JP4088861B2

JP4088861B2 - プリンタ制御装置及び画像記録装置

Info

Publication number: JP4088861B2
Application number: JP2001351276A
Authority: JP
Inventors: 正北井; 理並川; 敬二国見
Original assignee: リコープリンティングシステムズ株式会社
Priority date: 2001-11-16
Filing date: 2001-11-16
Publication date: 2008-05-21
Anticipated expiration: 2021-11-16
Also published as: JP2003145744A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像記録を行う際に異なるサイズのドットを記録可能な画像記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般にプリンタ、複写機、ファクシミリ等の画像出力装置は、入力された画像情報に基づいて、紙などの記録媒体に対してドットパターンからなる画像を出力画像として記録していく。通常これらのドットはある一定の解像度の正方格子上に配置されるので、文字の輪郭線や図形などの斜線の部分にジャギーと呼ばれる状態が生じ、画像品質が低下する場合がある。この状態を回避するためには、解像度を上げれば良いのであるが、解像度を上げるとデータ量が増加し、それに伴い処理するための物量・時間が増加してしまう。
【０００３】
そこで、従来よりエッジスムージングという手法を用いて、必要な部分だけを抽出し、その部分について通常の解像度よりも高い解像度でドットを補間するなどして平滑化し、画像品質を向上させる手法が取られている。
【０００４】
図４に、従来のドットの記録位置を変更してエッジスムージング処理を行う方法の模式図を示す。図４−Ａはエッジスムージング処理を行わない場合の例であり、これに対して本方法のエッジスムージング処理を適用した例を図４−Ｂに示す。本方法は、エッジとなる画素を検出した場合に、本来印刷解像度ｄの間隔で記録されるべきエッジ部分のドットを、図４−Ｂに示すように記録位置を変更することにより記録画像のエッジ部分の平滑化を行ってジャギーの発生を抑制し、画像品質を向上させるものである。図４に示すように、図４−Ａに示すエッジスムージング処理を行わない記録画像のエッジよりも、図４−Ｂに示すエッジスムージング処理を行った記録画像のエッジのほうがより滑らかになり、理想直線からの乖離が小さくなっている。
【０００５】
図５に、従来の異なるサイズのドットを用いてエッジスムージングを行う方法の例を示す。図５−Ａはエッジスムージング処理を行わない場合の例であり、これに対して本方法のエッジスムージング処理を適用した例を図５−Ｂに示す。本方法は、記録ドットのサイズを変化させることのできる画像記録装置において用いることが可能であり、エッジ部分を検出した場合に、図５−Ｂに示すように本来ドットを記録しない位置に、エッジ部に用いられているドットよりも小さいサイズの補間ドットを記録することにより、記録画像のエッジ部分の平滑化を行ってジャギーの発生を抑制し、画像品質を向上させるものである。図５に示すように、図５−Ａに示すエッジスムージング処理を行わない記録画像のエッジよりも、図５−Ｂに示すエッジスムージング処理を行った記録画像のエッジのほうがより滑らかになり、理想直線からの乖離が小さくなっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
図２にシリアル方式のインクジェットプリンタの模式図を示す。シリアル方式のインクジェットプリンタは、図３に示すように印刷ヘッド０２０１の移動する方向に直交した方向に、印刷解像度の間隔ｄで記録素子０３０１を複数個配した印刷ヘッド０２０１を、図２に示すように記録媒体０２０３の移動方向（Y方向とする）とは直交する方向（X方向とする）にガイド０２０２にそって移動させて帯状の画像記録を行い、Y方向への記録媒体０２０３の移動と組み合わせて画像記録を行う。
【０００７】
図６にライン方式のインクジェットプリンタの模式図を示す。ライン方式のインクジェットプリンタは、画像記録を行う幅全体をカバーする範囲でX方向に印刷解像度の間隔で記録素子を配した記録ヘッド０６０１、いわゆるラインヘッドを持つ。この記録ヘッド０６０１の模式図を図７に示す。記録ヘッド０６０１は、図７に示すように、X方向に印刷解像度の間隔ｄで記録素子を配した記録素子列を１つ以上持つ。画像記録を行う際にはこの記録ヘッド０６０１は固定されており、X方向においては、それぞれの記録素子がインクを吐出し、記録媒体０６０２をY方向に移動させることにより画像記録を行う。
【０００８】
従来の、図４に示すような記録位置を変更して、エッジスムージングを行う方法については、シリアル方式プリンタにおいては、X方向については、吐出タイミングを変更することによりドットの記録位置を変更することができるので特に問題はないが、Y方向については、記録媒体の移動距離を印刷解像度の例えば１／２の単位でずらして移動させることなどによりドットの記録位置を変更する必要が生じ、記録動作の回数が増えることにより、印刷速度が低下してしまう。また、ライン方式のプリンタにおいては、印刷ヘッド０６０１は固定されているので、X方向については、印刷解像度よりも細かい位置にドットを記録することができないので、Y方向にしか適用できないという欠点がある。
【０００９】
これに対して、図５に示すように通常のドットサイズよりも小さいサイズの補間ドットを印刷することによりエッジスムージング効果を得る方法については、ドットの記録位置の変更をする必要がないため、Ｘ方向、Ｙ方向によらずエッジスムージング効果を得ることができるが、ドットの記録位置を変更するものほど効果を得ることができず、また補間ドットを印刷することにより、原画像よりも印刷領域が広がってしまうという欠点がある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、画像記録を行う際に異なるサイズのドットを記録可能な画像記録装置用の印刷データを生成するプリンタ制御装置において、多値画像データから個々の画素の値に基づいて、複数値に分類されたエッジ検出用画素分類データを生成する複数値化処理部と、判定対象画素がエッジ部に位置する印字する画素であり、該判定対象画素の周囲８画素のうち、連続する６画素が印字され、残り２画素が印字されない画素である画素パターンを拡大化補正画素パターン、判定対象画素がエッジ部に位置する印字する画素であり、該判定対象画素の周囲８画素のうち、連続する４画素が印字され、残り４画素が印字されない画素である画素パターンを縮小化補正画素パターン、判定対象画素が印字する画素であり、該判定対象画素の少なくとも周囲４方向（上、下、左、右）の隣接画素全てが印字されるベタ内部画素パターン、としてそれぞれ１種類以上登録されている、画素パターン群と、複数値化処理部による、複数値化処理された該画素データの配列を、予め登録してある前記各画素パターンと比較して、（ａ）前記縮小化補正画素パターンに当て嵌まる場合、画素の値に応じて出力されるべきドットよりも小さいドットを出力するように縮小化補正する縮小化補正画素、（ｂ）前記拡大化補正画素パターンに当て嵌まる場合、使用される最も大きいサイズのドットよりもさらに大きいサイズのドットを出力するように拡大化補正する拡大化補正画素、（ｃ）前記ベタ内部画素パターンに当て嵌まる場合、ベタ内部画素、（ｄ）いずれのエッジ検出用パターンにも一致しない画素を、単純に画素の値に応じた画素データとして処理する無補正画素、のいずれかに分類するエッジ検出処理部と、前記エッジ検出処理部により、無補正画素と判定された場合は、単純に画素の値に応じて印刷データを生成し、縮小化補正画素と判定された場合は、無補正画素と判定された場合に画素の値に応じて出力されるドットよりも小さいドットを出力するように補正して印刷データを生成し、拡大化補正画素と判定された場合は、無補正画素と判定された場合に使用される最も大きいサイズのドットよりもさらに大きいサイズのドットを出力するように補正して印刷データを生成し、前記拡大化補正画素の隣接画素で、且つ、縮小化補正画素と隣接せず、且つベタ内部画像である画素について、無補正画素と判定された場合に画素の値に応じて出力されるドットよりも小さいドットを出力するように補正して印刷データをする補正値生成処理部を有し、前記複数値化処理部及び前記エッジ検出処理部及び前記補正値生成処理部によってエッジスムージング処理を行うことを特徴とする。
また、前記複数値化処理部による画素分類データの種類は、高濃度画素、低濃度画素、中間調画素の３種類であることを特徴とする。
さらに、前記プリンタ制御装置と、前記プリンタ制御装置からの印刷データを受け取って印刷を行うプリンタエンジンとを備えたことを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る実施例を図面に従って説明する。図６にラインヘッドを用いるインクジェットプリンタの印刷機構の模式図を示す。プリントヘッド０６０１はケーブル０６０３により図８のプリンタ制御装置０８０３に接続されており、印刷時は移動せず、搬送ローラー０６０４および０６０５によって記録媒体０６０２をY方向に移動させることにより画像記録を行う。図７にプリントヘッド０６０１を記録媒体０６０２側から見た場合の模式図を示す。本実施例のインクジェットプリンタのプリントヘッドには、ＣＭＹＫ（シアン、マゼンダ、イエロー、ブラック)の４色それぞれに対応した４列の記録素子列０７０１、０７０２、０７０３、０７０４を備え、それぞれの記録素子列はX方向に記録素子０７０５、０７０６、０７０７、０８０８が、記録媒体上に画像記録を行う幅をカバーできる範囲に印刷解像度ｄの間隔で配置されている。記録素子列０７０１の記録素子０７０５はＹインクを吐出し、記録素子列０７０２の記録素子０７０６はＭインクを吐出し、記録素子列０７０３の記録素子０７０７はＣインクを吐出し、記録素子列０７０４の記録素子０７０８はＫインクを吐出する。また図７の矢印は媒体が移動する方向を示しており、図６の矢印に対応している。これらの記録素子列０７０１、０７０２、０７０３、０７０４に対応する色ＣＭＹＫの順番は、この順番である必要はなく、また色数は４色に限定する必要もない。
【００１２】
図８に本実施例の制御ブロック図を示す。プリンタ０８０１はホスト０８０２と接続されており、プリンタエンジン０８０４とプリンタ制御装置０８０３から構成されている。ホスト０８０２から送られてくる印刷データがプリンタ制御装置０８０３の制御部０８０５に入力され、入力バッファ０８０７に送られる。入力バッファに送られたデータは、ホストからの指示によりストレージ装置０８０８に送られて一旦蓄えられその後画像処理部０８０６にデータを送るか、あるいは直接画像処理部０８０６に送る。ストレージ装置０８０８または、入力バッファ０８０７画像処理部に送られてきたデータは、まず画像処理部０８０６の色変換処理部０８０９により処理される。色変換処理部０８０９は、送られてくる画素のデータがＣＭＹＫ各色２５６階調・８ｂｉｔのデータでない場合、例えばＲＧＢ（レッド、グリーン、ブルー）の場合はＣＭＹＫ各色２５６階調・８ｂｉｔのデータに変換して階調処理部０８１０と３値化判定処理部０８１１に送り、CMYK各色２値のデータの場合は２５５と０に変換して同様に階調処理部０８１０と３値化判定処理部０８１１に送る。ここでは、この２５６階調・８ｂｉｔのデータは、値が大きいほど高濃度のデータとする。
【００１３】
階調処理部０８１０は受け取った画素のデータを各色毎にディザ法・誤差拡散法などによるプリンタが印刷可能な階調数の値に変換する階調処理を行い、後述するエッジスムージング処理結果とタイミングを合わせて、画素の階調データとしてセレクタ０８１４に出力する。本実施例では、階調処理後の結果を３ｂｉｔで表すこととし、３ｂｉｔで表現できる整数０〜７に対して、０〜６の値を使用することとし、階調処理後の結果については値７は使用しないこととする。
【００１４】
エッジスムージング処理は、階調処理と同様に各色毎に階調処理と並列に行い、３値化判定処理部０８１１・エッジ検出処理部０８１２・補正値生成処理部０８１３によって処理が行われる。
【００１５】
３値化判定処理部によって行われる、画素の分類データの生成処理について説明する。３値化判定処理部は、多値画像データから画素の値に基づいてエッジ検出用の画素を３種類に分類し、分類データを生成する。画素を分類する種類は３種類でなくとも構わない。３値化判定処理部０８１１によって行われる、３値化判定処理のアルゴリズムを図９に示す。３値化判定処理は画素の値によって、その画素を高濃度画素、低濃度画素、中間調画素の３種類に分類する。画素の値が閾値Ｂより大きければ高濃度画素と分類し、画素の値が閾値Wより小さければ低濃度画素と分類し、そのどちらでもなければ中間調画素と分類する。このように、多階調のデータ３値化することにより、パターンマッチング処理に必要なパターン数を少なく抑えることができる。
【００１６】
エッジ検出処理処理部０８１２によって行われるエッジ検出処理について説明する。エッジ検出処理は複数画素の分類データのパターンを、あらかじめ登録されてあるエッジ検出用の画素パターンと一致するかどうか比較することにより行う。ここでは、例としてエッジ検出用の画素パターンを３×３の正方形として説明する。図１０に、３×３画素の画素ブロックの例を示す。画素ｅがスムージングの対象となる注目画素であり、画素ｅを含むＸ方向３画素分、Ｙ方向３ライン分のａ〜ｉ画素の９画素を参照する。参照画素ブロックは、図１１−Ａに示すように、必ずしも正方形である必要はなく、また図１１−Ｂに示すように矩形の領域でなくともよい。図１２−Ａ、図１２−Ｂにエッジを検出するパターンの例を示す。この例に示すように、エッジ検出パターンには、中間調画素と低濃度画素の区別はしない。また図１２−Ｃは補正値生成処理で使用するベタ内部の検出に使用するパターンの例である。図１１−Ｃに示すように、参照画素ブロック内であっても必ずしも全ての画素を参照する必要はなく、非参照画素があってよい。これらの検出パターンを使用し、３値化判定結果のパターンがこれらのパターンと一致し、なおかつ参照画素ブロック内の参照画素の中に中間調画素がない場合には、パターンに応じて、拡大化補正画素、縮小化補正画素、ベタ内部画素、とし、いずれかのパターンにも一致しない場合は無補正画素として、補正用データを補正値生成処理部０８１３へ送る。ここでは、拡大化補正画素、縮小化補正画素ともそれぞれ１段階しか設定していないが、複数段階あってもよい。これらのエッジ検出パターンと補正用データの関係は、論理回路やメモリなどにより実現することが可能である。
【００１７】
補正値生成処理部０８１３によって行われる補正値生成処理について説明する。補正値生成処理は、拡大化補正画素、縮小化補正画素のデータの場合には、それらに応じた階調値と同様のデータを出力し、拡大化補正画素の隣接画素で、かつ、縮小化補正画素と隣接せず、かつベタ内部画素である場合は、その画素のデータを縮小化補正画素のデータに変換して出力する。これを実現するためには、３×３画素のパターンマッチング処理により行う。図１３に縮小化補正画素に変換するパターンの例を示す。これらのパターンを用いることによって、Ｘ方向またはＹ方向に拡大化補正画素が隣接し、かつ縮小化補正画素に隣接せず、なおかつベタ内部であるような画素を検出することができる。エッジ検出処理部０８１２から出力された補正用データのパターンが、図１３に示すこれらのパターンに一致した場合には、ベタ内部画素を縮小化補正画素とする。そして、拡大化補正画素及び縮小化補正画素については、それらに対応するあらかじめ決められた補正データを出力する。ここで出力されるデータの値は、階調処理部から出力される階調データの値と同様の値であり、本実施例では縮小化補正画素に対して値３を割り当て、拡大化補正画素に対しては階調処理では使用されない値７を割り当てることとする。こうすることにより、階調処理結果の値と補正後の値を同様に扱うことができる。補正が行われないベタ内部画素および無補正画素については０を補正データとしてセレクタ０８１４に出力する。
【００１８】
図１４に３値化判定処理、エッジ検出処理、補正値生成処理の一連の過程の例を示す。図１４−Ａに色変換処理後の画像データの例を示す。ここでは、簡単のため５×５のサイズとする。まず閾値Ｂ＝２４４、閾値Ｗ＝１０として、３値化処理を行い、高濃度画素、中間調画素、低濃度画素に分類する。分類結果を図１４−Ｂに示す。この分類結果の各画素に対して図１２に示した各パターンに一致するか調べることによりエッジ検出処理を行い、拡大化補正画素、縮小化補正画素、ベタ内部画素、無補正画素に分類する。このとき、５×５の範囲外は低濃度画素があるものとして処理を行う。エッジ検出結果を図１４−Ｃに示す。このエッジ検出結果に対して、図１３に示すようなパターンによって、拡大化補正画素のＸ方向またはＹ方向に隣接する画素で、かつ、縮小化補正画素と隣接せず、かつベタ内部画素であるような画素を検出することにより補正値生成処理を行い、検出された画素については縮小化補正画素に変換する。補正値生成結果を図１４−Ｄに示す。この結果にもとづき、拡大化補正画素に対しては値７、縮小化補正画素に対しては値３、ベタ内部画素、無補正画素に対しては値０を出力する。
【００１９】
セレクタ０８１４は、階調処理部０８１０から出力される階調データと補正値生成処理部０８１３から出力される補正データを受け取り、補正データの値が０の場合は階調データを、補正データの値が０以外の場合は補正データを印刷データとして出力バッファ０８１５に対して、出力する。また、制御部の指示により、補正データの値にかかわらず、階調データをそのまま出力することもできる。
【００２０】
出力バッファ０８１５は、制御部０８０５の指示により、プリンタエンジンの記録ヘッド０６０１に対してデータを出力し、記録ヘッド０６０１は、受け取ったデータを各色毎に各記録素子に割り当て、各記録素子は受け取ったデータの値に基づいて、吐出するインクの量を決定し、ＣＭＹＫ各色に対応する記録素子列毎にプリンタエンジンに指示されたタイミングで媒体に対してインクを吐出し画像記録を行う。
【００２１】
図１５に印刷データの値と対応する印刷されるドットサイズの例を示す。印刷データの値が０の場合はドットを印刷しない。
【００２２】
図１６−Ａ、図１６−Ｂに原画像のイメージ、色変換後の多値データの模式図を示し、図１６−Ｃ、図１６−Ｄにそれぞれ階調処理後の階調データ、補正データの模式図を示し、図１６−Ｅにセレクタによって合成された印刷データの模式図を示す。図１７−Ａに図１６−Ｃに対応するエッジスムージングを行わなかった場合の媒体上の印刷された画像のイメージを示し、図１７−Ｂに図１６−Ｅに対応するエッジスムージングを行った場合の媒体上の印刷された画像のイメージを示す。点線は印刷解像度ｄの間隔仮想の格子線であり、太線は原画像に対応する理想直線である。図１７−Ｂに示すように、エッジスムージング処理を行うことにより、図１７−Ａのように処理を行わないものに比べてエッジを平滑化することができ、これにより画質が向上させることができる。また、拡大化補正されたドットの隣接画素については縮小化補正したドットを印刷することにより、媒体に対して必要以上のインク吐出を最低限に抑えることができる。
【００２３】
【発明の効果】
本発明によれば、シリアル方式のプリンタにおいても、ライン方式のプリンタにおいても、Ｘ方向Ｙ方向によらず同様の十分な効果をもつエッジスムージング処理を行うことができ、さらに、インクジェット方式のプリンタにおいては必要以上のインク吐出を抑えて媒体に与える影響を最小限に抑えることができる。また、補間ドットの記録を行わないため、原画像に対する印刷領域の広がりを最小限に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のエッジスムージングの方式を示す模式図である。
【図２】シリアル方式のインクジェットプリンタの印刷機構を示す模式図である。
【図３】シリアル方式のインクジェットプリンタの記録ヘッドのノズル配置例を示す図である。
【図４】従来のエッジスムージングの方式を示す模式図である。
【図５】従来のエッジスムージングの方式を示す模式図である。
【図６】ライン方式のインクジェットプリンタの印刷機構を示す模式図である。
【図７】ライン方式のインクジェットプリンタの記録ヘッドのノズル配置例を示す図である。
【図８】本発明の実施例を示す制御ブロック図である。
【図９】本発明の実施例において、多値画像データを分類するアルゴリズムを示すフローチャートである。
【図１０】本発明の実施例において、パターンマッチング処理を行う際に参照する画素の範囲を説明する図である。
【図１１】パターンマッチング処理を行う際に参照する画素の範囲を説明する図である。
【図１２】本発明の実施例において、エッジ及びベタ内部画素を検出するパターンの例を示す図である。
【図１３】本発明の実施例において、拡大化補正画素に隣接するベタ内部画素を検出するパターンの例を示す図である。
【図１４】本発明の実施例において、エッジスムージング処理の一連の過程を示す模式図である。
【図１５】本発明の実施例において、記録素子が記録を行うドットのサイズとデータの関係を示す図である。
【図１６】本発明の実施例において、記録画素のデータ生成の過程を示す模式図である。
【図１７】本発明の実施例において、エッジスムージングの効果を説明する図である。
【符号の説明】
０２０１：記録ヘッド、０２０２：ガイド、０２０３：記録媒体、０３０１：記録素子、０６０１：記録ヘッド、０６０２：記録媒体、０６０３：ケーブル、０６０４：搬送ローラー、０６０５：搬送ローラー、０７０１：記録素子列、０７０２：記録素子列、０７０３：記録素子列、０７０４：記録素子列、０７０５：記録素子、０７０６：記録素子、０７０７：記録素子、０７０８：記録素子、０８０１：プリンタ、０８０２：ホスト、０８０３：プリンタ制御装置、０８０４：プリンタエンジン、０８０５：制御部、０８０６：画像処理部、０８０７：入力バッファ、０８０８：ストレージ装置、０８０９：色変換処理部、０８１０：階調処理部、０８１１：３値化判定処理部、０８１２：エッジ検出処理部、０８１３：補正値生成処理部、０８１４：セレクタ、０８１５：出力バッファ。

Claims

画像記録を行う際に異なるサイズのドットを記録可能な画像記録装置用の印刷データを生成するプリンタ制御装置において、
多値画像データから個々の画素の値に基づいて、複数値に分類されたエッジ検出用画素分類データを生成する複数値化処理部と、
判定対象画素がエッジ部に位置する印字する画素であり、該判定対象画素の周囲８画素のうち、連続する６画素が印字され、残り２画素が印字されない画素である画素パターンを拡大化補正画素パターン、
判定対象画素がエッジ部に位置する印字する画素であり、該判定対象画素の周囲８画素のうち、連続する４画素が印字され、残り４画素が印字されない画素である画素パターンを縮小化補正画素パターン、
判定対象画素が印字する画素であり、該判定対象画素の少なくとも周囲４方向（上、下、左、右）の隣接画素全てが印字されるベタ内部画素パターン、
としてそれぞれ１種類以上登録されている、画素パターン群と、
複数値化処理部による、複数値化処理された該画素データの配列を、予め登録してある前記各画素パターンと比較して、
（ａ）前記縮小化補正画素パターンに当て嵌まる場合、画素の値に応じて出力されるべきドットよりも小さいドットを出力するように縮小化補正する縮小化補正画素、
（ｂ）前記拡大化補正画素パターンに当て嵌まる場合、使用される最も大きいサイズのドットよりもさらに大きいサイズのドットを出力するように拡大化補正する拡大化補正画素、
（ｃ）前記ベタ内部画素パターンに当て嵌まる場合、ベタ内部画素、
（ｄ）いずれのエッジ検出用パターンにも一致しない画素を、単純に画素の値に応じた画素データとして処理する無補正画素、
のいずれかに分類するエッジ検出処理部と、
前記エッジ検出処理部により、
無補正画素と判定された場合は、単純に画素の値に応じて印刷データを生成し、
縮小化補正画素と判定された場合は、無補正画素と判定された場合に画素の値に応じて出力されるドットよりも小さいドットを出力するように補正して印刷データを生成し、
拡大化補正画素と判定された場合は、無補正画素と判定された場合に使用される最も大きいサイズのドットよりもさらに大きいサイズのドットを出力するように補正して印刷データを生成し、
前記拡大化補正画素の隣接画素で、且つ、縮小化補正画素と隣接せず、且つベタ内部画像である画素について、無補正画素と判定された場合に画素の値に応じて出力されるドットよりも小さいドットを出力するように補正して印刷データをする補正値生成処理部を有し、
前記複数値化処理部及び前記エッジ検出処理部及び前記補正値生成処理部によってエッジスムージング処理を行うことを特徴とするプリンタ制御装置。
前記複数値化処理部による画素分類データの種類は、高濃度画素、低濃度画素、中間調画素の３種類であることを特徴とする請求項１記載のプリンタ制御装置。
請求項１又は２記載の前記プリンタ制御装置と、前記プリンタ制御装置からの印刷データを受け取って印刷を行うプリンタエンジンとを備えたことを特徴とする画像記録装置。