JP2012004813A - 画像処理装置、及び記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 画像データの補正処理を短時間で行う。
【解決手段】 複数の記録素子の配列方向と交差する方向に被記録媒体を搬送して記録を行う記録装置へ画像データを供給する画像処理装置。複数の記録素子を複数のグループに分け、多値データの値を補正する補正情報をグループ毎に備えるテーブルと、ラスタ形式の多値データを入力する入力部と、多値データをカラム形式に並べ替える横縦変換部と、横縦変換部で並び変えられた多値データを格納する第１バッファと、第１バッファから同一グループの多値データを、前記グループに対応するテーブルに保持されている補正情報を用いて補正する補正部と、補正部によって補正された多値データを格納する第２バッファと、第２バッファに格納されている多値データをラスタ形式に並べ替える縦横変換部と、縦横変換部で変換されたラスタ形式のデータを記録装置へ出力する出力部とを備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、画像データの補正を行う画像処理装置、及び記録装置に関するものである。

引用文献１には、記録ヘッドを用いて画像記録を行う場合に、記録素子毎に吐出するインク量が異なるために生ずる濃度ムラを抑制するために、補正テーブルに保持されている補正情報を用いて画像データの補正処理を行うことが開示されている。

特開平５−２２０９７７号公報

しかしながら、高画質の画像記録を高速で実行するために、画像データの補正処理を含め画像処理を短時間で行うことが求められる。

本発明は、上記課題を解決するための画像処理装置及びその制御方法を提供する。

上記課題を解決するために、本発明の画像処理装置は、複数の記録素子の配列方向と交差する方向に被記録媒体を搬送して記録を行う記録装置へ画像データを供給する画像処理装置であって、前記複数の記録素子を複数のグループに分け、多値データの値を補正する補正情報をグループ毎に備えるテーブルと、
ラスタ形式の多値データを入力する入力部と、前記多値データをカラム形式に並べ替える横縦変換部と、前記横縦変換部で並び変えられた多値データを格納する第１バッファと、前記第１バッファから同一グループの多値データを、前記グループに対応するテーブルに保持されている補正情報を用いて補正する補正部と、前記補正部によって補正された多値データを格納する第２バッファと、前記第２バッファに格納されている多値データをラスタ形式に並べ替える縦横変換部と、前記縦横変換部で変換されたラスタ形式のデータを記録装置へ出力する出力部とを備える。

本発明の記録装置は、複数の記録素子の配列方向と交差する方向に被記録媒体を搬送して記録を行う記録装置であって、前記複数の記録素子を複数のグループに分け、多値データの値を補正する補正情報をグループ毎に備えるテーブルと、ラスタ形式の多値データを入力する入力部と、前記多値データをカラム方向に並べ替える横縦変換部と、前記横縦変換部で並び変えられた多値データを格納する第１バッファと、前記第１バッファから同一グループの多値データを、前記グループに対応するテーブルに保持されている補正情報を用いて補正する補正部と、前記補正部によって補正された多値データを格納する第２バッファと、前記第２バッファに格納されている多値データをラスタ形式に並べ替える縦横変換部と、前記縦横変換部で並び替えた多値データから２値データを生成する生成部と、前記生成部で生成した２値データを前記記録素子へ転送する転送部とを備える。

本発明により、画像処理回路におけるメモリへのアクセス頻度を減らし、制御負荷を軽減し、処理に要する時間を短縮することができる。

第１、第２の実施形態における画像データの処理を説明する図である。 第１の実施形態における画像処理部の構成を説明する図である。 記録素子の記録特性と多値データ及び２値データを説明する図である。 第１の実施形態における記録装置（画像処理装置）の制御構成を示す図である。 第１の実施形態におけるＨＳ部を説明する図である。 第２の実施形態における画像処理部の構成を説明する図である。 第２の実施形態におけるＣＳ部を説明する図である。 記録装置の断面図である。 記録装置の搬送を説明する図である。 記録装置の搬送を説明する図である。 その他の実施形態の記録ヘッドを説明する図である。 画像処理装置の構成を説明する。

（第１の実施形態）
図１を用いて、画像データ（多値データ）の処理について説明する。受信部（入力部）１０３は、情報機器１０００から画像データを受信する。この画像データは、例えば、４ラスタ分の多値データである。

多値データは、受信した順序で受信バッファ１０４に格納される。データ回転部（横縦変換部）１０５は、受信バッファ１０４から多値データを読み出し、多値データの並べ替えを行い（ラスタ形式をカラム形式に変換する）、その多値データを中間バッファ１０６に格納する。画像処理部１０７は、中間バッファ１０６から読み出しを行う。画像処理部１０７は、ＨＳ処理を行うＨＳ部を備えている。ＨＳ処理は、画像データをノズルの吐出量に応じて画像データに変換する。

図２（ｂ）は、画像データを説明する図である。ここでは、説明を簡単にするために、この画像データは、１ラスタあたり６画素を有し、４ラスタ分のデータを備えているものとする。ここで、図２（ｂ）に示す、“２”、“３”、“４”は、図３（ｂ）に示した記録素子の領域である。あらかじめ、記録素子列を複数の領域（グループ）に定めている。図２（ｂ）の最初の１画素目のデータは、領域２の１画素目のデータであることを示す。従って、ＤＭＡ制御部１１５は、１画素目のデータの補正を行うために、補正バッファ１１５に格納されているＨＳ領域２補正テーブルを読み出す。

図１で説明した受信バッファ１０４では、ラスタ形式で格納されている。データ回転部１０５が並べ替え処理（横縦変換）を行っているので、中間バッファ１０６では、カラム単位で格納されている。図１では、多値データの並べ替えにより、中間バッファ１０６に格納されている場合には、データが９０度回転していることを概念的に示している。

画像処理部１０７は、処理を終了すると、バッファ１０８に格納する。次に、データ回転部（縦横変換部）１０９は、バッファ１０８から多値データを読み出し、多値データの並べ替え（カラム形式をラスタ形式に変換する）を行う。即ち、画像データを受信したときと同じ配列にするのである。そして、並べ替えた多値データをバッファ１１６に格納する。多値データは、記録素子の配列順序に対応させてバッファ１１６に格納されている。データ展開部１１１は、多値データから２値データを生成する。

ここで、２値データの生成について説明すると、図３（ｂ）に示すように１画素（６００ｄｐｉ）の多値データから１画素（１２００ｄｐｉ）の２値データを４つ生成する。従って、１ラスタのデータに着目すると、１画素の多値データから２ドット分（記録素子２個分）のデータが生成される。ラスタデータは、記録素子２０１の配列に対応しているので、順に記録素子に割当てられる。

図２（ａ）は、画像処理部１０７の構成を説明する図である。画像処理部１０７は、輝度変換部１０７１、濃度変換部１０７２、ＨＳ部１０７３、ガンマ補正部１０７４、誤差拡散部１０７５を備えている。輝度変換部１０７１は、モニタの表現色であるｓＲＧＢのデータをプリンタの色再現域のＲＧＢ（レッド、グリーン、ブルー）のデータに変換する。輝度変換部１０７１は、三次元ルックアップテーブル（ＬＵＴ）を用いて変換処理を行う。濃度変換部１０７２は、ＲＧＢのデータをＣＭＹＫ（シアン、マゼンタ、イエロー、黒）のデータに変換する。図３（ａ）に示すように、記録素子の記録特性にはばらつきがあり、記録素子間で濃度差が生じる。このために、ＨＳ部１０７３は、簡単に説明すると、濃度差を小さくするために、濃度データを変更（補正）を行う。

図４は、コントローラ１００の制御構成を説明する。コントローラ１００は、図１で説明したブロックの他に、ＣＰＵ１０２、転送バッファ１１２、ヘッド駆動部１１３、エンコーダ制御部１１４を備えている。転送バッファ１１２は、展開部（生成部）１１１で生成された２値データを格納し、ヘッド駆動部１１３に設けられた転送部は、転送バッファから２値データを読み出し、記録ヘッド３００へ転送を行う。なお、ヘッド駆動部１１３は記録素子を駆動する信号を生成し、出力する。

［ＨＳ部の処理の説明］
図５は、ＨＳ部１０７３が行う処理について説明する図である。ＨＳ部１０７３は濃度変換部１０７２で処理された多値データを１画素づつ入力し、補正を行って１画素づつガンマ補正部１０７４へ出力する。

ここで、ＨＳ部１０７３は、補正バッファ１１５から、領域２の補正テーブルを読み出す。この実施形態では、濃度レベル０から７の８レベルのテーブルを読み出す。そして、ＨＳ部１０７３は領域２のデータについて、補正処理を行う。従って、例えば、図２（ｂ）に示すようにカラム１のデータとカラム２のデータを処理する。例えば、カラム１の１画素目の値は“３”であるので、入力濃度３のテーブルの補正値（補正情報）を参照し、補正を行う。ここでは、補正値は“−１”であるので補正結果は“２”となり、この値がガンマ補正部１０７４へ出力される。以下同様に、カラム１の補正を行う。次に、図２（ｂ）のカラム２について同様に行う。このように、ＨＳ部１０７３は、領域２の画像データの補正を終了すると、次に領域３のデータの補正テーブルを読み出す。そして、領域３のデータについて同様に補正を順に行う。領域３の画像データの補正を終了すると、次に領域４のデータの補正テーブルを読み出し、同様に補正処理を行う。このように、補正する領域を更新し、更新した領域に対応する補正テーブルを読み出す。

なお、第１の実施形態の構成では、１つの領域につき、２カラム分のデータがある。ここでは、１カラム単位で補正処理を行うが、２カラム（複数カラム）単位で処理を行う形態でも構わない。

［ＨＳ部の構成の説明］
ＨＳ部１０７３は、読み出した補正テーブルを保持するために、例えば、ＳＲＡＭ等を備えている。ＨＳ部１０７３は、補正テーブルを格納し、データの濃度値に基づいて補正値を参照し、補正処理を行う。なお、第１の実施形態では、ある濃度に着目すると、領域内の補正値は、領域内であればどの画素位置でも同じ値である。しかし、画素位置毎に補正値を備える形態でも構わない。

ＨＳ部１０７３は、ＳＲＡＭに２つ（２領域分）のテーブルを用意し、書込み用領域と読み出し用領域に割当てる。これにより、ＨＳ部１０７３は、２つの領域のテーブルを交互に更新することで、テーブルのアクセス時間を短縮できる。

以上のような処理を行うために、ＨＳ部１０７３は、ラスタ数をカウントするラスタカウント部、画素数をカウントする画素カウント部を備える。また、ＨＳ部１０７３は、ＨＳ処理を行うためのパラメータを入力する。パラメータの例として、ラスタ数の情報、１ラスタ分に含まれる画素数の長さの情報、１ラスタの最後の画素を示すフラグ情報、等がある。

以上のように、画像データを構成する複数のラスタに対して、同一の領域単位で補正を行うことで、領域毎に用意した補正テーブルの読み出し回数を削減することができる。

具体的には、本実施形態を実施せずに、同一のラスタに対して補正処理を行うと、１つめのラスタに対して補正をするために、領域毎に用意した補正テーブルを３回読み出すことになる。上述のように４ラスタ分の補正処理を行うために、合計１２（＝３×４）回の読み出し処理を行うことになり、メモリに対するアクセス頻度が多くなり、バス利用の制約が生じる。一方で、本実施形態であれば、領域毎に用意した補正テーブルを３回読み出すだけで済む。

なお、図４のコントローラ１００の構成において、ヘッド駆動部１１３やエンコーダ制御部１１４、展開部１１１などを含む構成であったが、この構成に限定するものではない。例えば、図１２に示すように、情報機器１０００から画像データを受信し、画像処理を行い、エンジン部１１７へ多値データを出力する出力部１１６を備えた画像処理装置の構成でも構わない。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について説明する。第１の実施形態と同様の内容は説明を省き、相違する点について説明する。

図６は、第２の実施形態の画像処理部１０７の構成を説明する。第２の実施形態では、輝度変換部１０７１と濃度変換部１０７２との間に、ＣＳ（カラーシェーディング）処理を行うＣＳ（カラーシェーディング）部１０７６を設けている。ＣＳ部１０７６が行うＣＳ補正は、ＲＧＢの輝度信号（輝度データ）に対して、色味の差の補正を行う変換を行う、この処理により、ノズル間でインクの吐出量のばらつきがあっても、色差を低減できる。

図７は、ＣＳ部１０７６の説明する図である。図５で説明したＨＳ部１０７６の処理と同様に、ＣＳ部１０７６は１画素毎に多値データを入力し、三次元ルックアップテーブルを用いて変換を行う。

なお、第２の実施形態の画像処理部１０７において、ＨＳ部１０７３及びＨＳテーブルバッファ１１５を省いた構成でも構わない。

（プリンタの構成）
次に、第１の実施形態、第２の実施形態に適用するインクジェット方式を用いた記録装置（プリンタ）の実施形態を説明する。プリンタは、ロール状に巻かれた連続シートを使用し、片面プリント及び両面プリンの両方に対応したラインプリンタである。

図８はプリンタの断面の概略図である。プリンタ内部には、大きくは、シート供給部１、デカール部２、斜行矯正部３、プリント部４、検査部５、カッタ部６、情報記録部７、乾燥部８、シート巻取部９、排出搬送部１０、ソータ部１１、排出トレイ１２、制御部１３の各ユニットを備える。シートは、図中の実線で示したシート搬送経路に沿ってローラ対やベルトからなる搬送機構で搬送され、各ユニットで処理がなされる。

シート供給部１は、ロール状に巻かれた連続シートを収納して供給するユニットである。シート供給部１は、２つのロールＲ１、Ｒ２を収納することが可能であり、択一的にシートを引き出して供給する構成となっている。なお、収納可能なロールは２つであることに限定はされず、１つ、あるいは３つ以上を収納するものであってもよい。デカール部２は、シート供給部１から供給されたシートのカール（反り）を軽減させるユニットである。デカール部２では、１つの駆動ローラに対して２つのピンチローラを用いて、カールの逆向きの反りを与えるようにシートを湾曲させてしごくことでカールを軽減させる。斜行矯正部３は、デカール部２を通過したシートの斜行（本来の進行方向に対する傾き）を矯正するユニットである。基準となる側のシート端部をガイド部材に押し付けることにより、シートの斜行が矯正される。

プリント部４は、搬送されるシートに対してプリントヘッド１４によりシートの上に画像を形成するユニットである。プリント部４は、シートを搬送する複数の搬送ローラも備えている。プリントヘッド１４は、使用が想定されるシートの最大幅をカバーする範囲でインクジェット方式のノズル列が形成されたライン型プリントヘッドを有する。プリントヘッド１４は、複数のプリントヘッドが搬送方向に沿って平行に並べられている。本例ではＣ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、ＬＣ（ライトシアン）、ＬＭ（ライトマゼンタ）、Ｇ（グレー）、Ｋ（ブラック）の７色に対応した７つのプリントヘッドを有する。プリントヘッドは、図３で説明したように、複数の記録素子が配列しており、その配列方向は被記録媒体の搬送方向と交差する方向である。なお、色数及びプリントヘッドの数は７つには限定はされない。インクジェット方式は、発熱素子を用いた方式、ピエゾ素子を用いた方式、静電素子を用いた方式、ＭＥＭＳ素子を用いた方式等を採用することができる。各色のインクは、インクタンクからそれぞれインクチューブを介してプリントヘッド１４に供給される。

なお、スキュー検知部を、プリントヘッド１４の搬送方向上流側と搬送方向下流側に設けても構わない。スキュー検知部は、被記録媒体の搬送方向に沿った端部を光学式のラインセンサで検知する。スキュー検知部は、ラインセンサから周期的に信号を入力して処理を行うことで、被記録媒体の蛇行、スキューの情報を取得できる。

検査部５は、プリント部４でシートにプリントされた検査パターンや画像を光学的に読み取って、プリントヘッドのノズルの状態、シート搬送状態、画像位置等を検査するユニットである。カッタ部６は、プリント後のシートを所定長さにカットする機械的なカッタを備えたユニットである。カッタ部６は、シートを次工程に送り出すための複数の搬送ローラも備えている。情報記録部７は、カットされたシートの裏面にプリントのシリアル番号や日付などのプリント情報を記録するユニットである。乾燥部８は、プリント部４でプリントされたシートを加熱して、付与されたインクを短時間に乾燥させるユニットである。乾燥部８は、シートを次工程に送り出すための搬送ベルト及び搬送ローラも備えている。

シート巻取部９は、両面プリントを行う際に表面プリントが終了した連続シートを一時的に巻き取るユニットである。シート巻取部９はシートを巻き取るための回転する巻取ドラムを備えている。表面のプリントが済んでカットされていない連続シートは巻取ドラムに一時的に巻き取られる。巻き取りが終わったら、巻取ドラムが逆回転して巻き取り済みシートはデカール部２に供給され、プリント部４に送られる。このシートは表裏反転しているのでプリント部４で裏面にプリントを行うことができる。両面プリントのより具体的な動作については後述する。

排出搬送部１０は、カッタ部６でカットされ乾燥部８で乾燥させられたシートを搬送して、ソータ部１１までシートを受け渡すためのユニットである。ソータ部１１は必要に応じてプリント済みシートをグループ毎に排出トレイ１２の異なるトレイに振り分けて排出するユニットである。制御部１３は、プリンタ全体の各部の制御を司るユニットである。制御部１３は、上述したＣＰＵやＡＳＩＣなどの制御回路や、メモリ、各種Ｉ／Ｏインターフェースを備えたコントローラ１５及び電源を有する。プリンタの動作は、コントローラ１５又はコントローラ１５にＩ／Ｏインターフェースを介して接続されるホストコンピュータ等の外部機器１６からの指令に基づいて制御される。

次に、記録動作について説明する。プリントは、片面プリントと両面プリントとでは動作が異なるので、それぞれについて説明する。

図９は、片面プリント時の動作を説明する図である。シート供給部１から供給されたシートがプリントされて排出トレイ１２に排出されるまでの搬送経路を太線で示している。シート供給部１から供給され、デカール部２、斜行矯正部３でそれぞれ処理されたシートは、プリント部４において表面のプリントがなされる。プリントされたシートは検査部５を経て、カッタ部６において予め設定されている所定の単位長さ毎にカットされる。カットシートは、必要に応じて情報記録部７でシートの裏面にプリント情報が記録される。そして、カットシートは一枚ずつ乾燥部８に搬送され乾燥が行なわれる。その後、排出搬送部１０を経由して、ソータ部１１のトレイ１２に順次排出され積載されていく。

図１０は、両面プリント時の動作を説明するための図である。両面プリントでは、表面プリントシーケンスに次いで裏面プリントシーケンスを実行する。最初の表面プリントシーケンスでは、シート供給部１から検査部５までの各ユニットでの動作は上述の片面プリントの動作と同じである。ただし、カッタ部６ではカット動作は行わずに、連続シートのまま乾燥部８に搬送される。乾燥部８での表面のインク乾燥の後、排出搬送部１０の側の経路ではなく、シート巻取部９の側の経路にシートが導入される。導入されたシートは、順方向（図面では逆時計回り方向）に回転するシート巻取部９の巻取ドラムに巻き取られていく。記録部４において、予定された表面のプリントが全て終了すると、カッタ部６にて連続シートのプリント領域の後端がカットされる。カット位置を基準に、搬送方向下流側（プリントがされた側）の連続シートは乾燥部８を経てシート巻取部９でシート後端（カット位置）まで全て巻き取られる。一方、カット位置よりも搬送方向上流側の連続シートは、シート先端（カット位置）がデカール部２の残らないように、シート供給部１に巻き戻される。

以上の表面プリントシーケンスの後に、裏面プリントシーケンスに切り替わる。シート巻取部９の巻取ドラムが巻き取り時とは逆方向（図面では時計回り方向）に回転する。巻き取られたシートの端部（巻き取り時のシート後端は、送り出し時にはシート先端になる）はデカール部２に送り込まれる。デカール部２では先とは逆向きのカール矯正がなされる。これは、巻取ドラムに巻かれたシートは、シート供給部１でのロールとは表裏反転して巻かれ、逆向きのカールとなっているためである。その後は、斜行矯正部３を経て、プリント部４で連続シートの裏面にプリントが行なわれる。プリントされたシートは検査部５を経て、カッタ部６において予め設定されている所定の単位長さ毎にカットされる。カットシートは両面にプリントされているので、情報記録部７での記録はなされない。カットシートは一枚ずつ乾燥部８に搬送され、排出搬送部１０を経由して、ソータ部１１のトレイ１２に順次排出され積載されていく。

（その他の実施形態）
以上、実施形態について説明したが、上述の形態に記載されている数に限定するものではない。例えば、画像補正部として、ＨＳ部やＣＳ部などを例にして説明したが、他の補正処理に適用しても構わない。

例えば、記録素子列が備える記録素子の数は１６や４０に限定するものではない。記録素子をグループの数も４あるいは２０に限定するものではない。グループを構成する記録素子の数も４に限定するものではなく、例えば、１６、３２などの値であっても構わない。

画像データの濃度レベルや輝度レベルについても、説明した実施形態では８レベルで説明したが、この数値に限定するものではなく１２８レベルや２５６レベルであっても構わない。４ラスタ分の画像データを処理する説明を行っているが、この値に限定するものではない。

また、記録ヘッドの形態についても、例えば、記録ヘッド３００が、図１１に示すように、記録素子列２０１Ａ、２０１Ｂを配置している形態であっても構わない。この場合には、図１１に示すように領域１〜５を割当てる。そして、領域１、２は記録素子列２０１Ａについての補正テーブルを用いる。領域４、５は記録素子列２０１Ｂについての補正テーブルを用いる。そして、領域３については、記録素子列２０１Ａの補正テーブルと記録素子列２０１Ｂの補正テーブルを用いる。

１０５ データ回転部（横縦変換部）
１０７３ ＨＳ部
１０９ データ回転部（縦横変換部）
１０７６ ＣＳ部

Claims (5)

1. 複数の記録素子の配列方向と交差する方向に被記録媒体を搬送して記録を行う記録装置へ画像データを供給する画像処理装置であって、
   前記複数の記録素子を複数のグループに分け、多値データの値を補正する補正情報をグループ毎に備えるテーブルと、
   ラスタ形式の多値データを入力する入力部と、
   前記多値データをカラム形式に並べ替える横縦変換部と、
   前記横縦変換部で並び変えられた多値データを格納する第１バッファと、
   前記第１バッファから同一グループの多値データを、前記グループに対応するテーブルに保持されている補正情報を用いて補正する補正部と、
   前記補正部によって補正された多値データを格納する第２バッファと、
   前記第２バッファに格納されている多値データをラスタ形式に並べ替える縦横変換部と、
   前記縦横変換部で変換されたラスタ形式のデータを記録装置へ出力する出力部とを備えることを特徴とする画像処理装置。
2. 前記補正部は、補正すべきグループを更新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. 前記補正部は、輝度データを補正することを特徴とすることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像処理装置。
4. 前記補正部は、濃度データを補正することを特徴とすることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の画像処理装置。
5. 複数の記録素子の配列方向と交差する方向に被記録媒体を搬送して記録を行う記録装置であって、
   前記複数の記録素子を複数のグループに分け、多値データの値を補正する補正情報をグループ毎に備えるテーブルと、
   ラスタ形式の多値データを入力する入力部と、
   前記多値データをカラム形式に並べ替える横縦変換部と、
   前記横縦変換部で並び変えられた多値データを格納する第１バッファと、
   前記第１バッファから同一グループの多値データを、前記グループに対応するテーブルに保持されている補正情報を用いて補正する補正部と、
   前記補正部によって補正された多値データを格納する第２バッファと、
   前記第２バッファに格納されている多値データをラスタ形式に並べ替える縦横変換部と、
   前記縦横変換部で並び替えた多値データから２値データを生成する生成部と、
   前記生成部で生成した２値データを前記記録素子へ転送する転送部とを備えることを特徴とする記録装置。

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