JP2006005803A - 画像読取装置、画像形成装置、及び乱数生成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 専用のハードウェアを設けることなく乱数を生成することができる画像読取装置、画像形成装置、及び乱数生成装置の提供。
【解決手段】 乱数を生成するタイミングであると判断した場合（Ｓ１１：ＹＥＳ）、露光ランプの光量の調整、ＣＣＤラインセンサのゲインの調節等の初期設定を行い（Ｓ１２）、走査を開始する（Ｓ１３）。そして、出力データから一部のビットを抽出し（Ｓ１４）、所定ビット数の乱数が得られたか否かを判断する（Ｓ１５）。所定ビット数の乱数が得られていない場合（Ｓ１５：ＮＯ）、再走査を行い、所定ビット数の乱数が得られた場合（Ｓ１５：ＹＥＳ）、乱数として出力する（Ｓ１６）。
【選択図】 図１２

Description

本発明は、乱数の生成機能を有する画像読取装置、画像形成装置、及び乱数生成装置に関する。

ドキュメントの電子データを装置内の記憶部に一時的に記憶して処理するデジタル複合機等の画像形成装置が商品化されている。デジタル複合機は、原稿の画像を読取るスキャナユニットと用紙上に画像形成を行うプリンタユニットとを備えており、コピー機能、ファクシミリ機能、スキャナ機能、プリント機能等の複数の機能を有している。このようなデジタル複合機は、複数のインタフェースから入力されるデータを効率よく処理するデータ処理装置として通信ネットワーク上に位置付けることにより稼動効率及び処理能力の向上を利用者に提案するものである。また、デジタル複合機には様々なデータが入力され、これらのデータを並行して処理することが可能なようにハードディスクなどの大容量の記憶装置が搭載されており、データの処理依頼を複数受付けておき、順次処理していくことを可能にしている。

このハードディスクなどの記憶装置には、処理のために一時的にデータが書込まれ保持されている状態にある。そして、処理の終了後は、新たにデータが入力された場合、既に処理されたデータを上書き消去して新たなデータを受付ける構成となっており、新たなデータが書込まれるまでは処理後のデータがそのまま装置内に放置され、データ保護の観点において問題点を有していた。そこで、従来ではハードディスクに記憶させるデータを暗号化してデータの保護を図る画像形成装置が提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。

このようなデータを暗号化する機能を有した画像形成装置には、暗号鍵を生成するために乱数を発生させるハードウェアやソフトウェアが搭載されていることが一般的であり、疑似乱数を発生させるハードウェア（例えば、特許文献３参照）、ハッシュ関数を用いて乱数を発生させる手法（例えば、特許文献４参照）が知られている。
特開平１−２５６０６８号公報 特開平２−２５６３４３号公報 特開２００４−０３８０２０号公報 特開２００４−１８５４４３号公報

しかしながら、疑似乱数を高速に生成させるためには専用のハードウェアを設計して搭載しなければならず、装置全体のコストを押し上げるという問題点を有している。また、疑似乱数には周期性が現れるため、種によっては推測可能な乱数となることがあり、安全性の面で問題点を有している。一方、ハッシュ関数を用いる場合は、安全性に保証があるものの、処理速度が遅いという問題点を有している。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、原稿に対して光を照射する手段と、原稿からの反射光に応じて信号を出力する手段とを備え、該手段が出力した信号に基づいて乱数を生成し、生成した乱数を用いて画像データに対する処理を行う構成とすることにより、乱数を生成するための専用のハードウェアを設けることなく、画像データの暗号化等に用いられる乱数を生成することができる画像読取装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明の他の目的は、照射対象物に光を照射する手段と、照射対象物からの反射光を受光する手段と、受光した反射光に応じた信号を生成する手段とを備え、生成した信号に基づいて乱数を生成する構成とすることにより、安全性の高い乱数を生成することができる乱数生成装置を提供することにある。

本発明に係る画像読取装置は、原稿に対して光を照射する手段と、前記原稿からの反射光に応じて信号を出力する手段と、該手段が出力した信号に基づいて画像データを生成する手段とを備える画像読取装置において、前記信号に基づいて乱数を生成する乱数生成手段と、生成した乱数を用いて前記画像データに対する処理を行う手段とを備えることを特徴とする。

本発明にあっては、原稿の画像を光学的に読取る手段を兼用して乱数を生成するようにしているため、専用のハードウェアを設けない場合であっても、安全性の高い乱数を生成することができ、製造コストを押し上げることなく、暗号化等の機能を付加することが可能となる。

本発明に係る画像読取装置は、前記信号は複数ビットの信号であり、前記乱数生成手段は、前記信号から一部のビットを抽出して乱数を生成するようにしてあることを特徴とする。

本発明にあっては、複数ビットの信号から一部のビットを抽出して乱数を生成するようにしている。例えば、複数のフォトセルを一次元的に配置したラインセンサを用いた場合、一般的には各フォトセルに感度ムラがあるため、出力信号にばらつきが発生する。したがって、特別な演算処理を実行することなく、その出力信号の一部をそのまま利用することによって安全性が高い乱数が得られる。また、一度に得られた信号を基に乱数を生成するため、短時間に乱数が得られる。

本発明に係る画像読取装置は、前記信号から抽出すべきビット位置を定めた情報を記憶する手段を備え、前記乱数生成手段は、乱数を生成する際に前記情報に基づいて前記信号から一部のビットを抽出するようにしてあることを特徴とする。

本発明にあっては、抽出すべきビット位置を定めた情報を記憶しており、その情報に基づいて一部のビットを抽出するようにしてあるため、所定のビット数からなる乱数が容易に得られる。

本発明に係る画像読取装置は、前記信号を複数回取得するようにしてあり、前記乱数生成手段は、取得した複数の信号から一部を抽出して乱数を生成するようにしてあることを特徴とする。

本発明にあっては、取得した複数の信号から一部を抽出して乱数を生成するようにしているため、例えば、ラインセンサの時間変化に伴う出力信号のばらつき、読取るべき原稿を異ならせた場合の出力信号のばらつき等を用いることにより、安全性が高い乱数が得られる。

本発明に係る画像読取装置は、照射すべき光の強度を変化させる手段を備えることを特徴とする。

本発明にあっては、照射すべき光の強度を変化させる手段を備えるため、強度を変化させて出力信号を得た場合の出力信号のばらつきを利用することにより、安全性が高い乱数が得られる。

本発明に係る画像読取装置は、前記信号に対する基準値を取得するための照射対象物を備え、前記乱数生成手段は、該照射対象物に光を照射して取得した基準値を参照して前記信号から乱数を生成するようにしてあることを特徴とする。

本発明にあっては、白色基準板のような照射対象物に光を照射して取得した基準値を参照して乱数を生成するようにしているため、ラインセンサ等による出力信号のばらつきを推定することができ、乱数の生成に不適なデータの読取りが回避される。

本発明に係る画像読取装置は、前記処理は、前記乱数を用いて前記画像データを暗号化する処理であることを特徴とする。

本発明にあっては、生成した乱数を用いて画像データを暗号化する処理を行うようにしているため、安全性が高い乱数を用いて暗号化を行うこととなり、画像データの機密性の向上が図れる。

本発明に係る画像形成装置は、前述した発明の何れか１つに記載の画像読取装置と、該画像読取装置が生成した画像データに基づいてシート上に画像形成を行う手段とを備えることを特徴とする。

本発明にあっては、画像読取装置が生成した画像データに基づいてシート上に画像形成を行うため、コピー機、デジタル複合機等への適用が可能となる。

本発明に係る画像形成装置は、外部から画像データを受付ける手段と、前記画像読取装置が生成した乱数を用いて受付けた画像データを処理する手段とを備えることを特徴とする。

本発明にあっては、外部から画像データを受付ける手段を備えるため、プリンタ装置、デジタル複合機等への適用が可能となる。

本発明に係る乱数生成装置は、照射対象物に光を照射する手段と、前記照射対象物からの反射光を受光する手段と、受光した反射光に応じた信号を生成する手段と、生成した信号に基づいて乱数を生成する手段とを備えること特徴とする。

本発明にあっては、照射対象物からの反射光に応じて信号を生成する手段を備え、生成した信号に基づいて乱数を生成するようにしているため、乱数を生成するために専用のハードウェアを設けることなく、安全性が高い乱数が得られる。

本発明による場合は、原稿の画像を光学的に読取る手段を兼用して乱数を生成するようにしている。したがって、専用のハードウェアを設けない場合であっても、安全性の高い乱数を生成することができ、製造コストを押し上げることなく、暗号化等の機能を追加することができる。

本発明による場合は、複数ビットの信号から一部のビットを抽出して乱数を生成するようにしている。例えば、複数のフォトセルを一次元的に配置したラインセンサを用いた場合、一般的には各フォトセルに感度ムラがあるため、出力信号にばらつきが発生する。したがって、特別な演算処理を実行することなく、その出力信号の一部をそのまま利用することにより、安全性が高い乱数を取得することができる。また、一度に得られた信号を元に乱数を生成するため、乱数の生成時間を短時間に抑えることができる。

本発明による場合は、抽出すべきビット位置を定めた情報を記憶しており、その情報に基づいて一部のビットを抽出するようにしている。したがって、所定のビット数からなる乱数を容易に取得することができる。

本発明による場合は、取得した複数の信号から一部を抽出して乱数を生成するようにしている。したがって、例えば、ラインセンサの時間変化に伴う出力信号のばらつき、読取るべき原稿を異ならせた場合の出力信号のばらつき等を用いることにより、安全性が高い乱数を取得することができる。

本発明による場合は、照射すべき光の強度を変化させる手段を備えるため、強度を変化させて出力信号を得た場合のばらつきを利用することにより、安全性が高い乱数を取得することができる。

本発明による場合は、白色基準板のような照射対象物に光を照射して取得した基準値を参照して乱数を生成するようにしている。したがって、ラインセンサ等による出力信号のばらつきを推定することができ、乱数の生成に不適なデータの読取りを回避することができる。

本発明による場合は、生成した乱数を用いて画像データを暗号化する処理を行うようにしている。したがって、安全性が高い乱数を用いて暗号化等が行われることとなり、画像データの機密性の向上を図ることができる。

本発明による場合は、画像読取装置が生成した画像データに基づいてシート上に画像形成を行うため、コピー機、デジタル複合機等の装置に適用することができる。

本発明による場合は、外部から画像データを受付ける手段を備えるため、プリンタ装置、デジタル複合機等の装置に適用することができる。

本発明による場合は、照射対象物からの反射光に応じて信号を生成する手段を備え、生成した信号に基づいて乱数を生成するようにしている。したがって、乱数を生成するための専用のハードウェアを設けない場合であっても、安全性が高い乱数を取得することができる。

以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。
図１は本実施の形態に係る複合機の内部構成を説明する断面図である。図中１０はガラス製の原稿台１１に載置された原稿から画像を読取る画像読取部であり、原稿台１１の面に対して光を照射するための光源ユニット１２、原稿からの反射光を所定の方向へと導くミラーユニット１３、ミラーユニット１３によって導かれた光を後段のＣＣＤラインセンサ１５に結像させるための結像レンズ１４、原稿からの反射光に基づいて電気信号を出力するＣＣＤラインセンサ１５、及びＣＣＤラインセンサ１５から出力された電気信号を基に画像データを生成する画像処理部２０を備えている。

光源ユニット１２は、露光ランプ１２ａから照射される読取用の照明光を凹面のリフレクタにより原稿台１１の適宜の読取り位置に集光させ、原稿台１１の面に対して反射面を４５°に設置したミラー１２ｂによって原稿からの反射光の光路を９０°変更し、ミラーユニット１３へと導くように構成されている。ミラーユニット１３は、光源ユニット１２のミラー１２ｂによって光路を９０°変更された光の光路を更に１８０°変更するために、反射面が相互に直交するように配置された一対のミラー１３ａ，１３ｂを備えている。

光源ユニット１２は、原稿台１１の面に平行に移動し、ミラーユニット１３も同方向に移動することによって、原稿台１１に載置されている原稿の画像を読取る構成となっている。なお、このとき、ミラーユニット１３の移動速度は光源ユニット１２の移動速度の半分にする必要がある。また、光源ユニット１２及びミラーユニット１３の移動は図に示していないステッピングモータにより行われる。

また、原稿台１１の上面には該原稿台１１に対して開閉可能な状態で支持された原稿カバー１６ａが設けられている。原稿カバー１６ａは、原稿台１１のガラス面より広い大きさの原稿カバーマット１６ｂによって原稿台１１に載置された原稿を押さえ、読取りの邪魔にならないように外部からの入射光を遮る。このような構成により、原稿台１１に原稿が載置されていない場合であっても、原稿カバー１６ａを走査することによりＣＣＤラインセンサ１５において出力信号を得ることができる。

また、光源ユニット１２の走査方向の一端側であって、原稿台１１の上面には適宜の大きさの白色基準板１７が設けられている。白色基準板１７は、明度基準板としと用いられる。すなわち、原稿を読取り動作を行う前に、白色基準板１７に対して光源ユニット１２が光を照射し、その反射光に基づいて生成された画像データから各画素に対する白色基準値（白色シェーディングデータ）を求める。

画像読取部１０の下側には画像形成部４０が設けられており、画像読取部１０で取得した画像データ、又は後述する外部インタフェース３４（図４参照）から入力された画像データに基づいて、記録用紙、ＯＨＰフィルム等のシート（以下では、単に用紙と記載することとする）上に画像形成を行うように構成されている。

画像形成部４０は、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロ（Ｙ）の各色を用いて多色画像を形成するために、各色に応じた４種類の潜像を形成する露光ユニット５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄ、各色の潜像を現像する現像器５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄ、感光体ドラム５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄ、クリーナユニット５４ａ，５４ｂ，５４ｃ，５４ｄ、帯電器５５ａ，５５ｂ，５５ｃ，５５ｄからなる画像形成ユニット５０を備えている。なお、各符号に付したａ、ｂ、ｃ、ｄの記号は、それぞれブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロ（Ｙ）の各色に対応するように記載している。
以下では、特定の色に対応する部材を指定して説明する場合を除いて、各色に対して設けられている部材をまとめて、露光ユニット５１、現像器５２、感光体ドラム５３、クリーナユニット５４、帯電器５５と記載する。

露光ユニット５１は、ＥＬ（Electro Luminescence）、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の発光素子をアレイ状に並べた書込みヘッド又はレーザ照射部、及び反射ミラーを備えたレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）である。図１に示した複合機ではＬＳＵを用いている。露光ユニット５１は、入力される画像データに応じて露光することにより、感光体ドラム５３上に画像データに応じた静電潜像を形成する。

現像器５２は、感光体ドラム５３上に形成された静電潜像を各色のトナーによって顕像化する。感光体ドラム５３は、複合機の中心部に配置され、入力される画像データに応じた静電潜像又はトナー像がその表面に形成される。クリーナユニット５４は、感光体ドラム５３上の表面に形成された静電潜像を現像し、転写した後に、残留した感光体ドラム５３上のトナーを除去・回収する。

帯電器５５は、感光体ドラム５３の表面を所定の電位に均一に帯電させる。帯電器５５は、感光体ドラム５３に接触するローラ型やブラシ型の他に、感光体ドラム５３に接触しないチャージャー型等が用いられる。図１に示した複合機ではチャージャー型帯電器を用いている。

感光体ドラム５３の下方には、トナー像を転写するための用紙を搬送する転写・搬送ユニット６０が配置されており、更にその下方には、転写・搬送ユニット６０に対して用紙を供給する給紙ユニット７０が配置されている。給紙ユニット７０は、用紙束を収容するための給紙トレイ７１と、給紙トレイ７１から用紙を一枚ずつ分離給送するためのピックアップローラ７２とを備えている。給紙トレイ７１から給送される用紙は用紙搬送路７３に沿って搬送され、レジストローラ７４によって一旦保持される。レジストローラ７４は、レジスト前検知スイッチ７５の検知信号に基づいて、感光体ドラム５３上のトナー像の先端を、用紙の画像形成領域の先端に合わせるようなタイミングに制御して、感光体ドラム５３の回転にあわせて転写・搬送ユニット６０へ搬送する。

転写・搬送ユニット６０は、給紙ユニット７０から供給される用紙を吸着させて搬送させるための搬送ベルト６６を備えている。搬送ベルト６６は、搬送ベルト駆動ローラ６１、搬送ベルト従動ローラ６２、搬送ベルトテンションローラ６３，６４、転写ローラ５６ａ，５６ｂ，５６ｃ，５６ｄ等により張架されており、搬送ベルト駆動ローラ６１の駆動力によって回転駆動するように構成されている。

搬送ベルト６６により搬送される用紙上には、感光体ドラム５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄに形成された各色のトナー像が転写される。このとき、転写ローラ５６ａ，５６ｂ，５６ｃ，５６ｄにはトナー像とは逆極性を有する高電圧が印加されており、各色のトナー像を順次重ね合わせるタイミングにて転写して、用紙上に多色トナー像を形成する。なお、搬送ベルト６６上に付着したトナーは、搬送ベルト６６の下方に設置されたクリーニングユニット６５によって除去される。

転写・搬送ユニット６０の下流側には定着ユニット５８が設けられている。定着ユニット５８は、ヒートローラ５８ａ及び加圧ローラ５８ｂを備えており、ヒートローラ５８ａは、温度検出器（不図示）の温度検出値に基づいて、ヒータランプ等の加熱手段をオン・オフすることにより所定の温度となるように制御される。ヒートローラ５８ａ及び加圧ローラ５８ｂは、トナー像が転写された用紙を挟んで回転させ、ヒートローラ５８ａの熱により用紙上にトナー像を熱圧着させるように構成されている。

定着ユニット５８の更に下流側には、排紙ローラ６８及び排紙トレイ６９が設けられており、定着ユニット５８を通過した用紙を排紙トレイ６９上に排出する。

図２及び図３はＣＣＤラインセンサ１５の構成を示す模式図である。ＣＣＤラインセンサ１５は、結像された光像を順次光電変換して電気信号として出力するフォトセル一つを一画素として、略一直線上に数千個並べたＣＣＤラインセンサ半導体デバイス部１５０を備えている。本実施の形態では７０００個の有効画素が並べられている。該ＣＣＤラインセンサ半導体デバイス部１５０の周囲はスリット１６１を設けた窓枠１６２により覆われており、光像以外の余分な光が入射することを防止している。

ＣＣＤラインセンサ半導体デバイス部１５０は、白黒画像あるいはカラー画像を読取り、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色成分に色分解したラインデータを出力することができる３ラインのカラーＣＣＤ１５１ｒ，１５１ｇ，１５１ｂにより構成されている。各カラーＣＣＤ１５１ｒ，１５１ｇ，１５１ｂのフォトセルが出力する電気信号は、シフトゲート１５２ｒ，１５２ｇ，１５２ｂを介してＣＣＤアナログシフトレジスタ１５３ｒ，１５３ｇ，１５３ｂに転送された後、原稿画像情報としてＣＣＤラインセンサ１５の外部に取り出される。このＣＣＤラインセンサ１５により電気信号に変換された原稿画像情報は、画像処理部２０に転送されて所定の画像データ処理が施される。

図４は本実施の形態に係る複合機の制御系の構成を示すブロック図である。前述したように複合機は、画像読取部１０、画像処理部２０、及び画像形成部４０を備えており、画像読取部１０が取得した画像データに対して画像処理部２０が所定の処理を施し、処理後の画像データに基づいて画像形成部４０が用紙上に画像形成を行う。

画像読取部１０は、画像処理部２０からの制御により露光ランプ１２ａの光量を調整する光量調整器１２ｃ、ＣＣＤラインセンサ１５のゲインの調節を行うゲイン変換器１５ａを備えている。原稿の読取りを開始する際に、露光ランプ１２ａの光量の調整、及びＣＣＤラインセンサ１５のゲインの調節を行い、前述した光源ユニット１２を走査させて原稿の画像をＣＣＤラインセンサ１５により読取る。ＣＣＤラインセンサ１５から出力される電気信号はＡＤ変換器１５ｂによりデジタル信号に変換された後、画像処理部２０に入力される。

画像処理部２０は、ＣＰＵ２１を備えており、当該ＣＰＵ２１には画像処理部２０を構成する各種ハードウェアがバス２２を介して接続されている。ＣＰＵ２１は、プログラムメモリ２３に予め格納された制御プログラムをロードして実行することにより、画像読取部１０から入力されたデジタル信号に基づいて印刷用の画像データを生成する機能、及び画像読取部１０から入力されたデジタル信号に基づいて乱数を生成する機能を有する装置として動作させる。

分配器２５は、画像読取部１０から出力されるデジタル信号をシェーディング補正器２６又は画像処理器２７の何れか一方へ選択的に出力するためのスイッチ回路を備えている。印刷用の画像データを生成する場合にはシェーディング補正器２６に出力され、乱数を生成する場合には画像処理器２７へ出力される。

シェーディング補正器２６は、画像読取部１０の照明系、結像系、及び撮像系で生じる各種の歪みを取り除く。

画像処理器２７は、印刷用の画像データを生成する場合と、乱数を生成する場合とで異なる処理を実行する。印刷用の画像データを生成する場合には、入力されたＲＧＢのデジタル信号に基づき下地濃度の補正やカラーバランスの調整を実行する処理、ＲＧＢのデジタル信号をＣＭＹＫの４色信号に変換する処理、鮮鋭強調処理等の空間周波数特性を補正する処理等を行って、印刷用の画像データを生成する。
一方、乱数を生成する場合には画像処理器２７では前述した処理は行わずに入力されたデジタル信号をそのままバッファメモリ２８へ送出する。

乱数生成器２９は、バッファメモリ２８に保持されたデジタル信号に基づいて乱数を生成する。バッファメモリ２８には、画像読取部１０から出力された複数ビットの信号が一時的に保持されるため、乱数生成器２９は、その信号から一部のビットを抽出することにより乱数を生成する。抽出するビット位置や抽出するデータの個数（すなわち、生成すべき乱数のビット数）は、プログラムメモリ２３に格納される制御プログラムにより予め定めておく構成であっても良く、また、クロック２４が出力する時間情報に基づいて乱数生成器２９が決定する構成であっても良い。

鍵生成器３０は、乱数生成器２９により出力される乱数に基づいて暗号鍵の生成を行う。暗号鍵の生成には既知のアルゴリズムを用いることができ、例えば、入力された乱数を複数のブロックに分割し、分割したブロックに対して反転、論理積、加算、回転等の演算を施すことにより暗号鍵を生成する。

暗号・復号器３１は、鍵生成器３０によって生成された鍵を共通鍵として画像データの暗号化及び復号化を行う。そのため、暗号・復号器３１は、暗号化又は復号化を行うデータを入力する入力用バッファ、入力用バッファに設定されたデータに対して所定の暗号化アルゴリズムからなる演算処理を施す演算器、演算器による演算結果を保持する出力用バッファ等により構成される。暗号化すべきデータ又は復号すべきデータは入力用バッファに入力され、入力用バッファに設定された入力データを取り出して演算器が演算処理を行い、演算処理が完了した段階でその演算結果を出力用バッファに書き込む。ＣＰＵ２１は、演算が完了したデータを出力用バッファから取り出すことによって、暗号・復号器３１によって暗号化されたデータ、又は復号されたデータを取得する。

暗号・復号器３１によって暗号化された画像データは目的に応じた出力先へ出力される。すなわち、画像データを装置内に保存する場合には、ＨＤＤインタフェース３２へ出力され、ＨＤＤ３３に保存される。また、外部装置へ転送する場合には、外部インタフェース３４へ出力され、外部インタフェース３４を通じて外部装置へ転送される。同様に、暗号・復号器３１によって復号された画像データも目的に応じた出力先へ出力される。すなわち、印刷処理を行う場合には、後述する画像形成部４０内の画像メモリ４４へ出力され、外部装置へ転送する場合には、外部インタフェース３４へ出力される。

ＨＤＤインタフェース３２は、ディスク状の磁気記録媒体を有するＨＤＤ３３を接続するためのインタフェースであり、ＨＤＤ３３に保存されたデータを読出すためのコマンド、及びＨＤＤ３３に保存させるべきデータを書込むためのコマンドをＨＤＤ３３に対して発行する。ＨＤＤ３３は、前述のコマンドに応じてデータを磁気記録媒体に書込む処理、又は磁気記録媒体からデータを読出す処理を実行する。

外部インタフェース３４は、外部装置を接続するためのインタフェースであり、接続された外部機器から画像データや印刷データを受付ける。外部インタフェース３４として利用できるインタフェースは、通信ネットワークを介してパーソナルコンピュータのような情報処理装置を接続するための通信インタフェース、ファクシミリ回線網を介してファクシミリ装置を接続するためのファクシミリモデム、デジタルスチルカメラやＵＳＢメモリを接続するためのＵＳＢインタフェース、メモリカードのような可搬型記録媒体を装着してデータを読取るためのカードスロット、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録ディスクからデータを読取るための読取装置等が挙げられる。

なお、本実施の形態では、ＨＤＤインタフェース３２、ＨＤＤ３３、及び外部インタフェース３４を画像処理部２０の内部に設ける構成としたが、画像形成部４０の内部に設ける構成であっても良いことは勿論のことである。

画像形成部４０は、ＣＰＵ４１を備えており、当該ＣＰＵ４１には画像形成部４０を構成する各種ハードウェアがバス４２を介して接続されている。ＣＰＵ４１は、プログラムメモリ４３に予め格納された制御プログラムをロードして実行することにより、画像処理部２０から入力された画像データに基づいて印刷処理を行わせる。

画像メモリ４４は、画像処理部２０により出力される画像データを一時的に保持し、ＣＰＵ４１が指示するタイミングにてレーザコントローラ４５へ画像データを送出する。レーザコントローラ４５は、画像形成ユニット５０が備える露光ユニット５１を制御して、感光体ドラム５３上に静電潜像を形成させる。また、ＣＰＵ４１は、給紙ユニット７０を制御して収容されている用紙を転写・搬送ユニット６０へ供給させると共に、転写・搬送ユニット６０を制御して感光体ドラム５３に形成されたトナー像を用紙上に転写する際のタイミング等を調整する。

本実施の形態に係る複合機は、読取時の環境を適宜に設定して原稿等の照射対象物をＣＣＤラインセンサ１５により走査したときの出力データに基づいて、乱数を生成するように構成されている。本実施の形態では、白色基準板１７を走査したときの出力データ（図６参照）、照射光度を変化させたときの出力データ（図７参照）、原稿読取り時の出力データ（図９参照）、複数原稿の読取り時の出力データ（図１１参照）を用いて乱数を生成する場合について説明する。なお、前述した出力データのうち、何れの出力データを用いて乱数を生成するかについては、プログラムメモリ２３に格納する制御プログラムにより予め定めておくことが望ましいが、複数の生成方法を切替えて用いる構成であっても良く、利用者自身が生成方法を任意に選択できる構成であっても良い。

図５は白色基準板１７とＣＣＤラインセンサ１５との配置関係を示す模式図であり、図６は白色基準板１７を走査したときのＣＣＤラインセンサ１５の出力を示すグラフである。白色基準板１７の横幅はＣＣＤラインセンサ１５の主走査方向の長さより少しだけ長く、縦幅は数百程度のラインデータが得られるような長さを有している。このような構成により白色基準板１７をＣＣＤラインセンサ１５により走査した場合、主走査方向の出力データは図６（ａ）に示したグラフのようになる。グラフの横軸は画素を表し、縦軸はフォトセンサの出力（すなわち、各画素の明度）を表している。大局的に見れば、中央の画素近傍で明度が高くなり、両端の画素近傍で明度が低くなっている。また、局所的に見れば、隣接する画素間で明度のばらつきが生じている。これは、露光ランプ１２ａが有限の大きさを持っているために照射する光が不均一となっていること、結像レンズ１４のシェーディングにより周辺減光が生じていること、各フォトセンサの感度にばらつきが生じていることが原因である。乱数生成器２９は、このようなばらつきを持った７０００個のデータから適宜の個数（例えば、６４個）だけデータを抽出し、抽出したデータを順に並べることにより乱数を生成する。

一方、１つの画素に注目したとき、副走査方向の出力データは図６（ｂ）に示したグラフのようになる。横軸は走査ラインの数を表し、縦軸はフォトセンサの出力を表している。この場合、１つのフォトセンサの出力をグラフにしているため、大局的には一定の値をとるが、時間変化に伴う感度のムラやノイズの混入が生じるため局所的にばらつきが発生している。乱数生成器２９は、このようなばらつきを持った１２８個のデータから適宜の個数（例えば、６４個）だけデータを抽出し、抽出したデータを順に並べることにより乱数を生成する。

図７は照射光度を変化させて白色基準板１７を走査したときのＣＣＤラインセンサ１５の出力を示すグラフである。横軸は画素を表し、縦軸はフォトセンサの出力を表している。白色基準板１７に光を照射して走査した場合、中央の画素近傍で明度が高くなり、両端近傍で明度が低くなるプロファイルが得られ、各画素間に明度のばらつきが生じているのは前述と同様である。各フォトセンサは、照射光度に応じた大きさの電気信号を出力するため、照射光度を弱めた場合、図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように全体の出力が低下することとなる。一方、白色基準板１７に光を照射せずに走査を行った場合、図７（ｃ）に示すようにフラットな出力が得られるが、各画素間の出力にばらつきが発生するのは前述と同様である。乱数生成器２９、照射光度を変化させて複数回走査を行い、複数のデータに含まれる出力信号のばらつきを元に乱数を生成する。

図８は原稿読取時の走査位置を示す模式図であり、図９は原稿を走査したときのＣＣＤラインセンサ１５の出力を示すグラフである。図８に示したような白色の背景の上に黒色の文字が描かれた原稿を走査した場合、ラインＡ上を走査したときのプロファイルは図９（ａ）に示したようになり、ラインＢ上を走査したときのプロファイルは図９（ｂ）に示したようになる。すなわち、白色の背景領域の反射率と黒色の文字領域の反射率との違いから、ＣＣＤラインセンサ１５のフォトセンサが文字領域を走査するときに出力が低下することとなる。したがって、中央の画素近傍で明度が高くなり、両端の画素近傍で明度が低くなるようなプロファイル、及び各フォトセンサの感度のばらつきに伴う画素間の明度のばらつきに加えて、原稿の走査位置によってもデータにばらつきが生じることとなる。乱数生成器２９は、原稿の走査位置を変化させて取得した複数のデータから一部のデータを抽出し、抽出したデータを順に並べることにより乱数を生成する。

図１０は複数原稿の読取り時の走査位置を示す模式図であり、図１１は複数原稿を走査したときのＣＣＤラインセンサ１５の出力を示すグラフである。図８及び図９では、同じ原稿内で走査位置を変えて乱数を生成するようにしたが、原稿を変えて走査することによっても同様の効果が得られる。例えば、図１０（ａ）に示した原稿上のラインＣを走査した場合には図１１（ａ）に示したようなプロファイルが得られ、図１０（ｂ）に示した原稿上のラインＤを走査した場合には図１１（ｂ）に示したプロファイルが得られることとなる。乱数生成器２９は、走査する原稿を変えて取得した複数のデータから一部のデータを抽出し、抽出したデータを順に並べることにより乱数を生成する。

図１２は乱数を生成する際に複合機によって実行される処理の手順を説明するフローチャートである。画像処理部２０のＣＰＵ２１は、乱数を生成するタイミングであるか否かを判断する（ステップＳ１１）。乱数を生成するタイミングは複合機の電源投入時、原稿の読取り時、利用者による指示されたタイミング等に設定することができ、プログラムメモリ２３に格納される制御プログラムによってそのタイミングが予め設定されている。

乱数を生成するタイミングでないと判断した場合（Ｓ１１：ＮＯ）、乱数を生成するタイミングとなるまで待機し、乱数を生成するタイミングであると判断した場合（Ｓ１１：ＹＥＳ）、ＣＰＵ２１は、初期設定を実行する（ステップＳ１２）。初期設定では、光量調整器１２ｃによる露光ランプ１２ａの光量の調整、ゲイン変換器１５ａによるＣＣＤラインセンサ１５のゲインの調節、光源ユニット１２及びミラーユニット１３による読取範囲の設定を行う。

次いで、ＣＰＵ２１は、図に示していないステッピングモータを駆動して、初期設定により設定された読取範囲の走査を開始する（ステップＳ１３）。原稿台１１に載置された原稿、原稿カバーマット１６ｂ、又は白色基準板１７を走査して取得したＣＣＤラインセンサ１５からの出力データは、画像処理部２０内の分配器２５、画像処理器２７を経てバッファメモリ２８により一時的に保持される。そして、乱数生成器２９は、バッファメモリ２８に保持された出力データから一部のビットを抽出する（ステップＳ１４）。

次いで、ＣＰＵ２１は、所定ビット数の乱数が得られたか否かを判断し（ステップＳ１５）、所定ビット数の乱数が得られていないと判断した場合（Ｓ１５：ＮＯ）、すなわち、複数回の走査により取得した出力データに基づいて乱数を生成することになっている場合、処理をステップＳ１３へ戻して、走査を実行する処理、及び出力データから一部のビットを抽出する処理を、所定ビット数の乱数が得られるまで繰り返す。所定ビット数の乱数が得られたと判断した場合（Ｓ１５：ＹＥＳ）、生成された乱数を鍵生成器３０に出力する（ステップＳ１６）。

なお、本実施の形態では、画像の読取手段としてＣＣＤラインセンサを利用する構成としたが、ＣＩＳ（Contact Image Sensor）のような密着型のセンサーを利用する構成であっても良いことは勿論の事である。

また、本実施の形態では、画像データを暗号化するために乱数を利用する構成としたが、生成した乱数を基にノイズデータを作成し、入力画像データに作成したノイズデータを重畳することによって、鮮鋭性や色調といった画質特性を損なうことなく、原稿自身に存在する画像ノイズや階調段差を低減させることも可能であるため、本発明により生成した乱数を画像データに重畳するノイズデータの作成用データとして利用する構成であっても良い。

また、本実施の形態では、本発明を複合機に適用した形態について説明したが、光学式マウス等の光学式読取手段を備える他の装置に適用する構成であっても良い。なお、光学式マウスに適用する場合には、データを蓄積しておくための手段や暗号化する手段等を装置内部に設ける必要はないが、例えば、接続先のパーソナルコンピュータに乱数を出力し、そのパーソナルコンピュータの内部で暗号化等を行うための乱数として用いることも可能である。

本実施の形態に係る複合機の内部構成を説明する断面図である。 ＣＣＤラインセンサの構成を示す模式図である。 ＣＣＤラインセンサの構成を示す模式図である。 本実施の形態に係る複合機の制御系の構成を示すブロック図である。 白色基準板とＣＣＤラインセンサとの配置関係を示す模式図である。 白色基準板を走査したときのＣＣＤラインセンサの出力を示すグラフである。 照射光度を変化させて白色基準板を走査したときのＣＣＤラインセンサの出力を示すグラフである。 原稿読取時の走査位置を示す模式図である。 原稿を走査したときのＣＣＤラインセンサの出力を示すグラフである。 複数原稿の読取り時の走査位置を示す模式図である。 複数原稿を走査したときのＣＣＤラインセンサの出力を示すグラフである。 乱数を生成する際に複合機によって実行される処理の手順を説明するフローチャートである。

符号の説明

１０ 画像読取部
１２ａ 露光ランプ
１２ｃ 光量調整器
１５ ＣＣＤラインセンサ
２０ 画像処理部
２１ ＣＰＵ
２２ バス
２３ プログラムメモリ
２７ 画像処理器
２９ 乱数生成器
３０ 鍵生成器
３１ 暗号・復号器
４０ 画像形成部

Claims (10)

1. 原稿に対して光を照射する手段と、前記原稿からの反射光に応じて信号を出力する手段と、該手段が出力した信号に基づいて画像データを生成する手段とを備える画像読取装置において、
   前記信号に基づいて乱数を生成する乱数生成手段と、生成した乱数を用いて前記画像データに対する処理を行う手段とを備えることを特徴とする画像読取装置。
2. 前記信号は複数ビットの信号であり、前記乱数生成手段は、前記信号から一部のビットを抽出して乱数を生成するようにしてあることを特徴とする請求項１に記載の画像読取装置。
3. 前記信号から抽出すべきビット位置を定めた情報を記憶する手段を備え、前記乱数生成手段は、乱数を生成する際に前記情報に基づいて前記信号から一部のビットを抽出するようにしてあることを特徴とする請求項２に記載の画像読取装置。
4. 前記信号を複数回取得するようにしてあり、前記乱数生成手段は、取得した複数の信号から一部を抽出して乱数を生成するようにしてあることを特徴とする請求項１に記載の画像読取装置。
5. 照射すべき光の強度を変化させる手段を備えることを特徴とする請求項４に記載の画像読取装置。
6. 前記信号に対する基準値を取得するための照射対象物を備え、前記乱数生成手段は、該照射対象物に光を照射して取得した基準値を参照して前記信号から乱数を生成するようにしてあることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか１つに記載の画像読取装置。
7. 前記処理は、前記乱数を用いて前記画像データを暗号化する処理であることを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れか１つに記載の画像読取装置。
8. 請求項１乃至請求項７の何れか１つに記載の画像読取装置と、該画像読取装置が生成した画像データに基づいてシート上に画像形成を行う手段とを備えることを特徴とする画像形成装置。
9. 外部から画像データを受付ける手段と、前記画像読取装置が生成した乱数を用いて受付けた画像データを処理する手段とを備えることを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
10. 照射対象物に光を照射する手段と、前記照射対象物からの反射光を受光する手段と、受光した反射光に応じた信号を生成する手段と、生成した信号に基づいて乱数を生成する手段とを備えること特徴とする乱数生成装置。

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