JP6497269B2 - 画像形成システム及び画像検査方法 - Google Patents
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Description
転写時には、転写材に直流電圧を印加することにより、画像の色材を静電気力によって用紙側に移動させる電界を形成し、用紙への転写性を高めている。しかしながら、エンボス紙や和紙等のように用紙の表面の凹凸が大きい場合は、直流電圧だけでは凹部に色材を十分に移動させることができず、凹部の濃度が明るくなる白抜けと呼ばれる画像不良が生じやすい。
画像の検査時には、通常、読取画像を原画像と比較し、各画像の濃度差が閾値を超える場合に画像不良と判定している(例えば、特許文献1参照。)。
像担持体上に画像を形成し、電圧を印加した転写材を用いて前記像担持体上の画像を用紙上に転写する画像形成部と、
前記画像形成部により画像が形成された用紙面を読み取って、読取画像を生成する画像読取部と、
前記読取画像を用いて、前記用紙上の画像に画像不良が発生したか否かを判定する検査部と、を備え、
前記画像形成部は、表面の凹凸の大きさが一定値未満の第1用紙用の第1電圧を前記転写材に印加して、前記第1用紙上に検査画像を形成し、表面の凹凸の大きさが前記一定値以上の第2用紙用の第2電圧を前記転写材に印加して、前記第2用紙上に前記検査画像を形成し、前記第2電圧と異なる第3電圧を前記転写材に印加して前記第2用紙上に前記検査画像を形成し、
前記画像読取部は、前記第1電圧を印加して前記検査画像が形成された第1用紙を読み取って第1画像を生成し、前記第2電圧を印加して前記検査画像が形成された第2用紙を読み取って第2画像を生成し、前記第3電圧を印加して前記検査画像が形成された第2用紙を読み取って第3画像を生成し、
前記検査部は、前記画像読取部により生成された前記第1画像と前記第3画像の濃度差と、前記第1画像と前記第2画像の濃度差との差を算出し、算出した差が第1閾値より小さい場合、前記第2電圧を印加して前記第2用紙上に形成する画像に画像不良が発生すると判定することを特徴とする画像形成システムが提供される。
前記検査部は、前記第1画像の位置が同じ画素と比べて、濃度値が第2閾値以上小さい第3画像の1又は複数の画素を凹部として決定し、決定した前記凹部の領域において、前記第1画像と前記第3画像の濃度差及び前記第1画像と前記第2画像の濃度差を算出することを特徴とする請求項1に記載の画像形成システムが提供される。
前記検査部は、
前記第3画像により決定した凹部の各画素の濃度値を用いて、前記第1画像と前記第3画像の濃度差を算出し、
前記第1画像と前記第2画像とで位置が同じ画素同士の濃度値の差が大きい順に、前記第3画像により決定した前記凹部と同じ数の画素を凹部として決定し、決定した凹部の各画素の濃度値を用いて、前記第1画像と前記第2画像の濃度差を算出することを特徴とする請求項2に記載の画像形成システムが提供される。
前記第1画像と前記第3画像の濃度差及び前記第1画像と前記第2画像の濃度差は、各画像の全画素の濃度値の総和の差か、各画像の全画素の濃度値の平均値の差か、又は各画像間で位置が同じ画素同士の濃度値の差の総和であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の画像形成システムが提供される。
前記第1電圧は、直流電圧であり、
前記第2電圧は、前記直流電圧に、前記第2用紙の凹部にも画像を十分に転写できるように交流電圧を重畳した電圧であり、
前記第3電圧は、前記第2電圧の交流電圧を一定値だけ変更した電圧であるか、前記第1電圧と同じ直流電圧であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の画像形成システムが提供される。
前記第2電圧は、前記第2用紙の表面の凹凸の大きさによって、前記直流電圧に重畳する前記交流電圧が異なることを特徴とする請求項5に記載の画像形成システムが提供される。
前記検査部により画像不良が発生すると判定された場合、前記第2電圧を調整する制御部を備えることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の画像形成システムが提供される。
前記検査画像は、ベタ画像とハーフトーン画像を配置したテスト画像であることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載の画像形成システムが提供される。
画像を形成する用紙が前記第2用紙であり、かつ環境の変化が大きいか又は画像を形成した用紙枚数が一定枚数に達したとき、前記画像形成部による前記検査画像の形成、前記画像読取部による前記検査画像の読み取り及び前記検査部による画像不良の判定を実施することを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載の画像形成システムが提供される。
像担持体上に画像を形成し、電圧を印加した転写材により前記像担持体上の画像を用紙上に転写する画像形成部により、表面の凹凸の大きさが一定値未満の第1用紙用の第1電圧を前記転写材に印加して、前記第1用紙上に検査画像を形成するステップと、
画像読取部により、前記第1電圧を印加して前記検査画像が形成された第1用紙を読み取って第1画像を生成するステップと、
前記画像形成部により、表面の凹凸の大きさが前記一定値以上の第2用紙用の第2電圧を前記転写材に印加して、前記第2用紙上に前記検査画像を形成するステップと、
前記画像読取部により、前記第2電圧を印加して前記検査画像が形成された第2用紙を読み取って第2画像を生成するステップと、
前記画像形成部により、前記第2電圧と異なる第3電圧を前記転写材に印加して、前記第2用紙上に前記検査画像を形成するステップと、
前記画像読取部により、前記第3電圧を印加して前記検査画像が形成された第2用紙を読み取って第3画像を生成するステップと、
検査部により、前記画像読取部により生成された前記第1画像と前記第3画像の濃度差と、前記第1画像と前記第2画像の濃度差との差を算出し、算出した差が第1閾値より小さい場合、前記第2電圧を印加して前記第2用紙上に形成する画像に画像不良が発生すると判定するステップと、
を含むことを特徴とする画像検査方法が提供される。
画像形成システムGは、図1に示すように、用紙上に画像を形成するユニット1と、当該画像が形成された用紙面を読み取って当該画像を検査するユニット2と、を備えている。
図2に示すように、ユニット1は、制御部11、記憶部12、操作部13、表示部14、通信部15、画像生成部16、画像読取部17、画像メモリー18、画像処理部19、画像形成部20及び環境検出部1dを備えて構成されている。
一方、ユニット2は、画像読取部31及び検査部32を備えて構成されている。
例えば、制御部11は、画像生成部16により生成され、画像メモリー18に保持された原画像を、画像処理部19により画像処理させて、画像処理後の原画像に基づいて、画像形成部20により用紙上に画像を形成させる。制御部11は、カウンターを備え、画像を形成した用紙枚数を当該カウンターによりカウントすることができる。
操作部13は、ユーザーの操作に応じた操作信号を生成し、制御部11に出力する。操作部13としては、キーパッド、表示部14と一体に構成されたタッチパネル等を用いることができる。
表示部14は、制御部11の指示にしたがって操作画面等を表示する。表示部14としては、LCD(Liquid Crystal Display)、OELD(Organic Electro Luminescence Display)等を用いることができる。
例えば、通信部15は、ユーザー端末からネットワークを介して、画像を形成する指示内容がページ記述言語(PDL:Page Description Language)で記述されたデータ(以下、PDLデータという)を受信する。
また、画像処理部19は、C、M、Y及びKの各色の原画像に、濃度補正処理、中間調処理等の画像処理を施す。濃度補正処理は、原画像の各画素の濃度値を、用紙上に形成された画像の濃度が目標の濃度と一致するように補正した濃度値に変換する処理である。中間調処理は、中間調を疑似的に再現するための処理であり、例えば誤差拡散処理、組織的ディザ法を用いたスクリーン処理等である。
画像形成部20は、図1に示すように、4つの書込みユニット21、中間転写ベルト22、2次転写ローラー23、定着装置24及び給紙トレイ25を備えている。
画像形成時、各書込みユニット21では、帯電部2dにより感光体2bに電圧を印加して帯電させた後、光走査装置2aにより原画像に基づいて発光させた光束で感光体2b上を走査して静電潜像を形成する。現像部2cによりトナー等の色材を供給して、感光体2b上の静電潜像を現像すると、像担持体である感光体2b上に画像が形成される。
中間転写ベルト22は、複数のローラーにより巻き回されて回転する像担持体である。複数のローラーのなかには、1次転写ローラー2f及び2次転写ローラー23が含まれる。2次転写ローラー23及び定着装置24は、給紙トレイ25から搬送される用紙の搬送経路上に配置されている。
一方、表面の凹凸の大きさが一定値以上の第2用紙上に画像を形成する場合、直流電圧のみでは凹部に色材を十分に移動させることができず、凹部の濃度が低濃度化する白抜けと呼ばれる画像不良が発生することがある。この白抜けの画像不良を防止するため、画像形成部20は、第2用紙上に画像を形成する場合、直流電圧に交流電圧を重畳した電圧を転写電圧として2次転写ローラー23に印加する。
用紙の表面の凹凸の大きさの指標値としては、表面粗さ計、原子間力顕微鏡等により測定した算術平均高さRa、最大高さRy、十点平均粗さRz等を用いることができる。
画像読取部31としては、CCD(Charge Coupled Device)等の撮像素子を用いたラインセンサーやエリアセンサー等を用いることができる。
検査部32は、第1用紙上に形成された画像の検査を行う場合、画像メモリー18に保持された原画像と画像読取部31によって得られた読取画像との濃度値の差を閾値と比較して、画像が正常か否かを判定する。一方、第2用紙上に形成された画像を検査する場合、検査部32は、第2用紙用の検査を実施する。
まず、画像形成システムGでは、図3に示すように画像を形成する用紙が第1用紙か第2用紙かを、制御部11が判断する(ステップS1)。第1用紙か第2用紙かは、印刷設定時にユーザーにより指定された用紙の名称と、あらかじめ第1用紙又は第2用紙に分類された用紙の名称のテーブルとを照合することによって、決定することができる。第2用紙は、表面の凹凸の大きさによって白抜けを防止できる転写電圧の適正値が異なることがあるため、凹凸の大きさによって第2用紙をさらに小分類してもよい。
図4に示すテーブルにおいては、上質紙A、コート紙C等の名称の用紙が、表面の凹凸の大きさ、例えば十点平均粗さRzが一定値h(μm)未満であるため、第1用紙に分類されている。エンボス紙PP、エンボス紙絹目、和紙A等の名称の用紙は、表面の凹凸の大きさが一定値h(μm)以上であるため、第2用紙に分類されている。
第2用紙のなかでも、凹凸の大きさがh+2.0(μm)以上のエンボス紙PP等はクラスA、h+1.5(μm)以上h+2.0(μm)未満の範囲内にあるエンボス紙絹目等はクラスB、h(μm)以上h+1.5(μm)未満の範囲内にある和紙A等はクラスCにそれぞれ小分類されている。
図5に示すテーブル例では、第1電圧として1500Vの直流電圧が定められている。第2電圧としては、直流電圧に、第2用紙の凹部にも画像を十分に転写できるように交流電圧を重畳した電圧が定められている。
凹凸の大きさによって白抜けを防止できる交流電圧の適正値が異なる場合があるため、第2電圧は、第2用紙の表面の凹凸の大きさによって、直流電圧に重畳する交流電圧が異なっていてもよい。図5に示すテーブル例では、凹凸の大きさが異なるクラスA、B及びCによって、第2電圧の交流成分がそれぞれ異なっている。
直流電圧に重畳する交流電圧は適正範囲を超えると白抜けが発生しやすく、白抜けを防止できる交流電圧の適正範囲は狭いので、この適正範囲を超えるように、第2電圧の交流電圧を一定値だけ変更した電圧を第3電圧とすることができる。
また、交流電圧を重畳しない直流電圧のみの場合にも白抜けが発生しやすいため、クラスCの第3電圧のように、第3電圧は第1電圧と同じ直流電圧とすることもできる。
記憶部12には前回の画像形成時の温度、湿度等の環境条件が保存されているので、制御部11は、環境検出部1dにより検出された温度、湿度等の現在の環境条件を、記憶部12に保存されている前回の環境条件と比較する。制御部11は、現在と前回の温度等の差が一定値以下の場合は環境条件が大きく変化していないと判断し、一定値を超える場合は環境条件が大きく変化したと判断することができる。
具体的には、制御部11は、用紙枚数のカウント値を読み出して、カウント値が一定値、例えば1000以上か否かを判断する。
画像形成部20は、制御部11により指定された第2電圧を2次転写ローラー23に印加して第2用紙上に画像を形成する(ステップS6)。その後、ステップS3の処理へ移行して、制御部11が画像形成に使用した用紙枚数のカウント値をインクリメントすると、本処理を終了する。
図6に示すように、画像形成システムGでは、制御部11が第1電圧を指定して第1用紙への検査画像の形成を画像形成部20に指示し、その読み取りを画像読取部31に指示する。
画像形成部20は、制御部11により指定された第1電圧を2次転写ローラー23に印加して第1用紙上に検査画像を形成する。画像読取部31は、この第1用紙面を読み取って第1画像を生成する(ステップS21)。
色材の色又は付着量によって白抜けが発生したりしなかったりと発生状況が異なることがあるため、テスト画像は、図7に示すように、C、M、Y及びKの各色のベタ画像g1とハーフトーン画像g2とがそれぞれ配置された画像であることが好ましい。ベタ画像g1は、濃度値が最大値255である画像である。ハーフトーン画像g2は、最大値と最小値の中間付近の濃度値、例えば中間値127の画像が中間調処理された画像である。このようなテスト画像を使用することにより、白抜けの画像不良の判定精度を高めることができる。
画像形成部20は、制御部11により指定された第2用紙用の転写電圧を2次転写ローラー23に印加して第2用紙上に検査画像を形成する。画像読取部31は、この第2用紙面を読み取って第2画像を生成する(ステップS22)。
画像形成部20は、制御部11により指定された第3電圧を2次転写ローラー23に印加して第2用紙上に検査画像を形成する。画像読取部31は、この第2用紙面を読み取って第3画像を生成する(ステップS23)。
第3電圧は、白抜けを防止できる適正電圧ではないため、第3電圧を印加して第2用紙上に画像を形成した場合は、図8Cに示すような異常画像が得られる。
濃度差D1は、第1画像の全画素の濃度値の総和と、第3画像の全画素の濃度値の総和との差であってもよいし、第1画像の全画素の濃度値の平均値と第3画像の全画素の濃度値の平均値との差であってもよい。また、濃度差D1は、第1画像と第3画像とで位置が同じ画素同士の濃度値の差の総和であってもよい。
具体的には、濃度差D1及びD2を算出する各画像において濃度値が閾値δ未満の低濃度領域を非画像領域として決定し、非画像領域を除いた残りの領域の濃度値を用いて各濃度差D1及びD2を算出すればよい。閾値δは任意に決定することができ、例えば0〜255の濃度値であればδ=5と決定することができる。
例えば、制御部11は、第2電圧の交流電圧を所定値ずつ変更して上述した第2用紙用の検査を繰り返し、検査部32により画像不良と判定されなかったときの交流電圧を、調整後の第2電圧の交流成分として決定する。制御部11は、決定した調整後の第2電圧を記憶部12に保存する。
保存した環境条件は、新たな用紙に画像を形成する時に、前回の画像形成時の環境条件としてステップS4の比較に用いられる。制御部11がカウントする用紙枚数のカウント値は、保存した環境条件での用紙枚数のカウント値となる。
上述した用紙全体の濃度差D1及びD2によって判定する場合に限らず、白抜けが発生する凹部のみの濃度差によって白抜けの画像不良を判定することができる。凹部のみの濃度差に着目することにより、白抜けが発生しない凸部の濃度差等のノイズ成分を除外して白抜けの画像不良を判定することができ、判定精度を高めることができる。
検査部32は、第1画像の位置が同じ画素と比べて、濃度値が第2閾値Th2以上小さい(すなわち、明るい)第3画像の1又は複数の画素を、白抜けが発生した凹部の画素として決定する。
第2閾値Th2は、白抜けが生じるときの濃度差に応じて適宜設定すればよい。例えば、濃度値の値域が0〜255であり、白抜けによって1画素あたり40程度の濃度差が生じる場合、第2閾値Th2を40に決定することができる。
濃度差D1*は、濃度差を算出する領域を全領域ではなく凹部の領域に限定すること以外は、上記濃度差D1と同様にして計算することができる。すなわち、濃度差D1*は、第3画像の凹部の各画素の濃度値の総和とこの凹部と位置が同じ第1画像中の各画素の濃度値の総和との差であってもよいし、第3画像の凹部の各画素の濃度値の平均値とこの凹部と位置が同じ第1画像中の各画素の濃度値の平均値との差であってもよい。また、濃度差D1*は、凹部の各画素のうち、第1画像と第3画像とで位置が同じ画素同士の濃度値の差の総和であってもよい。
濃度差D2*は、濃度差D1*と同様に、第2画像の凹部と第1画像の凹部の各画素の濃度値の総和との差であるか、凹部の各画素の濃度値の平均値の差であるか、又は凹部の各画素のうち、第1画像と第2画像とで位置が同じ画素同士の濃度値の差の総和である。
第1閾値Th1*は、1画素あたりの許容できる差に凹部の画素の数kを乗算して得られる閾値である。例えば、濃度値の値域が0〜255であり、1画素あたり20程度の差を許容できる場合、Th1*=20×kと決定することができる。
一方、差(D1*−D2*)が第1閾値Th1*以上である場合(ステップS26:N)、検査部32は、第2用紙上の画像は正常画像であると判定する。
例えば、ユニット1の制御部11がプログラムを読み取ることにより、上記処理手順をユニット2の検査部32ではなく、制御部11により実行させることができる。
プログラムのコンピューター読み取り可能な媒体としては、ROM、フラッシュメモリー等の不揮発性メモリー、CD-ROM等の可搬型記録媒体を適用することが可能である。また、プログラムのデータを通信回線を介して提供する媒体として、キャリアウエーブ(搬送波)も含む。
11 制御部
20 画像形成部
31 画像読取部
32 検査部
Claims (10)
- 像担持体上に画像を形成し、電圧を印加した転写材を用いて前記像担持体上の画像を用紙上に転写する画像形成部と、
前記画像形成部により画像が形成された用紙面を読み取って、読取画像を生成する画像読取部と、
前記読取画像を用いて、前記用紙上の画像に画像不良が発生したか否かを判定する検査部と、を備え、
前記画像形成部は、表面の凹凸の大きさが一定値未満の第1用紙用の第1電圧を前記転写材に印加して、前記第1用紙上に検査画像を形成し、表面の凹凸の大きさが前記一定値以上の第2用紙用の第2電圧を前記転写材に印加して、前記第2用紙上に前記検査画像を形成し、前記第2電圧と異なる第3電圧を前記転写材に印加して前記第2用紙上に前記検査画像を形成し、
前記画像読取部は、前記第1電圧を印加して前記検査画像が形成された第1用紙を読み取って第1画像を生成し、前記第2電圧を印加して前記検査画像が形成された第2用紙を読み取って第2画像を生成し、前記第3電圧を印加して前記検査画像が形成された第2用紙を読み取って第3画像を生成し、
前記検査部は、前記画像読取部により生成された前記第1画像と前記第3画像の濃度差と、前記第1画像と前記第2画像の濃度差との差を算出し、算出した差が第1閾値より小さい場合、前記第2電圧を印加して前記第2用紙上に形成する画像に画像不良が発生すると判定することを特徴とする画像形成システム。 - 前記検査部は、前記第1画像の位置が同じ画素と比べて、濃度値が第2閾値以上小さい第3画像の1又は複数の画素を凹部として決定し、決定した前記凹部の領域において、前記第1画像と前記第3画像の濃度差及び前記第1画像と前記第2画像の濃度差を算出することを特徴とする請求項1に記載の画像形成システム。
- 前記検査部は、
前記第3画像により決定した凹部の各画素の濃度値を用いて、前記第1画像と前記第3画像の濃度差を算出し、
前記第1画像と前記第2画像とで位置が同じ画素同士の濃度値の差が大きい順に、前記第3画像により決定した前記凹部と同じ数の画素を凹部として決定し、決定した凹部の各画素の濃度値を用いて、前記第1画像と前記第2画像の濃度差を算出することを特徴とする請求項2に記載の画像形成システム。 - 前記第1画像と前記第3画像の濃度差及び前記第1画像と前記第2画像の濃度差は、各画像の全画素の濃度値の総和の差か、各画像の全画素の濃度値の平均値の差か、又は各画像間で位置が同じ画素同士の濃度値の差の総和であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の画像形成システム。
- 前記第1電圧は、直流電圧であり、
前記第2電圧は、前記直流電圧に、前記第2用紙の凹部にも画像を十分に転写できるように交流電圧を重畳した電圧であり、
前記第3電圧は、前記第2電圧の交流電圧を一定値だけ変更した電圧であるか、前記第1電圧と同じ直流電圧であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の画像形成システム。 - 前記第2電圧は、前記第2用紙の表面の凹凸の大きさによって、前記直流電圧に重畳する前記交流電圧が異なることを特徴とする請求項5に記載の画像形成システム。
- 前記検査部により画像不良が発生すると判定された場合、前記第2電圧を調整する制御部を備えることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の画像形成システム。
- 前記検査画像は、ベタ画像とハーフトーン画像を配置したテスト画像であることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載の画像形成システム。
- 画像を形成する用紙が前記第2用紙であり、かつ環境の変化が大きいか又は画像を形成した用紙枚数が一定枚数に達したとき、前記画像形成部による前記検査画像の形成、前記画像読取部による前記検査画像の読み取り及び前記検査部による画像不良の判定を実施することを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載の画像形成システム。
- 像担持体上に画像を形成し、電圧を印加した転写材により前記像担持体上の画像を用紙上に転写する画像形成部により、表面の凹凸の大きさが一定値未満の第1用紙用の第1電圧を前記転写材に印加して、前記第1用紙上に検査画像を形成するステップと、
画像読取部により、前記第1電圧を印加して前記検査画像が形成された第1用紙を読み取って第1画像を生成するステップと、
前記画像形成部により、表面の凹凸の大きさが前記一定値以上の第2用紙用の第2電圧を前記転写材に印加して、前記第2用紙上に前記検査画像を形成するステップと、
前記画像読取部により、前記第2電圧を印加して前記検査画像が形成された第2用紙を読み取って第2画像を生成するステップと、
前記画像形成部により、前記第2電圧と異なる第3電圧を前記転写材に印加して、前記第2用紙上に前記検査画像を形成するステップと、
前記画像読取部により、前記第3電圧を印加して前記検査画像が形成された第2用紙を読み取って第3画像を生成するステップと、
検査部により、前記画像読取部により生成された前記第1画像と前記第3画像の濃度差と、前記第1画像と前記第2画像の濃度差との差を算出し、算出した差が第1閾値より小さい場合、前記第2電圧を印加して前記第2用紙上に形成する画像に画像不良が発生すると判定するステップと、
を含むことを特徴とする画像検査方法。
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