JP2005529001A - プリント・エンジンに関連する改良 - Google Patents

Abstract

プリント・エンジンが、プリントすべき画像に関連する画像データ要素を受け取り、プリント・エンジンの制御を複数のペン（たとえば、インクジェットペン）に通信するプリント要素制御命令を生成する。プリント・エンジンは、画像データ要素を受け取り、画像データ要素からハーフトーン・データ・セットを生成するハーフトーン化処理プロセッサと、該ハーフトーン化処理プロセッサに関連する複数のプリント要素コントローラであって、上記ハーフトーン・データ・セットからプリント要素制御命令を生成して、異なるプリント要素を駆動するようにそれぞれなっている、複数のプリント要素コントローラとを備える。

Description

本発明はプリント・エンジンに関する。本発明は特に、インクジェットプリンタに適用される。

従来のインクジェットプリンタは、印字媒体が走査軸を通過して段階的に前進するときに、走査軸を繰り返し走査するキャリッジに搭載された１つまたは複数のプリントヘッドを採用している。プリントヘッドは、各走査中に、印字媒体が前進する合間に走査幅分のインクを配置する。

従来の高速プリンタでは、プリント・ジョブの各ページは、専用のラスタ・イメージング・プロセッサ（ＲＩＰ）によってラスタ化される（Postscript（商標）やPortable Document Format（商標）等のコンピュータ出力フォーマットからピクセルビットマップに変換される）。

ラスタ化されたページはバッファリングされ、次いで、ビットマップを「ハーフトーンピクセル」（プリントドットと同じではない）で構成されるハーフトーン画像に変換する特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）によって処理され、各ハーフトーンピクセルには通常、様々な色の、指定された数のインクドットがあり、プリントされたときに連続諧調画像に見せる。最も基本的なカラープリンタは、シアン、マゼンタ、およびイエロー（ＣＭＹ）の組み合わせを使用して様々な色を生成し、または品質を高める場合は、真の黒インクも利用することができる（ＣＭＹＫ）。高品質画像の場合、２つの追加のインクである明るいシアンおよび明るいマゼンタも採用されて、皮膚の色等の明るめのトーンに対して特に高い忠実性を提供する（ＣｃＭｍＹＫプリント）。

ハーフトーン画像を指定する際には通常、６つのインクが存在する場合があり、各インクがプリントヘッド上の別個のペンから、または別個のプリントヘッドからプリントされるため、各プリントヘッドは、ハーフトーン画像を解析してノズル噴射順序を指定し、ペンが共同してハーフトーン画像を再現するようにプリントヘッドにインクをページ上の正しいポイントに配置させるそれぞれのコントローラ回路を有する。

インクジェットプリント技術に引き続き存在する目標は、複数パスプリントモードが採用される場合（プリント画像の各エリアが複数の走査幅でカバーされ、プリント品質が向上する）に何倍にもなり得るページの走査にかかる時間を含む複数の要因によって制限されるプリント速度の向上である。

プリント時間を短縮する一方法は、ページ幅アレイ（ＰＷＡ）のプリントヘッドを採用するというものである。ＰＷＡプリンタでは、ページの幅にわたって延在するプリントヘッドのアレイがＰＷＡ下で媒体がプリントされ前進する間に静止位置に保持され、走査時間をなくす。しかし、プリントヘッドの数が増えるにつれて、プリンタの処理要件も同様に増える。

［発明の開示］
本発明は、プリントすべき画像に関連する画像データ要素を受け取り、画像データ要素から、制御下で複数のプリント要素に通信するプリント要素制御命令を生成するプリント・エンジンであって、
上記画像データ要素を受け取り、該画像データ要素からハーフトーン・データ・セットを生成するハーフトーン化処理プロセッサと、
該ハーフトーン化処理プロセッサに関連し、上記ハーフトーン・データ・セットからプリント要素制御命令を生成して、異なるプリント要素を駆動するようにそれぞれなっている複数のプリント要素コントローラと
を備えるプリント・エンジンを提供する。

本明細書では、「プリント要素」なる用語は、インクジェット・プリント・ヘッドやペン等、個々のプリント作成装置を指す。この用語は、ドット・マトリックス・プリント・ヘッドや、アレイに構成することができ、それによって各装置がページにわたる画像の一部をプリントする他の実にあらゆるタイプの装置等、他のタイプのプリント作成構成要素も包含する。本発明のプリンタは、アレイになったこのようなプリント構成要素を受けるようになっていることができ、したがってプリント構成要素はプリンタの一部を成す必要はなく、交換式であることができる。アレイを受ける手段は、構成要素が適した取り付け手段により所定位置に固定される単純な取り付け軸であることができる。

２つ以上のプリント要素コントローラを１つのハーフトーン化処理プロセッサに関連付けることにより、ハーフトーン処理は、画像の所与の部分に対して一度行うことができる。各プリント要素コントローラはこのハーフトーン・データにアクセスし、その制御下で同じハーフトーン・データのセットからの要素をプリントするために必要なプリント要素制御命令を生成することができる。

好ましくは、上記プリント・エンジンは、所与のペン・アレイのすべてのノズルが同じ色のインクをプリントするように、複数のペン・アレイにおいて共にグループ化された複数のインク・プリント要素をさらに備える。

さらに、好ましくは、上記アレイは、使用に際して、少なくとも２つのアレイが、単一のプリント・パス中に同じ色のインクの重複する走査幅のプリントに提供されるように配列され、上記少なくとも２つのアレイは両方とも同じプリント要素コントローラの制御下にある。

この構成は、単一のプリント要素コントローラが問題となっているインクのマスキングを実行し、２つ以上のアレイ間で、（２つのアレイに、共同で完全なマスクを作成するという噴射命令を生成することにより）走査幅に沿ってこの色の液滴の付着を分割できるようにするため特に有利である。この構成を繰り返すことにより、画像の同じ部分をプリントする同じ色のすべてのペンが同じプリント要素コントローラによって制御されることを保証することが可能である。このようなペン・アレイグループそれぞれを担当するコントローラは、たとえばバッファからハーフトーン・データにアクセスし、必要なマスキングデータおよび噴射命令を一度生成し、関連する制御命令を各ペンに供給することができる。

さらに、好ましくは、アレイは、使用に際して、同じインクを画像の同じ部分にプリントするすべてのアレイが同じプリント要素コントローラの制御下にあるように配置される。

好ましい実施形態では、プリント・エンジンは、上記ハーフトーン化処理プロセッサによって生成されるハーフトーン・データを記憶するメモリをさらに備え、上記プリント要素コントローラはそれぞれ、上記メモリにアクセス可能であり、必要なハーフトーン・データを検索する。

別の好ましい実施形態では、エンジンは、上記ハーフトーン化処理プロセッサによって生成されたハーフトーン・データを記憶する、上記プリント要素コントローラの１つにそれぞれ関連する複数のメモリを備え、関連するプリント要素コントローラは、各メモリにアクセス可能であり、必要なハーフトーン・データを検索する。

このようにして、データの関連部分を各プリント要素コントローラにローカルに保持して、ハーフトーン・データへのアクセスおよび噴射信号までの処理を加速化することができる。プリント要素コントローラは、プリント要素の複数の別個のグループの噴射命令を作成する際にこのデータに複数回アクセスすることが好ましく、したがって、ローカル専用バッファリングの使用により、データ処理速度を上げることができる。

プリント・エンジンは、上記ハーフトーン・データが送られる通信リンクを備えることもでき、上記プリント要素コントローラはそれぞれ、上記リンクに接続される。

上記リンクはバスであることが好ましく、上記プリント要素コントローラは上記バスを介してアドレス指定可能であることが好ましい。

好ましくは、上記ハーフトーン化処理プロセッサは上記ハーフトーン・データをパケット化し、ハーフトーン・データの異なるパケットを異なるプリント要素コントローラ（複数可）にアドレス指定する。

好ましくは、各プリント要素コントローラは、記憶装置からハーフトーン・データを繰り返し検索し、ハーフトーン・データから、繰り返し検索することにより異なるプリント要素のセットのプリント要素制御命令を生成するようになっている。

本発明は、上に規定のプリント・エンジンを備え、上記プリント・エンジンを通過して印字媒体を前進させる印字媒体前進機構をさらに備えるプリントシステムも提供する。

別の態様では、本発明は、上に規定の、プリント・エリアを画定する幅にわたってアレイに配置されるプリント要素のセットからそれぞれプリントする複数のプリント・エンジンを備えるワイド・アレイ・プリントシステムであって、各プリント・エンジンは、上記プリント・エリアの一部のハーフトーン処理およびプリントを担当する、ワイド・アレイ・プリントシステムを提供する。

好ましくは、上記プリント・エンジンはそれぞれ、複数のペンに配列された複数のプリント要素をさらに備え、それによって上記ペンが共同してプリント・エリアの幅にわたって延在する。

さらに、好ましくは、上記ペンは、プリント・エリアの幅にわたって同じポイントで同じインクをプリントするように配列された少なくとも２つのペンを備えるペングループを備え、上記少なくとも２つのペンは、幅に広がる方向に垂直な方向において互いに離間され、上記ペンは両方とも、同じプリント要素コントローラからプリント要素制御命令を受け取る。

最も好ましくは、この実施形態では、上記ペンは複数の上記ペングループを備え、各グループは、上記プリント要素コントローラのうちの単一のプリント要素コントローラの排他的制御下にある。

この構成は、同じプリント要素コントローラの制御下に２つ以上のグループを有する可能性を除外しないことに留意する。本発明のこの好ましい特徴に関連して重要なことは、いずれか１つのグループのバーが１つのコントローラによって相互に制御され、したがってハーフトーン・データのサブセットのマスキングをそのコントローラによって作成して、グループのノズルの噴射命令を完全に規定することができることである。

別の態様では、本発明は、上に規定したプリント・エンジンを備える走査式プリントシステムであって、複数のプリント要素セットをさらに備え、各セットは、上記プリント要素コントローラのうちの１つの制御下にあり、上記セットは、プリント中に印字媒体を横切って走査するキャリッジに配置される、走査式プリントシステムを提供する。

好ましくは、プリント要素の各セットは、各インクをプリントするプリント要素制御命令が単一のプリント要素コントローラによって生成されるように、１つまたは複数のインクを排他的にプリントする。

各プリント要素コントローラは、プリント・マスクおよび複数の異なる色のインクのノズルの噴射命令（たとえば、インク・ジェット・システムにおいて）を生成することができるが、この好ましい特徴は、所与のいずれのインク（たとえば、シアン）に対しても、シアンプリント・マスクが２つのペンで共有される場合であっても、両方のペンが同じコントローラによって制御されるように、プリント・マスク全体が１つのコントローラ内で指定される旨を明示することを理解されたい。

特に、走査式プリンタの好ましい実施形態では、各プリント要素コントローラは４本のペンに分割されたノズルのセットの制御を担当する。最も好ましくは、第１のプリント要素コントローラは、３原色インクおよび黒インクをプリントするペンのセットの制御を担当し、第２のプリント要素コントローラは、上記原色のうちの２色の明るいトーンのもの、顔料黒インク、および定着液をプリントするペンのセットの制御を担当する。

このシステムは、モジュール式構成要素のファミリの使用を可能にするため特に有利である。たとえば、基本的なプリンタがハーフトーン化処理プロセッサ、ならびにプリント要素コントローラの制御下でシアン、マゼンタ、イエロー、および黒のインクをプリントするプリントヘッドペンのセットを備える場合、本発明は同じ構成要素およびプリント要素コントローラ内の関連ソフトウェアを利用し、明るいシアン、明るいマゼンタ、顔料黒、および定着液をプリントするプリントヘッドのセットを有する第２のプリント要素コントローラを追加することができる。

本発明の他の態様において、
上記画像データ要素からハーフトーン・データを作成するステップと、
上記ハーフトーン・データを複数のプリント要素コントローラに提供するステップと、
上記プリント要素コントローラそれぞれを使用し、上記プリント要素コントローラの制御下にあるプリント要素のセットに上記プリント・マスクをプリントさせることに有効なプリント・マスクを使用して、上記ハーフトーン・データ・セットからプリント要素制御命令を作成するステップと
を含む、画像を表す画像データ要素のセットからプリント要素制御命令を生成する方法が提供される。

本発明の方法は、好ましくは、上記プリント要素を使用して上記マスクをプリントするステップも含む。

好ましくは、上記画像の異なる各部分は、画像走査幅における画像の１つまたは複数の色平面のセットである。

別の態様では、本発明は、機械可読形態の命令を含むコンピュータ・プログラムであって、命令は、ハーフトーン化処理プロセッサおよび該プロセッサに接続された複数のプリント要素コントローラを備えたプリントシステム内で実行されると、上に規定の方法を前記システムに実行させることに有効なコンピュータ・プログラムを提供する。

本発明は、上に規定の符号化されたコンピュータ・プログラムを含むコンピュータ・プログラム搬送体をさらに提供する。

コンピュータ・プログラムの搬送体は、たとえば、光学搬送体または磁気搬送体（フロッピー（登録商標）・ディスケット、コンパクト・ディスク、またはデジタル多用途ディスク等）、電気信号、電磁信号、またはプログラム・ロジックが符号化された電子回路であることができる。

これより、本発明について、添付図面を参照して例としてのみ与えられる以下の本発明の実施形態を説明により示す。

［好ましい実施形態の詳細な説明］
図１は本発明の実施形態によるプリンタの主な構成要素を示し、プリンタは、パラレルポート１０を介してプリンタに直接接続されたコンピュータからプリント・ジョブを受け取る。同じプリンタを使用して、ローカル・エリア・ネットワーク接続から、または広域ネットワーク接続から、たとえばインターネットを介してプリントすることが可能である。

プリント・ジョブは、Postscript（商標）ファイルの形態等、サポートされる複数のフォーマットのいずれか１つでプリンタにより受け取られる（しかし当業者は、プリント・ジョブとして受け取られるファイルの性質は普及している規格およびプリンタの使用目的に従って様々であることができることを認識しよう）。

ラスタ・イメージング・プロセッサ（ＲＩＰ）１２は、入力されたプリント・ジョブを受け取り、既知の様式でラスタ化されたビットマップに変換する。説明中の実施形態でのＲＩＰの出力は、コントーン画像ファイルである。プリント・ジョブはページ単位で処理され、各ページが順にラスタ化され、ブリッジ１４を介してＲＡＭバッファ１６に転送され、ＲＡＭバッファ１６は複数のページを記憶し、さらに処理するためにプリント・ジョブをＡＳＩＣに素早く送り、普通ならば発生し得る画像のリアルタイム処理に起因する遅延を回避することが可能になる。

ブリッジは、ＲＩＰまたはＲＡＭバッファと、３つの並列ハーフトーン処理ＡＳＩＣ１８、２０、２２に接続する共通I／Ｏバスとの間にリンクを提供する。各ＡＳＩＣは本質的に同一であり、コントーン・ビットマップ入力を、プリンタに提供されるインク色で指定されたハーフトーン出力に変換するように設計された専用のハーフトーン化処理プロセッサを備える。図示の実施形態では、プリンタはＣＭＹＫプリンタであり、したがって、ハーフトーン画像は、ハーフトーン画像の各ピクセルを、４つのＣＭＹＫ色のうちの１つまたは複数のドットの組み合わせとして指定する。シアン、マゼンタ、イエロー、および黒のインクの他に、インクが配置される前に定着液（Ｆ）をプリントし、インクが配置された後にプリント後処理液Ｔをプリントするプリントヘッドがある。定着液および他のいずれのプリント前処理液またはプリント後処理液は、もちろん、他の色のインクで置き換えることができる。

各ＡＳＩＣ１８、２０、２２は、画像の特定の並列スライスの処理に専用であり、この場合、画像は３つの等しいストリップにスライスされる。ストリップの境界は、プリントヘッドのＰＷＡによりプリントされるいずれの特定のページ（後述）の場合も、各ＡＳＩＣがページの３分の１にプリントされるドットの指定を担当するように、ページ前進方向に沿って走る。

各ＡＳＩＣは、処理する画像のストリップに対応するハーフトーン・データを出力する。このハーフトーン・データ・セットは、３つのグループ３０、３２、３４に構成される、対応する３３のプリントヘッド・コントローラのセットによってペン噴射命令に変換される。グループ内の１１のプリントヘッド・コントローラのすべてが所与のストリップの同じハーフトーン・データを使用することができるため、各ストリップのハーフトーン・データはバッファ３６、３８、４０に保持される。各プリントヘッド・コントローラは、バッファ内のハーフトーン・データにアクセスし、必要なマスキング動作を実行して、噴射命令をそれぞれの制御下のプリントペン（全体的に４２で示す）に生成することができる。プリントヘッド・コントローラは、それぞれの制御下のスライスのハーフトーン・データを解析し、データから、そのスライスをカバーするペンに対する噴射命令のセットを生成する（すなわち、ハーフトーン・データを、関連するプリントヘッドでプリントすべきインク滴に変換する）ＡＳＩＣである。このようにして、各ハーフトーン処理ＡＳＩＣは複数のプリントヘッド・コントローラを駆動することができる。

したがって、図示の実施形態では、３つのプリント・エンジンを有する。第１のプリント・エンジンは、ハーフトーン処理ＡＳＩＣ１８、バッファ３６、プリントヘッド・コントローラ３０、およびスライス１内に示されるペン４４のグループを備える。第２のプリント・エンジンは、ハーフトーン処理ＡＳＩＣ２０、バッファ３８、プリントヘッド・コントローラ３２、および２６ａ−ｈ、スライス２内に示されるペン４６のグループを備え、第３のプリント・エンジンは、ハーフトーン処理ＡＳＩＣ２２、バッファ４０、プリントヘッド・コントローラ３４、およびスライス３内に示すペン４８のグループを備える。

この実施形態の変形形態では、共通バッファ３６、３８、４０は省かれ、プリントヘッド・コントローラはデイジー・チェーン構成でハーフトーン化処理プロセッサに接続される。すなわち、共通バスがハーフトーン出力を伝達し、各プリントヘッド・コントローラがバスにアクセスして、そのプリントヘッドが必要なデータを取得する。所与のいずれかのコントローラの制御下のプリントヘッドに関連するハーフトーン・データをそのコントローラにアドレス指定することができるように、プリントヘッド・コントローラはアドレス指定可能であることができ、ハーフトーン・データはパケット化することができる。各コントローラは、それぞれにアドレス指定された、またはそれぞれが必要とするハーフトーン・データを記憶するそれぞれ専用のバッファを有する。

この変形形態では、ハーフトーン・データ・パケットは、共通バスに沿って一度送られ、そのデータにアクセスする必要があるコントローラ（複数可）のバッファ（複数可）に記憶される。次いで、各プリントヘッド・コントローラはデータに繰り返しアクセスし、制御する各プリントヘッドのプリント・マスクを順にそのデータに適用し、噴射命令を各プリントヘッドに供給することができる。

この代替の構成は、データが各コントローラのバッファにローカルに保持され、他のネットワーク・トラヒックの干渉なしでコントローラによりローカルにアクセスされるため、信号処理およびネットワークトラヒックの観点から有利であり得る。この構成はまた、より詳細に以下説明するように、スケーラビリティに関して利点を有する。

ペン、およびプリントヘッド・コントローラとペンの間の対話の構成を詳細に説明する前に、プリント・プロセスの初期段階について説明する。

図２はプリント・ジョブとしてプリンタに送られる単純な画像を示す。画像５０はＲＩＰ１２によって受け取られてラスタ化され、別色のピクセル５４、５６のピクセル画像５２（図３）を提供する。（図２および図３に示す画像は簡単にするために白黒であるが、カラー画像の場合は多数の別色のピクセルが生じることが理解されよう）。次いで、ラスタ化された画像は任意選択でバッファリングされ、ハーフトーン化処理プロセッサ１８、２０、２２に供給され、図４に示すように３つの並列スライス５８、６０、６２に分割される。

実際には、分割は、ハーフトーン処理ＡＳＩＣがI／Ｏバスを通してＲＡＭバッファから画像ファイルを取り込むときに行われる。ハーフトーン化処理プロセッサは、各ハーフトーン処理ＡＳＩＣに割り当てられた特定のスライス中のピクセルをピックアップするように構成される。これは、単にバッファの適切なＤＲＡＭアドレスを読み出すことによって実現することができる。より好ましくは、各ＡＳＩＣは、所与の幅Ｗのページについて（Ｗはピクセル数）、１ラインあたりＷ／３ピクセルを担当しているか否かを判断する。第１のＡＳＩＣは各ラインにおいて１−Ｗ／３までの「番号を有する」ピクセルを読み出す。第２のＡＳＩＣは（Ｗ／３＋１）から２Ｗ／３までのピクセルを読み出し、第３のＡＳＩＣは各ラインにおいて（２Ｗ／３＋１）からＷまでのピクセルを読み出す。

これにより、ラスタ化されたコントーン画像がさらなる処理のために３つに分割され、各ハーフトーンＡＳＩＣ１８、２０、２２が、たとえば従来のハーフトーン処理アルゴリズムを使用することによってそれぞれのピクセルセットに対して動作して、ページのそのスライスのハーフトーン・データ・セットを生成することを意味する。

図５は、コントーン・ビットマップを処理する並列プロセスを示す。図５の例では、ハーフトーン処理ＡＳＩＣは、順方向誤差拡散項を含まない行列アルゴリズムを使用してピクセルに対して動作する。したがって、プロセッサ１８はその他のプロセッサをいずれも参照することなく、コントーン・ビットマップをピクセル順１ａ、２ａ、３ａ、４ａ、・・・に対して動作する。同様に、プロセッサ２０はピクセル１ｂ、２ｂ、３ｂ、４ｂ、・・・に対して動作し、プロセッサ２２はピクセル１ｃ、２ｃ、３ｃ、４ｃ、・・・に対して動作する。

ハーフトーン画像は、生成されると、プリントヘッド・コントローラ３０、３２、３４に送られる。次いでプリントヘッド・コントローラは、噴射命令を生成する。

図６ａには、コントーン・ビットマップにおける順方向誤差拡散項に頼るより高度なハーフトーン処理アルゴリズムが示される。使用されるアルゴリズムは線形アルゴリズムであり、３つのスライスにわたって順に動作する。したがって第１のプロセッサ１８は、ピクセル１ａ、２ａ、・・・、７ａ、８ａを処理した後、誤差項をプロセッサ２０に送り、この時点でプロセッサ１８は、さらなる従属性がないことから、次のライン９ａ、１０ａ、・・・の処理を開始することができる。プロセッサ２０は、順方向誤差拡散項をピクセル８ａから運び、ピクセル１ｂ、２ｂ、・・・、７ｂ、８ｂを処理し、その後で順にプロセッサ２２に手渡す。したがって、プロセッサ１８はプロセッサ２０よりも１ライン先にあり、順にプロセッサ２０はプロセッサ２２の１ライン先にあり、したがって３つのプロセッサはパイプラインのように動作する。パイプラインが一杯になると、３つのプロセッサは並列に動作する。誤差項を手渡すメカニズムは、同じI／Ｏバスを通しても、あるいはプロセッサ間の専用リンクを通しても実現することができる。

図７は、線形に左から右に処理する順序ではなく、処理方向が各行で蛇行するように逆になる、このアルゴリズムの変形形態を示す。したがって、１行目は図６に関して上に説明した順序で処理されるが、プロセッサ２２は２行目を図７の２５として示されるピクセルから処理し始める。この蛇行誤差拡散アルゴリズムは、より高い品質の出力を実現することができるが、双方向に従属性を生み出す。したがって、プロセッサ１８は、ピクセル８を処理した後、プロセッサ２０からピクセル４１の誤差項を受け取るまで停止する。同様にして、プロセッサ２０および２２も停止する。したがって、この蛇行誤差拡散アルゴリズムは並列性を提供せず、いずれの時点でも１つのプロセッサのみが動作しており、その間、その他は停止している。

図８は、ページの個々のスライスを横ではなく縦にハーフトーン処理することによってこの問題を解消した特に好ましい実施形態を示す。したがって、プロセッサ１８は、１ａ、２ａ、３ａ、・・・等の順序でピクセル行を横切るのではなく、列を上下に蛇行アルゴリズムを行う。スライスを終了すると、プロセッサ１８は完全な行の誤差項をプロセッサ２０に送る。この時点で、プロセッサ１８は、プリント・ジョブの次のページの左側のスライスの処理を開始することができ、プロセッサ２０は次いで、自由に１ｂ、２ｂ、３ｂ、４ｂ、・・・等の順序でスライスを処理することができる。プロセッサ２０は、最初のページの中央のスライスを処理し終えると、誤差項の行をプロセッサ２２に送る。

この時点で、プロセッサ１８はページ２の左側のスライスの処理を終了しており、ページ２の誤差項をプロセッサ２０に与え、プロセッサ２０は次いで、ページ２の中央のスライスの処理を開始することができる（プロセッサ１８がページ３の処理を開始できるようにする）。プロセッサ２０は同様に、誤差項の行をページ１からプロセッサ２２に渡し、プロセッサ２２が最初のページの右側のスライスの処理を開始できるようにする。したがって、プロセッサ１８はプロセッサ２０よりも１ページ先にあり、順にプロセッサ２０はプロセッサ２２の１ページ先にあり、３つのプロセッサはパイプラインのように動作する。パイプラインが一杯になると、３つのプロセッサは並列に動作する。

以下の表に、ｎページのプリント・ジョブの連続したページの様々なスライスの処理順序を示す。この表では、タイムスロットは、プロセッサがスライスのピクセルに関連する誤差項を受け取り、次いでスライスを処理し、最終的に誤差項をそのスライスから次のプロセッサ（当てはまる場合）に渡すために必要な時間の長さである。したがって、タイムスロット３から先に、各プロセッサはスライスをその他のプロセッサと並列に処理するが、プロセッサ１８はプロセッサ２０および２２のそれぞれ１ページおよび２ページ先を行く。

このようにして、各プロセッサがその他のプロセッサに依存する程度を低減しながら、順方向誤差拡散アルゴリズムの高度なものが利用される。

ハーフトーン・データは、各ハーフトーン化処理プロセッサによって生成されると、そのスライス中のペン（またはより具体的には、そのスライス中のペンのノズル）のプリント噴射命令の生成を担当する様々なプリントヘッド・コントローラによりバッファから検索される。図１から、プリントされたページの各スライスのプリントに４４の別個のペンが提供されることを見て取ることができる。この実施形態では、各プリントヘッド・コントローラは、４つの別個のペンのノズル噴射命令を生成することができる。（この文脈の中では、ペンはダイ上に設けられるノズルのアレイである）。プリントヘッド・コントローラがより少数または多数のペンの噴射命令を生成することを担当することができない理由はない。この構成は、プリントヘッド・コントローラ/プリントヘッドモジュールを交換することによってスケーリング可能である。スケーラビリティを採用して、速度、画質、プリントヘッドの冗長性等を向上させることができる。コントローラ１つあたりのプリントヘッドの割合は可変であり、すなわち、コントローラが担当するスライスの幅は可変である。

図９は、特定のスライスのプリントを担当するペンのグループ、およびこれらペンとプリントヘッド・コントローラの間の関係を示す。ペン同士の物理的な関係は、４本のペンを備えるプリントバーによってプリントされるストリップの幅が完全にカバーされるという点、また１１の異なるプリントバーが互いに並列に提供される（したがって、印字媒体上の所与のいずれのポイントも順に各プリントバーの下を通過する）という点でかなり正確であるが、プリントバーに対するプリントヘッド・コントローラの配置は重要ではなく、コントローラと個々のペンの間の接続のみが以下の考察に関連する。

各ペンは文字および数字で識別される。文字は以下のコードに従ってプリントされるカラーインクを示す。すなわち、Ｔ＝プリント後処理液（これは任意の適したタイプのものであることができる）、Ｙ＝イエロー、Ｍ＝マゼンタ、Ｃ＝シアン、Ｋ＝黒、Ｆ＝定着液（定着液はインクに先立って配置され、ページにプリントされる最後のプリント・バーはプリント後処理液Ｔであることに留意する。数字は、問題となっているペンのノズルの噴射命令の生成をいずれのプリントヘッド・コントローラが担当するかを示す。例示を目的として、プリントヘッド・コントローラ番号１、２、９および１１とこれらプリントヘッド・コントローラの制御下にあるペンの間の結び付きが示される。その他の結び付きは、明確にするために省かれている。

一番上のプリントバー７０（図９に示すように）は、プリント後処理（「Ｔ」とラベルされる）をプリントするペンを含む唯一のプリントバーである。４つのこれらペンはすべて共通して、プリントヘッド・コントローラ１によって制御される。しかし、その他のプリントバー７２、７４、７６、７８、８０、８２、８４、８６、８８、９０はそれぞれ、少なくとも２つの別個のプリントヘッド・コントローラによって制御されるペンを含む。この理由は、その他のプリントバーはそれぞれ（プリント・バー９０を除き）、別のプリント・バーと相互に重複するペンで構成されるためである。たとえば、「Ｙ２」と表されるプリント・バー７２の一番左側のペンおよびプリント・バー８０の一番左側のペン（これもまた「Ｙ２」）は、それぞれ同じインクを、プリント・バー・アレイの下を通過する印字媒体上の同じスポットにプリントするという点で相互に重複する。このような相互に重複するペンはすべて、同じプリントヘッド・コントローラによって制御される。したがって、プリントヘッド・コントローラ２がプリントバー７２および８０のそれぞれにおける２本のイエローペンＹ２を制御することを見て取ることができる。これら２つのプリントバーを完成するイエローペンＹ３は、別個のプリントヘッド・コントローラ、すなわちプリントヘッド・コントローラ３によって制御される。したがって、プリントヘッド・コントローラ２は、ストリップの左半分でのイエローインクのマスキングおよびプリント要素制御命令の生成を行うことができ、プリントヘッド・コントローラ３は、ストリップの右半分に対して同じタスクを行う。したがって、各プリントヘッド・コントローラは、担当するストリップの部分のハーフトーン・データのみに対して動作する。

各プリントヘッド・コントローラがハーフトーン・データをそれぞれのバッファに記憶する場合は、異なるプリント・マスクがデータに適用される際にハーフトーン・データに繰り返しアクセスして異なるプリントヘッドを駆動することができる。共通バッファにハーフトーン・データについて再び尋ねる必要はなく、これによってプリントパイプラインの帯域幅が向上する。この点では、単一のバッファに、ページ上の同じポイントに同じインクをプリントする（ページが各プリント要素を通過して移動するときに複数の異なるプリント要素が共通して必要とするハーフトーン・データを記憶することが特に有用である。実際には、これは、複数の同じ色、同じ位置のプリントヘッドに共通のプリントヘッド・コントローラを使用することによって有利に実現され、これらプリントヘッドのハーフトーン・データを記憶するのは、そのコントローラが排他的にアクセスする単一のバッファである。

黒プリントバー７８、８２、８８の場合は、３つの相互に重複するペンの各セット（たとえば、「Ｋ９」とラベルされたペン）は、好ましくは、単一のプリントヘッド・コントローラの制御下にあるべきであり、本発明から最大の恩恵を受けるため、４つの別個のプリントヘッド・コントローラ（番号８、９、１０、および１１）が必要である。各プリントヘッド・コントローラは４本のペンを制御することができるため、これらプリントヘッド・コントローラもそれぞれ、定着液ペン（Ｆ８、Ｆ９、Ｆ１０、Ｆ１１）を制御する。

図９に示すすべてのプリントヘッド・コントローラに必要なハーフトーン・データのセットは１つのみであることが想起されよう。プリントヘッド・コントローラはすべて、バッファ内の同じデータにアクセスし、それぞれのタスクを、それぞれの制御下にあるペンに対応するデータの部分に対して行う。

図１０は、この概念がどのようにスケーリング可能であるかを示す。ページがＮ個のスライスに分割される場合（Ｎは１以上）、ＰＣＩバス９１を介して到着するコントーンデータが、複数のハーフトーン化処理プロセッサ９２、９４、９６に分けられる（実際には、各ハーフトーン化処理プロセッサは、それぞれのスライスに関連するデータを選択する、または各スライスのデータが関連するハーフトーン化処理プロセッサにアドレス指定される）。

各ハーフトーン化処理プロセッサはハーフトーン・データ・セットを生成し、ハーフトーン・データのパケットを、ページ幅アレイの特定のセクションでの特定の色のプリントを担当するプリントヘッド・コントローラにアドレス指定する。アドレス指定されたパケットは、各ハーフトーン処理器９２、９４、９６から、複数のプリントヘッド・コントローラ９８がそれぞれに接続された関連するバスまたは通信リンク９３、９５、９７に沿って移動する。

各プリントヘッド・コントローラ９８は、パケットでのハーフトーン・データがマスキングプロセッサ（図示せず）による処理のためにロードされる内部バッファ（図示せず）を有する。したがって、ページ画像はまずスライスに分割され、各スライスが並列処理され、バスに沿って一度に送出される。各プリントヘッド・コントローラ９８は、制御下のペンに必要なデータを記憶する。図示の実施形態では、各コントローラ９８は４本のペン１００を制御下に有する。任意のプリントヘッド・コントローラと各ペンの間に接続されているのはペン電源ユニット１０２（任意選択）であり、ペン電源ユニット１０２は、電力供給の他にインク切れ保護も行い、ペン回路とのインタフェースを提供する。

４本のペンそれぞれに噴射信号を生成するために、プリントヘッド・コントローラプロセッサは、ローカルにバッファリングされたハーフトーン・データにアクセスし、第１のプリント・マスクを適用して第１のペン１００に噴射信号を生成する。次に、データは再びバッファから検索され、第２のプリント・マスクが第２のペンに適用される。データは、必要な噴射信号がプリントヘッド・コントローラの制御下のすべてのペンに送られるまで何度も検索されて処理され、その後、バッファをクリアすることができる。すべてのペンがそれぞれのインク滴を同時に噴射するために、各ペンは噴射信号用の小さなバッファを有することができ、またはプリントヘッド・コントローラは、噴射信号がペンに送られてノズルを噴射するまで噴射信号を記憶する出力バッファを有することができる。

図１０から、スライスのプリントに使用されるペンの数は、さらなるプリントヘッド・コントローラを各スライス専用とすることによって増やすことができる（１つのプリントヘッド・コントローラあたりのペンの数が限られていると仮定して）ことを見て取ることができる。ページをより多くのスライスに分割することで、プリント速度を上げることができる。

プリントヘッド・コントローラが特定量のデータを処理することが可能な場合、これは、いずれの重複もない状態で幅広のプリント・エリアを制御することができ、または同量のデータを使用して、重複がより多い状態で狭い幅をカバーするプリントヘッドも制御することができる。

上に述べた概念の多くは走査式プリンタにも適用することが可能である。特に、図９に示すペンとプリントヘッド・コントローラのセットを垂直の向きで走査式プリンタに採用することができる。ペンを走査式キャリッジに搭載することにより、プリントヘッドのアレイが印字媒体を前後に走査する際に（媒体はキャリッジの走行間に前進する）ペン４本の走査幅を、図示の複数の冗長ペンを使用してプリントすることができる。

複数の冗長ペンを使用しない場合であっても、本発明の概念を走査式プリンタに採用することが可能である。図１１は、このようなプリンタの概略的なアーキテクチャを示す。ハーフトーン化処理プロセッサ１１０は、ハーフトーン・データ・セットを、一対のプリントヘッド・コントローラ１１２、１１４によりアクセスされるバス１１１に提供する。各プリントヘッド・コントローラは、先に述べたように、それぞれの制御下に４本のペンを有する。この実施形態では、各プリントヘッド・コントローラに別個の専用バッファ１１３、１１５が示される。

プリントヘッド・コントローラ１１２は、第１の黒ペン１１６、シアンペン１１８、マゼンタペン１２０、およびイエローペン１２２を制御する。このプリントヘッド・コントローラおよび関連するペンのセットは、より単純な４本ペンプリンタから引き継ぐことができる。プリントヘッド・コントローラ１１４は、第２の黒ペン（これは、第１のインクが染料系の黒インクである場合、別のタイプのインク、たとえば顔料系の黒であることができる）１２４、明るいシアンペン１２６、明るいマゼンタペン１２８、および定着液ペン１３０にノズル噴射命令を生成する。

ペンを噴射するために、各コントローラ１１２、１１４はそれぞれの色のハーフトーン・データを先に述べたようにバッファリングし、次いで、４色のプリント・マスクを連続して適用する際にこのデータに４回アクセスして、各プリントヘッドに１つずつ、４セットのプリント要素制御命令（すなわち、ノズル噴射命令）を出力する。

このインク選択の変形形態として、３色インクペンおよび黒ペンを有する通常の４色プリンタを倍加して、２つの３色ペンおよび２つの黒ペンを提供することができ、したがって、プリンタがカラーモードでプリントしているか、それともモノクロでプリントしているかに関係なく、プリント速度が２倍になる。

先に述べたページ幅システムの場合のように、図１１の走査プリント・エンジンは、２つの異なるプリント要素コントローラにおける単一セットのハーフトーン・データ要素を再使用することを利用する。

本発明は本明細書に記載の実施形態に限定されず、本発明は本発明の精神から逸脱することなく変更することが可能である。

本発明の実施形態による第１のプリントシステムのアーキテクチャのブロック図である。 プリントするためにプリンタに送られる画像ファイルの図である。 図２の画像をラスタ化したものの図である。 処理のために図１の３つの個々のハーフトーン化処理プロセッサに送られる図３のラスタ化画像のスライスを示す。 行列アルゴリズムを使用して３つのプロセッサがラスタビットマップピクセルを処理する順序を示すスライスの拡大図である。 順方向誤差拡散アルゴリズムを使用して３つのプロセッサがラスタビットマップピクセルを処理する順序を示すスライスの拡大図である。 第１の蛇行順方向誤差拡散アルゴリズムを使用して３つのプロセッサがラスタビットマップピクセルを処理する順序を示すスライスの拡大図である。 第２の蛇行順方向誤差拡散アルゴリズムを使用して３つのプロセッサがラスタビットマップピクセルを処理する順序を示すスライスの拡大図である。 図１のシステムのプリント要素コントローラとそれぞれの制御下のプリントバーの間の関係を示す図である。 図１のアーキテクチャのスケーラビリティを示す図である。 本発明による走査式プリントシステムのアーキテクチャのブロック図である。

Claims (25)

1. 画像データ要素を受け取り、該画像データ要素からハーフトーン・データ・セットを生成するハーフトーン化処理プロセッサと、
   該ハーフトーン化処理プロセッサに関連し、前記ハーフトーン・データ・セットからプリント要素制御命令を生成して、異なるプリント要素を駆動するようになっている複数のプリント要素コントローラと
   を備え、プリントすべき画像に関連する画像データ要素を受け取り、該画像データ要素から複数のプリント要素に通信するプリント要素制御命令をその制御下において生成するプリント・エンジン。
2. 所与のペン・アレイのすべてのノズルが同じ色のインクをプリントするように、複数のペン・アレイにおいて共にグループ化された複数のインク・プリント要素をさらに備える請求項１に記載のプリント・エンジン。
3. 前記アレイは、使用に際して、少なくとも２つのアレイが、単一のプリント・パス中に同じ色のインクの重複する走査幅のプリントに提供されるように配置され、前記少なくとも２つのアレイは、両方とも同じ前記プリント要素コントローラの制御下にある、請求項２に記載のプリント・エンジン。
4. 前記アレイは、使用に際して、同じインクを画像の同じ部分にプリントするすべてのアレイが、同じ前記プリント要素コントローラの制御下にあるように配置される、請求項３に記載のプリント・エンジン。
5. 前記ハーフトーン化処理プロセッサによって生成されるハーフトーン・データを記憶するメモリをさらに備え、前記プリント要素コントローラはそれぞれ、前記メモリにアクセス可能であり、必要な前記ハーフトーン・データを検索する、請求項１から４までのいずれかに記載のプリント・エンジン。
6. 前記メモリは、前記ハーフトーン化処理プロセッサによって生成されるハーフトーン・データを一時的に記憶するバッファである、請求項５に記載のプリント・エンジン。
7. 前記ハーフトーン化処理プロセッサによって生成されたハーフトーン・データを記録する前記プリント要素コントローラの１つにそれぞれ関連する複数のメモリをさらに備え、
   前記関連するプリント要素コントローラは前記メモリのそれぞれにアクセスが可能であり、必要な前記ハーフトーン・データを検索する、請求項１から４までのいずれかに記載のプリント・エンジン。
8. 前記ハーフトーン・データが送られる通信リンクをさらに備え、前記プリント要素コントローラはそれぞれ、前記リンクに接続される、請求項１から４までのいずれか、または請求項７に記載のプリント・エンジン。
9. 前記リンクはバスであり、前記プリント要素コントローラは前記バスを介してアドレス指定できる、請求項８に記載のプリント・エンジン。
10. 前記ハーフトーン化処理プロセッサは、前記ハーフトーン・データをパケット化し、ハーフトーン・データの異なるパケットを異なるプリント要素コントローラ（複数可）にアドレス指定する、請求項９に記載のプリント・エンジン。
11. 各プリント要素コントローラは、記憶装置からハーフトーン・データを繰り返し検索し、前記ハーフトーン・データから、繰り返し検索することにより異なるプリント要素のセットのプリント要素制御命令を生成するようになっている、請求項１から１０までのいずれかに記載のプリント・エンジン。
12. 前記プリント・エンジンを通過して印字媒体を前進させる印字媒体前進機構をさらに備える、請求項１から１１までのいずれかに記載のプリント・エンジンを備えるプリントシステム。
13. 前記プリント・エンジンは、プリント・エリアを画定する幅にわたるアレイに配置され、各プリント・エンジンは、前記プリント・エリアの一部のハーフトーン処理およびプリントを担当する、請求項１から１２までのいずれかに記載の複数のプリント・エンジンを備えるワイド・アレイ・プリントシステム。
14. 前記プリント・エンジンはそれぞれ、複数のペンに配列された複数のプリント要素をさらに備え、それによって前記ペンが共同して前記プリント・エリアの幅にわたって延在する、請求項１３に記載のワイド・アレイ・プリントシステム。
15. 前記ペンは、前記プリント・エリアの幅にわたって同じポイントで同じインクをプリントするように配列された少なくとも２つのペンを備えるペングループを備え、前記少なくとも２つのペンは、前記幅に広がる方向に垂直な方向において互いに離間され、前記ペンは両方とも、同じ前記プリント要素コントローラからプリント要素制御命令を受け取る、請求項１４に記載のワイド・アレイ・プリントシステム。
16. 前記ペンは複数の前記ペングループを備え、各グループは、前記プリント要素コントローラのうちの単一の排他的制御下にある、請求項１５に記載のワイド・アレイ・プリントシステム。
17. 複数のプリント要素セットをさらに備え、各セットは、前記プリント要素コントローラのうちの１つの制御下にあり、前記セットは、媒体上へのプリント中に印字媒体を横切って走査するキャリッジに配置される、請求項１に記載のプリント・エンジンを備える走査式プリントシステム。
18. プリント要素の各セットは、各インクをプリントする前記プリント要素制御命令が単一のプリント要素コントローラによって生成されるように、１つまたは複数のインクを排他的にプリントする、請求項１７に記載の走査式プリントシステム。
19. 各プリント要素コントローラは、４本のペンに分割されたノズルのセットの制御を担当する、請求項１７または１８に記載の走査式プリントシステム。
20. 第１のプリント要素コントローラは、３原色インクおよび黒インクをプリントするペンのセットの制御を担当し、第２のプリント要素コントローラは、前記原色のうちの２色の明るいトーンのもの、顔料黒インク、および定着液をプリントするペンのセットの制御を担当する、請求項１７に記載の走査式プリントシステム。
21. 前記画像データ要素からハーフトーン・データを作成するステップと、
    前記ハーフトーン・データを複数のプリント要素コントローラに利用可能にするステップと、
    前記プリント要素コントローラのそれぞれを使用し、前記プリント要素コントローラの制御下にあるプリント要素のセットに前記プリント・マスクをプリントさせることに有効なプリント・マスクを使用して、前記ハーフトーン・データ・セットからプリント要素制御命令を作成するステップと
    を含む、画像を表す画像データ要素のセットからプリント要素制御命令を生成する方法。
22. 前記プリント要素を使用してプリントするステップをさらに含む、請求項２１に記載の方法。
23. 前記画像の異なる各部分は、画像走査幅における画像の１つまたは複数の色平面のセットである、請求項２２に記載の方法。
24. ハーフトーン化処理プロセッサおよび該プロセッサに接続された複数のプリント要素コントローラを備えたプリントシステム内で実行されると、請求項２１から２３までのいずれかに記載の方法を前記システムに実行させることに有効である機械可読形態の命令を含むコンピュータ・プログラム。
25. 請求項２４に記載の符号化されたコンピュータ・プログラムを含むコンピュータ・プログラム搬送体。
    

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