JP4456850B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、インクジェット記録ヘッドを走査させつつインクを吐出し、画像を形成する画像形成装置に関する。

プリンタや複写機等の画像処理装置（画像形成装置）の高画質化・カラー化に伴い、紙幣や有価証券等、本来複写されるべきではない特定原稿が複写され、使用されるという社会問題が発生する恐れがある。この問題の発生を防止するために、画像処理装置の出力画像に機材番号等の特定パターン（以下、追跡パターンと呼ぶ）を付加することにより、出力を行った画像処理装置を特定するという技術が知られていた。
しかしながら、上記技術は高画質なレーザー方式のページプリンタに採用されていたが、個人ユーザー向けの低価格インクジェットプリンタの高画質化は急速に進歩し、印刷速度ではレーザー方式に劣るものの、画質面では遜色無くなってきている。
インクジェット方式においては、キャリッジを移動してキャリッジ内のヘッドに設けられたノズルよりインクを吐出し、記録媒体に画像を形成する際に主走査方向（キャリッジ移動方向）における現在のノズル位置を、リニアエンコーダより得られるパルスをカウントすることにより得て、それを基にインクの印射タイミングを生成して制御を行うのが一般的である。
すなわちキャリッジのスキャン単位に作像を行うことになるため、ページプリンタに比べ印刷速度で不利な原理になっている。そこで一般的にインクジェットプリンタでは画像データの無い部分（白の部分）を検出し、その部分はスキャンしないように紙を移動する様制御することで最小限のキャリッジスキャン数で印刷速度を稼いでいる。
関連する技術として、例えば、特許文献１には、ホスト側のプリンタドライバでの追跡パターン生成が提案されている。また、特許文献２乃至５には、偽造防止の電子透かしと追跡パターンを画質の影響を少なく印刷画像に付加する技術が提案されている。
また、特許文献６には、追跡パターン自体の偽造を防止し、確実に追跡パターンを付加する技術が提案されている。また、特許文献７には、特定画像を識別し、追跡パターンを付加するかしないかを制御して偽造防止と追跡を可能とする技術が提案されている。また、特許文献８には、追跡パターンが目視で判別しにくいが故に悪用されてしまうことを防止するために、追跡パターンを目立たせる技術が提案されている。
特開２０００−３１３１５６公報 特開２００２−０１００５７公報 特開２００２−０７７６０４公報 特開平０７−１０７２７９号公報 特開平０７−１２３２２９号公報 特開２００２−３００３６６公報 特開平０６−３４０１１２号公報 特開平１１−２７５３５４号公報

インクジェット方式のプリンタや複写機において、前述の偽造防止等の目的で追跡パターンを付加する場合、本来画像データが無い空白部分にも追跡パターンが付加されてしまい、用紙面積に対して有効画像（印字部分）が少ないほど、本来は少ないスキャン数で印刷できるにも関わらず、全面スキャンすることになり、印刷速度が著しく落ちることになる。
またレーザー方式では画像データはページ単位で扱われるので追跡パターン挿入の制約は特に無いが、インクジェット方式においては、有効画像部分（スキャンすべき部分）が抽出できるのはヘッドに合った形式のスキャンデータを生成した後になるが、インターレースやマルチパスといった高画質化を狙った処理が印刷モードによって入るため、スキャンデータは連続性がない場合もある。この場合に追跡パターンを付加しようとすると、印刷モードごとに追跡パターンを用意しなければならなくなり複雑化する。
そこで本発明は、印刷生産性を損なうことなく、偽造防止のための追跡パターンを付加することができるインクジェット方式の画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、キャリッジを移動してキャリッジに保持されたヘッドのノズルよりインクを吐出し、記録媒体にキャリッジのスキャン単位で画像を形成するインクジェット方式の画像形成装置において、キャリッジのスキャンデータ生成部の前段に、付加すべき追跡パターンを生成する追跡パターン生成部と、画像データに前記追跡パターンを付加する追跡パターン付加部とを備え、前記スキャンデータ生成部は、色毎のライン画素カウンタとライン画素数演算部を有する追跡パターン検出部を備え、前記追跡パターン検出部は、入力された画像データのライン毎の画素数と追跡パターンのみのライン画素数との比較を行い、追跡パターンに使用している色の画素数が追跡パターンのみのライン画素数と一致し、かつ、他の色の画素数が無い場合に該ラインは追跡パターンのみ存在し、画像データがないと判断し、画像データが無いラインが一定ライン連続した場合には、その空白部分においてキャリッジのスキャンを行わないように制御することを特徴とする。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の画像形成装置において、前記追跡パターン生成部が該追跡パターン生成部により生成された追跡パターン情報を保持する追跡パターン情報保持部を有し、前記追跡パターン検出部は、前記追跡パターン情報保持部に保持されたパターン情報をロードし、その情報を基に前記ライン画素数演算部にて追跡パターンのみのラインの画素数を演算することを特徴とする。
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の画像形成装置において、前記追跡パターン検出部が、追跡パターンラインカウンタ有し、追跡パターンが所定のライン数のブロック毎に繰り返しページ全面に合成されている場合、前記追跡パターンラインカウンタでカウントされるブロック毎に前記追跡パターンのみ存在するか否かの判断を行うことを特徴とする。

本発明では、キャリッジのスキャンデータ生成部の前段に、付加すべき追跡パターンを生成する追跡パターン生成部と、画像データに追跡パターンを付加する追跡パターン付加部とを備えたことで、所期の目的を達成することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
図１はインクジェットプリンタの外観図である。インクジェット記録ヘッド１は、ヘッド走査方向（以下主走査方向と呼ぶ）にノズル列を有し、インクタンクが一体または別体に構成され、一体の場合は記録ヘッドとともにキャリッジ２に搭載されている。また、キャリッジ２は移動モータ３によってタイミングベルト４を介してガイドレール５に沿って矢印Ａ及びＢ方向に往復移動する。
一方、キャリッジの移動に対する同期を図るために同期信号発生手段が内装されている。この同期信号発生手段は具体的には、透明フィルム上に例えば１８０ドット／インチ（ｄｐｉ）や３６０ｄｐｉに相当する記録ピッチ密度でスリットが描かれ、さらに一定間隔で幅の異なるスリットが描かれたリニアエンコーダ６を装置本体に固定し、前記リニアエンコーダ６のスリットを検出するためにフォトインタラプタなどからなる検出部７をキャリッジ２に搭載することで構成される光学式エンコーダであり、キャリッジ２の移動による位置検出を可能にしている。また、検出部７本体にはフォトインタラプタからの出力信号を外部に引き出すための図示しないフレキシブルプリント基板が接続されており図示しない回路部に接続している。
給送ローラ１０は被記録材１１を挟持し、被記録材１１をＤ方向に給送するものである。給送ローラ１０によって給送された被記録材１１はプラテンローラ８に巻回し、Ｆ方向に送られる。また、記録ヘッド１とプラテンローラ８に巻回した被記録材１１の間隙は一定である。記録ヘッド１はガイドレール５に沿ってＧまで移動すると、ヘッドクリーニング手段１２と対向し、インク吐出ノズルのクリーニングや保管時のキャップがされる。記録ヘッド１には、ノズル列が複数列、ある間隔をおいて配列され、各ノズルから各色のインクを吐出させ、カラー印字を実現する。ガイドレール５に沿って１回移動すると記録幅ｄの書き込みが終了する。
図２はインクジェット複合機の外観図である。インクジェットプリンタにスキャナ部１３を設け、スキャナ部１３には原稿押さえの圧着板１４が付いている。本体部１５はインクジェットプリンタと同等の機能を有するが、スキャナで読み取った原稿の画像データをＲＧＢからＹＭＣＫへの色変換やガンマ補正等さまざまな画像処理が施される。

図３は本発明の画像形成装置の制御ブロック図である。本例は、インクジェット方式の複合機であり、スキャナ２０（図２のスキャナ部１３）、プリンタコントローラ２１、画像処理部２２、機器情報保存部２３、追跡パターン生成部２４、追跡パターン生成部２４内の追跡パターン情報保持部２５、追跡パターン付加部２６、スキャンデータ生成部２７、メモリ３３、モータ制御部３４、インクジェットエンジン３５を備える。スキャンデータ生成部２７は、追跡パターン情報ロード部２９、ライン画素数演算部３０、ライン画素カウンタ３１、追跡パターンラインカウンタ３２からなる追跡パターン検出部２８を有する。
従来、レーザー方式のプリンタや複合機においては、追跡パターンはレーザーエンジンにデータを転送する最終段にて合成するのが一般的であった。インクジェット方式において、エンジンに転送する最終段のデータはキャリッジのヘッドに送るスキャンデータであって、インクジェット方式の場合、印刷モード（キャリッジのスキャン方法）を複数持っているのが一般的である。
これはインクジェット方式の特徴であり、印刷速度優先の場合はヘッドのノズル列の幅を１回スキャンすることで、そのヘッド幅分の画像を形成する。画質優先の場合は、一回スキャンした後、ノズル間ピッチの半分の距離を副走査方向に紙が移動し、再度スキャンを行うことで、解像度をノズルピッチの２倍にしたり（インターレース処理）、主走査方向に画素を間引いて一回スキャンし、次のスキャンで間引いた分のドットを埋めていくことで隣同士のドットの干渉を防止して画質向上を図る（マルチパス）等、さまざまな印刷モードを有する。
図４（１）〜（２）並びに図５は画質優先時の印刷モードの説明図である。（１）が元のページイメージである。前述のインターレース処理を行うと、スキャンデータは（２）のように副走査方向に分割される。さらに、インターレースに加え、マルチパス処理を行う場合を図５に示す。主走査方向に分割されるので図のように、もはや原形をとどめない形になる。実際はこのインターレース、マルチパスが画質が上がるに従い、さらに複雑になっていく。
このようにスキャンデータが生成された後は、画像データは連続性を失っているため、追跡パターンを付加しようとすると、画像データに合わせて、同じく追跡パターンも分割された形でそれぞれのスキャンデータに付加する必要があるので、追跡パターン生成が印刷モード毎に異なる処理が必要となり複雑化することになる。

図６は画像データフロー図（Ｓ１〜Ｓ８参照）、図７は追跡パターン生成フロー図（Ｓ１１〜Ｓ１４参照）である。図３、図６、図７を参照して実施例１を説明する。印刷する画像データは、スキャナ２０から入力されるコピー原稿の画像とホストから送られてくる、電子データ（プリンタ言語や圧縮データ）である。
コピー画像の場合は画像処理部２２にてＹＭＣＫ色変換やガンマ補正等、印刷のためのさまざまな処理がなされる。プリンタの場合は、プリンタコントローラ２１にてレンダリング（プリンタ言語からビットマップデータへの展開）が行われたり、ホストベースでレンダリングされたビットマップ圧縮データを伸長するといったことを行う。
この段階で、コピー、プリンタからの画像データに追跡パターン付加部２６により追跡パターンが合成される。合成される追跡パターンは、機器固有の情報（製造番号等）を保存してある機器情報保存部２３から追跡パターン生成部２４により読み出され、生成される。

図８は追跡パターン検出フロー図（Ｓ２１〜Ｓ２５参照）である。図３、図６、図８を参照して実施例２を説明する。追跡パターンが合成された画像データはスキャンデータ生成部２７にて、キャリッジに搭載されているインクを吐出するノズル列（ヘッド）に合わせた形式にデータ変換を行う。
このとき、ライン単位やあるブロック単位で印刷データの有無を検出し、画像データの無い部分がある一定ライン数（紙搬送最小移動可能量）連続した場合に、その部分をモータ制御部３４に通知し、キャリッジのスキャンを行わない様、制御を行う。
この制御により、画像データの無い空白部分を飛ばして印刷できるので、印刷速度を高めることができる。この従来の印刷データの有無検出を行う部分に相当するのが、追跡パターン検出部２８である。ここには追跡パターン情報ロード部２９により、前述の追跡パターン生成部２４にある追跡パターン情報保持部２５に保持されたパターン情報をロードし、その情報を基にライン画素数演算部３０にて、追跡パターンのみのラインの画素数を演算する。
入力された画像データのライン毎の画素数（色毎）はライン画素カウンタ３１にてカウントし、前述の追跡パターンのみのライン画素数と比較を行い、追跡パターンに使用している色の画素数が追跡パターンのみのライン画素数と一致し、かつ、他の色の画素数が０の場合にこのラインは追跡パターンのみ存在し、画像データがないと判断する。
画像データが無いラインが一定ライン連続した場合に、その空白分（追跡パターンのみの分）において副走査方向に紙を搬送（スキップ）するよう、モータ制御部３４に通知する。以降は従来空白ライン検出していたのと同じ制御で、スキャンデータ生成を行いインクジェットエンジン３５に生成したスキャンデータを転送しモータ制御によりキャリッジ移動と紙搬送を行うことで、印刷動作を行う。また、実施例１において追跡パターンが生成されるとともに、追跡パターン情報保持部２５にて、生成された追跡パターンの情報が保持される。

図９（１）〜（３）は追跡パターン例を示す図である。（１）に追跡パターンの構成を示す。この例では、８ｘ８ドットのマトリックスでパターンが表現されており、使用する色はイエロー１色である。また１画素多ビット構成であれば、さらに表現できる情報は増える。本例では計６４ｂｉｔに機器の持つ固有情報が追跡パターン生成部２４によりアサインされる。
（２）に実際のパターンを示す。枠のドットが“１”を示し、実際ドットが打たれる部分である。（３）に示すのが、追跡パターン情報保持部２５にて保持される情報で、各ライン（本例では８ライン）に存在する“１”の数を持つ。次に、ライン画素数演算部３０に、追跡パターン情報ロード部２９により上記保持されている追跡パターン情報がロードされる。ライン画素数演算部３０では、１ライン中の追跡パターンの画素数を演算する。
図１０はライン画素数演算例を示す図である。主走査有効画素数は用紙サイズや余白幅により変化する値であり、追跡パターン画素数はロードされた上記追跡パターン情報である。ここで演算された結果を基に、実際入力される画像データのライン毎、色毎の画素数と比較することで、追跡パターンのみのラインであるか、画像データが含まれているラインであるかを判別する。

実施例２において、入力される画像データのライン毎の画素数と比較を行う追跡パターンのみの画素数は、追跡パターンがブロック毎に繰り返しページ全面に合成されているとすると（合成の方法については特定するものではない）、本例においては８ライン毎に繰り返される。
そこで、ページ先頭ライン基準で追跡パターンが始まるとすると、８ライン毎のカウンタ（本例では３ビットＤＯＷＮカウンタ）を用意し、そのカウンタ値に関連付けたデータ、すなわち追跡パターン情報を参照、比較することでページ内において、常に正しい追跡パターンのライン画素情報を比較基準とすることができる。
図１１は追跡パターンラインカウンタ例を示す図である。図において、追跡パターンラインカウンタ３２のカウント値で、ハッチングの部分に追跡パターンの縦方向の値（ここではー１した値）をロードし、ライン同期信号でダウンカウントする。それぞれのラインにおいて、参照すべき追跡パターンのライン画素数を最下段に示す。
以上の構成、制御により、ページ全面に追跡パターンを付加した画像データから、空白であった部分を検出し、空白部分としてキャリッジのスキャンをしないモータ制御を行うことができる。画像（テキストや絵など）の無い部分はスキャンを行わないという印刷イメージを図１２（１）、（２）に示す。
本発明は以上の様な構成、動作であり、インクジェット方式特有のキャリッジスキャン制御による印刷生産性を損なうことなく、単一制御で各印刷モードに対応でき追跡パターンを付加することができるという効果が得られる。スキャンデータ生成前に追跡パターンを付加することができるので、印刷モードを意識する必要がなく、同一パターンを付加するだけで済み制御が簡素化できる。
また、付加した追跡パターンの情報をパターン検出に際に知ることができるので、いかなるパターンが付加されても、追跡パターンのみのラインを検出することができ、空白部分を判断できることになる。また、ページの途中であっても、常に付加された追跡パターンの何ライン目かが判るので、正しく追跡パターン検出することができる。

インクジェットプリンタの外観図。 インクジェット複合機の外観図。 本発明の画像形成装置の制御ブロック図。 画質優先時の印刷モードの説明図。 画質優先時の印刷モードの説明図。 画像データフロー図。 追跡パターン生成フロー図。 追跡パターン検出フロー図。 追跡パターン例を示す図。 ライン画素数演算例を示す図。 追跡パターンラインカウンタ例を示す図。 ラインスキップ例を示す図。

符号の説明

２４ 追跡パターン生成部、２５ 追跡パターン情報保持部、２６ 追跡パターン付加部、２７ スキャンデータ生成部

Claims (3)

1. キャリッジを移動してキャリッジに保持されたヘッドのノズルよりインクを吐出し、記録媒体にキャリッジのスキャン単位で画像を形成するインクジェット方式の画像形成装置において、
   キャリッジのスキャンデータ生成部の前段に、付加すべき追跡パターンを生成する追跡パターン生成部と、画像データに前記追跡パターンを付加する追跡パターン付加部とを備え、
   前記スキャンデータ生成部は、色毎のライン画素カウンタとライン画素数演算部を有する追跡パターン検出部を備え、
   前記追跡パターン検出部は、入力された画像データのライン毎の画素数と追跡パターンのみのライン画素数との比較を行い、追跡パターンに使用している色の画素数が追跡パターンのみのライン画素数と一致し、かつ、他の色の画素数が無い場合に該ラインは追跡パターンのみ存在し、画像データがないと判断し、
   画像データが無いラインが一定ライン連続した場合には、その空白部分においてキャリッジのスキャンを行わないように制御することを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１記載の画像形成装置において、
   前記追跡パターン生成部が該追跡パターン生成部により生成された追跡パターン情報を保持する追跡パターン情報保持部を有し、
   前記追跡パターン検出部は、前記追跡パターン情報保持部に保持されたパターン情報をロードし、その情報を基に前記ライン画素数演算部にて追跡パターンのみのラインの画素数を演算することを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１又は２記載の画像形成装置において、
   前記追跡パターン検出部が、追跡パターンラインカウンタ有し、追跡パターンが所定のライン数のブロック毎に繰り返しページ全面に合成されている場合、前記追跡パターンラインカウンタでカウントされるブロック毎に前記追跡パターンのみ存在するか否かの判断を行うことを特徴とする画像形成装置。

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