JP3255720B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、原画像を画素単位に標
本化し色分解して読み取る画像読取手段と、記録紙に対
して画素毎に複数色重ねてカラー画像を形成する画像形
成手段とを具備する画像形成装置に関し、より詳細に
は、紙幣や有価証券等の特殊原稿を違法な複写行為をも
って偽造することを未然に防止する機能を備えたカラー
複写機等の画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】本発明に係わる参考技術として、例え
ば、特開平２−８３５７１号公報に開示されている「画
像記録装置」、及び特開平２−９０１８８号公報に開示
されている「画像読取装置」があり、予め登録された紙
幣の印刷画像パターンと読み取られた画像パターンとを
照合する、所謂、パターンマッチングにより複写不許可
特殊原稿を判定するものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記に
示されるような従来技術にあっては、特殊原稿、例え
ば、紙幣の多様な印刷色や模様に対応する必要があると
ともに、原稿の載置方法に依存しない複雑な処理手順を
組み込む必要が生じるため、自ずと登録データとマッチ
ングプログラムが膨大となるという問題点があった。

【０００４】また、上記の場合、特に複写処理速度の速
い複写機においては、リアルタイム処理がプログラム等
の処理が膨大なため、間に合わず通常の画像形成速度を
低下させることによる稼働率の低下を招来させる恐れが
ある。更には、新札発行時において、既設装置のプログ
ラム改訂を速やかに行うことが容易でなく、グローバル
化に伴って増大する諸外国の紙幣等への速やかな対応が
困難であるという問題点があった。

【０００５】本発明は上記に鑑みてなされたものであっ
て、高速複写処理にも対応可能な簡単な構成と検出アル
ゴリズムで、且つ、原稿の載置位置や方向に依存しない
で特殊原稿の検出精度を向上させることを第１の目的と
する。

【０００６】また、諸外国の紙幣を含めて膨大な種類の
特殊原稿の不正複写にも容易に対応可能で、且つ、新札
発行時においても素早く対処可能にすることを第２の目
的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するために、原画像を画素単位に色分解して読み取
る画像読取手段と、記録紙に対して画素毎に複数色重ね
てカラー画像を形成する画像形成手段と、前記画像読取
手段により読み取られた画素のうち、所定間隔隔たった
画素の色成分データの差分の絶対値が各色毎に所定の閾
値未満であって、当該画素の間に存在する画素の明るさ
が所定の明るさを超える場合に、色類似であると判定す
る色類似度判定手段と、前記色類似度判定手段により色
類似と判定された画素を計数する色類似画素計数手段
と、前記画像読取手段により読み取られた画素が有彩色
であるか否かを判定する有彩色判定手段と、前記有彩色
判定手段により有彩色と判定された画素を計数する有彩
色画素計数手段と、前記色類似画素計数手段により計数
された画素数の、前記有彩色画素計数手段により計数さ
れた画素数に対する比を、所定の閾値と比較して、前記
原画像が特殊原稿であるか否かを判定出力する比較手段
と、前記比較手段により特殊原稿でないと判定されたと
きには前記画像形成手段によるカラー画像形成処理を継
続し、特殊原稿であると判定されたときには当該カラー
画像形成処理を中止する制御手段と、を具備する画像形
成装置を提供するものである。

【０００８】

【作用】本発明による画像形成装置は、所定間隔だけ隔
てた画素データの類似度（差分）を判定し、所定の差範
囲で一致するか否かを判定する。また、色類似大と判定
された画素を計数し、該計数値を違法原画基準値と比較
して、違法原画であるとき検出信号を出力し、制御手段
は以降の画像形成処理を直ちに中止する。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面を参照し
て、 （１）モジュールの構成 （２）スキャナモジュールＳＣの詳細な構成 （３）スキャナモジュールＳＣによる画像の読取動作 （４）基本画像処理動作 （５）プリンタモジュールＰＲの構成 （６）画像形成部の詳細構成 （７）プリンタモジュールＰＲの画像形成動作 （８）特殊原稿検出時のプリンタモジュールＰＲの動作 （９）機能ブロック毎の概略構成と信号の流れ （１０）原稿の走査 （１１）原稿の特性 （１２）特殊原稿検出回路の構成及び動作 （１３）地肌特性照合手段の構成 （１４）地肌特性照合手段の基本構成による動作 （１５）地肌特性照合手段の付加構成 （１６）地肌特性照合手段の付加構成による動作 （１７）複数種対応の構成及び動作 （１８）色特性検出手段の構成 （１９）色特性検出手段の動作 の順に説明する。

【００１０】なお、本実施例では、以下の記号を用い
る。Ｒ：レッド（赤）、Ｇ：グリーン（緑）、Ｂ：ブル
ー（青）、Ｃ：シアン、Ｍ：マゼンタ、Ｙ：イエロー、
Ｋ：黒、ＬＥＤ：発光ダイオード、ＬＥＤＡ：発光ダイ
オード配列体、ＣＣＤ：電荷結合素子、ＳＣ：画像読取
手段（スキャナまたはスキャナモジュール）、ＰＲ：画
像形成手段（プリンタまたはプリンタモジュール）。

【００１１】（１）モジュールの構成 図１を参照すれば、本デジタル複写機は機構上大きく２
つの部分（これをモジュールという）に分割される。１
つは画像読取手段を含むスキャナモジュールＳＣ１００
であり、他の１つは画像形成手段を含むプリンタモジュ
ールＰＲ１８０である。スキャナモジュールＳＣ１００
後端はプリンタモジュールＰＲ１８０の上部後端におい
てヒンジ１００ｈで回動自在に結合されている。

【００１２】 （２）スキャナモジュールＳＣの詳細な構成 スキャナモジュールＳＣ１００において、１００ｃはス
キャナ制御回路、１０２はプラテンガラス、１０８は第
１キャリジ、１０９は第２キャリジ、１０３ａ、ｂは原
稿照明ランプ、１０４ａ、ｂ、ｃは各々第１、第２、第
３ミラー、１０５は結像レンズ、１０７はＣＣＤカラー
撮像デバイス（以下、ＣＣＤという）、１０７ａは原画
読取回路、１４０は光磁気ディスクドライブ、１４１は
ＩＣカードディスクドライブ、１１０は原画走査モー
タ、１５０はコンソール装置、１５１は該コンソール装
置１５０に装着された透明タッチスイッチと液晶表示手
段より成る操作パネル、１５５はシステム制御回路、１
６０は基本画像処理回路、１７０は特殊原稿検出回路で
ある。

【００１３】 （３）スキャナモジュールＳＣによる画像の読取動作 スキャナモジュールＳＣ１００は原画を主走査、副走査
ともに１／１６ｍｍの標本化密度で標本化し、ＲＧＢ３
色各々２５６階調に量子化して読み取る機能を備える。
先ず、原画はプラテンガラス１０２に複写面が下となる
ように載置される。結像レンズ１０５は原画像をＣＣＤ
１０７の受光面に縮小投影結像する。ＣＣＤ１０７はカ
ラー撮像デバイスであって、赤フィルタで覆われた４７
５２画素１次元配列されたＲ撮像部、緑フィルタで覆わ
れた４７５２画素１次元配列されたＧ撮像部、青フィル
タで覆われた４７５２画素１次元配列されたＢ撮像部が
３列平行に並べられた構造となっている。図１に示す１
０２ａｒ、１０２ａｇ、１０２ａｂはプラテンガラス１
０２上のＲ、Ｇ、Ｂ各々の画像読取走査線の位置を若干
誇張して表わしたもので、実際には３本の走査線はほと
んど近接、具体的には３／１６ｍｍ間隔であるのと等価
である。ＣＣＤ１０７は結像レンズ１０５が投影する各
色の主走査１ラインを原画換算で１６画素／ｍｍに分
解、標本化して読み取るものである。

【００１４】照明ランプ１０３ａ、ｂと第１ミラー１０
４ａは第１キャリジ１０８にマウントされ、第２ミラー
１０４ｂと第３ミラー１０４ｃは第２キャリジ１０９に
固着されている。原画を読み取るときは、第１キャリジ
１０８は副走査速度Ｖｓｕｂで、第２キャリジ１０９は
Ｖｓｕｂ／２の速度で原画走査モータ２１０によって光
学的共役関係を維持したまま走査駆動される。ＣＣＤ１
０７は原画からの画素単位のＲＧＢ反射光に応じたアナ
ログ電圧を出力し、読取回路１０７ａにて８ビットのデ
ジタル信号、即ち、２５６階調に量子化される。

【００１５】また、読取回路１０７ａは、システム制御
回路１５５からのモノクロ２値化処理コマンドを受けた
ときには、原画信号のモノクロ濃度を単純に２値化して
出力するモノクロ２値化モードも備えている。このモー
ドは主に文章画像等の効率的知的画像処理に役立てられ
る。このようにしてＲＧＢ別に量子化された画像データ
は基本画像処理回路１６０及び特殊原稿検出回路（紙幣
検出手段）１７０に出力される。

【００１６】（４）基本画像処理動作 上記の如く読み取られた原画ＲＧＢ画像情報は基本画像
処理回路１６０に入力される。基本画像処理回路１６０
の機能は２つのカテゴリに分けられる。第１のカテゴリ
は画像信号を直接操作するのではなく画像操作を支援す
るための機能である。例えば、文字領域と階調画像領域
に識別分離する像域分離処理や原稿サイズ検知処理や、
カラー原稿／白黒原稿識別処理がある。このカテゴリの
処理には、例えば、原稿サイズ検知の如くプラテンガラ
ス１０２上の全ての原画情報を調べなくてはならないも
のがあり、画像形成に先立って、所謂、プレスキャンを
必要とするものもある。

【００１７】第２のカテゴリは画像信号を操作する処理
で、例えば、変倍、画像トリミング、像移動、色補正、
階調変換といった画像処理である。この中の処理は更に
画像域によって共通の処理内容のもの、例えば変倍と、
画像域で異なるもの、例えば階調処理に分類される。第
２カテゴリの画像処理内容は第１カテゴリの処理結果に
よって自動的に付勢される場合とオペレータによってコ
ンソール装置１５０から指定入力されるものと、更に、
これらの組合せによるものとがある。

【００１８】何れにしても基本画像処理回路１６０に入
力されたＲＧＢ画像信号は最終的に記録用の信号Ｃ（シ
アン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｋ（黒）に
変換され、プリンタモジュールＰＲ１８０の入力部であ
る記録インタフェース回路２１２ａ（図２参照）に入力
される。なお、原稿が白黒原稿であると識別された場合
にはＫ信号以外は０が出力される。

【００１９】 （５）プリンタモジュールＰＲの構成 プリンタモジュールＰＲ１８０において、１０１はパワ
ースイッチ、１１１は駆動モータ、１８５はシステムコ
ントローラ、１８６は外部インタフェース回路、１８６
Ｎは外部機器接続コネクタ、１８７はインタフェースメ
モリ、１８８はビットマップ展開回路、１８０ｃはプリ
ンタ制御回路、１２２ａは給紙カセット、１２２ｂは給
紙トレイ、１２３ａ、ｂは給紙ローラ、１２４はレジス
トローラ対、１１８は感光体ドラム、１１９Ｃ、Ｍ、
Ｙ、Ｋは帯電スコロトロン、１２０Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋは各
々シアン、イエロー、マゼンタ、黒の現像装置、１２９
は転写コロトロン、１２１はクリーニング装置、１２１
ｐは回収パイプ、１２１ｔは廃トナータンク、１２１ｃ
は除電コロトロン、１３０は分離搬送ベルト、１３０ｃ
はベルトクリーナ、１３６は定着ローラ、１３７は定着
バックアップローラ、１３８ｂは排出ローラ、１３８は
排出切替ローラ、１７２は両面トレイ、１７３は両面給
送ローラ、１７７ａ、ｂ、ｃは搬送ローラペア群、１７
３ａはスタッキングローラである。

【００２０】（６）画像形成部の詳細構成 図２は、感光体ドラム１１８の内部構成及びその周辺構
成を示す説明図であり、この図２を参照し、感光体ドラ
ム１１８と、その内部構成について詳述する。２１２
Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋは発光ダイオードアレイ（以下、ＬＥＤ
Ａという）、２１２ａは記録インタフェース回路、２１
２ｂは遅延メモリ回路、２１２ｄＣ、ｄＭ、ｄＹ、ｄＫ
は記録制御回路、２１４Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋは集束性光伝送
体アレイである。感光体ドラム１１８の内側２１８ｇは
ＬＥＤＡ２１２Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋの発光波長、例えば７２
０ｎｍについて良好な透過性を有したガラス管である。
このガラス管２１８ｇの外面には透明導電性層、有機感
光層（ＯＰＣ）が設けられている。透明導電層は複写機
の０電位に接地されている。

【００２１】回転する感光体ドラム１１８内部には、固
定された露光モジュールが配置される。該モジュールは
熱伝導体２１２ｓ、ヒータ２１８ｈ、ヒートパイプ２１
８ｐ、記録インタフェース回路２１２ａ、遅延メモリ回
路２１２ｂ、記録制御回路２１２ｄＣ、ｄＭ、ｄＹ、ｄ
Ｋ、ＬＥＤＡ２１２Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ、集束性光伝送体ア
レイ２１４Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋとからなる。ＬＥＤＡ２１２
Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋの各々は１４２５６個の発光ダイオード
が図の紙面と垂直方向に１次元配列された構造で、発光
点密度は４８ドット／ｍｍで、発光形状は配列方向が長
く、これと直交する方向が短い偏平な楕円である。本発
光体は、分割された複数個の半導体チップがセラミック
基体にマウントされた構成としてある。

【００２２】ＬＥＤＡ２１２Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋの発光点Ｐ
１と感光体ドラム１１８の露光点Ｐ２とは光学的共役関
係を維持するように集束性光伝送体アレイ２１４の位置
が調整して組み立てられている。遅延メモリ回路２１２
ｂは電気的には記録インタフェース回路２１２ａと記録
制御回路２１２ｄＣ、ｄＭ、ｄＹ、ｄＫとの間に配した
回路で、記録インタフェース回路２１２ａに入力された
Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ４色画像信号のうちＭ、Ｙ、Ｋ信号をＣ
信号に対して所定量遅延させる回路である。遅延量はＣ
の露光位置Ｐ２からＭ、Ｙ、Ｋの露光点Ｐ２ｍ、Ｐ２
ｙ、Ｐ３ｋまでの各々の周距離を移動するに要する時間
である。また、各現像装置１２０内部には現像ローラ２
１２Ｃｍ、Ｍｍ、Ｙｍ、Ｋｍとドクターブレード２１２
Ｃｄ、Ｍｄ、Ｙｄ、Ｋｄが各々構成されている（図２で
は現像ローラ２１２Ｃｍとドクターブレード２１２Ｃｄ
を代表して図示してある）。

【００２３】 （７）プリンタモジュールＰＲの画像形成動作 プリンタモジュールＰＲ１８０は記録インタフェース回
路２１２ａに入力されるＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋ各色について主
走査、副走査ともに画素密度１／１６ｍｍの２５６階調
の記録データに基づいて、記録紙上に主走査、副走査と
もにＣ、Ｍ、ＹＫ各色ともに記録ドット密度１／４８ｍ
ｍのドットパターンからなるフルカラー可視画像を形成
して出力する。画像形成サイクルが開始されると、先ず
感光体ドラム１１８は駆動モータ１１１によって反時計
廻りに回転される。回転に伴ってＣ潜像形成、Ｃトナー
像形成、Ｍ潜像形成、Ｍトナー像形成、Ｙ潜像形成、Ｙ
トナー像形成、Ｋ潜像形成、Ｋトナー像形成が行なわ
れ、最終的にＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋの順に感光体ドラム１１８
上に重ねてトナー像が形成される。

【００２４】先ず、Ｃ像形成は以下のようにして行なわ
れる。帯電コロトロン１１９Ｃはコロナ放電によって感
光体ドラム１１８を負電荷で−７００Ｖに一様に帯電す
る。続いてＬＥＤＡ２１２ＣはＣ信号に基づいてラスタ
露光を行なう。像形成のための記録信号は、一般のコピ
ーモードでは基本画像処理回路１６０から供給される。
入力記録信号は記録インタフェース回路２１２ａに入力
され、記録制御回路１１２ｄＣが該記録信号に基づいて
ＬＥＤＡ２１２Ｃを入力画素単位に発光制御する。より
具体的な例を示せば、最高Ｃ濃度画素のときには主走査
３×副走査３個相当のＬＥＤがフル発光し、白画素のと
きには全く発光せず、中間的な濃度の場合には濃度に比
例した発光ダイオードの個数若しくは時間だけ発光させ
るようにしてある。

【００２５】このようにしてラスタ像が露光されたと
き、当初一様に帯電された感光体ドラム１１８の露光さ
れた部分は、露光光量に比例する電荷が消失し、静電潜
像が形成される。現像装置１２０Ｃ内のトナーはドクタ
ーブレード２１２Ｃｄによって負極性に帯電され、ま
た、該現像装置１２０Ｃの現像ローラ２１２Ｃｍは感光
体ドラム１１８の金属基体層に対して電源手段（図示せ
ず）によって負の直流電位と交流とが重畳された電位に
バイアスされている。このようにすれば感光体ドラム１
１８の電荷が残っている部分にはトナーが付着せず、電
荷のない部分つまり露光された部分にはＣトナーが吸着
され、潜像と同様なＣ可視像が形成されることとなる。
なお、このような現像方式を反転現像方式と呼ぶ場合が
ある。

【００２６】次に、Ｍ像形成は以下のようにして行なわ
れる。帯電コロトロン１１９Ｍはコロナ放電によってＣ
トナー像が載っている感光体ドラム１１８を負電荷で−
７００Ｖに一様に帯電する。ＬＥＤＡ２１２ＭはＭ信号
に基づいてラスタ露光を行なう。像形成のためのＭ記録
信号は、記録インタフェース回路２１２ａに入力される
時点ではＣ信号と同時であったが、遅延メモリ回路２１
２ｂでＣ露光位置とＭ露光位置の距離相当遅れて記録制
御回路２１２ｄＣに到達している。従って、この遅延し
た信号に基づいてＬＥＤＡ２１２Ｃを発光制御すれば、
原画のある単一標本点データによって形成されたＣトナ
ー画像とＭ像露光位置は正確に重なることになる。

【００２７】このようにしてＭラスタ像が露光されたと
き、当初一様に帯電された感光体ドラム１１８の露光さ
れた部分は、露光光量に比例する電荷が消失し、静電潜
像が形成される。現像装置１２０Ｍ内のＭトナーは負極
性に帯電され、また、本現像装置１２０Ｍの現像ローラ
２１２Ｍｍは感光体ドラム１１８とは非接触であるが、
Ｃ現像と同様の電位にバイアスされている。従って、感
光体ドラム１１８の電荷が残っている部分にはトナーが
付着せず、Ｍ露光された部分にはＭトナーが飛翔し吸着
され、静電潜像と同様なＭ可視像が形成されることにな
る。

【００２８】同様にして、Ｙ画像はＣ、Ｍトナー画像上
に、Ｋ画像はＣ、Ｍ、Ｙ画像上に、各々重畳して形成さ
れる。なお、基本画像処理回路１６０がＵＣＲ（下色除
去）処理を行なっているので、１つの画素が４色全ての
トナーで現像される機会は少ない。

【００２９】このようにして感光体ドラム１１８上に形
成されたフルカラー画像はやがて転写部に回転移送され
る。一方、画像形成が開始される時期に、記録紙は３つ
の給送部、即ち、給紙カセット１２２ａ、給紙トレイ１
２２ｂまたは両面トレイ１７２の何れかから給送ローラ
１２３ａ、ｂ、及び両面給送ローラ１７３の繰り出し動
作によって給送され、レジストローラ対１２４のニップ
で待機している。その後、転写分離コロトロン１２９に
感光体ドラム１１８上のトナー像先端がさしかかるとき
に、記録紙先端がこの像先端に一致する如くにレジスト
ローラ対１２４が再駆動され記録紙とトナー像とのレジ
スト合わせが行なわれる。

【００３０】このようにして記録紙が感光体トナー像と
重ねられて正電位電源につながれた転写分離コロトロン
１２９の下を通過する。このとき、コロナ放電電流で記
録紙が正電荷で荷電され、トナー画像の殆どが記録紙上
に転写される。続いて分離電源につながれた分離搬送ベ
ルト１３０を通過するときに、該分離搬送ベルト１３０
と記録紙間に、感光体ドラム１１８と記録紙との吸着力
より強い吸引力が作用して、記録紙は感光体ドラム１１
８から剥離して分離搬送ベルト１３０に移行する。

【００３１】偽造複写ではなく、通常のトナー像を載せ
た記録紙は分離搬送ベルト１３０によって定着ローラ１
３６に送られる。このとき所定温度に加熱された定着ロ
ーラ１３６と定着バックアップローラ１３７のニップ部
において熱と圧力が加えられ、トナーが溶融し記録紙の
繊維にくい込んで画像が定着される。即ち、コピー像が
完成する。完成されたコピー（記録紙）は、この後排出
ローラ１３８ｂと切替ローラ１３８で本体外に送り出さ
れる。排出された記録紙は排紙トレイ（図示せず）にペ
ージ順に裏向きにスタックされる。

【００３２】また、両面コピーのときには、切替ローラ
１３８を破線で示す１３８ａに移動して記録紙を両面ト
レイ１７２に導くことも可能であり、このときコピーさ
れた記録紙は定着部上を経由して搬送ローラ対群１７７
ａ、ｂ、ｃを通過し両面トレイ１７２にコピー面を上に
してスタックされる。なお、この両面トレイ１７２の上
部には開口部があり、スタックされた紙を普通の操作姿
勢で容易に取り出すことができるようになっており、操
作パネル１５１からのモード設定で非両面コピー時にお
ける排紙トレイとして用いることができる。

【００３３】感光体ドラム１１８上の若干の未転写残留
トナーは感光体ドラム１１８の再使用に備えてクリーニ
ング装置１２１で清掃される。ここで回収されたトナー
は回収パイプ１２１ｐを経由して廃トナータンク１２１
ｔに蓄えられる。

【００３４】 （８）特殊原稿検出時のプリンタモジュールＰＲの動作 特殊原稿検出回路１７０が紙幣や有価証券等の特殊原稿
であることを検出した場合は、検出信号がシステム制御
回路１５５に出力され、システム制御回路１５５は直ち
に作像プロセス中止指令をプリンタモジュールＰＲ１８
０に対して出力する。この指令の多くの場合は画像転写
が途中まで既に実行されている状態で受信される。この
とき、プリンタ制御手段１８０ｃは記録紙を装置内部に
停止させたまま直ちに上記の各作像手段による処理を停
止し、以降の画像形成動作が再開不可能となるようにプ
リンタ制御手段１８０ｃのメモリに書き込む。これによ
り、紙幣や有価証券等の特殊原稿に対する偽造を未然に
防止し、更に再試行を禁止することが可能となる。

【００３５】 （９）機能ブロック毎の概略構成と信号の流れ 次に、図３を参照し、機能の観点から分割した機能ブロ
ックを挙げれば、上記画像読取手段としてのスキャナモ
ジュールＳＣ１００と画像形成手段としてのプリンタモ
ジュールＰＲ１８０以外に、基本画像処理回路１６０、
特殊原稿検出回路１７０、外部インタフェース回路１８
６、コンソール装置１５０、システム制御回路１５５に
大別される。機構的に前２つの画像処理回路はスキャナ
モジュールＳＣ１００の内部に、コンソール装置１５０
はスキャナモジュールＳＣ１００の上部に配置され、外
部インタフェース回路１８６及びシステム制御回路１５
５はプリンタモジュールＰＲ１８０内部に配置されてい
る。

【００３６】ここで、図３を用いて機能ブロック毎の概
略構成と信号の流れについて説明する。図示の太い矢印
は主要な画像データの流れ、破線は制御信号線のつなが
りを表している。システム制御回路１５５は本デジタル
複写機システム全体を統合的に制御する機能を有し、本
システムを構成する他のサブシステム、例えば、ＳＣ１
００やＰＲ１８０或いは特殊原稿検出回路１７０等々に
対して破線を介してコマンドとレスポンスを送受信しな
がらシステム制御するものである。特殊原稿検出回路１
７０が検出信号を送ってきた際には直ちにプリンタモジ
ュールＰＲ１８０に対して作像プロセス中止指令を出力
して画像形成処理を中断及び再操作不能状態に設定す
る。また、原稿搬送装置やソータなどのオプションモジ
ュールを付加したときにはこれも含めて制御する機能を
有している。

【００３７】コンソール装置１５０は本デジタル複写機
のオペレータに対するメッセージを出力し、また複写機
に対する各種指令を入力する機能を備える。スキャナモ
ジュールＳＣ１００は前述の如くカラー原画読取機能を
有し、原画読取回路１０７ａを通じてＲ（赤）、Ｇ
（緑）、Ｂ（青）画信号を基本画像処理回路１６０に出
力する。基本画像処理回路１６０は原画ＲＧＢ信号に画
像処理を施してＣ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イ
エロー）、Ｋ（黒）画像形成信号に変換する機能を持
ち、ＣＭＹＫ信号をプリンタモジュールＰＲ１８０また
は／及び光磁気ディスクドライブ１４０に出力する。プ
リンタモジュールＰＲ１８０は、前述の如く、記録イン
タフェース回路２１２ａに入力されるＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋ画
像信号に基づいて記録紙上に永久可視像を形成する。

【００３８】外部インタフェース回路１８６は本デジタ
ル複写機外からの画像信号或いは文字コード信号を受け
入れ、この信号をＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋ記録信号に変換してプ
リンタモジュールＰＲ１８０に送り込む機能を備える。
なお、このようにして像再生するモードをプリンタモー
ドと称し、スキャナモジュールＳＣ１００で読み取った
原稿を像再生するモードをコピーモードと称している。
また、光磁気ディスクドライブ１４０は、画像データ及
び紙幣等の違法複写情報を記憶する。また、ＩＣカード
ディスクドライブ１４１は、不正使用を防止するための
もので、オペレータ情報を記憶した挿抜可能なＩＣカー
ドを挿入して用いる。

【００３９】（１０）原稿の走査 次に、原稿の走査について説明する。図４は、原画走査
状態を示す説明図であり、原稿ｏｒｇはプラテンガラス
１０２上に載置されている。図におけるＬ１、Ｌ２、Ｌ
ｎ−１・・・等々は主走査線を模式的に表したもので、
Ｌｎ上でｐ１は地肌部分、ｐ２は文字画像部分、ｐ３は
特定マークである朱印部分、ｐ４は線画文様部分、ｐ５
は原画の存在しない部分を各々示している。

【００４０】（１１）原稿の特性 図５は、紙幣画像の反射特性を示すグラフであり、図４
に示した原稿走査におけるｐ４部分のスキャナモジュー
ルＳＣ１００の読取ＲＧＢデータである。画像は、赤茶
色の線ＲＬと青緑の線ＢＬが交互に織りなす文様であ
り、また、地肌部分はＧＮＤで示す４角枠で囲った部分
である。地肌のＲＧＢデータは各々ＰＲ、ＰＧ、ＰＢの
範囲内に納まっており、若干、赤緑がかった色として読
み取られる。

【００４１】図６は、一般のカラー網点印刷画像の反射
特性を示すグラフであり、上記図５と対比するために赤
茶色の線ＲＬと青緑の線ＢＬが交互に現れる画像部分の
ＲＧＢデータである。図５に示した紙幣画像と図６に示
した一般画像の反射特性を比較すると線状画像部分でス
ペクトルに差がある。つまり、図５に示した紙幣では同
じ色の線ではＲＧＢ強度がほぼ一様であり、図６に示し
た一般印刷物の場合は肉眼では同じ色に見えてもＣ、
Ｍ、Ｙ互いに異なるスクリーンの各網点の混色で印刷さ
れているために１／１６ｍｍ間隔でサンプリングされた
ＲＧＢ強度は大幅にばらついていることが判る。

【００４２】紙幣や有価証券は一般のグラビアやオフセ
ット印刷の網点状や万線状とは異なり細かな線画模様で
あり、更に、線の方向が一定方向でなく多様であるのが
特徴の１つである。図５を参照すれば、ＢＬ、ＲＬの間
隔はｘ１、ｘ２、ｘ３、ｘ４、ｘ５、ｘ６となる。即
ち、地肌画像は概ねｘ１の半分位の周期で現れる。プラ
テンガラス１０２上での原稿ｏｒｇの載置角度によって
この周期が変化する。しかし、線の向きは多様であるの
で地肌の現れる空間周波数と発生度数は一定範囲内で関
連付けることが可能である。

【００４３】 （１２）特殊原稿検出回路の構成及び動作 図７は、特殊原稿検出回路１７０の構成を示す説明図で
あり、ｎ個の地肌特性照合手段７０１−１、−２、．．
ｎと、色特性検出手段７０２と、特定マーク検出手段７
０３と、特定文字列検出手段７０４と、これら各回路の
検出値を入力側に接続する論理和回路７０５とから構成
されている。

【００４４】以上の構成における動作について説明する
と、各々の照合或いは上記の各検出手段が１つでも複写
が禁止されている原画を検出したときには、システム制
御回路１５５に対してその旨の信号を送信する。これら
各々の照合或いは上記の各検出回路はカード状の形態の
ＰＣＢでマザーボードＰＣＢ上の複数コネクタに差し込
み及び任意の組合せで使用することが可能であり、ま
た、新札発行に備えて空きコネクタが設けられている。
また、マザーボードＰＣＢ上にセットされたカードはシ
ステム制御回路１５５の不揮発性メモリに記憶され、パ
ワーＯＮ状態では常時その装着状態を監視し、１枚でも
抜き去られると直ちに本装置を非稼働状態に移行させ
る。

【００４５】（１３）地肌特性照合手段の構成 図８は、地肌特性照合手段７０１の構成を示すブロック
図であり、１組の地肌特性照合手段７０１の構成を示し
ている。これは、１種類の紙幣の表面或いは裏面を検出
するための回路である。先ず、基本構成を説明すると、
８０１ｒ、８０１ｇ、８０１ｂは地肌色データ格納手段
であり、特定紙幣の地肌（印刷インクが載ってない紙表
面）に対するスキャナモジュールＳＣ１００が出力する
ＲＧＢデータのＰＲ、ＰＧ、ＰＢの上限値と下限値（図
７参照）に相当する各々８ビット値が予め格納されてい
る。また、この格納データは紙面の若干のむらを見込ん
だ値とする。

【００４６】また、８０２は地肌画素数記憶手段であ
り、１枚の紙幣に存在する地肌の画素数を格納する。こ
こでも同様に紙幣のしわや汚れによるバラツキを考慮し
た上限値と下限値を格納する。８０３ｒ、８０３ｇ、８
０３ｂは色範囲比較手段であり、スキャナモジュールＳ
Ｃ１００が読み取る原稿ｏｒｇの画素毎のＲＧＢデータ
が地肌色データ格納手段８０１内の上限値と下限値の範
囲内であるか否かを比較するウィンドコンパレータであ
る。

【００４７】８０４はＲＧＢデータ３色共に地肌色デー
タ格納手段８０１内のデータ範囲内であるとき真を出力
する論理積回路、８０５は真である画素数を計数する地
肌画素計数手段である。また、８０６は地肌画素計数手
段８０５によって計数された地肌画素が地肌画素数記憶
手段８０２内部の上限値と下限値の範囲内であるか否か
を判定し、範囲内であるときにはＯＵＴ端子から真、即
ち、紙幣検出信号を出力する地肌画素数照合手段であ
る。

【００４８】 （１４）地肌特性照合手段の基本構成による動作 図４に示す如く走査された原稿ｏｒｇの読取データＲ、
Ｇ、Ｂは画素毎に色範囲比較手段８０３ｒ、８０３ｇ、
８０３ｂによって照合対象紙幣の地肌データと比較さ
れ、例えば、図４に示したｐ１部分の画素は３色共に範
囲であるので地肌画素数計数手段８０５がこれを計数す
る。ｐ１、ｐ３、ｐ４部分はインク画像と計数対象とな
る地肌部分が細かい間隔で繰り返される。インクの載っ
ている部分はこの範囲に属さないので計数されない。

【００４９】この地肌画素数計数手段８０５による計数
値は常に地肌画素数照合手段８０６によって照合対象紙
幣の地肌画素数と照合され、もし一致した際には出力端
子ＯＵＴから直ちにシステム制御回路１５５に紙幣検出
信号が出力される。このときシステム制御回路１５５は
プリンタモジュールＰＲ１８０に対して直ちに作像中断
指令を出力して偽造複写を防止できる。このように、本
発明は原稿ｏｒｇの載置位置や方向に何等制約を受ける
ことなく紙幣であることを検出することができる。

【００５０】一般にカラー印刷物の地肌や銀塩写真の縁
は白い場合が多く、また、稀に地肌が似た色の場合や当
然のことながら印刷画像内に全く紙幣の地肌と同一の色
が現れることもあるが、その画素数が紙幣の場合と一致
することは極めて稀なケースである。なお、プラテンガ
ラス１０２上に設ける原稿カバー（図示せず）は正反射
体であるアルミニウムコート板としてあり、ほとんど黒
に近い読取データが得られる特性のものとしてあり、ま
た、原稿カバーを開放してコピーしても黒に近い読取デ
ータが得られる。また、複数枚の紙幣を並べたときに
は、基本画像処理回路１６０のサイズ検知機能が全体の
サイズを検知し、システム制御回路１５５が特殊原稿検
出回路１７０の検知信号と併せて判定処理する。

【００５１】 （１５）地肌特性照合手段の付加構成 地肌特性照合手段７０１は、図８に示す如く更に検出精
度を一層高めるために、紙幣の万線状印刷模様部分の地
肌の継続画素数（ラン）の上限値と下限値を格納したメ
モリ８０７と、原稿ｏｒｇの地肌継続画素数（ラン）を
カウントするランレングス計数手段８０８と、原稿ｏｒ
ｇの地肌ランがメモリ８０７の数値範囲であるか否かを
比較する範囲比較手段８０９の付加要素を構成してい
る。また、範囲比較手段８０９の出力は地肌画素数計数
手段８０５の計数を許容するイネーブル端子８０５ｅｎ
ａに印加されている。なお、地肌画素数記憶手段８０２
には印刷模様下の地肌画素数を格納する。従って、印刷
されてない広い地肌部分の画素を含めないため値自体は
当初の基本構成に対して相当小さなものとなる。

【００５２】 （１６）地肌特性照合手段の付加構成による動作 印刷模様直下の地肌画素であることをランレングス計数
手段８０８及び範囲比較手段８０９が判定し、該判定部
分のみを地肌画素数計数手段８０５がカウントし、これ
を紙幣データの印刷模様下の地肌画素数と照合させる。
これにより、普通の原稿が紙幣であると誤判定される確
率を一段と低下させることができる。

【００５３】 （１７）複数種対応の構成及び動作 上記では１種類の紙幣における片面検出について説明し
たが、ここでは複数種類の紙幣検出に対処するための構
成と動作について再度図７に戻って説明する。地肌特性
照合手段７０１−１、７０１−２、７０１−３、．．７
０１−ｎの各々は図８に示した各手段から構成され、各
地肌特性照合手段７０１−１、７０１−２、７０１−
３、．．７０１−ｎに対応する地肌色データ格納手段８
０１及び地肌画素数記憶手段８０２には異なったデータ
を設定する。この設定データは、例えば、１０００円札
の表及び裏の地肌情報、５０００円札の表及び裏の地肌
情報．．．というような値になっている。原画ＲＧＢデ
ータはこれら複数の検出手段に等しく入力される。従っ
て、複数種類の紙幣検出が１種類の場合と同様に実行し
て概ね同一処理時間で可能となる。

【００５４】（１８）色特性検出手段の構成 図９は、色特性検出手段７０２の構成を示すブロック図
である。９０１は２４ビット×１５段のシフトレジスタ
であり、ＲＧＢ各８ビットの画素データをｄ１４から入
力及びシフトする。９０２ａ及び９０２ｂは１つの主走
査線上の所定画素分隔てた画素の色の類似度を判定する
色類似度判定手段、９０３は色類似度判定手段９０２ａ
及び９０２ｂの出力値の論理和処理を実行する論理和回
路、９０４は色類似画素カウンタ（Ｃ１）、９０５は画
素が有彩色であるか否かを判定する有彩色判定手段、９
０６は有彩色画素カウンタ（Ｃ０）、９０７は除算器、
９０８は比較器である。

【００５５】（１９）色特性検出手段の動作 スキャナモジュールＳＣ１００で読み取られたＲＧＢ画
素データはシフトレジスタ９０１及び有彩色判定手段９
０５に入力される。有彩色判定手段９０５は先ずＲＧＢ
３つのデータから２つを取り出し、その２者の差分Ｒ−
Ｇ、Ｒ−Ｂの絶対値を作成する。次に、２つの差分絶対
値の何れかが閾値ｔｈ０より大きいか否かを比較（ｄｅ
ｆ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）＞ｔｈ０）し、大きいときには有彩色
であると見なして１を出力する。この出力は次段の有彩
色画素カウンタ９０６によって計数される。なお、この
有彩色画素カウンタ９０６は画像読み取りに先立って予
めクリアされる。また、シフトレジスタ９０１はＲＧＢ
各８ビットデータをｄ１４側から入力し、１画素読み取
る毎に右側にデータをシフトする。レジスタ１５段のデ
ータは並列に外部から読み出し自在である。なお、レジ
スタデータは主走査１ライン毎にクリアされる。

【００５６】色類似度判定手段９０２ａ及び９０２ｂは
１つの主走査線上の所定間隔隔てた画素の類似度を判定
するものである。再度図５及び図６を参照すれば、紙幣
や有価証券（図５）では比較的ＲＧＢ成分が近い画素で
繰り返し現れ、一般印刷物（図６）では肉眼で同じ色に
見えてもＲＧＢ成分は画素毎に差が大きくなっている。
更に、紙幣や有価証券では比較的濃い有彩色と地肌が高
い空間周波数で繰り返される。一方、一般印刷物ではこ
のような画像は、例えば、栗色の髪の毛の場合等が一応
考えられる。しかし、紙地肌と栗色がハイコントラスト
で繰り返すような画像は非常に稀である。

【００５７】色類似度判定手段９０２ａ及び９０２ｂは
上記の画像特性に注目した検出アルゴリズムを組み込ん
だ回路であり、色類似度判定手段９０２ａは４画素おき
の３つの画素ｄ１４、ｄ１０、ｄ６について類似度を検
出する。但し、検出が有効となるのはその中間位置２つ
の画素ｄ１２、ｄ８が地肌相当のＲＧＢデータである場
合に限定している。また、色類似度判定手段９０２ｂは
色類似度判定手段９０２ａと同一回路であって入力対象
画素を６画素おきで３つの画素ｄ１４、ｄ８、ｄ１とそ
の中間のｄ１１、ｄ４としてある。また、検出対象に外
国紙幣も含めるときには、サンプリング画素間隔を違え
た第３の色類似度判定手段を追加する。なお、色類似度
判定はｅｎａ端子が１のときのみ、即ち、有彩色判定手
段９０５がその時点の入力画素（＝ｄ１４）が有彩色と
判定したときのみ実行する。

【００５８】色類似度判定は以下の論理積が真である場
合に類似度１、それ以外は０を出力する。 ３つのサ
ンプリング画素間のＲデータの２つの差分値の絶対値が
共に閾値ｔｈ１以下である。 ３つのサンプリング画
素間のＧデータの２つの差分値の絶対値が共に閾値ｔｈ
２以下である。 ３つのサンプリング画素間のＢデー
タの２つの差分値の絶対値が共に閾値ｔｈ３以下であ
る。 中間２画素のＲＧＢデータが閾値ｔｈ４より大
きい（地肌レベルの明るさがある）。

【００５９】論理和回路９０３は２つの色類似度判定手
段９０２ａ及び９０２ｂ出力の論理和をとり、色類似画
素カウンタ９０４は色類似度１と判定された画素数を計
数する。除算器９０７は色類似度１と判定された画素数
Ｎ１と有彩色画素数Ｎ０を入力してその比率を出力す
る。比較器９０８は同比率が閾値ｔｈ００に照らして大
きいときには紙幣等違法な特殊原稿であると判定してｏ
ｕｔ端子より信号出力する。なお、これ以降の作像プロ
セス中断処理については前述の地肌特性の照合の場合と
同様に実行される。

【００６０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明による画像
形成装置によれば、画像読取手段により、原画像を画素
単位に色分解して読み取り、画像形成手段により、記録
紙に対して画素毎に複数色重ねてカラー画像を形成し、
色類似度判定手段により、画像読取手段で読み取られた
画素のうち、所定間隔隔たった画素の色成分データの差
分の絶対値が各色毎に所定の閾値未満であって、当該画
素の間に存在する画素の明るさが所定の明るさを超える
場合に、色類似であると判定し、色類似画素計数手段に
より、色類似度判定手段で色類似と判定された画素を計
数し、有彩色判定手段により、画像読取手段で読み取ら
れた画素が有彩色であるか否かを判定し、有彩色画素計
数手段により、有彩色判定手段で有彩色と判定された画
素を計数し、比較手段により、色類似画素計数手段によ
り計数された画素数の、有彩色画素計数手段により計数
された画素数に対する比を、所定の閾値と比較して、原
画像が特殊原稿であるか否かを判定出力し、制御手段に
より、比較手段で特殊原稿でないと判定されたときには
画像形成手段によるカラー画像形成処理を継続し、特殊
原稿であると判定されたときには当該カラー画像形成処
理を中止するため、高速複写処理にも対応可能な簡単な
構成と検出アルゴリズムを実現し、且つ、原稿の載置位
置や方向に依存しないで特殊原稿の検出精度が向上す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施するに好適なデジタル複写機の構
成を示す説明図である。

【図２】感光体ドラムの内部構成とその周辺構成を示す
説明図である。

【図３】本発明による機能ブロック毎の概略構成と信号
の流れを示すブロック図である。

【図４】本発明に係る原画走査状態を示す説明図であ
る。

【図５】本発明に係る紙幣画像の反射特性を示すグラフ
である。

【図６】本発明に係る一般のカラー網点印刷画像の反射
特性を示すグラフである。

【図７】本発明による特殊原稿検出回路の構成を示す説
明図である。

【図８】本発明による地肌特性照合手段の構成を示すブ
ロック図である。

【図９】本発明による色特性検出手段の構成を示すブロ
ック図である。

【符号の説明】

１００ スキャナモジュール １５５ シス
テム制御回路 １８０ プリンタモジュール ７０２ 色特
性検出手段 ９０２ａ、９０２ｂ 色類似度判定手段 ９０４ 色類似画素カウンタ ９０８ 比較
器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−168146（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−54681（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−52384（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−207467（ＪＰ，Ａ) 竹田史章，大松繁，井上卓，紙幣識別 の識別式決定に対するエキスパートシス テム，情報処理学会論文誌，日本，情報 処理学会，Ｖｏｌ．33，Ｎｏ．７，ｐ ｐ．890−991 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04N 1/40 G03G 15/01 G03G 21/00 G06T 1/00 310

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原画像を画素単位に色分解して読み取る
   画像読取手段と、 記録紙に対して画素毎に複数色重ねてカラー画像を形成
   する画像形成手段と、 前記画像読取手段により読み取られた画素のうち、所定
   間隔隔たった画素の色成分データの差分の絶対値が各色
   毎に所定の閾値未満であって、当該画素の間に存在する
   画素の明るさが所定の明るさを超える場合に、色類似で
   あると判定する色類似度判定手段と、 前記色類似度判定手段により色類似と判定された画素を
   計数する色類似画素計数手段と、 前記画像読取手段により読み取られた画素が有彩色であ
   るか否かを判定する有彩色判定手段と、 前記有彩色判定手段により有彩色と判定された画素を計
   数する有彩色画素計数手段と、 前記色類似画素計数手段により計数された画素数の、前
   記有彩色画素計数手段により計数された画素数に対する
   比を、所定の閾値と比較して、前記原画像が特殊原稿で
   あるか否かを判定出力する比較手段と、 前記比較手段により特殊原稿でないと判定されたときに
   は前記画像形成手段によるカラー画像形成処理を継続
   し、特殊原稿であると判定されたときには当該カラー画
   像形成処理を中止する制御手段と、 を具備することを特徴とする画像形成装置。