JP2013223146A - 画像処理装置、画像形成装置及び画像処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】潜像部及び背景部における最適な濃度を自動的に算出して調整することが可能な画像処理装置、画像形成装置及び画像処理方法を提供する。
【解決手段】画像形成装置は、最大階調値を有する画素が孤立して存在するような画像の濃度と、最大階調値を有する画素が複数集まって存在するような画像の濃度との間の相関関係を表わした２つの関係式を用いて、調整後の潜像部及び背景部の濃度を算出する。画像形成装置は、算出した濃度が同一となる階調値を算出し、算出した階調値となるように、潜像部及び背景部に対して階調補正処理を行う。
【選択図】図１４

Description

本発明は、複写した場合に顕在化する潜像部を有する地紋画像を適切に処理する画像処理装置、画像形成装置及び画像処理方法に関する。

近年、電子写真プロセスを採用した画像形成装置のカラー化及び高画質化が進み、このような画像形成装置を備えた複写機の複写精度が向上している。よって、このような複写機を用いることにより、書類等の原稿を簡単に複写でき、且つ原本と遜色の無い画質で再現できるようになっている。このような高精度の複写機では、例えば、複写が禁止されるべき特定の原稿を複写して不正な複写物を作成するといった不正複写が行われ易い。
そこで、原稿の不正複写を抑制するために、原稿が不正複写されたものであるか否かという原本性を容易に確認できることを目的として、偽造抑止地紋と呼ばれる地紋技術が実現されている。地紋技術とは、例えば、原稿を複写した場合に原稿に予め埋め込まれている文字又はパターン等が浮かび上がるように設計されたドットパターン（地紋データ）を、印刷対象の画像データに付加して印刷する技術である。地紋データが付加された画像データに基づいて印刷された原稿（原本）を複写した場合、原本では見え辛かった地紋画像が、複写物では明確に現れるので、その複写物は不正複写されたものであることが容易に判断できる。

地紋画像には、複写された場合に、地紋画像に含まれる牽制文字（例えば「複写」）が浮かび上がるタイプと、白抜けするタイプとがある。牽制文字が浮かび上がるタイプの地紋画像は、牽制文字が大きいドットで構成され、その他の背景領域が小さいドットで構成されている。また、牽制文字が白抜けするタイプの地紋画像は、牽制文字が小さいドットで構成され、背景領域が大きいドットで構成されている。即ち、地紋画像は、大きいドットで構成された領域と、小さいドットで構成された領域とを有し、大きいドットで構成された領域は、複写後にドットが残る領域（潜像部）であり、小さいドットで構成された領域は、複写後にドットが消える領域（背景部）である。なお、背景部を構成する小さいドットは、複写機の画像再現能力の限界よりも小さいので、再現されず、複写後に消えてしまう。

地紋画像は、原本では目立たないように潜像部及び背景部が同一の濃度で形成される必要がある。そこで、特許文献１では、地紋画像の潜像部及び背景部の濃度を等しくする技術が開示されている。特許文献１に開示された技術では、複数の階調レベルをもつパッチパターンに基づいて複数のパッチ画像を出力し、出力されたパッチ画像の濃度と目標濃度との比較に基づいて、パッチパターンを目標濃度にする階調レベルが設定される。

特開２００７−２７９２５４号公報

特許文献１に開示された方法では、複合機の状態（出力モード、機種等）に応じて出力されたパッチ画像の濃度を画像データに反映させるために、潜像部及び背景部における２つの濃度パラメータを適切に操作する必要がある。例えば、画像データ毎に予め処理された、濃度パラメータが異なる複数の画像データを保持しておく構成、又は、画像データを自動的に潜像部及び背景部に分離し、分離した各部に異なる階調補正を施す構成等が必要である。前者の場合、１つの画像データのために複数の画像データを保持する必要がある上に、地紋画像の濃度調整用に特別な中間調補正動作が必要である。また、後者の場合、全ての画像データに対して適切な領域分離を確実に行う必要がある。従って、潜像部及び背景部のそれぞれを適切な階調レベルに設定するための処理を簡略化することが難しいという問題がある。

本発明は、斯かる事情に鑑みてされたものであり、その目的とするところは、地紋画像の潜像部や背景部の濃度が自動的に最適に調整されるので、画像の再現性を向上させることが可能な画像処理装置、画像形成装置及び画像処理方法を提供することにある。

本発明に係る画像処理装置は、複写した場合に顕像化する潜像部及び背景部を有する地紋画像を処理する画像処理装置において、画像に所定のディザマトリクスパターンを用いた階調補正を行う処理部、及び該処理部が前記階調補正を行った後の前記画像の濃度と、階調値が前記処理部による階調補正によってとり得る最大階調値である場合の前記地紋画像の濃度との関係式に基づいて、前記地紋画像の濃度を調整する地紋濃度調整部を備えることを特徴とする。

本発明に係る画像処理装置は、前記処理部が前記階調補正を行った後の前記画像の濃度を取得する取得部と、該取得部が取得した濃度を以下の式１のＥ_bに代入してＥ_m （ｎ）の値を算出する算出部とを備え、前記地紋濃度調整部は、前記算出部が算出した値Ｅ_m （ｎ）を、前記地紋画像の調整後の濃度とするようにしてあることを特徴とする。

本発明に係る画像処理装置は、前記処理部が前記階調補正を行った後の前記画像の濃度を取得する取得部と、該取得部が取得した濃度を以下の式２のＥ_bに代入してＥ_l （ｎ）の値を算出する算出部とを備え、前記地紋濃度調整部は、前記算出部が算出した値Ｅ_l （ｎ）を、前記地紋画像の調整後の濃度とするようにしてあることを特徴とする。

本発明に係る画像処理装置は、前記処理部が前記階調補正を行った後の前記画像の濃度を取得する取得部と、該取得部が取得した濃度を前記式１のＥ_bに代入してＥ_m （ｎ）の値を算出する第１算出部と、前記取得部が取得した濃度を前記式２のＥ_bに代入してＥ_l （ｎ）の値を算出する第２算出部と、前記第１算出部が算出した値Ｅ_m （ｎ）及び前記第２算出部が算出した値Ｅ_l （ｎ）が同一となるｎの値を算出する第３算出部とを備え、前記地紋濃度調整部は、前記背景部及び潜像部の階調値を、前記第３算出部が算出した値ｎに補正する階調補正部を有することを特徴とする。

本発明に係る画像処理装置は、前記算出部は、前記潜像部の階調値を前記式１のｎに代入してＥ_m （ｎ）の値を算出するようにしてあり、前記地紋濃度調整部は、前記算出部が算出した値Ｅ_m （ｎ）を、前記潜像部の調整後の濃度とするようにしてあることを特徴とする。

本発明に係る画像処理装置は、前記算出部は、前記背景部の階調値を前記式１のｎに代入してＥ_m （ｎ）の値を算出するようにしてあり、前記地紋濃度調整部は、前記算出部が算出した値Ｅ_m （ｎ）を、前記背景部の調整後の濃度とするようにしてあることを特徴とする。

本発明に係る画像処理装置は、前記算出部は、前記潜像部の階調値を前記式２のｎに代入してＥ_l （ｎ）の値を算出するようにしてあり、前記地紋濃度調整部は、前記算出部が算出した値Ｅ_l （ｎ）を、前記潜像部の調整後の濃度とするようにしてあることを特徴とする。

本発明に係る画像処理装置は、前記算出部は、前記背景部の階調値を前記式２のｎに代入してＥ_l （ｎ）の値を算出するようにしてあり、前記地紋濃度調整部は、前記算出部が算出した値Ｅ_l （ｎ）を、前記背景部の調整後の濃度とするようにしてあることを特徴とする。

本発明に係る画像処理装置は、前記所定のディザマトリクスパターンは、マトリクス状に各値が割り当てられており、前記処理部による階調補正によってとり得る最大階調値が隣り合わない位置に割り当てられているパターンであることを特徴とする。

本発明に係る画像形成装置は、上述したいずれかの画像処理装置と、画像を形成する画像形成部とを備え、該画像形成部は、前記画像処理装置にて処理された画像を形成するようにしてあることを特徴とする。

本発明に係る画像処理方法は、複写した場合に顕像化する潜像部及び背景部を有する地紋画像を処理する画像処理装置による画像処理方法において、画像に所定のディザマトリクスパターンを用いた階調補正を行う処理ステップと、該処理ステップで前記階調補正を行った後の前記画像の濃度と、階調値が前記処理ステップの階調補正によってとり得る最大階調値である場合の前記地紋画像の濃度との関係に基づいて、前記地紋画像の濃度を調整する地紋濃度調整ステップとを含むことを特徴とする。

本発明によれば、画像処理装置は、所定のディザマトリクスパターンを用いた階調補正を行った後の画像の濃度と、階調値が前記階調補正によってとり得る最大階調値である場合の地紋画像の濃度との相関関係を表わした関係式を用いて地紋画像の濃度を調整する。所定のディザマトリクスパターンを用いた階調補正を行った後の画像の濃度と、階調値が前記階調補正によってとり得る最大階調値である場合の地紋画像の濃度との間には相関関係がある。よって、この関係を示す関係式を用いることにより、調整後の濃度を自動的に算出でき、算出した濃度に基づいて、画像の濃度を適切に調整することができる。

本発明によれば、画像処理装置は、所定のディザマトリクスパターンを用いた階調補正を行った後の画像の濃度を取得し、取得した濃度を上記の式１のＥ_bに代入することにより、調整後の地紋画像の濃度Ｅ_m （ｎ）を容易に算出できる。なお、α，β，ｒ，ｐを適切に設定することにより、画像処理装置を構成する各部の劣化、使用環境の変化等が生じた場合であっても、画像の濃度を適切に調整することができる。

本発明によれば、画像処理装置は、所定のディザマトリクスパターンを用いた階調補正を行った後の画像の濃度を取得し、取得した濃度を上記の式２のＥ_bに代入することにより、調整後の地紋画像の濃度Ｅ_l （ｎ）を容易に算出できる。なお、ｘ，δ，ｑを適切に設定することにより、画像処理装置を構成する各部の劣化、使用環境の変化等が生じた場合であっても、画像の濃度を適切に調整することができる。

本発明によれば、画像処理装置は、所定のディザマトリクスパターンを用いた階調補正を行った後の画像の濃度を取得し、取得した濃度を上記の式１のＥ_bに代入してＥ_m （ｎ）の値を算出する。また、画像処理装置は、取得した濃度を上記の式２のＥ_bに代入してＥ_l （ｎ）の値を算出し、算出したＥ_m （ｎ）とＥ_l （ｎ）が同一となるｎの値を算出する。画像処理装置は、地紋画像の背景部及び潜像部の階調値が、算出したｎとなるように階調補正する。よって、背景部及び潜像部の階調値を、調整後の濃度（Ｅ_m （ｎ），Ｅ_l （ｎ））が同一となるような階調値とすることができ、このような階調値の背景部及び潜像部に基づいて出力された画像は、背景部及び潜像部の濃度が同一に形成される。

本発明によれば、画像処理装置は、潜像部の階調値を上記の式１のｎに代入することにより、調整後の潜像部の濃度Ｅ_m （ｎ）を算出する。よって、調整後の潜像部の濃度が自動的に算出され、算出された濃度に基づいて潜像部の濃度が適切に調整される。

本発明によれば、画像処理装置は、背景部の階調値を上記の式１のｎに代入することにより、調整後の背景部の濃度Ｅ_m （ｎ）を算出する。よって、調整後の背景部の濃度が自動的に算出され、算出された濃度に基づいて背景部の濃度が適切に調整される。

本発明によれば、画像処理装置は、潜像部の階調値を上記の式２のｎに代入することにより、調整後の潜像部の濃度Ｅ_l （ｎ）を算出する。よって、調整後の潜像部の濃度が自動的に算出され、算出された濃度に基づいて潜像部の濃度が適切に調整される。

本発明によれば、画像処理装置は、背景部の階調値を上記の式２のｎに代入することにより、調整後の背景部の濃度Ｅ_l （ｎ）を算出する。よって、調整後の背景部の濃度が自動的に算出され、算出された濃度に基づいて背景部の濃度が適切に調整される。

本発明によれば、処理部が行う階調補正に用いるディザマトリクスパターンは、マトリクス状に各値が割り当てられており、とり得る最大値が隣り合わない位置に割り当てられているパターンである。よって、このようなディザマトリクスパターンを用いた階調補正を行った後の画像の濃度と、階調値が最大階調値である場合の地紋画像の濃度との間にある相関関係に基づいて、地紋画像（潜像部及び背景部）の濃度を適切に調整することができる。

本発明によれば、上述した画像処理装置にて処理された画像を画像形成部が形成することにより、適切な濃度に調整された地紋画像を形成することができる。

本発明によれば、潜像部及び背景部における最適な濃度が自動的に算出されて調整されるので、地紋画像の濃度を最適に調整することができ、画像の再現性を向上させることができる。

本実施形態に係る画像形成装置の内部構成例を示す縦断面図である。 本実施形態に係る画像形成装置の制御系の構成例を示すブロック図である。 画像処理部による画像処理の手順を示すフローチャートである。 地紋画像の例を示す模式図である。 地紋画像の潜像部及び背景部に用いるマスクパターンの例を示す模式図である。 中間調処理に用いられるディザマトリクスパターンの例を示す模式図である。 ディザマトリクスパターンの具体例を示す模式図である。 ５×５のディザマトリクスパターンの例を示す模式図である。 中間調処理後の背景部用のマスクパターンの例を示す模式図である。 ４×４のディザマトリクスパターンの例を示す模式図である。 中間調処理後の潜像部用のマスクパターンの例を示す模式図である。 中間調処理後の背景部用のマスクパターンの例を示す模式図である。 中間調処理前の地紋画像の階調値と中間調処理後の地紋画像の出力濃度との関係特性を示す特性図である。 地紋画像の濃度調整処理の手順を示すフローチャートである。 ８×７のディザマトリクスパターンの例を示す模式図である。

以下に、本発明に係る画像処理装置、画像形成装置及び画像処理方法について、その実施形態を示す図面に基づいて詳述する。

図１は本実施形態に係る画像形成装置の内部構成例を示す縦断面図である。本実施形態の画像形成装置１は、例えば、コンビニエンスストア等の店舗内に設置されたプリンタであり、外部に接続されたパーソナルコンピュータ等の情報処理装置（図示せず）から取得した画像データに基づいて、コピー用紙、ＯＨＰ(Over Head Projector)フィルム等のシート上に多色及び単色の画像を形成するプリント機能を有する。また、画像形成装置１は、外部の情報処理装置から文字、図形、写真等の画像データをページ記述言語の形式で受信し、印刷可能な印刷実行データ（画像データ）を生成する機能も有する。

本実施形態の画像形成装置１の最下部には、画像形成に使用するシート（記録用紙）を収容するトレイを有する引出し式の給紙カセット２０が配設されている。給紙カセット２０は、ユーザが手前側に引き出すことによりトレイを開放することができ、トレイを開放させた状態でシートの補充を行うことができる。また、図１における画像形成装置１の右側面には、少量のシートを載置する手差しトレイ２６が設けられており、手差しトレイ２６上に載置されたシートも画像形成装置１内部に取り込まれて画像形成される。

給紙カセット２０の上部には露光ユニット１１が設けられている。露光ユニット１１の上部には、黒（ＢＫ）、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、各色毎の現像器１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ、感光体ドラム１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ、クリーナユニット１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ、帯電器１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ等が設けられている。
なお、各符号に付したａ、ｂ、ｃ、ｄの記号は、例えば黒（ＢＫ）、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が、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、現像器１２、感光体ドラム１３、クリーナユニット１４、帯電器１５と記載する。

帯電器１５ａ〜１５ｄには、それぞれ対応する感光体ドラム１３ａ〜１３ｄに接触するように構成されたローラ型帯電器が用いられており、感光体ドラム１３ａ〜１３ｄの表面を所定の電位に均一的に帯電させる。なお、ローラ型帯電器の代わりに、ブラシ型帯電器、チャージャー型帯電器を用いる構成であっても良い。例えば、帯電器１５ａ〜１５ｄはそれぞれ対応する感光体ドラム１３ａ〜１３ｄの表面をマイナス極性に帯電させる。

露光ユニット１１は、レーザ光を照射する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）により構成されており、レーザ照射部から発せられたレーザ光が感光体ドラム１３ａ〜１３ｄ上に照射されるようにポリゴンミラー及び反射ミラーが設けられている。なお、露光ユニット１１には、ＬＳＵのほかに、例えばＥＬ（Electro Luminescence：エレクトロルミネセンス）やＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）等の発光素子をアレイ状に並べた書込みヘッドを用いることもできる。

露光ユニット１１は、印刷実行データに基づいてレーザ光を発し、帯電器１５ａ〜１５ｄにより帯電された感光体ドラム１３ａ〜１３ｄの表面にレーザ光を照射して感光体ドラム１３ａ〜１３ｄ上のマイナス電荷を除去する。これにより、印刷実行データ（画像データ）に応じた静電潜像が感光体ドラム１３ａ〜１３ｄ上に形成される。

現像器１２ａ〜１２ｄのそれぞれは、黒、シアン、マゼンタ、イエロの各色のトナー（現像剤）を収納しており、収納しているトナーをマイナス極性に帯電させると共に、このトナーを感光体ドラム１３ａ〜１３ｄの表面に形成された静電潜像に対して供給する。マイナス極性に帯電しているトナーは、感光体ドラム１３ａ〜１３ｄの表面においてレーザ光によってマイナス電荷が除去された部分に吸着し、これにより、現像器１２は、それぞれ対応する感光体ドラム１３上の静電潜像を顕像化したトナー像を形成する。

感光体ドラム１３ａ〜１３ｄの周囲には、現像器１２ａ〜１２ｄ及び帯電器１５ａ〜１５ｄのほかに、感光体ドラム１３ａ〜１３ｄの表面に顕像化されたトナー像をシートに転写した後に感光体ドラム１３ａ〜１３ｄの表面に残留するトナーを回収及び除去するクリーナユニット１４ａ〜１４ｄが設けられている。

本実施形態の画像形成装置１は、感光体ドラム１３ａ〜１３ｄ上のトナー像を中間転写方式によってシート上に転写するように構成されており、感光体ドラム１３ａ〜１３ｄの上部に中間転写ベルトユニット１８を備えている。中間転写ベルトユニット１８は、中間転写ベルト１７、中間転写ベルト駆動ローラ１７１、中間転写ベルト従動ローラ１７２、中間転写ローラ１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ、中間転写ベルトクリーニングユニット１９等を備えている。また中間転写ベルトユニット１８は、中間転写ベルト１７の張架状態を維持する中間転写ベルトテンション機構（図示せず）を備えている。なお、以下では、中間転写ローラ１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄをまとめて中間転写ローラ１６と記載することとする。

中間転写ベルト駆動ローラ１７１、中間転写ベルトテンション機構、中間転写ローラ１６ａ〜１６ｄ、中間転写ベルト従動ローラ１７２等は、中間転写ベルト１７を張架し、中間転写ベルト駆動ローラ１７１の駆動力により中間転写ベルト１７を図中の矢符で示す方向へ回転させるように構成されている。中間転写ローラ１６ａ〜１６ｄは、中間転写ベルトテンション機構に設けられた中間転写ローラ取付部に回転可能に支持されている。また、中間転写ローラ１６ａ〜１６ｄは、中間転写ベルトテンション機構の電源部（図示せず）に接続されており、電源部からの帯電電位によって中間転写ベルト１７との接触部分において中間転写ベルト１７を所定電位（転写バイアス）に帯電させる。これにより、感光体ドラム１３ａ〜１３ｄのそれぞれから転写されるトナー像が中間転写ベルト１７に吸着される。

中間転写ベルト１７は、例えば厚さ１１００μｍ〜１１５０μｍ程度のフィルムを用いて無端状に形成されており、その表面を感光体ドラム１３ａ〜１３ｄのそれぞれに接触させて設けられている。感光体ドラム１３ａ〜１３ｄのそれぞれに形成された各色のトナー像を中間転写ベルト１７に順次的に重ねて転写することにより、中間転写ベルト１７上にカラーのトナー像（多色トナー像）が形成される。

感光体ドラム１３ａ〜１３ｄから中間転写ベルト１７へのトナー像の転写は、中間転写ベルト１７の裏側に接触している中間転写ローラ１６ａ〜１６ｄによって行われる。中間転写ローラ１６ａ〜１６ｄには、トナー像を転写するために高電圧の転写バイアス、即ち、トナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧が印加されている。中間転写ローラ１６ａ〜１６ｄは、直径１８〜１１０ｍｍの金属（例えば、ステンレス）軸をベースとし、その表面が、導電性の弾性材（例えば、ＥＰＤＭ、発砲ウレタン等）により覆われているローラである。この導電性を有する弾性材により、中間転写ローラ１６ａ〜１６ｄは中間転写ベルト１７に対して均一的に高電圧を印加することができる。本実施形態では、転写電極としてローラ形状の電極を用いているが、ブラシ形状の電極を用いることもできる。

上述したように各感光体ドラム１３ａ〜１３ｄ上で各色に応じて顕像化されたトナー像は中間転写ベルト１７上で積層され、印刷用の画像が多色トナー像により中間転写ベルト１７上で再現される。このように中間転写ベルト１７上に転写された多色トナー像は、中間転写ベルト１７の回転によって、シートと中間転写ベルト１７との接触位置に配置される転写ローラ２１によってシート上に転写される。
このとき、中間転写ベルト１７及び転写ローラ２１は所定のニップで圧接されると共に、転写ローラ２１には多色トナー像をシート上に転写させるための電圧、即ち、トナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧が印加される。ここで、中間転写ベルト１７と転写ローラ２１との間のニップを定常的に得るために、転写ローラ２１又は中間転写ベルト駆動ローラ１７１の何れか一方を金属等の硬質材料により構成し、他方を弾性ゴム、発泡性樹脂等の軟質材料により構成している。

また、上述のようにして感光体ドラム１３ａ〜１３ｄとの接触により中間転写ベルト１７に付着したトナー、又は転写ローラ２１によってシート上に転写が行われずに中間転写ベルト１７上に残留したトナーは、次工程でトナーの混色を発生させる原因となるため、中間転写ベルト従動ローラ１７２の近傍に設けられた中間転写ベルトクリーニングユニット１９によって除去及び回収される。中間転写ベルトクリーニングユニット１９には、中間転写ベルト１７に接触するクリーニング部材としてクリーニングブレードが設けられており、クリーニングブレードが中間転写ベルト１７と接触する部分は、中間転写ベルト１７の裏側から中間転写ベルト従動ローラ１７２で支持されている。

給紙カセット２０及び手差しトレイ２６は、それぞれに積層されたシートの先端部近傍にピックアップローラ２８ａ，２８ｂを有しており、各ピックアップローラ２８ａ，２８ｂにより１枚毎に分離給送されたシートは搬送経路Ｓを通じて画像形成装置１内部へ供給される。なお、搬送経路Ｓ上の適宜箇所には、シートの搬送を促進及び補助するための搬送ローラ２７が複数設けられており、ピックアップローラ２８ａ，２８ｂによりそれぞれ分離給送されて搬送ローラ２７まで搬送されたシートは、搬送ローラ２７によってレジストローラ２３まで搬送経路Ｓを通じて搬送される。

レジストローラ２３は、上述した転写ローラ２１及び中間転写ベルト駆動ローラ１７１の下側に設けられている。レジストローラ２３が、給紙カセット２０又は手差しトレイ２６から搬送されてきたシートを一旦保持し、シートの先端と中間転写ベルト１７上のトナー像の先端とを整合するタイミングでシートを転写ローラ２１へ搬送することにより中間転写ベルト１７上のトナー像を前記シート上に転写する。

トナー像が転写されたシートは略垂直に搬送され、転写ローラ２１の上側に設けられた定着ユニット２２に到達する。定着ユニット２２は、ヒートローラ２４及び加圧ローラ２５等を備えており、図示しない温度検出器からの検出値に基づいてヒータ（図示せず）を制御することによりヒートローラ２４を所定の定着温度に保つ。また定着ユニット２２は、多色トナー像が転写されたシートをヒートローラ２４と加圧ローラ２５とに挟んで回転させ、ヒートローラ２４の熱によりシート上に多色トナー像を熱定着させる。なお、シートに転写された多色トナー像は、溶融、混合、圧接し、シートに熱定着する。
多色トナー像が熱定着したシートは、定着ユニット２２の出口近傍に設けられた搬送ローラにより定着ユニット２２から排出される。

定着ユニット２２を通過したシートは、片面印刷要求の場合、排紙ローラ２９を通じて、画像形成装置１の上面に設けられた排紙トレイ３０上にフェイスダウンで排出される。両面印刷要求の場合、定着ユニット２２を通過したシートは、排紙ローラ２９により一旦チャックされた後、排紙ローラ２９が逆回転されることにより両面原稿搬送路Ｓ１へと導かれ、搬送ローラ３１により再度レジストローラ２３まで搬送される。そして、シートは、裏面側にトナー像を転写及び熱定着された後、排紙ローラ２９により排紙トレイ３０上に排出される。

なお、画像形成装置１は、上述した構成のほかにも、例えば、サイズが異なる複数種のシートを収容できる給紙カセット、数千枚単位のシートを収容できる大容量給紙カセット、複数の排紙トレイ及び画像形成されたシートを各排紙トレイに搬送するための搬送機構等を備えることもでき、また、これらをオプション機能として後付けできる構成とすることもできる。

図２は本実施形態に係る画像形成装置１の制御系の構成例を示すブロック図である。本実施形態の画像形成装置１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２、ＲＡＭ（Random Access Memory）３、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）４、操作パネル５、ネットワークコントローラ６、画像処理部７及び画像形成部８等を備える。画像形成装置１が備える各部はバスを介して相互に接続されている。画像処理部７は、本発明に係る画像処理装置としての動作を行う。

ＣＰＵ２は、バスを介して接続される上述したハードウェア各部の動作を制御すると共に、ＨＤＤ４に格納されている制御プログラムに従って、種々のソフトウェア的機能を実行する。
ＨＤＤ４は大容量のメモリ装置であり、上述したようなハードウェア各部をＣＰＵ２が制御するための制御プログラムを予め格納している。ＲＡＭ３は揮発性の半導体メモリであり、ＣＰＵ２による制御プログラムの実行中に発生するデータを一時的に記憶する。ＣＰＵ２が、ＨＤＤ４に格納してある制御プログラムをＲＡＭ３に読み出して順次実行することにより、画像形成装置１を、本発明の画像処理装置及び画像形成装置として動作させる。

またＨＤＤ４は、ネットワークコントローラ６を介して外部の装置から受信した印刷ジョブ、印刷ジョブを展開して得られる印刷実行データ（印刷対象のデータ）、画像処理部７によって所定の画像処理が施されたデータ等を記憶する。ＨＤＤ４に記憶されたデータ（処理対象のデータ）はＣＰＵ２が指示するタイミングで画像処理部７又は画像形成部８へ読み出される。
更にＨＤＤ４は、画像処理部７による画像処理に使用される各種データ（例えば、中間調処理に用いるディザマトリクスパターン）、画像形成部８の特性データ（濃度、階調、ドット再現等の情報）、予め生成された地紋データを格納する。

操作パネル５は、ユーザからの操作指示を受け付けるための各種操作ボタンを備えた操作部と、ユーザに対して報知すべき情報を表示するＬＥＤディスプレイ、液晶ディスプレイ等の表示部とにより構成されている。なお、操作パネル５を、表示画面に触れることで入力が可能なタッチパネルによって構成してもよい。
ネットワークコントローラ６は、外部のパーソナルコンピュータ等の情報処理装置と通信回線を介して通信を行うための通信インタフェースであり、外部の情報処理装置との間でデータの送受信を行う。外部の情報処理装置は、ページ記述言語形式のデータ（印刷ジョブ）を送信し、ネットワークコントローラ６は、外部の情報処理装置から送信されてくる印刷ジョブを受信する。ネットワークコントローラ６は、受信した印刷ジョブをＨＤＤ４又は画像処理部７へ転送する。画像処理部７は、転送されてきた印刷ジョブを展開して印刷実行データを生成し、生成した印刷実行データをＨＤＤ４へ転送する。ＨＤＤ４は、ネットワークコントローラ６から転送されてきた印刷ジョブ及び画像処理部７から転送されてきた印刷実行データを、例えばページ単位で記憶する。

画像処理部７は、ネットワークコントローラ６が受信した印刷ジョブを展開して印刷実行データを生成する処理を行い、また、印刷実行データに対して、色変換処理、階調補正処理、中間調処理等の各種の画像処理を実行する。特に本実施形態の画像処理部７は、印刷実行データに対して地紋データを付加する合成処理、ディザマトリクスパターンを用いた中間調処理を行う。なお、画像処理部７が行う処理の詳細については後述する。画像処理部７は、画像処理後のデータ（画像データ）をＨＤＤ４へ出力する。
画像処理部７は、所定の画像処理を実行するための制御プログラムをＣＰＵ２が実行することによって実現されるソフトウェア的機能であってもよいし、専用のハードウェア回路によって実現されてもよい。

画像形成部８は、図１に示した各部を含み、印刷対象のデータに基づく画像をシート上に形成する画像形成手段である。
画像形成装置１は、上述した構成のほかに、画像形成部８による色再現性を向上させるために行うカラーキャリブレーションに用いる情報の取得手段として、濃度センサ、温湿度センサ等も備えてもよい。

上述した構成の画像形成装置１は、ネットワークコントローラ６を介して外部の情報処理装置から受信した印刷ジョブから、画像処理部７によって印刷実行データを生成し、生成した印刷実行データに基づく画像を画像形成部８によってシート上に形成する。また、本実施形態の画像形成装置１は、印刷実行データに基づく画像出力を行う際に、印刷実行データに地紋データを付加（合成）する。この場合、印刷実行データに基づいてシート上に形成された画像に、地紋データに基づく地紋画像が含まれるので、偽造抑制処理された印刷物を生成できる。印刷対象のデータが機密文書データである場合には、印刷物に地紋画像を形成することによって不正複写を抑制でき、有効である。

以下に、画像処理部７が行う処理について説明する。図３は画像処理部７による画像処理の手順を示すフローチャートである。ここでは、ネットワークコントローラ６を介して受信した印刷ジョブを画像処理部７が展開して得られた印刷実行データに対して行う各種の画像処理について説明する。なお、印刷ジョブは、例えば、市役所のデータベース（サーバ装置）で保存されている住民票や印鑑証明書等の機密文書データの印刷処理である。また画像形成装置１のネットワークコントローラ６は、通信回線やインターネットを介して市役所のデータベースに接続し、機密文書データの印刷ジョブを取得する。画像形成装置１の画像処理部７は、印刷ジョブに基づいて、例えばＲＧＢ（Ｒ：赤、Ｇ：緑、Ｂ：青）データ又はＢＫ（白黒）データ等の印刷実行データ（機密文書データ）を生成する。印刷実行データは、例えば２５６階調で表現されており、各画素の画素値（階調値）は０〜２５５のいずれかの値をとる。

画像処理部７は、印刷実行データに対して、予め生成してＨＤＤ４に記憶してある地紋データを合成する（Ｓ１）。なお、地紋データもＲＧＢデータ又はＢＫデータであり、ＲＧＢデータの印刷実行データに対してはＲＧＢデータの地紋データを合成し、ＢＫデータの印刷実行データに対してはＢＫデータの地紋データを合成する。地紋データの合成は、各画素の画素値の加算又は置換処理によって行われる。
地紋データ及び地紋データに基づく地紋画像の詳細については後述する。地紋データは、機密文書データを出力する都度（機密文書データ毎に）生成してもよいし、予め生成しておいてもよいが、生成された地紋データは、ＨＤＤ４に格納され、所定のタイミングで読み出されて画像処理部７に入力される。

画像処理部７は、処理対象の印刷実行データがＲＧＢデータであるか否かを判断しており（Ｓ２）、ＲＧＢデータである場合（Ｓ２：ＹＥＳ）、地紋データを合成した印刷実行データに対して色変換処理を行い（Ｓ３）、ＣＭＹＫ（Ｃ：シアン、Ｍ：マゼンタ、Ｙ：イエロー、Ｋ：ブラック）データを生成する。色変換処理は、ＲＧＢデータを、補色であるＣＭＹの色空間に変換してＣＭＹデータを生成すると共に、ＣＭＹデータからＫデータを生成し、元のＣＭＹデータからＫデータを差し引いて新たなＣＭＹデータを生成する処理である。
一方、処理対象の印刷実行データがＲＧＢデータでない場合（Ｓ２：ＮＯ）、即ち、印刷実行データがＢＫデータである場合、画像処理部７は、ステップＳ３の処理をスキップし、色変換処理を行わない。色変換処理は、例えば、画像形成装置１が備えるファームウェア（図示せず）に実装されたカラーマネジメントモジュールにて、ＩＣＣプロファイルのカラーテーブルに基づいて行われる。

画像処理部７は、地紋データが合成された印刷実行データに対して階調補正処理を行う（Ｓ４）。これにより、印刷実行データ（画像データ）の空間周波数特性が補正され、出力画像のぼやけ又は粒状性劣化が防止できる。また、階調補正処理により、印刷実行データに合成された地紋データ（地紋データの階調値）が、地紋データに基づく地紋画像の潜像部の濃度と背景部の濃度とが次の中間調処理後に同一となるような階調値（入力階調値）に変更される。なお、印刷実行データがＲＧＢデータである場合、画像処理部７は、各色成分毎に階調補正処理を行う。

次に画像処理部７は、階調補正処理した印刷実行データに対して、ディザマトリクスパターンを用いた中間調処理を行う（Ｓ５）。なお、中間調処理の詳細については後述する。中間調処理も、印刷実行データがＲＧＢデータであれば、各色成分毎に行われる。
画像処理部７は、中間調処理した印刷実行データをＨＤＤ４又はＲＡＭ３に一旦記憶し、画像形成を行う所定のタイミングで読み出して画像形成部８へ出力し、画像形成部８にて画像形成を行う（Ｓ６）。このように地紋データを合成した上で画像形成を行うことにより、偽造抑制処理が施された印刷物にて機密文書を生成できる。また、上述の階調補正処理及び中間調処理によって、シート上に画像形成された地紋画像の潜像部の濃度と背景部の濃度とが同一となる。これにより、地紋画像が、前景となる機密文書の視認の邪魔にならない。

次に地紋データ及び地紋データに基づく地紋画像について説明する。
図４は地紋画像の例を示す模式図である。地紋画像は、複写された場合に顕在化（顕像化）する潜像部と、潜像部以外の背景部とを有する。図４に示す地紋画像では、「複写」の文字部分を潜像部とし、その他の領域を背景部とする。

図５は地紋画像の潜像部及び背景部に用いるマスクパターンの例を示す模式図であり、図５Ａには潜像部に用いるマスクパターンを示し、図５Ｂには背景部に用いるマスクパターンを示す。なお、図５において、破線で示す四角のそれぞれは画素を示す。また、図において右方向を画像の主走査方向とし、下方向を画像の副走査方向とする。
地紋画像中の潜像部は、図５Ａに示すように、各ドットが大きい（粗い）マスクパターンで構成され、背景部は、図５Ｂに示すように、各ドットが小さい（細かい）マスクパターンで構成される。図５Ａに示す潜像部用のマスクパターンは、１８×１８（副走査方向×主走査方向）画素のブロック毎に、４×４画素の１６画素を１つのドットとし、各ドットの左上端を各ブロックの左上端及び中央部に一致させて２つのドットを斜め方向に配置したパターンである。即ち、潜像部用のマスクパターンは、集合画素数（ドットを構成する画素数）が多いドットで構成される。

図５Ｂに示す背景部用のマスクパターンは、２×１画素の２画素を１つのドットとして各ドットを均等に配置すると共に、２４×２４画素中に配置された３２ドットのうちの、均等に配置された４ドットを、それぞれ１画素ずつ加えて３画素としてあるパターンである。即ち、背景部用のマスクパターンは、集合画素数が少ないドットで構成される。なお、背景部用のマスクパターンを構成する各ドットは、図５Ｂにおける左右方向（主走査方向）に５画素ずつ隔てて配置されており、上下方向（副走査方向）に隣り合うドットの列は、上下方向に１画素ずつ隔てて配置されると共に、左右方向に３画素分ずつずらして配置されている。図５に示したマスクパターンは一例にすぎず、潜像部は、所定数よりも多い画素からなるドット（所定サイズよりも大きいドット）で構成されていればよく、背景部は、所定数よりも少ない画素からなるドット（所定サイズよりも小さいドット）で構成されていればよい。また所定サイズとは、複写した場合にドットが消失するサイズである。

地紋画像において、集合画素数が２画素のドットと、集合画素数が３画素のドットとでは、入力階調値に対する出力濃度の変化量が若干異なる。従って、集合画素数が２画素のドットと、集合画素数が３画素のドットとの混合比率を変更することにより、入力階調値に対する出力濃度の変化量の微調整が可能である。なお、集合画素数が奇数（例えば３画素）のドットは、後述の中間調処理において市松模様状のディザマトリクスパターンがかけられた場合に出力濃度の変化量に偏りが出ないように配置する必要がある。例えば、２４×２４画素中に配置される、集合画素数が３画素の４ドットについて、半分の２ドットは、中間調処理によって３画素のうちの２画素が小さい画素値となる位置に、また、残りの２ドットは、中間調処理によって３画素のうちの１画素のみが小さい画素値となる位置に配置する必要がある。

ここで、複写された場合に潜像部が顕在化（顕像化）する仕組みについて説明する。図５Ａに示す大きいドットで構成された潜像部と、図５Ｂに示す小さいドットで構成された背景部とを有する地紋画像を複写した場合、小さいドットで構成された背景部が、複写の際の各種処理によって濃度が下げられることにより複写されなくなる。その結果、背景部のドットが消失し、潜像部が浮かび上がったような状態で顕在化する。なお、「複写」の文字を小さいドットで構成し、その他の背景領域を大きいドットで構成した地紋画像を複写した場合、小さいドットで構成された文字が複写されない。その結果、小さいドットで構成された文字のドットが消失し、「複写」の文字が白抜きの状態で顕在化する。

画像処理部７は、潜像部に用いる文字（図４では「複写」）のビットマップデータと、潜像部用のマスクパターンと、背景部用のマスクパターンとを合成し、上述したような地紋画像を形成するための地紋データを生成する。具体的には、画像処理部７は、画像形成部８が画像出力する際の原稿１枚分の大きさの領域に対して所定の１又は複数箇所に、潜像部に用いる文字を配置させ、各潜像部に潜像部用のマスクパターンを割り当て、背景部に背景部用のマスクパターンを割り当てる。これにより、図５に示すマスクパターンを用いて、図４に示すような地紋画像を形成するための地紋データが生成される。なお、ビットマップデータ、潜像部用のマスクパターン、背景部用のマスクパターンは、ＨＤＤ４に予め記憶されている。

上述したように、地紋データは、小さいドットからなる潜像部用のマスクパターンと、大きいドットからなる背景部用のマスクパターンとにより構成される。しかし、それぞれのパターンは、画像出力された場合に見た目上同一の濃度で形成されるように設計されているので、地紋の外観としてはパターン間での違いは殆どなく、前景となる画像データ（機密文書データ）への影響はない。

次に、画像処理部７による中間調処理について説明する。図６は中間調処理に用いられるディザマトリクスパターンの例を示す模式図、図７はディザマトリクスパターンの具体例を示す模式図である。図６及び図７に示すディザマトリクスパターンは４×４のサイズを有する。ディザマトリクスパターンは、中間調処理される画像の階調値（入力階調値）に応じて印字出力（出力階調値）を変化させる一連のパターン群である。本実施形態のディザマトリクスパターンは、画素１ａ、画素１ｂ〜画素１ｈの各画素に所定範囲内の値が割り当てられ、画素２ａ、画素２ｂ〜画素２ｈの各画素に所定範囲内の値が割り当てられている。中間調処理は、入力画像データ（印刷実行データ）の各画素値と、ディザマトリクスパターンの各値との比較を行い、各画素の画素値を決定する処理である。

本実施形態のディザマトリクスパターンは、８ビットの値（０〜２５５）のうちの、均等に割り振られた１６点（０，１７，３４，５１，６８，８５，１０２，１１９，１３６，１５３，１７０，１８７，２０４，２２１，２３８，２５５）のいずれかの値で構成されている。従って、このようなディザマトリクスパターンを用いた中間調処理によって、各画素の画素値が１６個の値のいずれかに制御された画像データが得られる。
具体的には、例えば、図７Ａに示すディザマトリクスパターンは、入力階調値が６４の画像に対して用いるパターンであり、画素１ａ〜１ｄに１３６が、画素１ｅ〜１ｈに１１９が、画素２ａ〜２ｈに０がそれぞれ割り当てられている。また、図７Ｂに示すディザマトリクスパターンは、入力階調値が１２８の画像に対して用いるパターンであり、画素１ａ〜１ｈに２５５が、画素２ａ〜２ｈに０がそれぞれ割り当てられている。更に、図７Ｃに示すディザマトリクスパターンは、入力階調値が１９１の画像に対して用いるパターンであり、画素１ａ〜１ｈに２５５が、画素２ａ〜２ｄに１３６が、画素２ｅ〜２ｈに１１９がそれぞれ割り当てられている。

また、図示は省略するが、例えば、入力階調値が０の画像に対して用いるディザマトリクスパターンは、画素１ａ〜１ｈ及び画素２ａ〜２ｈに０がそれぞれ割り当てられている。また、入力階調値が９の画像に対して用いるディザマトリクスパターンは、画素１ａ〜１ｈに１７が、画素２ａ〜２ｈに０がそれぞれ割り当てられている。入力階調値が１７の画像に対して用いるディザマトリクスパターンは、画素１ａ〜１ｈに３４が、画素２ａ〜２ｈに０がそれぞれ割り当てられている。入力階調値が１３６の画像に対して用いるディザマトリクスパターンは、画素１ａ〜１ｈに２５５が、画素２ａ〜２ｈに１７がそれぞれ割り当てられている。入力階調値が１４５の画像に対して用いるディザマトリクスパターンは、画素１ａ〜１ｈに２５５が、画素２ａ〜２ｈに３４がそれぞれ割り当てられている。また、入力階調値が２５５の画像に対して用いるディザマトリクスパターンは、画素１ａ〜１ｈ及び画素２ａ〜２ｈに２５５がそれぞれ割り当てられている。
このように、本実施形態のディザマトリクスパターンは、画素１ａ〜１ｈに対しては同一の値又は差が１７である値が割り当てられ、画素２ａ〜２ｈに対しても同一の値又は差が１７である値が割り当てられており、このようなパターンを、説明の便宜上、市松模様状のディザマトリクスパターンと呼ぶこととする。なお、画素１ａ〜１ｈ，画素２ａ〜２ｈは、主走査方向及び副走査方向に対して交差する方向、即ち斜め方向に配置されている画素であり、主走査方向及び副走査方向のそれぞれにおいて１画素おきに配置されている画素である。

本実施形態では、４×４のディザマトリクスパターンを例に説明するが、パターンを構成する各値が中間調濃度で市松模様状となるディザマトリクスパターンであれば４×４のディザマトリクスパターンに限定されない。例えば、１×２のディザマトリクスパターンを用いる場合、原稿の副走査方向（縦方向）に１画素ずつシフトさせて中間調処理を行ってもよく、また、２×１のディザマトリクスパターンを用いる場合、原稿の主走査方向（横方向）に１画素ずつシフトさせて中間調処理を行ってもよい。

ディザマトリクスパターンが、２×２、４×４、６×６…のような偶数サイズであれば問題はない。しかし、３×３、５×５…のような奇数サイズのディザマトリクスパターンを用いる場合、地紋画像のパターン（潜像部用のマスクパターン及び背景部用のマスクパターン）と、ディザマトリクスパターンとが干渉する場合がある。従って、奇数サイズのディザマトリクスパターンを用いる場合、地紋画像のパターンと干渉しないディザマトリクスパターンを用いる必要がある。
図８は５×５のディザマトリクスパターンの例を示す模式図、図９は中間調処理後の背景部用のマスクパターンの例を示す模式図である。図９には、図５Ｂに示す背景部用のマスクパターンに対して、図８に示すディザマトリクスパターンをかけた後の状態を示す。なお、図８に示すディザマトリクスパターンも、パターンを構成する各値が市松模様状となるように構成されているものとする。図９に示すように、５×５のディザマトリクスパターンに基づく処理を行った場合、各ドットが均等に配置されなくなることがある。なお、図９において黒色よりも薄い色（グレー）で示す画素は、ディザマトリクスパターンを用いた中間調処理によって濃度が低下した画素である。従って、地紋画像のパターンと干渉せず、中間調処理後の各ドットが均等に配置されるディザマトリクスパターンを用いる必要がある。

図１０は４×４のディザマトリクスパターンの例を示す模式図、図１１は中間調処理後の潜像部用のマスクパターンの例を示す模式図、図１２は中間調処理後の背景部用のマスクパターンの例を示す模式図である。図１１には、図５Ａに示す潜像部用のマスクパターンに対して、図１０に示すディザマトリクスパターンをかけた後の状態を示し、図１２には、図５Ｂに示す背景部用のマスクパターンに対して、図１０に示すディザマトリクスパターンをかけた後の状態を示す。
図１０に示すディザマトリクスパターンは、入力階調値が１９６の画像に対して用いられるパターンであり、画素１ａ〜１ｈに２５５が割り当てられており、画素２ａ〜２ｈに１３６が割り当てられている。このようなディザマトリクスパターンを入力階調値が１９６の画素に対してかけた場合、各画素が階調値１３６又は２５５に補正される中間調処理が実行される。

地紋画像に対して、図１０に示すようなディザマトリクスパターンをかけた場合、図１１に示すように、潜像部の各ドット（大きいドット）を構成する各画素の画素値が市松模様状に低下する。しかし、画素値が低下した画素の周辺に最大画素値（２５５）の画素があるので、画素値が低下した画素の見た目上の濃度が低下しない。一方、図１２に示すように、背景部の各ドット（小さいドット）は、画素値が低下した画素の周辺に最大画素値（２５５）の画素が１つしか存在しないので、画素値が低下した画素の見た目上の濃度が低下する。

本発明は、このような潜像部及び背景部の出力濃度の特性の差を利用し、地紋画像に市松模様状のディザマトリクスパターンを用いた中間調処理を行うことによって、潜像部及び背景部の濃度を同時に且つ個別に調整する。
図１３は中間調処理前の地紋画像の階調値と中間調処理後の地紋画像の出力濃度との関係特性を示す特性図である。図１３の横軸は中間調処理前の地紋画像の階調値（入力階調値）を示し、縦軸は中間調処理後の地紋画像の出力濃度を示しており、実線は地紋画像の潜像部における関係特性を示し、破線は地紋画像の背景部における関係特性を示す。図１３に示すように、潜像部は入力階調値の変化に対する出力濃度の変化量が小さいのに対して、背景部は入力階調値の変化に対する出力濃度の変化量が大きい。よって、１つのディザマトリクスパターンを用いて処理することによって、地紋画像の潜像部の濃度と背景部の濃度とを同時に調整できる。なお、図１３に示す特性によれば、階調値１９６の潜像部及び背景部に対して、図１０に示すディザマトリクスパターンを用いた中間調処理を行った場合に潜像部及び背景部の濃度が同一に調整されることが分かる。

従って、本実施形態の画像形成装置１は、例えば、画像処理部７によって、地紋画像（潜像部及び背景部）の階調値が１９６となるような階調補正処理を行い、図１０に示すようなディザマトリクスパターンを用いた中間調処理を行う。これにより、潜像部及び背景部の濃度が同一に調整された地紋画像をシート上に形成することができる。

次に、上述したように中間調処理後の潜像部及び背景部の濃度が同一となる地紋画像を生成するための方法について説明する。
図１４は地紋画像の濃度調整処理の手順を示すフローチャートである。本実施形態の画像形成装置１は、所定のタイミングで以下の処理を実行する。なお、所定のタイミングとは、所定時間が経過したタイミング、印刷実行データに地紋データを合成する処理を行うタイミング等である。

ところで、最大階調値を有する画素が孤立して存在するような画像の濃度と、最大階調値を有する画素が複数集まって存在するような画像の濃度との間には相関関係があることが予想される。本実施形態の画像形成装置１は、このような相関関係に基づいて、地紋画像の最適な濃度を演算によって算出して調整する。また、このような相関関係を実験的に求めると、例えば、以下の式３及び式４が得られる。

上記の式３及び式４中のα，β，ｘ，δの各値は、例えば、地紋画像の濃度調整用に予め用意してある複数の地紋画像パッチを画像出力し、目視判定によって潜像部及び背景部の濃度が同一となる地紋画像パッチを選択し、選択された地紋画像パッチから逆算することによって決定される。

図１５は８×７のディザマトリクスパターンの例を示す模式図である。図１５に示すディザマトリクスパターンは、地紋画像以外の画像に対して画質維持のための濃度調整処理に用いるパターンであり、最大階調値（ここでは２５５）が孤立して割り当てられている。なお、図６、図７及び図１０に示す市松模様状のディザマトリクスパターンは、地紋画像における潜像部及び背景部の濃度調整処理に用いるパターンである。
図１５に示すディザマトリクスパターンを用いた中間調補正を行った場合、最大階調値を有する画素が孤立して存在する画像が得られる。なお、本実施形態では、図１５に示すディザマトリクスパターンがＨＤＤ４に予め格納されており、画像処理部（処理部）７は、必要に応じて、このディザマトリクスパターンを用いた中間調処理（階調補正）を、処理対象の画像に対して行う。また、図１５に示すディザマトリクスパターンを用いた中間調処理後の画像の濃度は、画像形成装置１に搭載されている画質濃度調整機能（図示せず）によって取得でき、取得した濃度が、上記の式３及び式４中のＥ_b の値となる。

一方、最大階調値を有する画素が複数集まって存在するような画像とは、図５に示すようなパターンを有する画像であり、図５中の黒四角はそれぞれ階調値２５５の画素を示す。即ち、図１５に示すような画像の濃度と、図５に示すような画像の濃度との間には、上記の式３及び式４で示すような相関関係がある。例えば、図１５に示す画像中には１×１画素のドットがあり、図５Ａに示す画像中には４×４画素のドットがあり、ドットの形状が相似形状であるので、画像形成部８における画像形成条件が変化した場合であっても、両者の濃度には何かしらの相関関係が維持されることが予想される。このような相関関係が上記の式３及び式４で表わされる。

画像形成装置１のＣＰＵ（取得部）２は、画像形成装置１に搭載されている画質濃度調整機能にて、図１５に示すディザマトリクスパターンを用いた中間調処理後の画像の濃度を取得する（Ｓ１１）。即ち、図１５に示すように最大階調値を有する画素が孤立して存在する画像の濃度が取得される。
画像形成装置１のＣＰＵ（算出部、第１算出部）２は、取得した濃度を上記の式３のＥ_b に代入し、Ｅ_m （ｎ）の値を算出する（Ｓ１２）。また、ＣＰＵ（第２算出部）２は、取得した濃度を上記の式４のＥ_b に代入し、Ｅ_l （ｎ）の値を算出する（Ｓ１３）。ここでのＥ_m （ｎ）及びＥ_l （ｎ）は、ｎを用いて表わされる値であり、地紋画像において図６、図７及び図１０に示すようなディザマトリクスパターンを用いた中間調処理後の背景部の濃度及び潜像部の濃度にそれぞれ相当する。

画像形成装置１のＣＰＵ（第３算出部）２は、算出したＥ_m （ｎ）及びＥ_l （ｎ）が、Ｅ_m （ｎ）＝Ｅ_l （ｎ）となるｎの値（階調値）を算出する（Ｓ１４）。即ち、ＣＰＵ２は、中間調処理後の背景部の濃度Ｅ_m （ｎ）と、潜像部の濃度Ｅ_l （ｎ）とが同一となる階調値を算出する。算出された階調値ｎは、図６、図７及び図１０に示すようなディザマトリクスパターンを用いた中間調処理後に潜像部及び背景部の濃度が同一となる、中間調処理前の階調値に相当する。画像形成装置１のＣＰＵ２は、算出した階調値（ｎ）となるような階調補正処理を行うように画像処理部７に指示し（Ｓ１５）、処理を終了する。例えば、算出した階調値が１９６であれば、画像形成装置１は、階調値２５５が階調値１９６となるような階調補正処理を行うように画像処理部７に指示する。

これにより、画像処理部７は、中間調処理前の潜像部及び背景部の階調値を、上述したように算出した階調値に補正するための階調補正処理の実行が可能となる。また、画像処理部７は、このような階調補正処理を行った地紋画像に対して、階調補正された階調値に応じた市松模様状のディザマトリクスパターンを用いた中間調処理を行うことにより、潜像部及び背景部の濃度が同一に調整された地紋画像を得ることができる。よって、地紋画像の濃度調整のための専用の処理、地紋データを潜像部及び背景等に分離する領域分離処理等の煩雑な処理を行うことなく、地紋画像の濃度調整が可能である。

上記の式３及び式４中のα，β，ｘ，δの各値を適切に決定することにより、画像形成装置１を構成する各部の劣化、使用環境の変化等が生じた場合であっても、地紋画像の潜像部及び背景部の濃度が自動的に算出され、適切な濃度に調整することができ、高画質を維持できる。

本実施形態の画像形成装置１では、上述の式３及び式４を用いて、調整後の地紋画像（潜像部及び背景部）の濃度を算出する構成であり、式３及び式４は一例である。最大階調値を有する画素が孤立して存在するような画像の濃度と、最大階調値を有する画素が複数集まって存在するような画像の濃度との相関関係は、以下の式５及び式６で表わされ、式３は、式５中の定数ｒ＝５０，ｐ＝１／２としたものであり、式４は、式６中の定数ｑ＝１／６としたものである。

α，β，ｒ，ｐ，ｘ，δ，ｑの各値を適切に決定することにより、図１５に示すディザマトリクスパターンを用いた階調補正を行うことによって、地紋画像の潜像部及び背景部の濃度が自動的に算出され、適切な濃度に調整することができる。よって、画像形成装置１を構成する各部の劣化、使用環境の変化等が生じた場合であっても、画質を維持できる。

本実施形態の画像形成装置１は、上述の式３及び式４を用いて、調整後の潜像部の濃度と背景部の濃度とが同一となる階調値を算出する構成を有する。このほかに、上記の式３（式５）のｎに潜像部の階調値を代入することにより、Ｅ_m （ｎ）の値を算出し、算出したＥ_m （ｎ）を調整後の潜像部の濃度としてもよい。また、上記の式３（式５）のｎに背景部の階調値を代入することにより、Ｅ_m （ｎ）の値を算出し、算出したＥ_m （ｎ）を調整後の背景部の濃度としてもよい。更に、上記の式４（式６）のｎに潜像部の階調値を代入することにより、Ｅ_l （ｎ）の値を算出し、算出したＥ_l （ｎ）を調整後の潜像部の濃度としてもよい。また、上記の式４（式６）のｎに背景部の階調値を代入することにより、Ｅ_l （ｎ）の値を算出し、算出したＥ_l （ｎ）を調整後の背景部の濃度としてもよい。このような場合、画像形成装置１の画質濃度調整機能によって画像の濃度を取得することなく、地紋画像（潜像部及び背景部）の濃度調整が可能となる。

本実施形態の画像形成装置１では、機密文書データを印刷する際に地紋データを合成することによって偽造抑制処理された印刷物を生成できる。機密文書データに合成された地紋データにおいて、潜像部の濃度と背景部の濃度とが同一に制御されているので、機密文書データを印刷した場合の印刷物（原本）において地紋画像は認識し辛く、前景となる機密文書の視認を妨げない。また、潜像部及び背景部の濃度が同一となるような階調値を自動的に算出されるので、地紋画像（潜像部及び背景部）の濃度が自動的に最適に調整することができ、画像の再現性を向上させることができる。

上述した実施形態では、「複写」等の文字を潜像部とした地紋画像を機密文書に合成する構成について説明した。このほかに「複写」等の文字を背景部（小さいドットで構成される領域）として地紋画像を構成してもよく、このような地紋画像は、複写した場合に「複写」等の文字が白抜けの状態で顕在化する。

上述した実施形態では、本発明の画像形成装置をプリンタに適用した形態を例に説明したが、プリント機能だけでなく、原稿の画像を読み取るスキャナ機能、読み取った画像データに基づいてシート上に多色及び単色の画像を形成する複写機能等を有する各種の画像形成装置に適用できる。また、本発明の画像処理装置は、画像形成部を備えないＰＣ（Personal Computer）にも適用できる。また、上述した実施形態の画像形成装置１は、中間転写方式のカラー画像を形成する構成を例としたが、例えばタンデム方式で配置された各色に対応する感光体ドラムに形成されたトナー像を搬送されるシート上に順次転写する構成の画像形成装置にも適用することができる。

以上、本発明の好適な実施形態について具体的に説明したが、各構成及び動作等は適宜変更可能であって、上述の実施形態に限定されることはない。

１ 画像形成装置
２ ＣＰＵ（取得部、算出部、第１算出部、第２算出部、第３算出部）
７ 画像処理部（処理部、地紋濃度調整部）
８ 画像形成部

Claims (11)

1. 複写した場合に顕像化する潜像部及び背景部を有する地紋画像を処理する画像処理装置において、
   画像に所定のディザマトリクスパターンを用いた階調補正を行う処理部、及び
   該処理部が前記階調補正を行った後の前記画像の濃度と、階調値が前記処理部による階調補正によってとり得る最大階調値である場合の前記地紋画像の濃度との関係式に基づいて、前記地紋画像の濃度を調整する地紋濃度調整部
   を備えることを特徴とする画像処理装置。
2. 前記処理部が前記階調補正を行った後の前記画像の濃度を取得する取得部と、
   該取得部が取得した濃度を以下の式のＥ_bに代入してＥ_m （ｎ）の値を算出する算出部とを備え、
   前記地紋濃度調整部は、前記算出部が算出した値Ｅ_m （ｎ）を、前記地紋画像の調整後の濃度とするようにしてあることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
   
3. 前記処理部が前記階調補正を行った後の前記画像の濃度を取得する取得部と、
   該取得部が取得した濃度を以下の式２のＥ_bに代入してＥ_l （ｎ）の値を算出する算出部とを備え、
   前記地紋濃度調整部は、前記算出部が算出した値Ｅ_l （ｎ）を、前記地紋画像の調整後の濃度とするようにしてあることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
   
4. 前記処理部が前記階調補正を行った後の前記画像の濃度を取得する取得部と、
   該取得部が取得した濃度を前記式１のＥ_bに代入してＥ_m （ｎ）の値を算出する第１算出部と、
   前記取得部が取得した濃度を前記式２のＥ_bに代入してＥ_l （ｎ）の値を算出する第２算出部と、
   前記第１算出部が算出した値Ｅ_m （ｎ）及び前記第２算出部が算出した値Ｅ_l （ｎ）が同一となるｎの値を算出する第３算出部とを備え、
   前記地紋濃度調整部は、前記背景部及び潜像部の階調値を、前記第３算出部が算出した値ｎに補正する階調補正部を有することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
5. 前記算出部は、前記潜像部の階調値を前記式１のｎに代入してＥ_m （ｎ）の値を算出するようにしてあり、
   前記地紋濃度調整部は、前記算出部が算出した値Ｅ_m （ｎ）を、前記潜像部の調整後の濃度とするようにしてあることを特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。
6. 前記算出部は、前記背景部の階調値を前記式１のｎに代入してＥ_m （ｎ）の値を算出するようにしてあり、
   前記地紋濃度調整部は、前記算出部が算出した値Ｅ_m （ｎ）を、前記背景部の調整後の濃度とするようにしてあることを特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。
7. 前記算出部は、前記潜像部の階調値を前記式２のｎに代入してＥ_l （ｎ）の値を算出するようにしてあり、
   前記地紋濃度調整部は、前記算出部が算出した値Ｅ_l （ｎ）を、前記潜像部の調整後の濃度とするようにしてあることを特徴とする請求項３に記載の画像処理装置。
8. 前記算出部は、前記背景部の階調値を前記式２のｎに代入してＥ_l （ｎ）の値を算出するようにしてあり、
   前記地紋濃度調整部は、前記算出部が算出した値Ｅ_l （ｎ）を、前記背景部の調整後の濃度とするようにしてあることを特徴とする請求項３に記載の画像処理装置。
9. 前記所定のディザマトリクスパターンは、マトリクス状に各値が割り当てられており、前記処理部による階調補正によってとり得る最大階調値が隣り合わない位置に割り当てられているパターンであることを特徴とする請求項１から８までのいずれかひとつに記載の画像処理装置。
10. 請求項１から９までのいずれかひとつに記載の画像処理装置と、
    画像を形成する画像形成部とを備え、
    該画像形成部は、前記画像処理装置にて処理された画像を形成するようにしてあることを特徴とする画像形成装置。
11. 複写した場合に顕像化する潜像部及び背景部を有する地紋画像を処理する画像処理装置による画像処理方法において、
    画像に所定のディザマトリクスパターンを用いた階調補正を行う処理ステップと、
    該処理ステップで前記階調補正を行った後の前記画像の濃度と、階調値が前記処理ステップの階調補正によってとり得る最大階調値である場合の前記地紋画像の濃度との関係に基づいて、前記地紋画像の濃度を調整する地紋濃度調整ステップと
    を含むことを特徴とする画像処理方法。