JP2004136557A - プリントシステム及びプリンタ - Google Patents

Abstract

【課題】プリンタがいかに高速な印刷エンジンを搭載しも、ホストコンピュータでの画像処理がボトルネックとなり、スループットがさほど向上しないという課題があった。
【解決手段】記憶部を有するホストにインストールされた画像処理プログラムと、印刷ヘッドを制御して該ヘッドに形成されたノズルからインクを吐出して画像を印刷対象物に印刷するプリンタとからなるプリントシステムにおいて、画像処理プログラムは、記憶部に画像データを格納した後、画像データからプリンタが印刷する際のノズルの階調データを所定のパターンとして抽出し、そのノズルの階調データをプリンタに送信し、プリンタが受信したノズルの階調データの色空間からノズルが吐出するインクの色空間に色変換した後、その階調データを二値化する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多階調の画像データをインターレス処理した後に、ハーフトーン処理するプリントシステムに関し、ハーフトーン処理されたデータに応じたドットを形成して画像を印刷するプリンタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、コンピュータで処理された画像の出力装置として、インクジェットプリンタが広く普及している。インクジェットプリンタは、印刷ヘッドに備えられた複数のノズルから吐出されるインクにより印刷媒体上にドットを形成して画像を記録するプリンタである。特に、カラープリンタは、印刷ヘッドから数色のインクを吐出させることによって、多色多階調で印刷が可能である。
【０００３】
シアン、マゼンタ、イエロー（ＣＭＹ階調）の三色のインクによって、多色の画像を印刷する場合、多階調の画像を形成するにはいくつかの方法が考えられる。通常最も多く用いられている方法は、一度に吐出するインクにより用紙上に形成されるドットの大きさを一定として、印刷される画像の階調を、ドットの密度（単位面積当たりの出現頻度）によって表現する方法である。この方法は、いわゆるハーフトーン処理と呼ばれる方法であり、ディザ法や誤差拡散法などがある。ディザ法とは、予め設定されたディザマトリックスの各画素に記憶された閾値と、画像データの各画素の階調値との大小関係に基づいてドットのオン・オフを判定する方法である。この方法によって、原画像が有する多階調をドットの分布により表現することができる（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
一方で、用紙の送り方向に複数のノズルを有する印刷ヘッドを備えたインクジェットプリンタの場合、個々のノズルの特性ばらつき、あるいは複数のノズル間の配列ピッチのばらつきなどが原因で、印刷対象物上に印刷された画像の画質が低下するという不都合がある。この様な画質の低下を防止するため、従来から、隣接するドットを異なるノズルを用いて形成する印刷技術が知られている。これがインターレス方法である。この方法に基づいたインターレス処理では、ヘッドの一回の往復動で各ラスタのドットを全て形成せずに、ヘッドをオーバーラップさせるところに特徴がある。例えば、一回目のパスでは、各ラスタのドットを一つおきに形成し、二回目のパスで残りのドットを形成する方法である。この場合は、各ラスタを２回のパスで形成することになる（例えば、特許文献２参照。）。
【０００５】
通常、ハーフトーン処理や、インターレス処理は、各々単独で用いられるより、むしろ一連の画像処理により併用されるのが一般的である。従来は、上記したハーフトーン処理とインターレス処理の双方を、例えばホストコンピュータ内部のプリンタドライバによって処理を行ってきた。つまり、印刷しようとする画像を出力する側が、ハーフトーン処理や、ドットの生成に関するインターレス処理まで行ってきた。その理由は、インターレス処理を行うためには、一旦画素データをメモリ上に展開し、そのメモリからプリンタヘッドのノズルとパスに応じて、所定の画素のデータを読み出す必要があり、大容量のメモリが必要になるので、プリンタ側で行うことはプリンタのコストアップを招くからである。そして、プリンタは、ホストコンピュータにより生成されたインターレス処理後の印刷データを受信し、プリンタヘッドからのインクの吐出を制御して、用紙上などにドットを形成する機構のみを有してきた。
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−２０７９４７号公報
【０００７】
【特許文献２】特開２００１−１４４９５９号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ホストコンピュータ内部のプリンタドライバが、ハーフトーン処理からインターレス処理までの全ての処理を行うことは、ホストコンピュータがいかに高速であっても画像処理に時間がかかる。このため、プリンタがいかに高速な印刷エンジンを搭載しも、ホストコンピュータでの画像処理がボトルネックとなり、スループットがさほど向上しないという課題があった。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、プリンタ側の多大なコストアップを招くことなくホストコンピュータ側の画像処理の負担を軽減し、スループットの高い画像処理装置及びプリンタを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の一つの側面は、ホストコンピュータのプリンタドライバにインターレス処理をさせ、ハードウエア化が容易な色変換部とディザ処理部をプリンタに搭載したことにある。
【００１１】
例えば、記憶部を有するホストコンピュータにインストールされた画像処理プログラムと、印刷ヘッドを制御してそのヘッドに形成されたノズルからインクを吐出して画像を印刷対象物に印刷するプリンタとを有するプリントシステムにおいて、画像処理プログラムは、画像を画素ごとの画像データに展開して記憶部に格納し、該画像データからプリンタが印刷する際のノズルの階調データを所定のパターンとして抽出するインターレス処理を行い、インターレス処理された画像データをプリンタに送信し、　プリンタは、受信した前記画像データの色空間からノズルが吐出するインクの色空間に色変換する色変換部と、色変換部で色変換されたインクの階調データを二値化データにする二値化処理部とを有し、二値化データに基づいて印刷ヘッドを制御して前記印刷対象物に印刷すること、を特徴とするプリントシステムにある。
【００１２】
この様な構成にしたことにより、プリンタドライバの処理を分散して、プリンタにも画像処理を行わせることができ、ホストコンピュータの負担を軽くして、スループットを向上させることができる。しかも、大容量メモリを必要とするインターレス処理をホストコンピュータに行わせて、プリンタの多大なコストアップを避けることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態例を説明する。しかしながら、かかる実施の形態例が、本発明の技術的範囲を限定するものではなく、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物にまで及ぶものである。
【００１４】
図１は、本発明の実施の形態例を示すブロック図である。ホストコンピュータ１０には、プリンタドライバ１１インストールされている。プリンタ３は、中央演算装置であるＣＰＵ１と、各種プログラムが格納されたＲＯＭ２とによって、図中のプリンタ３内の各機能ブロックが制御される。
【００１５】
まず、ホストコンピュータ１０内では、各種のアプリケーションによって画像データが生成される。生成された画像データの印刷要求に応じて、まず従来と同様にホストコンピュータ内部のプリンタドライバ１１が画像データを処理する。従来では、まず、アプリケーションにより生成された画像データをレンダリングして、画素ごとのＲＧＢの階調データに変換される。そして、ＲＧＢの階調データを色変換処理してインクの色のデータ、例えばＣＭＹＫ階調データ（シアン，マゼンタ，イエロー，ブラックからなるデータ）に変換していた。しかし、本実施の形態例では、レンダリング後に、まずインターレス処理が行われる。
【００１６】
図２は、インターレス方法について説明する図である。図２では３６画素からなる画像の各画素と、プリンタヘッドのパスとの対応が示される。この例では、プリンタヘッドは４つのノズルを有し、紙送り動作に従ってその相対位置を順次下げる。図２の左側に示した画像の升目が１つの画素を示している。各升目の内部に書かれた数字が、図２の右側に書かれたヘッドのパスＮＯ．を表している。１回目のパスでは、１行目に１つおきにドットを形成し、２回目のパスで１行目の残りのドットを形成して１行分のドットを形成する。３回目のパスでは、１行とばして３行目に同じく１つおきにドットを形成し、４回目のパスで３行目の残りのドットを形成し、更にとばした２行目に１つおきにドットを形成する。以下、図示したとおりである。
【００１７】
この様なインターレス方法では、隣接したドットを同じノズルで形成しないことに特徴がある。このため、偶数列にドットを形成するノズルは奇数列にはドットを形成せず、奇数列にドットを形成するノズルは偶数列にはドットを形成しない。図３は、図２と同様に３６画素からなる画像の各画素と、プリンタヘッドのノズルを対応づけた図である。プリンタヘッドは図２と同様に４つのノズルを有する。図中Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは各ノズルに対応しており、数字はプリンタヘッドのパスに対応する。例えば、Ｃ−６はノズルＣで６パス目に形成されたドットを意味する。ノズルＡ，Ｃは奇数列、ノズルＢ，Ｄは偶数列にのみドットを形成する。この様な方法により、図３の左側に示すとおり隣接する各画素は、上下左右ともに全て異なるノズルによりドットが形成されることがわかる。インターレス処理は、上記方法によって、プリンタヘッドの各パスに対応した画素のデータを順次パターンとして抜き出す処理のことである。
【００１８】
図４は、ホストコンピュータ１０内でのインターレス処理を説明するための図である。プリンタドライバ内の画像生成部２００でレンダリングされた画像データは、１頁分のＲＧＢ階調のデータとしてプールバッファメモリ２０１に格納される。プリンタドライバ１１内のインターレス処理部２０２は、上記したインターレス方法に則り、プリンタヘッドの各パスに対応した画素データをプールバッファメモリ２０１からパターンとして抜き出して読み出す。
【００１９】
こうしてインターレス処理を施されたＲＧＢ階調のデータは、データ容量が大きい。例えば、ＲＧＢ各色２５６階調（８ビット）であった場合、３色の合計で２４ビット（３色×８ビット）にもなる。２４ビットのデータではデータ容量が大きいため、プリンタドライバ内のデータ圧縮部２０３で、可逆性を持った圧縮処理を施される。この圧縮処理によってＲＧＢ階調の圧縮データが生成される。圧縮処理されたＲＧＢ階調の圧縮データは、容量が小さくなる。そして、圧縮処理の済んだＲＧＢ階調の圧縮データは、逐次プリンタへと送信される。送信されるＲＧＢ階調の圧縮データの先頭には、次の様な初期化情報が付加される。例えば、解像度、縦横比、用紙の種類、画像の種類等である。
【００２０】
図１に戻り、プリンタは、ホストコンピュータ１０内部のドライバ１１からジョブを受付ける前に初期化動作を行う。次に、プリンタは、ホストコンピュータから送信された初期化情報とＲＧＢ階調の圧縮データを、インタフェイス２０によって受信する。インタフェイス２０は、ホストコンピュータのドライバから送られた初期化情報とＲＧＢ階調の圧縮データを、ラインバッファ３０に蓄積しながら、逐次コマンド解析部４０にデータを送信する。コマンド解析部４０は、初期化情報とＲＧＢ階調の圧縮データを受信してコマンド解析を行う。このコマンド解析とは、受信した初期化情報を解析して印刷パラメータを生成するとともに、画素のデータとそれに付随しているヘッドのパスのデータ等を分離・識別する処理である。この処理が終了すると、コマンド解析部４０は、生成された印刷パラメータと、解析済みのＲＧＢ階調の圧縮データをＲＡＭ５０に書き込む。
【００２１】
次に、解凍部６０は解析済みのＲＧＢ階調の圧縮データを読み出して、圧縮されたＲＧＢ階調のデータを解凍して、圧縮前のＲＧＢ階調のデータに復元・伸張する。解凍されたＲＧＢ階調データは、順次色変換部７０に送られる。
【００２２】
色変換部７０で、ＲＧＢ階調データは、インクの色データ（例えば、上記したＣＭＹＫ階調データ）に色変換されるが、その際、色変換部７０はルックアップテーブル８０を参照しながら色変換を行う。ルックアップテーブル８０は、上記したプリンタの初期化時に、ホストコンピュータのプリンタドライバ１１からダウンロードされる。
【００２３】
色変換用のルックアップテーブルは、ＲＧＢの色空間からインクのＣＭＹＫ階調の色空間に変換するための対応関係を集約したテーブルのことである。ルックアップテーブルは、上記した初期化情報、例えば、解像度（３６０ｄｐｉ、７２０ｄｐｉ、１４４０ｄｐｉ等）、縦横比（１：１もしくは、１：２等）、用紙の種類（普通紙、専用紙等）、画像の種類（グラフィック、写真等）等の画像属性データに基づいて、プリンタドライバ１１が適宜選択・生成する。
【００２４】
プリンタドライバ１１は、標準的なテーブルを多数保持しており、それらから一つを選択することもあるが、通常は初期化情報に基づいて、その都度テーブルを生成する。このため、プリンタが、ルックアップテーブルを、ＲＯＭに記録・格納するのは困難である。従って、ルックアップテーブルは、プリンタドライバ１１により生成され、プリンタ内部の高速なＳＲＡＭや書き換え可能なＲＯＭ等に印刷ジョブに先だって行われる初期化時にプリンタドライバ１１からダウンロードされる。
【００２５】
例えば、画像をＣＭＹＫ階調のデータに色変換する際、参照したルックアップテーブルがＹを強調する情報を保持していると、色変換後のＣＭＹＫ階調データには、Ｙ側にシフトしたバイアスがかかる。このため、印刷完了した画像は、Ｙの部分が強調される。この様に、上記例では、ルックアップテーブルは色変換の際に、ＣＭＹＫ階調のデータの各階調値に強弱を与える作用を有する。
【００２６】
図５は、異なる２つのジョブを印刷する際に、ルックアップテーブル８０が書き換えられる様子を説明するための図である。プリンタ３の内部は、説明を簡単にするため色変換部７０とルックアップテーブル８０のみが示されている。ジョブ１を実行する前に、プリンタは初期化動作を行い、この時ジョブ１のルックアップテーブルをダウンロードする。ルックアップテーブルを選択するための初期化情報は、図５に示すとおりである。また、ジョブ１が終了するとプリンタ３は再び初期化動作を行い、ジョブ２のルックアップテーブルをダウンロードする。
【００２７】
上記したように、色変換部７０は色変換を行う際に、ルックアップテーブル８０を参照し、色変換を行う。色変換されたデータは、上記したＣＭＹＫ階調データである。
【００２８】
次に、色変換して得られたインクの色データ、例えばＣＭＹＫ階調データは、ディザ処理部９０で、ディザ処理を受ける。ディザ処理とは、従来の技術でも述べたとおり、各画素ごとに固有の閾値が設定されたディザマトリクスを用いて、画像データの各画素の階調値との大小を比較してドットのオン・オフを設定する処理のことである。
【００２９】
図６は、ディザマトリクスとＣＭＹＫ階調データとの階調値の大小を比較して二値化する例を示す図である。簡単のため、４×４の１６画素からなるものとし、階調値は４とする。（ａ）はディザマトリクス（ｂ）はインターレス処理されたＣＭＹＫ階調データである。ここでは、インターレス処理によって、１行目から３行目までが１つおきに抽出されたＣＭＹＫ階調データの例を示す。ブランクは、まだＣＭＹＫ階調データを受信していないことを示している。（ｃ）は二値化データである。（ａ）と（ｂ）を、相対応する各画素ごとに大小を比較して、ＣＭＹＫ階調データの画素の階調値が大きい場合はドットを形成するものとする。
【００３０】
図６（ａ）、（ｂ）において、比較１によれば、ディザマトリクスの閾値が３で、ＣＭＹＫ階調値が２であるため、ドットは形成されないが、同様に比較２によれば、ディザマトリクスの閾値が１で、ＣＭＹＫ階調値が３であるため、ドットが形成される。その結果をまとめたのが図６（ｃ）で、ドットを形成する画素は１、形成しない画素は０で表している。図６（ｂ）同様ブランクは、まだ比較するデータを受信していないことを示している。
【００３１】
この様に、画像データの所定の画素の階調値が、ディザマトリクスの対応する画素の閾値よりも大きい場合はそのドットを印刷し、小さい場合はそのドットを印刷しない。
【００３２】
上記したディザ処理によって、例えばＣＭＹＫ階調データを二値化することができる。即ち、ディザ処理部９０は、マトリクステーブル１００を参照して、マトリクステーブル１００から一つのディザマトリクスを選択する。そして、そのディザマトリクスに設定された各画素の閾値と、ＣＭＹＫ階調データの各画素の階調値との大小関係に基づいてドットのオン・オフを設定する。この処理によって、ハーフトーン処理がなされる。つまりドットの分布によって、印刷された画像に多階調を表現することができる。本実施の形態例のマトリクステーブルは、例えば各種ディザマトリクスを格納したＲＯＭによって構成される。
【００３３】
また、実際にディザ処理する場合は、二値化ではなく四値化する場合もある。プリンタヘッドのノズルの性能にも依存するが、四値化する場合は、ドットの大きさを大・中・小・無しの四階調で表現することができる。つまり、ドットの分布のみならずドット径によっても階調を表現することが可能になる。従って、高性能なプリンタヘッドを使用して、例えばＣＭＹＫ階調データを四値化した場合は、印刷した画像の品質をより向上させることができるというメリットがある。
【００３４】
ディザ処理の終了した二値（四値）化データは、プリンタヘッド１パス分のデータとして、順次エンジン部１１０に送られ、上記した印刷パラメータに基づいて実際の印刷が実行される。
【００３５】
以上、詳細に説明したとおり本実施の形態例によれば、従来ホストコンピュータ１０のプリンタドライバでのみ行ってきた画像処理のうち、色変換処理とディザ処理とを、ハードウエアとしてプリンタに分散させて、ホストコンピュータ１０の負担を軽減させることができる。また、プリンタドライバと、プリンタのハードウエアとで上記した一連の画像処理を行うようにしたので、ホストコンピュータが生成した画像を高いスループットで印刷実行できる。また、大容量のメモリが必要とされるインターレス処理をホストコンピュータが行うため、プリンタのコストを削減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態例を示すブロック図である。
【図２】３６画素からなる画像の各画素と、プリンタヘッドのパスとの対応を示す図である。
【図３】３６画素からなる画像の各画素と、プリンタヘッドのノズルを対応づけた図である。
【図４】ホストコンピュータ１０内でのインターレス処理を説明するための図である。
【図５】異なる２つのジョブを印刷する際に、ルックアップテーブル８０が書き換えられる様子を説明するための図である
【図６】ディザマトリクスとＣＭＹＫ階調データとの階調値の大小を比較して二値化する例を示す図である。
【符号の説明】
１０　ホストコンピュータ（ドライバ）　２０　インタフェイス
３０　ラインバッファ　４０　コマンド解析部　６０　解凍部
７０　色変換部　８０　ルックアップテーブル　９０　ディザ処理部
１００　マトリクステーブル

Claims (4)

1. 記憶部を有するホストコンピュータにインストールされた画像処理プログラムと、印刷ヘッドを制御して該ヘッドに形成されたノズルからインクを吐出して画像を印刷対象物に印刷するプリンタとを有するプリントシステムにおいて、
   前記画像処理プログラムは、前記画像を画素ごとの画像データに展開して前記記憶部に格納し、該画像データから前記プリンタが印刷する際の前記ノズルの階調データを所定のパターンとして抽出するインターレス処理を行い、前記インターレス処理された画像データをプリンタに送信し、
   前記プリンタは、前記受信した前記画像データの色空間から前記ノズルが吐出するインクの色空間に色変換する色変換部と、前記色変換部で色変換されたインクの階調データを二値化データにする二値化処理部とを有し、前記二値化データに基づいて前記印刷ヘッドを制御して前記印刷対象物に印刷すること、を特徴とするプリントシステム。
2. 請求項１において、
   前記画像処理プログラムが、前記パターンとして抽出された前記ノズルの階調データを圧縮処理した後にプリンタに送信し、
   前記プリンタが、圧縮処理されたノズルの階調データを元のデータに復元する復元部を有することを特徴とするプリントシステム。
3. 複数の画素からなる画像データから、プリンタの印刷ヘッドが有する所定のノズルに対応した階調データをパターンとして抽出するインターレス処理をされた画像データを、ホストコンピュータから受信するプリンタにおいて、
   前記受信した前記画像データの色空間から前記ノズルが吐出するインクの色空間に色変換する色変換部と、前記色変換部で色変換されたインクの階調データを二値化データにする二値化処理部とを有し、前記二値化データに基づいて前記印刷ヘッドを制御して前記印刷対象物に印刷すること、を特徴とするプリンタ。
4. 請求項３において、
   前記色変換部が、色変換情報を格納した色変換テーブルを参照して、色変換を実行し、前記インターレス処理された画像データを受信する時に、前記色変換テーブルが前記ホストコンピュータからダウンロードされることを特徴とするプリンタ。

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