JP2006159702A - 画像処理装置及び記録制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 中間データを格納するバッファのオーバーフローを防止しつつ高速かつ高品位な画像形成を可能にする。
【解決手段】 往路及び復路の１パス双方向記録でカラー画像を形成する画像形成エンジンに、入力画像情報に基づきバンド単位で描画処理を行って得られたラスタデータを供給する画像処理装置において、ＤＬ生成部２０４でバンド単位で往路用と復路用のＤＬを生成し、対応するＤＬバッファ２０５、２０６に一時的に格納し、ＤＬバッファ監視部２１１で各ＤＬバッファの状態を監視し、バッファフルが検出された場合、画像形成方法を、生成されるＤＬの量がより少ない１パス片方向記録に変更させる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、画像処理装置及び記録制御方法に関し、より詳細には、往路及び復路の双方向の走査で画像を形成する画像形成エンジンと接続して画像形成システムを構成する画像処理装置における制御に関するものである。

近年、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）や複写装置等のＯＡ機器が広く普及しており、これらの機器の画像形成装置（記録装置）の一種として、インクジェット方式によりディジタル画像記録を行う装置が急速に発展、普及している。特にＯＡ機器の高機能化とともにカラー化が進んでおり、これに伴なって様々なカラーインクジェット記録装置が開発されてきている。

一般にインクジェット記録装置は、記録手段（記録ヘッド）及びインクタンクを搭載するキャリッジと、記録紙を搬送する搬送手段と、これらを制御する制御手段とを具備する。そして複数の吐出口からインク液滴を吐出させる記録ヘッドを記録紙の搬送方向（副走査方向）と略直行する方向（主走査方向）にシリアルスキャンさせ、一方で非記録時に記録幅に等しい量で間欠搬送するものである。さらには、カラー対応のインクジェット記録装置の場合、使用する色に対応した複数の記録ヘッドにより吐出されるインク液滴の重ねあわせによるカラー画像を形成する。

インクジェット記録装置においてインクを吐出させる方法としては、（１）吐出口近傍に発熱素子（電気／熱エネルギー変換体）を設け、この発熱素子に電気信号を印加することによりインクを局所的に加熱して圧力変化を起こさせ、インクを吐出口から吐出させるサーマル方式と、（２）ピエゾ素子等の電気／圧力変換手段を用い、インクに機械的圧力を付与してインクを吐出するピエゾ方式、などが用いられている。一般に、前者のサーマル方式は、ノズルの高密度化が容易で、また記録ヘッドを低コストで構成できる反面、発熱を利用するためにインクやヘッドの劣化を招きやすい。一方、後者のピエゾ方式は、吐出制御性に優れ、またインクの自由度が高く、ヘッド寿命が半永久的であるといった特徴がある。

インクジェット記録方式は、記録信号に応じてインクを微少な液滴として吐出口から記録媒体上に吐出することにより文字や図形などの記録を行うものであり、ノンインパクトであるため騒音が少ないこと、ランニングコストが低いこと、装置が小型化しやすいこと、及びカラー化が容易であること、などの利点を有していることから、コンピュータやワードプロセッサ等と併用され、あるいは単独で使用される複写機、プリンタ、ファクシミリ等の記録装置において、画像形成手段（記録手段）として広く用いられている。

このようなカラーインクジェット記録装置として、ページ単位のページ記述言語方式のカラー多値情報を含む情報を解析してページ単位でプリント出力する、所謂ページプリンタがある。ページ記述言語（以下、ＰＤＬと称する）とは、ページ上の描画データをオブジェクトと呼ばれる文字や図形やイメージといった描画要素に分割してオブジェクトコード化することで、少ないデータ量でプリンタへ画像情報を転送するための言語情報である。ホストＰＣから画像形成すべき情報をＰＤＬとして送信し、プリンタ側において受信したＰＤＬデータを解釈し、ディスプレイリストと呼ばれる中間データを生成して保持し、この中間データに従ってレンダリングと呼ばれるラスタイメージへの変換を行うことで、各種情報から記録解像度に対応したイメージ情報を生成する。ＰＤＬには、PostScript（登録商標）に代表される高度なグラフィックス機能に特徴を持つタイプと、LIPSやPCL（いずれも登録商標）に代表される高速に記録できる高速処理機能に特徴を持つタイプのものがある。

図１６及び図１７は、一般的なカラーＰＤＬインクジェット記録装置において主に画像処理を行うコントローラと、記録を実行するエンジンの概略構成をそれぞれ示すブロック図である。

まずコントローラの機能及び概略動作について図１６を参照して説明する。ＣＰＵ１６０１は、ＵＳＢインタフェース１６０９あるいはＩＥＥＥ１３９４インタフェース１６１０を介してホストＰＣ１６１１（１６１２）に接続されており、制御プログラムを格納したＲＯＭ１６０６や更新可能な制御プログラムや処理プログラムや各種定数データなどを格納したＥＥＰＲＯＭ１６０８、及びホストＰＣ１６１１（１６１２）から受信したコマンド信号や画像情報を格納するためのＲＡＭ１６０４にアクセスし、これらのメモリに格納された情報に基づいて記録動作を制御する。

操作パネル１６１４のキーから入力される指示情報は、操作パネルインタフェース１６１３を介してＣＰＵ１６０１に伝達され、またＣＰＵ１６０１からの命令により同様に操作パネルインタフェース１６１３を介して操作パネル１６１４のＬＥＤ点灯やＬＣＤ表示が制御される。拡張インタフェース１６１５はＬＡＮコントローラやＨＤＤなどの拡張カードを接続することにより機能拡張を行うためのインタフェースである。データ処理ブロック１６１６においてホストＰＣから受信したＰＤＬデータを解釈して描画処理を行い、さらにエンジン仕様に適合した各インク色の画像形成データに変換された後に、エンジン通信ブロック１６１８を介してエンジン（図１７）へ出力される。またコントローラとエンジンの間の各種コマンドやステータス情報の送受信は同様にエンジン通信ブロック１６１８を介して行われる。データ処理ブロック１６１６における詳細なデータ処理フローについては後述する。

次にエンジンの機能及び動作概要について図１７を参照して説明する。エンジンはバンドメモリ制御ブロック１７１２を介してコントローラ（図１６）と接続されている。ＣＰＵ１７０１は制御プログラムを格納したＲＯＭ１７０３や更新可能な制御プログラムや処理プログラムや各種定数データなどを格納したＥＥＰＲＯＭ１７０４、及びコントローラから受信したコマンド信号や画像情報を格納するためのＲＡＭ１７０２にアクセスし、これらのメモリに格納された情報に基づいて記録動作を制御する。

出力ポート１７０５及びキャリッジモータ制御回路１７０７を介してキャリッジモータ１７０９を動作させることによりキャリッジ１７１１を移動させ、また、出力ポート１７０５及び紙送りモータ制御回路１７０６を介して紙送り紙送りモータ１７０８を動作させることにより搬送ローラなどの紙搬送機構１７１０を動作させる。さらにＣＰＵ１７０１は、ＲＡＭ１７０２に格納されている各種情報に基づき、バンドメモリ制御ブロック１７１２や記録ヘッド制御ブロック１７１４を制御して記録ヘッド１７１５を駆動することにより記録媒体上に所望の画像を記録することができる。

また、図外の電源回路からは、ＣＰＵや各種制御回路を動作させるためのロジック駆動電圧Ｖｃｃ（例えば、３．３Ｖ）、各種モータ駆動電圧Ｖｍ（例えば、２４Ｖ）、記録ヘッドを駆動させるためのヒート電圧Ｖｈ（例えば、１２Ｖ）、等の各種電圧が出力される。

次に、コントローラにおけるデータフローについて詳細に説明する。

ＰＤＬデータの描画方法としては大別して２つの方法がある。１つはコントーンレンダリングと呼ばれる方式であり、ＲＧＢ多値データ（多くの場合は各色８ｂｉｔ）でレンダリング処理を実行するもので、出力データ形式も同様にＲＧＢ多値データとなる。もう１つはハーフトーンレンダリングと呼ばれる方式であり、ＲＧＢ多値データをエンジン所望のシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の３色のカラーインクにブラック（Ｋ）を加えた色空間に変換したディスプレイリストを生成し、さらにレンダリング処理に先立ってハーフトーン処理を行うものである。ハーフトーンレンダリング方式の出力データ形式は階調変換されたＫＣＭＹデータとなる。ディスプレイリスト以前の段階でハーフトーン処理を行うことも可能である。

前者のコントーンレンダリング方式では、レンダリング処理後のラスタイメージに対してＫＣＭＹ変換及びハーフトーン処理を実行するため、画像処理構成及びフローの自由度が高いというメリットがある。一方、後者のハーフトーンレンダリング方式では、ディスプレイリスト生成あるいはレンダリング処理の中で色空間変換やハーフトーン処理を行うため、コントーンレンダリング方式と比較して小さなサイズで各種バッファを構成できるといったメリットがある。

図１８は、コントローラにおける機能ブロックとデータ処理の流れを示したものである。ここではハーフトーンレンダリング方式について説明している。

ホストＰＣより受信されたＲＧＢ多値情報を含む各種ＰＤＬデータが、ＰＤＬ解釈部１８０１に入力されトランスレート処理が行われる。続いてディスプレイリスト生成部１８０２によって、高速なレンダリング処理を行うための中間データに変換される。ここではＲＧＢ色空間からＫＣＭＹ色空間への変換処理が行われ、生成されたディスプレイリストは全てＫＣＭＹ各プレーンに対応した形で構成される。レンダリング処理部１８０４では、生成され保持されたディスプレイリストに従いラスタイメージへの変換処理を実現する。このレンダリング処理は１ページよりも小さなライン数のバンド単位で実行される。

一般にバンドサイズを大きく設定することにより描画効率（処理速度）は高められるが、一方で多くのメモリ資源を必要とするために高コスト要因となる。またレンダリング処理部２５０４ではレンダリング処理と平行して多値ディザ方式による階調変換を行い、ＫＣＭＹ各色４ｂｉｔのラスタイメージが出力される。ドットデータ生成部２５０６では入力されたＫＣＭＹ各色４ｂｉｔデータに対して網点マトリクスを用いて画像形成の解像度（出力解像度）のＫＣＭＹ各色１ｂｉｔデータに変換する。例えば、レンダリング解像度６００ｄｐｉ×６００ｄｐｉに対して２×２の網点マトリクスを用いて出力解像度１２００ｄｐｉ×１２００ｄｐｉのドット・データを生成する。レンダリング解像度及び出力解像度は目的（記録モード）に応じて決定される。

また、コントローラにおけるスプーリングの方式としては、ページスプール方式とディスプレイリストスプール方式の２つの方式に分類できる。ページスプール方式では、レンダリング結果であるラスタ形式でページデータを一時格納した後に、エンジンへの画像データ転送のシッピング処理を行いプリント動作を実現する。一方、ディスプレイリストスプール方式では、ディスプレイリストの形式でページデータをスプールし、エンジンへのシッピング動作と並列にレンダリングを実行するものであり、リアルタイムレンダリング方式とも呼ばれる。

ページスプール方式では、少なくとも１ページ分のバッファメモリが必要になる。これに対してディスプレイリストスプール方式では、ページ単位のバッファメモリを全て確保するのではなく、ページよりも小さなバンド領域としてメモリが確保され、そのバンド領域を繰り返して使用してエンジン速度に同期して描画処理するように構成される。このようにレンダラによる描画処理とプリンタエンジンへの画像形成データのシッピング動作の追いかけっこ、つまりバンディング制御によってメモリ管理がなされている。

このようにページスプール方式では、バンド単位でシッピング処理と並列に次のバンドのレンダリングを行うことから、１ページ分のビットマップのレンダリングを終えてからエンジンへのシッピング処理を行うページスプール方式と比較して、メモリ容量を小さくできるといったメリットがある。

次に、ディスプレイリストスプール方式における時間予測制御について説明する。

各バンドのレンダリングに要する時間は対応する中間データにより変化するが、一方でシッピング処理を途中で中断することはできない。レンダリング処理に多大な時間を必要とするバンドが存在すると、前のバンドのシッピングが終了しても次のバンドのレンダリングが終わらないために正常なプリントができなくなる場合がある（プリントオーバーランと呼ぶ）。これはレーザビーム方式に限らずインクジェット方式の記録装置でも同様である。インクジェット記録装置においてエンジンへのシッピングが中断されると、一連の記録ヘッド走査の間にウエイト時間が生じることになり、ドットの重ね合わせや走査間境界におけるインクの乾き時間の違いが原因となって、ムラが視認される場合がある。昨今の技術革新により記録速度が向上していると同時に、処理の高解像度化や高画質化の要求が高まっており、レンダリング処理の更なる高速化が求められている。

このようなプリントオーバーランを発生させないために、バンドごとのレンダリング時間の予測制御が行われる。時間計算は中間データを解析して中間データの数量や種類を識別に従い実行される。たとえばレンダリング処理が単純なメモリコピーが支配的となるようなタイプの中間データに対しては、中間データサイズなどからレンダリング時間が求められる。固定的にレンダリング時間が決まっているようなタイプの中間データに対しては、レンダリング時間対応テーブルを用意しておくこともできる。また、時間予測し難い中間データに対しては、実際にレンダリング処理の一部を模擬実行することもできる。このようにして推定されたレンダリング処理時間とシッピング時間の閾値とを比較することで、プリントオーバーランの発生を予測する。

プリントオーバーランの発生が予測されると、デグレードレンダリングが行われる。デグレードレンダリングとは、レンダリング結果の情報量を低減することで１ページ分のメモリ領域を確保してプリント動作開始前にページレンダリングを実行するものである。デグレードには、解像度を低減する解像度デグレードと階調を低減する階調デグレードとがある。例えば、解像度デグレードの場合には６００ｄｐｉから３００ｄｐｉに変更して奇数行／奇数列のデータだけを描画することにより、データ量を１／４に削減することができる。このようにしてプリント画像品位の劣化とのトレードオフにおいて正常なプリント動作の実現を可能にしている。

次に、ディスプレイリストを用いる際のバッファオーバーフローの回避について説明する。

データの複雑さが増していくと、１ページ分のディスプレイリストがディスプレイリストバッファに格納しきれない場合が生じる。バッファが一杯になると格納された一部のディスプレイリストからレンダリング処理を実行してしまう。このような言わば途中のレンダリング結果であるラスタデータを圧縮符号化して再ディスプレイリスト化する（フォールバックと称する）ことにより、ディスプレイリストサイズの削減をはかりバッファの空きを確保していくことで正常なプリント動作を可能にする。

このフォールバック制御の必要性はスプール方式に依存しないものの、ディスプレイリストスプール方式では、デグレードが伴うことから画質劣化が生じる。また、両方式ともに、可逆圧縮方式で常時高能率なデータ圧縮を行うことは困難であることから、非可逆圧縮方式が採用される場合があるが、当然ながら非可逆圧縮では圧縮率の増大に従い画質劣化が顕著になる。さらにはフォールバックが発生すると処理時間が急増するために、最終的なプリント性能の低下を引き起こす場合がある。

従来のインクジェット記録方法において、インクのにじみのない高発色のカラー画像を得るためには、インク吸収層を有する専用コート紙を使用する必要があったが、近年はインクの改良等によりプリンタや複写機等で大量に使用される普通紙への記録適性を持たせた方法も実用化されている。さらにはＯＨＰシートや布、プラスチックシート等の様々な記録媒体への対応が望まれており、こうした要求に応えるため、インクの吸収特性が異なる記録媒体（記録メディア）を必要に応じて選択した際に、記録媒体の種類に係わりなく最良の記録が可能な記録装置の開発及び製品化が進められている。また記録媒体の大きさについても、宣伝広告用のポスタや衣類等の織布では大サイズのものが要求されてきている。このようにインクジェット記録装置は、優れた記録手段として幅広い分野で需要が高まっており、より一層高品位な画像の提供が求められ、また更なる高速化への要求も一段と高まっていると言える。

一般に、カラーインクジェット記録方法は、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の３色のカラーインクにブラック（Ｋ）を加えた４色のインクを使用してカラー記録を実現する。このようなカラーインクジェット記録装置においては、キャラクタのみ記録するモノクロインクジェット記録装置と異なり、カラー画像を記録するにあたっては、発色性や階調性、一様性など、様々な特性が要求される。

また、インクジェット記録装置では、更に多階調として自然画像をより高品位に形成するため、従来のシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の４色に加えて、インク濃度の低いライトシアン（ＬＣ）、ライトマゼンタ（ＬＭ）、ライトイエロー（ＬＹ）の３色を加えた７色インクを用いることにより、ハイライト部分の粒状感を軽減したものなどが多く実現されている。

しかし、記録される画像の品位は記録ヘッド単体の性能に依存するところが大きい。記録ヘッドの吐出口の形状や電気／熱変換体（発熱素子）のばらつき等の、記録ヘッド製作工程において生じるノズル毎の僅かな違いがそれぞれの吐出口から吐出されるインクの吐出量や吐出方向の向きに影響を及ぼし、最終的に形成される記録画像の濃度ムラとして画像品位を劣化させる原因となる。その結果として、記録ヘッドの主走査方向に対して周期的にエリアファクタ１００％を満たせない「白（あるいは淡い色）」として視認される部分が存在したり、逆に必要以上にドットが重なり合ったり、あるいは白筋が発生したりすることとなる。これらの現象が通常人間の目で濃度ムラとして感知される。

そこで、これらの濃度ムラ対策としてマルチパス記録法と呼ばれる方式が提案されている。説明を簡単にするため、８ノズルからなる単一の記録ヘッドを用いた場合を例に挙げて説明する。

はじめに、偶数列／奇数列パターンや千鳥／逆千鳥パターンを用いて記録データを間引くことによりパスデータを生成する、固定マスク方式を採用して２パス記録を実現する場合について説明する。図１３の（ａ）に示すように、第１走査において千鳥パターンを記録し、記録幅の半分（４ドット幅）だけ紙送りを行った後、（ｂ）に示す第２走査において逆千鳥パターンを記録することにより記録を完成する。再度４ドット幅の紙送りを行った後、（ｃ）のように千鳥パターンを記録する。このように、順次４ドット単位の紙送りと千鳥／逆千鳥パターンの記録を交互に行うことにより、４ドット単位の記録領域を１スキャン毎に完成させていく。

次に、記録ドットと非記録ドットとが乱数的に配列されたランダムマスクパターンなどを用いて記録データを間引くことによりパスデータを生成する、テーブル参照方式を採用して２パス記録を実現する場合について説明する。図１４は、記録走査毎のマスクテーブルの一例を示す図であり、テーブル領域（Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれ第１パス及び第２パスにおいて使用する相補的なマスクテーブルである。各テーブルは１ｂｉｔ／ｄｏｔで、０はマスク対象であることを示し、１は非マスク対象であることを示す。マスクテーブル（Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれ主走査方向１２画素×副走査方向４画素に対応したサイズのテーブルであり、これを各方向に繰り返し展開してマスクデータとして使用する。記録ヘッドが備えるノズル数は８であり、２パス記録における紙搬送量に相当する画素数は、８／２＝４であり、これはテーブル（Ａ）及び（Ｂ）の副走査方向サイズと一致する。

図１５は、図１４で示したマスクテーブルを用いた記録走査の様子を説明する図である。８つのノズルに対応する８ラインのデータに対して、４ライン毎に（Ａ）又は（Ｂ）をマスクパターンとして適用する。（ａ）〜（ｃ）で示す各記録走査においては、格納されたマスクテーブルを用いて画像データのマスク処理（記録ドットを非記録ドットに置き換える）を実行し、パスデータを生成出力する。具体的には、画像データとマスクデータとの論理積をとることにより、マスクデータが１である場合には画像データをそのまま出力し、マスクデータが０である場合には画像データを０に置き換えることにより実現される。全ての画像領域は常に２回の走査により（Ａ）、（Ｂ）の順にマスク処理されて記録データが生成されることになる。ここで、（Ａ）及び（Ｂ）のマスクＯＦＦ（１）比率は、等しく各々５０％程度である。

このようにして、一つのラインを異なる二つのノズルを用いて記録することにより、濃度ムラを抑えた高品位な画像を形成することができる。また、マルチパス記録法は、インクを乾かしながら記録していくことにより、ブリーディング（にじみ）を抑えるといった効果や、走査毎の記録ドットを低減することから吐出不良の原因となる記録ヘッドの昇温を抑制する効果、なども同時に達成できる。ここでは主走査方向について説明したが、副走査方向に対して連続するドットを間引いて記録することにより更なる高画質化が可能になる。また、ノズル解像度よりも高い解像度で副走査方向の画像形成を実現する場合は、必然的に副走査方向の間引き記録が実施される。

各走査のパスデータを生成する方法としては、上述のように、記録ドットと非記録ドットとが乱数的に配列されたランダムマスクパターンなどを用いて記録データを間引くことによりパスデータを生成する方法（テーブル参照方式と称す）や、偶数列／奇数列パターンや千鳥／逆千鳥パターンを用いて記録データを間引くことによりパスデータを生成する方法（固定マスク方式と称す）のほかに、記録ドットに着目して間引き処理を行うことによりパスデータを生成する方法（データマスク方式と称す）、あるいはこれらを併用した方式などが知られている。

カラーインクジェット記録装置においては、より一層の高画質化とともに、更なる高速化への要求が高まりを見せている。高速化を実現するための主な手段として、（１）記録ヘッドが備えるノズル数の増大、（２）記録ヘッドを搭載するキャリッジ駆動（主走査）速度の向上、（３）マルチパス記録の記録パス数の低減、（４）往路／復路両方の走査で画像形成を行う双方向記録の実施、などが挙げられる。

これらの実現に際しては、（１）や（２）はもちろんのこと、（３）や（４）についても記録ヘッドの大型化とノズルの高密度実装に伴う特性ばらつきの低減や歩留まりの向上、あるいは更なる高速応答性やヨレ低減などの基本性能の向上といった、記録ヘッド自体のパフォーマンスに依存する部分が大きい。さらに、（３）と（４）の両立のためには以下のような非常に大きな問題点が存在する。すなわち、２あるいは４パス記録などのパス数の少ないマルチパス記録や１パス記録に対して、往路と復路の両方の走査で画像形成を行ういわゆる双方向記録を実施すると、紙搬送量（送紙幅）に相当する位置毎に周期的な色ムラが発生して画品位を大きく劣化させるといった問題点がある。

この現象のメカニズムについて詳細に説明する。

近年のインクジェット記録装置における記録ヘッドは、インク色毎にノズル列を副走査方向に配して、これを主走査方向に例えばインク色分だけ配列する形態が主流となっている。図１９は、各インク色のノズル配置の様子を示す図である。ここでは、列（色）あたり４つのノズル搭載し、Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙの順に主走査方向に配置されている。このような記録ヘッドで双方向記録を実施すると、図１９からも明らかなように、往路走査ではＫ、Ｃ、Ｍ、Ｙの順に吐出されたインク滴が紙面上に着弾し、復路走査では逆にＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの順に吐出されたインク滴が紙面上に着弾する。

図２０Ａは、往路走査においてＣのインク滴２００１に続き短い時間間隔をおいてＭのインク滴２００３が紙面上に到達した場合の記録紙に対するインクの浸透、定着の様子を示す模式的断面図である。一般には、後から打ち込んだインク滴２００３は、紙面に垂直な方向と紙面に沿った方向には浸透するが、先に着弾したインク滴が浸透している領域２００２にはあまり浸透定着しない。後から打ち込んだインク滴は、先に打ち込んだインク滴が浸透した領域２００２のさらに下方へ浸透、定着することになる（２００４）。つまり、（ｄ）に示すように、はじめにＣが浸透して表面及び内部に広がり、次に着弾したＭはこのＣインクの下部に潜り込んでしまう。表面から見ると、ＭがかったＣインクの外側にＭインクが広がったような状態となる。

図２０Ｂは、復路走査においてＭのインク滴２００３に続き短い時間間隔をおいてＣのインク滴２００１が紙面上に到達した場合の記録紙に対するインクの浸透、定着の様子を示す模式的断面図である。同様にして、はじめにＭが浸透して表面及び内部に広がり（ｂ）、次に着弾したＣはこのＭインクの下部に潜り込んでしまう（ｄ）。表面から見ると、ＣがかったＭインクの外側にＣインクが広がったような状態となる。これは、単一ドットに着目すると往路走査におけるＣ−Ｍ混色部と比べてＣの色目が強く現われる。このように、同一のＣ−Ｍ混色であっても、往路走査と復路走査とでは全く別の色目になってしまう。

次に、この現象に関わるマルチパス記録における問題点について、２パス双方向記録を例に挙げて説明する。往路走査では千鳥状にドットを形成し、復路走査ではこれと相補的な逆千鳥状にドットを形成することにより、２回の走査で全てのドット形成を実行するものとする。このような２パス双方向記録の記録走査の様子を図２１に示す。図２１から明らかなように、紙搬送幅である１／２バンド（バンドはノズル列幅を示す）毎に、往路走査、路走査の順に走査が行われる領域と復路走査、往路走査の順に走査が行われる領域とが交互に存在する。ここで、千鳥座標位置と逆千鳥座標位置とが確率的にほぼ均等にドットが配置されるとすれば、往路走査と復路走査、言い換えれば１パス目と２パス目で形成されるドットの数（比率）は等しい。

ここで、画像の記録解像度によって決定される隣接画素ピッチに対して、少なくともその外接円よりも大きいサイズのドットを形成するのが一般的である。さらには、インク吐出のヨレや紙搬送誤差などに起因する着弾ずれや、吐出インク滴のサイズのばらつきなどを考慮して、さらに大き目のドットが用いられる。図２２は紙面上に形成されるドットの様子を示したものである。図２２からも明らかなように、千鳥状に５０％の数量のドットを吐出した場合のドット形成面積は、紙面上の面積の５０％以上を占めることになり、さらにドットサイズを大きくしていくと、ほぼ紙面上を埋め尽くしてしまう。

従って、先に述べたように２パス双方向記録を実行すると、先行する１パス目において形成するドットが数量の上では５０％であっても、実際に形成される面積は５０％を大きく越えて紙面上を覆い尽くすこととなる。すなわち、往路走査が先行する領域では往路走査での色目が支配的となり、復路走査が先行する領域では復路走査での色目が支配的となるため、結果として、紙搬送幅毎に交互に色目の異なった混色が形成されてしまい、画像品位を大きく損なうといった問題点があった。

さらには、濃度（ドット打ち込み量）の違いによって往路走査と復路走査との間の色目の差が大きく変化する。このような濃度と色目との微妙な関係は、吐出インク量や隣接画素ピッチ、インク特性、記録媒体の特性、各インク色の着弾時間差、などの組み合わせによっても複雑に変化してしまう。

このような技術的課題を解決するために、複数色のインクの着弾順序が対称となるように各色複数の記録ヘッドを備えるインクジェット記録装置が提案され、実用化されている（特許文献１及び２）。このような構成で、キャリッジ移動方向に対して複数組の記録ヘッドを配置して、そのインク色配列を対称とすることにより、往路走査と復路走査でのインク着弾順序の差異が解消される。また同時にプリント速度の向上を達成することが可能になる。
特開２０００−０７９６８１号公報 特開２００１−０９６７７０号公報

しかしながら上記のように、往路と復路での着弾順序が対称となるように各色複数の記録ヘッドを配置する構成とすると、次のような問題が生じる。

すなわち、記録ヘッド、更にはキャリッジやクリーニング機構の大型化及び複雑化、あるいは記録ヘッド制御回路の大規模化といった問題が生じ、このためインクジェット記録装置の低コスト化を妨げる一つの要因となる。

また、上述のように、ディスプレイリストを格納するバッファのオーバーフローを回避するために、単純にフォールバック処理を実行すると記録画質が低下してしまうため、記録速度と記録画質（記録品位）とを両立させつつバッファのオーバーフローを回避する方法が要望されている。これはインクジェット記録装置に限らず、走査によって画像を形成するあらゆる記録装置（記録システム）に共通の課題である。

本発明は以上のような状況に鑑みなされたものであり、ＰＤＬに基づいて画像を形成する記録装置において、中間データを格納するバッファのオーバーフローを防止しつつ高速かつ高品位な画像形成を可能にすることを目的とする。

上記目的を達成する本発明の一態様としての画像処理装置は、往路及び復路の双方向の走査で画像を形成することが可能な画像形成エンジンに接続され、入力画像情報に基づきバンド単位で変換処理を行って得られたラスタデータを前記画像形成エンジンに供給する画像処理装置であって、
前記画像形成エンジンが実行する画像形成方式に従って、前記バンド単位の中間データを生成する中間データ生成手段と、
前記中間データを一時的に格納する中間データバッファと、
前記中間データバッファに格納された前記中間データのラスタデータへの変換処理を実行する変換手段と、
前記中間データバッファの状態を監視する監視手段と、
前記監視手段による監視結果に応じて、前記画像形成方式を、前記中間データ生成手段で生成される前記中間データの量がより少ない画像形成方式に変更させるように制御する切替え制御手段と、を備えている。

また、本発明の別の態様としての画像形成装置は、入力画像情報に基づきバンド単位で変換処理を行って得られたラスタデータを画像形成部へ供給し、当該供給されたラスタデータに基づいて往路及び復路の双方向の走査で前記画像形成部が画像を形成可能な画像形成装置であって、
前記画像形成部が実行する画像形成方式に従って、前記バンド単位の中間データを生成する中間データ生成手段と、
前記中間データを一時的に格納する中間データバッファと、
前記中間データバッファに格納された前記中間データのラスタデータへの変換処理を実行する変換手段と、
前記中間データバッファの状態を監視する監視手段と、
前記監視手段による監視結果に応じて、前記画像形成方式を、前記中間データ生成手段で生成される前記中間データの量がより少ない画像形成方式に変更させる変更手段と、
を備える。

また、上記目的を達成する本発明の別の態様としての記録制御方法は、往路及び復路の双方向の走査で画像を形成することが可能な画像形成エンジンに接続され、入力画像情報に基づきバンド単位で変換処理を行って得られたラスタデータを前記画像形成エンジンに供給する画像処理装置における記録制御方法であって、
前記画像形成エンジンが実行する画像形成方式に従って、前記バンド単位の中間データを生成する中間データ生成工程と、
前記中間データを中間データバッファに一時的に格納する格納工程と、
前記中間データバッファに格納された前記中間データのラスタデータへの変換処理を実行する変換工程と、
前記中間データバッファの状態を監視する監視工程と、
前記監視工程での監視結果に応じて、前記画像形成方式を、前記中間データ生成工程で生成される前記中間データの量がより少ない画像形成方式に変更させるように制御する切替え制御工程と、を備えている。

また、本発明の別の態様としての画像形成方法は、入力画像情報に基づきバンド単位で変換処理を行って得られたラスタデータを画像形成部へ供給し、当該供給されたラスタデータに基づいて往路及び復路の双方向の走査で前記画像形成部が画像を形成する画像形成方法であって、
前記画像形成部が実行する画像形成方式に従って、前記バンド単位の中間データを生成する中間データ生成工程と、
前記中間データを中間データバッファに一時的に格納する格納工程と、
前記中間データバッファに格納された前記中間データのラスタデータへの変換処理を実行する変換工程と、
前記中間データバッファの状態を監視する監視工程と、
前記監視工程での監視結果に応じて、前記画像形成方式を、前記中間データ生成工程で生成される前記中間データの量がより少ない画像形成方式に変更させる変更工程と、
を備える。

このような各種態様によれば、中間データバッファの監視結果により、バッファの容量が不足する場合には、記録画質を低下させるフォールバック処理等に単純に移行せずに、画像形成方式が、生成される中間データの量がより少ない画像形成方式に変更される。

従って、中間データを格納するバッファのオーバーフローを防止しつつ高速かつ高品位な画像形成が可能となる。

また、上記の目的は、上記の画像処理装置と対応する画像形成エンジンとを備える記録システム、上記の記録制御方法をコンピュータ装置で実行させるコンピュータプログラム、並びに、該コンピュータプログラムを格納する記憶媒体によっても達成される。

本発明によれば、中間データバッファの監視結果により、バッファの容量が不足する場合には、記録画質を低下させるフォールバック処理等に単純に移行せずに、画像形成方式が、生成される中間データの量がより少ない画像形成方式に変更される。

従って、中間データを格納するバッファのオーバーフローを防止しつつ高速かつ高品位な画像形成が可能となる。

以下に、添付図面を参照して、本発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、以下の実施形態に記載されている構成要素はあくまで例示であり、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

なお、この明細書において、「記録」（「プリント」という場合もある）とは、文字、図形等有意の情報を形成する場合のみならず、有意無意を問わず、また人間が視覚で知覚し得るように顕在化したものであるか否かを問わず、広く記録媒体上に画像、模様、パターン等を形成する、または媒体の加工を行う場合も表すものとする。

また、「記録媒体」とは、一般的な記録装置で用いられる紙のみならず、広く、布、プラスチック・フィルム、金属板、ガラス、セラミックス、木材、皮革等、インクを受容可能なものも表すものとする。

さらに、「インク」（「液体」と言う場合もある）とは、上記「記録（プリント）」の定義と同様広く解釈されるべきもので、記録媒体上に付与されることによって、画像、模様、パターン等の形成または記録媒体の加工、或いはインクの処理（例えば記録媒体に付与されるインク中の色剤の凝固または不溶化）に供され得る液体を表すものとする。

またさらに、「ノズル」（「記録素子」と言う場合もある）とは、特にことわらない限り吐出口ないしこれに連通する液路及びインク吐出に利用されるエネルギーを発生する素子を総括して言うものとする。

（第１の実施の形態）
図５は、本発明に係る画像処理装置の一実施形態としての画像形成コントローラを含むインクジェット記録装置の記録部の構成を示したものである。

５０１は記録ヘッドであり、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の４色のカラーインクがそれぞれ封入されたインクタンクと、それぞれに対応した独立した４つの記録ヘッドからなるマルチヘッドにより構成されている。各色のノズル数は１２８０ノズルである。５０２は記録ヘッド５０１を支持し、記録とともにこれらを移動させるキャリッジである。キャリッジ５０２は非記録状態などの待機時には図のホームポジション位置ＨＰにある。５０３は紙送りローラであり、補助ローラ（不図示）とともに記録紙５０５を抑えながら回転し、記録紙５０５をＹ方向（副走査方向）に随時搬送する。また、５０４は給紙ローラであり、記録紙５０５の給紙を行うとともに、紙送りローラ５０３及び補助ローラと同様に記録紙５０５を抑える役割を果たす。ここで、記録ヘッド５０１は、図６に示すように、Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙの４色について、それぞれ紙送り方向に配置された１２８０個のノズルをそれぞれ有している。

上記構成における基本的な双方向記録動作について説明する。

待機時にホームポジション位置ＨＰにあるキャリッジ５０２は、記録開始命令によりＸ方向（走査方向）に移動しながら、記録ヘッド５０１の複数のノズルにより記録データに従い記録紙５０５上にインクを吐出して記録を行う。記録紙５０５端部までの往方向走査での記録が終了すると、紙送りローラ５０４が矢印方向へ回転することにより記録紙５０５をＹ方向へ所定幅だけ紙送りし、続いてキャリッジ５０２は−Ｘ方向に移動しながらインクを吐出して記録を行い（復方向走査）、キャリッジは元のホームポジション位置ＨＰに戻る。このような記録走査と紙送り動作との繰り返しにより記録を実行する。

なお、インクジェット記録装置は、上記従来例において説明したのと同様に、ＰＣ等のホスト装置との間で画像情報や各種制御情報のやりとりをするためのインタフェースや、ＰＤＬデータに基づき画像形成データを生成するデータ処理ブロックなどで構成され、本発明に係る画像処理装置の実施形態としてのコントローラと、記録紙の搬送やキャリッジの駆動を行うとともに記録ヘッドを制御して画像を形成するエンジン、などを備えている。

上述のように、本実施の形態に係るインクジェット記録装置は、インク色ごとに１２８０ノズルを副走査方向に配して、主走査方向にＫ、Ｃ、Ｍ、Ｙの順に４色分のノズル列を配列している。このインクジェット記録装置の記録に関する仕様を図４に示す。図示されたように、記録ヘッドのノズル解像度は、１２００ｄｐｉ、吐出インク滴量は４ｐｌである。また、記録動作のモードとして、動作モードＡと動作モードＢとを有している。通常は動作モードＡで、往路と復路の両方の走査で画像形成を行ういわゆる１パス双方向記録を実施するものであり、動作モードＢでは、往路又は復路のいずれかの走査のみで画像形成を行う１パス片方向記録を実施するものである。レンダリング解像度は６００ｄｐｉ×６００ｄｐｉであり、出力解像度は１２００ｄｐｉ×１２００ｄｐｉでドット形成を行う。

次に、コントローラに着目した画像データ処理について詳細に説明する。

図２は、コントローラ内の機能ブロックと基本データ処理フローを示している。本実施の形態に基づくコントローラは、スプール方式としてディスプレイリストスプール（リアルタイムレンダリング）方式を採用している。これはエンジンにおけるプリント動作と並行してリアルタイムでバンド単位のレンダリング処理を実行するものである。また描画方式はハーフトーンレンダリングを用いる。

まず、ホストＰＣより受信されたＲＧＢ多値情報を含む各種ＰＤＬデータがＰＤＬ解釈部２０１に入力され、トランスレート処理が行われる。往路記録用テーブル２０２は往路走査で画像形成を行う領域に適用する色変換テーブルであり、復路記録用テーブル２０３は復路走査で画像形成を行う領域に適用する色変換テーブルである。ディスプレイリスト生成部２０４では、往路記録用テーブル２０２を用いてＲＧＢ色空間からＫＣＭＹ色空間への変換処理を行い、ＫＣＭＹ各プレーンに対応した形で構成される往路走査記録用の１ページ分のディスプレイリストを生成して往路用ディスプレイリストバッファ２０５に一時格納する。また、復路記録用テーブル２０３を用いてＲＧＢ色空間からＫＣＭＹ色空間への変換処理を行い、ＫＣＭＹ各プレーンに対応した形で構成される復路走査記録用の１ページ分のディスプレイリストを生成して復路用ディスプレイリストバッファ２０６に一時格納する。レンダリング処理部２０７では生成、保持されたディスプレイリストに従いラスタイメージへの変換処理を実現する。レンダリング処理に先立って多値ディザ方式によるハーフトーン（ＨＴ）処理を行い、ＫＣＭＹ各色２ｂｉｔのラスタイメージが出力される。

なお、ディスプレイリスト生成部２０４では１ページよりも小さなライン数であるＲＩＰバンド単位のディスプレイリストを生成し、レンダリング処理部２０７ではバンドごとのラスタイメージ変換処理を行う。まず、往路用ディスプレイリストバッファ２０５に格納された往路用ディスプレイリストに従いレンダリング処理した結果である往路記録用のラスタイメージを往路用バッファ２０８に格納し、続いて復路用ディスプレイリストバッファ２０６に格納された復路用ディスプレイリストに従いレンダリング処理した結果である復路記録用のラスタイメージを復路用バッファ２０９に格納する。本実施の形態においてはレンダリング解像度６００ｄｐｉ×６００ｄｐｉである。データ選択部２１０は、往路用バッファ２０８と復路用バッファ２０９から選択的にデータを読み出してプリンタエンジンへ供給する。

ディスプレイリストバッファ監視部２１１は、往路用ディスプレイリストバッファ２０５あるいは復路用ディスプレイリストバッファ２０６の状態を監視しており、バッファがフル状態になるとフォールバック／モード切替え制御部２１２に通知する。フォールバック／モード切替え制御部２１２では、ディスプレイリストバッファ監視部２１１から往路用ディスプレイリストバッファ２０５あるいは復路用ディスプレイリストバッファ２０６がフル状態になることが通知されると、フォールバック移行あるいはモード切替えを行うよう制御する。フォールバック制御及びモード切替え制御の詳細については後述する。

次に、双方向記録におけるプロファイル切替え処理について説明する。

双方向記録における記録ヘッドの記録走査の様子を図３に示す。まず往路走査での１２８０ラインの画像形成の後に１２８０ライン相当の紙搬送を行い、続いて復路走査での１２８０ラインの画像形成の後に１２８０ライン相当の紙搬送を行う。これを繰り返すことで双方向記録を実現する。往路走査だけで画像形成される１２８０ライン（往路記録バンド）と復路走査で画像形成される１２８０ライン（復路記録バンド）が交互に現れることとなる。また、無駄なキャリッジ走査を発生させない目的で、空白バンドなどを検出して走査方向制御を行うことなども可能である。

往路走査ではＫ、Ｃ、Ｍ、Ｙの順、復路走査では逆のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの順に、吐出インク滴が紙面に着弾することから、同一処理において画像形成を行うと、往路記録領域と復路記録領域の間で周期的な色ムラが生じることになる。本実施の形態においては、往路走査用の色変換プロファイル（往路記録用テーブル２０２）と復路走査用の色変換プロファイル（復路記録用テーブル２０３）を備えており、ディスプレイリスト生成部２０４がこれらの一方を用いて処理した結果を選択的に用いて画像形成することで、往路記録領域と復路記録領域の色目を一致させて（近づけて）目障りなムラを解消する。

具体的には、画像形成における走査方向に基づいて、データ選択部２１０は、往路用バッファ２０８と復路用バッファ２０９から選択的にデータを読み出してプリンタエンジンへ供給する。このことは、往路走査により画像形成を行うラスタに対しては往路記録用テーブル２０２、復路走査により画像形成を行うラスタに対しては復路記録用テーブル２０３をそれぞれ用いた色変換が実現されることと等価であり、両ラスタ間に生じる色ムラを回避、抑制することが可能になる。

また図示していないが、本実施形態ではレンダリング処理の時間予測制御を行っている。レンダリング処理に多大な時間を必要とするバンドが存在すると、前のバンドのエンジンに対する画像形成データのシッピングが終了しても次のバンドのレンダリングが終わらないため、正常なプリントができない場合があるため、バンドごとのレンダリング処理時間の予測が必要となる。

レンダリング時間は、ディスプレイリストに含まれるオブジェクトの種類や数量などを解析して算出する。例えば、レンダリング処理が単純なメモリコピーが支配的となるようなオブジェクトに対しては、中間データサイズなどからレンダリング時間が求められる。固定的にレンダリング時間が決まっているようなオブジェクトに対しては、レンダリング時間対応テーブルを用意して求める。また、時間予測しにくい中間データに対しては、実際にレンダリング処理の一部を模擬実行して算出する。

なお、往路用ディスプレイリストと復路用ディスプレイリストとは、基本的に色情報以外に差異はあり得ないため、レンダリング処理部２０７における往路記録用イメージのレンダリング時間と復路記録用イメージのレンダリング時間との間に違いは生じない。従って、ディスプレイリストの解析及び推定時間算出の作業は、往路用ＤＬバッファ２０５又は復路用ＤＬバッファの一方に格納されたディスプレイリストに対してのみ行えばよい。

本実施形態では、このように推定され算出されたレンダリング処理時間とシッピング時間閾値とを比較することで、プリントオーバーランの発生予測及び回避制御を行う。

次に、本発明において特徴的な、モード切替えによるフォールバック回避制御について詳細に説明する。

図１は、ディスプレイリストバッファの監視結果に基づく、モード切替え制御及びフォールバック制御を説明するフローチャートである。なお、初期状態としては動作モードＡが選択され、スプール方式はディスプレイリストスプール方式である場合について説明する。

ＰＤＬデータに基づく双方向プロファイル切替えに対応した２面のディスプレイリスト生成処理を開始し（ステップＳ１０１）、この処理に並行してディスプレイリストバッファがフル状態となっていないか、残量を監視する（ステップＳ１０２）。上述の通り、往路用ディスプレイリストバッファ２０５に格納される往路画像形成用のディスプレイリストと、復路用ディスプレイリストバッファ２０６に格納される復路画像形成用のディスプレイリストとのサイズには実質的に差異はないので、一方のディスプレイリストを監視するものであってもよい。

ディスプレイリストバッファがフル状態とならずに、１ページ分のディスプレイリスト生成、及びバッファへの格納が完了すると（ステップＳ１０３）、動作モードとして１パス双方向記録を行う動作モードＡが選択され（ステップＳ１０４）、スプール方式はディスプレイリストスプール方式となる（ステップＳ１０５）。

一方、ステップＳ１０２において、複雑なＰＤＬデータ入力等により、１ページ分のディスプレイリストがバッファに格納しきれずにバッファフル状態が検出されると、往路用ディスプレイリスト（又は復路用ディスプレイリスト）を破棄してバッファの空き容量を確保する（ステップＳ１０６）。すなわち、動作モードＡから動作モードＢの片方向記録モードへ移行して、プロファイル切替えに対応しない１面のみのディスプレイリストの生成を再開する（ステップＳ１０７）。

ディスプレイリスト生成処理に並行して、ディスプレイリストバッファがフル状態となっていないか監視し（ステップＳ１０８）、残りのバッファ容量で、１ページ分のディスプレイリスト生成及びバッファへの格納が完了すると（ステップＳ１０９）、動作モードとして１パス片方向記録を行う動作モードＢが選択され（ステップＳ１１０）、スプール方式はディスプレイリストスプール方式となる（ステップＳ１１１）。

一方、ステップＳ１０８において、バッファ残量だけでは残りのディスプレイリストが格納しきれずにバッファフル状態が検出されると、デグレードによりバンドバッファにページデータを格納するページスプール方式に移行し、フォールバック処理に移行する（ステップＳ１１２）。すなわち、１ページ分すべてが一時的に格納されていない途中段階のディスプレイリストを、一旦デグレードレンダリングしてディスプレイリストバッファを開放し、レンダリング結果を圧縮符号化したデータをディスプレイリストとして登録する。そしてディスプレイリスト生成を再開する（ステップＳ１１３）。

ディスプレイリスト生成処理に並行して、ディスプレイリストバッファがフル状態となっていないか監視し（ステップＳ１１４）、バッファフルが検出されずに１ページ分のディスプレイリスト生成が完了すると（ステップＳ１１５）、動作モードとして１パス片方向記録を行う動作モードＢが選択され（ステップＳ１１６）、スプール方式はページスプール方式となる（ステップＳ１１７）。

ステップＳ１１３でのディスプレイリスト生成を再開後に、ステップＳ１１４でバッファフル状態が検出されると、ステップＳ１１２でのフォールバック制御と、ステップＳ１１３でのディスプレイリスト生成が繰り返されることになる。

なお、実際にはディスプレイリストスプール方式の選択に際しては、プリントオーバーランを回避するために、バンドごとのレンダリング処理の推定時間を算出する。推定されたレンダリング時間がエンジンへの画像形成データのシッピング時間を越えてしまうことが予測されるバンドが存在する場合には、デグレードレンダリングによるページスプール方式へ移行する。

すなわち、通常は往路走査用と復路走査用との２面のディスプレイリストを生成して１パス双方向記録を行い、ディスプレイリストバッファが不足する場合には、往路走査用又は復路走査用いずれかのディスプレイリストのみを使用した１パス片方向記録へ移行する。何れか一方のディスプレイリストを破棄してバッファの空き容量を確保した場合においても、依然としてディスプレイリストバッファが不足する場合には、フォールバック処理を行ってディスプレイリスト生成を完了させる。フォールバック処理を行ってもバッファが不足する場合には、フォールバック処理を繰り返して行う。

このように本実施形態においては、２面のディスプレイリスト生成は、サイズの点でバッファを圧迫するものの、即座にフォールバック処理へ移行するのではなく、いったん１パス片方向記録へ移行することにより、フォールバック処理を行うことによる性能低下や画質劣化を抑制することが可能になる。１パス双方向記録と１パス片方向記録とをデータの複雑さに応じて効率的に切替えることが可能になり、高速プリントと高画質プリントを効率的に両立させた画像形成システムが実現できる。

以上詳細に説明したとおり本実施形態によれば、ページ記述言語対応のＰＤＬインクジェット記録装置において、通常は、往路記録用の色変換プロファイルと復路記録用の色変換プロファイルを用いて２面のディスプレイリストを生成し、２面のレンダリング処理結果を選択的に用いて双方向記録を実現し、ディスプレイリストが所定サイズ（バッファサイズ）を越えてしまう場合には、片面のディスプレイリスト生成のみを実行して片方向記録を行う。これにより、往路と復路の両方の走査で画像形成を行ういわゆる双方向記録におけるインク着弾順序の違いに起因する色ムラを回避、抑制するとともに、ディスプレイリストサイズが大きくなる複雑な画像データに対しては片方向記録動作に切替えることによって、フォールバックによる性能低下や画質劣化を抑制しつつ高効率なプリント動作が実現可能な優れた画像形成コントローラを提供することができる。

（第２の実施の形態）
以下、本発明に係る画像形成コントローラの第２の実施形態について説明する。なお、本実施形態のコントローラも第１の実施形態と同様なインクジェット記録装置に搭載されており、以下の説明では、第１の実施形態と同様な部分については説明を省略し、本実施形態の特徴的な部分を中心に説明する。

上記第１の実施の形態においては、往路走査で画像を形成するための往路用ディスプレイリストと復路走査で画像を形成するための復路用ディスプレイリストとを生成して、２面のレンダリング結果を選択的に用いることでプロファイル切替えを実現する場合を例に挙げて説明したが、本発明は上記のプロファイル切替え手法に限定されるものではない。例えば、ディスプレイリスト生成あるいはレンダリング以降の処理の一部のみを２面に対して実行するものであってもよい。本実施の形態では、可能なかぎり往路走査用と復路走査用の両方のディスプレイリストを重複して生成するのを避けてディスプレイリストの２面生成を限定的に抑えると同時に、処理ラスタの画像形成方向に基づく制御により、１面のレンダリング処理によって描画処理を実現する。

また上記第１の実施の形態においては、基本的にディスプレイリストスプール方式を採用する場合について説明したが、本発明は他のスプール方式に適用することも可能である。本実施の形態においては、ページスプール方式を採用するシステムに適用する場合について詳細に説明する。

また上記第１の実施の形態においては、複雑なＰＤＬデータ等の入力によりディスプレイリストバッファが不足する場合に、双方向記録から片方向記録に切替える場合を例に挙げて詳細に説明した。本実施の形態では、ディスプレイリストバッファが不足する場合に、マルチパス記録に切替えるものについて説明する。

本実施の形態におけるインクジェット記録装置の記録部は、第１の実施の形態に関して説明した図５の構成と同様である。またインクジェット記録装置を構成するコントローラ及びエンジンについても、その基本構成は第１の実施の形態と同様である。

図１０は、本実施の形態におけるインクジェット記録装置の記録に関する仕様を示す図である。図示されたように、本実施形態のインクジェット記録装置は、１パス双方向記録を行う動作モードＡに加え、４パス双方向記録で画像形成を実現する動作モードＣを備えている。レンダリング解像度は６００ｄｐｉ×６００ｄｐｉ、出力解像度は１２００ｄｐｉ×１２００ｄｐｉである。

動作モードＡにおける記録ヘッドの記録走査の様子は、第１の実施の形態に関して説明した図３と同様である。まず往路走査での１２８０ラインの画像形成の後に１２８０ライン相当の紙搬送を行い、続いて復路走査での１２８０ラインの画像形成の後に１２８０ライン相当の紙搬送を行う。これを繰り返すことで双方向記録を実現する。従って、往路走査だけで画像形成される１２８０ラインの領域（往路記録バンド）と、復路走査で画像形成される１２８０ラインの領域（復路記録バンド）とが交互に現れることとなる。このような１パス双方向記録では、往路記録バンドと復路記録バンドの色目の違いが視認されてしまうため、往路走査で画像を形成する領域用の色変換プロファイルと復路走査で画像を形成する領域用の色変換プロファイルとを走査方向に応じて切替えて使用する。

図９は、動作モードＣにおける記録ヘッドの記録走査の様子を示す図である。まず往路走査での１２８０ラインの画像形成（２５％ｄｕｔｙ）の後に、３２０ライン相当の紙搬送を行い、続いて復路走査での１２８０ラインの画像形成（２５％ｄｕｔｙ）の後に、３２０ライン相当の紙搬送を行う。これを繰り返すことで双方向記録を実現する。従って、往路走査で先行して画像形成を行う３２０ラインの領域（往路先行記録バンド）と復路走査で先行して画像形成を行う３２０ラインの領域（復路先行記録バンド）とが交互に現れることとなる。このような４パス双方向記録では、往路先行記録バンドと復路先行記録バンドの色目の違いは小さく抑えられることから、単一の色変換プロファイルを用いる。

次に、コントローラに着目した画像データ処理について詳細に説明する。

図８は、本実施形態におけるコントローラ内の機能ブロックと基本データ処理フローを示している。本実施の形態に基づくコントローラは、スプール方式としてページスプール方式を採用している。すなわち、１ページ分のレンダリング処理を完了した後にエンジンにおけるプリント動作を実行するものである。また描画方式はハーフトーンレンダリングを用いる。

まず、ホストＰＣより受信されたＲＧＢ多値情報を含む各種ＰＤＬデータがＰＤＬ解釈部８０１に入力され、トランスレート処理が行われる。往路記録用テーブル８０２は往路走査で画像形成を行う領域に適用する色変換テーブルであり、復路記録用テーブル８０３は復路走査で画像形成を行う領域に適用する色変換テーブルである。ディスプレイリスト生成部８０４では、往路記録用テーブル８０２又は復路記録用テーブル８０３を用いてＲＧＢ色空間からＫＣＭＹ色空間への変換処理を行い、ＫＣＭＹ各プレーンに対応した形で構成される１ページ分のディスプレイリストを生成してディスプレイリストバッファ８０５に一時格納する。ディスプレイリストの一部は往路走査用と復路走査用に独立した形で構成されている。レンダリング処理部８０６では、生成、保持されたディスプレイリストに従いラスタイメージへの変換処理を実現する。レンダリング処理に先立って多値ディザ方式によるハーフトーン（ＨＴ）処理を行い、ＫＣＭＹ各色２ｂｉｔのラスタイメージが出力される。

なお、ディスプレイリスト生成部８０４では１ページよりも小さなライン数であるＲＩＰバンド単位のディスプレイリストを生成し、レンダリング処理部８０６ではバンドごとのラスタイメージ変換処理を行う。処理ラスタが往路走査領域であるか復路走査領域であるかに応じたレンダリング処理が行われ、レンダリング結果であるラスタイメージがページバッファ８０７に格納される。本実施の形態においてはレンダリング解像度６００ｄｐｉ×６００ｄｐｉである。データ出力部８０８はページバッファ８０７からデータを読み出して図外のプリンタエンジンへ供給する。

ディスプレイリストバッファ監視部８０９は、ディスプレイリストバッファ８０５の状態を監視しており、バッファがフル状態になるとフォールバック／モード切替え制御部８１０に通知する。フォールバック／モード切替え制御部８１０では、ディスプレイリストバッファ監視部８０９からディスプレイリストバッファ８０５がフル状態になることが通知されると、フォールバック移行あるいはモード切替えを行うよう制御する。フォールバック制御及びモード切替え制御の詳細については後述する。

基本的にＲＩＰバンドをまたぐオブジェクトに対しても各ＲＩＰバンドでは同一のオブジェクトデータを参照するよう構成する。しかし、記録バンド境界と一致するＲＩＰバンド境界をまたぐオブジェクトに対しては、その上下バンドに応じたディスプレイリスト生成が行われる。この様子を往路記録領域から復路記録領域への切替えを例に挙げて、図１１を用いて説明する。文字やビットマップ形式のオブジェクトに対して、往路記録用プロファイルを用いた往路記録用ディスプレイリストと復路記録用プロファイルを用いた復路記録用ディスプレイリストの２種を作成して、上（往路記録領域）のＲＩＰバンドでは往路記録用のディスプレイリストを、下（復路記録領域）のＲＩＰバンドでは復路記録用のディスプレイリストを使用するよう制御する。

またビットマップ形式のオブジェクトなどは、上下にオブジェクトを分割したディスプレイリストを作成してもよい。この様子を往路記録領域から復路記録領域への切替えを例にあげて図１２を用いて説明する。上（往路記録領域）のＲＩＰバンドでは上部分だけのオブジェクトに対して往路記録用プロファイルを用いたディスプレイリストを作成し、下（復路記録領域）のＲＩＰバンドでは下部分だけのオブジェクトに対して復路記録用プロファイルを用いたディスプレイリストを作成する。

次に、本発明において特徴的な、モード切替えによるフォールバック回避制御について詳細に説明する。

図７は、ディスプレイリストバッファの監視結果に基づく、モード切替え制御及びフォールバック制御を説明するフローチャートである。なお、初期状態としては動作モードＡが選択され、スプール方式はページスプール方式である場合について説明する。

ＰＤＬデータに基づく双方向プロファイル切替えに対応した、部分的２面のディスプレイリスト生成処理を開始し（ステップＳ７０１）、この処理に並行してディスプレイリストバッファがフル状態となっていないか、残量を監視する（ステップＳ７０２）。

ディスプレイリストバッファがフル状態とならずに、１ページ分のディスプレイリスト生成、及びバッファへの格納が完了すると（ステップＳ７０３）、動作モードとして１パス双方向記録を行う動作モードＡが選択され（ステップＳ７０４）、スプール方式はページスプール方式となる（ステップＳ７０５）。

一方、ステップＳ７０２において、複雑なＰＤＬデータ入力等により、１ページ分のディスプレイリストがバッファに格納しきれずにバッファフル状態が検出されると、ディスプレイリストのうち往路用と復路用に２面化（分割）されている部分の一方を破棄して、バッファの空き容量を確保する（ステップＳ７０６）。すなわち、動作モードＡから動作モードＣの４パス記録モードへ移行して、プロファイル切替えに対応しない完全１面のディスプレイリスト生成を再開する（ステップＳ７０７）。

ディスプレイリスト生成処理に並行して、ディスプレイリストバッファがフル状態となっていないか監視し（ステップＳ７０８）、残りのバッファ容量で１ページ分のディスプレイリスト生成及びバッファへの格納が完了すると（ステップＳ７０９）、動作モードとして４パス記録モードの動作モードＣが選択され（ステップＳ７１０）、スプール方式はページスプール方式となる（ステップＳ７１１）。

一方、ステップＳ７０８において、バッファ残量だけでは残りのディスプレイリストが格納しきれずにバッファフルが検出されると、フォールバック処理に移行する（ステップＳ７１２）。すなわち、１ページ分全てが一時的に格納されていない途中段階のディスプレイリストを、一旦レンダリングしてディスプレイリストバッファを開放し、レンダリング結果を圧縮符号化したデータをディスプレイリストとして登録する。そしてディスプレイリスト生成を再開する（ステップＳ７１３）。

ディスプレイリスト生成処理に並行して、ディスプレイリストバッファがフル状態となっていないか監視し（ステップＳ７１４）、バッファフルが検出されずに１ページ分のディスプレイリスト生成が完了すると（ステップＳ７１５）、動作モードとして４パス双方向記録を行う動作モードＣが選択され（ステップＳ７１６）、スプール方式はページスプール方式となる（ステップＳ７１７）。

ステップＳ７１３でのディスプレイリスト生成を再開後に、ステップＳ７１４でバッファフル状態が検出されると、ステップＳ７１２でのフォールバック制御と、ステップＳ７１３でのディスプレイリスト生成が繰り返されることになる。

すなわち、通常は往路走査用と復路走査用との２面のディスプレイリストを部分的に生成して１パス双方向記録を行い、ディスプレイリストバッファが不足する場合には、往路走査用又は復路走査用いずれかのディスプレイリストのみを使用したマルチパス記録へ移行する。いずれか一方のディスプレイリストを破棄してバッファの空き容量を確保した場合においても、依然としてディスプレイリストバッファが不足する場合には、フォールバック処理を行ってディスプレイリスト生成を完了させる。フォールバック処理を行ってもバッファが不足する場合には、フォールバック処理を繰り返して行う。

このように本実施形態においては、部分的に２面のディスプレイリスト生成は、サイズの点でバッファを圧迫するものの、即座にフォールバック処理へ移行するのではなく、いったんマルチパス記録へ移行することにより、フォールバック処理を行うことによる性能低下や画質劣化を抑制することが可能になる。１パス双方向記録とマルチパス記録とをデータの複雑さに応じて効率的に切替えることが可能になり、高速プリントと高画質プリントを効率的に両立させた画像形成システムが実現できる。

以上詳細に説明したとおり本実施形態によれば、ページ記述言語対応のＰＤＬインクジェット記録装置において、通常は、往路記録用の色変換プロファイルと復路記録用の色変換プロファイルを用いて部分的に２面のディスプレイリストを生成して双方向記録を実現し、ディスプレイリストが所定サイズ（バッファサイズ）を越えてしまう場合には、片面のみのディスプレイリスト生成を実行してマルチパス記録を行う。これにより、往路と復路の両方の走査で画像形成を行ういわゆる双方向記録におけるインク着弾順序の違いに起因する色ムラを回避、抑制するとともに、ディスプレイリストサイズが大きくなる複雑な画像データに対してはマルチパス記録動作に切替えることによって、フォールバックによる性能低下や画質劣化を抑制しつつ高効率なプリント動作が実現可能な優れた画像形成コントローラを提供することができる。

（その他の実施の形態）
上記第１及び第２の実施の形態においては、プロファイル切替えによる１パス双方向記録において、データの複雑さに応じて片方向記録やマルチパス記録に移行することにより、フォールバックによる性能低下や画質劣化を引き起こすことなく正常なディスプレイリスト生成を継続実行する方式を例に挙げて詳細に説明した。しかしながら、フォールバック処理を回避して片方向記録あるいはマルチパス記録に切替えると、トータルのプリント時間を最短にできない場合がある。この点を考慮して、用途などに応じたプリント要求に応えるべく、速度優先と画質優先といった補助的なユーザ設定によって、即座にフォールバック処理へ移行するようにすることもできる。この場合、ユーザ設定の方法は、プリンタ本体に搭載する操作パネル部のキー入力を介したものであってもよいし、接続されるホストＰＣ上のプリンタドライバが提供するＵＩを介した設定であってもよい。

また、上記第１及び第２の実施の形態においては、Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙの４色インクを用いたインクジェット方式のプリントエンジンに接続するコントローラを例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定するものではない。接続するプリントエンジンが記録に使用するインクの色数や色種はこれに限定するものではない。

例えば、Ｋを除く３色インクを用いたものであってもよいし、ライトシアン（ＬＣ）やライトマゼンタ（ＬＭ）、ライトイエロー（ＬＭ）などの淡色や、レッド（Ｒ）、ブルー（Ｂ）などの特別色を追加したものでもよい。また搭載する記録ヘッドは１組（各色１つ）に限定するものではなく、一部あるいは全てのインク色で複数の記録ヘッドを備えて高速プリントを実現するプリントエンジンなどにも適用できる。

更に、上記第１及び第２の実施の形態においては、最終的に２値画像データにより単一サイズのドットを用いて画像を形成する２値記録を行うプリントエンジンについて説明したが、３以上の多値画像データに基づき異なる複数サイズのドットを選択的に形成して画像を完成させる多値記録や、同一サイズのインクの重ね打ちを行うものであってもよい。

加えて、上記第１及び第２の実施の形態においては、ディスプレイリスト生成処理やレンダリング処理、画像形成データ生成処理などを全てインクジェット記録装置内部で行う構成について説明したが、これらの一部あるいは全部を接続されるホストＰＣ側のドライバやその他の外部装置で実現する構成であってもよいことは明らかである。

また、本発明は記録ヘッドの動作原理や構成により制限されるものではない。すなわち、記録ヘッドは吐出口近傍に発熱素子（ヒータ等の電気／熱エネルギー変換素子）を設け、この発熱素子に電気信号を印加することによりインクを局所的に加熱して圧力変化を起こさせてインクを吐出口から吐出させるサーマル方式であってもよいし、ピエゾ素子等の電気／圧力変換手段を用い、インクに機械的圧力を付与してインクを吐出させるピエゾ方式であってもよい。

また、インクジェット方式の画像形成システムを例に挙げて説明したが、適用可能な画像形成システムはインクジェット方式に限定されるものではなく、往路と復路との走査方向でインク等の記録剤の重ね合わせの順序が異なることで色味等の差が視認される方式であれば、他のシリアル走査方式の画像形成システムに適用することも可能である。

また、本発明に係る画像形成システムの形態は、コンピュータやワードプロセッサをはじめとする情報処理装置の画像出力装置として一体または別体に設けられるものに限らず、読取装置と組み合わせた複写装置や通信機能を有するファクシミリ装置などであってもよい。

なお、本発明は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラム（本実施形態では図１及び図７に示すフローチャートに対応したプログラム）を、システム或いは装置に直接或いは遠隔から供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータが該供給されたプログラムコードを読み出して実行することによっても達成される場合を含む。その場合、プログラムの機能を有していれば、形態は、プログラムである必要はない。

従って、本発明の機能処理をコンピュータで実現するために、該コンピュータにインストールされるプログラムコード自体も本発明を実現するものである。つまり、本発明のクレームでは、本発明の機能処理を実現するためのコンピュータプログラム自体も含まれる。

その場合、プログラムの機能を有していれば、オブジェクトコード、インタプリタにより実行されるプログラム、ＯＳに供給するスクリプトデータ等、プログラムの形態を問わない。

本発明の第１の実施の形態におけるディスプレイリストバッファの監視結果に基づく、モード切替え制御及びフォールバック制御を説明するフローチャートである。 本発明の第１の実施の形態におけるコントローラ内の機能ブロックと基本データ処理フローを示す図である。 本発明の第１の実施の形態の動作モードＡにおける記録走査の様子を説明する図である。 本発明の第１の実施の形態の記録に関する仕様を示す図である。 本発明の第１の実施の形態における記録部の概略構成を示す図である。 本発明の第１の実施の形態における記録ヘッドのノズル配列を示す模式図である。 本発明の第２の実施の形態におけるディスプレイリストバッファの監視結果に基づく、モード切替え制御及びフォールバック制御を説明するフローチャートである。 本発明の第２の実施の形態におけるコントローラ内の機能ブロックと基本データ処理フローを示す図である。 本発明の第２の実施の形態の動作モードＣにおける記録走査の様子を説明する図である。 本発明の第２の実施の形態の記録に関する仕様を示す図である。 本発明の第２の実施の形態における往路記録領域と復路記録領域をまたぐオブジェクトデータに対するディスプレイリスト生成の様子を説明する図である。 本発明の第２の実施の形態における上下にオブジェクトを分割したディスプレイリスト生成の様子を説明する図である。 千鳥／逆千鳥パターンを用いたマルチパス記録の様子を説明する図である。 パスデータ生成のためのマスクテーブルの一例を示す図である。 マスクテーブルを用いたマルチパス記録の様子を説明する図である。 一般的なインクジェット記録装置におけるコントローラの概略ブロック図である。 一般的なインクジェット記録装置におけるエンジンの概略ブロック図である。 従来のコントローラ内の機能ブロックと基本データ処理フローを説明する図である。 ４色インクのノズル配置の一例を示す図である。 往路走査においてＣ，Ｍの順に記録紙面に着弾した場合のインクの記録紙への浸透、定着の様子を説明する図である。 復路走査においてＭ，Ｃの順に記録紙面に着弾した場合のインクの記録紙への浸透、定着の様子を説明する図である。 ２パス記録での千鳥間引きの様子を説明する図である。 千鳥間引きによる２パス記録でのドット形成の様子を説明する図である。

Claims (12)

1. 往路及び復路の双方向の走査で画像を形成することが可能な画像形成エンジンに接続され、入力画像情報に基づきバンド単位で変換処理を行って得られたラスタデータを前記画像形成エンジンに供給する画像処理装置であって、
   前記画像形成エンジンが実行する画像形成方式に従って、前記バンド単位の中間データを生成する中間データ生成手段と、
   前記中間データを一時的に格納する中間データバッファと、
   前記中間データバッファに格納された前記中間データのラスタデータへの変換処理を実行する変換手段と、
   前記中間データバッファの状態を監視する監視手段と、
   前記監視手段による監視結果に応じて、前記画像形成方式を、前記中間データ生成手段で生成される前記中間データの量がより少ない画像形成方式に変更させるように制御する切替え制御手段と、
   を備えることを特徴とする画像処理装置。
2. 前記画像形成エンジンが実行する画像形成方式が、１パス双方向記録であるとき、
   前記中間データ生成手段は、少なくとも一部の描画要素に関して往路走査用の中間データと復路走査用の中間データとを生成し、
   前記切替え制御手段は、前記中間データバッファの容量が不足するときに、前記画像形成方式を変更させるように制御することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
3. 前記変換処理の負荷がより少ない画像形成方式が、１パス片方向記録であることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像処理装置。
4. 前記変換処理の負荷がより少ない画像形成方式が、マルチパス記録であることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像処理装置。
5. 前記変換処理の負荷がより少ない画像形成方式が、パス数の異なるマルチパス記録を含み、
   前記切替え制御手段は、前記監視手段による監視結果に応じて、前記画像形成方式をパス数のより多いマルチパス記録に段階的に変更させるように制御することを特徴とする請求項４に記載の画像処理装置。
6. 前記切替え制御手段は、前記中間データバッファの容量が不足するときに、前記変換処理の負荷がより少ない画像形成方式に変更し、該変更した画像形成方式に従って中間データを生成したときにも前記中間データバッファの容量が不足するときに、前記中間データ生成手段での中間データの生成処理を変更させることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の画像処理装置。
7. 前記切替え制御手段は、ユーザの入力に応じて設定された、画像形成において速度と画質とのどちらを優先させるかを示す情報に基づいて、前記中間データバッファの容量が不足するときに、画像形成方式又は前記中間データ生成手段での生成処理のいずれかを変更させることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の画像処理装置。
8. 請求項１から７のいずれか１項に記載の画像処理装置と、往路及び復路の双方向の走査で画像を形成することが可能な画像形成エンジンとを備える記録システム。
9. 前記画像形成エンジンは、それぞれからインクを吐出するノズルが所定方向に配列されたノズル列を記録に使用する複数のインクに対応して備える記録ヘッドを走査させて記録を行うことを特徴とする請求項８に記載の記録システム。
10. 入力画像情報に基づきバンド単位で変換処理を行って得られたラスタデータを画像形成部へ供給し、当該供給されたラスタデータに基づいて往路及び復路の双方向の走査で前記画像形成部が画像を形成可能な画像形成装置であって、
    前記画像形成部が実行する画像形成方式に従って、前記バンド単位の中間データを生成する中間データ生成手段と、
    前記中間データを一時的に格納する中間データバッファと、
    前記中間データバッファに格納された前記中間データのラスタデータへの変換処理を実行する変換手段と、
    前記中間データバッファの状態を監視する監視手段と、
    前記監視手段による監視結果に応じて、前記画像形成方式を、前記中間データ生成手段で生成される前記中間データの量がより少ない画像形成方式に変更させる変更手段と、
    を備えることを特徴とする画像形成装置。
11. 往路及び復路の双方向の走査で画像を形成することが可能な画像形成エンジンに接続され、入力画像情報に基づきバンド単位で変換処理を行って得られたラスタデータを前記画像形成エンジンに供給する画像処理装置における記録制御方法であって、
    前記画像形成エンジンが実行する画像形成方式に従って、前記バンド単位の中間データを生成する中間データ生成工程と、
    前記中間データを中間データバッファに一時的に格納する格納工程と、
    前記中間データバッファに格納された前記中間データのラスタデータへの変換処理を実行する変換工程と、
    前記中間データバッファの状態を監視する監視工程と、
    前記監視工程での監視結果に応じて、前記画像形成方式を、前記中間データ生成工程で生成される前記中間データの量がより少ない画像形成方式に変更させるように制御する切替え制御工程と、
    を備えることを特徴とする記録制御方法。
12. 入力画像情報に基づきバンド単位で変換処理を行って得られたラスタデータを画像形成部へ供給し、当該供給されたラスタデータに基づいて往路及び復路の双方向の走査で前記画像形成部が画像を形成する画像形成方法であって、
    前記画像形成部が実行する画像形成方式に従って、前記バンド単位の中間データを生成する中間データ生成工程と、
    前記中間データを中間データバッファに一時的に格納する格納工程と、
    前記中間データバッファに格納された前記中間データのラスタデータへの変換処理を実行する変換工程と、
    前記中間データバッファの状態を監視する監視工程と、
    前記監視工程での監視結果に応じて、前記画像形成方式を、前記中間データ生成工程で生成される前記中間データの量がより少ない画像形成方式に変更させる変更工程と、
    を備えることを特徴とする画像形成方法。

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