JP2008205611A - 画像処理回路およびそれを搭載したプリンタコントローラ - Google Patents
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Abstract
【課題】性能の異なる画像処理装置に共通に使用することができる画像処理回路を提供する。
【解決手段】プリンタコントローラに搭載され、画素ごとに多値の階調値を有する入力画像データに対してハーフトーニングを行って、出力画像データを出力する画像処理回路であって、ガンマテーブルとインデックステーブルを用いるハーフトーン処理部244と、閾値テーブルを用いるディザ処理部245と、これらのいずれか一方に切り替えを行う切り替え部247とを有する。
【選択図】図1
【解決手段】プリンタコントローラに搭載され、画素ごとに多値の階調値を有する入力画像データに対してハーフトーニングを行って、出力画像データを出力する画像処理回路であって、ガンマテーブルとインデックステーブルを用いるハーフトーン処理部244と、閾値テーブルを用いるディザ処理部245と、これらのいずれか一方に切り替えを行う切り替え部247とを有する。
【選択図】図1
Description
本発明は、画像処理回路およびそれを搭載したプリンタコントローラに関する。
従来から、プリンタ等の画像処理装置は、画素ごとに多値の階調値を有する入力画像データに対して、ハーフトーニングにより複数のドット情報から成る出力画像データに変換し出力する。また、印刷エンジンは、ドット情報に基づいて印刷用紙に印刷を行う。
特許文献1および2に示すように、ハーフトーニング技術には種々の方法がある。例えば、インデックステーブルおよびガンマテーブルを用いたハーフトーン処理(以下、ハーフトーン処理と呼ぶ)や、閾値テーブル(閾値マトリックス)によるディザ法を用いたハーフトーン処理(以下、ディザ処理と呼ぶ)により実現される。
ところで、プリンタ等の画像処理装置を構成する印刷エンジンの性能と、ユーザの印刷品質の要求とが多種多様であるため、プリンタコントローラそれぞれに適した制御を行うことが求められる。そのためには、画像処理回路が専用化されることになる。一方、プリンタメーカの立場では、使用する部品、とりわけ、高価な画像処理回路については、できる限り汎用性の高いものを用いることが望ましい。
ハーフトーン処理は、印刷エンジンの出力パルス幅のビット数が多い(例えば、4ビット以上)場合に適している。しかし、印刷エンジンの出力パルス幅のビット数が少ない(例えば、1ビット)場合、ガンマテーブルの要素数(ガンマテーブル数)で諧調数が決まってしまい、階調数を上げることが困難となる。一方、ディザ処理は、印刷エンジンの出力パルス幅のビット数が少ない場合でも、閾値テーブルの大きさに応じて階調数を上げることができる。
プリンタメーカは、多種多様な画像処理装置に対して、印刷品質などの一定の条件を満足させつつも、プリンタコントローラに搭載する画像処理回路の汎用性を高めて共通化するため、上記のハーフトーン処理を行う画像処理回路を提供している。しかし、この画像処理回路では、印刷エンジンの出力パルス幅ビット数が少ない画像処理装置においては、中間調の階調数が低くなるという問題がある。
上記課題を解決するため、第1の態様は、印刷エンジンを制御して印刷を行わせるプリンタコントローラに搭載して、画素ごとに多値の階調値を有する入力画像データに対してハーフトーニングを行って、出力画像データを出力する画像処理回路において、前記入力画像データに対して、階調値と出力データとの対応を有するガンマテーブルと、各画素の階調値に適用するガンマテーブルを指定するインデックス値を格納するインデックステーブルと、を有し、前記各画素に対応するインデックス値が指定するガンマテーブルを用いて、画素単位に前記階調値を前記出力データに変換して出力するハーフトーン処理部と、前記入力画像データに対して、各画素の階調値を2値の出力データに変換するための閾値を格納する閾値テーブルを用いて、画素単位に前記階調値を前記出力データに変換して出力するディザ処理部と、前記ハーフトーン処理部および前記ディザ処理部のいずれか一方から前記出力データを出力するための切り替えを行う切り替え部と、を有することを特徴とする。
また、前記画像処理回路において、外部から前記切り替え部に対して、前記ハーフトーン処理部および前記ディザ処理部のいずれに切り替えるかを選択する切り替え選択信号の入力を受け付ける切り替え選択信号受付部を有することができる。
また、前記画像処理回路において、前記インデックステーブルを構成するデータ、および、前記閾値テーブルを構成するデータのいずれをも格納可能な第1のメモリと、前記ガンマテーブルを構成するデータを格納するための第2のメモリと、を有し、前記第1のメモリは、前記第2のメモリと前記ディザ処理部とに接続され、前記第2のメモリは、前記ハーフトーン処理部に接続される構成とすることができる。
また、前記画像処理回路において、前記インデックステーブルを構成するデータ、および、前記閾値テーブルを構成するデータのいずれをも格納可能な第1のメモリと、前記ガンマテーブルを構成するデータ、および、前記閾値テーブルを構成するデータのいずれをも格納可能な第2のメモリと、を有し、前記第1のメモリは、前記第2のメモリと前記前記ディザ処理部とに接続され、前記第2のメモリは、前記ハーフトーン処理部と前記ディザ処理部とに接続される構成とすることができる。
また、前記画像処理回路を搭載したプリンタコントローラであって、前記切り替え部により、前記出力データが前記ハーフトーン処理部から出力される状態に切り替えられている場合には、前記第1のメモリに前記インデックステーブルを構成するデータが格納され、前記第2のメモリに前記ガンマテーブルを構成するデータが格納される構成とすることができる。
また、前記画像処理回路を搭載したプリンタコントローラであって、前記切り替え部により、前記出力データが前記ディザ処理部から出力される状態に切り替えられている場合には、前記第1のメモリに前記閾値テーブルを構成するデータが格納される構成とすることができる。
また、前記画像処理回路を搭載したプリンタコントローラであって、前記切り替え部により、前記出力データが前記ディザ処理部から出力される状態に切り替えられている場合には、前記第1のメモリおよび第2のメモリに前記閾値テーブルが格納される構成とすることができる。
以下、図面を参照して、第1の実施形態について説明する。
図1は、第1の実施形態に適用されるプリンタコントローラおよび画像処理回路の構成を示すブロック図である。
ホストコンピュータ100は、例えば、アプリケーションプログラムにより文字データや図形データ等の印刷対象のデータを生成する。印刷に際し、印刷対象のデータをプリンタコントローラ200に出力する。
印刷エンジン101は、例えば、プリンタコントローラ200から出力された出力画像データを表すレーザパルス幅信号に基づいて印刷用紙に印刷を行う。印刷エンジン101は、例えばレーザプリンタであれば、レーザ照射機構、感光体ドラム、紙送り機構等により構成される。
プリンタコントローラ200は、例えば、CPU201、外部イメージメモリ202、ROM203、画像処理回路220およびパルス幅変調部204を有する。画像処理回路220は、例えば、CPUインタフェース221、I/Oインタフェース222、メモリインタフェース223および画像処理部240を有する。
CPU201は、プリンタコントローラ200についての各種の処理を行う。例えば、CPU201は、ホストコンピュータ100から送信された印刷対象のデータを複数色成分で表現した画像データに変換して外部イメージメモリ202に展開する処理、各種データの転送命令等を行う中央処理装置である。また、CPU201は、CPUインタフェース221を介して他の装置と接続される。
外部イメージメモリ202は、CPU201が展開した画像データ等をいったん格納する領域を備えており、例えばDRAMにより構成される。ROM203は、プリンタコントローラ200を制御するためのプログラム、印刷エンジン101に関するパラメータ(例えば、パルス幅ビット数等)、画像処理部240が用いるデータ(例えば、インデックステーブル、ガンマテーブル、閾値テーブルを構成するデータ等)、などを格納する不揮発性メモリである。
パルス幅変調部204は、例えば、画像処理回路240が出力した出力データ(パルス幅ビット)に対応したレーザパルス幅信号を生成し、印刷エンジン101に出力する。
I/Oインタフェース222は、外部から接続される装置との間でデータの入出力を制御する。メモリインタフェース223は、外部イメージメモリ202およびROM203への入出力を制御する。また、メモリインタフェース223は、外部イメージメモリ202から出力された画素単位のデータ、例えば、階調値や当該画素の属性(文字データ、イメージ、グラフィック等)などを、画像処理部240に出力する。
画像処理部240は、SRAM241・242・243、ハーフトーン処理部244、ディザ処理部245、スクリーン切り替え部246、および、ハーフトーン・ディザ処理切り替え部247(以下、切り替え部247と呼ぶ)を有する。なお、ここでは書き換え可能なメモリとしてSRAMを挙げているがこれに限られない。
SRAM241・242は、SRAM243およびディザ処理部245に接続されている。SRAM243はハーフトーン処理部244に接続されている。
また、SRAM241・242には、それぞれ、インデックステーブルまたは閾値テーブルが格納される。SRAM243には、ガンマテーブルが格納される。切り替え部247によりハーフトーン処理部244が選択されている場合、SRAM241・242にはインデックステーブルが格納され、SRAM243にはガンマテーブルが格納され、ハーフトーン処理を行うために使われる。また、切り替え部247によりディザ処理部245が選択されている場合、SRAM241・242には閾値テーブルが格納され、ディザ処理を行うために使われる。
ここで、インデックステーブル、閾値テーブル、ガンマテーブルのそれぞれを構成する各データセットのうち、当該プリンタに必要なデータセットが、選ばれて予めROM203に格納されている。予めROM203に格納されるデータセットは、ハーフトーン処理が選択されている場合は、インデックステーブルおよびガンマテーブルであり、ディザ処理が選択されている場合は、閾値テーブルである。これらのデータセットは、例えば、プリンタコントローラ200の起動時に、CPU201によりROM203から読み出されてSRAM241・242・243に設定される。なお、説明の便宜上、SRAMをテーブルの名称で示すことがあるが、これはSRAMに格納されたデータを意味する。
ハーフトーン処理部244は、インデックステーブル241・242およびガンマテーブル243を用いてハーフトーン処理を行う回路である。まず、画像処理部240は、メモリインタフェース223を介して入力された、外部イメージメモリ202に格納された画像データの各画素値(例えば、各色8ビットの階調値)を受け付ける。ハーフトーン処理部244は、各画素の画素値について、インデックステーブル241またはインデックステーブル242、および、ガンマテーブル243を適用することにより、当該画素の画素値に対応した描画レーザパルス幅を示す出力データ(パルス幅ビット)に変換して出力する。出力されたパルス幅ビットは、パルス幅変調部204において対応するレーザパルス幅信号に変換され、印刷エンジン101に出力される。
ディザ処理部245は、閾値テーブル241・242を用いてディザ処理を行う回路である。まず、画像処理部240は、メモリインタフェース223を介して入力された、外部イメージメモリ202に格納された画像データの各画素値(例えば、各色8ビットの階調値)を受け付ける。ディザ処理部245は、各画素の画素値ついて、閾値テーブル241または閾値テーブル242を適用することにより、当該画素を描画するか否かを示す2値のレーザパルス幅を示す出力データ(パルス幅ビット)に変換して出力する。出力されたパルス幅ビットは、パルス幅変調部204において対応するレーザパルス幅信号に変換され、印刷エンジン101に出力される。
スクリーン切り替え部246は、外部イメージメモリ202から各画素値とともに入力された当該画素の属性に応じて、ハーフトーン処理に使用するスクリーンを切り替える。
例えば、ハーフトーン処理において、インデックステーブル241には文字データに適したスクリーンセル(インデックステーブル)を格納しておき、インデックステーブル242にはイメージデータに適したスクリーンセルを格納しておく。このようにすることで、文字データの画素群およびイメージデータの画素群それぞれに、異なるスクリーンセルを適用することができ、階調性および解像度を保ちつつ鮮明な印刷画像を再現できる。なお、ディザ処理におけるスクリーンの切り替えについては、第2の実施形態で説明する。
切り替え部247は、ハーフトーン処理部244およびディザ処理部245のいずれか一方に切り替えて接続可能な回路である。切り替え部247は、切り替え選択信号受付部240を有しており、画像処理回路220の外部から信号を受け付けることにより切り替わる。切り替え選択信号受付部240は、例えば、外部ピンなどである。切り替え選択信号は、例えば、ハーフトーン処理部244およびディザ処理部245を判別するための値であり、印刷エンジン101の性能(例えば、パルス幅ビット数等)により決められる。なお、切り替えを外部ピンにより行うものとして説明したがこの態様に限られない。例えば、切り替え部247にレジスタを設け、レジスタにハーフトーン処理部244およびディザ処理部245のいずれか一方を示す値を設定することにより、処理部が選択されるものとしてもよい。
ここで、ROM203には、印刷エンジン101の性能を示すパラメータ(例えば、パルス幅ビット数等)が予め設定されている。そして、プリンタコントローラ200の起動時に、例えば、CPU201がROM203から当該パラメータを読み出して対応する切り替え選択信号の値を決定し、切り替え選択信号受付部240を介して切り替え部247に信号を送る。切り替え部247は、切り替え選択信号に従ってハーフトーン処理部244およびディザ処理部245のいずれか一方を選択する。その後、ハーフトーン処理部244およびディザ処理部245のいずれか一方により処理が行われる。
なお、この切り替え部247は、汎用化されているため、選択肢として、ハーフトーン処理部244およびディザ処理部245のいずれかを行う二つの選択肢が用意されている。しかし、画像処理回路220は、特定のプリンタに搭載された後は、そのプリンタのためにのみ作動する。したがって、用意される複数の選択肢のうち、常に、いずれかひとつの選択肢が固定的に選ばれることになる。この選択のしかたは、たとえば、プリンタの起動時に、常に固定的に選択されるか、他の方法によって、選択肢のいずれかを固定的に選ぶように物理的に処理することによって行うことができる。
以上、第1の実施形態について説明した。第1の実施形態により、パルス幅ビット数の異なる印刷エンジンを搭載した画像処理装置それぞれのプリンタコントローラに対して、共通に使用する画像処理回路を提供することができ、かつ、パルス幅ビット数に係わらず良好な階調数を再現することができる。さらには、画像処理回路の共通化によるコスト削減が可能である。
次に、図2を参照して、第2の実施形態について第1の実施形態と異なる点を中心に説明する。本実施形態は、切り替え部247によりディザ処理部245が選択されている場合において、SRAM243を閾値テーブルとして使用するものである。
図2は、第2の実施形態に適用される画像処理部240の構成を示すブロック図である。図1のプリンタコントローラ200、画像処理回路220の構成は、第1の実施形態と同様なので説明を省略する。第1の実施形態と異なるのは、SRAM243をガンマテーブル又は閾値テーブルとして使用可能であり、SRAM243がディザ処理部245とが信号線251により接続されている点である。また、SRAMアドレスデコード部249を有する点である。
SRAMアドレスデコード部249は、切り替え選択信号受付部250を有しており、印刷エンジンの出力パルス幅ビット数に応じた切り替え信号を受け付けることにより、アドレスデコードを行う回路を切り替える。ハーフトーン処理部244が選択された場合は、SRAMアドレスデコード部249は、ガンマテーブルとしてアクセスできるようにアドレスデコードを行い、ディザ処理部245が選択された場合は、閾値テーブルとしてアクセスできるようにアドレスデコードを行う。なお、切り替えの態様は、切り替え部247と同様である。画像処理回路220は、特定のプリンタに搭載された後は、そのプリンタのためにのみ作動するため、用意される複数の選択肢のうち、常に、いずれかひとつの選択肢が固定的に選ばれることになる。
SRAM241・242には、それぞれ、インデックステーブルまたは閾値テーブルが格納される。SRAM243には、ガンマテーブルまたは閾値テーブルが格納される。切り替え部247によりハーフトーン処理部244が選択されている場合、SRAM241・242にはインデックステーブルが格納され、SRAM243にはガンマテーブルが格納され、ハーフトーン処理を行うために使われる。また、切り替え部247によりディザ処理部245が選択されている場合、SRAM241・242・243には閾値テーブルが格納され、ディザ処理を行うために使われる。SRAM243は、閾値テーブルとして使用されるため、ディザ処理部245に信号線251を介して処理対象の各画素に対応する閾値が送られる。
ここで、インデックステーブル、閾値テーブル、ガンマテーブルのそれぞれを構成する各データセットのうち、当該プリンタに必要なデータセットが、選ばれて予めROM203に格納されている。予めROM203に格納されるデータセットは、ハーフトーン処理が選択されている場合は、インデックステーブルおよびガンマテーブルであり、ディザ処理が選択されている場合は、閾値テーブルである。これらのデータセットは、例えば、プリンタコントローラ200の起動時に、CPU201によりROM203から読み出されてSRAM241・242・243に設定される。このように構成することにより、ディザ処理を行う画像処理装置において、閾値テーブルを3つ使うことができる。
次に、複数の閾値テーブル使った場合のディザ処理部245の動作について、図3および図4を用いて説明する。複数の閾値テーブル使った場合、2種類の処理方式を実現することができる。なお、ここでは閾値テーブルは3つとして説明をする。
図3は、ディザ処理部245の構成を説明する図である。なお、SRAMアドレスデコード部249の記載は省略する。ディザ処理部245は、比較回路(CMP)2451・2452・2453、およびスクリーン切り替え部2454を有する。比較回路2451・2452・2453は、入力された画像データを構成する各画素の画素値(例えば、各色8ビットの階調値)と、閾値テーブル241、242、243の当該画素に対応する閾値を比較し、2値のレーザパルス幅を示すデータ(パルス幅ビット)を出力する回路である。ディザ処理部245から出力されたパルス幅ビットは、パルス幅変調部204において対応するレーザパルス幅信号に変換され、印刷エンジン101に出力される。
スクリーン切り替え部2454は、外部イメージメモリ202から各画素値とともに読み出された当該画素の属性に応じて、ディザ処理に使用するスクリーン(閾値テーブル)を切り替える。
例えば、ディザ処理において、閾値テーブル241には文字データに適したスクリーンセルを、閾値テーブル242にはイメージデータに適したスクリーンセルを、閾値テーブル243にはグラフィックデータに適したスクリーンセルを、それぞれ格納しておく。このようにすることで、文字データの画素群、イメージデータの画素群およびグラフィックデータの画素群それぞれに、異なるスクリーンセルを適用することができ、階調性および解像度を保ちつつ鮮明な印刷画像を再現できる。
以上の処理方法は、出力パルス幅ビット数が小さい(例えば、1ビット)場合に適用することが可能である。なお、本実施形態において、閾値テーブルの数は3個であったがこれに限られない。第1の実施形態のように、2個であってよく、また、4個以上であっても同様である。
次に、出力パルス幅ビット数が1ビットよりも大きい(例えば、3ビット)場合に適用できる方式について、図3および図4を用いて説明する。図4は、ディザ処理結果とドットの関係を説明する図である。
この方式では、同じ画素の画素値について、比較回路2451・2452・2453それぞれの処理結果を、1ドットに割り当てる(図4参照)。例えば、閾値テーブル241、242、243の、同位置の画素の画素値と比較を行う閾値が、段階的に上昇するように設定されている。そして、入力された画素値について、閾値テーブル241、242、243それぞれを用いて比較を行い、当該画素値が閾値を超えている場合は、その結果を保持しておく。このようにすることで、1ドットについて、3階調(階調値0の場合を含めると4階調)のパルス幅ビットを表現することができる。当該パルス幅ビットに基づいて、パルス幅変調部204において対応するレーザパルス幅信号に変換され、印刷エンジン101に出力される。
以上の処理方式によりは、出力パルス幅ビット数が大きい(例えば、3ビット)場合に適用することが可能である。なお、当該処理方式は、閾値テーブルの数に応じて適用可能である。
以上、第2の実施形態について説明した。第2の実施形態により、パルス幅ビット数の異なる印刷エンジンを搭載した画像処理装置それぞれのプリンタコントローラに対して、共通に使用する画像処理回路を提供することができ、かつ、パルス幅ビット数に係わらず良好な階調数を再現することができる。また、ディザ処理を行うように設定された場合、SRAMを有効に活用し、さらに、豊かな階調数および解像度を表現することができる。さらには、画像処理回路の共通化によるコスト削減が可能である。
以上、本発明について、例示的な実施形態と関連させて記載した。多くの代替物、修正および変形例が当業者にとって明らかであることは明白である。したがって、上に記載の本発明の実施形態は、本発明の要旨と範囲を例示することを意図し、限定するものではない。
100・・・ホストコンピュータ、101・・・印刷エンジン、200・・・プリンタコントローラ、201・・・CPU、202・・・外部イメージメモリ、203・・・ROM、204・・・パルス幅変調部、220・・・画像処理回路、221・・・CPUインタフェース、222・・・I/Oインタフェース、223・・・メモリインタフェース、240・・・画像処理回路、241・・・SRAM、242・・・SRAM、243・・・SRAM、244・・・ハーフトーン処理部、245・・・ディザ処理部、246・・・スクリーン切り替え部、247・・・ハーフトーン・ディザ処理切り替え部、248・・・切り替え選択信号受付部、249・・・SRAMアドレスデコード部、250・・・切り替え選択信号受付部、251・・・信号線、2451・・・比較回路、2452・・・比較回路、2453・・・比較回路、2454・・・スクリーン切り替え部、400・・・ドット、401・・・閾値テーブル1の結果、402・・・閾値テーブル2の結果、403・・・閾値テーブル3の結果。
Claims (7)
- 印刷エンジンを制御して印刷を行わせるプリンタコントローラに搭載して、画素ごとに多値の階調値を有する入力画像データに対してハーフトーニングを行って、出力画像データを出力する画像処理回路において、
前記入力画像データに対して、階調値と出力データとの対応を有するガンマテーブルと、各画素の階調値に適用するガンマテーブルを指定するインデックス値を格納するインデックステーブルと、を有し、前記各画素に対応するインデックス値が指定するガンマテーブルを用いて、画素単位に前記階調値を前記出力データに変換して出力するハーフトーン処理部と、
前記入力画像データに対して、各画素の階調値を2値の出力データに変換するための閾値を格納する閾値テーブルを用いて、画素単位に前記階調値を前記出力データに変換して出力するディザ処理部と、
前記ハーフトーン処理部および前記ディザ処理部のいずれか一方から前記出力データを出力するための切り替えを行う切り替え部と、を有すること、
を特徴とする画像処理回路。 - 請求項1に記載の画像処理回路において、
外部から前記切り替え部に対して、前記ハーフトーン処理部および前記ディザ処理部のいずれに切り替えるかを選択する切り替え選択信号の入力を受け付ける切り替え選択信号受付部を有することを特徴とする画像処理回路。 - 請求項2に記載の画像処理回路において、
前記インデックステーブルを構成するデータ、および、前記閾値テーブルを構成するデータのいずれをも格納可能な第1のメモリと、
前記ガンマテーブルを構成するデータを格納するための第2のメモリと、を有し、
前記第1のメモリは、前記第2のメモリと前記ディザ処理部とに接続され、
前記第2のメモリは、前記ハーフトーン処理部に接続されること、
を特徴とする画像処理回路。 - 請求項2に記載の画像処理回路において、
前記インデックステーブルを構成するデータ、および、前記閾値テーブルを構成するデータのいずれをも格納可能な第1のメモリと、
前記ガンマテーブルを構成するデータ、および、前記閾値テーブルを構成するデータのいずれをも格納可能な第2のメモリと、を有し、
前記第1のメモリは、前記第2のメモリと前記前記ディザ処理部とに接続され、
前記第2のメモリは、前記ハーフトーン処理部と前記ディザ処理部とに接続されること、
を特徴とする画像処理回路。 - 請求項3および4のいずれか一項に記載の画像処理回路を搭載したプリンタコントローラであって、
前記切り替え部により、前記出力データが前記ハーフトーン処理部から出力される状態に切り替えられている場合には、前記第1のメモリに前記インデックステーブルを構成するデータが格納され、前記第2のメモリに前記ガンマテーブルを構成するデータが格納されること、
を特徴とするプリンタコントローラ。 - 請求項3に記載の画像処理回路を搭載したプリンタコントローラであって、
前記切り替え部により、前記出力データが前記ディザ処理部から出力される状態に切り替えられている場合には、前記第1のメモリに前記閾値テーブルを構成するデータが格納されること、
を特徴とするプリンタコントローラ。 - 請求項4に記載の画像処理回路を搭載したプリンタコントローラであって、
前記切り替え部により、前記出力データが前記ディザ処理部から出力される状態に切り替えられている場合には、前記第1のメモリおよび第2のメモリに前記閾値テーブルが格納されること、
を特徴とするプリンタコントローラ。
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