JP3582245B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、デジタル複写機、デジタルプリンタ、インクジェットプリンタ、印刷機等といった画素で画像を形成する画像形成装置に関し、特に、視覚的に知覚される主画像とは別のパターン画像等といった付加画像を前記主画像に目障りとならないように埋め込む画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、カラー複写機などの装置において、本来複写すべきでない主画像が複写される場合に、主画像を複写した装置や人物を特定することを目的として、装置の製造番号や使用者識別子等を表すパターン画像を主画像中に埋め込むことが行われている。
【０００３】
例えば、特開平４−２９４６８２号公報には、イエローのトナーを用いて装置の製造番号等を表すパターンをカラー主画像中に埋め込む発明が開示されている。この発明は、人間の目がイエローのトナーで描かれたパターンに対して識別能力が低いことを利用して、カラー主画像とは別の情報をカラー主画像中に目障りとならないように埋め込むものである。
【０００４】
しかしながら、上記した発明にあっては、出力すべきカラー主画像とは無関係のパターン画像を前記カラー主画像に付加するために、付加したパターン画像がノイズとなって本来のカラー主画像の画質を劣化させてしまうという欠点があった。また、上記した発明は、イエローのトナーを搭載したカラー複写機等の画像形成装置に適用されるものであり、モノクロ（単色）の複写機やプリンタ等の画像形成装置には適用することができなかった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、主画像中に当該主画像とは別のパターン画像を埋め込む発明は従来より提案されているが、パターン画像を付加することによって本来出力する対象の主画像の画質が劣化するといった問題や、モノクロ複写機やモノクロプリンタ等といったモノクロの画像形成装置では、出力対象の主画像に別の付加画像を埋め込むことができないという問題が生じていた。
【０００６】
本発明は上記従来の事情に鑑みなされたもので、カラー及びモノクロの複写機やプリンタ等の画像形成装置において、主画像の画質を劣化させずにパターン画像等といった付加画像を埋め込むことのできる画像形成装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は主画像を構成する画素に着目したことに特徴があり、上記した目的を達成するために、付加画像に含まれた像部分を形成する主画像中の領域か否かに応じて出力画素の描画位置を変更することによって、主画像に付加画像を埋め込む。
【０００８】
なお、像部分とは、付加画像中の或る一定以上の濃度を持った部分をいい、図３に示すパターン画像３２では、文字「Ａ」の部分３２ａが像部分である。また、像部分を形成する主画像中の領域とは、像部分を反映させる主画像中の領域をいい、図３では領域３４のことである。
また、上記した出力画素とは、出力装置（プリンタ、複写機、ファクシミリ、印刷における版生成装置等）が描画できる最小単位であり、その最小単位の大きさ、形態、位置は可変である。
【０００９】
そこで、本発明に係る画像形成装置では、例えば、主画像入力手段から入力された主画像を、画像描画手段が出力すべき画素の濃度により線幅を変更する万線スクリーンを用いて描画する。そして、付加画像入力手段から入力された付加画像を主画像に埋め込む場合には、画像描画手段による主画像の描画に際して、位置変更手段が前記付加画像に含まれた像部分を形成する当該主画像中の領域か否かに応じて出力画素の描画位置を万線スクリーンの線幅方向にスクリーン幅内で変更し、制御手段が位置変更手段により変更された位置に万線スクリーンを用いて画像描画手段により画素を描画させる。
【００１０】
なお、上記した万線スクリーンの幅とは、出力画素の最大幅をいい、例えば２００線（２５．４ｍｍあたり２００線）の万線スクリーンの場合には０．１２７ｍｍとなる。
上記した画像形成装置によれば、万線スクリーンの性質を利用して、主画像の画質を劣化させることなく、主画像に付加画像を埋め込むことができる。
【００１１】
また、本発明に係る画像形成装置では、例えば、主画像入力手段から入力された主画像を、画像描画手段が出力すべき画素の濃度により画素の大きさを変更するドットスクリーンを用いて描画する。そして、付加画像入力手段から入力された付加画像を主画像に埋め込む場合には、画像描画手段による主画像の描画に際して位置変更手段が前記付加画像に含まれた像部分を形成する当該主画像中の領域か否かに応じて出力画素の描画位置をセル内で変更し、制御手段が位置変更手段により変更された位置にドットスクリーンを用いて画像描画手段により画素を描画させる。
なお、上記したセルとは、ドットスクリーンを構成する単位領域をいい、例えば、図８に示すように点線で囲まれている最小の正方形領域をいう。
【００１２】
上記した画像形成装置によれば、ドットスクリーンの性質を利用して、主画像の画質を劣化させることなく、主画像に付加画像を埋め込むことができる。
【００１３】
また、本発明に係る画像描画手段では、例えば以上のような画像形成装置において、付加画像入力手段から入力された付加画像を主画像に埋め込む場合には、画像描画手段による当該主画像の描画に際して、前記付加画像の像部分の濃度情報に応じて変更制御手段が位置変更手段を制御し、前記像部分を形成する当該主画像中の領域について出力画素の描画位置を変更させる。
【００１４】
上記した画像形成装置では、主画像の画質を劣化させることなく、主画像に付加画像を埋め込むことができるとともに、埋め込む付加画像に当該付加画像の濃度情報を持たせることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
まず、本発明に係る画像形成工程の大まかな構成を図１を参照して説明する。画像形成装置は大きく分けて画素生成工程１と画素出力工程２とから構成されており、視覚的に知覚される入力主画像及び当該入力主画像とは別のパターン画像が入力されると、本発明は画素生成工程１において、パターン画像の濃度に応じて主画像中の前記パターン画像の成す領域の画素の位置を変化させて、主画像の画素を生成することに特徴がある。なお、画素出力工程２は、電子写真、インクジェット等といった画素を出力できるものならどのような手段によってもよい。
【００１６】
本発明の第１実施例に係る万線スクリーンを用いて画像を生成する電子写真方式カラーレーザプリンタの要部を図２を参照して説明する。
このレーザプリンタには、Ｄ／Ａ変換器２１、三角波発振器２２、選択回路２３、三角波選択信号生成器２４、比較器２５、レーザ駆動系２６が備えられている。
【００１７】
Ｄ／Ａ変換器２１は入力された主画像を表すデジタル濃度情報をアナログ電圧情報に変換し、これを比較器２５の一方の入力端子に出力する。
三角波発振器２２は、出力画素の描画位置を万線スクリーンの幅方向（主走査方向ともいう。）に変更するための三角波を発生し、具体的には、例えば同図中に示すような頂点の位置が異なる４種類の三角波２７、２８、２９、３０を発生する。なお、三角波２７、２８、２９、３０の１単位の幅は万線スクリーンの幅の１単位に相当する。
【００１８】
選択回路２３は三角波発振器２２によって発生された三角波２７、２８、２９、３０のいずれか一つを選択し、これを比較器２５の他方の入力端子に出力する。
三角波選択信号生成器２４は、入力されたパターン画像の濃度情報に基づいた三角波を選択する選択信号、或いは、入力されたコントロール信号に基づいたパターン画像の濃度に関わらない三角波を選択する選択信号のいずれかを送信し、選択回路２３の選択処理を制御する。パターン画像の濃度に基づいた三角波の選択信号としては、例えばパターン画像の濃度が「０」〜「ＦＦ」（１６進数）で表されているとした場合には、濃度が「０」〜「３Ｆ」といった像部分以外の部分のときは三角波３０を、濃度が「４０」〜「７Ｆ」といった像部分のときは三角波２９を、濃度が「８０」〜「ＢＦ」といった像部分のときは三角波２８を、濃度が「Ｃ０」〜「ＦＦ」といった像部分のときは三角波２７を選択する信号がある。一方、コントロール信号に基づいた選択信号としては、例えば、像部分以外の部分のときに選択される三角波３０を常に選択するといった信号がある。
【００１９】
なお、本実施例では、副走査方向（主走査方向と直交する方向）に走査する際には、三角波選択信号生成器２４がコントロール信号に基いた三角波３０を選択する選択信号と、パターン画像の濃度情報に基づいた三角波を選択する選択信号とを交互に送信している。
【００２０】
比較器２５は入力主画像のアナログ電圧と三角波のレベル（アナログ電圧）を比較して、三角波のレベルが入力主画像のアナログ電圧より大きい時に“Ｈ”（すなわち、レーザをＯＮ）、小さい時に“Ｌ”（すなわち、レーザをＯＦＦ）を出力する。したがって、三角波２７が選択されているときは最も遅いタイミングで、三角波２８が選択されている時は次に遅いタイミングで、三角波２９が選択されているときは三角波２８の次に遅いタイミングで、三角波３０が選択されているときには自己の三角波を含む上記４つの三角波の中で最も早いタイミングで“Ｈ”レベルがレーザ駆動系２６に入力される。
【００２１】
レーザ駆動系２６は、万線スクリーンを用いて出力画素を描画する手段であり、レーザＯＮの指令に応じて、例えば感光体ドラムといった記録媒体上に出力画素を走査しながら描画する。したがって、三角波２７が選択されているときには出力画素は万線スクリーン幅内における主走査方向の最も後方部に描画され、三角波３０が選択されているときには出力画素は万線スクリーン幅内における主走査方向の最も前方部に描画される。
【００２２】
すなわち、上記構成の電子写真方式レーザプリンタによれば、入力主画像はＤ／Ａ変換器２１でアナログ電圧に変換されて比較器２５に入力され、また、三角波発振器２２で発生された三角波２７、２８、２９、３０のいずれか一つが、入力されたパターン画像の濃度情報に応じて選択回路２３で選択されて比較器２５に入力される。そして、比較器２５は選択された三角波の形状に基づいたタイミングでレーザ駆動系２６を制御し、万線スクリーンの幅内において当該幅方向に変位した位置に出力画素を描画させる。
【００２３】
図３は、入力主画像３１に対して、文字「Ａ」を成す部分３２ａは濃度「ＦＦ」、その他の部分３２ｂは濃度「０」となっている２値画像のパターン画像３２を埋め込んだ様子を示したものであり、出力主画像３３にはパーターン画像３２が埋め込まれている。すなわち、出力主画像３３には、パターン画像３２の像部分である部分３２ａが領域３４に反映されている。なお、領域３４を示す破線は説明のためにつけたものであり、実際には存在していない。
【００２４】
図４は図３の出力した主画像３３の部分３５を拡大したものである。
部分３５の主画像濃度は２５％となっており、万線スクリーン４１中の画素の線幅は万線スクリーン幅の１／４となっている。そして、パターン画像の濃度「０」の部分は三角波３０が選択されるために万線スクリーン中の左端に画素が描画され、パターン画像の濃度「ＦＦ」となっている部分では三角波２７が選択されるために万線スクリーン中の右端に画素が描画されている。したがって、パターン画像の像部分を成す文字「Ａ」を埋め込む領域３４に属する部分では万線スクリーン中の右端に画素が描画される一方、パターン画像の像部分以外を形成する領域３４以外の領域３６に属する部分では、万線スクリーン中の左端に画素が描画されることとなる。
【００２５】
なお、三角波選択信号生成器２４に入力されるコントロール信号によって、画素位置の変更が行われるのは、副走査方向の１ラインおきになっている。すなわち、副走査方向の１ラインおきの描画部ライン４２、４３、４４、４５、４６において、パターン画像の濃度が「ＦＦ」の部分の画素は万線スクリーンの中の右端に描画し、パーターン画像の濃度が「００」の部分の画素は万線スクリーン中の左端に描画する一方、上記した描画部ライン４２、４３、４４、４５、４６以外の描画部ラインにおいては、画素位置の変更が行われずに描画されている。これによって、位置変更を行う画素の数を極力抑えることができ、万線スクリーンの線数が低いもので主画像を形成した場合でも、出力した主画像中でパターン画像が目立つことを防止できる。
【００２６】
ここで、従来の画像形成では、三角波は１種類であるので、例えば図５に示すように万線スクリーン５１中の画素位置は全て左端に描画される。図４と図５とを比較して分かるように、万線スクリーン中に占める画素の割合はどちらも同一であり、主画像の画像濃度を変更するといった主画像の劣化を起こすことなくパターン画像を埋め込むことができる。
【００２７】
なお、図３では、２値の濃度情報を持ったパターン画像を使用した画像形成を説明していたが、上記したレーザプリンタでは４種類の三角波を備えているので、主画像中に埋め込むパターン画像に４値までの濃度情報を持たせることができる。すなわち、入力されたパターン画像の濃度情報によって４種類の三角波の中のいずれか一つが選択され、出力画素の描画位置が万線スクリーン中で４通りになるために、主画像中に埋め込まれたパターン画像は描画位置の違いによって４値までの濃度情報を保持することができる。
【００２８】
上記のように主画像中に埋め込まれたパターン画像を読み出すには、図６に示すようなシステムを用いる。例えばカラー主画像の場合にはカラー画像読取装置６１によって原稿から主画像を読み取り、この主画像に画像処理手段６２でシェーディング補正等の適切な画像処理を施した後、画素位置検出手段６３で画素の位置を検出する。次に濃度変換手段６４により画素位置からパターン画像に含まれた像部分を形成する領域及び埋め込まれた像部分の濃度情報を検出し、この結果、前記領域から像部分が生成され、前記像部分に濃度情報が反映されてパターン画像が作成され、当該パターン画像がパターン画像表示手段６５によってディスプレイに表示される。一方、画像処理手段６２によって画像処理が施された主画像は画像表示手段６６によってディスプレイに表示される。
【００２９】
ここで、通常、グラフィックスや写真等の画像を形成する場合には、万線スクリーン線数は１００線（２５．４ｍｍあたり１００線）或いは２００線（２５．４ｍｍあたり２００線）の場合が多いため、６００ｄｏｔｓ／２５．４ｍｍ或いは１２００ｄｏｔｓ／２５．４ｍｍの解像度の画像読取装置６１であれば、画素の位置を特定でき、パターン画像の像部分を形成する領域及び当該像部分の濃度情報を支障なく検出することができる。
【００３０】
次に、本発明の第２実施例に係るドットスクリーンを用いて画像を生成する電子写真方式カラーレーザプリンタを説明する。この第２実施例に係る電子写真方式レーザプリンタの要部は図２に示す第１実施例と同様なものとなっており、以下、重複する説明は省略する。
【００３１】
この第２実施例のレーザープリンタでは、入力する主画像の情報が図７に示すように濃度「０」と或る一定濃度値で交互に切り替えた波形７１となっており、例えば、主画像の濃度が「４０」である場合には、平均濃度が「４０」となるように波形７１は濃度「０」と濃度「８０」とを交互に切り替えている。
【００３２】
図８は、このレーザープリンタによって図３に示す主画像３１にパターン画像３２を埋め込んだ主画像３３の部分３５を拡大した図である。
このレーザープリンタでは、三角波の２倍の周期の間隔でレーザー駆動系２６が駆動されてドットを描画しており、パターン画像の濃度「０」の部分は三角波３０が選択されてセル８１に示すようにドットスクリーンのセル中の左端に画素が描画され、パターン画像の濃度「ＦＦ」の部分は三角波２７が選択されてドットスクリーンのセル中の右端に画素が描画されている。したがって、像部分を形成する領域３４に属する部分では、セル中の右端に画素が描画される一方、パターン画像の像部分以外を形成する領域３４以外の領域３６に属する部分では、セル中の左端に画素が描画されることとなる。
【００３３】
なお、三角波選択信号生成器２４に入力されるコントロール信号によって、画素の描画位置の変更が行われるのは、副走査方向の１ラインおきになっている。すなわち、副走査方向の１ラインおきの描画部ライン８２、８３、８４、８５、８６において、パターン画像の濃度が「ＦＦ」となっている部分の画素はドットスクリーンのセル中の右端に描画し、パターン画像の濃度が「００」の部分の画素はドットスクリーンのセル中の左端に描画する一方、上記した描画部ライン８２、８３、８４、８５、８６以外の描画部ラインにおいては、画素位置の変更が行わずに描画する。これによって、位置変更を行う画素の数を極力抑えることができ、ドットスクリーンの線数が低いもので主画像を形成した場合でも、形成した主画像中でパターン画像が目立つことを防止できる。
【００３４】
なお、上記した第１実施例及び第２実施例では、三角波の種類を４種類設けていたが、これに限らず、頂点の位置が異なる三角波をＮ種類（Ｎは任意の数）設けてもよく、Ｎ種類設けた場合には、Ｎ値までの濃度情報を主画像中に埋め込むパターン画像に与えることができる。
【００３５】
また、上記した第１実施例及び第２実施例では、副走査方向の１ラインおきの描画部ラインを画素の位置変更を行う対象としていたが、副走査方向の全ての描画部ラインを画素の描画位置変更を行う対象としてもよく、画素の描画位置変更を行う対象の描画部ラインは任意に決めることができる。
【００３６】
また、上記した第１実施例及び第２実施例では、パターン画像の像部分を形成する主画像中の領域か否かに応じて出力画素の描画位置を変更するだけでなく、さらに、パターン画像の像部分を形成する領域においては当該像部分の濃度情報に応じて出力画素の描画位置を変更するようにしていたが、主画像中の領域がパターン画像の像部分を形成する領域か否かに応じて出力画素の描画位置を変更するだけでも、パターン画像を主画像中に目障りなく埋め込むことができる。
また、上記した第１実施例及び第２実施例では、パターン画像の像部分であるか否かをパターン画像の濃度情報によって把握していたが、これに限らず、例えば、パターン画像に像部分であるか否かといった情報を持たせ、当該情報によって把握するようにしてもよい。
【００３７】
また、上記した第１実施例及び第２実施例では、主画像に付加する付加画像として図３に示すパターン画像３２を用いていたが、付加画像として、例えば図３に示す主画像３１のようなパターンを表していない画像等を用いることができる。
また、上記した第１実施例及び第２実施例では、画素を走査しつつ描画する例を示したが、例えば印刷版の製作のように、走査を行わずに画素によって画像を生成する装置にも本発明は適用することができる。すなわち、本発明は、デジタル複写機、デジタルプリンタ、インクジェットプリンタ、印刷機等といった画素を形成する画像形成装置の全てに適用することができる。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の画像形成装置によれば、主画像を形成する際に、付加画像に含まれた像部分を形成する主画像中の領域か否かに応じて出力画素の描画位置を変更するようにしたために、主画像の画質を劣化させずに付加画像を目障りなく埋め込むことができる。
また、本発明の画像形成装置によれば、付加画像に含まれた像部分を形成する主画像中の領域の出力画素の描画位置の変更を前記像部分の濃度情報に応じて行うようにしたために、主画像の画質を劣化させずに付加画像を目障りなく埋め込むことができるとともに、埋め込んだ付加画像の像部分に当該像部分の濃度情報を持たせることができる。したがって、複数の濃度情報を持たせた付加画像を主画像中に埋め込むことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用する画像形成装置を示す概略構成図である。
【図２】本発明の実施例に係る電子写真方式レーザプリンタの要部を示す構成図である。
【図３】本発明の実施例において、入力画像にパターン画像を埋め込む様子を説明する図である。
【図４】第１実施例における万線スクリーンによる描画例を示す図である。
【図５】従来における万線スクリーンによる描画例を示す図である。
【図６】埋め込まれたパターン画像を抽出するシステムの一例を示す概略構成図である。
【図７】第２実施例における主画像データの例を示す図である。
【図８】第２実施例におけるドットスクリーンによる描画例を示す図である。
【符号の説明】
２１・・・Ｄ／Ａ変換器、
２２・・・三角波発振器、
２３・・・選択回路、
２４・・・三角波選択信号生成器、
２５・・・比較器、
２６・・・レーザ駆動系、

Claims (3)

1. 主画像を入力する主画像入力手段と、
   前記主画像に付加すべき付加画像を入力する付加画像入力手段と、
   前記主画像入力手段により入力された主画像の出力画素を描画する画像描画手段と、
   前記画像描画手段により前記主画像の出力画素を描画する際に、前記主画像の出力画素の描画位置を前記付加画像入力手段により入力された付加画像の当該出力画素と対応する画素の濃度情報に応じて変更する位置変更手段と、
   前記位置変更手段により変更された位置に、前記画像描画手段により前記主画像の出力画素を描画させる制御手段と、を具備することを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１に記載した画像形成装置において、
   前記画像描画手段は、出力すべき主画像の濃度により線幅を変更する万線スクリーンを用いて前記主画像の出力画素を描画し、
   前記位置変更手段は、前記主画像の出力画素の描画位置を前記万線スクリーンの線幅方向にスクリーン幅内で変更し、
   前記制御手段は、前記位置変更手段により変更された位置に、前記万線スクリーンを用いて前記画像描画手段により前記主画像の出力画素を描画させる、ことを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１に記載した画像形成装置において、
   前記画像描画手段は、出力すべき主画像の濃度により前記主画像の出力画素の大きさを変更するドットスクリーンを用いて前記主画像の出力画素を描画し、
   前記位置変更手段は、前記主画像の出力画素の描画位置を前記ドットスクリーンのセル内で変更し、
   前記制御手段は、前記位置変更手段により変更された位置に、前記ドットスクリーンを用いて前記画像描画手段により前記主画像の出力画素を描画させる、ことを特徴とする画像形成装置。

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