(57)【要約】【課題】良好な像域分離処理性能を有する、低コスト、コンパクトで高画質な画像読取装置およびそれを用いた画像形成装置を提供する。【解決手段】Ｒ信号を用いずＢ信号とＧ信号を用いて網点領域の判定を行うことにより、結像素子１０５として構成枚数を低減したコンパクトで低コストな結像レンズを使用しても、網点を良好に検出することが可能な画像読取装置とする。【選択図】図１０
2008281737.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原稿に照明光を照射する照明系、該照明光を前記原稿が反射した光（反射光）を結像させる結像素子、該結像素子で結像された光を原稿像の電気信号に光電変換する受光素子、および該原稿像の電気信号を用いて前記原稿の対象領域の原稿情報を判別する画像処理を行う画像処理部を有する画像読取装置において、
前記照明系または前記結像素子を用いた結像光学系の任意の光路中に、前記照明光または反射光を、第一の波長領域、第二の波長領域、第三の波長領域を含む少なくとも３種類の波長領域の光に色分解する色分解手段を備えるとともに、前記結像素子は、下記（１）式を満足する光学特性を有し、
前記受光素子は前記色分解手段により色分解された波長領域の光ごとで原稿像の電気信号に光電変換し、前記画像処理部は、該原稿像の電気信号のうち第一の波長領域の光に基づく信号（第一の色信号）と第二の波長領域に基づく信号（第二の色信号）を用いて前記原稿情報を判別する画像処理を行うことを特徴とする画像読取装置。
｜Ｂｆ１−Ｂｆ２｜  ＜  ｜Ｂｆ３−Ｂｆ２｜      ・・・  (１)式
（但し、
Ｂｆ１：前記第一の波長領域における任意の波長の光についての結像素子の後端部から結像位置までの距離、Ｂｆ２：前記第二の波長領域における任意の波長の光についての結像素子の後端部から結像位置までの距離、Ｂｆ３：前記第三の波長領域における任意の波長の光についての結像素子の後端部から結像位置までの距離である。）
【請求項２】
請求項１記載の画像読取装置において、
前記第一の波長領域の光が青色光、第二の波長領域の光が緑色光、第三の波長領域の光が赤色光であることを特徴とする画像読取装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の画像読取装置において、
前記画像処理部は、前記第一の色信号と第二の色信号を用いて、前記原稿情報として網点領域であるか否かを判定することを特徴とする画像読取装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の画像読取装置において、
前記結像素子は、原稿像を縮小結像させる結像レンズであることを特徴とする画像読取装置。
【請求項５】
請求項４記載の画像読取装置において、
前記結像素子の焦点距離が下記（２）式及び（３）式を満足することを特徴とする画像読取装置。
｜ｆ１−ｆ２｜  ＜  ｜ｆ３−ｆ２｜                    ・・・  (２)式
０．００３  ＜  ｜ｆ３−ｆ２｜/ｆ２  ＜  ０．００４５  ・・・  (３)式
（但し、
ｆ１：Ｆ線(486.13nm)における焦点距離、
ｆ２：基準波長ｅ線(546.07nm)における焦点距離、
ｆ３：Ｃ線(656.27nm)における焦点距離である。）
【請求項６】
請求項５記載の画像読取装置において、
前記結像素子は、原稿側から順に正のパワーの第１レンズ、負のパワーの第２レンズ、正のパワーの第３レンズ、負パワーの第４レンズで構成されていることを特徴とする画像読取装置。
【請求項７】
請求項６記載の画像読取装置において、
前記第１レンズは物体側に凸面を向けたメニスカス形状のレンズ、第２レンズは両凹レンズ、第３レンズは両凸レンズ、第４レンズは原稿側に凹面を向けたメニスカス形状のレンズであり、
前記結像素子は、第２レンズと第３レンズの間に絞りを有することを特徴とする画像読取装置。
【請求項８】
請求項６または７に記載の画像読取装置において、
前記結像素子は、下記（４）式及び（５）式を満足することを特徴とする画像読取装置。
０.０５  ＜  ｎ凸−ｎ凹  ＜  ０.２５      ・・・  (４)式
２５.０  ＜  ν凸−ν凹  ＜  ３６.５      ・・・  (５)式
（但し、
ｎ凸：正レンズ(第１レンズ、第３レンズ)のｄ線(587.56nm)における屈折率の合計、
ｎ凹：負レンズ(第２レンズ、第４レンズ)のｄ線(587.56nm)における屈折率の合計、
ν凸：正レンズ(第１レンズ、第３レンズ)のｄ線(587.56nm)におけるアッベ数の合計、
ν凹：負レンズ(第２レンズ、第４レンズ)のｄ線(587.56nm)におけるアッベ数の合計である。）
【請求項９】
請求項６〜８のいずれかに記載の画像読取装置において、
前記結像素子は、下記（６）式を満足することを特徴とする画像読取装置。
３１.０  ＜  ｆL1×ν１/ｆ２  ＜  ３７.０      ・・・  (６)式
（但し、
ｆL1：第１レンズのｅ線(546.07nm)における焦点距離、
ν１：第１レンズのアッベ数、
ｆ２：基準波長ｅ線(546.07nm)における焦点距離である。）
【請求項１０】
請求項５〜９のいずれかに記載の画像読取装置において、
前記結像素子は、有害物質を含有していないガラス材料からなるレンズであることを特徴とする画像読取装置。
【請求項１１】
請求項５〜１０のいずれかに記載の画像読取装置において、
前記結像素子は全て球面により構成されていることを特徴とする画像読取装置。
【請求項１２】
原稿画像をフルカラーで読取って画像信号を出力する手段として、請求項１〜１１のいずれかに記載の画像読取装置を有し、該画像信号に対応する画像を書込んで画像を形成することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１３】
請求項１２記載の画像形成装置において、
前記画像信号に対応する画像の書込みを、光書込みにより行うことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１４】
請求項１３記載の画像形成装置において、
光書込みにより、光導電性の感光体に、形成すべき画像に対応する静電潜像を形成することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像読取装置及び該画像読取装置を用いた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
デジタル複写機、ファクシミリおよびイメージスキャナ等の原稿読取部（画像読取装置）においては、原稿画像を光学系により受光素子である光電変換素子に結像させて原稿画像を電気信号化している。ここで、原稿情報をカラーで読取るために、照明系に異なる波長領域を有する光源を複数具備し、その光源を順次点灯させて原稿のカラー情報を信号化する方法や、受光素子として例えば赤、緑、青のフィルタを持ったラインセンサが１チップに３列に配列されている所謂３ラインＣＣＤを用い、この受光素子に原稿像を結像させることにより３原色に色分解し、カラー画像情報を信号化する方法がある。
【０００３】
デジタル複写機の画像読取装置においては、原稿情報に写真、網点画像、文字等の線画が混在している場合、コピーの高画質化のために、写真部に対しては擬似中間調処理を施し、網点部にはモアレ除去処理を、文字等の線画部には解像度を重視した鮮鋭化処理を施すことが知られている。また、画像を伝送する場合も、画像の圧縮率を向上させるために各領域に対して最適な符号化方式を選択している。デジタル複写機の画像読取装置では、このような処理を実現するために、その前処理として画像中の文字領域と絵柄領域（写真部、網点部）を高精度で分離する、所謂像域分離処理と呼ばれる画像処理を有する。
【０００４】
また、このような画像読取装置に使用する読取レンズは、一般に像面において高空間周波数領域での高いコントラストが要求されると共に、開口効率が画角周辺部まで１００％近くある事が要求されている。更に、カラー原稿を良好に読み取るためには、受光面上で赤、緑、青の各色の結像位置を光軸方向に合致させる必要があり各色の色収差補正を極めて良好に補正しなければならない。このため、使用される読取レンズとしては、像面湾曲を非常に小さく抑え、光軸近傍から周辺までの各像高における結像性能が均一となるように設計する必要がある。
【０００５】
更に近年コピーの生産性向上の要求に対応するため、読取レンズに対してＦ４．２程度の明るいレンズが求められており、これらの性能及び仕様値を満足するための結像レンズとして、比較的大口径にしてもコマフレアの発生を小さく抑えられ、色収差補正能力も高い、４群６枚構成のガウスタイプが用いられている。
【０００６】
ここで、ガウスタイプを用いて、軸上の色収差を良好に補正するために、負レンズである、第３、第４レンズの少なくとも一つのレンズに、部分分散偏差がプラスの性質を有する、所謂異常分散ガラスを使用して良好な性能を得る発明が開示されている（特許文献１〜６参照。）。
【０００７】
しかし、ガウスタイプは、レンズの構成枚数が６枚と多いため、レンズ外径が大きくなり、レンズおよびそれを用いた装置の小型化や低コスト化に対して限界があった。更に、一般的に負レンズに使用される比較的高分散(アッベ数が４０〜４５近傍)の異常分散ガラスは、やけやすい等の加工面での問題があり、加工コストが高くなるデメリットがあった。
【０００８】
これに対して、４群４枚構成とレンズの構成枚数が少ないテレフォトタイプの発明が開示されている（特許文献７、８参照。）が、Ｆナンバが６以上と暗く、高速化に対応できないものであった。また、テレフォトタイプで大口径化を達成する発明が特許文献９、１０に開示されているが、特許文献９記載の発明は、Ｆナンバが４.５と比較的大口径であるが、絶対収差量が非常に大きく、例えば６００ｄｐｉのような高密度な読取には使用できる結像性能を有していない。また、特許文献１０記載の発明は、Ｆナンバが４と大口径であるが、ブルー、レッド両方の領域の軸上色収差が非常に大きく、フルカラーに使用できる性能を有していなかった。
【０００９】
【特許文献１】特許第２７２９０３９号公報
【特許文献２】特許第２７９０９１９号公報
【特許文献３】特開平９−３０４６９６号公報
【特許文献４】特開平１０−２５３８８１号公報
【特許文献５】特開平１１−１０９２２１号公報
【特許文献６】特開２００１−１６６３５９号公報
【特許文献７】特開２００２−３１７５３号公報
【特許文献８】特開２００１−１６６３５９号公報
【特許文献９】特許第３８５６２５８号公報
【特許文献１０】特開平９−１０１４５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、レンズ構成枚数が少なく低コストで、十分な画角および明るさを得ることが可能な結像レンズを用いて、良好な像域分離処理性能を有する、低コスト、コンパクトで高画質な画像読取装置およびそれを用いた画像形成装置の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記課題を解決するために提供する本発明は、以下の通りである。
（１）  原稿に照明光を照射する照明系、該照明光を前記原稿が反射した光（反射光）を結像させる結像素子、該結像素子で結像された光を原稿像の電気信号に光電変換する受光素子、および該原稿像の電気信号を用いて前記原稿の対象領域の原稿情報を判別する画像処理を行う画像処理部を有する画像読取装置において、前記照明系または前記結像素子を用いた結像光学系の任意の光路中に、前記照明光または反射光を、第一の波長領域、第二の波長領域、第三の波長領域を含む少なくとも３種類の波長領域の光に色分解する色分解手段を備えるとともに、前記結像素子は、下記（１）式を満足する光学特性を有し、前記受光素子は前記色分解手段により色分解された波長領域の光ごとで原稿像の電気信号に光電変換し、前記画像処理部は、該原稿像の電気信号のうち第一の波長領域の光に基づく信号（第一の色信号）と第二の波長領域に基づく信号（第二の色信号）を用いて前記原稿情報を判別する画像処理を行うことを特徴とする画像読取装置。
｜Ｂｆ１−Ｂｆ２｜  ＜  ｜Ｂｆ３−Ｂｆ２｜      ・・・  (１)式
（但し、
Ｂｆ１：前記第一の波長領域における任意の波長の光についての結像素子の後端部から結像位置までの距離、Ｂｆ２：前記第二の波長領域における任意の波長の光についての結像素子の後端部から結像位置までの距離、Ｂｆ３：前記第三の波長領域における任意の波長の光についての結像素子の後端部から結像位置までの距離である。）
（２）  前記（１）記載の画像読取装置において、前記第一の波長領域の光が青色光、第二の波長領域の光が緑色光、第三の波長領域の光が赤色光であることを特徴とする画像読取装置。
（３）  前記（１）または（２）記載の画像読取装置において、前記画像処理部は、前記第一の色信号と第二の色信号を用いて、前記原稿情報として網点領域であるか否かを判定することを特徴とする画像読取装置。
（４）  前記（１）〜（３）のいずれかに記載の画像読取装置において、前記結像素子は、原稿像を縮小結像させる結像レンズであることを特徴とする画像読取装置。
（５）  前記（４）記載の画像読取装置において、前記結像素子の焦点距離が下記（２）式及び（３）式を満足することを特徴とする画像読取装置。
｜ｆ１−ｆ２｜  ＜  ｜ｆ３−ｆ２｜                    ・・・  (２)式
０．００３  ＜  ｜ｆ３−ｆ２｜/ｆ２  ＜  ０．００４５  ・・・  (３)式
（但し、
ｆ１：Ｆ線(486.13nm)における焦点距離、
ｆ２：基準波長ｅ線(546.07nm)における焦点距離、
ｆ３：Ｃ線(656.27nm)における焦点距離である。）
（６）  前記（５）記載の画像読取装置において、前記結像素子は、原稿側から順に正のパワーの第１レンズ、負のパワーの第２レンズ、正のパワーの第３レンズ、負パワーの第４レンズで構成されていることを特徴とする画像読取装置。
（７）  前記（６）記載の画像読取装置において、前記第１レンズは物体側に凸面を向けたメニスカス形状のレンズ、第２レンズは両凹レンズ、第３レンズは両凸レンズ、第４レンズは原稿側に凹面を向けたメニスカス形状のレンズであり、前記結像素子は、第２レンズと第３レンズの間に絞りを有することを特徴とする画像読取装置。
（８）  前記（６）または（７）に記載の画像読取装置において、前記結像素子は、下記（４）式及び（５）式を満足することを特徴とする画像読取装置。
０.０５  ＜  ｎ凸−ｎ凹  ＜  ０.２５      ・・・  (４)式
２５.０  ＜  ν凸−ν凹  ＜  ３６.５      ・・・  (５)式
（但し、
ｎ凸：正レンズ(第１レンズ、第３レンズ)のｄ線(587.56nm)における屈折率の合計、
ｎ凹：負レンズ(第２レンズ、第４レンズ)のｄ線(587.56nm)における屈折率の合計、
ν凸：正レンズ(第１レンズ、第３レンズ)のｄ線(587.56nm)におけるアッベ数の合計、
ν凹：負レンズ(第２レンズ、第４レンズ)のｄ線(587.56nm)におけるアッベ数の合計である。）
（９）  前記（６）〜（８）のいずれかに記載の画像読取装置において、前記結像素子は、下記（６）式を満足することを特徴とする画像読取装置。
３１.０  ＜  ｆL1×ν１/ｆ２  ＜  ３７.０      ・・・  (６)式
（但し、
ｆL1：第１レンズのｅ線(546.07nm)における焦点距離、
ν１：第１レンズのアッベ数、
ｆ２：基準波長ｅ線(546.07nm)における焦点距離である。）
（１０）  前記（５）〜（９）のいずれかに記載の画像読取装置において、前記結像素子は、有害物質を含有していないガラス材料からなるレンズであることを特徴とする画像読取装置。
（１１）  前記（５）〜（１０）のいずれかに記載の画像読取装置において、前記結像素子は全て球面により構成されていることを特徴とする画像読取装置。
（１２）  原稿画像をフルカラーで読取って画像信号を出力する手段として、前記（１）〜（１１）のいずれかに記載の画像読取装置を有し、該画像信号に対応する画像を書込んで画像を形成することを特徴とする画像形成装置。
（１３）  前記（１２）記載の画像形成装置において、前記画像信号に対応する画像の書込みを、光書込みにより行うことを特徴とする画像形成装置。
（１４）  前記（１３）記載の画像形成装置において、光書込みにより、光導電性の感光体に、形成すべき画像に対応する静電潜像を形成することを特徴とする画像形成装置。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る画像読取装置によれば、Ｒ信号を用いずＢ信号とＧ信号を用いて網点領域の判定を行うことにより、結像素子として構成枚数を低減したコンパクトで低コストな結像レンズを使用しても、網点を良好に検出することが可能となり、モアレなどの画像品質低下を起こさない、高精度な画像読取ができる。
また、本発明に係る画像形成装置によれば、本発明の画像読取装置を用いることで、像域分離性能を劣化させず、原稿の良好な読取が可能となることから、各色毎の画素ずれのない良好な画像形成が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に、本発明に係る画像読取装置を用いた画像形成装置の構成について説明する。
本発明に係る画像形成装置は、原稿画像をフルカラーで読取って画像信号を出力する手段として、後述する本発明の画像読取装置を有し、該画像信号に対応する画像を書込んで画像を形成することを特徴とするものである。この画像形成装置において、画像信号の書込みは、インクジェット方式やインクリボン方式、感熱方式等、公知の種々の方法で行うことができるが、「画像信号に対応する画像の書込みを、光書込みにより行う」ことが好ましい。さらにこの場合、光書込みによる書込みを、銀塩フィルム等に対して行ってもよいが、「光導電性の感光体に光書込みを行い、形成すべき画像に対応する静電潜像を形成する」ことが好適である。
【００１４】
図１に画像形成装置の一態様であるデジタル式のフルカラー複写機の構成例を示す。
本発明に係る画像形成装置は、装置上部に位置する原稿読取部であるスキャナ１とスキャナ補正部（不図示）及び圧縮処理部（不図示）からなる第１の画像処理部とを有する画像読取装置と、その下位に位置する「画像形成部」とを有する。
【００１５】
ここで、本発明に係る画像読取装置は、原稿に照明光を照射する照明系、該照明光を前記原稿が反射した光（反射光）を結像させる結像素子、該結像素子で結像された光を原稿像の電気信号に光電変換する受光素子を備える原稿読取部と、該原稿像の電気信号を用いて前記原稿の対象領域の原稿情報を判別する画像処理を行う画像処理部とを有する画像読取装置において、前記照明系または前記結像素子を用いた結像光学系の任意の光路中に、前記照明光または反射光を、第一の波長領域、第二の波長領域、第三の波長領域を含む少なくとも３種類の波長領域の光に色分解する色分解手段を備えるとともに、前記結像素子は、前記第一の波長領域における任意の波長の光についての結像素子の後端部から結像位置までの距離をＢｆ１、前記第二の波長領域における任意の波長の光についての結像素子の後端部から結像位置までの距離をＢｆ２、前記第三の波長領域における任意の波長の光についての結像素子の後端部から結像位置までの距離をＢｆ３とした時、以下の（１）式を満足する光学特性を有し、前記受光素子は前記色分解手段により色分解された波長領域の光ごとで原稿像の電気信号に光電変換し、前記画像処理部は、該原稿像の電気信号のうち第一の波長領域の光に基づく信号（第一の色信号）と第二の波長領域の光に基づく信号（第二の色信号）を用いて前記原稿情報を判別する画像処理を行うことを特徴とする画像読取装置である。
｜Ｂｆ１−Ｂｆ２｜  ＜  ｜Ｂｆ３−Ｂｆ２｜      ・・・  (１)式
またこのとき、前記第一の波長領域における任意の波長の光が青色光（ブルー（Ｂ））、第二の波長領域における任意の波長の光が緑色光（グリーン（Ｇ））、第三の波長領域における任意の波長の光が赤色光（レッド（Ｒ））の３原色の光であることが好ましい。
さらに、前記画像処理部は、前記第一の色信号と第二の色信号を用いて、前記原稿情報として網点領域であるか否かを判定することが好適である。
【００１６】
図２に、本発明に係る画像読取装置であるスキャナ１の構成例として、受光素子に所謂３ラインＣＣＤを用いた一例を示す。
スキャナ１において、原稿１０２は、コンタクトガラス１０１の上に配置され、コンタクトガラス１０１の下部に配置された照明光学系１０７により、原稿１０２が照明される。原稿１０２の照明反射光Ｌは、第１走行体１０３の第１ミラー１０３ａにより反射され、その後、第２走行体４の第１ミラー１０４ａと第２ミラー１０４ｂで反射され、縮小結像レンズ１０５へ導かれ、結像レンズ１０５によりラインセンサユニット１０６の各ラインセンサ１０６Ｒ，１０６Ｇ，１０６Ｂに結像される。
原稿２の長手方向を読み取る場合は、第１走行体１０３が図中左端から右方向にＶの速度で図中右端の（１０３’）の位置迄移動し、それと同時に第２走行体１０４が、図中左端から右方向に第１走行体１０３の半分の速度１／２Ｖで、図中中央の（１０４’）の位置迄移動し、原稿全体を読み取る。
【００１７】
ラインセンサユニット１０６は、ラインＣＣＤであるラインセンサ１０６Ｒ，１０６Ｇ，１０６Ｂそれぞれが、ラインセンサの長手方向が副走査方向（図紙面垂直方向）となるように１チップに３列に平行配列された構成（所謂３ラインＣＣＤ）となっており、また照明反射光Ｌをラインセンサ１０６Ｒ，１０６Ｇ，１０６Ｂに対応した３種類の波長領域の光に色分解するためのフィルタ（Ｒ、Ｇ、Ｂのフィルタ（照明反射光Ｌを赤（Ｒ）の波長領域の光に色分解するフィルタ、照明反射光Ｌを緑（Ｇ）の波長領域の光に色分解するフィルタ、照明反射光Ｌを青（Ｂ）の波長領域の光に色分解するフィルタ））がセンサ前面に配置されている。
【００１８】
図３にラインセンサユニット１０６の出力の一例を示す。ここでは、一般的な白色光が照明反射光Ｌとしてラインセンサユニットに入射した場合を示しており、横軸が波長、縦軸が分光感度となっている。
図中、Ｒの曲線はラインセンサ６Ｒに対応するものであり、赤色光に高い透過率を示す。また、Ｇの曲線はラインセンサ６Ｇに対応するものであり、緑色光に高い透過率を示し、Ｂの曲線はラインセンサ６Ｂに対応するものであり、青色光に高い透過率を示す。このＲ，Ｇ，Ｂの曲線の各波長領域は、例えば４００ｎｍ〜７００ｎｍの可視域において次のような領域である。すなわち、Ｒの波長領域は６５０ｎｍ近傍をピーク波長として、５５０〜７００ｎｍの範囲で分光感度を有する領域である。また、Ｇの波長領域は５５０ｎｍをピーク波長として、４５０〜６５０ｎｍの範囲で分光感度を有する領域である。また、Ｂの波長領域は４５０ｎｍをピーク波長として、４００〜５５０ｎｍの範囲で分光感度を有する領域である。
【００１９】
なお、色分解の方法としては、結像レンズ５とラインセンサ１０６Ｒ，１０６Ｇ，１０６Ｂの間に色分解プリズムやフィルタを選択的に挿入しＲ、Ｇ、Ｂに色分解する方法や、Ｒ、Ｇ、Ｂ光源を順次点灯させ原稿１０２を照明する方法などがあるが、所定の波長領域に分解できればどのような方法でも良い。また画像読取光学系としては、上記のような方式以外に、図４に示すように、光路を複数枚(枚数は任意)のミラーで折り返し、結像レンズ１０５とラインセンサユニット１０６を一体型のユニット１０８に保持し、そのユニット１０８全体が移動して原稿情報を読取る方式としても良い。
【００２０】
ラインセンサユニット１０６の受光面にカラー画像（原稿像）が結像すると、ラインセンサ６Ｒ，６Ｇ，６Ｂにおいて前述したフィルタによりＲ、Ｇ、Ｂ３色の光の原稿像に色分解され、ついでこのＲ、Ｇ、Ｂ３色の光の原稿像がそれぞれ光電変換されて、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色の電気信号（それぞれＲ信号、Ｇ信号、Ｂ信号。ＲＧＢ画像データともいう）となり、後段の第１の画像処理部に出力される。このとき、Ｂ信号は図３に示すＢの曲線で高い透過率を示す波長領域の電気信号、Ｇ信号は図３に示すＧの曲線で高い透過率を示す波長領域の電気信号、Ｒ信号は図３に示すＲの曲線で高い透過率を示す波長領域の電気信号である。
【００２１】
つぎに、第１の画像処理部において、ラインセンサユニット１０６からのＲＧＢ画像データについて所定の画像処理を行い、「書込み用の画像信号（イエロー・マゼンタ・シアン・黒の各色を書込むための信号）」に変換された信号であるＣ，Ｍ，Ｙ，Ｂｋデータを出力する。この詳細については後述する。ついで圧縮処理部にて該Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｂｋデータを圧縮する。
【００２２】
図１における画像形成部は、第２の画像処理部と画像出力部とから構成される。
第２の画像処理部は、伸張処理部とプリンタ補正部とからなる。まず、伸張処理部において、圧縮された画像データ（前記Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｂｋデータ）を元の多値データに伸張し、ついでプリンタ補正部７にてプリンタγ（ガンマ）補正処理、階調処理が行われ、後段の画像出力部の明暗特性の補正処理や該画像出力部の階調特性及び像域分離結果に応じた誤差拡散処理やディザ処理等による画像データの量子化を行い、出力するものである。なお、前記第１の画像処理部と第２の画像処理部は図中に示す画像処理部１２００にまとめてもよい。
ついで、画像出力部によってその画像データの書込みを行って画像を形成する。
【００２３】
ここで、画像出力部では、図１に示すように、「潜像担持体」として円筒状に形成された光導電性の感光体１１００を有し、その周囲に、帯電手段としての帯電ローラ１１１０、リボルバ式の現像装置１１３０、転写ベルト１１４０、クリーニング装置１１５０が配設されている。帯電手段としては帯電ローラ１１１０に代えて「コロナチャージャ」を用いることもできる。また、画像処理部３００から書込み用の信号を受けて光走査により感光体１１００に書込みを行う光走査装置１１７０は、帯電ローラ１１１０と現像装置１１３０との間において感光体１１００の光走査を行うようになっている。また、符号１１６０は定着装置、符号１１８０はカセット、符号１１９０はレジストローラ対、符号１２２０は給紙コロ、符号１２１０はトレイ、符号Ｐは「記録媒体」としての転写紙を示している。
【００２４】
画像形成を行うときは、光導電性の感光体１１００が図中時計回り方向に等速回転され、その表面が帯電ローラ１１１０により均一帯電され、光走査装置１１７０のレーザビームの光書込による露光を受けて静電潜像が形成される。形成された静電潜像は所謂「ネガ潜像」であって画像部が露光されている。
【００２５】
「画像の書込み」は、感光体１１００の回転に従い、イエロー画像、マゼンタ画像、シアン画像、黒画像の順に行われ、形成された静電潜像はリボルバ式の現像装置１１３０の各現像ユニットＹ（イエロートナーによる現像を行う）、Ｍ（マゼンタトナーによる現像を行う）、Ｃ（シアントナーによる現像を行う）、Ｋ（黒トナーによる現像を行う）により順次反転現像されてポジ画像として可視化され、得られた各色トナー画像は、転写ベルト１１４０上に、転写電圧印加ローラ１１４Ａにより順次転写され、上記各色トナー画像が転写ベルト１１４０上で重ね合わせられてカラー画像となる。
【００２６】
転写紙Ｓを収納したカセット１１８０は、画像形成装置本体に脱着可能であり、図のごとく装着された状態において、収納された転写紙Ｓの最上位の１枚が給紙コロ１２２０により給紙され、給紙された転写紙Ｓはその先端部をレジストローラ対１１９０に捕えられる。このとき、レジストローラ対１１９０は、転写ベルト１１４０上の「トナーによるカラー画像」が転写位置へ移動するのにタイミングを合わせて転写紙Ｓを転写部へ送り込む。送り込まれた転写紙Ｓは、転写部においてカラー画像と重ね合わせられ、転写ローラ１１４Ｂの作用によりカラー画像を静電転写される。転写ローラ１１４Ｂは、転写時に転写紙Ｓをカラー画像に押圧させる。
【００２７】
カラー画像を転写された転写紙Ｓは定着装置１１６０へ送られ、定着装置１１６０においてカラー画像を定着され、図示されないガイド手段による搬送路を通り、図示されない排紙ローラ対によりトレイ１２１０上に排出される。各色トナー画像が転写されるたびに、感光体１１００の表面はクリーニング装置１１５０によりクリーニングされ、残留トナーや紙粉等が除去される。
【００２８】
つぎに、図１のデジタル式のフルカラー複写機における画像処理システムについて説明する。
図５は、該デジタル式のフルカラー複写機における画像処理システムの概略構成を示すブロック図である。
ここでは、図５を参照して、画像処理システムの各部の構成及び原稿をコピーする際の処理、即ち、原稿画像の読取り、読取り画像の蓄積、蓄積画像を用いたプリント出力、という過程で行なわれるコピー時の画像データの処理フローに沿い、その内容の概要を説明する。
【００２９】
フルカラー複写機として動作する場合、スキャナ１は、原稿画像をＲ（レッド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ（ブルー）に色分解したアナログ画像信号としてラインセンサユニット１０６で読取り、得た画像信号をデジタルデータに変換して出力する。
【００３０】
スキャナ補正部２は、スキャナ１で読取ったＲＧＢ画像データ（デジタルデータ）に対し、スキャナγ補正処理やフィルタ処理等の画像処理を施してスキャナの特性を補正する。ここで行う画像処理は、原稿画像を異なる複数種の画像領域に分離（文字・線画や絵柄などに像域分離）し、画像種に適合する処理（例えば、画像の文字部は強調して絵柄部は平滑化するフィルタ処理）を施す。なお、スキャナ補正部２における像域分離に係わる処理は、本発明を特徴付ける要素であり、詳細は後述する。
【００３１】
圧縮処理部３は、スキャナ補正後の多値画像データを圧縮処理して、汎用バス１０にデータを送出する。圧縮後の画像データは汎用バス１０を通って、コントローラ４に送られる。コントローラ４は図示しない半導体メモリを持ち、送られてくるデータを蓄積する。半導体メモリに蓄積されたデータは、随時大容量の記憶装置であるハードディスクドライブ（ＨＤＤ）５に書き込まれる。これはプリント出力時に用紙が詰まり、出力が正常に終了しなかった場合でも、再び原稿を読み直すのを避けるためや、複数の原稿画像データを並べ替える電子ソートを行うため、或いは読取った原稿を蓄積しておき、必要なときに再出力するためである。なお、ここでは画像データに対し圧縮処理部３で圧縮を施すとしたが、汎用バス１０の帯域が十分に広く、蓄積するＨＤＤ５の容量が大きければ、非圧縮の状態でデータを扱っても良い。
【００３２】
次にコントローラ４は、ＨＤＤ５に蓄積した画像データを伸張処理部６に汎用バス１０を介して送出する。伸張処理部６は、圧縮処理された画像データを元の多値データに伸張し、プリンタ補正部７に送出する。
【００３３】
プリンタ補正部７では、プリンタγ（ガンマ）補正処理、階調処理が行われ、プロッタ８（後段の画像出力部）の明暗特性の補正処理やプロッタ８の階調特性及び像域分離結果に応じた誤差拡散処理やディザ処理等による画像データの量子化が行われる。
【００３４】
プロッタ８は、レーザービーム書込み方式の転写紙印字ユニットで、画像データによりレーザを駆動することにより、画像を感光体に潜像として描画し、トナーによる作像・転写処理後、転写紙にコピー画像を形成する。
【００３５】
図５に示す画像処理システムが配信スキャナとして動作する場合、即ち、スキャナ入力画像データを利用する外部装置としてのＰＣ１１にネットワークを介して画像データを配信する場合の動作を説明する。
この場合も、上記した複写機として動作する場合と同様に、原稿画像がスキャナ１から読込まれ、スキャナ補正部２及び圧縮処理部３の処理を経て、コントローラ４に画像が送られる。
コントローラ４は、ネットワークへの負荷を少なくし、外部装置としてのＰＣ１１の利用性を考慮した形式のデータへ画像データを変換するフォーマット処理を行い、その後、ＮＩＣ（Network Interface Controller）９を介してＰＣ１１への配信を行う。フォーマット処理では、例えば、汎用画像フォーマットとして用いられている、ＪＰＥＧ（JointPhotographic Experts Group）やＴＩＦＦ（Tagged Image File Format）或いはＢＭＰ（Bit Map）形式への変換を行う。
【００３６】
画像処理システム（図５）におけるスキャナ補正部２の内部構成を図６のブロック図に示す。
図６に示すように、スキャナ補正部２は、スキャナ１で原稿を読取り、入力されたＲＧＢ画像データに基づき、スキャナの特性によるＲＧＢ画像データのデジタル値を明度に比例するデジタル値に変換するスキャナγ（ガンマ）補正部２１と、ＲＧＢ画像データの各画素（領域）が文字、網点文字、絵柄等の異なる画像種のいずれに属するかを判定し、原稿の画像領域（像域）を各画像種の領域に分離する像域分離部２２と、像域分離の結果に基づいて画像データに鮮鋭化処理をかけたり、平滑化処理をかけたりするフィルタ処理部２３と、ＲＧＢ色空間に色分解された画像データを他の色空間であるＣ（シアン）、Ｍ（マゼンダ）、Ｙ（イエロー）、Ｂｋ（ブラック）の記録色情報（なお、以下で単に“Ｋ”と記す場合も“Ｂｋ（ブラック）”を指す）を含むカラー画像データに変換する色補正部２５と、入力画像における主走査方向の大きさを拡大・縮小して出力する変倍処理部２７を構成要素として有する。
上記スキャナ補正部２における像域分離部２２と像域分離結果を利用する関連処理部は、本発明を特徴付ける要素であり、以下に、詳細に説明する。
【００３７】
図７は、像域分離部２２の内部構成を示すブロック図である。
図７に示すように、像域分離部２２は、フィルタ部２２１、白領域抽出部２２２、網点分離部２２３、エッジ抽出部２２４、網点エッジ抽出部２２５、色判定部２２６、総合判定部２２７を有し、入力ＲＧＢ画像データをもとに、像域分離の結果（画像種）を表すＣ／Ｐ信号（絵柄、文字、網点文字、網点の各領域）およびＢ／Ｃ信号（有彩領域／無彩領域を表す）を発生し、出力する。
Ｃ／Ｐ及びＢ／Ｃ信号は、処理フローに従って、スキャナ補正部２の各処理部に入力されるＲＧＢ又はＣＭＹＫの色空間で表現された画像データに同期して、入力され、必要に応じて参照される。画像データとともに圧縮・伸張処理をなされた後に、プリンタ補正部７にも入力され、プリンタ補正部７の各処理部において必要に応じて参照される。
以下に、像域分離部２２の各処理部について、詳細な説明をする。
【００３８】
フィルタ部２２１においては、Ｇ画像データが入力され、主に文字のエッジの抽出ために、画像データのエッジを強調することによりＭＴＦ特性の劣化を補正したＧ画像データを出力する。このフィルタ処理は、既存の技術を用いることにより実施することが可能であり、例えば、特開２００３−４６７７２号公報に記載されたフィルタ部の処理（同公報［００６９］〜［００７７］参照）を適用することが可能である。フィルタ部２２１によって処理されたＧ画像データは、エッジ抽出部２２４に出力される。
【００３９】
エッジ抽出部２２４においては、フィルタ部２２１によってエッジを強調されたＧ画像データが入力され、高レベル濃度の黒画素と低レベル濃度の白画素それぞれの連続性に基づいて文字エッジ領域を定め、エッジ領域に属すると判定した画素に対して“１”edge信号を出力し、非エッジ領域に属すると判定した画素に対して“０”のedge信号を出力する。このエッジ抽出処理は、既存の技術を用いることにより実施することが可能であり、例えば、特開２００３−４６７７２号公報に記載されたエッジ抽出部の処理（同公報［００７８］〜［００８３］参照）を適用することが可能である。エッジ抽出部２２４によって発生されたedge信号は、網点エッジ抽出部２２５と総合判定部２２７に出力される。
【００４０】
白領域抽出部２２２においては、入力ＲＧＢ画像データとフィルタ部２２１によってエッジを強調されたＧ画像データが入力され、白領域に属すると判定した画素に対して“１”wh信号を出力し、白領域に属さないと判定した画素に対し“０”wh信号を出力する。
最終的な白背景分離結果を示すwh信号は、白地と境界部分に対して、非白地側の境界領域を含む結果となる。言いかえれば、原稿上の実際の白地よりも大きな領域となる。この白領域抽出処理は、既存の技術を用いることにより実施することが可能であり、例えば、特開２００３−４６７７２号公報に記載された白領域抽出部の処理（同公報［００８４］〜［０１２６］参照）を適用することが可能である。白領域抽出部２２２によって発生されたwh信号は、総合判定部２２７に出力される。
【００４１】
像域分離部２２における網点分離部２２３は、Ｇ画像データ（Ｇ信号）とＢ画像データ（Ｂ信号）が入力され、網点ピーク検出信号peak及び網点領域信号htを出力する。
図８は、本実施形態に係わる網点分離部２２３の内部構成を示すブロック図である。
図８に示すように、網点分離部２２３は、第１網点ピーク検出部２２３１、第２網点ピーク検出部２２３２、ピーク信号発生部２２３４、網点領域検出部２２３６および網点総合判定部２２３８を有する。
【００４２】
第１網点ピーク検出部２２３１及び第２網点ピーク検出部２２３２には、Ｇ画像データおよびＢ画像データが入力される。Ｇ画像データは、カラー画像の黒濃度に敏感な画像データであり、画像データを輝度信号などへ変換する必要がなくなる。但し、Ｇ画像データは、Ｙ（イエロー：黄色）に対して感度がなく、それに基づいたピーク検出は、Ｙピークが漏れたものとなる。他方、Ｂ画像データは、Ｙに感度があるので、それに基づいたピーク検出がＧ信号を用いるピーク検出の漏れを補う。従って、Ｇ、Ｂの両方を検出することで、網点検出の精度を高くすることができる。
【００４３】
第１網点ピーク検出部２２３１は、Ｇ画像データを用いて、二次元に所定の大きさを持つ局所領域内の画素濃度情報から、網点ドットの一部を形成する画素（「網点ピーク画素」と呼ぶ）を検出する。
また第２網点ピーク検出部２２３２は、第１網点ピーク検出部２２３１でＧ画像信号が入力された代わりにＢ画像信号が入力される。内部のピーク画素検出処理は、第１網点ピーク検出部２２３１と全く同じ方法で処理されるものである。同様に検出処理が行われて、領域の中心画素を網点ピーク画素として検出した場合、第２網点ピーク検出部２２３２は、網点ピーク検出信号bpk=１を発生し、それ以外の場合は、bpk=０を発生する。
すなわち第１網点ピーク検出部２２３１は、検出結果として２値信号gpkを出力し、第２網点ピーク検出部２２３２はbpkを出力する。ピーク信号発生部２２３４には、このgpk及びbpkが入力され、論理和をとったものがpeakとして出力される。
【００４４】
網点領域検出部２２３６には、第１，第２網点ピーク検出部２２３１、２２３２それぞれからの検出信号gpk及びbpkが入力され、網点領域検出結果として２値信号amiを発生する。
詳しくは、網点領域検出部２２３６は、入力される網点ピーク検出信号gpk及びbpkをもとに、次の検出方法により２値の網点領域検出信号を検出する。即ち、網点ピーク検出信号gpk=１又は網点ピーク検出信号bpk=１の画素が、網点ピーク画素として入力されると、その画素数を二次元に所定の大きさを持つ小領域毎に計数し、山及び谷の網点ピーク画素の合計を計数値Ｐとする。この計数値Ｐが閾値Ｐｔｈよりも大きいときに、小領域の全画素（あるいは画素単位の処理の場合、小領域の中心画素のみ）を網点領域と判定する。
こうした方法によって網点領域と判定された場合、該当する画素の網点領域検出信号ami=１を出力する。そうでない場合は、ami=０を出力する。
なお、実際に原稿の網点領域にある網点ピーク画素は、ある程度の大きさを持つかたまりとして検出される。孤立して網点ピーク検出信号gpk=１又はbpk=１である画素が検出された場合は、文字に起因するもの、あるいは単なる画像のノイズによるものである確率が高い。そこで、閾値Ｐｔｈの値を上げることにより、孤立して存在するgpk=１である画素、または孤立して存在するbpk=１である画素を網点領域として判定する確率を低下させることができる。
上記のようにして検出された網点領域検出信号amiは、網点総合判定部２２３８に入力される
【００４５】
ついで網点総合判定部２２３８には、網点領域検出部２２３６からの検出信号amiが入力され、最終的な網点分離結果を示す２値信号htを出力する。
すなわち、網点総合判定部２２３８は、入力される網点領域検出信号amiをもとに、最終的に網点領域を判断して、網点検出信号htを発生させ、この信号を総合判定部２２７に出力する。
網点総合判定部２２３８では、注目している所定の大きさを持つ小領域内において、網点領域検出信号ami=１の画素が網点領域の画素として入力されると、その画素数を計数する。その合計値ＡｍｉＰが予め定められた閾値Ａｍｉｔｈよりも大きい場合に、網点総合判定部は、注目している小領域が最終的に網点領域にあると判定し、網点検出信号ht=１を出力する。そうでない場合は、非網点領域と判定し、網点検出信号ht=０を出力する。
【００４６】
像域分離部２２における網点エッジ抽出部２２５は、エッジ抽出部２２４からの文字のedge信号と網点分離部２２３からの網点ピークを検出したpeak信号が入力され、網点エッジ信号htedを出力する。
【００４７】
色判定部２２６においては、Ｒ、Ｇ、Ｂの各画像データが入力され、注目画素が有彩画素か、無彩画素であるかを判定し、有彩の場合にiro＝１、又無彩の場合にiro＝０の２値信号を出力する。この色判定処理は、既存の技術を用いることにより実施することが可能であり、例えば、特開２００３−４６７７２号公報に記載された色判定部の処理（同公報［０１５８］〜［０２０５］参照）を適用することが可能である。
色判定部２２６によって判定された有彩／無彩画素の判定結果を示すiro信号は、総合判定部２２７に出力される。
【００４８】
像域分離部２２における総合判定部２２７は、白領域抽出部２２２からの白領域を表すwh信号、網点分離部２２３からの網点検出結果を示すht信号、エッジ抽出部２２４からのedge信号、網点エッジ抽出部２２５からのhted信号及び色判定部２２６からの有彩／無彩画素の判定結果を示すiro信号が入力され、像域分離の結果（画像種）を表すＣ／Ｐ信号（絵柄、文字、網点文字、網点の各領域）およびＢ／Ｃ信号（有彩領域／無彩領域を表す）を発生し、出力する。
【００４９】
像域分離部２２による像域分離の結果、得られるＣ／Ｐ信号（絵柄、文字、網点文字、網点の各領域）およびＢ／Ｃ信号（有彩領域／無彩領域を表す）は、分離された領域の画像種に応じた処理を施すために、先に示した図６に示すように、画像データを処理するフィルタ処理部２３、色補正部２５、変倍処理部２７、プリンタ補正部７の各部に、画像データに同期してカスケードに与えられる。
【００５０】
フィルタ処理部２３は、ＲＧＢ画像データのＭＴＦを補正するフィルタであり、Ｎ×Ｎの画素マトリックスに対応する係数マトリクスと、各係数に各画像データを乗じて重み付け平均値を得るロジックで構成されている。Ｃ／Ｐ信号が１（文字領域）、２（網点文字領域）を示すものである時には、鮮鋭化処理用の係数マトリクスを用い、０（絵柄領域）又は３（網点領域）を示すものである時には、平滑化処理用の係数マトリクスを用いて、重み付け平均値を導出し、色補正部２５に出力する。
【００５１】
また、色補正部２５では、Ｒ，Ｇ，Ｂの各画像データを１次のマスキング処理等でＣ，Ｍ，Ｙデータに変換し、さらにＵＣＲ（Under Color Removal）処理がなされる。このＵＣＲ処理により、画像データの色再現を向上させることができる。ＵＣＲ処理では、Ｃ，Ｍ，Ｙデータの共通部分を加色除去処理してＢｋデータを生成し、それにより色補正部はＣ，Ｍ，Ｙ，Ｂｋデータを出力する。ここで、Ｃ／Ｐ信号が１（文字領域）又は２（網点文字領域）である場合は、フルブラック処理を行う。さらにＣ／Ｐ信号が１又は２であって、なおかつＢ／Ｃ信号が０（無彩領域）の時は、Ｃ，Ｍ，Ｙのデータをイレースする。これは、黒文字の時、黒成分のみで表現するためである。
【００５２】
画像形成に際して、プリンタ補正部７は、スキャナ入力側の処理を経てＨＤＤ５に蓄積された圧縮データを伸張処理部６で伸張し、復元されたＣＭＹＫの画像データに対して、プロッタ８の周波数特性に応じてγ（ガンマ）補正を行い、さらにディザ処理・誤差拡散処理などの量子化を行って、得られた画像データＣ”Ｍ”Ｙ”Ｋ”をその画像データ書込み動作に同期して、プロッタ８に出力する。
【００５３】
上記のように、本実施形態によれば、像域分離部２２による像域分離結果を用いて、文字部と網点文字部とを切り分け、両者間で画像処理を切り換えることにより、それぞれに適した画像処理を施すことにより、画像品質の向上を図ることができる。特に、白地上の網点文字領域への対応を確実にすることが可能になる。
【００５４】
ここで、前記像域分離部２２における網点分離部２２３にて、入力されるＲＧＢ画像データのうち、Ｇ画像データ（Ｇ信号）とＢ画像データ（Ｂ信号）を利用する根拠について詳述する。
図９に原稿印刷用に用いられる一般的なインクの分光反射率の一例を示す。
通常インクの反射率が高い波長域においては、インクの有無による受光量の変化が小さく、強度差が無いため、原稿情報の検出が困難となる。例えば、Ｂ信号の補色となるイエローインク（図中イエローのプロット）に着目すると、Ｒ・Ｇ信号に対応する波長域においては共に反射率が高く、Ｂ信号に対応する波長域において反射率がほぼ０％となっている。つまり、原稿上にイエローインクで印刷された情報があり、図１のような原稿読取部で原稿を読み取る場合、Ｂ信号の強度は非常に小さくなり、イエローインクで印刷された情報が無い場合は強度が強くなるため、Ｂ信号を用いることで、イエローインクで印刷された情報の有無を検出することができる。このため、イエローインクで印刷された部分の原稿情報を良好に検知するためには、Ｂ信号に対応する波長域の結像性能が必要となる。
【００５５】
また、Ｇ信号の補色であるマゼンタインク（図中マゼンタのプロット）の場合は、Ｒ信号に対応する波長域においては高い反射率となっているが、補色であるＧ信号に対応する波長域においては反射率がほぼ０％となっており、補色であるＧ信号を用いることで、マゼンタインクで印刷された情報の有無を検出することができる。しかし、Ｂ信号に対応する波長域においても反射率が低くなっているため、マゼンタインクにおいては、Ｂ信号でも検出することが可能である。
【００５６】
また、Ｒ信号の補色であるシアンインク（図中シアンのプロット）に着目すると、Ｂ信号に対応する波長域においては反射率が高いが、Ｒ信号に対応する波長域においては反射率がほぼ０となっており補色であるＲ信号を用いて、シアンインクで印刷された原稿情報を検出可能となっている。しかし、Ｇ信号に対応する波長域においても反射率が低くなっているため、シアンインクに対してはＧ信号でも検出することができる。
【００５７】
以上のことから分かるようにイエローインクは補色のＢ信号が検出のために必要であるが、シアンインクおよびマゼンタインクに関しては、補色以外の信号においても検出できる。なお、ブラックインクについては、Ｒ，Ｇ，Ｂいずれの信号に対応する波長域においても反射率が低いことから、Ｒ信号、Ｇ信号、Ｂ信号のいずれでも検出することができる。
【００５８】
画像処理においては、処理を簡潔にしてできるだけ小さなメモリで処理をおこなうために、出来るだけ少ないデータで処理を行う方が良い。
ここで、Ｇ信号は人間の視感度において、最も高い感度を有しており、Ｒ、Ｇ、Ｂの信号を輝度信号と色差信号に変換する場合、Ｇ信号の影響を最も大きくするため、Ｇ信号は画像処理時に必須の信号となる。また、イエローインクの情報を検出するためには、上記記載のようにＢ信号のみでしか検出できないため、Ｂ信号も必要となる。シアンインクは、上記記載のようにＧ信号でも強度検出できるため、本発明の画像読取装置における画像処理では、Ｂ信号とＧ信号の二つの信号を用いて像域分離に関する画像処理を行う。
【００５９】
本発明では、この二つの信号（Ｂ信号とＧ信号）を用いて、網点領域の判定を行うための画像処理を実行するものである。ここで、網点原稿は、印刷された写真画像や薄く塗りつぶされた画像を小さな点の集合体で表現するもので、滑らかな濃淡を表現するために使用される。このため、網点領域の検出に失敗すると、その結果に基づいて形成された画像にはモアレが発生する。モアレは、人間の目で非常に目立つため、大きな画質劣化と評価されてしまう。また、小さな点の集合体であるため、結像素子として比較的高空間周波数(通常、ナイキスト周波数の1/2以上の領域)の結像性能が必要とされる。そこで、網点検出にＲ信号を使用しないで、Ｂ信号とＧ信号とすることで、Ｒの光学素子の高空間周波数領域の結像性能を低下させることが可能となる。
【００６０】
このようにＲ信号の性能を低下させた画像読取装置を得るために必要となる条件式が、前記(１)式であり、画像処理に使用しない波長領域である第３波長領域(Ｒ信号)と基準となる第２波長領域(Ｇ信号)の結像素子後端から結像位置までの距離の差を、画像処理で使用する第１波長領域(Ｂ信号)と基準となる第２波長領域(Ｇ信号)の結像素子後端から結像位置までの距離の差に対して大きくすることが必要である。
【００６１】
この構成をとることにより、図２のスキャナ１における結像素子１０５として構成枚数を低減したコンパクトで低コストな結像レンズを使用しても、画像読取装置としては、網点を良好に検出することが可能となり、モアレなどの画像品質低下を起こさない、高精度な画像読取ができる。また、このことにより、画像読取装置に用いる結像素子(結像レンズ)に対しても、Ｇ信号とＢ信号に対応する波長域の結像性能を良好にすることが必要となるが、画像処理に使用しないＲ信号に対応する波長領域の性能は、低く抑えることが可能となり、光学設計上の自由度が大幅に広げられる。
【００６２】
また、本発明の画像読取装置で使用する結像素子１０５は、原稿像を縮小結像させる結像レンズであることが好ましい。画像読取装置に用いられる結像素子としては、原稿情報を縮小結像させる縮小光学系と原稿情報を等倍結像させる等倍結像光学系がある。本発明の画像読取装置はどちらの光学系にも対応可能であるが、縮小光学系のほうが、原稿面の深度が深く原稿がコンタクトガラス上に密着しないで浮いた場合にも良好な性能を確保可能である。このため、より高精度な画像読取装置が得られる。
【００６３】
またこのとき、結像素子１０５のＦ線(４８６．１３ｎｍ)における焦点距離をｆ１、ｅ線(５４６．０７ｎｍ)における焦点距離をｆ２、Ｃ線(６５６．２７ｎｍ)における焦点距離をｆ３とした場合、下記（２）式及び（３）式の条件を満足することが好ましい。
｜ｆ１−ｆ２｜  ＜  ｜ｆ３−ｆ２｜                     ・・・  (２)式
０．００３  ＜  ｜ｆ３−ｆ２｜/ｆ２  ＜  ０.００４５    ・・・  (３)式
【００６４】
結像素子１０５を前記原稿像を縮小結像させる結像レンズとした縮小光学系を用いた場合に、前記(１)式を満足するための該結像レンズの条件式を定めるものが(２)式及び(３)式である。
【００６５】
(２)式は、(１)式の範囲に対応する結像レンズの所謂軸上色収差を規定するものであり、Ｒ信号に対応する結像レンズの軸上色収差の波長をＣ線(６５６．２７ｎｍ)、Ｇ信号に対応する結像レンズの軸上色収差の波長をｅ線(５４６．０７ｎｍ)、Ｂ信号に対応する結像レンズの軸上色収差の波長をＦ線(４８６．１３ｎｍ)とし、レンズ設計の基準波長をＧ信号に対応したｅ線(５４６．０７ｎｍ)とした場合、画像読取装置として必要となるＧ信号以外に性能確保に必要となるＢ信号に対応したＦ線(４８６．１３ｎｍ)の軸上色収差量(｜ｆ１−ｆ２｜)が、Ｒ信号に対応したＣ線(６５６．２７ｎｍ)の軸上色収差量(｜ｆ３−ｆ２｜)より小さくすることが必要となるものである。
【００６６】
更に(３)式は、Ｃ線(６５６．２７ｎｍ)の軸上色収差量を規定するものであり、Ｃ線の軸上の色収差をこの範囲とすることにより、レンズの構成枚数の低減およびコンパクト化が可能となり、低コストな結像レンズが得られる。なお、(３)式の下限を下回るとＣ線の色収差は良好な状態となるがそれを達成するために、良好な色補正が必要となりレンズ構成枚数の増大やレンズ全長が長くなってしまう。逆に上限を超えると、Ｃ線の色収差が大きくなりすぎ、Ｒ信号の結像性能が大きく劣化してしまうため、良好に画像処理が行えなくなると共に、読取画像品質も大幅に劣化してしまう。
【００６７】
また、前記（２）式及び（３）式で規定された原稿像を縮小結像させる結像レンズである結像素子１０５は、物体側から順に正のパワーの第１レンズ、負のパワーの第２レンズ、正のパワーの第３レンズ、負パワーの第４レンズで構成されていることが好ましい（構成Ａ）。
【００６８】
さらに、構成Ａに加えて、第１レンズは、物体側に凸面を向けたメニスカス形状のレンズ、第２レンズは両凹レンズ、第３レンズは両凸レンズ、第４レンズは物体側に凹面を向けたメニスカス形状のレンズであって、第２レンズと第３レンズの間に絞りを有することが好適である（構成Ｂ）。
【００６９】
結像素子１０５をこれら構成Ａ，Ｂとすることで、従来４群６枚構成の所謂ガウスタイプのレンズで達成していたものを４群４枚構成の所謂テレフォトタイプのレンズとしても良好な結像性能が得られるものである。
【００７０】
また、構成Ａ，Ｂの結像素子１０５は、正レンズ(第１レンズ、第３レンズ)のｄ線(587.56nm)における屈折率の合計をｎ凸、負レンズ(第２レンズ、第４レンズ)のｄ線(587.56nm)における屈折率の合計をｎ凹、正レンズ(第１レンズ、第３レンズ)のｄ線(587.56nm)におけるアッベ数の合計をν凸、負レンズ(第２レンズ、第４レンズ)のｄ線(587.56nm)におけるアッベ数の合計をν凹としたとき、下記（４）式及び（５）式の条件を満足することが好ましい（構成Ｃ）。
０.０５  ＜  ｎ凸−ｎ凹  ＜  ０.２５      ・・・  (４)式
２５.０  ＜  ν凸−ν凹  ＜  ３６.５      ・・・  (５)式
【００７１】
本発明に係る画像読取装置は、Ｒ信号を原稿情報（網点情報）の検出に使用しないようにしたため、Ｒ領域の結像位置を基準となるＧ領域に対して、Ｂ領域より遠くにすることができる。しかし、その他の結像性能に関しては、一般的な画像読取装置と同等の性能が必要となる。つまり、高空間周波数領域で光軸近傍から周辺まで均一で高いコントラストを有することが要求され、このために結像レンズとしては、像面湾曲を良好に補正する必要があり、特に副走査方向のコントラストを均一とするため、サジタル方向の像面湾曲を良好に補正し、かつコマフレアを小さく抑える必要がある。
【００７２】
また、Ｇ信号とＢ信号を良好に読み取るためには、受光面上で緑、青の各色の結像位置を光軸方向に合致させる必要があり、結像レンズとしてＧとＢの二つの波長の軸上の色収差は極めて良好に補正しなければならない。更に、開口効率が画角周辺部まで１００％近くある事が要求されている。
【００７３】
前記（４）式及び（５）式の条件は、上記のような性能を満足するために、結像レンズに使用する材料を規定するもので、(４)式は、結像レンズを構成する凸レンズと凹レンズの屈折率の範囲を定めるもので、上限を超えると、ペッツバール和が小さくなりすぎ、像面が正の側に倒れ像面湾曲が大きくなる。下限を下回ると逆に、ペッツバール和が大きくなりすぎ、像面が負の側に倒れ、非点隔差が大きくなり、この条件の範囲外では、全画面にわたって良好な結像性能を得ることが出来なくなる。
【００７４】
(５)式は、軸上の色収差を良好に補正する条件である。上限を超えると軸上の色収差が補正過剰になり基準波長より短波長側で軸上の色収差が正の側に大きくなる。下限を下回ると軸上の色収差が補正不足になり主波長より短波長側で負の側に軸上の色収差が大きくなってしまう。
以上のように（４）式及び（５）式の条件を外れると結像レンズに要求される性能を満足できなくなる。
【００７５】
前記構成Ａ，Ｂ，Ｃの結像素子１０５の、第１レンズのｅ線(５４６．０７ｎｍ)における焦点距離をｆL1、第１レンズのアッベ数をν１、基準波長ｅ線(５４６．０７ｎｍ)における焦点距離をｆ２としたとき、下記式（６）の条件を満足することが好ましい（構成Ｄ）。
３１.０  ＜  ｆL1×ν１/ｆ２  ＜  ３７.０      ・・・  (６)式
【００７６】
前記構成Ａ，Ｂ，Ｃの条件を満足して、更に良好な画像処理性能と読み取り画像品質を満足して、結像レンズを低コストにするための条件が（６）式の条件式であり、（６）式の下限値を下回ると、第一レンズのパワーが強くなりすぎてしまうため、コマフレアが増大すると共に、軸上の色収差が大きくなりすぎ、Ｒの結像位置が基準のＧの結像位置から離れすぎてしまう。逆に上限値を超えると、第一レンズのパワーがゆるくなりすぎてしまい、レンズ全体が大きくなり、低コスト化や小型化が達成できなくなる。
【００７７】
また、前記結像素子１０５はガラスレンズであり、そのガラス材料は鉛、砒素などの有害物質を含有していないことを特徴とする画像読取レンズである（構成Ｅ）。全てのレンズを化学的に安定で鉛や砒素等の有害物質を含まない光学ガラスで構成することにより、材料のリサイクル化が可能で、加工時の廃液による水質汚染が無く、省資源化や加工時に発生するＣＯ2等を低減でき、地球環境を考慮した、小型で低コストな読取用レンズとする事が出来る。
【００７８】
また、前記構成Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅの結像素子は全て球面により構成されていることを特徴とする読取レンズであることが好ましい。現在デジタルカメラなどに非球面レンズが採用されているが、非球面レンズはレンズ外径が大きくなると、成型時に時間を要し、加工コストがアップしたり、面形状が良好に保てなくなる。そこで、本発明の読取レンズは、全ての面を球面で構成することにより、大きさの制限が無く、加工性や面形状精度が良好なレンズとする事ができる。
【実施例】
【００７９】
以下に、本発明の画像読取装置の実施例を示す。ここでは、結像素子１０５である読取レンズの構成及び諸元を変化させて、その光学特性を検証した。
また、図１０に示すように、読取レンズは物体側から光軸上に第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、絞りＩ、第３レンズＬ３、第４レンズと配列されたものであり、物体側から数えて第ｉ番目のレンズ面の曲率半径をｒｉ、第ｉ番目と第ｉ＋１番目のレンズ面の間の光軸上の面間隔をｄｉ、物体側から数えて第ｊ番目のレンズの材料の屈折率及びアッベ数をそれぞれｎｊ，νｊとする（詳しくは、ｄ線，ｅ線，Ｆ線，Ｃ線に対する屈折率として、それぞれｎｄｊ，ｎｅｊ，ｎＦｊ，ｎＣｊとする）。なお、第２レンズＬ２と第３レンズＬ３の間に設けている絞りＩについてはｉ＝５とする。また、画像読取装置におけるコンタクトガラス１０１とラインセンサユニット１０６のＣＣＤカバーガラス１０６ｃについて、物体側から数えて第ｉ番目のガラス板面の曲率半径をｒｃｉ、第ｉ番目と第ｉ＋１番目のガラス板面の間の光軸上の面間隔をｄｃｉ、コンタクトガラス１０１のガラス板の材料の屈折率及びアッベ数をそれぞれｎｃ１，νｃ１（詳しくは、ｄ線，ｅ線，Ｆ線，Ｃ線に対する屈折率として、それぞれｎｄｃ１，ｎｅｃ１，ｎＦｃ１，ｎＣｃ１とする）、ＣＣＤカバーガラス１０６ｃのガラス板の材料の屈折率及びアッベ数をそれぞれｎｃ３，νｃ３とする（詳しくは、ｄ線，ｅ線，Ｆ線，Ｃ線に対する屈折率として、それぞれｎｄｃ３，ｎｅｃ３，ｎＦｃ３，ｎＣｃ３とする）。
【００８０】
また、各実施例における記号の意味は下記の通りである。
ｆ                  ：  全系のｅ線の合成焦点距離
ＦＮｏ              ：  Ｆナンバ
ｍ                  ：  縮率
ω                  ：  半画角(度)
Ｙ                  ：  物体高
ｒｉ(ｉ＝１〜９)    ：  物体側から数えてｉ番目のレンズ面の曲率半径
ｄｉ(ｉ＝１〜８)    ：  物体側から数えてｉ番目の面間隔
ｎｊ(ｊ＝１〜４)    ：  物体側から数えてｊ番目のレンズの材料の屈折率
νｊ(ｊ＝１〜４)    ：  物体側から数えてｊ番目のレンズの材料のアッベ数
ｒｃ１              ：  コンタクトガラスの物体側の曲率半径
ｒｃ２              ：  コンタクトガラスの像側の曲率半径
ｒｃ３              ：  CCDカバーガラスの物体側の曲率半径
ｒｃ４              ：  CCDカバーガラスの像側の曲率半径
ｄｃ１              ：  コンタクトガラスの肉厚
ｄｃ３              ：  CCDカバーガラスの肉厚
ｎｃ１              ：  CCDカバーガラスの屈折率
ｎｃ３              ：  コンタクトガラスの屈折率
νｃ１              ：  コンタクトガラスのアッベ数
νｃ３              ：  CCDカバーガラスのアッベ数
ｎｄ                ：  ｄ線(587.56nm)の屈折率
ｎｅ                ：  ｅ線(546.07nm)の屈折率
ｎＦ                ：  Ｆ線(486.13nm)の屈折率
ｎＣ                ：  Ｃ線(656.27nm)の屈折率
【００８１】
（実施例１〜５）
読取レンズの構成（概略形状及び配置関係）を、図１１（実施例１）、図１３（実施例２）、図１５（実施例３）、図１７（実施例４）、図１９（実施例５）に示す。また、表１〜５に順次実施例１〜５に関する読取レンズの諸元及び使用したガラスの材料名を示す。また、これらの収差図を、図１２（実施例１）、図１４（実施例２）、図１６（実施例３）、図１８（実施例４）、図２０（実施例５）に示す。収差図において、ｅ，Ｆ，Ｃはそれぞれｅ線(546.07nm)、Ｆ線(486.13nm)、Ｃ線(656.27nm)に関するものであることを示す。また、球面収差の図で波線は正弦条件を示し、非点収差の図で実線はサジタル光線、点線はメリディオナル光線を示す。
【００８２】
【表１】
2008281737.tif 000003
【００８３】
【表２】
2008281737.tif 000004
【００８４】
【表３】
2008281737.tif 000005
【００８５】
【表４】
2008281737.tif 000006
【００８６】
【表５】
2008281737.tif 000007
【００８７】
（従来例）
また、対比のために、４群６枚構成のガウスタイプの従来例を検討した。
読取レンズの構成（概略形状及び配置関係）を図２１に、読取レンズの諸元及び使用したガラスの材料名を表６に示す。記号は実施例と同一であるが、面番号のみ構成枚数の差分だけ増加している。また、従来例の収差図を図２２に示す。この収差図における表記は実施例の場合と同じである。
【００８８】
【表６】
2008281737.tif 000008
【００８９】
ここで、実施例１〜５及び従来例における、Ｆ線の結像素子後端から結像位置までの距離Ｂf1、ｅ線の結像素子後端から結像位置までの距離Ｂf2、Ｃ線の結像素子後端から結像位置までの距離Ｂf3、Ｆ線の焦点距離ｆ１、ｅ線の焦点距離ｆ２、Ｃ線の焦点距離ｆ３は、表７の通りとなる。表７の値を用いて求めた前記（１）式、（２）式、（３）式の値を表８に示す。
【００９０】
【表７】
2008281737.tif 000009
【００９１】
【表８】
2008281737.tif 000010
【００９２】
また、表９に、実施例１〜５及び従来例における前記（４）式、（５）式、（６）式の値を示す。
【００９３】
【表９】
2008281737.tif 000011
【００９４】
条件式の値（表８，表９）及び収差図（図１２，図１４，図１６，図１８，図２０，図２２）を見れば明らかなように、従来例と比較して本実施例ではＲ信号に対応するＣ線(656.27nm)の軸上の色収差が増大しており、その結果、実使用状態における結像素子の後端(結像レンズの最終面)から受光素子までの距離が基準波長であるＧ信号に対応したe線(546.07nm)に対する差が大きくなっている。しかし、本発明では像域分離処理の網点を検出するためにＲ信号を使用しないことから、像域分離性能への影響はない。
またその他の収差に着目すると、半画角が１９度を超える画角でありながら、歪曲収差は±０．１％程度と小さく抑えられており、更に像面湾曲特にサジタル像面湾曲は非常に小さく、更にコマ収差もＦ４.２と大口径であるにも関わらず、フレア成分が良好に補正されて、従来例と同等の性能を有しており、光軸近傍から最周辺にわたって全域で良好な性能を有していることが判る。また、倍率の色収差に関しては、軸上の色収差が大きいにもかかわらず、従来例よりも小さく抑えられており、最終画像における各色毎の画素ずれはほとんど発生しない。
【００９５】
なお、これまで本発明を図面に示した実施形態をもって説明してきたが、本発明は図面に示した実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態、追加、変更、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一態様であるデジタル式のフルカラー複写機の構成図である。
【図２】本発明に係る画像読取装置であるスキャナの構成（１）を示す断面図である。
【図３】ラインセンサユニットの出力例である。
【図４】本発明に係る画像読取装置であるスキャナの構成（２）を示す断面図である。
【図５】図１のデジタル式のフルカラー複写機における画像処理システムの概略構成を示すブロック図である。
【図６】図５に示した画像処理システムにおけるスキャナ補正部の内部構造を示すブロック図である。
【図７】図６に示したスキャナ補正部における像域分離部の内部構造を示すブロック図である。
【図８】図７に示した像域分離部における網点分離部の内部構造を示すブロック図である。
【図９】原稿印刷用に用いられる一般的なインクの分光反射特性を示す図である。
【図１０】実施例における結像素子のレンズ構成を示す概略図である。
【図１１】実施例１の結像素子のレンズの概略形状及び配置関係を示す図である。
【図１２】実施例１の収差曲線図である。
【図１３】実施例２の結像素子のレンズの概略形状及び配置関係を示す図である。
【図１４】実施例２の収差曲線図である。
【図１５】実施例３の結像素子のレンズの概略形状及び配置関係を示す図である。
【図１６】実施例３の収差曲線図である。
【図１７】実施例４の結像素子のレンズの概略形状及び配置関係を示す図である。
【図１８】実施例４の収差曲線図である。
【図１９】実施例５の結像素子のレンズの概略形状及び配置関係を示す図である。
【図２０】実施例５の収差曲線図である。
【図２１】従来例の結像素子のレンズの概略形状及び配置関係を示す図である。
【図２２】従来例の収差曲線図である。
【符号の説明】
【００９７】
１    スキャナ
２    スキャナ補正部
３    圧縮処理部
４    コントローラ
５    ＨＤＤ
６    伸張処理部
７    プリンタ補正部
８    プロッタ
９    ＮＩＣ
１１    外部ＰＣ端末
２１    スキャナγ補正部
２２    像域分離部
２３    フィルタ処理部
２５    色補正部
２７    変倍処理部
１０１    コンタクトガラス
１０２    原稿
１０３，１０３´    第１走行体
１０３ａ，１０４ａ，１０４ｂ    ミラー
１０４，１０４´    第２走行体
１０５    結像素子
１０６    ラインセンサユニット
１０６Ｒ，１０６Ｇ，１０６Ｂ    ラインセンサ
１０６ｃ    ＣＣＤカバーガラス
１０７    照明光学系
１０８    一体型ユニット
２２１    フィルタ部
２２２    白領域抽出部
２２３    網点分離部
２２４    エッジ抽出部
２２５    網点エッジ抽出部
２２６    色判定部
２２７    総合判定部
１１００    感光体
１１１０    帯電ローラ
１１３０    現像装置
１１４０    転写ベルト
１１４Ａ    転写電位印加ローラ
１１４Ｂ    転写ローラ
１１５０    クリーニング装置
１１６０    定着装置
１１７０    光走査装置
１１８０    カセット
１１９０    レジストローラ対
１２００    画像処理部
１２１０    トレイ
１２２０    給紙コロ
２２３１    第１網点ピーク検出部
２２３２    第２網点ピーク検出部
２２３４    ピーク信号発生部
２２３６    網点領域検出部
２２３８    網点総合判定部
Ｉ    絞り
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５，Ｌ６    レンズ
Ｓ    記録媒体
【図１】
2008281737.tif 000012
【図２】
2008281737.tif 000013
【図３】
2008281737.tif 000014
【図４】
2008281737.tif 000015
【図５】
2008281737.tif 000016
【図６】
2008281737.tif 000017
【図７】
2008281737.tif 000018
【図８】
2008281737.tif 000019
【図９】
2008281737.tif 000020
【図１０】
2008281737.tif 000021
【図１１】
2008281737.tif 000022
【図１２】
2008281737.tif 000023
【図１３】
2008281737.tif 000024
【図１４】
2008281737.tif 000025
【図１５】
2008281737.tif 000026
【図１６】
2008281737.tif 000027
【図１７】
2008281737.tif 000028
【図１８】
2008281737.tif 000029
【図１９】
2008281737.tif 000030
【図２０】
2008281737.tif 000031
【図２１】
2008281737.tif 000032
【図２２】
2008281737.tif 000033