JP2007110225A

JP2007110225A - 画像形成コントローラ

Info

Publication number: JP2007110225A
Application number: JP2005296496A
Authority: JP
Inventors: Hiroki Horikoshi; 宏樹堀越
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2005-10-11
Filing date: 2005-10-11
Publication date: 2007-04-26

Abstract

【課題】圧縮符号化によりラスタイメージを限られたメモリに保持する画像形成コントローラにおいて、フォールバック時の高圧縮化が原因となるラスタイメージ情報の劣化・欠落、および処理負荷増大によるスループット低下を抑制し、高速・高品位な画像形成データ生成を実現する。
【解決手段】入力画像情報に基づき描画用の中間データを作成する手段と、前記中間データを解釈してラスタイメージを出力する手段と、前記ラスタイメージを背景情報とするフォールバック手段と、前記ラスタイメージを最終情報として第一閾値以下の容量に圧縮符号化する手段と、前記背景情報を第二閾値以下の容量に圧縮符号化する手段と、前記第二閾値を前記第一閾値よりも大きく設定する手段と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、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形成コントローラに関わるものである。

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(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(プリントヘッド)およ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プリントヘッドを記録紙の搬送方向(副走査方向)と直行する方向(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、複数色のプリント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。

この記録方法は、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、およ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(記録)手段として広く用いられている。

従来のインクジェット記録方法においては、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印字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およ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。このような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、キャラクタのみ印字するモノクロ・インクジェット記録装置と異なり、カラー・イメージ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、様々な要素が必要となる。

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C(LC),ライトM(LM),ライトY(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。

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、この中間データにしたがいレンダリング(ラスタイメージへの変換)を行うことで各種情報から印字解像度に対応したイメージ情報を生成する。PDLには高度なグラフィックス機能に特徴を持つタイプと、高速に印字できる高速処理機能に特徴を持つタイプのものがある。

このようなカラーPDLインクジェット記録装置は画像形成コントローラと画像形成エンジンで構成される(図8)。画像形成コントローラ801は、ホストPC等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、入力画像情報に基づく画像形成データの生成などを実現するものであり、画像形成エンジン802は、記録紙の搬送やキャリッジの駆動を行うとともにプリントヘッドを制御して画像を形成するものである。

次に、画像形成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データの描画には大きく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変換およびハーフトーン処理を実行するため、画像処理構成・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。

以下、コントーンレンダリング方式での画像形成コントローラ内のデータ処理の流れを示す(図9)。

ホストPCより各種PDLデータを受信すると、CPUにおいてPDLデータの解析処理を行い(901)、高速なレンダリング処理を行うための中間データ(ディスプレイリスト)に変換する(902)。RAMに割り当てられたディスプレイリストバッファには通常1ページ分のディスプレイリストが格納される(903)。続いて生成・格納されたディスプレイリストにしたがいRGB各色8bitのラスタイメージへの変換処理を実現する(904)。1ページよりも小さなライン数であるバンド単位のディスプレイリストにしたがいバンドごとのラスタイメージ変換処理を行うものであり、ラスタイメージを構成する各オブジェクトの種類を認識してオブジェクト種を示す属性データを付加して出力する。レンダリング処理結果であるラスタイメージ及び属性ビットは描画バッファに一時格納(905)された後にそれぞれ非可逆方式および可逆方式を用いて圧縮符号化処理(906)されてページバッファに保持される(907)。プリントに際してページバッファに保持されている圧縮データを読み出して復号化処理(908)して画像処理バッファに一時格納する(909)。そしてRGB多値データに対して属性データを参照しながら色変換及びハーフトーン処理を実行して出力解像度のKCMY形式の各色1bitデータを生成する(910)。生成したドットデータはエンジンへ転送される。

ここで属性データとはオブジェクトの種類を示すもので、例えば、文字、細線、図形、中間調画像などのほかに有彩色と無彩色などを識別するよう構成する。後段の画像処理において画素単位に付与された属性ビットを参照しながら適切な色調整やハーフトーン処理を施すことにより最終的なプリント出力の高画質化を実現するものである。

上述のとおり生成されたラスタイメージと属性データをページ単位で限られたメモリに保持するために圧縮符号化が行われる。カラー画像ではレンダリングにより作成されるラスタイメージは非常に大きく、可逆な圧縮方式では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な圧縮方式(例えばJPEG)が採用される。JPEG方式ではDCT変換係数を量子化する際の量子化ステップを制御することにより符号量と画質をコントロールすることができる。実際の圧縮率調整においては、想定した符号量を越えてしまった場合に圧縮率(量子化パラメータ)を変更して再度圧縮符号化を行う方法や、あらかじめプリスキャンによる符号量見積もりを行って量子化パラメータを設定する方法などが用いられる。

一方、属性データには劣化が許されないことから可逆圧縮(例えばPackbits)を施すことになる。Packbitsなどに代表される可逆圧縮方式では符号量調整が行えないことから、データの特性によっては圧縮後のサイズが非常に大きくなってしまう場合がある。

属性データの圧縮後のサイズが大きいと全体に占める属性データの割合が大きくなるためラスタイメージの圧縮率を高くすることでトータルサイズを小さく抑えなければならない。結果として非可逆圧縮による画質劣化が属性データを使用した画質改善効果を上回って出力画像の画質低下を招いてしまう。

そこで目標となる圧縮率に満たなかった場合に、属性データから置換ビットを決定して属性値の置換処理を行って情報量を削減して圧縮率を高める方式などが提案されている(たとえば特許文献1、特許文献2)。具体的には無彩色文字と有彩色文字の識別情報を全て有彩色文字に置き換えたり、文字や線画と中間調画素の識別情報を全て中間調画素を示すよう変更するものであるものである。

次にディスプレイリストのオーバーフロー回避について説明する。

PDLデータのサイズは限定されていないためデータの複雑さが増していくと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、それまでに作成・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する(フォールバックと称する)。この言わば途中のレンダリング結果であるラスタデータは背景画像として圧縮符号化する。それまでに作成したディスプレイリストを一度クリアして空いたバッファ領域に残りのディスプレイリストを作成することにより、限定されたメモリ空間(ディスプレイリストバッファ)で大きなサイズのディスプレイリストを処理できる。

またディスプレイリストが複雑になるとレンダリングに必要なワーク領域が増大するため、ディスプレイリストバッファの不足状態のほかに、レンダリングに使用するワーク領域の不足状態においてもこのようなフォールバック処理が必要となる。

圧縮符号化された背景画像は所定のサイズに収めなければならないことから非可逆な圧縮方式が用いられる。しかしながら非可逆圧縮では圧縮率の増大にしたがい画質劣化が顕著になる。この画質劣化した圧縮画像を背景として残りの前面画像を描画すると、前面と背景の間に画質差が生じて境界線などが目立ってしまうといった問題があった。

これに対して、圧縮された背景画像の画質劣化の程度を検知して同程度の劣化を起こす圧縮処理を画像全体に行うことにより、背景画像と前面画像の間の画質差を減少させて境界の目立たない良好な画像を得る方式などが提案されている(たとえば特許文献3)。
特開2003-069835号公報特開2004-214738号公報特開2004-171533号公報

しかしながら上記従来の画像形成コントローラには次のような課題が存在する。

フォールバック時の非可逆圧縮が原因となり生じた劣化は修復できないことから、いったん背景画像に生じた画質劣化は最終画像に反映されてしまう。属性データに関しても同様であり、フォールバック時の属性削減処理により失われたオブジェクト属性種別を復元することは不可能である。したがって、背景画像の前面に描画された画像の特性のために最終的に全体の圧縮効率が高められる場合であっても、品位が低下したラスタイメージや削減された属性情報を取り戻すことはできないといった問題点があった。

また、目標圧縮率に満たない場合に生じる画像圧縮のリトライ処理や属性データの削減処理が繰り返し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といった問題点があった。

本発明はこのような上記課題に鑑みなされたものであって、その目的は、圧縮符号化によりラスタイメージ及び属性データを限られたメモリに保持する画像形成コントローラにおいて、フォールバック時の高圧縮化が原因となるラスタイメージの画質劣化を最小限に抑制し、属性データを最大限に残したページ圧縮を可能とし、高速かつ高品位な画像形成を実現する、優れた画像形成コントローラを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係る第一の発明による画像形成コントローラは以下の構成からなる。

すなわち、入力画像情報に基づき画像形成データを生成して画像形成エンジンに供給する画像形成コントローラであって、入力画像情報にしたがう描画用の中間データを作成する中間データ生成手段と、前記中間データを解釈してラスタイメージを出力するレンダリング手段と、前記レンダリング手段が生成出力したラスタイメージを背景情報とするフォールバック手段と、前記レンダリング手段出力であるラスタイメージを最終情報として第一閾値以下の容量に圧縮符号化する第一圧縮手段と、前記フォールバック手段出力である背景情報を第二閾値以下の容量に圧縮符号化する第二圧縮手段と、前記第二閾値を前記第一閾値よりも大きく設定する閾値制御手段と、を備えることを特徴とする。上記構成により、フォールバック手段出力である背景情報のラスタイメージを、レンダリング手段出力である最終情報のラスタイメージよりも緩い圧縮率で符号化することが可能になる。

さらに本発明に係る第二の発明による画像形成コントローラは以下の構成からなる。

すなわち、入力画像情報に基づき画像形成データを生成して画像形成エンジンに供給する画像形成コントローラであって、入力画像情報にしたがう描画用の中間データを作成する中間データ生成手段と、前記中間データを解釈してラスタイメージと画素ごとの属性ビットを出力するレンダリング手段と、前記レンダリング手段が生成出力したラスタイメージと画素ごとの属性ビットを背景情報とするフォールバック手段と、前記レンダリング手段出力であるラスタイメージと画素ごとの属性ビットを最終情報として第一閾値以下の容量に圧縮符号化する第一圧縮手段と、前記フォールバック手段出力である背景情報を第二閾値以下の容量に圧縮符号化する第二圧縮手段と、前記第二閾値を前記第一閾値よりも大きく設定する閾値制御手段と、を備えることを特徴とする。上記構成により、フォールバック手段出力である背景情報のラスタイメージ及び属性ビットを、レンダリング手段出力である最終情報のラスタイメージ及び属性ビットよりも緩い圧縮率で符号化することが可能になる。

さらに本発明に係る第三の発明による画像形成コントローラは以下の構成からなる。

すなわち、第一又は第二の発明による画像形成コントローラにおいて、前記第一圧縮手段及び前記第二圧縮手段は、ラスタイメージを非可逆方式で圧縮符号化するものである、ことを特徴とする。上記構成により、劣化をともなう非可逆方式でラスタイメージを圧縮符号化する場合に適用することができる。

さらに本発明に係る第四の発明による画像形成コントローラは以下の構成からなる。

すなわち、第二の発明による画像形成コントローラにおいて、前記第一圧縮手段及び前記第二圧縮手段は、画素ごとの属性ビットを可逆方式で圧縮符号化するものである、ことを特徴とする。上記構成による劣化が生じない可逆方式で画素ごとの属性ビットを圧縮符号化する場合に適用することができる。

さらに本発明に係る第五の発明による画像形成コントローラは以下の構成からなる。

すなわち、第一又は第二の発明による画像形成コントローラにおいて、前記第一圧縮手段は最終情報の容量が第一閾値を超過した場合に再度圧縮符号化処理を実行するものである、ことを特徴とする。上記構成により、第一閾値を第一圧縮のターゲット容量として圧縮符号化を繰り返すことが可能になる。

さらに本発明に係る第六の発明による画像形成コントローラは以下の構成からなる。

すなわち、第一又は第二の発明による画像形成コントローラにおいて、前記第二圧縮手段は背景情報の容量が第二閾値を超過した場合に再度圧縮符号化処理を実行するものである、ことを特徴とする。上記構成により、第二閾値を第二圧縮のターゲット容量として圧縮符号化を繰り返すことが可能になる。

さらに本発明に係る第七の発明による画像形成コントローラは以下の構成からなる。

すなわち、第一から第六の何れかの発明による画像形成コントローラにおいて、熱エネルギーを用いてインクに状態変化を生起させることによりインク滴を吐出して各画素にドットを形成することにより画像を形成する方式を採用した画像形成エンジンを接続して画像形成システムを構成する、ことを特徴とする。上記構成により、サーマル・インクジェット方式の画像形成システムに適用することが可能になる。

さらに本発明に係る第八の発明による画像形成コントローラは以下の構成からなる。

すなわち、第一から第六の何れかの発明による画像形成コントローラにおいて、圧力発生素子を作動させることによりインク滴を吐出して各画素にドットを形成することにより画像を形成する方式を採用した画像形成エンジンを接続して画像形成システムを構成する、ことを特徴とする。上記構成により、ピエゾ・インクジェット方式の画像形成システムに適用することが可能になる。

本発明によれば、入力画像情報に基づき画像形成データを生成して画像形成エンジンに供給する画像形成コントローラであって、入力画像情報にしたがう描画用の中間データを作成する中間データ生成手段と、前記中間データを解釈してラスタイメージを出力するレンダリング手段と、前記レンダリング手段が生成出力したラスタイメージを背景情報とするフォールバック手段と、前記レンダリング手段出力であるラスタイメージを最終情報として第一閾値以下の容量に圧縮符号化する第一圧縮手段と、前記フォールバック手段出力である背景情報を第二閾値以下の容量に圧縮符号化する第二圧縮手段と、前記第二閾値を前記第一閾値よりも大きく設定する閾値制御手段と、を備えることにより、フォールバック時の背景情報の目標圧縮率をページ格納時の最終情報の目標圧縮率よりも大きく(緩く)設定することが可能となり、フォールバックにおける情報の劣化・欠落、および処理負荷増大によるスループット低下を抑制し、高速・高品位な画像形成データ生成を実現することができるといった優れた効果を発揮する。

本発明を実施するための最良の形態は、下記実施例の中で具体的な例を挙げて説明する。

以下、図面を参照して本発明の第1の実施例を詳細に説明する。

図4は本発明による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。

401はプリントヘッドであり、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。402はプリントヘッド401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402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。403は紙送りローラであり、補助ローラ(図外)とともに記録紙405を抑えながら回転し、記録紙405をY方向に随時送っていく。また404は給紙ローラであり、記録紙405の給紙を行うとともに、紙送りローラ403及び補助ローラと同様に記録紙405を抑える役割を果たす。ここで、プリントヘッド401は、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402は記録開始命令によりX方向に移動しながらプリントヘッド401の複数のノズルにより記録データに従い記録紙405上にインクを吐出し記録を行う。記録紙405端部まで記録データの記録が終了すると、紙送りローラ404が矢印方向へ回転することによりY方向へ所定幅だけ紙送りし、続いてキャリッジ402は−X方向に移動しながらインクを吐出して記録を行い、キャリッジは元のホームポジション位置HPに戻る。このようなスキャン動作と紙送り動作との繰り返しによりデータ記録を実現する。

なお、インクジェット記録装置は、画像形成コントローラと画像形成エンジンで構成される(図8)。画像形成コントローラ801は、ホストPC等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、入力画像情報に基づく画像形成データの生成などを実現するものであり、画像形成エンジン802は、記録紙の搬送やキャリッジの駆動を行うとともにプリントヘッドを制御して画像を形成するものである。

本実施例におけ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順に4インク色分だけ配列している。プリントヘッドのノズル解像度は1200dpi、吐出インク滴量は4plである。往路走査と復路走査ともに画像形成を行ういわゆる双方向記録を実施するものであり、1パスで解像度1200dpi×1200dpiのドット形成を行う。

双方向記録におけるプリントヘッドの記録走査の様子を図5に示す。まず往路走査での1280ラインの画像形成の後に1280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。

図3は画像形成コントローラの概略構成を示すブロック図である。

CPU301は通信インタフェース302を介してホストPC303に接続されており、制御プログラムを格納したROM305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EEPROM306、及びホストPC503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RAM304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。RAM304は増設ポートを使用することでメモリ容量を拡張できるよう構成されている。操作パネル308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307を介してCPU301に伝達され、またCPU301からの命令により同様に操作パネルインタフェース307を介して操作パネル308のLED点灯やLCD表示が制御される。拡張インタフェース309はHDDなどの拡張カード310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。レンダリング部311はCPU301によって生成された中間データ(ディスプレイリスト)を解釈してラスタイメージ及び各画素に対応する属性ビットを作成する。非可逆圧縮部314はラスタイメージを非可逆方式で符号化するものであり、非可逆伸張部315は非可逆方式で圧縮符号化されたラスタイメージを復号化処理するものである。可逆圧縮部312は属性ビットを可逆方式で符号化するものであり、可逆伸張部313は可逆方式で圧縮符号化された属性ビットを復号化処理するものである。画像処理部316は属性ビットに基づいて文字や図形といったオブジェクト種類にしたがい最適な画像処理を施してエンジン仕様に適合した各インク色の画像形成データを生成出力する。画像形成データはエンジンインタフェース317を介して画像形成エンジン318へ送出される。

コントローラに着目したPDL処理及び画像処理について詳細に説明する。

図2はコントローラ内の基本データ処理フローを示している。ホストPCから受信したPDLデータより解釈・生成された中間データであるディスプレイリストにしたがいラスタイメージへの変換処理を行い、さらにエンジンでの画像形成に適した形式のドットデータへ変換するものである。PDLデータとは描画内容が記述された画像データであり、文字や数字を表すフォントデータ、幾何学的な線画を表すベクタデータ、自然画像など各種のビットマップ画像データ、などに区分される。

まずホストPCより各種PDLデータを受信すると、CPUにおいてPDLデータの解析処理を行い(201)、高速なレンダリング処理を行うための中間データ(ディスプレイリスト)に変換する(202)。RAMに割り当てられたディスプレイリストバッファには通常1ページ分のディスプレイリストが格納される(203)。続いて生成・格納されたディスプレイリストにしたがいRGB各色8bitのラスタイメージへの変換処理を実現する(204)。1ページよりも小さなライン数であるバンド単位のディスプレイリストにしたがいバンドごとのラスタイメージ変換処理を行う。レンダリング処理結果であるラスタイメージ及び属性ビットは描画バッファに一時格納(205)された後にそれぞれ非可逆方式および可逆方式を用いて第一圧縮符号化処理(206)されてページバッファに保持される(207)。プリントに際してページバッファに保持されている圧縮データを読み出して第一復号化処理(208)して画像処理バッファに一時格納する(209)。そしてRGB多値データに対して属性データを参照しながら色変換及びハーフトーン処理を実行して出力解像度のKCMY形式の各色1bitデータを生成する(213)。生成したドットデータはエンジンへ転送される。一方、ディスプレイリストが所定容量を越えて1ページ分のディスプレイリストをディスプレイリストバッファに格納しきれない場合にはフォールバックを発生する。フォールバック発生時には、それまで作成されたディスプレイリストに基づいてレンダリング処理が実行される(204)。生成されたラスタイメージ及び属性ビットは描画バッファに一時格納(205)された後に第二圧縮符号化処理(210)されてフォールバックバッファに格納される(211)。保持されたラスタイメージ及び属性ビットは第二復号化処理(212)されて背景画像として使用される。

フォールバック時に生成されたラスタイメージ及び属性ビットはバンド単位に伸張して直接描画バッファに背景画像として書き戻してもよいし、ディスプレイリスト化して再登録するものであってもよい。

本実施例においてはレンダリング時にラスタイメージとともに生成される属性データは画素ごとに4bitである(図6)。Bit3_2は"01"が文字、"10"が図形、"11"が中間調画像、"00"はオブジェクトを構成していないこと、を表す。またBit1は"1"のときに細線であることを表わす。Bit0は無彩色("1")と有彩色("0")の識別ビットである。たとえば、"0101"は無彩色文字、"1010"は有彩色細線を意味する。

ここで、ラスタイメージはRGB形式の各色8bitデータであり非可逆圧縮方式としてJPEGを用いることができる。本実施例では8段階の量子化テーブル(QTABLE＃0〜＃7)を備えており、最も高画質/低圧縮なパラメータ(QTABLE＃0)から最も低画質/高圧縮なパラメータ(QTABLE＃7)までを適宜選択して可能なかぎり高画質に圧縮符号化を行うことができる(図7)。

また属性データは画素あたり4bitで構成されており可逆圧縮方式としてPackbitsを用いることができる。可逆なPackbits方式では圧縮結果の容量は固定でありデータ量の調整ができない。このため属性データの圧縮情報量の削減は属性種別を減らすことで実現する。具体的には、無彩色を有彩色に(Bit0を"0"に固定)、細線を図形(共通)に(Bit1を"0"に固定)、それぞれ変換する(置き換える)ことによって属性種別を削減する。ここでは識別ビットを変換することで対応するが、削減した結果として取りえる値の数に応じてビット数を減らすことも可能である。

なお、第一圧縮処理及び第二圧縮処理ではそれぞれ第一目標圧縮率及び第二目標圧縮率が設定されており、必要に応じてパラメータ(量子化テーブル)を変更して圧縮処理を繰り返し実行する。上述のとおり、非可逆圧縮では高圧縮化にともないラスタイメージの劣化が生じて画質劣化が視認されることとなる。また属性ビットについてもビット置換処理(変換処理)によって高圧縮化を実現するものの、失われた属性識別情報は復元することができないため後段の画像処理におけるオブジェクト属性の適応処理に制限が生じることとなる。

また、第一圧縮処理と第二圧縮処理の圧縮方式は同一でもよいし異なるものであってもよい。また、符号化部(復号化部)を独立に用意してもよいし一部あるいは全てを共用するものであってもよい。

本発明において特徴的な、フォールバック時とページスプール時にそれぞれ使用するターゲット圧縮率の設定方法について、図1のPDL処理を中心とした基本フローチャートにしたがって説明する。

PDLデータが受信されるとCPUはPDLを解釈(S101)してディスプレイリストを作成する(S102)。ディスプレイリストのサイズが所定容量を越えるとフォールバックが発生する(S103)。フォールバック処理に移行するとレンダリング(S104)が開始され、生成されたラスタイメージと属性ビットを圧縮符号化してフォールバックバッファに格納する(S105)。ここで圧縮データ量/元データ量で表現する目標圧縮率はNである。目標達成まで再圧縮処理を実行してラスタイメージを背景画像として使用する。ここで再圧縮処理は再レンダリング処理を伴うものであってもよい。これを繰り返し実行して1ページ分のディスプレイリストが生成される(S106)とレンダリング処理を行う(S107)。生成されたラスタイメージと属性ビットを圧縮符号化してページバッファに格納する(S108)。ここで目標圧縮率はMであり、フォールバック時に使用する目標圧縮率Nよりも小さい(厳しい)。目標達成まで再圧縮処理を実行することで圧縮ページデータが完成する。ここで同様に再圧縮処理は再レンダリング処理を伴うものであってもよい。さらに最適な画像処理(S109)を施して最終的な画像形成エンジンの所望の画像形成データを生成するものである。

このようにフォールバック時の目標圧縮率Nを最終的なページ格納時の目標圧縮率Mよりも大きく(緩く)設定することにより、フォールバック時のラスタイメージ又は(及び)属性ビットの圧縮が効かない場合にも目標圧縮率達成における画質劣化又は(及び)属性削減を相対的に抑えることができる。ラスタイメージについては、フォールバック段階での過度の画質劣化を抑制して、背景画像と最終画像内のフォールバック後に背景の前面に重ねられた前面画像との間の大きな画質差の発生も回避でき、最終画像全体の高画質化を実現する。属性ビットについては、フォールバック段階の過度の属性削減を抑制して、最終画像における属性分類を最大限に保存することにより、後段の画像処理におけるオブジェクトごとの最適処理による高画質化を達成する。さらには目標圧縮率に満たない場合のフォールバック時の再圧縮頻度を減らすことも同時に実現できることから全体処理の高速化にも貢献する。

フォールバックバッファはページバッファやディスプレイリストバッファと共用させることも可能である。ページバッファは装置内の滞留ページ数などから複数ページ分の容量が必要になるが、フォールバックバッファは1ページ分のみであることから、フォールバック時に目標とする圧縮ページサイズとページ格納時に目標とする圧縮ページサイズの差分に相当する追加バッファは全体のメモリ容量の中で大きな比率を占めるものではない。

以上詳細に説明したとおり、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、ディスプレイリストバッファの不足などの要因によるフォールバック発生時の目標圧縮率を通常のページスプール時の目標圧縮率よりも緩く(低圧縮)に設定する。これにより、フォールバック時に生じる画質劣化やオブジェクト情報の欠落、ひいては最終データでの画質劣化やオブジェクト情報の欠落、を最小限に抑制するとともに、フォールバック発生による負荷増大を抑えた高速処理を可能にし、高速かつ高品位な画像形成を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。

上記第1の実施例においては、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、接続するプリントエンジンに搭載する色数や色種はこれに限定するものではない。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(LY),ライトブラック(LB)などの淡色やレッド(R),ブルー(B)など特別色を追加したものでもよい。また搭載するプリントヘッドは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プリント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。

また、本発明はプリント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、プリントヘッドは吐出口近傍に発熱素子(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、他のシリアル走査方式や電子写真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、上記第1の実施例においては、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。

本発明の第１の実施例における基本フローチャートである。本発明の第１の実施例におけるデータ処理の流れを説明する図である。本発明の第１の実施例における画像形成コントローラの概略ブロック図である。本発明の第１の実施例における記録部を示す概略図である。本発明の第１の実施例における双方向記録走査の様子を説明する図である。本発明の第１の実施例における属性ビットの割り当て例を説明する図である。本発明の第１の実施例における非可逆圧縮で選択可能な量子化テーブルを説明する図である。インクジェット記録装置の構成を説明する図である。データ処理の流れを説明する図である。

Claims

入力画像情報に基づき画像形成データを生成して画像形成エンジンに供給する画像形成コントローラであって、
入力画像情報にしたがう描画用の中間データを作成する中間データ生成手段と、
前記中間データを解釈してラスタイメージを出力するレンダリング手段と、
前記レンダリング手段が生成出力したラスタイメージを背景情報とするフォールバック手段と、
前記レンダリング手段出力であるラスタイメージを最終情報として第一閾値以下の容量に圧縮符号化する第一圧縮手段と、
前記フォールバック手段出力である背景情報を第二閾値以下の容量に圧縮符号化する第二圧縮手段と、
前記第二閾値を前記第一閾値よりも大きく設定する閾値制御手段と、
を備えることを特徴とする画像形成システム。
入力画像情報に基づき画像形成データを生成して画像形成エンジンに供給する画像形成コントローラであって、
入力画像情報にしたがう描画用の中間データを作成する中間データ生成手段と、
前記中間データを解釈してラスタイメージと画素ごとの属性ビットを出力するレンダリング手段と、
前記レンダリング手段が生成出力したラスタイメージと画素ごとの属性ビットを背景情報とするフォールバック手段と、
前記レンダリング手段出力であるラスタイメージと画素ごとの属性ビットを最終情報として第一閾値以下の容量に圧縮符号化する第一圧縮手段と、
前記フォールバック手段出力である背景情報を第二閾値以下の容量に圧縮符号化する第二圧縮手段と、
前記第二閾値を前記第一閾値よりも大きく設定する閾値制御手段と、
を備えることを特徴とする画像形成システム。
前記第一圧縮手段及び前記第二圧縮手段は、ラスタイメージを非可逆方式で圧縮符号化するものである、
ことを特徴とする[請求項1]又は[請求項2]記載の画像形成コントローラ。
前記第一圧縮手段及び前記第二圧縮手段は、画素ごとの属性ビットを可逆方式で圧縮符号化するものである、
ことを特徴とする[請求項2]記載の画像形成コントローラ。
前記第一圧縮手段は最終情報の容量が第一閾値を超過した場合に再度圧縮符号化処理を実行するものである、
ことを特徴とする[請求項1]又は[請求項2]記載の画像形成コントローラ。
前記第二圧縮手段は背景情報の容量が第二閾値を超過した場合に再度圧縮符号化処理を実行するものである、
ことを特徴とする[請求項1]又は[請求項2]記載の画像形成コントローラ。
熱エネルギーを用いてインクに状態変化を生起させることによりインク滴を吐出して各画素にドットを形成することにより画像を形成する方式を採用した画像形成エンジンを接続して画像形成システムを構成する、
ことを特徴とする[請求項1]から[請求項6]の何れか一項に記載の画像形成コントローラ。
圧力発生素子を作動させることによりインク滴を吐出して各画素にドットを形成することにより画像を形成する方式を採用した画像形成エンジンを接続して画像形成システムを構成する、
ことを特徴とする[請求項1]から[請求項6]の何れか一項に記載の画像形成コントローラ。