JP6308398B2 - 画像形成装置およびキャリブレーションプログラム - Google Patents

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本発明は、印刷デバイスの入出力特性を補正するためのガンマ補正テーブルを更新する画像形成装置およびキャリブレーションプログラムに関する。
従来の画像形成装置として、印刷デバイスの入出力特性を補正するためのガンマ補正テーブルを更新することによって、印刷デバイスの入出力特性を所望のものにするキャリブレーションを実行するものが知られている(例えば、特許文献1−3参照。)。
画像形成装置は、印刷デバイスとして電子写真方式のプリンターを備えている場合、温度や湿度などが変化することによって、記録媒体に付着するトナーの量が変化して、入出力特性が所望のものでなくなることがある。また、画像形成装置は、長時間、連続的に印刷を実行するような場合に、プリンターの各部の温度などが変化することによって、入出力特性が所望のものでなくなることもある。また、画像形成装置は、長期間、使用された結果、プリンターの各部の特性、例えば感光ドラムの帯電特性などが変化することによって、入出力特性が所望のものでなくなることもある。
したがって、画像形成装置は、湿度、温度または印刷枚数などの一定の環境変化の条件を満たした場合に、図11に示すように、キャリブレーションを実行する。
図11は、キャリブレーションを実行する場合の従来の画像形成装置の動作のフローチャートである。
図11に示すように、画像形成装置は、任意のスクリーンから成るパッチ・パターンをプリンターによって記録媒体上に描画する(S51)。
次いで、画像形成装置は、S51において記録媒体上に描画したパッチ・パターンのパッチを1つずつ分光反射濃度計測器などのフォトセンサーによって読み取って濃度を計測する(S52)。
図4は、入力値と、S52において計測された濃度との対応関係、すなわち、プリンターの入出力特性の一例を示す図である。
図4に示すように、フォトセンサーによって読み取って計測された濃度は、画像形成装置の設計上の最大濃度値Dmaxを超えている場合がある。図4において、Dminは、画像形成装置の設計上の最小濃度値である。図4において、白丸は、S52において計測されたパッチの濃度をプロットしたものである。すなわち、白丸は、それぞれ、サンプリング点を示している。
図11に示すように、画像形成装置は、S52の処理の後、S52において計測した全てのパッチに対して1つずつ、以下のS54〜S56の処理を繰り返す(S53)。
画像形成装置は、S52において計測した濃度を次に示す式によって正規化する(S54)。次に示す式において、Doutは、フォトセンサーによって読み取って計測された濃度値Dinを正規化した後の値である。また、Nは、画像形成装置の設計上の階調値の最大値であって、例えば255である。
Dout=(Din−Dmin)/(Dmax−Dmin)×N
画像形成装置は、S54において生成したDoutがNを超えるか否かを判断する(S55)。
画像形成装置は、DoutがNを超えると判断すると、DoutをNに変換する(S56)。すなわち、画像形成装置は、S52において計測された濃度値が画像形成装置の設計上の最大濃度値を超える場合に、最大濃度値を超える濃度値を最大濃度値に変換する。
図12は、図4に示す入出力特性を正規化した図である。
図12に示すように、正規化された入出力特性の出力は、Nを超える場合に、Nに変換されている。
図11に示すように、画像形成装置は、S53の処理の後、サンプリング点の間を内挿補間する(S57)。
図13は、図12に示す入出力特性のサンプリング点の間が内挿補間された図である。
図13に示すように、サンプリング点の間の内挿補間によって、サンプリング点が滑らかに配置される。
図11に示すように、画像形成装置は、S57の処理の後、S57において生成したグラフと、所望の入出力特性とに基づいて、ガンマ補正テーブルを生成する(S58)。
図7は、所望の入出力特性の一例を示す図である。図14は、図13に示すグラフから生成されたガンマ補正テーブルを示す図である。
図7に示す正比例の関係の入出力特性が所望の入出力特性である場合、画像形成装置は、図7に示すグラフを対称軸として、図13に示すグラフの線対称のグラフとして、図14に示すガンマ補正テーブルを生成する。ここで、図14に示すグラフは、図13に示すグラフの逆関数のグラフである。
図11に示すように、画像形成装置は、S58の処理の後、S51において使用したスクリーンに対応するガンマ補正テーブルを、S58において生成したガンマ補正テーブルに更新して(S59)、図11に示す動作を終了する。
したがって、画像形成装置は、図4に示す入出力特性が図14に示すガンマ補正テーブルによってガンマ補正されることによって、図15に示す入出力特性に変更される。図15に示す入出力特性は、図7に示す所望の入出力特性から大きく異なっている。例えば、図15に示す入出力特性は、入力値がNの付近において、画像形成装置の設計上の最大濃度値Dmaxを超える濃度を出力してしまうようになっている。
特開2000−184217号公報 特開2007−311998号公報 特開2009−141714号公報
以上に説明したように、従来の画像形成装置においては、プリンターの入出力特性を所望のものにすることができていない場合があるという問題がある。
そこで、本発明は、プリンターの入出力特性を改善することができる画像形成装置およびキャリブレーションプログラムを提供することを目的とする。
本発明の画像形成装置は、入力値に応じた濃度で印刷を実行する印刷デバイスと、前記印刷デバイスによって実行された印刷の濃度値を検出する検出デバイスと、前記印刷デバイスの入出力特性を補正するためのガンマ補正テーブルによって前記印刷デバイスの入出力特性を補正するガンマ補正手段と、前記検出デバイスによって検出された濃度値に基づいて前記ガンマ補正テーブルを更新するキャリブレーション手段とを備え、前記キャリブレーション手段は、前記検出デバイスによって検出された濃度値が設計上の最大濃度値を超える場合であっても、前記最大濃度値を超える濃度値を前記最大濃度値以下に変換せず、前記最大濃度値を超える濃度値を除くことによって前記ガンマ補正テーブルを生成することを特徴とする。
この構成により、本発明の画像形成装置は、検出された濃度値が設計上の最大濃度値を超える場合であっても、最大濃度値を超える濃度値を最大濃度値以下に変換せず、最大濃度値を超える濃度値を除くことによってガンマ補正テーブルを生成するので、プリンターの入出力特性を所望のもの、または、所望のものに近いものにすることができる。したがって、本発明の画像形成装置は、プリンターの入出力特性を改善することができる。
本発明のキャリブレーションプログラムは、入力値に応じた濃度で印刷を実行する印刷デバイスと、前記印刷デバイスによって実行された印刷の濃度値を検出する検出デバイスと、前記印刷デバイスの入出力特性を補正するためのガンマ補正テーブルによって前記印刷デバイスの入出力特性を補正するガンマ補正手段とを備える画像形成装置を、前記検出デバイスによって検出された濃度値に基づいて前記ガンマ補正テーブルを更新するキャリブレーション手段として機能させ、前記キャリブレーション手段は、前記検出デバイスによって検出された濃度値が設計上の最大濃度値を超える場合であっても、前記最大濃度値を超える濃度値を前記最大濃度値以下に変換せず、前記最大濃度値を超える濃度値を除くことによって前記ガンマ補正テーブルを生成することを特徴とする。
この構成により、本発明のキャリブレーションプログラムを実行する画像形成装置は、検出された濃度値が設計上の最大濃度値を超える場合であっても、最大濃度値を超える濃度値を最大濃度値以下に変換せず、最大濃度値を超える濃度値を除くことによってガンマ補正テーブルを生成するので、プリンターの入出力特性を所望のもの、または、所望のものに近いものにすることができる。したがって、本発明のキャリブレーションプログラムを実行する画像形成装置は、プリンターの入出力特性を改善することができる。
本発明の画像形成装置およびキャリブレーションプログラムは、プリンターの入出力特性を改善することができる。
本発明の実施の形態に係るMFPのブロック図である。 キャリブレーションを実行する場合の図1に示すMFPの動作のフローチャートである。 図2に示す動作において記録媒体上に描画されるパッチ・パターンの一例を示す図である。 図1に示すプリンターの入出力特性の一例を示す図である。 図4に示す入出力特性を正規化した図である。 図5に示す入出力特性のサンプリング点の間が内挿補間された図である。 図1に示すMFPにおける所望の入出力特性の一例を示す図である。 図6に示すグラフの逆関数のグラフを示す図である。 図6に示すグラフから生成されたガンマ補正テーブルを示す図である。 印刷を実行する場合の図1に示すMFPの動作のフローチャートである。 キャリブレーションを実行する場合の従来の画像形成装置の動作のフローチャートである。 従来の画像形成装置において図4に示す入出力特性を正規化した図である。 図12に示す入出力特性のサンプリング点の間が内挿補間された図である。 図13に示すグラフから生成されたガンマ補正テーブルを示す図である。 図14に示すガンマ補正テーブルによってガンマ補正された入出力特性を示す図である。
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
まず、本実施の形態に係る画像形成装置としてのMFP(Multifunction Peripheral)の構成について説明する。
図1は、MFP10のブロック図である。
図1に示すように、MFP10は、種々の操作が入力されるボタンなどの入力デバイスである操作部11と、種々の情報を表示するLCD(Liquid Crystal Display)などの表示デバイスである表示部12と、原稿からデータを読み取る読取デバイスであるスキャナー13と、入力値に応じた濃度で用紙などの記録媒体に印刷を実行する印刷デバイスであるプリンター14と、プリンター14によって実行された印刷の濃度値を検出する検出デバイスとしてのフォトセンサー15と、図示していない外部のファクシミリ装置と公衆電話回線などの通信回線経由でファックス通信を行うファックスデバイスであるファックス通信部16と、LAN(Local Area Network)、インターネットなどのネットワーク経由で外部の装置と通信を行う通信デバイスである通信部17と、各種のデータを記憶している半導体メモリー、HDD(Hard Disk Drive)などの記憶デバイスである記憶部18と、MFP10全体を制御する制御部19とを備えている。
プリンター14は、電子写真方式の印刷デバイスである。
記憶部18は、プリンター14の入出力特性を補正するためのガンマ補正テーブルを更新するキャリブレーションプログラム18aを記憶している。キャリブレーションプログラム18aは、MFP10の製造段階でMFP10にインストールされていても良いし、SDカード、USB(Universal Serial Bus)メモリーなどの記憶媒体からMFP10に追加でインストールされても良いし、ネットワーク上からMFP10に追加でインストールされても良い。
記憶部18は、プリンター14による中間調の入出力特性を補正するためのガンマ補正テーブル18bと、プリンター14によって中間調を再現するためのスクリーン18cとをそれぞれ複数記憶している。ガンマ補正テーブル18bと、スクリーン18cとは、互いに対応しているものが存在している。
制御部19は、例えば、CPU(Central Processing Unit)と、プログラムおよび各種のデータを記憶しているROM(Read Only Memory)と、CPUの作業領域として用いられるRAM(Random Access Memory)とを備えているコンピューターである。CPUは、ROMまたは記憶部18に記憶されているプログラムを実行する。
制御部19は、記憶部18に記憶されているプログラムを実行することによって、ガンマ補正テーブル18bによってプリンター14の入出力特性を補正するガンマ補正手段19aとして機能する。
制御部19は、記憶部18に記憶されているキャリブレーションプログラム18aを実行することによって、フォトセンサー15によって検出された濃度値に基づいてガンマ補正テーブル18bを更新するキャリブレーション手段19bとして機能する。
次に、MFP10の動作について説明する。
まず、プリンター14の入出力特性を所望のものにするためのキャリブレーションを実行する場合のMFP10の動作について説明する。
MFP10は、湿度、温度または印刷枚数などの一定の環境変化の条件を満たした場合に、図2に示すように、キャリブレーションを実行する。
図2は、キャリブレーションを実行する場合のMFP10の動作のフローチャートである。
図2に示すように、MFP10のキャリブレーション手段19bは、任意のスクリーン18cから成るパッチ・パターンをプリンター14によって記録媒体上に描画する(S51)。
図3は、S51において記録媒体上に描画されるパッチ・パターン30の一例を示す図である。
図3に示すパッチ・パターン30は、入力値としての濃度値が既知であって互いに異なるパッチ31〜39を含んでいる。
図2に示すように、キャリブレーション手段19bは、S51の処理の後、S51において記録媒体上に描画したパッチ・パターンのパッチを1つずつフォトセンサー15によって読み取って濃度を計測する(S52)。
図4は、入力値と、S52において計測された濃度との対応関係、すなわち、プリンター14の入出力特性の一例を示す図である。
図4に示すように、フォトセンサー15によって読み取って計測された濃度は、MFP10の設計上の最大濃度値Dmaxを超えている場合がある。図4において、Dminは、MFP10の設計上の最小濃度値である。図4において、白丸は、S52において計測されたパッチの濃度をプロットしたものである。すなわち、白丸は、それぞれ、サンプリング点を示している。
図2に示すように、キャリブレーション手段19bは、S52の処理の後、S52によって計測した全てのパッチに対して1つずつ、以下のS54の処理を繰り返す(S53)。
キャリブレーション手段19bは、S52において計測した濃度を次に示す式によって正規化する(S54)。次に示す式において、Doutは、フォトセンサー15によって読み取って計測された濃度値Dinを正規化した後の値である。また、Nは、MFP10の設計上の階調値の最大値であって、例えば255である。
Dout=(Din−Dmin)/(Dmax−Dmin)×N
図5は、図4に示す入出力特性を正規化した図である。
図5に示すように、正規化された入出力特性の出力は、Nを超える場合であっても、N以下に変換されることなく、そのままの値が維持されている。
図2に示すように、キャリブレーション手段19bは、S53の処理の後、サンプリング点の間を内挿補間する(S57)。
図6は、図5に示す入出力特性のサンプリング点の間が内挿補間された図である。
図6に示すように、サンプリング点の間の内挿補間によって、サンプリング点が滑らかに配置される。
図2に示すように、キャリブレーション手段19bは、S57の処理の後、S57において生成したグラフと、所望の入出力特性とに基づいて、ガンマ補正テーブルを生成する(S58)。
図7は、所望の入出力特性の一例を示す図である。図8は、図6に示すグラフの逆関数のグラフを示す図である。図9は、図6に示すグラフから生成されたガンマ補正テーブルを示す図である。
図7に示す正比例の関係の入出力特性が所望の入出力特性である場合、キャリブレーション手段19bは、図7に示すグラフを対称軸として、図6に示すグラフの線対称のグラフとして、図8に示すグラフを生成する。すなわち、図8に示すグラフは、図6に示すグラフの逆関数のグラフである。キャリブレーション手段19bは、図8に示すグラフにおいて、MFP10の設計上の最大値Nを超える値を除くことによって、図9に示すガンマ補正テーブルを生成する。すなわち、キャリブレーション手段19bは、MFP10の設計上の最大濃度値を超える濃度値を除くことによってガンマ補正テーブルを生成する。
図2に示すように、キャリブレーション手段19bは、S58の処理の後、S51において使用したスクリーン18cに対応するガンマ補正テーブル18bを、S58において生成したガンマ補正テーブルに更新して(S59)、図2に示す動作を終了する。
なお、MFP10は、図4に示す入出力特性が図9に示すガンマ補正テーブルによってガンマ補正されることによって、図7に示す入出力特性に変更される。
次に、印刷を実行する場合のMFP10の動作について説明する。
MFP10は、印刷を実行する場合、図10に示す動作を実行する。
図10は、印刷を実行する場合のMFP10の動作のフローチャートである。
図10に示すように、MFP10の制御部19は、印刷対象の画像データのRGB値をCMYK値に色変換する(S91)。
次いで、制御部19のガンマ補正手段19aは、S91において色変換された画像データの階調をガンマ補正テーブル18bによってガンマ補正する(S92)。ガンマ補正によって、プリンター14の入出力特性が補正される。なお、ガンマ補正手段19aは、後続のS93において使用されるスクリーン18cに対応するガンマ補正テーブル18bをS92において使用する。
制御部19は、S92の処理の後、S92において使用されたガンマ補正テーブル18bに対応するスクリーン18cによって、S92においてガンマ補正された画像データに対してスクリーン処理を行う(S93)。スクリーン処理によって、ハーフトーンデータが生成される。
制御部19は、S93において生成されたハーフトーンデータに基づいてプリンター14に印刷を実行させて(S94)、図10に示す動作を終了する。
以上に説明したように、MFP10は、フォトセンサー15によって検出された濃度値に対応するDoutが、MFP10の設計上の最大濃度値Dmaxに対応するNを超える場合であっても、Nを超えるDoutをN以下に変換せず、Nを超える値を除くことによってガンマ補正テーブルを生成する(S58)ので、プリンター14の入出力特性を所望のもの、または、所望のものに近いものにすることができる。したがって、MFP10は、プリンター14の入出力特性を改善することができる。
MFP10は、図2に示すようにDoutがNを超える場合であってもN以下への変換を行わないので、図11に示すようにDoutがNを超える場合にNへの変換を行う構成と比較して、キャリブレーションプログラム18aを簡略化することができる。MFP10は、キャリブレーションプログラム18aを簡略化すると、キャリブレーションプログラム18aを実行するための処理負担を低減することや、キャリブレーションプログラム18aの記憶に必要な記憶容量を低減することができる。
なお、MFP10は、フォトセンサー15によって検出された濃度値に対応するDoutが、MFP10の設計上の最大濃度値Dmaxに対応する例えば255などのNを超える場合であっても、Nを超えるDoutをN以下に変換しないが、計算処理のために設定されている例えば511などの上限値(以下「計算上限値」と言う。)をDoutが超える場合には、計算上限値を超えるDoutを計算上限値に変換する。
本発明の画像形成装置は、本実施の形態においてMFPであるが、プリンター専用機、コピー専用機、ファックス専用機など、MFP以外の画像形成装置であっても良い。
10 MFP(画像形成装置)
14 プリンター(印刷デバイス)
15 フォトセンサー(検出デバイス)
18a キャリブレーションプログラム
18b ガンマ補正テーブル
19a ガンマ補正手段
19b キャリブレーション手段

Claims (4)

  1. 入力値に応じた濃度で印刷を実行する印刷デバイスと、
    前記印刷デバイスによって実行された印刷の濃度値を検出する検出デバイスと、
    前記印刷デバイスの入出力特性を補正するためのガンマ補正テーブルによって前記印刷デバイスの入出力特性を補正するガンマ補正手段と、
    前記検出デバイスによって検出された濃度値に基づいて前記ガンマ補正テーブルを更新するキャリブレーション手段とを備えた画像形成装置であって
    前記キャリブレーション手段は、
    前記画像形成装置の設計上の最大濃度値をDmaxとし、前記画像形成装置の設計上の最小濃度値をDminとし、前記画像形成装置の設計上の階調値の最大値をNとし、前記検出デバイスによって検出された濃度値をDinとし、前記Dinを正規化した後の値をDoutとする場合、前記Dinを以下の式(A)によって正規化する正規化処理と、
    Dout=(Din−Dmin)/(Dmax−Dmin)×N・・・(A)
    前記正規化処理の後、前記入力値に対する前記Doutによって示される入出力特性を内挿補間したグラフの逆関数のグラフを生成し、前記逆関数のグラフにおいて前記Nを超える値を除くことによって前記ガンマ補正テーブルを生成するテーブル生成処理と
    を実行し、
    前記キャリブレーション手段は、前記テーブル生成処理の前に前記Doutが前記Nを超える場合であっても、前記Nを超える前記Doutを前記N以下に変換しないことを特徴とする画像形成装置。
  2. 計算処理のために設定されている上限値は、前記Nより大きく、
    前記キャリブレーション手段は、前記Doutが前記上限値を超える場合、前記上限値を超える前記Doutを前記上限値に変換する上限値変換処理を実行し、
    前記テーブル生成処理は、前記上限値変換処理の後に実行されることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
  3. 入力値に応じた濃度で印刷を実行する印刷デバイスと、
    前記印刷デバイスによって実行された印刷の濃度値を検出する検出デバイスと、
    前記印刷デバイスの入出力特性を補正するためのガンマ補正テーブルによって前記印刷デバイスの入出力特性を補正するガンマ補正手段とを備える画像形成装置を、
    前記検出デバイスによって検出された濃度値に基づいて前記ガンマ補正テーブルを更新するキャリブレーション手段として機能させ、
    前記キャリブレーション手段は、
    前記画像形成装置の設計上の最大濃度値をDmaxとし、前記画像形成装置の設計上の最小濃度値をDminとし、前記画像形成装置の設計上の階調値の最大値をNとし、前記検出デバイスによって検出された濃度値をDinとし、前記Dinを正規化した後の値をDoutとする場合、前記Dinを以下の式(A)によって正規化する正規化処理と、
    Dout=(Din−Dmin)/(Dmax−Dmin)×N・・・(A)
    前記正規化処理の後、前記入力値に対する前記Doutによって示される入出力特性を内挿補間したグラフの逆関数のグラフを生成し、前記逆関数のグラフにおいて前記Nを超える値を除くことによって前記ガンマ補正テーブルを生成するテーブル生成処理と
    を実行し、
    前記キャリブレーション手段は、前記テーブル生成処理の前に前記Doutが前記Nを超える場合であっても、前記Nを超える前記Doutを前記N以下に変換しないことを特徴とするキャリブレーションプログラム。
  4. 計算処理のために設定されている上限値は、前記Nより大きく、
    前記キャリブレーション手段は、前記Doutが前記上限値を超える場合、前記上限値を超える前記Doutを前記上限値に変換する上限値変換処理を実行し、
    前記テーブル生成処理は、前記上限値変換処理の後に実行されることを特徴とする請求項3に記載のキャリブレーションプログラム。
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