JP5895636B2 - 画像評価装置、画像形成システムおよびプログラム - Google Patents

Description

本発明は、画像評価装置、画像形成システム、プログラムに関する。

従来、画像が形成された用紙の画像情報を読み取る画像読み取り装置が用いられている。そしてこの種の画像読み取り装置を利用することで、形成された画像の評価を行なうこともできる。

ここで読み取り装置により読み取った画像に生じたモアレを低減するのにソフトフェア処理により行なう技術が、従来より存在する。
また特許文献１には、原画像を読み取って得たカラー画像データＤｉｎ又は原画像を形成するための画像情報と、原画像に基づいて形成された複写画像を読み取って得た画像情報Ｄ１２とを比較して原画像と複写画像との類似度を評価する画像評価装置において、類似度を評価するための画像パラメータを指定する操作部と、操作部によって指定された画像パラメータを複写画像の画像情報Ｄ１２から抽出すると共に、複写画像の画像パラメータを用いてマハラノビスの距離Ｄ_ｊ ^２を演算し、マハラノビスの距離Ｄ_ｊ ^２に基づいて原画像に対する複写画像の類似度を判別する制御部とを備えるものが記載されている。

特開２００６−２９２６９３号公報

本発明は、網点により階調表現された画像を読み取った際に読み取った画像に生じるモアレをより小さくしつつ、黒の線画をより精度よく評価することができる画像評価装置、画像形成システムおよびプログラムの提供を目的とする。

請求項１に記載の発明は、記録材に網点を形成することで画像の階調表現を行なう画像形成装置により記録材に形成された画像を、合焦状態にて読み取る白黒検出器、および、当該画像を合焦状態から外れた焦点状態にて読み取る色検出器を有する読み取り手段と、前記画像形成装置が記録材に画像を形成するための情報である画像情報を取得する画像情報取得部と、前記画像情報取得部により取得された前記画像情報から前記画像形成装置により記録材に形成されるべき画像の輝度と色度とをそれぞれ算出する算出部と、前記読み取り手段において前記白黒検出器により読み取られた画像から導出される輝度と前記算出部により算出された輝度とを比較するとともに、前記色検出器により読み取られた画像から導出される色度と当該算出部により算出された色度とを比較する比較部と、前記比較部による比較結果により前記画像形成装置により形成された画像を評価する画像評価部と、を備える画像評価装置である。

請求項２に記載の発明は、前記読み取り手段は、光源から照射され記録材で反射された光を２方向に分岐して前記白黒検出器および前記色検出器に導く分岐手段をさらに有し、前記分岐手段により前記白黒検出器に導かれる光の光路長と前記色検出器に導かれる光の光路長を異ならせることにより、当該白黒検出器を合焦状態とするとともに当該色検出器を合焦状態から外れた焦点状態とすることを特徴とする請求項１に記載の画像評価装置である。
請求項３に記載の発明は、前記読み取り手段は、像側テレセントリック光学系を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の画像評価装置である。
請求項４に記載の発明は、前記画像評価部は、前記白黒検出器により読み取られた画像から導出される輝度と前記算出部により算出された輝度との比較結果と、前記色検出器により読み取られた画像から導出される色度と当該算出部により算出された色度との比較結果とを、前記記録材が使用される用途に応じてそれぞれ重み付けをして画像を評価することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の画像評価装置である。

請求項５に記載の発明は、記録材に網点を形成することで画像の階調表現を行なう画像形成装置と、前記画像形成装置により記録材に形成された画像を合焦状態にて読み取る白黒検出器、および当該画像を合焦状態から外れた焦点状態にて読み取る色検出器を有する読み取り手段と、当該画像形成装置が記録材に画像を形成するための情報である画像情報を取得する画像情報取得部と、当該画像情報取得部により取得された当該画像情報から当該画像形成装置により記録材に形成されるべき画像の輝度と色度とをそれぞれ算出する算出部と、当該読み取り手段において当該白黒検出器により読み取られた画像から導出される輝度と当該算出部により算出された輝度とを比較するとともに当該色検出器により読み取られた画像から導出される色度と当該算出部により算出された色度とを比較する比較部と、当該比較部の比較結果により当該画像形成装置により形成された画像を評価する画像評価部と、を備える画像評価装置と、を備えることを特徴とする画像形成システムである。

請求項６に記載の発明は、コンピュータに、記録材に網点を形成することで画像の階調表現を行なう画像形成装置により記録材に形成された画像を、白黒検出器により合焦状態にて読み取ることで導出される輝度と、当該画像を色検出器により合焦状態から外れた焦点状態にて読み取ることで導出される色度とを取得する機能と、前記画像形成装置が記録材に画像を形成するための情報である画像情報を取得する機能と、取得された前記画像情報から前記画像形成装置により記録材に形成されるべき画像の輝度と色度とをそれぞれ算出する機能と、前記白黒検出器により読み取られた画像から導出される輝度と算出された輝度とを比較するとともに、前記色検出器により読み取られた画像から導出される色度と算出された色度とを比較する機能と、輝度および色度の比較結果により前記画像形成装置により形成された画像を評価する機能と、を実現させるプログラムである。

請求項７に記載の発明は、前記画像形成装置により記録材に形成されるべき画像の輝度を、前記白黒検出器の分光特性を反映させた関数を使用して算出するとともに、前記画像形成装置により記録材に形成されるべき画像の色度を、当該画像形成装置の色特性を反映させた関数を使用して算出することを特徴とする請求項６に記載のプログラムである。

請求項１の発明によれば、本発明を採用しない場合に比べ、網点により階調表現された画像を読み取った際に読み取った画像に生じるモアレをより小さくしつつ、黒の線画をより精度よく評価することができる画像評価装置が提供できる。
請求項２の発明によれば、本発明を採用しない場合に比べ、構造が簡易な読み取り手段が構成できる。
請求項３の発明によれば、本発明を採用しない場合に比べ、白黒検出器と色検出器の間に光学的な誤差が生じにくくなる。
請求項４の発明によれば、記録材が使用される用途に対応して画像を評価することができる。
請求項５の発明によれば、本発明を採用しない場合に比べ、網点により階調表現された画像を読み取った際に読み取った画像に生じるモアレをより小さくしつつ、黒の線画をより精度よく評価することができる画像形成システムを提供することができる。
請求項６の発明によれば、本発明を採用しない場合に比べ、網点により階調表現された画像を読み取った際に読み取った画像に生じるモアレをより小さくしつつ、黒の線画をより精度よく評価することができる制御をコンピュータにより実現できる。
請求項７の発明によれば、本発明を採用しない場合に比べ、画像の評価の精度がより高くなる。

本実施の形態が適用される画像形成システムの全体構成を示した図である。 画像形成装置について説明した図である。 画像形成装置の主制御部における画像処理手段としての信号処理系を示すブロック図である。 スクリーン処理部についてさらに詳しく説明した図である。 （ａ）〜（ｂ）は、面積階調法によるスクリーン処理を行なった場合に形成される画像の例を示している。 本実施の形態が適用される後処理装置について説明した図である。 （ａ）〜（ｂ）は、光学系について更に詳しく説明した図である。 前処理部について説明した図である。 処理部について説明した図である。 処理部の他の形態について説明した図である。 （ａ）〜（ｂ）は、輝度比較部や色度比較部が、マッチングスコアを算出する方法についてさらに詳しく説明した図である。 後処理装置の動作について説明したフローチャートである。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
＜画像形成システムの全体構成の説明＞
図１は本発明の実施の形態が適用される画像形成システム１の全体構成を示した図である。図１に示す画像形成システム１は、例えば、電子写真方式によって記録材に画像を形成するプリンタや複写機等の画像形成装置２と、画像評価装置の一例であり画像形成装置２によって画像が記録された記録材（例えば、用紙）の画像に対する評価を行なう後処理装置３と、を備えている。

＜画像形成装置の説明＞
図２は、画像形成装置２について説明した図である。
画像形成装置２は、所謂「タンデム型」のカラープリンタであり、印刷データに基づき画像形成を行う画像形成部１０と、画像形成装置２全体の動作制御や例えばパーソナルコンピュータ（ＰＣ）等との通信、印刷データに対して行う画像処理等を実行する主制御部５０と、ユーザからの操作入力の受付やユーザに対する各種情報の表示を行うユーザインターフェース（ＵＩ）部９０と、を備えている。

＜画像形成部の説明＞
画像形成部１０は、例えば電子写真方式により画像を形成する機能部であって、並列的に配置されるトナー像形成手段の一例としての４つの画像形成ユニット１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ（以下、「画像形成ユニット１１」）と、各画像形成ユニット１１の感光体ドラム１２に形成された各色トナー像が転写される中間転写ベルト２０と、各画像形成ユニット１１にて形成された各色トナー像を中間転写ベルト２０に転写（一次転写）する一次転写ロール２１と、を備えている。さらに、中間転写ベルト２０上に重畳して転写された各色トナー像を用紙に一括転写（二次転写）する二次転写ロール２２と、二次転写された各色トナー像を用紙上に定着させる定着部（定着装置）の一例としての定着ユニット６０と、を備えている。

加えて、画像形成部１０は、定着ユニット６０にて用紙上に定着された各色トナー像を冷却し、用紙上への各色トナー像の定着を促進する冷却部の一例としての冷却ユニット８０と、用紙の曲がり（カール）を矯正するカール矯正ユニット８５と、を備えている。
なお、本実施の形態の画像形成装置２では、中間転写ベルト２０、一次転写ロール２１、および二次転写ロール２２により転写手段が構成される。また、二次転写ロール２２が配置され、中間転写ベルト２０上の各色トナー像が用紙に二次転写される領域を、以下、「二次転写領域Ｔｒ」という。

＜画像形成ユニットの説明＞
各画像形成ユニット１１は、機能部材として、例えば、静電潜像が形成され、その後に各色トナー像が形成される感光体ドラム１２と、感光体ドラム１２の表面を予め定められた電位で帯電する帯電器１３と、帯電器１３により帯電された感光体ドラム１２を印刷データに基づいて露光する露光器１４と、感光体ドラム１２上に形成された静電潜像を各色トナーにより現像する現像器１５と、転写後の感光体ドラム１２表面を清掃するクリーナ１６と、を備えている。
各画像形成ユニット１１の現像器１５各々は、各色トナーを貯蔵するトナー容器１７Ｙ、１７Ｍ、１７Ｃ、１７Ｋ（以下、「トナー容器１７」）とトナー搬送路（不図示）で連結されている。そして、トナー搬送路中に設けられた補給用スクリュー（不図示）によりトナー容器１７から現像器１５に各色トナーが補給されるように構成されている。

画像形成ユニット１１各々は、現像器１５に収容されるトナーを除いてほぼ同様に構成され、それぞれがＹ（イエロー）色、Ｍ（マゼンタ）色、Ｃ（シアン）色、Ｋ（ブラック）色のトナー像を形成する。

＜画像形成装置における用紙搬送系の説明＞
また、画像形成部１０は、用紙搬送系として、用紙を収容する複数（本実施の形態では２個）の用紙収容容器４０Ａ、４０Ｂと、この用紙収容容器４０Ａ、４０Ｂに収容された用紙を繰り出して搬送する繰出しロール４１Ａ、４１Ｂと、用紙収容容器４０Ａからの用紙を搬送する第１搬送路Ｒ１と、用紙収容容器４０Ｂからの用紙を搬送する第２搬送路Ｒ２と、を備えている。さらに、画像形成部１０は、用紙収容容器４０Ａおよび用紙収容容器４０Ｂからの用紙を二次転写領域Ｔｒに向けて搬送する第３搬送路Ｒ３と、を備えている。加えて、画像形成部１０は、二次転写領域Ｔｒにて各色トナー像が転写された用紙を定着ユニット６０、冷却ユニット８０、およびカール矯正ユニット８５を通過するように搬送する第４搬送路Ｒ４と、カール矯正ユニット８５からの用紙を画像形成装置２の排出部から後処理装置３に向けて搬送する第５搬送路Ｒ５と、を備えている。
第１搬送路Ｒ１から第５搬送路Ｒ５は、それぞれに沿って搬送ロールや搬送ベルトが配置され、送られてくる用紙を順次、搬送する。

＜両面搬送系の説明＞
また、画像形成部１０は、両面搬送系として、定着ユニット６０で第１面に各色トナー像が定着された用紙を一旦保持する中間用紙収容容器４２と、カール矯正ユニット８５からの用紙を中間用紙収容容器４２に向けて搬送する第６搬送路Ｒ６と、中間用紙収容容器４２に収容された用紙を上記の第３搬送路Ｒ３に向けて搬送する第７搬送路Ｒ７と、を備えている。さらに、画像形成部１０は、カール矯正ユニット８５の用紙搬送方向下流側に配置され、用紙を後処理装置３に向けて搬送する第５搬送路Ｒ５と中間用紙収容容器４２に搬送する第６搬送路Ｒ６とに選択的に振り分ける振分機構部４３と、中間用紙収容容器４２に収容された用紙を繰り出して第７搬送路Ｒ７に向けて搬送する繰出しロール４５と、を備えている。

＜画像形成動作の説明＞
次に、図２を用いて、本実施の形態に係る画像形成装置２での基本的な画像形成動作について説明する。
画像形成部１０の画像形成ユニット１１各々は、上記の機能部材を用いた電子写真プロセスによりＹ色、Ｍ色、Ｃ色、Ｋ色の各色トナー像を形成する。各画像形成ユニット１１にて形成された各色トナー像は、一次転写ロール２１により中間転写ベルト２０上に順に一次転写され、各色トナーが重畳された合成トナー像を形成する。中間転写ベルト２０上の合成トナー像は、中間転写ベルト２０の移動（矢印方向）に伴って二次転写ロール２２が配置された二次転写領域Ｔｒに搬送される。

一方、用紙搬送系では、各画像形成ユニット１１での画像形成の開始タイミングに合わせて繰出しロール４１Ａ、４１Ｂが回転動作し、用紙収容容器４０Ａおよび用紙収容容器４０Ｂの中から例えばＵＩ部９０にて指定された方の用紙が繰出しロール４１Ａ、４１Ｂにより繰り出される。繰出しロール４１Ａ、４１Ｂにより繰り出された用紙は、第１搬送路Ｒ１または第２搬送路Ｒ２と、第３搬送路Ｒ３とに沿って搬送され、二次転写領域Ｔｒに到達する。
二次転写領域Ｔｒでは、二次転写ロール２２により形成された転写電界によって、中間転写ベルト２０上に保持された合成トナー像が用紙に一括して二次転写される。

その後、合成トナー像が転写された用紙は、中間転写ベルト２０から分離され、第４搬送路Ｒ４に沿って定着ユニット６０に搬送される。定着ユニット６０に搬送された用紙上の合成トナー像は、定着ユニット６０によって定着処理を受けて用紙上に定着される。そして、定着画像が形成された用紙は、冷却ユニット８０にて冷却され、カール矯正ユニット８５にて用紙の曲がりが矯正される。その後、カール矯正ユニット８５を通過した用紙は、振分機構部４３により、片面印刷時には第５搬送路Ｒ５に導かれて、後処理装置３に向けて搬送される。
なお、一次転写後に感光体ドラム１２に付着しているトナー（一次転写残トナー）、および二次転写後に中間転写ベルト２０に付着しているトナー（二次転写残トナー）は、それぞれクリーナ１６、およびベルトクリーナ２６によって除去される。

一方、両面印刷時には、上述した過程によって用紙の第１面上に定着画像が形成された用紙は、カール矯正ユニット８５を通過した後、振分機構部４３により第６搬送路Ｒ６に導かれ、第６搬送路Ｒ６を中間用紙収容容器４２に向けて搬送される。そして再び、各画像形成ユニット１１による第２面の画像形成の開始タイミングに合わせて繰出しロール４５が回転し、中間用紙収容容器４２から用紙が繰り出される。繰出しロール４５により繰り出された用紙は、第７搬送路Ｒ７および第３搬送路Ｒ３に沿って搬送され、二次転写領域Ｔｒに到達する。
二次転写領域Ｔｒでは、第１面の場合と同様にして、二次転写ロール２２により形成された転写電界によって、中間転写ベルト２０上に保持された第２面の各色トナー像が用紙に一括して二次転写される。

そして、両面にトナー像が転写された用紙は、第１面の場合と同様に定着ユニット６０にて定着され、冷却ユニット８０にて冷却され、さらにはカール矯正ユニット８５にて用紙の曲がりが矯正される。その後、カール矯正ユニット８５を通過した用紙は、振分機構部４３により第５搬送路Ｒ５に導かれて、後処理装置３に向けて搬送される。
このようにして、画像形成装置２での画像形成処理がプリント枚数分のサイクルだけ繰り返し実行される。

＜信号処理系の説明＞
図３は、画像形成装置２の主制御部５０における信号処理系を示すブロック図である。
なお図３では、主制御部５０における信号処理系のみならず、画像形成装置２の外部装置であるＰＣ（Personal Computer）および信号処理系により処理された画像信号に基づき、画像の形成を行なうマーキングエンジンについても併せて図示している。このマーキングエンジンは、例えば、図２で説明した画像形成装置２において実際に画像を形成する各機構に対応する。なお、この例では、画像形成装置２をプリンタとして構成する例を示している。以下、図３を参照しつつ画像信号の処理の流れについて説明を行なう。

主制御部５０は、印刷データを受け取りページ記述言語(ＰＤＬ：Page Description Language)に変換するＰＤＬ生成部５１と、ＰＤＬ生成部５１により生成されたＰＤＬからラスタイメージを作成するラスタライズ（rasterize）部５２と、ＲＧＢデータをＹＭＣＫデータに変換する色変換処理部５３と、色変換処理部５３により変換されたラスタイメージの調整を行なうラスタイメージ調整部５４と、スクリーン処理を行なうスクリーン処理部５５とを備える。

本実施の形態では、まずＰＤＬ生成部５１がＰＣから印刷データを受け取る。この印刷データは、ＰＣを使用するユーザが、画像形成装置２により印刷したい画像のデータである。印刷データを受け取ったＰＤＬ生成部５１は、これをＰＤＬで記述されたコードデータに変換して出力する。

ラスタライズ部５２は、ＰＤＬ生成部５１から出力されてくるＰＤＬで記述されたコードデータを各画素毎のラスタデータに変換し、ラスタイメージとする。そして、ラスタライズ部５２は、変換後のラスタデータをＲＧＢ(Red,Green,Blue)のビデオデータ(ＲＧＢビデオデータ)として出力する。このとき、ラスタライズ部５２は、１ページ毎にＲＧＢデータを出力することになる。

色変換処理部５３は、ラスタライズ部７２から入力されるＲＧＢデータをデバイスインディペンデントな［ＸＹＺ］、［Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊］、［Ｌ^＊ｕ^＊ｖ^＊］等のカラーバリューに変換した後、画像形成装置２の再現色(イエロー、マゼンタ、シアン、黒)であるＹＭＣＫデータに変換して出力する。このＹＭＣＫデータは、色毎に分離されたＹ色データ、Ｍ色データ、Ｃ色データ、Ｋ色データで構成される。

ラスタイメージ調整部５４は、色変換処理部５３から入力されるＹＭＣＫデータに対し、γ変換、精細度処理、中間調処理等を施すことで、より良好な画質を画像形成装置２で得られるように各種の調整を行なう。

スクリーン処理部５５は、主走査方向および副走査方向に予め定められた閾値配列を有するスクリーンにより、画像情報にスクリーン処理を行なう。
本実施の形態の画像形成装置２では、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色の階調表現を行なうのに、これら各色の画像の面積を変化させることにより実現する面積階調法を採用している。この面積階調法を用いて画像を形成する際には、形成する画像を各色毎にスクリーン処理を施し、網点状の画像として形成する。そしてこのような各色の網点状の画像を重ねて形成することにより、フルカラーの画像を形成することができる。即ち面積階調法によって形成した画像は、基本的に網点の集まりである。

図４は、スクリーン処理部５５についてさらに詳しく説明した図である。
図示したようにスクリーン処理部５５は、閾値マトリクス記憶部５５１と、比較部５５２とを備える。
閾値マトリクス記憶部５５１には、主走査方向および副走査方向にマトリクス状に配列する閾値が格納されている。この閾値は、閾値マトリクス記憶部５５１から比較部５５２に読み出される。そして入力画像信号は、１画素毎に比較部５５２にてその値とこの各画素に対応する閾値とが比較される。そして入力画像信号が閾値以上だった場合（入力画像信号≧閾値）は、出力画像信号として１が出力される。一方、入力画像信号が閾値未満だった場合（入力画像信号＜閾値）は、出力画像信号として０が出力される。これにより面積階調による濃度階調が表現される。

図５（ａ）〜（ｂ）は、面積階調法によるスクリーン処理を行なった場合に形成される画像の例を示している。
図５（ａ）では、スクリーンとして、スクリーン角度が６０度のものを使用した例を挙げている。つまり形成される網点Ｎが主走査方向に対し６０度傾いて配列する。さらにこの画像での黒白画素比率は、１３：３７である。
さらに図５（ｂ）では、スクリーンとして、スクリーン角度が４５度のものを使用している。この場合、形成される網点Ｎは主走査方向に対し４５度傾いて配列する。なおこの画像での黒白画素比率も、１３：３７である。

＜後処理装置の説明＞
図６は本実施の形態が適用される後処理装置３について説明した図である。
図６に示した後処理装置３は、画像形成装置２により画像が形成された用紙を読み取る読み取り手段の一例としての読み取り部１００と、画像形成装置２が用紙に画像を形成するための情報である画像情報の一例である印刷データを取得する画像情報取得部の一例としての前処理部１３０と、画像形成装置２により形成された画像を評価する処理を行なう処理部１４０とを備える。
また後処理装置３は、画像形成装置２から送られた用紙を読み取り部１００に搬送する搬送ロール１５１と、画像が読み取られた用紙を読み取り部１００からさらに搬送して排出する搬送ロール１５２と、排出された用紙を載せるトレイ１５３とを備える。

＜読み取り部の説明＞
本実施の形態において読み取り部１００は、用紙の表面および裏面の双方を１回の搬送で読み取ることができる。そしてこれを実現するため用紙の表面の方向である図中上部に配され用紙の表面に形成された画像を読み取る表面用読み取りユニット１１０と、用紙の裏面の方向である図中下部に配され用紙の裏面に形成された画像を読み取る裏面用読み取りユニット１２０とを有する。

表面用読み取りユニット１１０は、画像が形成された用紙に対して光を照射する光源１１１と、用紙で反射した光を導く光学系１１２と、光学系１１２で導かれた光を電気信号に変換するセンサ部１１３とを備える。また裏面用読み取りユニット１２０は、表面用読み取りユニット１１０と同様の構成を有し、光源１１１に対応する光源１２１と、光学系１１２に対応する光学系１２２と、センサ部１１３に対応するセンサ部１２３とを備える。

以下、表面用読み取りユニット１１０について説明を行なうが、裏面用読み取りユニット１２０についても同様である。
光源１１１は、例えば、一対の直管のキセノン蛍光ランプ１１１ａ、１１１ｂにより構成される。そして搬送面を通過する用紙に対し光を照射し、用紙に形成された画像の情報としての反射光を生成させる。
本実施の形態において、光源１１１を一対のキセノン蛍光ランプ１１１ａ、１１１ｂにより構成することで、用紙が搬送面から傾いて搬送される場合でも用紙に照射される光の照度に変化が生じにくくなる。即ち、キセノン蛍光ランプが１つであると用紙が傾いたときに用紙に照射される光の照度に変化が生じやすく、この場合、画像を正常に読み取れないときがある。

光学系１１２は、用紙により反射された光をミラー１１２ａにより反射してセンサ部１１３に導く。なお図６では図示していないが、光学系１１２は、詳しくは以下の図７で説明する構成を有する。

図７（ａ）〜（ｂ）は、光学系１１２について更に詳しく説明した図である。
なお説明の便宜上、図７の光学系１１２は、ミラー１１２ａが入らない構成を例として図示している。

このうち図７（ａ）は、光学系１１２を図６と同じ向きから見た場合を図示している。また図７（ｂ）は、光学系１１２を図６中のＶＩＩｂ方向から見た場合を図示している。
図７（ａ）〜（ｂ）において、用紙Ｐで反射した光は、光学系１１２を通過してセンサ部１１３に入射する。このとき図７（ｂ）に示すように光学系１１２を通過した光は、光軸とほぼ平行となっている。即ち光学系１１２は、像側がテレセントリック光学系（Telecentricoptical system）である。詳しくは後述するが、光学系１１２をこのようにすることで、倍率誤差等の光学的な誤差が生じにくいという利点がある。

また図７では、センサ部１１３の構成についても併せて図示している。
センサ部１１３は、光学系１１２を通過した用紙からの光を２方向に分岐する分岐手段の一例としてのビームスプリッタ１１３ａと、ビームスプリッタ１１３ａにより分岐した光の一方が入射し、用紙Ｐに形成された画像の明るさを読み取る白黒検出器の一例としての白黒センサ１１３ｂと、ビームスプリッタ１１３ａにより分岐した光の他方が入射し、用紙Ｐに形成された画像の色彩を読み取る色検出器の一例としてのカラーセンサ１１３ｃとを備える。

本実施の形態では、白黒センサ１１３ｂおよびカラーセンサ１１３ｃは、双方ともＣＣＤ(電荷結合素子：Charge Coupled Device)を備えたセンサであり、このＣＣＤにより入射した光を光電変換して電荷とし、電気信号を生成する。
本実施の形態では、このＣＣＤがライン状に配されるラインセンサとなっており、用紙Ｐが搬送されると、用紙Ｐの移動に応じてライン状に画像を順次読み取っていく。そして白黒センサ１１３ｂで生成される電気信号は、輝度信号として出力される。またカラーセンサ１１３ｃは、Ｒ（Ｒｅｄ）、Ｇ（Ｇｒｅｅｎ）、Ｂ（Ｂｌｕｅ）の各色に対応するＣＣＤが、３列に配列し、用紙Ｐに記録された画像をＲＧＢの各色で測定することが可能となっている。つまり３ラインカラーＣＣＤとなっている。よってカラーセンサ１１３ｃで生成される電気信号は、Ｒ、Ｇ、Ｂそれぞれの色信号として出力される。

ここで用紙Ｐに形成された画像を読み取ったときに、読み取った画像にモアレが発生することがある。
このモアレが発生する一因として、画像に階調表現を行なうために用紙Ｐに形成される網点の存在が挙げられる。つまり用紙Ｐに形成された網点の配列とＣＣＤ画素の構造との間に周波数干渉が生じ、そのためこの周波数干渉を原因とするモアレが発生する場合がある。

このモアレを抑制する従来技術として、読み取った画像に対しソフトウェア処理を行なう技術が存在する。
これは例えば、次のような手順で行なわれる。
（ｉ）最終的に得たい解像度の倍以上の解像度で用紙Ｐに形成された画像を読み取る。
（ii）読み取った画像にガウシアンフィルタをかけることで、読み取った画像における網点をつぶす。
（iii）読み取った画像を得たい解像度に変換する。これは例えば、バイキュービック法などにより行なわれる。
（iv）解像度の変換後、アンシャープマスクをかけることで輪郭を強調する。

しかしながらこのような読み取った画像に対しソフトウェア処理を行なう方法は、画像により向き不向きがあり、どの画像に対しても有効であるとは言えない。また用紙Ｐに形成される網点の線数は、一様であるとは限らず種々の線数による網点を混在させた画像も存在する。この場合、ソフトウェア処理を行なう方法は、対応できる方法であるとは言えない。さらに用紙Ｐに形成された画像を高い解像度で読み取る必要があるため、読み取りセンサへの負担が大きく、さらに処理速度が低くなりやすいという問題もある。
そこで本実施の形態では、以下の方法により、読み取った画像にモアレが発生する現象を抑制する。

本実施の形態において、白黒センサ１１３ｂは、光学系１１２の合焦状態になるベストフォーカスの位置に配され、カラーセンサ１１３ｃは、光学系１１２の合焦状態から外れた焦点状態であるデフォーカスの位置に配される。これは、ビームスプリッタ１１３ａにより白黒センサ１１３ｂに導かれる光の光路長とカラーセンサ１１３ｃに導かれる光の光路長を異ならせることにより行なうことができる。本実施の形態では、図７（ａ）で示すようにカラーセンサ１１３ｃを白黒センサ１１３ｂよりビームスプリッタ１１３ａからより遠い位置に配置する。これにより白黒センサ１１３ｂに導かれる光によりカラーセンサ１１３ｃに導かれる光の方が、光路長が長くなっている。
なおカラーセンサ１１３ｃは、画像を形成するのに使用されるスクリーンの最小周波数が光学系１１２のＭＴＦ（Modulation Transfer Function）値となるような位置に配置することが好ましい。

このようにカラーセンサ１１３ｃをデフォーカスとなる位置に配することにより読み取った画像の高周波成分が除去される。そして例えば、画像の階調表現を行なうために用紙Ｐに形成された網点の配列とＣＣＤ画素の構造の周波数干渉を抑制することができる。そのため、この周波数干渉を原因とする読み取った画像におけるモアレの発生を抑制することができる。そのため、階調を有する画像の評価をより高い精度で行なうことができる。
一方、本実施の形態では、文字等の線画を評価する場合は、ベストフォーカスにて白黒センサ１１３ｂにより読み取った画像を使用する。これにより線画から構成される画像の評価をより高い精度で行なうことができる。

なおこのとき光学系１１２は、像側テレセントリック光学系であるため、白黒センサ１１３ｂとカラーセンサ１１３ｃが用紙Ｐから異なる光路長となる位置に置かれても、倍率の差が生じにくい。そのため後述する画像の評価において精度がより高くなりやすい。さらに光学系１１２の構造が簡易となり、光学的な調整難易度が低いという利点も有する。

＜前処理部の説明＞
図８は、前処理部１３０について説明した図である。
図示するように前処理部１３０は、画像形成装置２から画像形成装置２が用紙に画像を形成するための情報である印刷データを取得し、解像度を変換する解像度変換部１３１と、解像度変換部１３１により解像度が変換された印刷データのうち用紙の表面用のものを一次蓄積する表面用バッファ１３２と、用紙の裏面用のものを一次蓄積する裏面用バッファ１３３とを備える。

解像度変換部１３１で取得する印刷データは、図３のスクリーン処理部５５でスクリーン処理された後のＹＭＣＫ各色の印刷データである。そして解像度変換部１３１では、取得した印刷データを、後述する処理部１４０において画像を評価するのに適した解像度に変換する。例えば、取得した印刷データが６００ｄｐｉ（dots per inch）だったとすると、この解像度変換部１３１において３００ｄｐｉになるようにする。
このように解像度を落とすのは、本実施の形態の後処理装置３では、画像の評価を行なうのに処理速度が速いことが求められるためである。そのため解像度を落とすことで後述する処理部１４０の負担を軽くする。また解像度を３００ｄｐｉに落としても線画の評価を行なうための解像度としては十分高いため線画の評価に対する影響は生じにくい。

また表面用バッファ１３２と裏面用バッファ１３３では、読み取り部１００における用紙に形成された画像の読み取りに合わせて、この画像に対応する印刷データを処理部１４０に送出する。

＜処理部の説明＞
図９は、処理部１４０について説明した図である。
以下、用紙の表面の画像について評価を行なう場合を例に取り説明する。
図示するように処理部１４０は、前処理部１３０の表面用バッファ１３２から表面用の印刷データを受け取り、印刷データから画像形成装置２により用紙に形成されるべき画像の輝度を算出する算出部の一例としての輝度算出部１４１と、読み取り部１００の白黒センサ１１３ｂから輝度信号を受け取り、この中から低周波成分をカットする低周波カットフィルタ１４２と、白黒センサ１１３ｂにより読み取られた画像から導出される輝度と輝度算出部１４１により算出された輝度とを比較する比較部の一例としての輝度比較部１４３とを備える。

更に処理部１４０は、表面用の印刷データから画像形成装置２により用紙に形成されるべき画像の色度を算出する算出部の一例としての色度算出部１４４と、読み取り部１００のカラーセンサ１１３ｃから色信号を受け取り、この中から高周波成分をカットする高周波カットフィルタ１４５と、カラーセンサ１１３ｃにより読み取られた画像から導出される色度と色度算出部１４４により算出された輝度とを比較する比較部の一例としての色度比較部１４６とを備える。
そして更に処理部１４０は、輝度比較部１４３による輝度の比較結果と色度比較部１４６による色度の比較結果から画像形成装置２により形成された画像を評価する画像評価部１４７を備える。

なお用紙の裏面の画像について評価を行なう場合は、前処理部１３０の表面用バッファ１３２から表面用の印刷データを受け取るかわりに、前処理部１３０の裏面用バッファ１３３から裏面用の印刷データを受け取ることになる。ただし以外の構成は、同様である。

輝度算出部１４１は、上述の通り印刷データから画像形成装置２により用紙に形成されるべき（はずの）画像の輝度を算出するが、このとき白黒センサ１１３ｂの分光特性を反映させた輝度を算出することが好ましい。つまり白黒センサ１１３ｂは、ＹＭＣＫ各色に対する感度（ゲイン）が異なるためこの特性を考慮して輝度の算出を行なう。より具体的には、印刷データがＹＭＣＫ各色の値から成る場合、これに対する感度比率を予め求めておき、この感度比率を画像の輝度を算出するのに利用する。
例えば、Ｙ色の感度比率Ｓｙ＝０．３、Ｍ色の感度比率Ｓｍ＝０．６、Ｃ色の感度比率Ｓｃ＝０．７、Ｋ色の感度比率Ｓｋ＝１．０とし、輝度をＰとした場合、輝度Ｐは以下の（１）式より求めることができる。これは白黒センサ１１３ｂの分光特性を反映させた関数を設定することで輝度を算出すると言い換えることもできる。

Ｐ＝Ｓｙ・Ｙ＋Ｓｍ・Ｍ＋Ｓｃ・Ｃ＋Ｓｋ・Ｋ …（１）

低周波カットフィルタ１４２は、線画の評価を行なうのに妨げとなりやすい画像中の低周波成分を低減し、画像の評価の精度を向上させる役割を担う。

輝度比較部１４３は、白黒センサ１１３ｂによる輝度と（１）式等により算出された輝度とを比較し、マッチングスコアとして出力する。本実施の形態では、輝度の比較として、例えばこの２つの輝度の差分の絶対値を求める。そしてこの差分の絶対値を画像形成装置２により形成された１頁中の各部分についてそれぞれ算出し、これらの総和をマッチングスコアとする。

一方、色度算出部１４４は、印刷データから画像形成装置２により用紙に形成されるべき（はずの）画像の色度を算出する。そしてこのとき画像形成装置２により形成される画像の色特性を加味しつつ色度を算出することが好ましい。つまり画像形成装置２は、ＹＭＣＫ色の各トナーが混合した場合、クロストークが生じるためこの特性を考慮して色度の算出を行なう。より具体的には、印刷データがＹＭＣＫ各色の値からなる場合、このＹＭＣＫの各値よりＲＧＢの各色度が画像形成装置２の色特性からどのようになるかの関数を予め求めておく。そしてこの関数から画像形成装置２により用紙に形成されるべき画像の色度を算出する。

ここでは、算出する色度をＲｉ、Ｇｉ、Ｂｉとしたとき、この関数を以下の（２）式〜（４）式で表わす。これは画像形成装置２の色特性を反映させた関数を設定することで色度を算出すると言い換えることもできる。

Ｒｉ＝ｆｒ（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ） …（２）
Ｇｉ＝ｆｇ（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ） …（３）
Ｂｉ＝ｆｂ（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ） …（４）

高周波カットフィルタ１４５は、読み取った画像中の高周波成分を低減させる。なお本実施の形態ではデフォーカス状態にてカラーセンサ１１３ｃにより用紙に形成された画像を読み取るため、用紙に形成された画像中の高周波成分は、ほぼ除去されているものと考えられる。ただしカラーセンサ１１３ｃにより用紙に形成された画像を読み取るときに、例えば、３００ｄｐｉで読み取った場合、この周期に起因する高周波成分が読み取った画像中に混在する可能性がある。そのため本実施の形態では、この高周波成分を低減するため高周波カットフィルタ１４５を設けている。

色度比較部１４６は、カラーセンサ１１３ｃによる色度と上記（２）式〜（４）式により算出された色度とを比較し、マッチングスコアとして出力する。本実施の形態では、色度の比較として、例えばＲＧＢ各色についてこの２つの色度の差分の絶対値を求める。そして画像形成装置２により形成された１頁中の各部分についてこの差分の絶対値をそれぞれ算出し、これらの総和をマッチングスコアとする。

上述した形態において、輝度比較部１４３や色度比較部１４６から出力されるマッチングスコアが小さいほど画像形成装置２により実際に形成された画像が、本来形成されるべき画像に近いことを示し、マッチングスコアが大きいほど画像形成装置２により実際に形成された画像が、本来形成されるべき画像から外れていることを示す。
なお輝度比較部１４３から出力されるマッチングスコアは、主に文字等の線画の画像の評価結果であると考えられる。一方、色度比較部１４６から出力されるマッチングスコアは、カラー写真等の階調表現された画像の評価結果であると考えられる。

そこで本実施の形態では、画像評価部１４７において、輝度のマッチングスコアと色度のマッチングスコアを、用紙が使用される用途に応じてそれぞれ重み付けをして最終的な画像の評価を行なう。言い換えれば、画像評価部１４７は、白黒センサ１１３ｂにより読み取られた画像から導出される輝度と輝度算出部１４１により算出された輝度との比較結果とカラーセンサ１１３ｃにより読み取られた画像から導出される色度と色度算出部１４４により算出された色度との比較結果を、用紙が使用される用途に応じてそれぞれ重み付けをして画像を評価する。

より具体的には、画像形成装置２により形成される画像が、例えば請求書の印刷だった場合は、小数点が正確に打たれているか、数字が正確に印刷できているかが問題になる。そのため線画の評価がより重要になる。よって色度のマッチングスコアより輝度のマッチングスコアをより大きく重み付けをしてこの２つのマッチングスコアを加算する。また画像形成装置２により形成される画像が、例えばカラー写真の印刷だった場合は、輝度のマッチングスコアより色度のマッチングスコアをより大きく重み付けをしてこの２つのマッチングスコアを加算する。そしてこの加算値が予め定められた閾値を超えた場合は、エラーとしてログ（ＬＯＧ）を残す等の処理を行なう。

また図１０は、処理部１４０の他の形態について説明した図である。
以下、図９と同様に用紙の表面の画像について評価を行なう場合を例に取り説明する。
図１０に示した処理部１４０は、図９に示した処理部１４０に対し、色度算出部１４４の後段に解像度変換部１４８が配され、さらに高周波カットフィルタ１４５のかわりに解像度変換部１４９が配される。

処理部１４０をこのような構成とすることで色度比較部１４６から出力されるマッチングスコアの精度がより向上することがある。つまり用紙に形成された画像が、カラー写真等である場合、微細な範囲の色が問題になることは少なく、より大きな範囲の色味が問題となりやすい。つまり用紙に形成された画像を見る者は、ある範囲の色味を見て、その画像が自然であるか、不自然であるかを判断する。よって色度の評価を行なう際には、低解像度で行なうことがむしろ実体に合致していることが多い。そのため本実施の形態では、解像度変換部１４８、１４９において、表面用の印刷データや色信号を１５０ｄｐｉに変換して色度比較部１４６に送り、色度比較部１４６ではより大きな範囲での色度の比較を行なう。

＜マッチングスコアについての説明＞
図１１（ａ）〜（ｂ）は、輝度比較部１４３や色度比較部１４６が、マッチングスコアを算出する方法についてさらに詳しく説明した図である。
ここで図１１（ａ）は、印刷データの中で輝度や色度の比較を行ないたい箇所を表わす。ここではその箇所を例えば、画像形成装置２により形成する画像中の領域Ａであったとする。また図１１（ｂ）は、白黒センサ１１３ｂやカラーセンサ１１３ｃで読み取った画像において領域Ａに対応する領域を領域Ａ’として図示している。この領域Ａ、領域Ａ’は、例えば、解像度が３００ｄｐｉで階調８ｂｉｔの、１６ｄｏｔ×１６ｄｏｔの範囲の領域である。

しかしながら白黒センサ１１３ｂやカラーセンサ１１３ｃで読み取る画像は、搬送される用紙が傾いたり、位置ずれが生じるため、領域Ａ’の箇所は搬送される用紙毎に変動し、その箇所は定まっていない。ただしこの変動範囲は、予め定められた範囲に限定される。よって本実施の形態では、この変動範囲として領域Ｓを設定し、この領域Ｓ中から領域Ａ’を見つけ出す。具体的には、領域Ｓ中で領域Ａ’と同じ範囲の領域を順次選択し（図１１（ｂ）においてこの領域を領域Ｓ１、Ｓ２、…、として図示）、領域Ａとこれら領域Ｓ１、Ｓ２、…の輝度や色度を比較していく。そして最もその差が小さかった箇所を領域Ａ’とする。さらにこの差の絶対値をこの領域Ａと領域Ａ’のマッチングスコアとする。
そしてこの作業を画像形成装置２で画像が形成された１頁分の用紙全体にわたり、繰り返す。つまり次に例えば、図１１（ａ）において領域Ａの隣の領域である領域Ｂと、図１１（ｂ）において領域Ａ’の隣の領域である領域Ｂ’との比較を行ない、輝度や色度の差の絶対値をこの箇所のマッチングスコアとする。そしてこれを１頁分の用紙全体に渡り繰り返して行い、これらのマッチングスコアを全て加算することで、この用紙に形成された画像のマッチングスコアとする。

＜後処理装置の動作についての説明＞
次に後処理装置３の動作について説明を行なう。
図１２は、後処理装置３の動作について説明したフローチャートである。
以下、図６、図８、図９、図１２を用いて後処理装置３の動作について説明する。
まず画像形成装置２により画像が形成された用紙が後処理装置３に搬送されると、搬送ロール１５１により読み取り部１００に搬送される（ステップ１０１）。読み取り部１００に搬送された用紙は、読み取り部１００により表面を表面用読み取りユニット１１０により画像が読み取られるとともに、裏面を裏面用読み取りユニット１２０により画像が読み取られる（ステップ１０２）。そして表面用読み取りユニット１１０および裏面用読み取りユニット１２０の白黒センサ１１３ｂやカラーセンサ１１３ｃで読み取った画像のデータは、輝度信号および色信号として処理部１４０に送られ、処理部１４０は読み取った画像のデータを受け取る（ステップ１０３）。

一方、前処理部１３０は、画像形成装置２から印刷データを取得し（ステップ１０４）、図８で説明した解像度変換等の処理をする（ステップ１０５）。そして前処理部１３０は、この印刷データを処理部１４０に送出し、処理部１４０は、この印刷データを受け取る（ステップ１０６）。

そして処理部１４０では、用紙の表面および裏面のそれぞれについて、輝度や色度の比較を図９や図１１で説明した方法により行ない、マッチングスコアを算出する（ステップ１０７）。そしてこの比較結果であるマッチングスコアに基づき、画像評価部１４７において用紙に形成された画像の評価を行なう（ステップ１０８）。

以上のようにして用紙に形成された画像の評価をより精度よく行なうことができる。また用紙に形成された画像の評価を、より高速に行なうことができ、リアルタイム処理が可能となる。

なお、以上説明した後処理装置３が行なう処理は、ソフトウェアとハードウェア資源とが協働することにより実現される。即ち、後処理装置３に設けられた制御用コンピュータ内部の図示しないＣＰＵが、後処理装置３の各機能を実現するプログラムを実行し、これらの各機能を実現させる。

よって後処理装置３が行なう処理は、コンピュータに、用紙に網点を形成することで画像の階調表現を行なう画像形成装置２により用紙に形成された画像を、白黒センサ１１３ｂにより合焦状態にて読み取ることで導出される輝度と、画像をカラーセンサ１１３ｃにより合焦状態から外れた焦点状態にて読み取ることで導出される色度とを取得する機能と、画像形成装置２が用紙に画像を形成するための情報である印刷データを取得する機能と、取得された印刷データから画像形成装置２により用紙に形成されるべき画像の輝度と色度とをそれぞれ算出する機能と、白黒センサ１１３ｂにより読み取られた画像から導出される輝度と算出された輝度とを比較するとともに、カラーセンサ１１３ｃにより読み取られた画像から導出される色度と算出された色度とを比較する機能と、輝度および色度の比較結果により画像形成装置２により形成された画像を評価する機能と、を実現させるプログラムとして捉えることができる。

１…画像形成システム、２…画像形成装置、３…後処理装置、１００…読み取り部、１１２、１２２…光学系、１１３ａ…ビームスプリッタ、１１３ｂ…白黒センサ、１１３ｃ…カラーセンサ、１３０…前処理部、１４０…処理部、１４１…輝度算出部、１４３…輝度比較部、１４４…色度算出部、１４６…色度比較部、１４７…画像評価部

Claims (7)

1. 記録材に網点を形成することで画像の階調表現を行なう画像形成装置により記録材に形成された画像を、合焦状態にて読み取る白黒検出器、および、当該画像を合焦状態から外れた焦点状態にて読み取る色検出器を有する読み取り手段と、
   前記画像形成装置が記録材に画像を形成するための情報である画像情報を取得する画像情報取得部と、
   前記画像情報取得部により取得された前記画像情報から前記画像形成装置により記録材に形成されるべき画像の輝度と色度とをそれぞれ算出する算出部と、
   前記読み取り手段において前記白黒検出器により読み取られた画像から導出される輝度と前記算出部により算出された輝度とを比較するとともに、前記色検出器により読み取られた画像から導出される色度と当該算出部により算出された色度とを比較する比較部と、
   前記比較部による比較結果により前記画像形成装置により形成された画像を評価する画像評価部と、
   を備える画像評価装置。
2. 前記読み取り手段は、光源から照射され記録材で反射された光を２方向に分岐して前記白黒検出器および前記色検出器に導く分岐手段をさらに有し、
   前記分岐手段により前記白黒検出器に導かれる光の光路長と前記色検出器に導かれる光の光路長を異ならせることにより、当該白黒検出器を合焦状態とするとともに当該色検出器を合焦状態から外れた焦点状態とすることを特徴とする請求項１に記載の画像評価装置。
3. 前記読み取り手段は、像側テレセントリック光学系を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の画像評価装置。
4. 前記画像評価部は、前記白黒検出器により読み取られた画像から導出される輝度と前記算出部により算出された輝度との比較結果と、前記色検出器により読み取られた画像から導出される色度と当該算出部により算出された色度との比較結果とを、前記記録材が使用される用途に応じてそれぞれ重み付けをして画像を評価することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の画像評価装置。
5. 記録材に網点を形成することで画像の階調表現を行なう画像形成装置と、
   前記画像形成装置により記録材に形成された画像を合焦状態にて読み取る白黒検出器、および当該画像を合焦状態から外れた焦点状態にて読み取る色検出器を有する読み取り手段と、当該画像形成装置が記録材に画像を形成するための情報である画像情報を取得する画像情報取得部と、当該画像情報取得部により取得された当該画像情報から当該画像形成装置により記録材に形成されるべき画像の輝度と色度とをそれぞれ算出する算出部と、当該読み取り手段において当該白黒検出器により読み取られた画像から導出される輝度と当該算出部により算出された輝度とを比較するとともに当該色検出器により読み取られた画像から導出される色度と当該算出部により算出された色度とを比較する比較部と、当該比較部の比較結果により当該画像形成装置により形成された画像を評価する画像評価部と、を備える画像評価装置と、
   を備えることを特徴とする画像形成システム。
6. コンピュータに、
   記録材に網点を形成することで画像の階調表現を行なう画像形成装置により記録材に形成された画像を、白黒検出器により合焦状態にて読み取ることで導出される輝度と、当該画像を色検出器により合焦状態から外れた焦点状態にて読み取ることで導出される色度とを取得する機能と、
   前記画像形成装置が記録材に画像を形成するための情報である画像情報を取得する機能と、
   取得された前記画像情報から前記画像形成装置により記録材に形成されるべき画像の輝度と色度とをそれぞれ算出する機能と、
   前記白黒検出器により読み取られた画像から導出される輝度と算出された輝度とを比較するとともに、前記色検出器により読み取られた画像から導出される色度と算出された色度とを比較する機能と、
   輝度および色度の比較結果により前記画像形成装置により形成された画像を評価する機能と、
   を実現させるプログラム。
7. 前記画像形成装置により記録材に形成されるべき画像の輝度を、前記白黒検出器の分光特性を反映させた関数を使用して算出するとともに、
   前記画像形成装置により記録材に形成されるべき画像の色度を、当該画像形成装置の色特性を反映させた関数を使用して算出することを特徴とする請求項６に記載のプログラム。

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