(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上位ホスト装置から順次入力される２値画像信号と予め設定した基準パターンとを比較して光量信号を出力する画像パターン検出手段と、光量信号に基づき電子写真装置の画像書き込み光源の光量を複数レベルに可変する光量可変手段とを備えた電子写真装置において、
前記画像パターン検出手段は、
前記上位ホスト装置から送信される２値画像信号を記憶するラインメモリと、
前記ラインメモリから出力される２値画像信号をマトリクス状に配置されるマッチングデータとして構成し、前記マッチングデータと該マッチングデータのマトリクス中心の２値画像信号である中心画像信号を出力するラッチ回路と、
前記ラッチ回路から出力されるマッチングデータと予め記憶された複数の基準パターンとを比較し、その結果を一致・非一致検出信号として出力するテンプレートマッチング部と、
前記ラッチ回路からの前記中心画像信号と前記テンプレートマッチング部からの前記検出信号とを同期して出力する同期回路と、
前記同期回路からの前記中心画像信号を印刷信号として、且つ前記検出信号を光量信号として前記光量可変手段へ出力する第１スイッチング素子と、
エラー検出用として予めパターンの決められたテストデータを記憶するテストデータ記憶装置、前記同期回路からの前記中心画像信号をチェック用印刷信号として及び前記検出信号をチェック用検出信号としてデータ数をそれぞれカウントするカウンタ、前記カウンタのカウント値により動作エラーの有無を判断してモード切換信号を出力する判断手段を有するエラー検出手段と、
該エラー検出手段からの前記モード切換信号に基づき、前記上位ホスト装置からの２値画像信号と前記エラー検出手段から出力されるテストデータとを切り換えて前記ラインメモリに出力する第２スイッチング素子とを備えることを特徴とする電子写真装置。
【請求項２】
前記エラー検出手段の前記判断手段は、
電源投入時には、前記カウンタからの前記チェック用印刷信号及び前記チェック用検出信号のカウント値が、前記テストパターンが非印刷パターンのときに０であり、且つ、印刷パターンのときに所定値である場合にはエラー無と判断して前記第１スイッチング素子および前記第２スイッチング素子へ画素サイズ修正を行うモードへの切換信号を出力し、当てはまらない場合にはエラー有と判断して前記上位ホスト装置へエラー信号を送信し、
印刷中には、前記カウンタからの前記チェック用印刷信号及び前記チェック用検出信号のカウント値が、前記テストパターンが印刷パターンのときに所定値である場合にはエラー無しと判断し、当てはまらない場合にはエラー有と判断し前記上位ホスト装置へエラー信号を送信することを特徴とする請求項１記載の電子写真装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、上位装置から２値画像信号を受信して印刷する電子写真装置に関するものであり、エラー検出手段を備えた電子写真装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真装置の高画質化を図る代表的な技術として、エッジスムージング技術がある。この技術は、エッジ部の画素を検出し、その画素の印刷サイズを多値化する方法であり、例えばインチ当たりのドット数（ｄｐｉ）が低解像度（例えば３００ｄｐｉ）の電子写真装置で印刷された斜線、文字で、特にエッジ部に生じるギザギザを、入力画像の解像度を上げることなしに、解像度を上げた時（例えば６００ｄｐｉ）と同様にすることを目的としている。通常３００ｄｐｉから６００ｄｐｉに解像度を倍にするには、４倍のメモリ、処理能力、更に６００ｄｐｉが印刷可能な電子写真装置が必要になる。そのためコストが増加してしまうが、エッジスムージング技術により、入力画像および電子写真装置の解像度を上げることなしで、低コストで高画質を図ることができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
エッジスムージング技術で代表的な方法は、テンプレートマッチング法である。テンプレートマッチング法は高解像度にも適用でき、画像認識法のなかでも応用範囲の広い技術である。一般に、入力画像をメモリバッファに一時記憶し、演算処理によりエッジ部を検出し、その検出結果に基づき、例えばルックアップテーブル（ＬＵＴ）を使い、画素サイズ修正の処理を施す方法である。このテンプレートマッチング法を実現するには、入力画像を記憶するメモリバッファ、演算処理を行う演算処理回路、画素サイズを修正する画素修正回路、などの電子部品で画像パターン検出手段を構成するが、部品のばらつき、故障などで、例えばエッジ部を検出しない、エッジ部以外をエッジ部と誤検出してしまう、などの検出エラーが発生することが考えられる。
【０００４】
検出エラーが起った時、電子写真装置で印刷された出力画像の品質が悪化するなどの課題が生じる。例えば、画像パターン検出手段の検出エラーが印刷された画像に与える影響は、１ドット単位のぬけや１ライン毎にドットずれが生じるなどほとんど目視で確認できないエラーや、確認できるものなど様々である。近年、電子写真装置においては、高画質化が要求され、細線、中間調画像、ベタなど画像に応じて光量を可変して画質制御するなど高画質化を得る技術が考えられている。高画質化が進むにしたがい、前記目視で確認しづらいエラーなども課題となり、画像パターン検出手段の高信頼性が要求されるようになってきた。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
そこで本発明は、上位ホスト装置から順次入力される２値画像信号（入力画像）から、例えばエッジ部、細線部などを検出する画像パターン検出手段に、回路動作を判断するエラー検出手段を設けることで、出力画像の品質を保証するようにしたものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下発明の実施例を図1〜１２により説明する。
【０００７】
図1に本実施例の装置構成を示す。画像パターン検出手段１０９はホスト装置１０７から送信される２値画像信号１０８を受信し、印刷信号１１０と光量信号１１１を光量可変手段１１２に入力する。光量可変手段１１２は印刷信号１１０によって、半導体レーザ１０３ａのON時間を設定し、また光量信号１１１によって、半導体レーザ１０３ａの光量を設定する。半導体レーザ１０３ａからの光はレーザ光学系１０３を通り、回転する感光ドラム１０１に回転鏡などにより軸方向にスキャニングされながら照射される。そして、周知の電子写真プロセスを構成する帯電器１０２、現像機１０４、転写器１０５、定着器１０６などにより、印刷信号１１０に基づくパターンを、光量信号１１１に基づく画素サイズで印刷し、ホスト装置１０７の２値画像信号１０８から高品質の印刷物を得る。
【０００８】
図２に画像パターン検出手段１０９の構成を示す。画像パターン検出手段１０９はラインメモリ２０１、ラッチ回路２０２、テンプレートマッチング部２０３、同期回路２０４、エラー検出手段２０５、スイッチング素子（以下ＳＷ素子）２０６、２０７から構成される。
【０００９】
ホスト装置１０７から順次送信される２値画像信号１０８は、まずラインメモリ２０１に（２Ｎ＋１）スキャン分記憶される。図３にラインメモリ２０１の詳細を示す。ラインメモリ２０１はラインＡからラインＣまでの３ライン分のラインメモリで構成されている。これは３スキャン分の２値画像信号１０８を記憶する構成であり、（２Ｎ＋１）で示すと、Ｎ＝１に該当する例である。画素同期信号３０１は２値画像信号１０８の同期信号でホスト装置１０７より送信される。水平同期信号３０２は電子写真装置の印刷開始位置を設定する周知の信号で、２値画像信号１０８の１スキャンに１回のタイミングでＯＮ信号を電子写真装置自身で発信する。これら画素同期信号３０１、水平同期信号３０２により１スキャン分の２値画像信号１０８がラインメモリに順次記憶され、記憶された３スキャン分の２値画像信号１０８は、画素同期信号３０１、水平同期信号３０２に同期してラインメモリからラッチ回路２０２に出力される。
【００１０】
出力された３スキャン分の信号は、図２のラッチ回路２０２で（２Ｎ＋１）×（２Ｎ＋１）のマッチングデータ２０２ａに構成される。図３にラッチ回路２０２の詳細を示す。ラッチ回路２０２は、３×３＝９個のラッチ素子３０３から構成されている。この場合Ｎ＝１である。ラッチ素子３０３は、画素同期信号３０１に同期して、入力した２値画像信号１０８を「Ｄ」から「Ｑ」に移動し、２値画像信号１０８をＡ１からＣ３までのマトリクス状に配置し、画素同期信号３０１の次の同期タイミングまで保持する。このＡ１からＣ３までをマッチングデータ２０２ａとする。またマトリクスの中心に位置する中心ラッチ素子３０４からの出力「Ｂ２」の信号を中心画像信号３０５とする。中心ラッチ素子３０４の位置は上から２番目となり、（２Ｎ＋１）×（２Ｎ＋１）マトリクスの場合には、上から（Ｎ＋１）、左から（Ｎ＋１）番目となる。ラッチ回路２０２からは、画素同期信号３０１に同期して、３×３＝９のマッチングデータ２０２ａと中心画像信号３０５が出力される。
【００１１】
以上の動作を画像イメージとして図４に示す。入力画像４０１はホスト装置１０７から送信される２値画像信号１０８の集まりであり、電子写真装置によって印刷される画像である。２値画像信号１０８は入力画像４０１の左上から順次入力（矢印１）されて、図３のラッチ回路２０２のある時刻の出力であるＡ１からＣ３がマッチングデータ２０２ａとなる。上記の動作によりマッチングデータ２０２ａは、入力画像４０１の左上から画素同期信号３０１に同期して矢印２の方向に移動しながら、マッチングデータ２０２ａを出力していく。また同時に、マトリクス中心位置である「Ｂ２」の２値画像信号が、中心画像信号３０５として出力される。
【００１２】
図２のテンプレートマッチング部２０３は、上記した（２Ｎ＋１）×（２Ｎ＋１）のマッチングデータ２０２ａと複数の基準パターンを比較し、一致または非一致の検出信号２０３ａを出力する。図５にテンプレートマッチング部の詳細を示す。テンプレートマッチング部２０３は論理回路５０１、エンコーダ５０２で構成され、マッチングデータ２０２ａと、図６に示すテンプレート（ａ）６０１〜テンプレート（ｈ）６０８を同時に比較する。図６は基準パターンの実施例であり、これらテンプレートはＲＯＭ（Read Only Memory：図示しない）などに記憶されている。テンプレート（ａ）６０１〜テンプレート（ｈ）６０８は３×３マトリクス構成であり、各テンプレートの構成要素は１または０の２値であり、１が黒、０が白を意味する。テンプレート（ａ）６０１はすべて１で構成され、図５のマッチングデータ２０２ａがすべて１のとき、白黒イメージでは黒のベタ印刷のとき、一致の検出信号を出力させる。同様に白黒イメージで記述すると、テンプレート（ｂ）６０２は黒の縦線、（ｃ）６０３は黒の横線、（ｄ）６０４は黒の孤立点、（ｅ）６０５、（ｆ）６０６は黒の４５度斜線、（ｇ）６０７、（ｈ）６０８は黒の十字線である。
【００１３】
論理回路５０１は比較後、一致（このとき１）または非一致（このとき０）の信号を検出信号２０３ａとして、エンコーダ５０２に送る。実施例では８本の検出信号２０３ａをエンコーダ５０２で４ビット信号にコード化している。このコード化により、テンプレートを追加し、検出信号２０３ａが１６本の信号になっても、対応することができる。エンコーダ５０２から出力された検出信号２０３ａは、次の同期回路２０４で中心画像信号３０５と同期がとられ、中心画像信号３０５は印刷信号１１０として、検出信号２０３ａは４ビットの光量信号１１１として、光量可変手段１１２に出力される。
【００１４】
図１の光量可変手段１１２は、印刷信号１１０と光量信号１１１に基づき、半導体レーザ１０３ａを駆動する。図７に光量可変手段１１２の詳細を示す。４ビットの光量信号１１１はデコーダ７０１、Ｄ／Ａコンバータ７０２、オペアンプ７０３を通り、アナログ化されたアナログ光量信号７０３ａとして、半導体レーザ１０３ａを駆動するＬＤドライバ７０４の電圧設定部Ｌｖに入力される。一方印刷信号１１０は、ＬＤドライバ７０４のＯＮ時間を設定するＳＷに入力される。ＬＤドライバ７０４はＳＷが「１」の間、Ｌｖの示す電圧を半導体レーザ１０３ａに供給する。供給を受けた半導体レーザ１０３ａは光（矢印）を出力する。
【００１５】
以上の動作により、印刷する画像パターン毎に最適な光量を用いて画素サイズの修正を行い、高画質化を図る。
【００１６】
一方、図２のエラー検出手段２０５は図８に示す通り、テストデータ８０１ａを記憶するテストデータ記憶装置８０１、データ数をカウントするカウンタ８０２、動作エラーを判断する判断装置８０３で構成され、上記した回路動作のエラーチェックを行う。
【００１７】
まず、イニシャル中（電源投入時）の動作について説明する。イニシャル中、判断装置８０３のモード切換信号８０４によりＳＷ素子２０６の端子２と端子Ｃが、ＳＷ素子２０７の端子３、５と端子Ｃがそれぞれ接続される。この時印刷信号１１０、光量信号１１１は光量可変手段１１２へ送信されない。ラインメモリ２０１には、テストデータ記憶装置８０１から出力される、予めパターンの決められたテストデータ８０１ａが記憶され、図３及び図５の動作を経て同期回路２０４からチェック用印刷信号２０４ａ及びチェック用検出信号２０４ｂが出力される。これらチェック用の信号は、エラー検出手段２０５のカウンタ８０２に取り込まれ、カウンタ８０２は画素同期信号３０１及び水平同期信号３０２に同期して、チェック用印刷信号２０４ａ及びチェック用検出信号２０４ｂのデータ数を、それぞれカウントする。判断装置８０３はカウンタ８０２で得られたカウント値を読み、所定値かどうか確認する。図９にタイミングチャートを、図１０にフローチャートを示す。確認項目は、
（１）印刷しないことを期待するパターンで、データ数をカウントする→カウント値＝０
（２）印刷することを期待するパターンで、データ数をカウントする→カウント値＝所定値
（３）検出しないことを期待するパターンで、検出しないことを確認する→カウント値＝０
（４）検出することを期待するパターンで、検出することを確認する→カウント値＝所定値
であり、カウント値が正常ならば、判断装置８０３は動作にエラーはないと判断し、モード切換信号８０４を出力して、ＳＷ素子２０６の端子１と端子Ｃが、ＳＷ素子２０７の端子１，４と端子Ｃがそれぞれ接続され、画素サイズ修正を実施する。またカウント値が所定値以外ならば、エラーと判断する。
【００１８】
チェック用印刷信号２０４ａ及びチェック用信号２０４ｂの双方またはチェック用印刷信号２０４ａのみがエラーの時、印刷画像の品質を保証できないので、判断装置８０３はホスト装置１０７にエラー信号８０５を送信する。本実施例では、ホスト装置１０７はエラー信号８０５により「Error」表示をし、その後「Change Circuit」表示と「Normal Mode」表示をして、どちらかをユーザに選択させる。「Change Circuit」が選択されると、画像パターン検出手段１０９自体の交換となる。「Normal Mode」が選択されると、ホスト装置１０７は選択信号８０６を出力する。これを受信した判断装置８０３はモード切換信号８０４を出力し、ＳＷ素子２０７を端子１から端子２に切り換え、２値画像信号１０８をラインメモリ２０１などを通さずにスルーする。またこの時、ＳＷ素子２０７を端子４から端子５に切り換えて光量を固定にし、画素サイズの修正は中止する。
【００１９】
チェック用印刷信号２０４ａのみがエラーの時、画素サイズの修正を正しく行うことができない。この時も同様に、判断装置８０３はホスト装置１０７にエラー信号８０５を送信する。本実施例では、ホスト装置１０７はエラー信号８０５により「Error」表示をし、その後「Change Circuit」表示と「Normal Mode」表示をして、どちらかをユーザに選択させる。「Change Circuit」が選択されると、画像パターン検出手段１０９自体の交換となる。「Normal Mode」が選択されると、ホスト装置１０７は選択信号８０６を出力する。これを受信した判断装置８０３はモード切換信号８０４を出力し、ＳＷ素子２０７を端子１から端子２に切り換え、２値画像信号１０８をラインメモリ２０１などを通さずにスルーする。またこの時、ＳＷ素子２０７を端子４から端子５に切り換えて光量を固定にし、画素サイズの修正は中止する。
【００２０】
次に印刷中の動作について説明する。印刷中は、判断装置８０３のモード切換信号８０４によりＳＷ素子２０６の端子１と端子２を、ＳＷ素子２０７の端子１と端子３を、端子４と端子５をそれぞれ切り換える。この時テストデータ８０１ａは、非印刷エリアの実際に印刷される２値画像信号１０８の後に出力されるが、光量可変手段１１２へは実際の印刷信号１１０と光量信号１１１しか送信されない。ラインメモリ２０１には、２値画像信号１０８とテストデータ８０１ａが記憶され、上記イニシャル中と同様に図３及び図５の動作を経て同期回路２０４からチェック用印刷信号２０４ａ及びチェック用検出信号２０４ｂが出力される。これらチェック用の信号は、エラー検出手段２０５のカウンタ８０２に取り込まれ、カウンタ８０２は画素同期信号３０１及び水平同期信号３０２に同期して、チェック用印刷信号２０４ａ及びチェック用検出信号２０４ｂのデータ数を、それぞれカウントする。判断装置８０３はカウンタ８０２で得られたカウント値を読み、所定値かどうか確認する。図１１にタイミングチャートを、図１２にフローチャートを示す。確認項目は、
（５）印刷することを期待するパターンで、データ数をカウントする→カウント値＝所定値
（６）検出することを期待するパターンで、検出することを確認する→カウント値＝所定値
であり、カウント値が正常ならば、判断装置８０３は動作にエラーはないと判断する。またカウント値が所定値以外ならば、エラーと判断する。
【００２１】
チェック用印刷信号２０４ａ及びチェック用信号２０４ｂの双方またはチェック用印刷信号２０４ａのみがエラーの時、印刷画像の品質を保証できないので、判断装置８０３はホスト装置１０７にエラー信号８０５を送信する。本実施例では、ホスト装置１０７はエラー信号８０５により「Error」表示をし、その後「Check Output」表示をして、印刷画像のチェックを促す。更に「Change Circuit」表示と「Normal Mode」表示をして、どちらかをユーザに選択させる。「Change Circuit」が選択されると、画像パターン検出手段１０９自体の交換となる。「Normal Mode」が選択されると、ホスト装置１０７は選択信号８０６を出力する。これを受信した判断装置８０３はモード切換信号８０４を出力し、ＳＷ素子２０７を端子２に固定し、２値画像信号１０８をラインメモリ２０１などを通さずにスルーする。またこの時、ＳＷ素子２０７を端子５にして光量を固定にし、画素サイズの修正は中止する。
【００２２】
また、チェック用印刷信号２０４ａのみがエラーの時、画素サイズの修正を正しく行うことができない。この時も同様に、判断装置８０３はホスト装置１０７にエラー信号８０５を送信する。本実施例では、ホスト装置１０７はエラー信号８０５により「Error」表示をし、その後「Check Output」表示をして、印刷画像のチェックを促す。更に「Change Circuit」表示と「Normal Mode」表示をして、どちらかをユーザに選択させる。「Change Circuit」が選択されると、画像パターン検出手段１０９自体の交換となる。「Normal Mode」が選択されると、ホスト装置１０７は選択信号８０６を出力する。これを受信した判断装置８０３はモード切換信号８０４を出力し、ＳＷ素子２０７を端子５にして光量を固定し、画素サイズの修正は中止する。
【００２３】
以上、このようなエラー検出手段により、回路動作の状態を確認する。
【００２４】
なお、本発明は、モノクロの電子写真装置ばかりでなく、カラー電子写真装置にも応用できる。
【００２５】
【発明の効果】
以上本発明により、テンプレートマッチング法を利用した画像パターン検出手段を構成する電子部品のばらつき、故障などによる印刷信号のデータ欠けや検出エラーを検出し、印刷画像の品質を保証することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例である電子写真装置の構成を示す模式図である。
【図２】本発明の一実施例である画像パターン検出手段の構成図である。
【図３】ラインメモリ及びラッチ回路の構成図である。
【図４】画像イメージの模式図である。
【図５】テンプレートマッチング部の説明図である。
【図６】基準パターンテンプレートの説明図である。
【図７】光量可変手段の模式図である。
【図８】エラー検出手段の構成図である。
【図９】イニシャル中タイミングチャートである。
【図１０】イニシャル中フローチャートである。
【図１１】印刷中タイミングチャートである。
【図１２】印刷中フローチャートである。
【符号の説明】
２０１：ラインメモリ、２０２：ラッチ回路、２０３：テンプレートマッチング部、２０４：同期回路、２０５：エラー検出手段、２０７ＳＷ素子。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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