JP2022091539A - 色検出装置、画像形成装置、色検出方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】搬送方向における位置と画像の色の変動量を正確に検出しなくても、色の周期変動を正確に補正すること。【解決手段】本発明の一態様に係る色検出装置は、所定の搬送方向に搬送される記録媒体に、画像データに基づき形成された画像の色を検出する色検出装置であって、前記画像データ内で色が同じである複数の部分領域の前記搬送方向における位置に基づき、所定の周期情報を参照して、複数の前記部分領域ごとの参照輝度値を取得する参照輝度取得部と、複数の前記部分領域のうち、前記参照輝度値の和が所定条件を満足する前記部分領域の組を選択する選択部と、前記画像を読み取る読取部と、前記組に含まれる前記部分領域に対応する位置での前記読取部による読取輝度値に基づき取得される前記画像の色データを出力する出力部と、を有する。【選択図】図５

Description

本発明は、色検出装置、画像形成装置、色検出方法及びプログラムに関する。

従来、プリンタ等の画像形成装置では、記録媒体に形成された画像の色の検出値に基づき、画像形成装置が形成する画像の色を補正する構成が知られている。

また、感光体ドラムを用いて記録媒体に形成された画像の濃度変動量と、感光体ドラムの回転量とに基づき、画像形成装置が形成する画像の色の周期変動を補正する構成が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら特許文献１の構成では、感光体ドラムの回転量等に対応する搬送方向の位置と画像の色の変動量を正確に検出しないと、色の周期変動を正確に補正できず、色の検出精度が低下する場合がある。

本発明は、搬送方向の位置と画像の色の変動量を正確に検出しなくても、色の周期変動を正確に補正することを課題とする。

本発明の一態様に係る色検出装置は、所定の搬送方向に搬送される記録媒体に、画像データに基づき形成された画像の色を検出する色検出装置であって、前記画像データ内で色が同じである複数の部分領域の前記搬送方向における位置に基づき、所定の周期情報を参照して、複数の前記部分領域ごとの参照輝度値を取得する参照輝度取得部と、複数の前記部分領域のうち、前記参照輝度値の和が所定条件を満足する前記部分領域の組を選択する選択部と、前記画像を読み取る読取部と、前記組に含まれる前記部分領域に対応する位置での前記読取部による読取輝度値に基づき取得される前記画像の色データを出力する出力部と、を有する。

本発明によれば、搬送方向の位置と画像の色の変動量を正確に検出しなくても、色の周期変動を正確に補正できる。

実施形態に係る画像形成システムの構成例を示す図である。 実施形態に係る情報処理装置のハードウェア構成例のブロック図である。 実施形態に係る画像形成装置のハードウェア構成例のブロック図である。 実施形態に係る画像形成装置の構成例を示す図である。 第１実施形態に係る色検出装置の機能構成例のブロック図である。 第１実施形態に係る画像形成装置による補正動作例のフロー図である。 部分領域の抽出例を示す図である。 選択部による処理例の図であり、（ａ）は参照輝度値例の図、（ｂ）は参照輝度値の単位円表示の図、（ｃ）は参照輝度値の和の図である。 色データ取得部による処理例の図であり、（ａ）は参照輝度値のベクトル表示例の図、（ｂ）はベクトル合成例の図、（ｃ）は参照輝度値の和の図である。 第２実施形態に係る色検出装置の機能構成例を示す図である。 分割領域例を示す図である。 第２実施形態に係る画像形成装置による補正動作例のフロー図である。

実施形態に係る色検出装置は、所定の搬送方向に搬送される記録媒体に、画像データに基づき形成された画像の色を検出する装置である。

例えば、感光体ドラムに担持されたトナー像を転写して記録媒体に画像を形成する装置では、感光体ドラムの偏心等に起因する回転ムラがあると、画像形成時に記録媒体が搬送される搬送方向に沿って、記録媒体に形成された画像の色が感光体ドラムの回転周期に応じて変動する。

このような色の変動は、搬送方向における回転周期に応じた周期変動であるため、記録媒体上で、搬送方向における色の変動を打ち消す位置に形成された画像の色を検出すれば、周期変動の影響を抑制して画像の色を検出可能になる。

実施形態では、画像データ内で色が同じである複数の部分領域の搬送方向における位置に基づき、所定の周期情報を参照して、複数の部分領域ごとの参照輝度値を取得する。また上記の複数の部分領域のうち、参照輝度値の和が所定条件を満足する部分領域の組を選択する。

例えば、周期情報は、記録媒体に画像を形成する際に記録媒体を搬送する感光体ドラムの回転周期に応じた正弦波情報等である。所定条件は、複数の部分領域の参照輝度値の和が所定輝度閾値以下であるか否かの条件等である。

例えば、複数の部分領域のうち、参照輝度値の和が所定の輝度閾値以下であるという条件を満足することで、搬送方向における色の変動を打ち消す記録媒体上の位置に対応する部分領域の組を選択できる。

実施形態では、記録媒体に形成された画像を読取部で読み取り、選択された組に含まれる部分領域に対応する位置での読取部による読取輝度値に基づいて画像の色データを取得し、取得した色データを色の検出値として出力する。感光体ドラムの回転周期等の周期情報を参照することで、搬送方向の位置と画像の色の変動量の正確な情報を不要とし、搬送方向の位置と画像の色の変動量を正確に検出しなくても、色の周期変動を正確に補正可能にする。

以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部には同一符号を付し、重複した説明を適宜省略する。

また以下では、色検出装置を含む画像形成装置を備える画像形成システムを一例として実施形態を説明する。この画像形成システムは、例えば所望の画像を大量枚数の用紙に印刷する商用印刷（プロダクションプリンティング）用の画像形成システムである。用紙は記録媒体の一例である。なお、実施形態の用語における印刷、画像形成、及び印字は何れも同義とする。

また以下に示す実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための色検出装置及び画像形成装置を例示するものであって、本発明を以下に示す実施形態に限定するものではない。以下に記載されている構成部品の形状、その相対的配置、パラメータの値等は特定的な記載がない限り、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、例示することを意図したものである。また図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため、誇張している場合がある。

＜画像形成システム１００の全体構成例＞
まず図１を参照して、画像形成システム１００の構成の一例を説明する。図１は、画像形成システム１００の構成の一例を説明する図である。図１に示すように、画像形成システム１００は、クライアントＰＣ（Personal Computer）１０１と、ＤＦＥ（Digital Front End）１０２と、画像形成装置１０３と、管理サーバ１０４とを有する。これらはインターネット等を介して相互に通信可能に接続されている。

クライアントＰＣ１０１は、ユーザが印刷したい印刷ジョブを作成し、ＤＦＥ１０２又は管理サーバ１０４へ印刷ジョブを送信する。液晶ディスプレイである表示部や、マウスやキーボードなどの入力装置を備えている。

ＤＦＥ１０２は、クライアントＰＣ１０１又は管理サーバ１０４から印刷ジョブを受け取り、受け取った印刷ジョブに基づいて、ＲＩＰ（Raster Image Processor）エンジンにより描画データを作成し、画像形成装置１０３へ描画データを送信する。ここでＤＦＥ１０２は、情報処理装置の一例である。

画像形成装置１０３は、ＤＦＥ１０２から受け取った描画データに基づいて、記録媒体に画像形成を行う。

管理サーバ１０４は、クライアントＰＣ１０１から受け取った印刷ジョブを管理する。また、ＤＦＥ１０２からの要求により、印刷ジョブをＤＦＥ１０２へ送信する。

なお、画像形成システム１００には、複数の画像形成装置や複数のクライアントＰＣが通信可能に接続されてもよい。

＜ＤＦＥ１０２のハードウェア構成例＞
次に図２を参照して、ＤＦＥ１０２のハードウェア構成を説明する。図２は、ＤＦＥ１０２のハードウェア構成の一例を説明するブロック図である。

図２に示すように、ＤＦＥ１０２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２０１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）２０２と、ＲＡＭ（Random Access Memory）２０３と、ＨＤＤ（Hard Disk）／ＳＳＤ（Solid State Drive）２０４と、Ｉ／Ｆ（Interface）２０５とを有する。

これらのうち、ＣＰＵ２０１は、ＲＡＭ２０３を作業領域として使用し、ＲＯＭ２０２に格納されているプログラムを実行することで、ＤＦＥ１０２全体の動作を制御する。

ＨＤＤ／ＳＳＤ２０４は、記憶部として使用され、予め設定された設定値を格納している。ＨＤＤ／ＳＳＤ２０４に格納されている情報は、ＣＰＵ２０１が読み出しプログラム実行時に使用することもある。

Ｉ／Ｆ２０５は、ＤＦＥ１０２と、クライアントＰＣ１０１、画像形成装置１０３及び管理サーバ１０４とを通信可能にするインターフェースである。

＜画像形成装置１０３のハードウェア構成例＞
次に図３を参照して、画像形成装置１０３のハードウェア構成を説明する。図３は、画像形成装置１０３のハードウェア構成の一例を説明するブロック図である。

図３に示すように、画像形成装置１０３は、ＣＰＵ３０１と、ＲＯＭ３０２と、ＲＡＭ３０３と、ＨＤＤ／ＳＳＤ３０４と、Ｉ／Ｆ３０５と、画像形成部３０６と、読取部３０７とを有する。

これらのうち、ＣＰＵ３０１は、ＲＡＭ３０３を作業領域として使用し、ＲＯＭ３０２に格納されているプログラムを実行することで、画像形成装置１０３全体の動作を制御する。

ＨＤＤ／ＳＳＤ３０４は、記憶部として使用され、予め設定された設定値を格納している。ＨＤＤ／ＳＳＤ３０４に格納されている情報は、ＣＰＵ３０１が読み出しプログラム実行時に使用することもある。

Ｉ／Ｆ３０５は、画像形成装置１０３と、ＤＥＦ１０２、クライアントＰＣ１０１及び管理サーバ１０４とを通信可能にするインターフェースである。

画像形成部３０６は、用紙に画像を形成する印刷エンジンである。読取部３０７は用紙に形成された画像を読み取る読取装置である。

＜画像形成装置１０３の構成例＞
次に図４を参照して、画像形成装置１０３の構成を説明する。図４は、画像形成装置１０３の構成の一例を説明する図である。図４に示すように、画像形成装置１０３は、タンデム式の電子写真方式の感光体ドラム４０３Ｋ，４０３Ｃ，４０３Ｍ，４０３Ｙと、中間転写ベルト４０２と、二次転写ローラ４０４と、給紙部５００と、搬送ローラ対４０１と、定着ローラ４０５と、インラインセンサ４０６ａ及び４０６ｂと、反転パス４０７と、搬送経路４０８とを有する。

図３の画像形成部３０６は、感光体ドラム４０３Ｋ，４０３Ｃ，４０３Ｍ，４０３Ｙ、中間転写ベルト４０２、二次転写ローラ４０４及び定着ローラ４０５を含む。また図３の読取部３０７は、インラインセンサ４０６ａ及び４０６ｂを含む。

画像形成装置１０３は、無端状移動手段である中間転写ベルト４０２に沿って各色の感光体ドラム４０３Ｙ、４０３Ｍ、４０３Ｃ、４０３Ｋ（以降、総じて感光体ドラム４０３とする）が並べられた構成を備える、いわゆるタンデムタイプの画像形成装置である。給紙部５００から給紙され、搬送ローラ対４０１により搬送される用紙に転写するための中間転写画像が形成される中間転写ベルト４０２に沿って、この中間転写ベルト４０２の搬送方向の上流側から順に、感光体ドラム４０３Ｙ、４０３Ｍ、４０３Ｃ、４０３Ｋが配列している。

画像形成装置１０３は、各色の感光体ドラム４０３の表面においてトナーにより現像された各色のトナー像を担持し、担持したトナー像を中間転写ベルト４０２に重ね合わせて転写し、中間転写ベルト４０２上にフルカラーの画像を形成する。

画像形成装置１０３は、図中に破線で示す用紙の搬送経路４０８と最も接近する位置で、搬送経路４０８上を搬送されてきた用紙の紙面上に、中間転写ベルト４０２上に形成されたフルカラー画像を二次転写ローラ４０４の機能により転写する。

紙面上に画像が形成された用紙は更に搬送され、定着ローラ４０５にて画像が定着（画像形成）される。定着ローラ４０５は、用紙に画像を熱定着させる定着部の一例である。定着ローラ４０５は、フルカラーのトナー像が転写された用紙を加熱及び加圧することで、フルカラーのトナー像を用紙に定着させる。定着ローラ４０５は、内蔵するハロゲンヒータ等のヒータにより発熱し、用紙を加熱できる。

両面印刷を行う場合は、画像形成装置１０３は、表面に画像形成を行った後、用紙を搬送経路４０８中の反転パス４０７に搬送し、表裏が反転されたのち、再度二次転写ローラ４０４の位置まで搬送する。

給紙部５００は、給紙トレイ５０１と、ピックアップローラ５０２と、給紙ローラ５０３とを有する。

給紙トレイ５０１は複数の用紙を重ね合わされて収容している。記録媒体としては、記録紙（転写紙）等の用紙が挙げられるが、これに限定されるものではなく、画像を形成（記録）可能な媒体であれば、コート紙、厚紙、ＯＨＰ（Overhead Projector）シート、プラスチックフィルム、プリプレグ、及び銅箔等であってもよい。

給紙部５００は、給紙トレイ５０１に積載して収容される用紙を最上部から順にピックアップローラ５０２で拾い上げ、拾い上げた用紙を、一対のローラである給紙ローラ５０３を用いて搬送ローラ対４０１に供給する。なお給紙部５００は、他に搬送用のローラを有する構成であってもよい。

用紙の搬送方向における定着ローラ４０５の下流側には、インラインセンサ４０６ａ及び４０６ｂ（以降、総じてインラインセンサ４０６とする）が設けられている。

インラインセンサ４０６は、定着ローラ４０５により用紙の両面を読み取り、用紙上に定着された画像の読取画像を得る。なお、インラインセンサ４０６は必ず２つ（４０６ａ、４０６ｂ）必要なわけではなく、インラインセンサ４０６ａのみでもよい。センサが４０６ａのみの時は、表面を画像形成した時点でインラインセンサ４０６ａにより読取りを行い、その後裏面の画像形成が行われる。

ここで、インラインセンサ４０６は、受光した光強度に応じた電気信号を出力する画素が一次元アレイ状に配列されたＣＣＤ（Charge Coupled Device）ラインセンサである。画素の配列方向は、用紙の搬送方向に交差している。また、インラインセンサ４０６は、赤色の光（Ｒ）を受光する画素アレイと、緑色の光（Ｇ）を受光する画素アレイと、青色の光（Ｂ）を受光する画素アレイとを含んでいる。なお、以下では、赤をＲ、緑をＧ、青をＢとそれぞれ表記する場合がある。

インラインセンサ４０６は、各色の画素アレイによって、用紙に形成された画像による反射光の光強度に応じた電気信号を出力する。画像形成装置１０３は、インラインセンサ４０６による読取画像の各色の光強度（濃度）を、色情報として画像の色の補正に用いる。

インラインセンサ４０６は、それぞれ用紙に光を照射する光源を備えてもよい。光源から用紙に光を照射することで、インラインセンサ４０６による読み取りの明るさを確保できる。また、インラインセンサ４０６は、ＣＣＤに代えて、ＣＭＯＳ（Complementary metal-oxide-semiconductor）やＰＤ（Photo Diode）アレイ等で構成されてもよい。

＜色検出装置１の機能構成例＞
次に図５を参照して、画像形成装置１０３が備える色検出装置１の機能構成について説明する。図５は、色検出装置１の機能構成の一例を説明するブロック図である。

図５に示すように、画像形成装置１０３は色検出装置１を含んでいる。また画像形成装置１０３は、通信部３０８と、画像形成部３０６と、補正部３０９とを有する。画像形成装置１０３は、通信部３０８を介してクライアントＰＣ１０１から受信した画像データに基づき、所定の搬送方向に搬送される用紙に画像を形成する。

色検出装置１は、画像形成装置１０３が形成した用紙の色を検出し、検出した色を示す色データを画像形成装置１０３に提供する。画像形成装置１０３の補正部３０９は、色検出装置１から受け取った色データに基づき、画像形成部３０６による画像形成条件を補正し、用紙に形成する画像の色を補正可能になっている。なお、補正部３０９の機能を情報処理装置１０２が備えてもよい。

図５に示すように、色検出装置１は、部分領域抽出部１１と、参照輝度取得部１２と、周期情報格納部１３と、選択部１４と、色データ取得部１５と、変換テーブル格納部１６と、出力部１７と、読取部３０７とを有する。

これら各部は、図３に示されている各構成要素の何れかがＲＯＭ３０２からＲＡＭ３０３上に展開されたプログラムに従ったＣＰＵ３０１からの命令によって動作することで実現される機能又は機能する手段である。なお、図５では主要な構成部のみを示しているが、画像形成装置１０３は上記以外の構成部を備えることもできる。

部分領域抽出部１１は、通信部３０８を介して入力した画像データ内で色が同じである複数の部分領域を抽出する。部分領域抽出部１１は、抽出する部分領域の個数、各部分領域の形状、各部分領域の面積及び各部分領域の画像データ内での位置等を予め定めている。例えば部分領域の形成を正方形とし、部分領域の面積を２０×２０［画素］等の画素数単位で定めることができる。位置は、画像データ内のできるだけランダムな複数の位置を定めておくと好適である。

画像データは、画素ごとにＲ、Ｇ及びＢの輝度値で色が表現されたデータである。部分領域は、部分領域内に含まれる各画素の色が同じの領域である。但し、複数の部分領域間では、色が異なっていてもよい。

部分領域抽出部１１は、複数の部分領域を抽出後、抽出した複数の部分領域のそれぞれの位置を示す位置情報を参照輝度取得部１２に提供する。

参照輝度取得部１２は、搬送方向における複数の部分領域のそれぞれの位置に基づき、周期情報格納部１３が格納する所定の周期情報を参照して、複数の部分領域ごとの参照輝度値を取得する。

周期情報は、画像形成装置１０３が用紙に画像を形成する際に用紙を搬送する感光体ドラム４０３の回転周期に応じた正弦波情報である。感光体ドラム４０３は回転体の一例である。周期情報は、感光体ドラム４０３Ｋ、４０３Ｃ、４０３Ｍ及び４０３Ｙのそれぞれで定められる。

ここで、回転体である感光体ドラム４０３の回転軸が偏心していると回転ムラが生じ、感光体ドラム４０３の表面と現像ローラ等の作像部との距離が回転に伴って変動する。これにより感光体ドラム４０３の表面に形成されるトナー像の濃度が変動する場合がある。トナー像の濃度が変動すると、色ごとのトナー像が重ね合わされて形成されるカラー画像の色がトナー像の濃度に応じて変動する。

このような色の変動は、感光体ドラム４０３の回転周期を周期Ｔとし、搬送方向における用紙の位置Ｙを変数にした参照輝度値Ａ（ｙ）＝Ａ・ｓｉｎ（２・π・ｙ／Ｔ＋φ）に従ったものになる。周期Ｔは、感光体ドラム４０３の外周長に一致する。振幅Ａと初期位相φは任意の値である。

周期情報格納部１３は、参照輝度値Ａ（ｙ）＝Ａ・ｓｉｎ（２・π・ｙ／Ｔ＋φ）を格納する。この参照輝度値Ａ（ｙ）は正弦波情報の一例である。参照輝度取得部１２は、搬送方向における複数の部分領域の位置ｙに基づき、複数の部分領域ごとで参照輝度値Ａ（ｙ）を取得する。周期情報格納部１３は正弦波を数式として格納してもよいし、位置ｙと参照輝度値Ａ（ｙ）を対応付けたテーブルを格納してもよい。

参照輝度取得部１２は、取得した複数の部分領域ごとの参照輝度値Ａ（ｙ）の情報を選択部１４に提供する。感光体ドラム４０３Ｋ、４０３Ｃ、４０３Ｍ及び４０３Ｙのそれぞれで偏心量が異なるため、感光体ドラム４０３Ｋ、４０３Ｃ、４０３Ｍ及び４０３Ｙごとで参照輝度値Ａ（ｙ）を取得することが好ましい。

選択部１４は、複数の部分領域のうち、参照輝度値の和が所定条件を満足する部分領域の組を選択する。所定条件は、例えば参照輝度値の和が所定の輝度閾値以下であるという条件である。

但し、これに限定されるものではなく、参照輝度値の和が最小となる条件であってもよい。またこれ以外に、以下の条件を所定条件としてもよい。また各条件を組み合わせて所定条件とすることもできる。
・部分領域内にエッジが存在しないこと。
・部分領域内の画素の色の最大値と最小値の差が閾値以内であること。
・部分領域が用紙端から所定距離以上離れていること。
・部分領域内の色の平均値が既定の範囲内であること。例えば白、ベタからは離れていること。
・部分領域内の色の平均値がトナー総量の規定値を超えていないこと。
・部分領域の個数が所定の個数閾値以上であること。

なお、所定条件における色は、Ｒ、Ｇ及びＢで表現された色であっても、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）及びブラック（Ｋ）で表現された色であっても何れでもよい。以下では、シアンをＣ、マゼンタをＭ、イエローをＹ、ブラックをＫとして標記する場合がある。

選択部１４は選択した部分領域の組の情報を色データ取得部１５に提供する。

色データ取得部１５は、用紙に形成された画像を読取部３０７が読み取った読取画像のデータを入力する。この読取画像はＲ、Ｇ及びＢで色が表現されている。

色データ取得部１５は、選択部１４が選択した組に含まれる部分領域のそれぞれに対応する位置にある読取画像の画素の輝度値を読取輝度値として取得する。そして、組に含まれる複数の部分領域ごとの読取輝度値を足し合わせることで、用紙に形成された画像のＲ、Ｇ及びＢの色データを取得する。

換言すると、選択部１４は、複数の部分領域ごとの参照輝度値Ａ（ｙ）の和が打ち消されて所定の輝度閾値以下になるように複数の部分領域の組を選択する。色データ取得部１５は、組内での複数の部分領域のそれぞれの色を足し合わせる。感光体ドラム４０３の偏心等に起因する色の変動は周期変動であるため、この選択部１４及び色データ取得部１５の処理により、色の周期変動成分は打ち消される。その結果、色の周期変動の影響が抑制された色を検出できるようになっている。

色データ取得部１５は、その後、変換テーブル格納部１６が格納するＲ、Ｇ及びＢの色データと、Ｃ、Ｍ、Ｙ及びＫの色データとの対応テーブルを参照して、Ｒ、Ｇ及びＢの色データをＣ、Ｍ、Ｙ及びＫの色データに変換する。色データ取得部１５は、変換されたＣ、Ｍ、Ｙ及びＫの色データを、出力部１７を介して補正部３０９に出力する。

＜色検出装置１の動作例＞
次に、図６を参照して色検出装置１の動作について説明する。図６は、色検出装置１の動作の一例を示すフローチャートである。図６は、色検出装置１が色の検出を開始する時点をトリガーにした動作を示している。

まず、ステップＳ６１において、読取部３０７は、画像形成装置１０３が用紙に形成した画像の色を読み取り、読取画像を取得する。取得された読取画像のデータは図３のＲＡＭ３０３等に一時保持される。

次に、ステップＳ６２において、部分領域抽出部１１は、通信部３０８を介して入力した画像データ内で色が同じである複数の部分領域を抽出し、抽出した複数の部分領域のそれぞれの位置を示す位置情報を参照輝度取得部１２に提供する。

続いて、ステップＳ６３において、参照輝度取得部１２は、搬送方向における複数の部分領域のそれぞれの位置に基づき、周期情報格納部１３が格納する所定の周期情報を参照して、複数の部分領域ごとの参照輝度値を取得する。そして、取得した複数の部分領域ごとの参照輝度値を選択部１４に提供する。

続いて、ステップＳ６４において、選択部１４は、複数の部分領域のうち、参照輝度値の和が所定条件を満足する部分領域の組を選択し、選択した部分領域の組を示す情報を色データ取得部１５に提供する。

続いて、ステップＳ６５において、色データ取得部１５は、読取部３０７が用紙に形成された画像を読み取った読取画像のデータを、ＲＡＭ３０３等から入力する。また色データ取得部１５は、選択部１４が選択した組に含まれる部分領域に対応する位置にある読取画像の画素の輝度値を読取輝度値として取得する。そして、組に含まれる複数の部分領域ごとの読取輝度値を足し合わせることで、用紙に形成された画像のＲ、Ｇ及びＢの色データを取得する。

続いて、ステップＳ６６において、色データ取得部１５は、変換テーブル格納部１６が格納する対応テーブルを参照して、Ｒ、Ｇ及びＢの色データをＣ、Ｍ、Ｙ及びＫの色データに変換する。

続いて、ステップＳ６７において、色データ取得部１５は、出力部１７を介して、Ｃ、Ｍ、Ｙ及びＫの色データを画像形成装置１０３の補正部３０９に出力する。

このようにして、色検出装置１は、画像形成装置１０３が用紙に形成した画像の色を検出することができる。

＜データ例＞
次に、図７乃至図９を参照して、色検出装置１が取り扱うデータの一例を説明する。まず、図７は部分領域の一例を示す図である。

図７は、部分領域抽出部１１が抽出した画像データＤ内の複数の部分領域７１を示している。なお、部分領域７１は、複数の部分領域の総称表記である。図７の画像データＤ内に表示されている小さい丸の１つ１つは部分領域７１に該当する。

また図７の画像データＤ内に示されている濃淡は、色の周期変動を表している。図７に矢印で示すｙ軸は搬送方向を示し、参照輝度値Ａ（ｙ）は、周期情報格納部１３が格納する参照輝度値Ａ（ｙ）＝Ａ・ｓｉｎ（２・π・ｙ／Ｔ＋φ）に従う正弦波を示している。

なお、画像データＤには、色検出装置１による色検出に用いられる色パッチ等のチャートパターンが含まれると好適である。しかし、これに限定されるものではなく、画像形成装置１０３のユーザが選択した任意のパターンを含む画像データであってもよい。何れの画像データの場合にも、部分領域抽出部１１は画像データＤ内のできるだけランダムな位置の部分領域７１を偏りなく抽出することが好ましい。

参照輝度取得部１２は、複数の部分領域７１の位置ｙに基づき、周期情報格納部１３を参照して、位置ｙに対応する参照輝度値Ａ（ｙ）を取得できる。

次に、図８は選択部１４による処理の一例を説明する図である。図８（ａ）は参照輝度値の一例を示す図、図８（ｂ）は参照輝度値の単位円表示を示す図、図８（ｃ）は参照輝度値の和を示す図である。

図８（ａ）における横軸は、搬送方向における用紙Ｐ内での位置ｙを示し、縦軸は参照輝度値Ａ（ｙ）を示している。例えば位置ｙ１にある部分領域では参照輝度値Ａ（ｙ１）が取得され、位置ｙ２にある部分領域では参照輝度値Ａ（ｙ２）が取得される。

図８（ｂ）に示すように、参照輝度値Ａ（ｙ１）及びＡ（ｙ２）は、それぞれ単位円８１を用いてベクトル表示でき、参照輝度値Ａ（ｙ１）及びＡ（ｙ２）の和は、参照輝度値Ａ（ｙ１）及びＡ（ｙ２）のベクトルを合成することで取得できる。なお、ベクトルをスカラーに戻す場合には、図８（ｃ）に示すように単位円を正弦波に写像すればよい。

選択部１４は、複数の部分領域ごとの参照輝度値Ａ（ｙ）のベクトルの合成値が、所定の輝度閾値以下となるように部分領域の組を選択する。参照輝度値Ａ（ｙ）を規格化すると、輝度閾値は例えば０．１等の１以下の値になる。

次に、図９は色データ取得部１５による処理の一例を説明する図である。図９（ａ）は参照輝度値のベクトル表示例を示す図、図９（ｂ）はベクトル合成例を示す図、図９（ｃ）は参照輝度値の和を示す図である。

ここで、部分領域１つ当たりの参照輝度値の影響量のことを偏差評価値と呼ぶと、偏差評価値は以下のように計算できる。

図９（ａ）に示すように、部分領域ａの参照輝度値Ａ（ｙ１）のベクトルの向きをαとし、部分領域ｂの参照輝度値Ａ（ｙ２）のベクトルの向きをβとする。この２つのベクトルの合成は次式で求めることができる。但し、πは円周率である。
［合成ベクトルの向き］＝（［副走査座標］／［回転体の外周長］）×２×π

部分領域ａの参照輝度値ベクトルは（ｃｏｓα、ｓｉｎα）であり、 部分領域ｂの参照輝度値ベクトルは（ｃｏｓβ、ｓｉｎβ）であるため、合成ベクトルは（ｃｏｓα＋ｃｏｓβ、ｓｉｎα＋ｓｉｎβ）と表すことができる。よって、この合成ベクトルの大きさは次式のように算出できる。

これを部分領域の個数で除算することで偏差評価値が得られる。

各部分領域の参照輝度値ベクトルの向きをｘとし、部分領域の個数をＮとして一般化すると、以下のように表すことができる。

部分領域を選択する際は、偏差評価値ができるだけ小さくなるようにすることで色の変動の影響を抑えられる。０≦［偏差評価値］≦１であり、［偏差評価値］=０のとき、色の変動の影響は完全に打ち消されており、［偏差評価値］＝１のとき、色の変動がもっとも大きくなる。

偏差評価値を最小化するアルゴリズムの例として、偏差評価値を目的関数とし、とりうる部分領域から偏差評価値が小さくなるものを取り除いていき、偏差評価値がこれ以上小さくならなくなった時点で残った部分領域を採用する方法が挙げられる。

偏差評価値を最小化して取得される色データは、後の画像形成の色補正に用いることができる他、情報として記録しておいて後で参照するといった利用方法もある。また、その色データを表示部等に表示してユーザに報知することもできる。

＜色検出装置１の作用効果＞
以上説明したように、本実施形態では、画像データ内で色が同じである複数の部分領域の搬送方向における位置に基づき、感光体ドラム４０３の回転周期に応じた正弦波情報を参照して、複数の部分領域ごとの参照輝度値を取得する。

また複数の部分領域のうち、参照輝度値の和が所定の輝度閾値以下となる部分領域の組を選択する。これにより、搬送方向における色の変動を打ち消す記録媒体上の位置に対応する部分領域の組を選択できる。

そして、用紙に形成された画像を読取部３０７で読み取り、選択された組に含まれる部分領域に対応する位置での読取部による読取輝度値に基づいて画像の色データを取得し、取得した色データを色の検出値として出力する。

感光体ドラム４０３の回転周期情報を参照することで、搬送方向の位置と画像の色の変動量の正確な情報が不要になるため、搬送方向の位置と画像の色の変動量を正確に検出しなくても、色の周期変動を正確に補正できる。また色の周期変動を正確に補正することで、色の検出精度を高く確保できる。また濃度補正処理等の画像処理も行わなくてよくなり、処理を簡略化できる。

［第２実施形態］
次に第２実施形態に係る色検出装置１ａについて説明する。なお、第１実施形態で説明したものと同一の構成部には、同一の部品番号を付し、重複する説明を適宜省略する。

本実施形態では、部分領域は、搬送方向に沿って画像データが分割された複数の分割領域の何れかに含まれる。選択部は、参照輝度値の和が所定条件を満足する分割領域の組を選択する。これにより選択部による処理を効率化する。

本実施形態に係る色検出装置１ａは、画像形成システム１００ａが備える画像形成装置１０３に含まれる。図１０は、色検出装置１ａの機能構成の一例を説明するブロック図である。

図１０に示すように、色検出装置１ａは、分割部１８と、選択部１４ａとを有する。これら各部は、図３に示されている各構成要素の何れかがＲＯＭ３０２からＲＡＭ３０３上に展開されたプログラムに従ったＣＰＵ３０１からの命令によって動作することで実現される機能又は機能する手段である。

分割部１８は、画像データを、搬送方向に沿って複数の等間隔の分割領域に分割する。画像データは、搬送方向と直交する方向に延伸する短冊状の複数の分割領域に分割される。

選択部１４ａは、各分割領域に含まれる複数の部分領域の参照輝度値の和が所定条件を満足するように、分割領域の組を選択する。所定条件は、例えば各分割領域に含まれる複数の部分領域の参照輝度値の和が、所定の輝度閾値以下になる条件である。

ここで、図１１は、分割領域の一例を説明する図である。図１１では、画像データＤが８個の分割領域７２に分割されている。なお、分割領域７２は、８個の分割領域の総称表記である。また８個は一例であり、分割領域７２の個数に特段の制限はない。８個の分割領域７２のそれぞれには、複数の部分領域が含まれている。

上述した偏差評価値を最小化するにあたり、とりうる全ての部分領域に対して逐次的に算出して比較するのは処理負荷から考えて現実的ではない。そこで、感光体ドラムの回転角度が同じであれば搬送方向における色が同じであることを利用し、搬送方向における位置が近い部分領域をひとまとめにして処理することで、処理を効率化する。以下に処理の手順を示す。

（手順）
（１）感光体ドラム４０３の外周長を等間隔に分割し、とりうる部分領域全てを何れかの分割領域に含める。画像データ上では搬送方向に距離があっても、位置ｙが同じであれば同じ分割領域に含める。複数ページにまたがる場合には、紙間も考慮に入れつつ、同様にして分割領域に含める。
（２）各分割領域に含まれる部分領域全ての個数を集計し、該個数を分割領域の部分領域数として保持する。
（３）分割領域の部分領域数をもとに偏差評価値を算出し、これを初期偏差評価値とする。偏差評価値は、各分割領域の位置をｙとし、各分割領域における部分領域数をＮｙとすると、以下のように表せる。

（４）偏差評価値が小さくなるように各分割領域の部分領域数を減らしていき、偏差評価値が小さくならなくなった時点の部分領域数を最終値とする。
（５）分割領域の部分領域数に基づき、分割領域内の部分領域を抽出する。分割領域内での選び方はランダムでもよいし、条件を設定して優先順に選んでもよい。

なお、上記の（４）の処理では、部分領域数を減らしすぎる場合があるが、これを回避するため以下の対策が考えられる。

・色の変動の影響を許容できるまで偏差評価値が小さくなった場合には、上記（４）の処理を終了し、その時点の部分領域数を最終値とする。
・部分領域数の合計が所定値未満になった場合には、上記（４）の処理を終了し、その時点の部分領域数を最終値とする。

このようにすることで、必要以上に部分領域数が減ることを避けるとともに、処理をスキップして処理時間を効率化できる。

＜色検出装置１ａの動作例＞
次に色検出装置１ａの動作について説明する。図１２は、色検出装置１ａの動作の一例を示すフローチャートである。図１２は、色検出装置１ａによる検出を開始した時点をトリガーにした動作を示している。

なお、図１２のステップＳ１１１及びＳ１１２は、図６におけるステップＳ６１及びＳ６２と同じである。また図１２のステップＳ１２０乃至Ｓ１２２は、図６におけるステップＳ６５乃至Ｓ６７と同じである。そのため、ここではこれらの重複する説明を省略する。

ステップＳ１１３において、分割部１８は、画像データを、搬送方向に沿って複数の等間隔の分割領域に分割する。

続いて、ステップＳ１１４において、参照輝度取得部１２は、搬送方向における複数の部分領域のそれぞれの位置に基づき、周期情報格納部１３が格納する所定の周期情報を参照して、複数の部分領域ごとの参照輝度値を取得する。そして、取得した複数の部分領域ごとの参照輝度値を選択部１４ａに提供する。

続いて、ステップＳ１１５において、選択部１４ａは、各分割領域における部分領域数を減少させる。

続いて、ステップＳ１１６において、選択部１４ａは、部分領域数の減少前後で参照輝度値の和を比較する。

続いて、ステップＳ１１７において、選択部１４ａは、減少前の参照輝度値の和が減少後の参照輝度値の和より大きいか否かを判定する。

ステップＳ１１７で、大きいと判定された場合には（ステップＳ１１７、Ｙｅｓ）、動作はステップＳ１１９に移行する。一方、大きくないと判定された場合には（ステップＳ１１７、Ｎｏ）、ステップＳ１１８において、選択部１４ａは、減少後の参照輝度値の和が輝度閾値より小さいか否かを判定する。

ステップＳ１１８で、小さくないと判定された場合には（ステップＳ１１８、Ｎｏ）、動作はステップＳ１１５に戻り、ステップＳ１１５以降の動作が再度行われる。一方、小さいと判定された場合には（ステップＳ１１８、Ｙｅｓ）、ステップＳ１１９において、選択部１４ａは部分領域の組を選択する。

このようにして、色検出装置１は、画像形成装置１０３が用紙に形成した画像の色を検出することができる。

＜色検出装置１ａの作用効果＞
以上説明したように、本実施形態では、部分領域は、搬送方向に沿って画像データが分割された複数の分割領域の何れかに含まれ、選択部１４ａは、参照輝度値の和が所定条件を満足する分割領域の組を選択する。これにより選択部１４ａによる処理を効率化することができる。

以上、実施形態を説明したが、本発明は、具体的に開示された上記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。

なお、画像形成装置１０３の備える機能の一部、或いはＤＦＥ１０２の備える機能の一部又は全部の機能を外部装置に設けて画像形成システム１００を構成してもよい。外部装置として、クラウドサーバ等が挙げられる。又は、画像形成装置１０３の備える機能の一部をＤＦＥ１０２が備えてもよい。

また、上述した実施形態では、電子写真方式の画像形成装置を備える画像形成システムについて説明したが、インクジェット方式等の他方式の画像形成装置を備える画像形成システムにも適用可能である。

また、実施形態の説明で用いた序数、数量等の数字は、全て本発明の技術を具体的に説明するために例示するものであり、本発明は例示された数字に制限されない。また、構成要素間の接続関係は、本発明の技術を具体的に説明するために例示するものであり、本発明の機能を実現する接続関係はこれに限定されない。

また、機能ブロック図におけるブロックの分割は一例であり、複数のブロックを一つのブロックとして実現する、一つのブロックを複数に分割する、及び／又は、一部の機能を他のブロックに移してもよい。また、類似する機能を有する複数のブロックの機能を単一のハードウェア又はソフトウェアが並列又は時分割に処理してもよい。

また、実施形態は、色検出方法も含む。例えば、色検出方法は、所定の搬送方向に搬送される記録媒体に、画像データに基づき形成された画像の色を検出する色検出装置による色検出方法であって、前記画像データ内で色が同じである複数の部分領域の前記搬送方向における位置に基づき、所定の周期情報を参照して、複数の前記部分領域ごとの参照輝度値を取得する工程と、複数の前記部分領域のうち、前記参照輝度値の和が所定条件を満足する前記部分領域の組を選択する工程と、前記画像を読取部が読み取る工程と、前記組に含まれる前記部分領域に対応する位置での前記読取部による読取輝度値に基づき取得される前記画像の色データを出力する工程と、を行う。このような色検出方法により、上述した色検出装置と同様の効果を得ることができる。

また、実施形態は、プログラムも含む。例えば、プログラムは、所定の搬送方向に搬送される記録媒体に、画像データに基づき形成された画像の色を検出する色検出装置で動作するプログラムであって、前記画像データ内で色が同じである複数の部分領域の前記搬送方向における位置に基づき、所定の周期情報を参照して、複数の前記部分領域ごとの参照輝度値を取得し、複数の前記部分領域のうち、前記参照輝度値の和が所定条件を満足する前記部分領域の組を選択し、前記画像を読取部が読み取り、前記組に含まれる前記部分領域に対応する位置での前記読取部による読取輝度値に基づき取得される前記画像の色データを出力する処理をコンピュータに実行させる。このようなプログラムにより、上述した色検出装置と同様の効果を得ることができる。

さらに、上記で説明した実施形態の各機能は、一又は複数の処理回路によって実現することが可能である。ここで、本明細書における「処理回路」とは、電子回路により実装されるプロセッサのようにソフトウェアによって各機能を実行するようプログラミングされたプロセッサや、上記で説明した各機能を実行するよう設計されたASIC(Application Specific Integrated Circuit)、DSP（digital signal processor）、FPGA（field programmable gate array）や従来の回路モジュール等のデバイスを含むものとする。

１ 色検出装置
１１ 部分領域抽出部
１２ 参照輝度取得部
１３ 周期情報格納部
１４ 選択部
１５ 色データ取得部
１６ 変換テーブル格納部
１７ 出力部
１８ 分割部
７１ 部分領域
１００ 画像形成システム
１０３ 画像形成装置
３０６ 画像形成部
３０７ 読取部
３０８ 通信部
３０９ 補正部
Ｄ 画像データ
ｙ 位置
Ａ（ｙ） 参照輝度値（正弦波情報の一例）

特開２０１１‐２８２２６号公報

Claims (9)

1. 所定の搬送方向に搬送される記録媒体に、画像データに基づき形成された画像の色を検出する色検出装置であって、
   前記画像データ内で色が同じである複数の部分領域の前記搬送方向における位置に基づき、所定の周期情報を参照して、複数の前記部分領域ごとの参照輝度値を取得する参照輝度取得部と、
   複数の前記部分領域のうち、前記参照輝度値の和が所定条件を満足する前記部分領域の組を選択する選択部と、
   前記画像を読み取る読取部と、
   前記組に含まれる前記部分領域に対応する位置での前記読取部による読取輝度値に基づき取得される前記画像の色データを出力する出力部と、を有する色検出装置。
2. 前記選択部は、複数の前記部分領域のうち、前記参照輝度値の和が所定の輝度閾値以下である前記部分領域の組を選択する請求項１に記載の色検出装置。
3. 前記選択部は、複数の前記部分領域のうち、前記部分領域の個数が所定の個数閾値以上になるように、前記部分領域の組を選択する請求項１又は２に記載の色検出装置。
4. 前記周期情報は、前記記録媒体に前記画像を形成する際に前記記録媒体を搬送する回転体の回転周期に応じた正弦波情報である請求項１乃至３の何れか１項に記載の色検出装置。
5. 前記回転体は、トナーを担持可能な感光体ドラムである請求項４に記載の色検出装置。
6. 前記部分領域は、前記搬送方向に沿って前記画像データが分割された複数の分割領域の何れかに含まれ、
   前記選択部は、前記参照輝度値の和が前記所定条件を満足する前記分割領域の組を選択する請求項１乃至５の何れか１項に記載の色検出装置。
7. 請求項１乃至６の何れか１項に記載の色検出装置と、
   前記色検出装置が検出した前記色に基づき、前記画像の色を補正する補正部と、を有する画像形成装置。
8. 所定の搬送方向に搬送される記録媒体に、画像データに基づき形成された画像の色を検出する色検出装置による色検出方法であって、
   前記画像データ内で色が同じである複数の部分領域の前記搬送方向における位置に基づき、所定の周期情報を参照して、複数の前記部分領域ごとの参照輝度値を取得する工程と、
   複数の前記部分領域のうち、前記参照輝度値の和が所定条件を満足する前記部分領域の組を選択する工程と、
   前記画像を読取部が読み取る工程と、
   前記組に含まれる前記部分領域に対応する位置での前記読取部による読取輝度値に基づき取得される前記画像の色データを出力する工程と、を行う色検出方法。
9. 所定の搬送方向に搬送される記録媒体に、画像データに基づき形成された画像の色を検出する色検出装置で動作するプログラムであって、
   前記画像データ内で色が同じである複数の部分領域の前記搬送方向における位置に基づき、所定の周期情報を参照して、複数の前記部分領域ごとの参照輝度値を取得し、
   複数の前記部分領域のうち、前記参照輝度値の和が所定条件を満足する前記部分領域の組を選択し、
   前記画像を読取部が読み取り、
   前記組に含まれる前記部分領域に対応する位置での前記読取部による読取輝度値に基づき取得される前記画像の色データを出力する
   処理をコンピュータに実行させるプログラム。

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