JP2006094103A - 画像形成装置の色校正方法及び色校正装置 - Google Patents

画像形成装置の色校正方法及び色校正装置 Download PDF

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昭博 伊東
Masaaki Fukuhara
政昭 福原
Toshiyuki Yano
季之 谷野
Shigeru Nishikawa
滋 西川
Kazuyuki Takahashi
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Abstract

【課題】高価な測色器や管理された校正用チャートを必要とせず、簡単に入手可能な画像出力装置を使って高精度な画像入力装置の色校正を行うことができる画像形成装置の色校正方法及び色校正装置を提供する。
【解決手段】複数の単色パッチを含むカラーチャートをプリンタ200により出力し、この出力されたカラーチャートの複数の単色パッチをスキャナ12で読み取り、この読み取られた読取データを基準データとを比較してスキャナ12のの色変動量を色変動量算出部204で算出する。
【選択図】図3

Description

本発明は、カラー複合機等の画像形成装置の色校正方法及び色校正装置に関する。
画像入力装置においては、CCD分光感度バラツキや光源分光分布の経時変化、白色基準板の変色、汚れなど様々な要因で画像入力装置の入力色特性がバラツキ、変動する。この画像入力装置の精度を頼りに画像出力装置の自動階調補正等を行なうと上手く機能しない。特許文献1ではこのCCDバラツキを補正するために既知の分光反射率を有するカラーパッチを読ませて、補正係数を算出し、読み込みデータを補正している。カラーパッチは印刷ではなくトナーパッチでも良いとしているが、どちらにしても濃度測定器で測定した値を利用している。
特開2000-324852号公報
上述したように、従来においては、画像入力装置の校正には管理されたカラーチャート(色が既知のチャート)を用意するか、任意のチャートを使う場合には測色器等で色を測定する必要があり、管理されたチャートの入手やチャートの維持管理が煩雑であったり、高価な測定器が必要であったりした。
本発明の目的は、高価な測色器や管理された校正用チャートを必要とせず、簡単に入手可能な画像出力装置を使って高精度な画像入力装置の色校正を行うことができる画像形成装置の色校正方法及び色校正装置を提供することにある。
本発明においては、YMCK等の複数の単色のプリント出力(必要により紙白)を使って画像入力装置の校正を行なう。YMCKプリント出力は画像出力装置の変動の影響を受けるが、各単色出力を使うので変動は濃度変動だけであり、色としては一定方向の変動となる(2次色以上の場合には各原色のバランスによって色空間上では、多方向に変動してしまう)。一方の画像入力装置の変動は、光源分光分布の変動やCCD分光感度のバラツキであるが、これもある限定された方向への変動となる。この変動方向のデータを予め採取しておけば、校正用の読み込み値の偏差分を画像入力装置の変動分と画像出力装置の変動分に分離できる。この画像出力装置の変動分を使って画像入力装置の校正を行なえば、画像出力装置の変動の影響を排除でき、容易に入手可能な画像出力装置の出力を使って、高精度な画像入力装置の校正が実現できる。
本発明は上述した考察に基づいてなされたものであり、本発明の第1の特徴とするところは、複数の単色パッチを含むカラーチャートを画像出力装置により出力し、この出力されたカラーチャートの複数の単色パッチを画像入力装置で読み取り、この読み取られた読取データを基準データと比較して前記画像入力装置の色変動を抽出する画像形成装置の色校正方法にある。
本発明の第2の特徴とするところは、複数の単色パッチ及び画像出力装置校正用カラーパッチを含むカラーチャートを画像出力装置により出力し、この出力されたカラーチャートの複数の単色パッチ及び画像出力装置校正用カラーパッチを画像入力装置で読み取り、この読み取られた単色パッチの読取データを基準データとを比較して前記画像入力装置の色変動を抽出し、前記画像入力装置で読み取られたカラーチャートの画像出力校正用カラーパッチを基準データと比較して得られたデータを前記画像入力装置の色変動で補正して前記画像出力装置の色変動を抽出する画像形成装置の色校正方法にある。前記画像入力装置で読み取られたカラーチャートの画像出力校正用カラーパッチを基準データと比較して得られたデータには画像入力装置の変動分が含まれているので、このデータから画像入力装置の変動分を差し引けば画像出力装置の変動分を抽出することができる。
好ましくは、前記複数の単色パッチには紙白部を含む。通常、画像入力装置にはシェーディング補正用の白基準板が設けられているが、この白基準板が変色したり、汚れたりするのに対し、紙白部は変動が少ないので、この紙白部を利用して色校正する。
本発明の第3の特徴とするところは、画像入力装置と、複数の単色パッチを含むカラーチャートを画像出力装置により出力し、この出力されたカラーチャートの複数の単色パッチを前記画像入力装置で読み取り、この読み取られた読取データを基準データとを比較して前記画像入力装置の色変動を抽出する色変動抽出手段と、この色変動抽出手段により抽出された色変動に基づいて前記画像入力装置の色変換特性を補正する補正手段とを有する画像形成装置の色校正装置にある。
本発明の第4の特徴とするところは、画像入力装置と、画像出力装置と、複数の単色パッチ及び画像出力装置校正用カラーパッチを含むカラーチャートを前記画像出力装置により出力し、この出力されたカラーチャートの複数の単色パッチ及び画像出力装置校正用カラーパッチを前記画像入力装置で読み取り、この読み取られた単色パッチの読取データを基準データとを比較して前記画像入力装置の色変動を抽出する第1の色変動抽出手段と、この第1の色変動抽出手段により抽出された色変動に基づいて前記画像入力装置の色変換特性を補正する第1の色変換特性補正手段と、前記画像入力装置で読み取られたカラーチャートの画像出力校正用カラーパッチを基準データと比較して得られたデータを第1の色抽出手段で抽出された前記画像入力装置の色変動で補正して前記画像出力装置の色変動を抽出する第2の色変動抽出手段と、この第2の色変動抽出手段により抽出された色変動に基づいて前記画像出力装置の色変換特性を補正する第2の色変換特性補正手段とを有する画像形成装置の色校正装置にある。
本発明によれば、高価な測色器や管理された校正用チャートを必要とせず、簡単に入手可能な画像出力装置を使って高精度な画像入力装置の色校正を行うことができる。
なお、この明細書において、画像形成装置とは、画像入力装置を含み、必要に応じて画像出力装置を含む。以下では画像入力装置をスキャナといい、画像出力装置をプリンタという。
次に本発明の実施形態について説明する。
図1において、画像形成装置の一例が示され、この画像形成装置10は、スキャナ12とプリンタ100とが複合されたタンデム型のカラー複合機からなる。
プリンタ100は、画像形成ユニット14、中間転写ベルト16、用紙トレイ17、用紙搬送路18及び定着器19を有する。このプリンタ100は、パーソナルコンピュータ(不図示)などから受信した画像データを印刷するプリンタ機能に加えて、スキャナ12を用いたフルカラー複写機としての機能、及び、ファクシミリとしての機能を兼ね備えている。
まず、画像形成装置10の概略を説明すると、プリンタ100の上部には、スキャナ12が配設され、このスキャナ12は画像データの入力手段として機能する。スキャナ12は、原稿30に表示された画像を読み取って、図示しない画像処理装置に対して出力する。画像処理装置は、スキャナ12から入力された画像データ、又は、LANなどのネットワーク回線を介してパーソナルコンピュータ(不図示)等から入力された画像データに対して、階調補正及び解像度補正などの画像処理を施し、画像形成ユニット14に対して出力する。
スキャナ12の下方には、カラー画像を構成する色に対応して、複数の画像形成ユニット14が配設されている。本例では、黒(K)、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)の各色に対応して第1の画像形成ユニット14K、第2の画像形成ユニット14Y、第3の画像形成ユニット14M及び第4の画像形成ユニット14Cが、中間転写ベルト16に沿って一定の間隔を空けて水平に配列されている。中間転写ベルト16は、中間転写体として図中矢印Aの方向に回動し、これら4つの画像形成ユニット14K、14Y、14M、14Cは、画像処理装置から入力された画像データに基づいて各色のトナー像を順次形成し、これら複数のトナー像が互いに重ね合わせられるタイミングで中間転写ベルト16に転写(一次転写)する。なお、各画像形成ユニット14K、14Y、14M、14Cの色の順序は、黒(K)、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)の順に限定されるものではなく、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の順序など、その順序は任意である。
用紙搬送路18は、中間転写ベルト16の下方に配設されている。用紙トレイ17から供給された記録用紙32は、この用紙搬送路18上を搬送され、上記中間転写ベルト16上に多重に転写された各色のトナー像が一括して転写(二次転写)され、転写されたトナー像が定着器19によって定着され、矢印Bに沿って外部に排出される。
次に、画像形成装置10の各構成についてより詳細に説明する。
図1に示すように、スキャナ12は、原稿30を載せるプラテンガラス124と、この原稿30をプラテンガラス124上に押圧するプラテンカバー122と、プラテンガラス124上に載置された原稿30の画像を読み取る画像読取部130とを有する。この画像読取部130は、プラテンガラス124上に載置された原稿30を光源132によって照明し、原稿30からの反射光像を、フルレートミラー134、第1のハーフレートミラー135、第2のハーフレートミラー136及び結像レンズ137からなる縮小光学系を介して、CCDセンサからなる画像読取素子138上に走査露光して、この画像読取素子138によって原稿30の色材反射光像を所定のドット密度(例えば、16ドット/mm)で読み取るように構成されている。
第1の画像形成ユニット14K、第2の画像形成ユニット14Y、第3の画像形成ユニット14M及び第4の画像形成ユニット14C(像形成手段)は、水平方向に一定の間隔をおいて並列的に配置され、形成する画像の色が異なる他は、ほぼ同様に構成されている。そこで、以下、第1の画像形成ユニット14Kについて説明する。なお、各画像形成ユニット14の構成は、K、Y、M又はCを付すことにより区別する。
画像形成ユニット14Kは、画像処理装置から入力された画像データに応じてレーザ光を走査する光走査装置140Kと、この光走査装置140Kにより走査されたレーザ光により静電潜像が形成される像形成装置150Kとを有する。
光走査装置140Kは、半導体レーザ142Kを黒色(K)の画像データに応じて変調して、この半導体レーザ142Kからレーザ光LB(K)を画像データに応じて出射する。この半導体レーザ142Kから出射されたレーザ光LB(K)は、第1の反射ミラー143K及び第2の反射ミラー144Kを介して回転多面鏡146Kに照射され、この回転多面鏡146Kよって偏向走査され、第2の反射ミラー144K、第3の反射ミラー148K及び第4の反射ミラー149Kを介して、像形成装置150Kの感光体ドラム152K上に照射される。
像形成装置150Kは、矢印Aの方向に沿って所定の回転速度で回転する像担持体としての感光体ドラム152Kと、この感光体ドラム152Kの表面を一様に帯電する帯電手段としての一次帯電用のスコロトロン154Kと、感光体ドラム154K上に形成された静電潜像を現像する現像器156Kと、クリーニング装置158Kとから構成されている。感光体ドラム152Kは、スコロトロン154Kにより一様に帯電され、光走査装置140Kにより照射されたレーザ光LB(K)により静電潜像を形成される。感光体ドラム152Kに形成された静電潜像は、現像器156Kにより黒色(K)のトナーで現像され、中間転写ベルト16に転写される。なお、トナー像の転写工程の後に感光体ドラム152Kに付着している残留トナー及び紙粉等は、クリーニング装置158Kによって除去される。
他の画像形成ユニット14Y、14M及び14Cも、上記と同様に、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)の各色のトナー像を形成し、形成された各色のトナー像を中間転写ベルト16に転写する。
中間転写ベルト16は、ドライブロール164と、第1のアイドルロール165と、ステアリングロール166と、第2のアイドルロール167と、バックアップロール168と、第3のアイドルロール169との間に一定のテンションで掛け回されており、駆動モータ(不図示)によってドライブロール164が回転駆動されることにより、矢印Aの方向に所定の速度で循環駆動される。この中間転写ベルト16は、例えば、可撓性を有するポリイミド等の合成樹脂フィルムを帯状に形成し、この帯状に形成された合成樹脂フィルムの両端を溶着等によって接続することにより無端ベルト状に形成されたものである。
また、中間転写ベルト16には、各画像形成ユニット14K、14Y、14M、14Cに対向する位置にそれぞれ第1の一次転写ロール162K、第2の一次転写ロール162Y、第3の一次転写ロール162M及び第4の一次転写ロール162Cが配設され、感光体ドラム152K、152Y、152M、152C上に形成された各色のトナー像は、これらの一次転写ロール162により中間転写ベルト16上に多重に転写される。なお、中間転写ベルト16に付着した残留トナーは、二次転写位置の下流に設けられたベルト用クリーニング装置189のクリーニングブレード又はブラシにより除去される。
用紙搬送路18には、用紙トレイ17から記録用紙32を取り出す給紙ローラ181と、用紙搬送用の第1のローラ対182、第2のローラ対183及び第3のローラ対184と、記録用紙32を既定のタイミングで二次転写位置に搬送するレジストロール185とが配設される。
また、用紙搬送路18上の二次転写位置には、バックアップロール168に圧接する二次転写ロール188が配設されており、中間転写ベルト16上に多重に転写された各色のトナー像は、この二次転写ロール188による圧接力及び静電気力で記録用紙32上に二次転写される。各色のトナー像が転写された記録用紙32は、第1の搬送ベルト186及び第2の搬送ベルト187によって定着器19へと搬送される。
定着器19は、上記各色のトナー像が転写された記録用紙32に対して加熱処理及び加圧処理を施すことにより、トナーを記録用紙32に溶融固着させる。
図2において、色校正装置200の概要が示されてる。色校正装置200は、校正パターン生成部202を有し、この校正パターン生成部202は、YMCKの校正パターン情報を生成し、この校正パターン情報に基づいてプリンタ100からカラーチャートが出力される。図3に示すように、カラーチャート300は、YMCKの単色パッチ302Y、302M、302C、302Kと、プリンタ校正用パターン304とを有し、それぞれ用紙306の所定位置に形成される。また、用紙306には、用紙の白色を読み取るための紙白部308が設定されている。この紙白部308は特別な印刷処理がなされているものではなく、用紙の色(白色)そのものを読み取るためのものである。
このように構成されたカラーチャート300は、スキャナ12でスキャンされて読み取られる。スキャナ12で読み取られたカラーチャート300の単色パッチ読取データ、プリンタ校正用パッチ読取データ及び紙白部読取データは色変動量算出部204に送られる。
色変動量算出部204は、単色パッチ読取データと紙白部読取データとからスキャナ12の色変動を算出する。また、プリンタ校正用データから算出したデータをスキャナ12の色変動データにより補正してプリンタ100の色変動量を算出する。スキャナ色補正部206は、色変動量算出部204で算出されたスキャナ部12の色変動量を相殺するようにスキャナ12から送られるRGBデータを補正する。色変換部208は、スキャナ部インターフェイス300及びプリンタ部インタフェイス400を介してスキャナ12の元のプロファイル及びプリンタ200の元のプロファイルに基づいて色変換パラメータが設定されており、スキャナ色補正部206で補正されたRGBデータをYMCKデータに色変換する。プリンタ色補正部210は、色変動量算出部204で算出されたプリンタ100の色変動量を相殺するように色変換部208で色変換されたYMCKデータを補正し、プリンタ100に出力する。
図4において、上記色校正装置200の制御フローが示されている。
まず、ステップ10(S10)において、校正パターン生成部202で生成された校正パターンをプリンタ100でプリントし、カラーチャート300を得る。次のステップ12(S12)において、カラーチャート300をスキャナ12でスキャンし、単色パッチ読取データ、プリンタ校正用パッチ読取データ及び紙白部読取データを取得する。次のステップ14(S14)においては、色変動量算出部204で単色パッチ読取データと紙白部読取データとからスキャナ12の色変動を算出する。また、次のステップ16において、プリンタ校正用データから算出したデータをスキャナ12の色変動データにより補正してプリンタ100の色変動量を算出する。次のステップ18(S18)においては、ステップ14で算出された色変動量を相殺するようにスキャナ色補正部206でスキャナ12から入力されたRGBデータを補正する。次のステップ20(S20)においては、色変換部208でRGBデータをCMYKデータに色変換する。次のステップ22(S22)においては、ステップ16で算出された色変動量を相殺するようにプリント色補正部210でYMCKデータを補正する。次のステップ24(S24)では、ステップ18、ステップ22で補正されたカラーチャートをプリンタ100で出力する。この補正されたカラーチャートを補正前のカラーチャートと比較することにより色校正結果を確認することができる。次のステップ26(S26)においては、ステップ18で補正した結果をスキャナインターフェイス300を介してスキャナ12に送り、スキャナ12のプロファイルを補正する。次のステップ28(S28)、ステップ22で補正した結果をプリンタインターフェイス400を介してプリンタ100に送り、プリンタ100のプロファイルを補正する。スキャナ12及びプリンタ100においては、以降はこの補正されたプロファイルに基づいて色補正がなされることになる。
次に色変動の抽出原理について説明する。
上述したように、本発明の実施形態においては、YMCK単色のプリント出力と紙白部を使ってスキャナの校正を行なう。YMCKプリント出力はプリンタの変動の影響を受けるが、各単色出力を使うので変動は濃度変動だけであり、色としては一定方向の変動となる。
図5は、プリント濃度変動によるシアンパッチの分光反射率の変化例を示す。図6は、プリント濃度変動によるシアンパッチの色変化を示す。プリント濃度が変動した場合、シアンパッチの色は、図6に示すように、CIELAB表色系の例えばa*、b*面では左下がり、右上がりの一定方向に変化する。即ち、一次色では、プリント濃度の変動による色変化は特定方向に限定される。図7は、プリント濃度変動によるシアンパッチ色の変化とスキャナ光源の分光分布変動によるシアンパッチ色の変化を比較して示す。分光分布変動による場合は、a*、b*面では右下がり、左上がりの一定方向に変化し、プリント濃度変動による変化と光源分光分布変動による変化では色の変化の方向が異なり、そのため色の変動を要因別(プリント濃度変動とスキャナの光源分光分布変動)に分離することができる。この点をより詳しく説明する。図8は理想的な光源から発した光を理想的なCCDで読み取った場合のCCDのチャンネル別(ブルーチャンネル、グリーンチャンネル、レッドチャンネル)の分光感度を示す。ここで、図9に示すように、光源の分光分布が短波長側が低下しても、白色板又は前述した紙白部を読み取った白色データからシェーディング補正すると、実効分光感度のピーク値を揃えることができるが、各チャンネルの実効分布感度は、図10に示すように、長波長側にシフトする。ここで、各単色パッチの色を調べてみると、図11に示すように、プリント濃度変動による色の変動方向とは異なった方向に変動する。図11(a)に示すように、CIELAB表色系のa*、b*面でも両者の方向が異なるし、図11(b)に示すように、L*、c*面(c*はa*の二乗とb*の二乗との和の平方根であり、彩度を示す)でも両者の方向が異なる。さらに図12は、CCDセンサの分光感度のバラツキ例として、グリーンチャンネルのピーク感度波長が長波長側にシフトしたものを示す。このような場合でも、図13に示すように、プリント濃度変動によるシアンパッチの色変化方向と、CCDセンサの分光感度変動によるシアンパッチの色変化方向とは異なる。
したがって、各単色パッチに対するプリント濃度による読取色の色変化方向と光源の分光分布変動及びCCDセンサの分光感度変動による色変化方向を予め採取しておけば、前述した単色を読み取った読み取りデータのベクトルを光源の分光分布変動及びCCDセンサの分光感度変動による色変化方向に分けたベクトル値がスキャナのスキャナの色変動量となり、スキャナの色変動値を算出することができる。一方、プリンタ校正用パッチを読み取ることによりスキャナ及びプリンタの全体の色変動量が算出できるので、この全体の色変動量からスキャナの色変動量を差し引けばプリンタの色変動量を算出することができるものである。
以上述べたように、本発明は、簡単に入手可能な画像出力装置を使って高精度な画像入力装置の色校正を行う場合に利用することができる。特にコンビニエンスストア等の店舗に設置された画像形成装置の場合は、頻繁にキャリブレーションを行うことが困難であるから、このような画像形成装置の色校正を行う場合には特に有用である。
本発明の実施形態に係る画像形成装置を示す側面図である。 本発明の実施形態に係る色校正装置を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る色校正装置の制御フローを示すフローチャートである。 本発明の実施形態に用いたカラーチャートの平面図である。 本発明の実施形態において、プリント濃度変動によるシアンパッチ分光反射率の変化例を示すグラフである。 本発明の実施形態において、プリント濃度変動によるシアンパッチ色の変化を示すグラフである。 本発明の実施形態において、プリント濃度変動によるシアンパッチ色の変化とスキャナ光源の分光分布変動によるシアンパッチ色の変化を示すグラフである。 本発明の実施形態において、理想的なCCDセンサの実効分光感度を示すグラフである。 本発明の実施形態において、光源の分光分布が短波長側が低下した場合、シェーディング補正した例を示すグラフである。 本発明の実施形態において、光源の分光分布が短波長側が低下した場合のシェーディング補正後の分光感度を示すグラフである。 本発明の実施形態において、光源分光分布が変動した場合の、読取色の変化例を示すグラフである。 本発明の実施形態において、Green Channelのピーク感度波長が長波長側にシフトした例を示すグラフである。 ホン発明の実施形態において、本発明の実施形態において、プリント濃度変動によるシアンパッチ色の変化とスキャナの分光感度変動によるシアンパッチ色の変化を示すグラフである。
符号の説明
10 画像形成装置
12 スキャナ
100 プリンタ
138 画像読取素子
200 色校正装置
202 校正パターン生成部
204 色変動量算出部
206 スキャナ色補正部
208 色変換部
210 プリンタ色補正部
300 カラーチャート
302Y、302M、302C、302K 単色パッチ
304 プリンタ校正用パッチ
306 用紙
308 紙白部

Claims (5)

  1. 複数の単色パッチを含むカラーチャートを画像出力装置により出力し、この出力されたカラーチャートの複数の単色パッチを画像入力装置で読み取り、この読み取られた読取データを基準データと比較して前記画像入力装置の色変動を抽出する画像形成装置の色校正方法。
  2. 複数の単色パッチ及び画像出力装置校正用カラーパッチを含むカラーチャートを画像出力装置により出力し、この出力されたカラーチャートの複数の単色パッチ及び画像出力装置校正用カラーパッチを画像入力装置で読み取り、この読み取られた単色パッチの読取データを基準データとを比較して前記画像入力装置の色変動を抽出し、前記画像入力装置で読み取られたカラーチャートの画像出力校正用カラーパッチを基準データと比較して得られたデータを前記画像入力装置の色変動で補正して前記画像出力装置の色変動を抽出する画像形成装置の色校正方法。
  3. 前記複数の単色パッチには紙白部を含む請求項1又は2いずれか記載の画像形成装置の色校正方法。
  4. 画像入力装置と、複数の単色パッチを含むカラーチャートを画像出力装置により出力し、この出力されたカラーチャートの複数の単色パッチを前記画像入力装置で読み取り、この読み取られた読取データを基準データとを比較して前記画像入力装置の色変動を抽出する色変動抽出手段と、この色変動抽出手段により抽出された色変動に基づいて前記画像入力装置の色変換特性を補正する補正手段とを有する画像形成装置の色校正装置。
  5. 画像入力装置と、画像出力装置と、複数の単色パッチ及び画像出力装置校正用カラーパッチを含むカラーチャートを前記画像出力装置により出力し、この出力されたカラーチャートの複数の単色パッチ及び画像出力装置校正用カラーパッチを前記画像入力装置で読み取り、この読み取られた単色パッチの読取データを基準データと比較して前記画像入力装置の色変動を抽出する第1の色変動抽出手段と、この第1の色変動抽出手段により抽出された色変動に基づいて前記画像入力装置の色変換特性を補正する第1の色変換特性補正手段と、前記画像入力装置で読み取られたカラーチャートの画像出力校正用カラーパッチを基準データと比較して得られたデータを第1の色抽出手段で抽出された前記画像入力装置の色変動で補正して前記画像出力装置の色変動を抽出する第2の色変動抽出手段と、、この第2の色変動抽出手段により抽出された色変動に基づいて前記画像出力装置の色変換特性を補正する第2の色変換特性補正手段とを有する画像形成装置の色校正装置。
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