(57)【要約】【課題】  情報を付加する際、それが目立たないように濃度を調整することができないため、付加情報が画像中にノイズとして現れてしまい、出力画像の品質を損なう原因となっている。【解決手段】  磁性体トナーのみで生成する発色域と、非磁性体トナーのみで生成する発色域に共通領域があり、座標情報と付加情報に基づいて、色変換テーブルの一部の領域の切り替え機構を有し、付加情報の埋め込み手段として、前記発色域の共通領域の色域において、前記非磁性体トナーのみで描画像形成した微少エリアと前記磁性体トナーのみで描画像形成した微少エリアとの組み合わせを使用することを特徴とする。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
非磁性体トナーと磁性体トナーの２種類のトナーを使用する電子写真方式のカラー印字出力装置であって、
磁性体トナーのみで生成する発色域と、非磁性体トナーのみで生成する発色域に共通領域があり
座標情報と付加情報に基づいて、色変換テーブルの一部の領域の切り替え機構を有し、
付加情報の埋め込み手段として、
前記発色域の共通領域の色域において、前記非磁性体トナーのみで描画像形成した微少エリアと前記磁性体トナーのみで描画像形成した微少エリアとの組み合わせを使用することを特徴とする画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリンターや複写機などの印字機構を含む、電子写真方式の画像処理システムにおいて、印字出力画像に対して、視覚上は判別し難い情報パターンを付加する機能を有する装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、カラー印字を行うための出力装置として、フルカラープリンタやフルカラー複写装置、フルカラーファクシミリ装置などが実用化されている。
【０００３】
カラー複写機やカラープリンタ等の印字出力装置が安価になるとともに、出力される画像の品位が向上するにつれてこれらを利用した複写を禁止された原稿、例えば証券や紙幣等（以下「特定原稿」という）の安易な偽造の増加の危惧が生じている。
【０００４】
また特定原稿のような直接の有価性をもつ印刷物以外にも、画像情報の制作者の権利を保護するために著作権の保護も必要になってきている。
【０００５】
こうした不正複写の防止のため、カラー印字装置においては幾つかの対策が行われてきた。
【０００６】
それらのうちの一つは、カラー複写機やカラープリンタなどに特定原稿の画像パターンを登録し、画像認識によって特定原稿を識別することで、不正複写を防止する処置である。（特許文献1）
更に不正複写防止などのセキュリティ上の目的だけでなく、利便性を高めるために付加的な様々な情報を埋め込み、埋め込まれた情報を利用してサービスを提供したりする試みも存在する。
【０００７】
このために、印字出力に使用された装置を特定したり、このような不正な印字出力を行った人物を特定するため、あるいは利便性を上げるための各種情報、権利情報などを付加する方法として、視覚上目立たない形で各種情報を印字出力に加える処理を行う方法が模索されてきている。
【０００８】
これは例えば、カラー印刷の出力色成分（例えばＹＭＣＫ）の中で、人間の目が最も識別し難い色（例えばＹ）成分の画像信号に、一定値を加える変調を施して、印字出力装置の製造番号などを表すパターンを付加する技術である。
【０００９】
しかしながら、上記従来例においては、余分な色信号を出力画像に単純に重畳するため、付加した信号が元の画像に対して雑音として作用し、出力画像の画像品位が低下するという問題があった。
【００１０】
人間の目で最も識別し難い色で情報を付加するにせよ、このような問題は、特に画像形成が２値処理、すなわち、ディザ法や誤差拡散法などの疑似中間調処理によって行われる装置において顕著に現われており、この場合、画像劣化が目立ちやすいという欠点があった。
【００１１】
特にカラー印刷においては全体の色味が微妙に異なる問題があった。
【００１２】
また、従来の装置では、余分な情報を付加する際、それが目立たないように濃度を調整することができないため、付加情報が画像中にノイズとして現れてしまい、出力画像の品質を損なう原因となっている。
【００１３】
これは、プリントアウト上に付加情報が肉眼で見てとれることになり、好ましいことではない。
【００１４】
このほかにも情報を埋め込む方式として、画像の周波数領域に埋め込む方法もあるが、印字画像では固定ノイズとなり階調の変化がない一様な濃度の領域において視認しやすく、印字品位上好ましくない。
【００１５】
また一般にカラープリンタにおいては発色をより鮮やかにしたり、画質を改善するために、必要最小限な印字色以上の付加的な色を用意して印字出力を行っている。
【００１６】
黒を表現するのに、シアン、マゼンタ、イエローの混色で表現する代わりに黒専用のトナーで置換したり、淡い濃度での粒状感を軽減するために淡色のトナーを用意して、印字品位の向上を図っている。
【００１７】
これらの付加色を有するプリンタでは、同じ色を表現するときのトナーの組み合わせを変えて、情報を埋め込むことが可能である。
【００１８】
たとえば同じシアン色を表現するときに、淡色のシアントナーを多く使用するか、濃色シアントナーを少しだけ使用するか、またシアン、マゼンタ、イエローをどれだけ黒で置き換えるか、などでトナーの付着量が変わる。
【特許文献１】特開平０４−２９４６８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
しかし、実際に特定の色表現の印字出力において、微少領域についてその色がシアン、マゼンタ、イエローの合成色であるか、黒単体であるかを判断する容易な方法はない。
【００２０】
スキャナーで読みとって光学的に判断できるということは、すなわち人間の視覚上においても容易に視認しやすいということを意味し、望ましくない。
【００２１】
これは実際には色表現が異なっている場合が多いためであり、情報の埋め込みを人間が認識してしまう結果となるために望ましくないのである。
【００２２】
また付加的な磁気トナーを用意して画像に付加情報を埋め込んだ場合、メカニズムとして磁気トナー分の余剰な機構が必要になるか、あるいはパフォーマンスの低下を招く結果となる。
【００２３】
４色連続で印字出力するメカニズムに磁気トナー分の光学機構、現像機構を付加した場合、印字機構の大きさは肥大化し、共用される紙搬送機構のパスが長くなり、メカニズムのコストの主要部を占める光学機構、現像機構をふやすことになる。
【００２４】
一色ずつ色を重ねていく方式のメカニズムにおいては、メカニズム自体のコストは増加しないが、今度はパフォーマンスが確実に２割低下することになる。
【００２５】
また画処理機構のページメモリーも余計に必要になる。
【００２６】
また、磁性体の材料として、コストと保磁力の要求をみたし、かつ無色の材料を探すのは難しい。磁性体トナーは有色トナーとなってしまうことが多く、原画像との干渉に配慮する必要がある。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
本発明は、上述した従来例の欠点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、特別な機構の追加やパフォーマンスの低下をもたらすことなく、かつ視覚上認識が困難であるが、検知が容易な付加情報の埋め込み方式を提供することである。
【００２８】
上記課題を解決するため、本発明においては、印字機構の構成として、磁気トナーと非磁気トナーを併用する構成を採用する。
【００２９】
レーザープリンタやＬＥＤプリンタなどの電子写真方式の印字機構においては、トナーの供給や潜像の現像、トナー像の転写などにおいて磁力、電荷間の引力、斥力などを利用して、最終的に用紙上のトナーを作成している。
【００３０】
何種類かの現像機構の構成例があるが、一例として、トナーとキャリアと呼ばれる２つの成分を混合して使用する方式である二成分方式の現像機構と、キャリア成分のない一成分トナーと呼ばれる一成分方式の現像機構の顔料を比較する。
【００３１】
印字用の顔料を含むトナーと、磁性体であるキャリアを分離した２成分トナーにおいては、印字出力された用紙上のトナーにはほとんど磁性体は存在せず、ほぼ非磁性体トナーと見なせる。
【００３２】
一方、トナーとキャリアが一体化した、それ自体が磁性体であり顔料でもある一成分トナーにおいては、印字出力された用紙上のトナーは磁性体であり、磁性体トナーと見なせる。
【００３３】
一成分トナーと二成分トナーの現像機構は共通化できる要素が大きく、メカニズムのコスト上の増分はほとんど無い。
【００３４】
トナー色の振り分けとして、磁気トナー群と、非磁気トナー群において、同じ色域再現が出来る組み合わせを採用する。
【００３５】
もっとも単純な例としては、黒に磁気トナーを割り当て、シアン、マゼンタ、イエローの３色にたいして非磁気トナーを割り当てる。
【００３６】
このような割り当てを行うことによってグレイ領域において、同じ色について、黒単体での印字表現と、シアン、マゼンタ、ブラックの混色表現を座標と埋め込み情報の制御によって選択を切り替えることによって、付加情報の埋め込みを行うことが可能になる。
【００３７】
磁気トナーと非磁気トナーの併用によって、一色分の余計な光学機構、現像機構、トナー補給機構を用意する必要もなく、パフォーマンスの低下をもたらすこともなく、磁気情報の埋め込みを行うことができる。
【００３８】
具体的な付加情報の埋め込み手段としては色変換テーブルの全てないし一部分、それはすくなくとも磁気トナーのセットと非磁気トナーのセットで同色が再現できる色域を含むものである一部分について複数系統の色変換テーブルを有し、座標情報と付加情報の変調情報にもとづいて、テーブルの選択を行い、情報を埋め込む物とする。
【００３９】
色変換テーブルの切り替えによって入力色は異なる組み合わせのトナー群に変換され、印字対象領域の磁気特性は変動して記録される。
【００４０】
磁気センサーによって印字出力画像を走査することによって、付加情報の検知出力が可能になる。
【発明の効果】
【００４１】
以上のように、磁気トナーセットのみ、非磁気トナーセットのみで表現できる色域の色を、付加情報の変調情報によって切り替えられる色変換テーブルを使用することによって、印字出力画像に対して、付加的な光学描画系、潜像現像系、顔料補給系を用意することなく、パフォーマンスの低下も生じさせずに、磁気的に付加情報を埋め込むことが可能で、より容易に付加情報の読み出しが可能な系を提供することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
（第一の実施例）
図１は本発明の第一の実施例の主要な機構の構成として画処理ブロックの主要部と、印字メカニズムの主要ブロック図を示す。
【００４３】
２０１外部機器からの画像情報および描画情報の入力手段である。
【００４４】
２０２はスキャナーである。
【００４５】
２０３は画像処理機構を制御する制御手段である。
【００４６】
２０４はテーブルや制御手段の駆動手順が記憶されている記憶手段である。
【００４７】
２０５はデータの一時格納、変数の保存、フォントイメージの展開などに使用される作業領域メモリーである。
【００４８】
２２０は入力色情報を印字色であるＣＭＹＫ色に置き換える変換テーブルである。
【００４９】
２０６はページメモリー上に画像ビットマップを展開する描画プロセッサである。
【００５０】
２０７〜２１０はシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックのそれぞれの色イメージを展開するページメモリーである。
【００５１】
２１１〜２１４は印字メカニズムの光学回路を制御する駆動回路である。
【００５２】
印字機構は４色の印字機構であり、黒（図においてＫと略記）トナーは磁性体トナー、シアン、マゼンタ、イエロー（図においてそれぞれＣ、Ｍ、Ｙと略記）は非磁性体トナーを使用する。
【００５３】
１０１〜１０４は光学駆動および走査回路であり、感光体上に光描画を行い、電位潜像を形成する。
【００５４】
１０５〜１０８はトナー補給系であり、１０５は磁性体トナーを供給する。１０６〜１０８は非磁性体トナーを供給する。
【００５５】
１０９〜１１２は感光体である、光描画系によって生成された潜像をトナーによって現像し、トナー像を転写体に転写する。
【００５６】
１２０は転写体である。転写体上のトナー画像は用紙に転写され、本図未図示の定着機構によって用紙に固定され、出力される。
【００５７】
１３０は紙搬送パスである。
【００５８】
２２０の機構の概念図を図２に示す。
【００５９】
Ｘ0〜およびＹ0〜は主走査方向および副走査方向の画素座標入力である。
【００６０】
印字イメージ上の付加情報は、磁気センサーで読みとれるような一定の大きさを必要とする。
【００６１】
電子写真方式の印字装置の印字最小画素は、磁気センサーで読みとるに適した領域サイズより小さく、また、トナー像自体は印字最小画素で描くほどシャープなものにはならず、かなりぼけて広がりを持つ。
【００６２】
よって印字最小画素をいくつかまとめて、磁気センサーで読みとれるような適切な矩形領域を確保して、矩形領域単位で情報を書き込むために、座標情報をエンコードして、矩形領域の判断情報とする。
【００６３】
図３に、矩形領域のレイアウト例を示した。
【００６４】
網点部が矩形領域であり、背景の小さな正方形が印字最小画素に当たる。
【００６５】
この模式図では矩形領域の横方向の幅は２画素、縦は１２画素であり、矩形領域の配置の周期は、横方向が８画素、縦方向が１６画素である。
【００６６】
矩形領域の実際の大きさ、配置密度は読み取り用の磁気センサーの性能や読みとり方式を配慮して決定される。
【００６７】
スキャン型の磁気センサーの場合、印字用紙を矢印方向に動かすことを考えると、図３に模式的に示したように、走査方向と交差する方向に長い、長方形形状の矩形領域配置を行い、紙のぶれに配慮するのが一般的である。
【００６８】
２２１は座標情報のエンコード手段である。入力座標情報をエンコードして、付加情報の書き込み用の矩形領域であるかどうかを判断し、矩形領域内ならばその出力信号をアクティブにする。
【００６９】
図２に示すようなエンコードの場合、矩形領域の横方向の幅は８画素、縦は１６画素でとなり、矩形領域の配置の周期は、横方向が６４画素、縦方向が３２画素となる。
【００７０】
２２２はANDゲートである。矩形領域かどうかの２２１の判断情報と、付加情報の書き込み符号情報のANDをとり、ルックアップテーブルのバンクを切り替える。
【００７１】
２２３はセレクタであり、ルックアップテーブルを切り替えることによって、矩形領域に書き込む情報の０／１を選択させる。
【００７２】
Ｄ0〜は色情報の入力である。入力色情報がＲＧＢ各６ビットで構成されていれば、１８本、８ビットならば２４本の入力を有することになる。
【００７３】
２２５および２２６はルックアップテーブルである。
【００７４】
本実施例のように、印字色をＣＭＹＫ４色で表す場合、ＲＧＢをまず補色であるに置き換えてＣＭＹ全てがある濃度値以上の場合に、ＣＭＹ全てから一定値の濃度を差し引いて、代わりにＫの濃度分を生成する下色除去処理が必要になるが、ルックアップテーブルはこれを一度に行い、ＲＧＢ多値情報から、ＣＭＹＫ多値情報をテーブル参照で一気に生成する。
【００７５】
ただし、図２には示していないが多値情報の階調ステップが増えるにつれてテーブルサイズが膨れあがるので、ルックアップテーブル自体は離散的な代表濃度が格納されており、代表濃度の中間値は線形補間などの演算で作られる場合もある。
【００７６】
図５にＣＭＹの共通濃度をＫに置き換えて、置き換えた後のＣＭＹ共通濃度残値とＫ値の量をグラフに示した。
【００７７】
Ｋへの濃度置き換えを強く行った場合、（Ａ）のような特性となり、ＣＭＹ残値はわずかで、Ｋの濃度量は大きくなる。
【００７８】
Ｋへの濃度置き換えをあまり行わず、ＣＭＹを残すようにした場合、（Ｂ）のような特性となり、ＣＭＹ残値はかなり残り、Ｋの濃度量はごく高濃度の領域以外は小さな物となる。
【００７９】
すなわち、特性（Ａ）で矩形領域を描画すると、強い磁性を有し、特性（Ｂ）で矩形領域を描画すると、磁性をあまり示さない。
【００８０】
印字出力された用紙を磁気センサーでスキャンして、矩形領域が近傍領域と同じ磁性特性か、異なる磁性特性かを０／１の情報として読み取っていくことによって埋め込まれた付加情報の読み出しが可能になる。
【００８１】
このようにＫ置き換え量の異なる２つの下色除去処理をおこなうルックアップテーブルを切り替えることによって、矩形領域に付加情報の暗号化冗長化後のビットを埋め込むことができる。
【００８２】
２２８は付加情報の供給手段である。
【００８３】
２２４は冗長化および暗号化手段である。
【００８４】
埋め込まれる付加情報は、そのままの形で埋め込んだときに、欠落しやすく、また復号化も容易なので簡単に解読されてしまい望ましくない。
【００８５】
このために情報を欠落しにくく、磁気情報自体の復号性を高めるための冗長化処理や、読み取ったあとの情報の解読が難しくなるような暗号化を行う必要がある。これらの処理を行うのが２２４である。
【００８６】
２２７は符号供給の制御手段である。
【００８７】
一つの矩形領域は一ビットの情報を示すことになるので、その矩形領域に対して、走査線や走査開始位置の異なるそれぞれの画素の走査タイミングにおいて確実に同じ情報を読み出し２２４で変換した情報を２２２に供給してやる必要がある。
【００８８】
また描画される画像情報自体は全ての場所にたいして付加情報を埋め込めるわけではなく、テキストなどの印刷を考えた場合、むしろ埋め込める領域の方が少ない。
【００８９】
そこで、同じ情報を何度も繰り返し埋め込んでやる必要がある。
【００９０】
これらの埋め込み情報の繰り返しや、矩形領域に対して同じ情報ビットを供給してやるための制御手段が２２７であり、座標情報から、２２８上の対応する符号情報の呼び出しおよび冗長化暗号化処理後のビット情報を供給する制御を行う。
【００９１】
外部機器からの画像情報ないしスキャナで読み取られた多値画像情報は、２０７〜２１０に形成された各色イメージとして生成される際に、すでにこの矩形領域情報が埋め込まれた形でレンダリングされている。
【００９２】
図４に入力された多値階調画像と２０７〜２１０上に付加情報が埋め込まれたイメージの展開状態を示す。
【００９３】
実際には生成されないが、２２４の出力を対応する画素に合わせて並べていくと、図４のルックアップテーブル切り替えパターンのような配置となる。
【００９４】
２２４の処理に合わせて、矩形領域部分が切り替え対象になったり、テーブルが切り替えられず背景と同じルックアップテーブルが選択されたままになったりする。
【００９５】
ルックアップテーブル切り替えパターンで黒で示した部分は図５（Ａ）のような特性テーブルであり、白地は図５（Ｂ）のような特性テーブルとすると、生成されるＫイメージとＣＭＹイメージはそれぞれ図４のＫ拡大図や、ＣＭＹ拡大図のようになる。
【００９６】
実際には図５（Ｂ）のルックアップテーブルでも濃い濃度領域ではＫへの置き換え量が増えるので、図４のＫ拡大図のように矩形領域だけにＫトナーが乗るわけではなく、背景領域にもＫは混在する。
【００９７】
図４のＫ拡大図は主として淡色領域の変換の模式図なので、ＣＭＹがＫで置き換えられた部分が視認しやすいが、濃色領域では逆にＫがＣＭＹで置き換えられた部分が視認しやすい。
【００９８】
このような２０７〜２１０上に生成されたＣＭＹＫイメージは、印字メカニズムの動作タイミングに合わせて、１０１〜１０４を駆動し、電子写真プロセスによって現像され、視覚上把握されない磁気パターンを埋め込まれた状態で印字出力される。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】本発明の第一の実施例の主要な機構の構成図を示す。
【図２】２２０の機構の概念図を示す。
【図３】矩形領域のレイアウト例を示した。
【図４】入力されたイメージの展開例を示す。
【図５】ＣＭＹの下地除去の特性例をグラフに示した。
【符号の説明】
【０１００】
１０１〜１０４  光学駆動および走査回路
１０５〜１０８  トナー補給系
１０９〜１１２  感光体
１２０  転写体
１３０  紙搬送パス
２０１  外部機器からの画像情報および描画情報の入力手段
２０２  スキャナー
２０３  画像処理機構を制御する制御手段
２０４  テーブルや制御手段の駆動手順が記憶されている記憶手段
２０５  作業領域メモリー
２２０  変換テーブル
２０６  描画プロセッサ
２０７〜２１０  ページメモリー
２１１〜２１４  印字メカニズムの光学回路を制御する駆動回路
２２１  座標情報のエンコード手段
２２２  ANDゲート
２２３  セレクタ
２２４  冗長化および暗号化手段
２２５および２２６  ルックアップテーブル
２２７  符号供給の制御手段
２２８  付加情報の供給手段
Ｄ0〜  色情報の入力
Ｘ0〜およびＹ0〜  画素座標入力
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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