JP5429000B2 - 測色装置、測色方法、及び測色プログラム - Google Patents

測色装置、測色方法、及び測色プログラム Download PDF

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Description

本発明は、反射率をもとに測色を行う測色装置、測色方法、及び測色プログラムに関する。
従来、キャリブレーション等の色合わせにおいて、測色対象の反射率の分光特性をセンサーにより検知し、この反射率をもとに測色値を算出している。例えば、測色値は任意の光源の分光強度、測色対象の反射率、及び等色関数の掛算により求めることができる。また、精度よく測色値を求めるためには、上記センサーとして可視波長域の全波長域において分光特性を検出することが可能なセンサーが求められる。
上記した可視波長域を広い範囲で検知可能なセンサーは高額であるため、任意の波長域に対して感度の高いセンサー群を組み合わせて測色値を得る装置が開示されている。(例えば、特許文献1,2参照。)。
特開2008−180742号公報 特開平11−211673号公報
上記した任意の波長に対して感度が高いセンサーを組み合わせて使用する場合、測色対象の下地色や材質、又は測色対象が載置される構造により検出結果が変化する場合があった。例えば、下地色が白色の用紙にパッチを描画する場合、このパッチを検出して得られた反射成分にはインクによる反射成分と下地(用紙)による反射成分、更には用紙を透過した後反射した反射成分の和により構成される。そのため、インクによる反射成分以外の反射成分が様々な条件により異なると、同一色のパッチを検出する場合でも異なる反射率が検出されることとなるため、均一な測色値を得ることは難しかった。
本発明は、上記課題にかんがみてなされたもので、コストを加味しつつ均一な測色値を得ることが可能な測色装置の提供を目的とする。
上記課題を解決するために、本発明では、下地部分と、任意の階調が表現された複数のパッチとを備える測色用パッチを用いて測色を行う測色装置であって、任意の波長域に対して感度が高い複数のセンサーを備え、前記下地部分の反射率と前記各パッチの反射率とを検出する検出手段と、前記下地部分の反射率を基準とする前記各パッチの相対的な反射率をもとに同各パッチの測色値を算出する測色値算出手段と、を有する構成としてある。
上記のように構成された発明では、検出手段は、任意の波長域に対して感度が高い複数のセンサーを備えており、測色用パッチを測色するに際し、下地部分の反射率と各パッチの反射率とを検出する。そして、測色値算出手段は、下地部分の反射率を基準とする各パッチの相対的な反射率をもとに同各パッチの測色値を算出する。
ここで、各パッチの反射率は下地部分の反射成分を含むものであり、更に、下地部分の反射率は用紙からの反射成分と用紙を透過した後反射した反射成分とを含んで構成される。そのため、各パッチの測色値を下地部分と各パッチの反射率の相対的な関係を用いて算出することで、インクによる反射率以外の成分の影響を相殺することが可能となり、均一な測色値を得ることが可能となる。
また、前記各パッチを測色する前記センサーの組合せは予め対応づけられている構成としてもよい。
上記のように構成された発明では、相対的な反射率と測色値の関係を事前に規定しておくことにより、より簡易な構成によりパッチを測色することができる。
また、相対的な反射率から測色値を求める方法の一例として、前記測色値算出手段は、前記算出された相対的な反射率と測色値との関係を規定するデーターを記録しており、このデーターをもとに測色値を求める構成としてもよい。
さらに、相対的な反射率から測色値を求める方法の一例として、前記測色値算出手段は、前記算出された相対的な複数の反射率を補間して各パッチにおける分光反射率を算出し、算出された分光反射率をもとに測色値を求める構成としてもよい。
そして、下地部分の反射率を求める手法の一例として、前記パッチの四近傍の下地部分を検出し、この検出値の平均値により求められる構成としてもよい。
上記のように構成された発明では、下地部分の反射率のバラツキを吸収してより均一な測色値を得ることができる。
そして、本発明は測色装置のみに限定されず、本発明を適用した測色方法及び測色プログラムに対しても適用することができる。
ホストPC10の構成を説明するブロック構成図である。 ホストPC10の機能を説明するためのブロック図である。 プリンター20の構成を説明するブロック図である。 本実施形態にかかる測色方法を説明するための模式図である。 本実施形態にかかる測色用パッチを示す図である。 本実施形態にかかるキャリブレーションの流れを説明するフローチャートである。 反射率Rp(λ)の検出を説明するための図である。 本実施形態にかかる測色値変換テーブルMTを示す図である。 第2の実施形態にかかるホストPC10により作成された分光反射率を示す図である。
以下、下記の順序に従って本発明の実施形態を説明する。
1.第1の実施形態:
1.1.測色装置の構成:
1.2.測色方法について:
1.3.キャリブレーションの流れ:
2.第2の実施形態:
3.その他の実施形態:
1.第1の実施形態:
1.1.測色装置の構成:
以下、図を参照して、この発明に係る測色装置を具体化した第1の実施の形態について説明する。第1の実施形態では、測色装置は、ホストPC10とプリンター20により構成されるシステムとして実現される。
図1は、ホストPC10の構成を説明するブロック構成図である。また、図2は、ホストPC10の機能を説明するためのブロック図である。そして、図3は、プリンター20の構成を説明するブロック図である。
ホストPC10は、CPU11と、RAM12と、ROM13と、HDD14と、各種インターフェース(GIF、VIF、IIF)15〜17と、バス18とを備えて構成され、CPU11によりバス18を介した統合的な制御が行われる。また、ホストPC10は、HDD14に記録されたプログラムデーターPDを実行することにより、キャリブレーション実行モジュールM1、ドライバーモジュールM2の機能を実現する。
GIF(汎用インターフェース)15は、例えばUSB規格に準じたインターフェースであり、プリンター20と接続することでホストPC10から出力されるデーターをプリンター20に送信する。VIF(ビデオインターフェース)16は、ディスプレイ40と接続することでディスプレイ40に対して画像を表示させる。IIF(入力機器インターフェース)17は、キーボード50aやマウス50bに接続することでキーボード50aやマウス50bを操作することで得られる操作入力をホストPC10に入力させる。
HDD14には、プログラムデーターPD以外にも、印刷処理又はキャリブレーションを行なうためのデーターとして、色変換テーブルLUTと、補正テーブルATと、測色値変換テーブルMTと、標準データーSDと、パッチデーターCPDと、が記録されている。
キャリブレーション実行モジュールM1は、設定管理部M1aと、センサー選択部M1bと、測色制御部M1cと、補正データー作成部M1dの機能を備え、ホストPC10及びプリンター20により実行されるキャリブレーションを制御する。

設定管理部M1aは、キャリブレーションにおける各種設定に対応したパラメーターを管理し、このパラメーターに応じてキャリブレーションにおける各種設定を行なう。
センサー選択部M1bは、測色用パッチを測色する際に使用されるセンサーの組合せを選択する。本実施形態では、後述するように測色用パッチにおける任意のパッチPとこのパッチPを測色するセンサーの組合せとが予め対応づけられており、センサー選択部M1bは所定のパッチPが測色対象となると、このパッチPに対応したセンサーの組合せを指定するための信号をプリンター20に出力する。
測色制御部(測色値算出手段)M1cは、キャリブレーションにおいて実行される測色処理を統合的に制御する。即ち、プリンター20に対して測色用パッチの反射率Rp(λ)を検出させ、この検出結果をもとに各パッチにおける測色値を求める。
補正データー作成部M1dは、測色結果をもとに補正テーブルATの各値を補正する。この補正テーブルATには、色変換テーブルLUTを用いて設定されたインクの組合せ(入力インク量階調値)と、プリンター20に送信されるインクの組合せ(出力インク量階調値)との関係を規定するテーブルである。そのため、補正データー作成部M1dは、測色結果をもとに補正テーブルATの出力インク階調値を補正することでキャリブレーションを実行する。
ドライバーモジュールM2は、サイズ変換部M2aと、色変換部M2bと、ハーフトーン部M2cと、印刷データー生成部M2dとの機能を備え、ホストPC10における印刷処理を制御する。
サイズ変換部M2aは、印刷対象となる画像データーIDに対して後段の部位が処理可能なよう画素数変換処理を行なう。また、色変換部M2bは、色変換テーブルLUTをもとに画像データーIDをインク量データーIIDに変換する。ここで、色変換テーブルLUTには、画像データーIDを構成する色要素(R,G,B)と、プリンター20が吐出するCMYKのインク量とが対応づけて記録されており、インク量データーIIDは、画像データーIDの色要素が示す階調を表現するインク量(CMYKの各インクの組合せ)を指示するデーターである。そして、ハーフトーン部M2cはインク量データーIIDから、ディザ法や誤差拡散法を用いて画素毎のインクの記録の有無やインク量を変換したハーフトーン画像を取得する。印刷データー生成部M2dは、ハーフトーン画像をプリンター20が処理可能なバンド単位の印刷データーに変換する。
プリンター20は、ASIC21と、印刷ヘッド22と、吐出制御回路24と、印刷ヘッド駆動制御回路25と、用紙搬送機構27と、GIF28と、バス29とを備えて構成され、ASIC21によりバス29を介した統合的な制御が行われる。また、本実施形態にかかるプリンター20は、上記構成に加えて、測色ヘッド(検出手段)23と、測色ヘッド駆動制御回路26とを備えて構成され、用紙に印刷したパッチPを測色ヘッド23により測色することができる。
印刷ヘッド22は、印刷ヘッド駆動制御回路25の制御により主走査方向に往復運動を行う機構であり、吐出制御回路24により制御されて、図示しない各インクカートリッジ(C,M,Y,K)から供給されたインクを印刷用紙に吐出する。また、GIF28は、ホストPC10のGIF15と接続することで、ホストPC10との間で通信を確立する。
本実施形態にかかる測色ヘッド23は印刷ヘッド22に取り付けられており、測色ヘッド駆動制御回路26の制御のもと、印刷ヘッド22における主走査方向の往復運動に合わせて移動する。また、測色ヘッド23は、検出する波長域の感度が異なる3つのセンサー23a,23b,23cを備えて構成される。ここで、センサー23aは高波長域で最も検出感度が高くなるセンサーであり、センサー23bは中間波長域で最も検出感度が高くなるセンサーであり、センサー23cは低波長域で最も検出感度が高くなるセンサーである。そのため、各センサー23a,23b,23cは、任意の測色条件において各波長域における反射率R(λ)を検出することができる。
用紙搬送機構27は、被印刷対象となる用紙を搬送するための機構であり、図示しない搬送ローラーや、この搬送ローラー間に掛け合わされた搬送ベルト、及び印刷実行時に用紙を載置するプラテンPRとを備えて構成される。また、プラテンPRは搬送される用紙が接触する載置面に凹凸が形成されており、搬送される用紙との摩擦を低減させる。
1.2.測色方法について:
図4は、本実施形態にかかる測色方法を説明するための模式図である。また、図5は、本実施形態にかかる測色用パッチを示す図である。以下、図4及び図5をもとに本実施形態にかかる測色方法について説明を行う。
測色用パッチは、パッチデーターCPDに基づいて用紙に印刷される画像であり、インクが記録されない下地領域Awと、パッチPが形成されたパッチ領域Apとで構成されている。また、パッチ領域Apは、任意のインク量により所定のインク量階調を備えるよう形成されたパッチPを直列状に配置するパッチ列を複数備えて構成される。ここで、各パッチPは、標準データーSDにより規定される色彩値を表現するようそのインク量階調が設定されている。そして、下地領域Awは、パッチ領域ApにおけるパッチPが形成されない領域であり、隣接する各パッチPの間(即ち、パッチPの上下左右に位置する隙間)として形成されている。
上記した測色用パッチを用いた測色方法において、本実施形態では、下地領域Awの反射率と、パッチ領域Apにおける反射率との比をもとにパッチの測色値を求める。図4に示すように、各パッチの反射成分は、インクの反射成分、用紙の反射成分、更には用紙を透過してプラテンPR等により反射する反射率との総和となる。また、用紙の下地色が材質等の関係から変化する場合やプラテンPR等の形状によっても各反射成分はそれぞれ変化する。そのため、測色ヘッド23が検出する反射率Rp(λ)は同一のインク階調を備えるパッチであっても、変動する場合がある。
そこで、本実施形態では任意のパッチPにおける測色値を検出するに際し、パッチ領域Apで検出した反射率Rp(λ)と下地領域Awで検出した反射率Rw(λ)の比Rreをもとに測色値を求めることで、各反射成分の変動を吸収して、均一な測色値が算出できるようにしている。
1.3.キャリブレーションの流れ:
図6は、本実施形態にかかるキャリブレーションの流れを説明するフローチャートである。以下、図6を参照して本実施形態にかかる測色装置を用いたキャリブレーションを説明する。
ホストPC10にキャリブレーションを実行するための条件が成立すると、ステップS1では、ドライバーモジュールM2は、RAM12にパッチデーターCPDを記録し、このパッチデーターCPDを印刷データーに変更する。
ステップS2では、ドライバーモジュールM2は、変換された印刷データーを用いて任意のパッチPを用紙に印刷していく。
ステップS3では、センサー選択部M1bは、測色ヘッド23が備えるセンサー23a,23b,23cの中から、今から検出を行うパッチPに対応するセンサー23a,23b,23cの組合せを選択する。例えば、パッチPとこのパッチPの反射率Rp(λ)を検出するセンサーの組合せは予めテーブル等により設定されており、センサー選択部M1bはこのテーブルをもとにセンサー23a,23b,23cの組合せを判断する。ここで、パッチPとセンサーの組合せは、検出対象となるパッチPの反射成分の特性(例えば、ピーク波長の値)に応じてその組合せを設定すればよい。上記構成とすることでより簡易的な構成で測色値を得ることが可能となる。
ステップS4では、測色制御部M1cは、プリンター20に対して、選択されたセンサーの組合せにより任意のパッチPの反射率Rp(λ)を検出させる。
図7は、反射率Rp(λ)の検出を説明するための図である。例えば、センサー23a,23b,23cの組合せをもとに任意のパッチPの反射率Rp(λ)を検出したとする。このとき、反射率Rp(λ)を検出する一例として、センサー23a,23b,23cにより検出された検出値(de1,de2,de3)を補間して結ぶ領域の面積Sを反射率Rp(λ)として検出してもよい。
ステップS5では、測色制御部M1cは、プリンター20に対して、下地領域Awの反射率Rw(λ)を検出させる。下地領域Awの反射率Rw(λ)の検出方法の一例として、下記に示す(式1)をもとにパッチPの周囲の四近傍の反射率の平均値を反射率Rw(λ)として算出しておもよい。上記構成とすることで、下地色のバラツキを相殺することができ、均一な測色値を得ることができる。
Rw(λ)=(Rwf(λ)+Rwb(λ)+Rwr(λ)+Rwl(λ))/4 …(式1)
ただし、Rwf(λ)は下地領域Awの図4中上部の反射率、Rwb(λ)は下地領域Awの図4中下部の反射率、Rwr(λ)は下地領域Awの図4中右部の反射率、Rwl(λ)は下地領域Awの図4中左部の反射率である。
ステップS6では、測色制御部M1cは、ステップS5で検出した下地領域Awの反射率Rw(λ)と、パッチ領域Apの反射率Rp(λ)との比Rreを下記に示す(式2)をもとに算出し、算出した比Rreから測色値を求める。
Rre=Rp(λ)/Rw(λ) … (式2)
図8は、本実施形態にかかる測色値変換テーブルMTを示す図である。測色値変換テーブルMTには、反射率の比Rreとこの反射率の比Rreの各値に対応した測色値とが対応づけて記録されている。具体的には、測色値変換テーブルMTには、反射率の比Rreとインク量階調が対応付けて記録されており、測色制御部M1cは、測色値変換テーブルMTから求められた比Rreに対応するインク量階調を取得する。なお、この測色値変換テーブルMTは、センサー23a,23b,23cの組合せ毎に設定されているものとする。
すべてのパッチPについて測色が終了していない場合(ステップS7:NO)、測色制御部M1cは、測色するパッチPを変更させて(ステップS8)、ステップS2からステップS6の処理を繰返す。
全てのパッチPについて測色が終了した場合(ステップS7:YES)、ステップS9において、補正データー作成部M1dはステップS6により求められた測色値と標準データーSDとの値を比較し、両者に差がある場合は補正テーブルATの修正を行う。この補正テーブルATの補正により、出力インク階調が修正されキャリブレーションが実行される。
以上説明したように、本実施形態では、測色用パッチを測色するに際し、下地部分の反射率と各パッチの反射率とを検出し、下地部分の反射率を基準とする各パッチの相対的な反射率をもとに同各パッチの測色値を算出する。そのため、インクによる反射率以外の成分の影響を相殺することが可能となり、均一な測色値を得ることが可能となる。
2.第2の実施形態:
上記した第1の実施形態では、反射率の比Rreと測色値との関係を予め規定したが、測色ヘッド23が備えるセンサー数が多い場合は、各センサーが検出した離散的な反射率を補間して分光反射率の特性を求め、この分光反射率の特性により任意のパッチにおける測色値を求めてもよい。
図9は、第2の実施形態にかかるホストPC10により作成された分光反射率を示す図である。図9では、感知する波長域が異なる7つのセンサーにより各波長(wl1〜wl7)における相対的な反射率(比Rre)が検出されている。そのため、測色制御部M1cは検出された離散的な反射率と下地領域Awとの反射率の比Rreを算出し、各比Rreを補間することで任意のパッチPにおける分光反射率に相等する値を算出している。
ここで、測色値をXYZ表色系における値(X,Y,Z)とした場合、以下に示す(式3)により測色値を算出することができる。
X=ΣS(λ)・Rp(λ)・x(λ)
Y=ΣS(λ)・Rp(λ)・y(λ) …(式3)
Z=ΣS(λ)・Rp(λ)・z(λ)
なお、Σは可視光380nm〜750nmにおける各波長λの総和、S(λ)は、任意の光源における分光強度、x(λ),y(λ),z(λ)は等色関数である。
図9では、補間によって求められた面積(図中斜線及び実線で囲まれた面積)が分光反射率Rp(λ)となるため、この面積値を上記(式3)に代入することで任意のパッチPにおける測色値(X,Y,Z)を簡易的に算出することができる。上記構成とすることで、センサーの数は増加するものの全波長を検出するためのセンサーに比べてコストを抑制することが可能となり、また測色値を第1の実施形態にかかる測色値に比べて精度良く求めることが可能となる。以上第2の実施形態を説明した。
3.その他の実施形態:
本発明は様々な実施形態が存在する。
測色装置としてホストPC10とプリンター20により構成されたシステムを示すことは一例であり、プリンター20単体で本実施形態にかかる機能を実現するものであってもよい。この場合、プリンター20のASIC21がホストPC10におけるキャリブレーション実行モジュールM1、ドライバーモジュールM2の各機能を実現する。
また、測色用パッチは、下地領域Awとパッチ領域Pwを備えるものであればどのようなも配置構成を備えるものでもよく、本実施形態に記載されたものに限定されない。
なお、本発明は上記実施例に限られるものでないことは言うまでもない。即ち、上記実施例の中で開示した相互に置換可能な部材および構成等を適宜その組み合わせを変更して適用すること、上記実施例の中で開示されていないが、公知技術であって上記実施例の中で開示した部材および構成等と相互に置換可能な部材および構成等を適宜置換し、またその組み合わせを変更して適用すること、上記実施例の中で開示されていないが、公知技術等に基づいて当業者が上記実施例の中で開示した部材および構成等の代用として想定し得る部材および構成等と適宜置換し、またその組み合わせを変更して適用すること、は本発明の一実施例として開示されるものである。
10…ホストPC、11…CPU、12…RAM、13…ROM、14…HDD、15…GIF、16…VIF、17…IIF、18…バス、20…プリンター、21…ASIC、22…印刷ヘッド、23…測色ヘッド、23a,23b,23c…センサー、24…吐出制御回路、25…印刷ヘッド駆動制御回路、26…測色ヘッド駆動制御回路、27…用紙搬送機構、28…GIF,29…バス、40…ディスプレイ、50a…キーボード、50b…マウス、M1…キャリブレーション実行モジュール、M1a…設定管理部、M1b…センサー選択部、M1c…測色制御部、M1d…補正データー作成部、M2…ドライバーモジュール、M2a…サイズ変換部、M2b…色変換部、M2c…ハーフトーン部、M2d…印刷データー生成部

Claims (7)

  1. 下地部分と、任意の階調が表現された複数のパッチとを備える測色用パッチを用いて測色を行う測色装置であって、
    任意の波長域に対して感度が高い複数のセンサーを備え、前記下地部分の反射率と前記各パッチの反射率とを検出する検出手段と、
    前記下地部分の反射率を基準とする前記各パッチの相対的な反射率をもとに同各パッチの測色値を算出する測色値算出手段と、を有することを特徴とする測色装置。
  2. 前記各パッチを測色する前記センサーの組合せは予め対応づけられていることを特徴とする請求項1に記載の測色装置。
  3. 前記測色値算出手段は、
    前記算出された相対的な反射率と測色値との関係を規定するデーターを記録しており、このデーターをもとに測色値を求めることを特徴とする請求項1又は請求項2のいずれかに記載の測色装置。
  4. 前記測色値算出手段は、
    前記算出された相対的な複数の反射率を補間して各パッチにおける分光反射率を算出し、
    前記算出された分光反射率をもとに測色値を求めることを特徴とする請求項1又は請求項2のいずれかに記載の測色装置。
  5. 前記下地部分の反射率は、前記パッチの四近傍の下地部分を検出し、この検出値の平均値により求められることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の測色装置。
  6. 下地部分と、任意の階調が表現された複数のパッチとを備える測色用パッチを用いて測色を行う測色方法であって、
    任意の波長域に対して感度が高い複数のセンサーにより、前記下地部分の反射率と前記各パッチの反射率とを検出する検出工程と、
    前記下地部分の反射率を基準とする前記各パッチの相対的な反射率をもとに同各パッチの測色値を算出する測色値算出工程と、を有することを特徴とする測色方法。
  7. コンピューターに、下地部分と、任意の階調が表現された複数のパッチとを備える測色用パッチを用いて各パッチの測色値を取得させる機能を実現させる測色プログラムであって、
    任意の波長域に対して感度が高い複数のセンサーを介して前記下地部分の反射率と前記各パッチの反射率とを検出させる検出機能と、
    前記下地部分の反射率を基準とする前記各パッチの相対的な反射率をもとに同各パッチの測色値を算出する測色値算出機能と、をコンピューターに実現させる測色プログラム。
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