JP7005407B2 - 画像処理装置、記録装置及び画像処理方法 - Google Patents

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Description

本発明は画像処理装置、記録装置及び画像処理方法に関し、特に、例えば、インクジェット方式に従う記録ヘッドを記録に用いた記録装置に適用される画像処理に関する。
特許文献1には、画像データを領域分割し、該領域分割した画像データを2つの画像処理用ASICで並列処理させることが開示されている。
特開2016-198967号公報
しかしながら特許文献1は、並列処理された画像データを、2つの画像処理用ASICを経由して記録ヘッドの動作を制御する方法を開示しているに過ぎない。そのため、並列分散処理後に1つの画像処理用ASICで記録ヘッドの制御を行う場合には、画像データを1つの画像処理用ASICに集約させることが必要である。このデータ集約のためには必要とされるメモリの容量が増大する可能性がある。例えば、記録ヘッドを搭載するキャリッジの走査方向とは垂直方向になるように画像データが連続的にメモリ上に配置されていないと、効率良く記録ヘッドへ画像データを転送することができなくなり、高速記録を実現することができない。
そのため、複数のASICで個別に処理された画像データを1つの画像データとしてメモリ上に連続的な配置で合成する必要がある。これを単純に実現しようとする場合、集約する画像処理用ASICのメモリに予め空き容量を確保すればよいが、常にそのASICでの処理に必要なメモリ容量以外のメモリ容量を確保する必要がありメモリ使用の観点からすれば無駄が多くなる。
また、データ集約後にデータ並び替えに必要なデータコピーを行うためには、その処理に必要なメモリの確保とコピーによるDMA処理が増加する。DMA処理の増大は、処理負荷の増大を意味し、システム性能を維持する上で好ましくない。
本発明は上記従来例に鑑みてなされたもので、複数の画像処理手段で個別に処理された記録データを少ないメモリ容量で効率よく集約して1つの記録データに合成することが可能な画像処理装置、記録装置、画像処理方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために本発明の画像処理装置は次のような構成からなる。
即ち、ホストから送信される印刷ジョブに基づいて記録媒体に画像を記録するために用いる画像データを生成する画像データ生成手段と、前記画像データ生成手段により生成された画像データの一部を画像処理して第1の記録データを生成して第1のメモリに格納する第1の画像処理手段と、前記画像データの残りを画像処理して第2の記録データを生成して第2のメモリに格納する第2の画像処理手段と、前記第1の記録データと前記第2の記録データとを合成して外部に出力する記録データを生成する記録データ生成手段と、前記記録データ生成手段により生成された前記記録データを第3のメモリに格納する格納手段と、前記第1の記録データを前記第1のメモリから前記第2の画像処理手段の前記第2のメモリに転送する第1の転送手段と、前記第2のメモリに格納された前記第1の記録データと前記第2の記録データとを前記格納手段の前記第3のメモリの連続領域に転送する第2の転送手段と、を有することを特徴とする。
また本発明を別の側面から見れば、上記構成の画像処理装置と、前記画像処理装置から出力された記録データに基づいて記録媒体に記録を行う記録手段と、を有することを特徴とする記録装置を備える。
さらに本発明を別の側面から見れば、ホストから送信される印刷ジョブに基づいて記録媒体に画像を記録するために用いる画像データを生成する生成工程と、前記生成工程において生成された画像データの一部を画像処理して第1の記録データを生成して第1のメモリに格納する第1の画像処理工程と、前記画像データの残りを画像処理して第2の記録データを生成して第2のメモリに格納する第2の画像処理工程と、前記第1の記録データを前記第1のメモリから前記第2のメモリに転送する第1の転送工程と、前記第2のメモリに格納された前記第1の記録データと前記第2の記録データとを合成する合成工程と、前記合成工程において合成されたデータを記録データとして第3のメモリの連続領域に転送する第2の転送工程と、を有することを特徴とする画像処理方法を備える。
本発明によれば、複数の画像処理手段で個別に処理された記録データを、メモリ使用量を増やすことなく集約して、少ないメモリ容量で効率よく集約して1つの記録データに合成することができるという効果がある。
本発明の代表的な実施例である記録ヘッドを備えた記録装置の構造を示す側断面図である。 図1に示した記録装置の制御構成を示すブロック図である。 図2に示した制御構成のうち、画像処理に係る詳細な制御構成を示すブロック図である。 図2~図3に画像処理コントローラで実行される一連の画像処理を示すフローチャートである。 2つの画像処理コントローラによる分散処理を説明する図である。 画像処理コントローラ205’での1ページ分の記録のための画像データの並びとプリントコントローラでの画像データ並びを模式的に示した図である。 2つ画像処理コントローラそれぞれのバッファ数と、各画像処理コントローラでのバッファ管理時のバッファの状態と状態遷移を示す図である。 カットシート5ページ分の印刷に用いる画像データを処理した場合の2つの画像処理コントローラの各バッファの状態遷移を例示する図である。 画像処理コントローラ205のバッファ管理の状態を変化させるバッファ制御とバッファステータス制御を示すフローチャートである。 画像処理コントローラ205’のバッファ管理の状態を変化させるバッファ制御を示すフローチャートである。 画像処理コントローラ205’のバッファステータス制御を示すフローチャートである。 画像処理コントローラ205’がプリントコントローラ202へ記録データを転送する際の処理を示すフローチャートである。
以下添付図面を参照して本発明の好適な実施例について、さらに具体的かつ詳細に説明する。
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、有意無意を問わない。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ある。従って、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」という場合もある)」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およ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。
以下に用いる記録ヘッド用の素子基板(ヘッド基板)とは、シリコン半導体からなる単なる基体を指し示すものではなく、各素子や配線等が設けられた構成を差し示すものである。
さらに、基板上とは、単に素子基板の上を指し示すだけでなく、素子基板の表面、表面近傍の素子基板内部側をも示すものである。また、本発明でいう「作り込み(built-in)」とは、別体の各素子を単に基体表面上に別体として配置することを指し示している言葉ではなく、各素子を半導体回路の製造工程等によって素子板上に一体的に形成、製造することを示すものである。
<フルライン記録ヘッドを搭載した記録装置(図1)>
図1は本発明の代表的な実施例であるインクジェット記録装置(以下、記録装置)の内部構成を示す側断面図である。図1において、Y方向は水平方向、X方向(紙面垂直方向)はインクジェット記録ヘッド(以下、記録ヘッド)8に備えられた複数のノズルの配列方向、Z方向は鉛直方向をそれぞれ示す。
記録装置1は、プリント部2とスキャナ部3を備える複合機であり、記録動作と読取動作に関する様々な処理を、プリント部2とスキャナ部3で個別にあるいは連動して実行することができる。スキャナ部3は、ADF(オートドキュメントフィーダ)とFBS(フラットベッドスキャナ)を備えており、ADFで自動給紙される原稿の読取りと、ユーザによってFBSの原稿台に搭載された原稿の読取り(スキャン)を行うことができる。なお、この実施例では、プリント部2とスキャナ部3を併せ持った複合機を例として説明しているが、スキャナ部3を備えない形態であってもよい。図1は、記録装置1が記録動作も読取動作も行っていない待機状態にあるときを示す。
プリント部2において、筐体4の鉛直方向下方の底部には、記録媒体(カットシート)Sを収容するための第1カセット5Aと第2カセット5Bが着脱可能に設置されている。第1カセット5AにはA4サイズまでの比較的小さな記録媒体が、第2カセット5BにはA3サイズまでの比較的大きな記録媒体が、平積みに収容されている。第1カセット5A近傍には、収容されている記録媒体を1枚ずつ分離して給送するための第1給送ユニット6Aが設けられている。同様に、第2カセット5B近傍には、第2給送ユニット6Bが設けられている。記録動作が行われる際にはいずれか一方のカセットから選択的に記録媒体Sが給送される。
搬送ローラ7、排出ローラ12、ピンチローラ7a、拍車7b、ガイド18、インナーガイド19およびフラッパ11は、記録媒体Sを所定の方向に導くための搬送機構である。搬送ローラ7は記録媒体の搬送方向に関し記録ヘッド8の上流側および下流側に配置され、搬送モータ(不図示)によって駆動される。ピンチローラ7aは、搬送ローラ7と共に記録媒体Sをニップして回転する従動ローラである。排出ローラ12は、記録媒体の搬送方向に関し、搬送ローラ7の下流側に配置され、搬送モータ(不図示)によって駆動される。拍車7bは、記録媒体の搬送方向に関して記録ヘッド8の下流側に配される搬送ローラ7及び排出ローラ12と共に記録媒体Sを挟持して搬送する。
ガイド18は記録媒体Sの搬送経路に設けられ、記録媒体Sを所定の方向に案内する。インナーガイド19は、y方向に延在する部材で湾曲した側面を有し、当該側面に沿って記録媒体Sを案内する。フラッパ11は、両面記録動作の際に、記録媒体Sが搬送される方向を切替えるための部材である。排出トレイ13は記録動作が完了し排出ローラ12によって排出された記録媒体Sを積載保持するためのトレイである。
記録ヘッド8は、インクジェット方式に従ってカラー記録が可能なフルライン記録ヘッドであり、記録データに従ってインクを吐出する吐出口が、図1におけるy方向に沿って記録媒体Sの幅に相当する分だけ複数配列されている。記録ヘッド8が待機位置にあるとき、記録ヘッド8の吐出口面8aは、図1のように鉛直下方を向きキャップユニット10によってキャップされている。記録動作を行う際は、後述するプリントコントローラ202によって、吐出口面8aがプラテン9と対向するように記録ヘッド8の向きが変更される。プラテン9は、y方向に延在する平板によって構成され、記録ヘッド8によって記録動作が行われる記録媒体Sを背面から支持する。
インクタンクユニット14は、記録ヘッド8へ供給される4色のインクをそれぞれ貯留する。インク供給ユニット15は、インクタンクユニット14と記録ヘッド8を接続する流路の途中に設けられ、記録ヘッド8内のインクの圧力及び流量を適切な範囲に調整する。ここではインク供給方法として循環型のインク供給を採用しており、インク供給ユニット15は記録ヘッド8へ供給されるインクの圧力と記録ヘッド8から回収されるインクの流量を適切な範囲に調整する。
メンテナンスユニット16はキャップユニット10とワイピングユニット17を備え、所定のタイミングでこれらを作動させて記録ヘッド8に対するメンテナンスを実行する。
図2は記録装置1における制御構成を示すブロック図である。
記録装置1の制御は、主にプリント部2を統括するプリントエンジンユニット200と、スキャナ部3を統括するスキャナエンジンユニット300と、記録装置1全体を統括するコントローラユニット100とが協働することで実現される。プリントコントローラ202は、コントローラユニット100のメインコントローラ101の指示に従ってプリントエンジンユニット200の各種機構を制御する。スキャナエンジンユニット300の各種機構はコントローラユニット100のメインコントローラ101によって制御される。
以下に制御構成の詳細について説明する。
コントローラユニット100において、CPUにより構成されるメインコントローラ101は、ROM107に記憶されているプログラムや各種パラメータに従って、RAM106を作業領域としながら記録装置1全体を制御する。例えば、ホストI/F102またはワイヤレスI/F103を介してホスト装置400から印刷ジョブが入力されると、メインコントローラ101の指示に従って、画像処理部108が受信した画像データに対して所定の画像処理を施す。そして、メインコントローラ101はプリントエンジンI/F105を介して、画像処理を施した画像データをプリントエンジンユニット200へ送信する。
なお、記録装置1は無線通信や有線通信を介してホスト装置400から画像データを取得しても良いし、記録装置1に接続された外部記憶装置(USBメモリ等)から画像データを取得しても良い。無線通信や有線通信に利用される通信方式は限定されない。例えば、無線通信に利用される通信方式として、Wi-Fi(Wireless Fidelity)(登録商標)やBluetooth(登録商標)が適用可能である。また、有線通信に利用される通信方式としては、USB(Universal Serial Bus)等が適用可能である。また、例えば、ホスト装置400から読取コマンドが入力されると、メインコントローラ101は、スキャナエンジンI/F109を介してこのコマンドをスキャナ部3に送信する。
操作パネル104は、ユーザが記録装置1に対して入出力を行うための機構である。ユーザは、操作パネル104を介してコピーやスキャン等の動作を指示したり、印刷モードを設定したり、記録装置1の情報を認識したりすることができる。
プリントエンジンユニット200において、CPUにより構成されるプリントコントローラ202は、ROM203に記憶されているプログラムや各種パラメータに従って、RAM204を作業領域としながら、プリント部2が備える各種機構を制御する。コントローラI/F201を介して各種コマンドや画像データが受信されると、プリントコントローラ202は、これを一旦RAM204に保存する。記録ヘッド8が記録動作に利用できるように、プリントコントローラ202は画像処理コントローラ205、205’に、保存した画像データを記録データへ変換させる。記録データが生成されると、プリントコントローラ202は、ヘッドI/F206を介して記録ヘッド8に記録データに基づく記録動作を実行させる。この際、プリントコントローラ202は、搬送制御部207を介して図1に示す給送ユニット6A、6B、搬送ローラ7、排出ローラ12、フラッパ11を駆動して、記録媒体Sを搬送する。プリントコントローラ202の指示に従って、記録媒体Sの搬送動作に連動して記録ヘッド8による記録動作が実行され、印刷処理が行われる。
尚、ここでは、プリントエンジンユニット200が2つの画像処理コントローラ(ASIC)205、205’1つのROM203、及び1つのRAM204を備える例を示している。しかし、プリントエンジンユニット200が備える画像処理コントローラ(ASIC)、ROM、RAMの数はこの例に限定されるものではない。例えば、画像処理コントローラの数は3つ以上の複数ユニットであっても良い。
ヘッドキャリッジ制御部208は、記録装置1のメンテナンス状態や記録状態といった動作状態に応じて記録ヘッド8の向きや位置を変更する。インク供給制御部209は、記録ヘッド8へ供給されるインクの圧力が適切な範囲に収まるように、インク供給ユニット15を制御する。メンテナンス制御部210は、記録ヘッド8に対するメンテナンス動作を行う際に、メンテナンスユニット16におけるキャップユニット10やワイピングユニット17の動作を制御する。
スキャナエンジンユニット300においては、メインコントローラ101が、ROM107に記憶されているプログラムや各種パラメータに従って、RAM106を作業領域としながら、スキャナコントローラ302のハードウェア資源を制御する。これにより、スキャナ部3が備える各種機構は制御される。例えば、コントローラI/F301を介してメインコントローラ101がスキャナコントローラ302内のハードウェア資源を制御することにより、ユーザによってADFに搭載された原稿を、搬送制御部304を介して搬送し、センサ305によって読取る。そして、スキャナコントローラ302は読取った画像データをRAM303に保存する。
なお、プリントコントローラ202は、上述のように取得された画像データを記録データに変換することで、記録ヘッド8に、スキャナコントローラ302で読取った画像データに基づく記録動作を実行させることが可能である。
以下、以上説明したようにプリントエンジンユニットが2つの画像処理コントローラを備えた構成において、コントローラユニットで生成した画像データを分割し、2つの画像処理コントローラ夫々で並列に画像処理を実行する例について説明する。
<画像処理に係る詳細な制御構成について>
図3は画像処理に係る詳細な制御構成を示すブロック図である。
図3(a)に示すように、記録装置1は、コントローラユニット101、画像処理コントローラ205、画像処理コントローラ205’、及びプリントコントローラ202から成るプリントエンジンユニット200を備える。このように、記録装置1は画像処理に関係する4つのコントローラを備えている。まず、コントローラユニット101は、画像処理コントローラ205、画像処理コントローラ205’で画像処理を行う画像データを生成するメインコントローラとして機能する。また、画像処理コントローラ205及び画像処理コントローラ205’は、コントローラユニット101に対するサブコントローラとして機能する。
コントローラユニット101では、入力された印刷ジョブに基づき、画像処理コントローラ205、画像処理コントローラ205’で処理可能な画像データを生成する処理が実行される。例えば、コントローラユニット101のレンダラ処理部902は、ホスト装置400からホストIF制御部904を介して送られたページ記述言語(以下、PDL)データに基づき、1ページ分の画像データを生成する。また、例えば、スキャナ画像処理部903は、スキャナエンジンユニット300からスキャナIF制御部905を介して送られたスキャンデータに基づき、1ページ分の画像データを生成する。レンダラ処理部902又はスキャナ画像処理部903で生成された画像データは、コントローラユニット101のRAM908に一時的に格納され、画像処理コントローラ205又は画像処理コントローラ205’に分割して送信される。
以降、送信対象の画像データが格納されるRAM内の領域を送信バッファ領域と呼ぶ。
送信バッファ領域に格納された画像データは、ASIC間IF制御部906を介して画像処理コントローラ205に送信され、画像処理コントローラ205のRAM918に格納される。以降、受信した画像データが格納されるRAMの領域を、受信バッファ領域と呼ぶ。なお、ここでは、ASIC間IFにPCIExpress(PCIe)を採用し、PCIeにおけるプロトコル処理及びDMA制御をASIC間IF制御部で行うものとする。
RAM918の受信バッファ領域に格納された画像データに関して、画像処理コントローラ205のCPU911は、画像処理コントローラ205で記録データを生成する画像処理(記録データ生成処理)を行うべき画像データであるか判定する。ここで、画像処理コントローラ205で記録データ生成処理を行うべき画像データであると判定した場合、CPU911は、RAM918の受信バッファ領域に格納されている画像データに基づき記録データを生成するよう画像処理部912に命令する。一方、画像処理コントローラ205で記録データ生成処理を行うべき画像データではないと判定した場合、RAM918の受信バッファ領域に格納されている画像データを、ASIC間IF制御部914を介して画像処理コントローラ205’に転送する。この画像データは、画像処理コントローラ205’のRAM928の受信バッファ領域に格納される。
RAM918の受信バッファ領域に格納された画像データに基づいて、画像処理部912が生成した記録データは、RAM918に格納される。以降、記録データが格納されるRAMの領域を、プリントバッファ領域と呼ぶ。RAM918のプリントバッファ領域に格納された記録データは、ASIC間IF制御部914を介して画像処理コントローラ205’に送信され、RAM928のプリントバッファ領域に格納される。
画像処理コントローラ205’の画像処理部922は、RAM928の受信バッファ領域に格納されている画像データに基づき記録データを生成する。画像処理部922で生成された記録データは、RAM928のプリントバッファ領域に格納される。上述したように、RAM928のプリントバッファ領域には、画像処理コントローラ205で生成された記録データも格納されるので、最終的に、該プリントバッファ領域において、1ページ分の記録データが生成されることとなる。
RAM928のプリントバッファ領域において1ページ分の記録データの生成が完了した場合、CPU921は、該1ページ分の記録データに基づく記録開始を、プリントコントローラ202に通知する。かかる通知の後に、CPU921は、RAM928のプリントバッファ領域に格納されている記録データを、ASIC間IF制御部924を介してプリントコントローラ202に転送する。ここでのデータ転送はDMA転送を用い、そのためにDMAコントローラ(DMAC)が内蔵されている。プリントコントローラ202に送信された記録データは、RAM938に格納される。
プリントコントローラ202は、画像処理コントローラ205’から記録開始を通知された後、記録データを受信し、該受信した記録データをRAM938に格納する。その後、HV処理部931は、RAM938に格納された記録データに対してHV変換処理を実行する。HV変換処理によって並び替えられた記録データは、再びRAM938に格納される。記録制御部934は、RAM938に格納されたHV変換処理後の記録データを記録ヘッド8に送信することで記録媒体に画像を形成する記録動作を制御する。
<画像処理コントローラで実行される記録データ生成のための画像処理について>
ここでは、画像処理コントローラ205や画像処理コントローラ205’で実行される、記録データを生成するための一連の画像処理について説明する。
図3(b)は画像処理コントローラ205と画像処理コントローラ205’との夫々が備える構成を示している。図3(b)に示すように、各画像処理コントローラは、入力色変換処理部991と、MCS処理部992と、インク色変換処理部993と、HS処理部994と、OPG処理部と995と、量子化処理部996と、インデックス展開処理部997とを備える。各構成要素が実行する処理の詳細は、図4を用いて後述する。
図4は各画像処理コントローラで実行される一連の画像処理を示すフローチャートである。
まず、ステップS1001において、入力色変換処理部991は、入力画像データを、記録装置1の色再現域に対応した画像データに変換する入力色変換処理を実行する。入力画像データは、例えば、モニタの表現色であるsRGB等の色空間座標中の色座標(R,G,B)を示すデータである。入力色変換処理部991は、例えば、各色成分8ビットのRGBの入力画像データをマトリクス演算処理や三次元ルックアップテーブル(以下、3DLUT)を用いた処理等の既知の手法により記録装置1の色再現域の画像データ(R’,G’,B’)に変換する。ここでは、3DLUTを用い、これに補間演算を併用して入力色変換処理を行う。
ステップ1002において、マルチカラーシェーデシング(MCS)処理部992は、入力色変換処理部991で変換された画像データ、即ち、記録装置1の色再現域の画像データ(R’,G’,B’)に対して色味の差を補正するMCS処理を実行する。MCS処理とは単位領域毎に画像データを変換する処理であり、言い換えると、連続する複数ノズル間で同一のパラメータを適用することで、数ノズル単位でRGB信号を補正する処理である。MCS処理の結果、記録装置1の色再現域の画像データ(R’,G’,B’)は、画像データ(R”,G”,B”)に変換される。このMCS処理では、複数の3DLUTの中から各単位領域に対応する3DLUTを用いた変換処理を実行することで、単位領域毎に画像データを変換している。MCS処理を実行することで、後続のステップS1004におけるHS処理のみでは補正しきれない、記録ヘッド8におけるノズルの吐出特性のばらつきに起因する色差を低減することが可能となる。
ステップS1003において、インク色変換処理部993は、MCS処理部992によって処理されたRGB各色成分8ビットの画像データ(R”,G”,B”)を、インクの色信号データによる画像データに変換するインク色変換処理を実行する。記録装置1はブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロ(Y)のインクを用いることから、RGB信号の画像データは、KCMY各色成分8ビットの色信号からなる画像データに変換される。なお、ステップS1003のインク色変換処理もステップS1001の入力色変換処理部と同様、3DLUTを用い、これに補間演算を併用して行う。
ステップS1004では、ヘッドシェーディング(HS)処理部994はKCMY各色成分8ビットの色信号の画像データを、記録ヘッド8を構成する各ノズルのインク吐出量に応じたインク色信号の画像データに変換するヘッドシェーディング処理を実行する。HS処理では、インク色とノズル配列方向の位置とに応じて決まる一次元ルックアップテーブル(以下、1DLUT)を用いる変換処理を実行する。
ステップS1005において、アウトプットガンマ(OPG)処理部995は、HS処理された各8ビットのインク色信号からなる画像データに対して、インク色毎にOPG処理用の1DLUTを用いたガンマ補正処理を実行する。
ステップS1006において、量子化処理部996は、ガンマ補正処理された各8ビット256値のインク色の画像データを低階調化する量子化処理を実行する。なお、ステップS1006で実行する量子化処理に用いる方法は特に限定されない。例えば、誤差拡散法を用いても良いし、又は、閾値マトリクスを用いたディザ法等の他の疑似中間調処理を用いても良い。
ステップS1007において、インデックス展開処理部997は、ステップS1006で低階調化された画像データに基づき、記録「1」または非記録「0」を表す1ビットの2値データを生成するインデックス展開処理を実行する。
以上が、この実施例における画像処理コントローラで実行される記録データを生成するための一連の画像処理の内容である。
<コントローラユニットから画像処理コントローラに画像データを
転送する時の制約について>
これまで述べてきたように、プリントエンジンユニット200は2つの画像処理コントローラを備えている。そして、コントローラユニット101で生成した画像データを分割して、2つの画像処理コントローラ夫々で並列に分割した画像データに対する一連の画像処理を行う。ここで、コントローラユニット101で生成した画像データを分割して2つの画像処理コントローラに転送する際、2つの画像処理コントローラを遊休させることなく効率的な処理を実現するために注意すべき2つの制約がある。
まず、1つ目の制約について説明する。
図5は2つの画像処理コントローラによる分散処理を説明する図である。
図5(a)は、記録ヘッド8における各色インクのノズルの配列方向と理想的なHS処理方向との位置関係を示す図である。上述したように、HS処理は、連続する複数ノズル(ここでは4ノズル)単位で各インク色の信号値を補正する画像処理である。つまりHS処理では、連続する複数ノズル単位で同一のテーブルのパラメータを適用していることから、HS処理における理想的な処理方向とは、途中でテーブルを切り替える必要が無い方向、つまりノズルの配列方向(y方向)に垂直な方向(x方向)となる。尚、ここで述べたことはMCS処理に対しても適用される。つまり、MCS処理における理想的な処理方向も、ノズルの配列方向(y方向)に垂直な方向(x方向)となる。
従って、図5(a)におけるx方向に沿ってHS処理(又はMCS処理)を上から順に実行した場合に、テーブルを切り替える回数は最も少なくなるため、処理効率が最良になる。よって、コントローラユニット101は、生成した画像データを、複数ノズル単位、つまりバンド単位で、画像処理コントローラ205又は画像処理コントローラ205’に送信することが望ましい。
続いて、2つ目の制約について説明する。
図5(b)は、記録ヘッド8における各色インクのノズルの配列方向と、記録方向と、画像処理コントローラ205で画像処理を行う領域及び画像処理コントローラ205’で画像処理を行う領域との位置関係を示す図である。以降、画像処理コントローラ205で画像処理を行う領域を、画像処理コントローラ205の担当領域と呼び、画像処理コントローラ205’で画像処理を行う領域を、画像処理コントローラ205’の担当領域と呼ぶ。
画像処理コントローラ205、画像処理コントローラ205’で実行する処理の中には、誤差拡散を用いた量子化処理等の周辺画素を参照する処理が含まれる。従って、処理効率の観点から、コントローラユニット101が画像処理コントローラに転送する画像データは連続性を有すること、つまり、連続領域の画像データであることが望ましい。このため、この実施例では、図5(b)に示すように、1ページ分の画像データの内の上半分の領域を画像処理コントローラ205の担当領域とし、下半分の領域を画像処理コントローラ205’の担当領域としている。
<プリントコントローラでHV変換処理する制約について>
プリントコントローラ202は、RAM938に格納された記録データに対して、画像処理コントローラ205と画像処理コントローラ205’で2つに分割された領域の境界を気にすることなく、HV変換処理することが望ましい。具体的には、記録データは領域の境界に関係なく、RAM938上には連続アドレスとなり、連続的にDMA処理とHV変換処理を行うことが望ましい。これに対応しない場合、DMA処理やHV変換処理の起動回数が増え、ソフトウェアによるオーバヘッドが大きくなり、システム性能を満たすことが難しくなる。
図6は画像処理コントローラ205’での1ページ分の記録のための画像データの並びとプリントコントローラでの画像データ並びを模式的に示した図である。
図6(a)は記録データのデータ並び2001が上半分の領域と下半分の領域とでRAM938で連続アドレスの配置になっていない様子を示している。
従って、領域を分散した処理を施した後だとしても、可能な限りメモリ容量やデータ処理の負荷を最小限に抑えた上で、RAM938上には連続した記録画像を配置することが望ましい。
図6(b)は記録データのデータ並び2002の全体がRAM938で連続アドレスの配置となっている様子を示している。
<2つの画像処理コントローラでの記録データのバッファ制御について>
この実施例に従う画像処理コントローラ205と画像処理コントローラ205’は、上記の制約を受けつつ、記録データのバッファ管理制御を実行し記録データをプリントコントローラに送信する点に特徴がある。以下、そのバッファ管理制御と記録データの送信に係る一連の処理について説明する。
図7は2つ画像処理コントローラ205、205’のバッファ数と、各画像処理コントローラでのバッファ管理時のバッファの状態と状態遷移を示す図である。
ここでは、画像処理コントローラ203’がカットシート3ページ分の印刷に相当する記録データを一時的にバッファリングできる例を示す。ここでは、1ページを2つの画像処理コントローラ205、205’で分担しているため、その分担する単位を1つのバッファ管理単位とする。この単位の場合、図7に示すように、画像処理コントローラ205ではバッファは2個(バッファ1、2)、画像処理コントローラ205’ではバッファは5個(バッファ1~5)とする。
画像処理コントローラ205のバッファ管理は、バッファの状態遷移1であり状態遷移は“記録データ生成中”と“画像処理コントローラ205’へ転送中”の2つである。画像処理コントローラ205’のバッファ管理は、バッファの状態遷移2と3である。状態遷移2は“記録データ生成中”と“画像処理コントローラ205からのデータ待ち”と“プリントコントローラへ転送中”の3つである。状態遷移3は“画像処理コントローラ205からのデータ受信中”と“プリントコントローラへ転送中”の2つである。
図8はカットシート5ページ分の印刷に用いる画像データを処理した場合の画像処理コントローラ205、205’の各バッファの状態遷移を例示する図である。
図8によれば、1ページ目の処理で、ほとんどのバッファはEmpty(空)の状態から始まり、各コントローラでは1つのみ状態が変わる。具体的には、Emptyから“記録データ生成中”に変化する。次のページでは、他のバッファが“記録データ生成中”に変化し、先ほどの“記録データ生成中”となっていたバッファは、“画像処理コントローラ205’へ転送中”あるいは“画像処理コントローラ205からデータ受信中”に変化する。さらに次のページでは、画像処理コントローラ205’には1ページ分の記録データが集まったため、“プリントコントローラへ転送中”の状態へ変わる。このようにして、各バッファがページ単位でバッファの役割が順次変わっていく。
図5~図6に示した構成によれば、記録ヘッド8のノズル配列方向をその記録幅としている。そして、その記録幅に関し、上半分での記録に用いる記録データは画像処理コントローラ205で生成され、下半分での記録に用いる記録データは画像処理コントローラ205’で生成される。そして、カットシート1ページ分の上半分と下半分にそれぞれ相当する画像処理が終了した段階で、上半分についての記録データは画像処理コントローラ205のバッファに下半分についての記録データは画像処理コントローラ205’のバッファに格納される。
ここで、図8に戻って説明を続けると、画像処理コントローラ205のバッファに格納された記録データは次のページの画像データについて画像処理を実行して記録データを生成中に画像処理コントローラ205’のバッファへと転送される。そして、さらに次のページの処理の画像データについて画像処理を実行して記録データを生成中に、画像処理コントローラ205’は上半分と下半分のデータを合わせた記録データを2つのバッファから同時にプリントコントローラ202へ転送する。
そして、図8によれば、画像処理コントローラ205’は各ページの処理において、5つのバッファのうち2つのバッファの状態が同時に“プリントコントローラへ転送中”という状態をとることができる。このため、画像処理コントローラ205’に内蔵する上述したDMACは2つのバッファからのDMAデータ転送のためDMAC1とDMAC2という2つのDMACを備える。
なお、この実施例では、記録ヘッドの記録幅を上半分と下半分に均等に2分割し、2つの画像処理コントローラが上半分と下半分とに対応する画像データについての画像処理を実行しているが処理と画像データの分割の方法は、これに限定されるものではない。各画像処理コントローラの処理能力に合わせて一部の画像データと残りの画像データのように不均等に分割しても良く、また、3つ以上の画像処理コントローラを用いて、並列処理を行っても良い。いずれにしても、複数の画像処理コントローラのいずれか1つにある複数のバッファに各画像処理によって生成された記録データを集約し、その記録データをプリントコントローラのRAMにDMA転送可能な構成であれば良い。
図9は画像処理コントローラ205のバッファ管理の状態を変化させるバッファ制御(バッファ制御A)とバッファステータス制御(バッファステータス制御A)を示すフローチャートである。
まず、ステップS1601では印刷ジョブを解析しページ枚数を取得する。ステップS1602では、バッファ制御パラメータpageを“0”に設定し、page_maxを“5”に設定する。さらにステップS1603で画像処理コントローラ205の全てのバッファのうち1つがEmptyになるまで処理を待ち合わせる(WAIT)。そして、バッファの状態がEmptyになれば、ステップS1604へ進む。ステップS1604ではバッファ1の状態がEmptyかどうかをチェックする。ここで、バッファ1の状態がEmptyであれば処理はステップS1605へ進み、そうでなければ処理はステップS1606へ進む。ステップ1605では、バッファ管理対象Aをバッファ1と指定する。一方、ステップ1606では、バッファ管理対象Aをバッファ2と指定する。
ステップS1607では、バッファ管理対象Aが指定済なので、その該当バッファに対して、バッファステータス制御Aの処理を行うように指示する。その指示後、処理はそのままステップS1608へ進む。ステップS1608では、バッファ制御パラメータpageに“1”を加算し、ステップS1609へ進む。ステップS1609では、page_maxがバッファ制御パラメータpageよりも大きいかどうかをチェックする。ここで、page_maxがpageより大きいなら、処理はステップS1603へ戻る。これに対して、page_maxがpage以下(実際にはpage_maxとpageが同じ値)となり、処理が最終ページに達していると判断されれば、処理はそのまま終了する。
ここで、バッファステータス制御Aの処理の詳細を説明する。
図9の右側に示したフローチャートによれば、ステップS1611で管理対象のバッファAのステータスを“記録データ生成中”に変更する。ステップS1612では記録データ生成処理が完了するまで処理を待ち合わせる(WAIT)。さらにステップS1613では、管理対象のバッファAの状態を“画像処理コントローラ205’へ転送中”に変更する。ステップS1614では、画像処理コントローラ205’への転送が完了するまで処理を待ち合わせる(WAIT)。そして、ステップS1615では、管理対象のバッファAの状態を“Empty”に変更する。このようにして、バッファの状態遷移1を実現する。
図10は画像処理コントローラ205’のバッファ管理の状態を変化させるバッファ制御を示すフローチャートである。
まず、ステップS1701では印刷ジョブを解析し、ページ枚数を取得する。ステップS1702では、バッファ制御パラメータpageに“0”に設定し、page_maxを“5”に設定する。ステップS1703では画像処理コントローラ205’の全てのバッファのうち2つがEmptyになるまで処理を待ち合わせる(WAIT)。ここで、これらバッファの状態がEmptyになれば、処理はステップS1704へ進む。
ステップ1704では、バッファ1の状態がEmptyかどうかをチェックする。ここで、バッファ1の状態がEmptyであれば、処理はステップS1708へ進み、そうでなければ、処理はステップS1705へ進む。ステップS1708ではバッファ管理対象Bをバッファ1と指定する。一方、ステップS1705でバッファ2の状態がEmptyかどうかをチェックする。ここで、バッファ2の状態がEmptyであれば、処理はステップS1709へ進み、そうでなければ、処理はステップS1706へ進む。ステップS1709では、バッファ管理対象Bをバッファ2と指定する。一方、ステップS1706ではバッファ3の状態がEmptyかどうかをチェックする。
ここで、バッファ3の状態がEmptyであれば、処理はステップS1710へ進み、そうでなければ、処理はステップS1707へ進む。ステップS1710ではバッファ管理対象Bをバッファ3と指定する。一方、ステップS1707では、バッファ4の状態がEmptyかどうかをチェックする。ここで、バッファ4の状態がEmptyであれば、処理はステップS1711へ進み、そうでなければ、処理はステップS1712へ進む。そして、ステップS1711ではバッファ管理対象Bをバッファ4と指定し、ステップS1712ではバッファ管理対象Bをバッファ5と指定する。
ステップS1708~S1712のいずれの処理の後も、処理はステップS1713に進む。ステップS1713では、バッファ管理対象Gが既に指定済なのでその該当するバッファに対してバッファステータス制御Bの処理を行うように指示する。その指示後、処理はそのままステップS1714へ進む。
ステップS1714ではバッファ1の状態がEmptyかどうかをチェックする。ここで、バッファ1の状態がEmptyであれば、処理はステップS1718へ進み、そうでなければ、処理はステップS1715へ進む。ステップS1718ではバッファ管理対象Cをバッファ1と指定する。一方、ステップS1715ではバッファ2の状態がEmptyかどうかをチェックする。ここで、バッファ2の状態がEmptyであれば、処理はステップS1719へ進み、そうでなければ、処理はステップS1716へ進む。ステップS1719ではバッファ管理対象Cをバッファ2と指定する。一方、ステップS1716ではバッファ3の状態がEmptyかどうかをチェックする。ここで、バッファ3の状態がEmptyであれば、処理はステップS1720へ進み、そうでなければ、処理はステップS1717へ進む。ステップS1720ではバッファ管理対象Cをバッファ3と指定する。一方、ステップ1717ではバッファ4の状態がEmptyかどうかをチェックする。
ここで、バッファ4の状態がEmptyであれば処理はステップS1721へ進み、そうでなければ、処理はステップS1722へ進む。ステップS1721ではバッファ管理対象Cをバッファ4と指定する。一方、ステップS1722ではバッファ管理対象Cをバッファ5と指定する。
ステップS1718~S1722のいずれの処理の後も、処理はステップS1723に進む。ステップS1723では、バッファ管理対象Cが既に指定済なので、その該当するバッファに対してバッファステータス制御Cの処理を行うように指示する。その指示後、処理はステップS1724へ進む。ステップS1724では、バッファ制御パラメータpageに“1”を加算し、処理はステップS1725へ進む。
ステップS1725では、page_maxがバッファ制御パラメータpageよりも大きいかどうかをチェックする。ここで、page_maxがpageより大きいなら、処理はステップS1703へ戻る。これに対して、page_maxがpage以下(実際にはpage_maxとpageが同じ値)となり、処理が最終ページに達していると判断されれば、処理はそのまま終了する。
図11は図10で言及した画像処理コントローラ205’のバッファステータス制御BとCを示すフローチャートである。
まず、バッファステータス制御Bについて説明する。
ステップS1801では、管理対象のバッファBの状態を“記録データ生成中”に変更する。ステップS1802では記録データ生成処理が完了するまで処理を待ち合わせる(WAIT)。ステップS1803では、管理対象のバッファBのステータスを“画像処理コントローラ205からデータ待ち”に変更する。ステップS1804では、画像処理コントローラ205からの記録データの受信が完了するまで処理を待ち合わせる(WAIT)。
さらに、ステップ1805では、管理対象のバッファBの状態を“プリントコントローラへ転送中”に変更する。ステップS1806では、プリントコントローラへのデータ転送が完了するまで処理を待ち合わせる(WAIT)。そして、ステップS1807では、管理対象のバッファBの状態を“Empty”に変更する。このようにして、バッファの状態遷移2を実現する。
次に、バッファステータス制御Cについて説明する。
図11によれば、ステップS1811では管理対象のバッファCの状態を“画像処理コントローラ205からデータ受信中”に変更する。ステップS1812では画像処理コントローラ205からのデータの受信が完了するまで処理を待ち合わせる(WAIT)。ステップS1813では、管理対象のバッファCのステータスを“プリントコントローラへ転送中”に変更する。ステップS1814では、プリントコントローラへのデータ転送が完了するまで処理を待ち合わせる(WAIT)。ステップS1815では、管理対象のバッファCの状態を“Empty”に変更する。このようにして、バッファの状態遷移3を実現する。
以上説明した図9~図11に示す制御を実行することで、分散処理された記録データの格納に必要な領域を画像処理コントローラ205’のRAMに予め物理アドレスとして確保しなくても、画像処理コントローラ205’のRAMに集約することができる。これにより、画像処理コントローラ205’のRAMとしては管理対象バッファを1つ分減らすことができる。
続けて、このバッファを実際にプリントコントローラ202のRAM938にどのようにして連続アドレスとして格納するかについて説明する。
図12は画像処理コントローラ205’がプリントコントローラ202へ記録データを転送する際の処理を示すフローチャートである。
まず、ステップS1901では、管理対象バッファCの転送先アドレスを設定する。具体的には、DMA先頭アドレスAに図6(b)に示す記録データ並び2002の記録制御アドレスAを設定し、DMAオフセットアドレスAに記録制御アドレスCを設定する。
次に、ステップS1902では、管理対象バッファBの転送先アドレスを設定する。具体的には、DMA先頭アドレスBに図6(b)に示す記録データ並び2002の記録制御アドレスBを設定し、DMAオフセットアドレスBに記録制御アドレスDを設定する。
ステップS1903では、DMAC1にDMA先頭アドレスAとDMAオフセットアドレスAを設定する。さらに、ステップS1904で、DMAC2にDMA先頭アドレスBとDMAオフセットアドレスBを設定する。
最後に、ステップS1905で、DMAC1とDMAC2をスタートさせて、記録データをプリントコントローラのRAM938へのデータ転送を開始する。これにより、図6(a)に示す記録データ並び2001のように、ページの上と下の半分の領域が連続したアドレスに配置されていなかったデータが図6(b)に示す記録データ並び2002のように上半分と下半分の領域が連続したアドレスに配置される。
従って以上説明した実施例に従えば、1ページ分の画像データを2つの画像処理コントローラで処理領域を分割して並列処理した場合でも少ない容量のメモリを効率的に利用してデータを集約し、記録ヘッドへ転送前に1つの記録データに合成することができる。
1 記録装置、8 記録ヘッド、101 コントローラユニット、105 カセット、
200 プリントエンジンユニット、202 プリントコントローラ、
205、205’ 画像処理コントローラ、S 記録媒体(カットシート)

Claims (11)

  1. ホストから送信される印刷ジョブに基づいて記録媒体に画像を記録するために用いる画像データを生成する画像データ生成手段と、
    前記画像データ生成手段により生成された画像データの一部を画像処理して第1の記録データを生成して第1のメモリに格納する第1の画像処理手段と、
    前記画像データの残りを画像処理して第2の記録データを生成して第2のメモリに格納する第2の画像処理手段と、
    前記第1の記録データと前記第2の記録データとを合成して外部に出力する記録データを生成する記録データ生成手段と、
    前記記録データ生成手段により生成された前記記録データを第3のメモリに格納する格納手段と、
    前記第1の記録データを前記第1のメモリから前記第2の画像処理手段の前記第2のメモリに転送する第1の転送手段と、
    前記第2のメモリに格納された前記第1の記録データと前記第2の記録データとを前記格納手段の前記第3のメモリの連続領域に転送する第2の転送手段と、を有することを特徴とする画像処理装置。
  2. 前記第1のメモリは2つのバッファから構成され、前記2つのバッファの1つが記録データ生成のために用いられ、もう1つのバッファが前記第2のメモリへのデータ転送に用いられ、
    前記第2のメモリは5つのバッファから構成され、前記5つのバッファの1つが記録データ生成のために用いられ、別の1つのバッファが前記第1のメモリからの前記第1の記録データの受信のために用いられ、さらに別の1つのバッファが前記第1のメモリからのデータ待ちのために用いられ、残りの2つのバッファが前記第3のメモリへのデータ転送のために用いられることを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
  3. 前記第2の転送手段は前記第3のメモリへのデータ転送のためにDMAを用い、
    前記第2の転送手段は前記残りの2つのバッファそれぞれからのDMA転送のために、第1のDMACと第2のDMACとを備えることを特徴とする請求項2に記載の画像処理装置。
  4. 前記第2の転送手段は、前記第2のメモリに格納された前記第1の記録データと前記第2の記録データとに基づいて、前記DMA転送のために前記第1のDMACと前記第2のDMACとに転送先となる前記第3のメモリの転送先アドレスが連続アドレスとなるように設定することを特徴とする請求項3に記載の画像処理装置。
  5. 前記記録媒体はカットシートであって、
    前記画像データ生成手段は、前記カットシートの1ページに相当する画像データを生成することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の画像処理装置。
  6. 前記第1の画像処理手段と前記第2の画像処理手段はそれぞれ、ASICで構成されることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の画像処理装置。
  7. 請求項1乃至6のいずれか1項に記載の画像処理装置と、
    前記画像処理装置から出力された記録データに基づいて記録媒体に記録を行う記録手段と、を有することを特徴とする記録装置。
  8. 前記記録手段は、
    前記記録媒体を搬送する搬送手段と、
    前記搬送手段により搬送された前記記録媒体に対して、前記記録データに基づいてインクを吐出して画像を記録する記録ヘッドとを有することを特徴とする請求項7に記載の記録装置。
  9. 前記記録ヘッドは、インクを吐出する複数のノズルを備え、
    前記第1の記録データは前記複数のノズルのうち一部の連続するノズルによる記録に用いられ、
    前記第2の記録データは前記複数のノズルのうち残りの連続するノズルによる記録に用いられることを特徴とする請求項8に記載の記録装置。
  10. 前記記録ヘッドは、前記記録媒体の幅に相当する記録幅をもつフルライン記録ヘッドであることを特徴とする請求項8又は9に記載の記録装置。
  11. ホストから送信される印刷ジョブに基づいて記録媒体に画像を記録するために用いる画像データを生成する生成工程と、
    前記生成工程において生成された画像データの一部を画像処理して第1の記録データを生成して第1のメモリに格納する第1の画像処理工程と、
    前記画像データの残りを画像処理して第2の記録データを生成して第2のメモリに格納する第2の画像処理工程と、
    前記第1の記録データを前記第1のメモリから前記第2のメモリに転送する第1の転送工程と、
    前記第2のメモリに格納された前記第1の記録データと前記第2の記録データとを合成する合成工程と、
    前記合成工程において合成されたデータを記録データとして第3のメモリの連続領域に転送する第2の転送工程と、を有することを特徴とする画像処理方法。
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