパ
    ターン形成手段と、 前記パターン形成手段により階調テストパターンが形成
    されてからの時間を計測する計時手段と、 前記計時手段により所定時間の経過が計測された後に、
    前記階調テストパターンを読み取る読み取り手段と、 前記読み取り手段により読み取られた前記階調テストパ
    ターンの濃度データを記憶する記憶手段と、 前記記憶手段に記憶された各階調レベルの濃度データを
    用いて階調補正を行う階調補正手段と、 を有することを特徴とする画像形成装置。
  2. 【請求項2】 前記読み取り手段前記階調テストパタ
    ーンを読み取り開始するまでの時間を表示する表示手段
    更に有することを特徴とする請求項1記載の画像形成
    装置。
  3. 【請求項3】 前記読み取り手段により読み込んだ画像
    情報が前記階調テストパターンであるかを判断するパタ
    ーン判断手段と、 前記パターン判断手段によって前記画像情報が前記階調
    テストパターンでないと判断された場合にその旨を報知
    する報知手段と、 を更に有することを特徴とする請求項1記載の画像形成
    装置。
  4. 【請求項4】 画像形成装置における画像形成方法であ
    って、 該画像形成装置によって特定の階調テストパターンを形
    成するパターン形成工程と、 前記階調テストパターンが形成されてからの時間を計測
    する計時工程と、 前記計時工程において所定時間の経過が計測された後
    に、前記階調テストパターンを読み取る読み取り工程
    と、 前記読み取り工程において読み取られた前記階調テスト
    パターンの濃度データを記憶手段に格納する格納工程
    と、 前記記憶手段に記憶された各階調レベルの濃度データを
    用いて階調補正を行う階調補正工程と、 を有することを特徴とする画像形成方法。
  5. 【請求項5】 前記読み取り工程前記階調テストパタ
    ーンを読み取り開始するまでの時間を表示する表示工程
    更に有することを特徴とする請求項4記載の画像形成
    方法。
  6. 【請求項6】 前記読み取り工程において読み込んだ画
    像情報が前記階調テストパターンであるかを判断するパ
    ターン判断工程と、 前記パターン判断工程において前記画像情報が前記階調
    テストパターンでないと判断された場合にその旨を報知
    する報知工程と、 を更に有することを特徴とする請求項4記載の画像形成
    方法。
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