JP2009214414A - 画像形成装置及び画像形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】画質を高めても、画像処理に用いるテーブルのメモリ容量の増加を抑えることのできる画像形成装置及び画像形成方法を提供する。
【解決手段】所定のビット数のデータの入力値と出力値の一次元の関係をテーブル値として示す第１の画像処理テーブルデータを記憶する画像処理波形メモリ２０２ａと、前記第１の画像処理テーブルデータにおける複数のテーブル値を用いた演算処理を行い該複数のテーブル値の間を補間して第２の画像処理テーブルデータを生成するデータ補間部２０２ｂと、を備え、画像処理部２０２は、前記第２の画像処理テーブルデータを用いて入力された画像データの画像処理を行い印刷用画像データを生成する。
【選択図】図４

Description

本発明は、インクジェット記録装置などの画像形成装置及び該画像形成装置における画像形成方法に関するものである。

プリンタ、ファクシミリ、複写装置、これらの複合機等の画像形成装置として、例えば液滴吐出ヘッドを記録ヘッドに用いたインクジェット記録装置が知られている。インクジェット記録装置は、インク記録ヘッドから用紙（紙に限定するものではなく、ＯＨＰ、被記録媒体、記録媒体、記録紙、記録用紙等も含む）に記録液としてのインクを吐出して画像形成を行う。

これらの画像形成装置においては、画像入力装置より入力された画像データに対して、常に安定した状態で色再現された画像を出力することが必要とされている。それゆえ、画像形成装置においては、入力された画像データに対する画像処理が重要な役割を果たしている。

ここで、画像処理として、テーブル参照（Ｌｏｏｋ Ｕｐ Ｔａｂｌｅ：ＬＵＴ）法（以下、ＬＵＴ）により色調整処理やγ補正処理が行われている。例えば、全ての入力画像データと出力画像データとの組合せに対して色補正データを予め計算して、その結果をテーブル値として色補正テーブルを作成し、作成された色補正テーブルをメモリ（記憶装置）に格納する。そして、入力画像データに対応するテーブル値を参照して変換されたデータを、出力画像データとして出力する方法がある（直接変換法）。

この場合には、メモリに直接アクセスして入力画像データに対応する出力画像データを１対１の対応で求めることができるので、画像処理に関する回路構成を簡単にすることができる。また、入力画像データと出力画像データとの関係がどのような非線形特性にあっても、入力画像データと出力画像データとが１対１の対応関係となるように上記テーブル値が計算されているので、入力画像データから出力画像データへの高い変換精度を得ることができる。

しかしながら、今までの画像形成装置では、ＬＵＴのテーブル参照において、画質を高めようとした場合、テーブルデータを格納するメモリのメモリ容量が大幅に増加してしまい、コストがかかってしまう問題があった。

また、今までの画像形成装置では、画像処理を行うＬＵＴなどにおいて、テーブルサイズを変更しメモリ容量を削減した場合、得られる画質が低下してしまう問題があった。

なお特許文献１には、メモリ容量を削減する目的で、色補正処理に用いるデータをテーブル値として作成し、上記テーブルを圧縮した圧縮テーブルを用いて入力画像データを出力画像に変換する方法が開示されているが、これらの解決までには至っていない。

特開２００３−１１０８６９号公報

本発明は、以上の従来技術における問題に鑑みてなされたものであり、画質を高めても、画像処理に用いるテーブルのメモリ容量の増加を抑えることのできる画像形成装置及び画像形成方法を提供することを目的とする。また、テーブルのメモリ容量を削減した場合でも、得られる画質を低下させないことのできる画像形成装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために提供する本発明は、以下の通りである。
〔１〕 入力された画像データについて所定の画像処理を行なって印刷用画像データを生成する画像処理部（画像処理部２０２）と、該印刷用画像データに基づいて記録媒体上に画像を形成する画像形成部（ヘッド部３００）と、を備える画像形成装置（プリンタ１０００）において、所定のビット数のデータの入力値と出力値の一次元の関係をテーブル値として示す第１の画像処理テーブルデータを記憶する第１メモリ（画像処理波形メモリ２０２ａ）と、前記第１の画像処理テーブルデータにおける複数のテーブル値を用いた演算処理を行い該複数のテーブル値の間を補間して第２の画像処理テーブルデータを生成する画像処理データ補間部（データ補間部２０２ｂ）と、を備え、前記画像処理部は、前記第２の画像処理テーブルデータを用いて入力された画像データの画像処理を行い印刷用画像データを生成することを特徴とする画像形成装置（図４）。
〔２〕 前記画像形成部は、アクチュエータの駆動によりインクを吐出して記録媒体上に画像を形成する複数のノズルが配列された記録ヘッドを有しており、所定のビット数のデータの入力値と出力値の一次元の関係をテーブル値として示す第１の駆動波形テーブルデータを記憶する第２メモリ（駆動波形メモリ２０４ａ）と、前記第１の駆動波形テーブルデータにおける複数のテーブル値を用いた演算処理を行い該複数のテーブル値の間を補間して第２の駆動波形テーブルデータを生成する駆動波形データ補間部（データ補間部２０４ｂ）と、前記第２の駆動波形テーブルデータを用いて前記アクチュエータを駆動させる駆動波形を出力する駆動波形出力部（駆動波形出力部２０４）と、を備えることを特徴とする前記〔１〕に記載の画像形成装置（図４）。
〔３〕 前記画像処理部は、前記第２の画像処理テーブルデータを用いて入力された画像データの色補正またはγ補正の画像処理を行なうことを特徴とする前記〔１〕に記載の画像形成装置（図５）。
〔４〕 前記画像処理データ補間部は、前記第１の画像処理テーブルデータの隣接する２点のテーブル値を用いて線形補間を行なうことを特徴とする前記〔１〕に記載の画像形成装置（図７，図８）。
〔５〕 前記画像処理データ補間部は、前記第１の画像処理テーブルデータの３点以上のテーブル値を用い、該３点以上のテーブル値それぞれの補間データに対する入力値としての距離に応じて補間の影響度を変化させる補間を行なうことを特徴とする前記〔１〕に記載の画像形成装置（図１０）。
〔６〕 前記第１の画像処理テーブルデータは、入力値の範囲によって隣接するテーブル値の入力値間隔が異なることを特徴とする前記〔１〕に記載の画像形成装置（図８）。
〔７〕 前記第１の画像処理テーブルデータは、該第１の画像処理テーブルデータの基となる画像処理テーブル原データの入力値の全範囲または所定範囲ごとにおける注目テーブル値とその前後に隣接するテーブル値それぞれとを結んだ２つの直線の傾きの差が閾値以下となる場合の前記注目テーブル値を削除したものであることを特徴とする前記〔１〕に記載の画像形成装置（図１２）。
〔８〕 前記閾値は、第１の画像処理テーブルデータの精度レベルに応じて設定されることを特徴とする前記〔７〕に記載の画像形成装置。
〔９〕 前記閾値は、第１のメモリの容量に応じて設定されることを特徴とする前記〔７〕に記載の画像形成装置。
〔１０〕 入力された画像データについて所定の画像処理を行なって印刷用画像データを生成する画像処理部と、該印刷用画像データに基づいて記録媒体上に画像を形成する画像形成部と、所定のビット数のデータの入力値と出力値の一次元の関係をテーブル値として示す第１の画像処理テーブルデータを記憶する第１メモリと、を備える画像形成装置における画像形成方法であって、前記第１の画像処理テーブルデータにおける複数のテーブル値を用いた演算処理を行い該複数のテーブル値の間を補間して第２の画像処理テーブルデータを生成する画像処理データ補間工程と、前記第２の画像処理テーブルデータを用いて入力された画像データの画像処理を行い印刷用画像データを生成する画像処理工程と、を有することを特徴とする画像形成方法。

本発明の画像形成装置、画像形成方法によれば、形成する画像の画質を高めても、画像処理に用いるテーブルのメモリ容量の増加を抑えることができる。すなわち、画質を向上させるために出力値のデータサイズを大きくした場合、それに応じてテーブルのメモリ容量は大きくなってしまうが、本発明では入力値に対して出力値が決定する関係においてある一定間隔でのテーブルデータのみを持ち、入力値を持たない部分では隣接するテーブルデータを用い補間することを行うので、テーブルのメモリ容量を削減することができる。
また、本発明の画像形成装置によれば、テーブルデータのメモリ容量を削減した場合でも、得られる画質を低下させないようにできる。すなわち、メモリ容量を削減させるためにテーブルサイズを小さくした場合、それに応じて得られる画質が低下してしまうが、本発明では入力値に対して出力値が決定される関係において、全てあるいは一部のテーブルデータを、テーブルデータの曲線の曲がり具合を示すある閾値によって補間の対象とするかどうかの分類し（補間の対象となったデータを、補間の対象でない近隣のデータを用い）、線形補間することで、テーブルの精度を落とすことなくメモリ容量を削減することができる。

以下に、本発明に係る画像形成装置及び画像形成方法について説明する。
図１は、本発明に係る画像形成装置の一態様であるインクジェット記録装置の概略図（装置上面図）であり、図２は、該インクジェット記録装置の概略図（装置前方図）である。
このインクジェット記録装置は、図示しない左右の側板に横架したガイドロット１０４でキャリッジ１００を保持し、主走査モータ１０５によって、駆動プーリ１０６と従動プーリ１０７間に渡したタイミングベルト１０２を介して主走査方向に移動走査する。

このキャリッジ１００には、例えばイエロー(Ｙ)、シアン(Ｃ)、マゼンタ(Ｍ)、ブラック(Ｋ)の各色のインク滴を吐出する４個の液吐出ヘッドから成る記録ヘッドを複数のインク吐出口(ノズル)を形成したノズル面のノズル列を主走査方向と直行する方向(副走査方向)に配列し、インク吐出口方向を下方に向けて装着している。なお、ここでは独立した液滴吐出ヘッドを用いているが、各色の記録液の液滴を吐出する複数のノズル列を有する１又は複数のヘッドを用いる構成とすることもできる。また、色の数及び配列順序はこれに限るものではない。

記録ヘッドを構成するインクジェットヘッドとしては、圧電素子などの圧電アクチュエータ、発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いて液体の膜沸騰による相変化を利用するサーマルアクチュエータ、温度変化による金属相変化を用いる形状記憶合金アクチュエータ、静電力を用いる静電アクチュエータなどを、液滴を吐出するための圧力を発生する圧力発生手段（アクチュエータ）として備えたものなどを使用できる。

また、キャリッジ１００には、スリットを形成したエンコーダスケール１０３を主走査方向に沿って設け、キャリッジ１００にはエンコーダスケール１０３のスリットを検出するエンコーダセンサ（不図示）を設け、これらによって、キャリッジ１００の主走査方向位置を検知するためのリニアエンコーダを構成している。

一方、記録媒体である記録用紙１０８を搬送するために、記録用紙１０８を静電吸着して記録ヘッドに対向する位置で搬送するための搬送手段である搬送ベルト１０１を備えている。この搬送ベルト１０１は、無端状ベルトであり、搬送ローラ１０９とテンションローラ１１０との間に掛け渡されて、ベルト搬送方向（副走査方向）に周回するように構成し、周回移動しながら帯電ローラ１１３によって帯電（電荷付与）される（図２）。

この搬送ベルト１０１としては、１層構造のベルトでも良く、又は複層（２層以上の）構造のベルトでもよい。１層構造の搬送ベルトの場合には、用紙や帯電ローラに接触するので、層全体を絶縁材料で形成している。また、複層構造の搬送ベルトの場合には、用紙や帯電ローラに接触する側は絶縁層で形成し、用紙や帯電ローラと接触しない側は導電層で形成することが好ましい。

図３は、記録ヘッドにおけるアクチュエータの駆動波形の説明図である。
インク吐出用のノズル内には滴吐出のためのアクチュエータが備えられており、アクチュエータとしては圧電素子を用いる方式が知られている。圧電素子は印加される電圧によって体積が変動する素子であり、インク滴吐出時には狙いの滴サイズや吐出速度を得るために駆動波形と呼ばれる電圧波形を入力する。

駆動波形には主に、以下の３種類がある。
(ａ)記録媒体にインクを吐出し、画像を形成する為の印字波形
(ｂ)記録媒体外部のメンテナンスユニットにインクを吐出する空吐出波形
(ｃ)インクを吐出しない程度にアクチュエータを駆動させる微駆動波形

空吐出駆動波形は、ノズル内のインクが長時間大気に触れた状態で乾燥し、正常な吐出ができなくなってしまった場合の復帰動作として使用される。また、微駆動波形は、上記ノズル内のインクの乾燥を抑止するための維持動作として使用される。

インク滴の吐出を行うとき、アクチュエータの急峻な体積増減が駆動力となるが、ノズルの液面を一度引き込んでから押し出す動作をする事で、より効率的にインク滴吐出を行えることが知られている。この場合、駆動波形は電圧低下から転じて電圧上昇させる動作となるため、基準となる中間電位（基準電位）から電圧の上下を開始するのが効率的であり、事前に中間電位までスルーアップし、ヘッド駆動完了後には０電位へスルーダウンする必要がある。

また、駆動波形の基準電位は、駆動の種類（印字、空吐出、微駆動）で異なる場合がほとんどである為、スルーアップ及びスルーダウン波形も各駆動で異なる。

図４は、本発明に係る画像形成装置の機能ブロック図である。
プリンタ１０００は、エンジン制御部２００，ヘッド部３００などを備えている。エンジン制御部２００は、本発明に係る複数の画像変換テーブルによる画像処理を行う機能（画像処理部２０２）、記録ヘッドのアクチュエータの駆動波形を出力する駆動波形出力部２０４、装置各部を制御するＣＰＵ２０７、エンコーダ（エンコーダセンサなど）やモータ（主走査モータ１０５など）などを取り扱うメカ制御機能（メカ制御部２０８）を備えている。また、画像処理部２０２に関連して第１の画像処理テーブルデータを記憶する第１メモリとして画像処理波形メモリ２０２ａと第１の画像処理テーブルデータの補間処理を行なうデータ補間部２０２ｂを備えており、駆動波形出力部２０４に関連して第１の駆動波形テーブルデータを記憶する第２メモリとして駆動波形メモリ２０４ａと第１の駆動波形テーブルデータの補間処理を行なうデータ補間部２０４ｂを備えている。なお、メカ制御部２０８では駆動波形出力のタイミング制御を行っている。

スキャナ２０００などの外部装置からプリンタ１０００にデータが送信されると、プリンタ１０００の外部Ｉ／Ｆ２０１でデータを受信する。ついで、受信されたデータについて画像処理部２０２で画像処理を行った後、印刷用画像データであるヘッドデータを生成しプリンタのヘッド部３００へ出力する。また、駆動波形出力部２０４は駆動波形も同様にヘッド部３００へ出力する。そして、ヘッド部３００では、このヘッドデータ及び駆動波形に基づいて記録ヘッドから所定のインクが吐出され記録用紙上に画像が形成される。

ここで、画像処理部２０２は、画像処理波形メモリ２０２ａに格納された第１の画像処理テーブルデータ（画像変換テーブル）をデータ補間部２０２ｂで補間した第２の画像処理テーブルデータを用いて画像処理を行う。

また、駆動波形出力部２０４は、駆動波形メモリ２０４ａに格納された第１の駆動波形テーブルデータをデータ補間部２０４ｂで補間した第２の駆動波形テーブルデータを用いて駆動波形を出力する。

図５は、画像処理部の機能ブロック図である。
画像処理の機能としては、図５にあるように、入力画像データに対して色調整、色変換、γ補正、階調処理などを行う。

まず色調整では、出力される画像データに対して、目標とする色調を再現するための変換処理を行っている。

また、色変換では、ＲＧＢ各８ビットの色データをＣＭＹＫ各８ビットの色データへの変換を行っている。これは、スキャナ２０００などから取り込むデータはＲＧＢの色データであるのに対して、プリンタ１０００ではＣＭＹＫの色データを用いるためである。

ついで、γ補正では、入力画像データに対して実際に出力される信号を調節し、より自然にみえる表示に近づけるための補正を行う。このような変換が必要となるのは、画像などの色データの信号が、実際に見える画像の明るさと比例関係ではなく実際には曲線のような関係となっているためである。

その後の処理でＣＭＹＫ各８ビットのデータをＣＭＹＫ各1ビットのデータに変更する。ここで画像データを２５６階調（８ビット）で表現できていたものを、２階調（１ビット）で表現しなければならなくなるため、階調処理で、少ない階調数でも階調性があるように見せるための処理を行っている。

本発明では、色調整、γ補正の処理の段階で、画像処理波形メモリ２０２ａに格納されたテーブルデータ（第１の画像処理テーブルデータ）をデータ補間部２０２ｂによって補間した第２の画像処理テーブルデータを用いる。

図６は、画像処理部で用いられる画像処理テーブルデータとしての１次元ルックアップテーブル（ＬＵＴ）の一例である。
前述の色調整やγ補正の実現方法の１つとして、1次元ＬＵＴを用いる方法がある。図６は、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）各色０〜２５５（８ビット）の入力値（入力データ）と出力値（出力データ）の関係波形を持つ場合の例であり、プリンタ１０００などの画像形成装置では、ＣＭＹＫ各色データそれぞれにテーブル値を持ち、各色の色調整やγ補正を行う。なお、ガンマ補正については、エンジン制御部２００でヘッド部３００固有の特性に応じたガンマテーブルを選択できる構成となっている。
以上の構成において、１次元ＬＵＴを使用する画像処理、また駆動波形の出力について本発明を適用していく。

図７は、本発明で生成される入出力１０ビットの画像データを変換するテーブル（１次元ＬＵＴ）の例１を説明する図である。
出力画像データを高画質化しようとした場合、ＬＵＴなどのテーブルサイズを大きくする方法が考えられる。これは単純に入力データに対して得られる出力の値が増加するものであり、例えば入出力８ビットのデータを用意した場合、入力値０〜２５５に対して出力値を最大０〜２５５までしか表現できないが、これを入出力１０ビットのデータを用意した場合、入力値０〜１０２３に対して出力値を最大０〜１０２３までを表現することができるので、画像データの画質が向上する。

従来からの技術として、画像処理装置の制御部には、図７（ａ）にあるような画像変換テーブルが複数用意されており、画像形成装置のＩ／Ｆを介してエンジン制御部で受信した画像データを、ＬＵＴや画像処理パラメータなどのテーブルを用いて、画像データを変換し出力データを得る。

図７（ｂ）は、図７（ａ）の任意の入力データＸ_4n、Ｘ_4n+4の範囲の値を拡大し表示したものであり、入力データＸ_4n、Ｘ_4n+4の間に入力データＸ_4n+1、Ｘ_4n+2、Ｘ_4n+3が存在するとき、それぞれ入力に対する出力データはＹ_4n+1、Ｙ_4n+2、Ｙ_4n+3（図中のプロット×）となる。このとき必要となるメモリ容量は、１０２４×１０ビットとなる（従来例）。

本発明では、このＸ_4n、Ｘ_4n+4の２点を直線で結ぶことにより、入力データＸ_4n+1、Ｘ_4n+2、Ｘ_4n+3の位置に近似の出力データＹ_4n+1’、Ｙ_4n+2’、Ｙ_4n+3’（図中プロット○）を得ることができる。すなわち、画像処理波形メモリ２０２ａには、入力データ範囲Ｘ_4n〜Ｘ_4n+4に（Ｘ_4n，Ｙ_4n）、（Ｘ_4n+4，Ｙ_4n+４）２点のテーブル値を有する第１の画像処理テーブルデータが記憶されており、データ補間部２０２ｂが、このテーブルデータについて線形補間を行い、得られたデータを集めて構成したものが、図７（ｃ）の画像変換テーブル（第２の画像処理テーブルデータ）となる。

なお、線形補間による値は、つぎの式で求められる。
Ｙ_4n+1′＝（Ｙ_4n×３＋Ｙ_4n+4×１）／４
Ｙ_4n+2′＝（Ｙ_4n＋Ｙ_4n+4）／２
Ｙ_4n+3′＝（Ｙ_4n×１＋Ｙ_4n+4×３）／４

このように高画質化に伴い大容量のメモリが必要となる場合であっても、図７（ｃ）のような画像変換テーブルを用いることで大幅にメモリを削減し、わずかなメモリ容量の増加で高画質の出力結果を得ることができる。

ここで、図７のように、データを４分割した場合を例にとると、Ｘ_4n・Ｘ_4(n+1)・・の入力に対してのみ出力値Ｙ_4n・Ｙ_4(n+1)・・を持ち、それ以外の出力値は線形補間によって得られる値を用いると、実際にＲＡＭ（画像処理波形メモリ２０２ａ）に記憶するテーブルのメモリ容量は２５６×１０ビットとなる。

図８は、入出力１０ビットの画像データを変換するテーブル（１次元ＬＵＴ）の例２を説明する図である。
図８（ａ）は、図７（ａ）の画像変換テーブル入力データの配置を、入力データ範囲のある領域ごとに変更するようにしたものである。上記のテーブルを線形補間し、得られたデータを集めて構成したものが、図８（ｂ）の画像変換テーブルとなる。図７のようにテーブルを均一に配置した場合と比べて、より精度の高い画像変換テーブルを得ることができる。

すなわち、図８（ｃ），図８（ｄ）は、前述の図７のテーブルと同様にして、図８（ａ）の任意の入力データＸ_4n〜Ｘ_4n+4、Ｘ_2m〜Ｘ_2m+4の範囲の値を拡大し表示したものであり、線形補間を行うデータ間のデータ数が領域ごとに異なることを示している。上記のテーブルデータでは、テーブル値が入力データとして一定間隔ごとに配置されないため、線形補間を行う演算処理を各領域別に用意する必要がある。ここで、入力データＸ_d（仮にＸ_d＝４００とする）を境として、ある入力データＸ_inについて、「Ｘ_in＜４００のとき」では図８（ｃ）のように入力データ範囲Ｘ_4n〜Ｘ_4n+4を４分割し、「４００≦Ｘ_inのとき」では、図８（ｄ）のように入力データ範囲Ｘ_2m〜Ｘ_2m+4を出力１０ビットが実現できるように２分割して線形補間を行った場合を考える。

テーブルのi番目データをＴＢＬ[i]とすると、入力データＸ_in（０〜１０２３）に対する補正後の出力データＹは、Ｘ_in＜４００のとき、つぎのように求められる。なお，ｎは整数である。
Ｙ＝ＴＢＬ[Ｘ_in /４] （Ｘ_in＝４ｎの時）
Ｙ＝（ＴＢＬ[Ｘ_in /４]×３＋ＴＢＬ[(Ｘ_in /４)＋１]×１）／４ （Ｘ_in＝４ｎ＋１の時）
Ｙ＝（ＴＢＬ[Ｘ_in /４]＋ＴＢＬ[(Ｘ_in /４)＋１]）／２ （Ｘ_in＝４ｎ＋２の時）
Ｙ＝（ＴＢＬ[Ｘ_in /４]×１＋ＴＢＬ[(Ｘ_in /４)＋１]×３）／４ （Ｘ_in＝４ｎ＋３の時）

また、入力データＸ_in（０〜１０２３）に対する補正後の出力データＹは、Ｘ_in≧４００のとき、つぎのように求められる。なお、ｍは整数である。
Ｙ＝ＴＢＬ[(Ｘ_in /２)−１００] （Ｘ_in＝２ｍの時）
Ｙ＝（ＴＢＬ[(Ｘ_in
/２)−１００]＋ＴＢＬ[(Ｘ_in /２)＋１−１００]）／２ （Ｘ_in＝２ｍ＋１の時）

このとき必要なメモリ容量は、（４００／４）×１０＋（６２４／２）×１０＝４１２×１０ビットとなり、線形補間を行わない場合の必要なメモリ容量１０２４×１０ビットと比べて、大幅にメモリ容量の削減を行うことができる。

またここでは、任意の入力データＸ_dを境とし、データを２分割、４分割するように線形補間を行っているが、補間に用いられるテーブル情報は設計者側であらかじめ定められているので、分割する幅、境界数などは、テーブルの種類や必要とするメモリの容量などに応じて決定し、上記補間を行うための演算処理を行ってやればよい。

本発明では、２点のテーブル値を用いた線形補間を行う以外に、以下で説明するキュービックコンボリューション補間と呼ばれる、周辺データを用いた補間方法によってもよい。以下説明する。

図９は、周辺画素の注目画素に対する影響度を示す図である。
図９の３次元の補間関数は、周辺画素が注目画素にどのくらい影響を与えるのかを示すものであり、図示しているのは周辺２画素までを考慮した演算を行うためのものである。

ここで、注目画素から距離tだけ離れた周辺画素が注目画素に与える影響を表す式は、以下のようになる。
ｈ(ｔ)＝|t|³−２|ｔ|²＋１ （０≦|t|＜１）
ｈ(ｔ)＝４−８|t|＋５|t|²−|t|³ （１≦|t|＜２）
ｈ(ｔ)＝０ （２≦|t|）

図１０は、キュービックコンボリューション補間を示す図である。
ここで、図７，図８のような入力データＸ_４n+1を注目画素とし、Ｘ_4n-4、Ｘ_4n、Ｘ_4n+4、Ｘ_4n+8を周辺画素として考慮した場合、注目画素に対する周辺画素の距離ｔは図１０の括弧内の数値で表される。この値を前述の補間関数のtに代入し、得られた補間値を全て足し合わせることで、注目画素の補間値として求めることができる。

ここでの出力データY_4n+1は、次式のようになる。
Ｙ_4n+1＝Ｙ_4n-4×ｈ（１＋１/４）＋Ｙ_4n×ｈ（１/４）
＋Ｙ_4n+4×ｈ（−１＋１/４）＋Ｙ_4n+8×ｈ（‐２＋１/４）

キュービックコンボリューション補間法のような３点以上のデータを用いる補間は、線形補間に比べメモリアクセス回数が増加し、また演算処理が複雑となってしまうが、より高精度な補間値を得ることができ、画質をさらに向上させることができる。

つぎに、本発明の画像形成装置（プリンタ１０００）における画像形成方法について説明する。
本発明に係る画像形成方法は、画像処理波形メモリ２０２ａに記憶された第１の画像処理テーブルデータにおける複数のテーブル値を用いた演算処理を行い該複数のテーブル値の間を補間して第２の画像処理テーブルデータを生成する画像処理データ補間工程と、前記第２の画像処理テーブルデータを用いて入力された画像データの画像処理を行い印刷用画像データを生成する画像処理工程と、を有することを特徴とするものである。これにより、形成する画像の画質を高めても、画像処理に用いる第１の画像処理テーブルデータに関する画像処理波形メモリ２０２ａのメモリ容量の増加を抑えることができる。またこのとき、画像処理データ補間工程で、図７，図８，図９，図１０に示した演算処理により補間を行うとよい。

また、本発明の画像形成方法は、前記画像形成部（ヘッド部３００）が、アクチュエータの駆動によりインクを吐出して記録媒体上に画像を形成する複数のノズルが配列された記録ヘッドを有する構成であるときには、所定のビット数のデータの入力値と出力値の一次元の関係をテーブル値として示す第１の駆動波形テーブルデータを記憶する第２メモリ工程と、前記第１の駆動波形テーブルデータにおける複数のテーブル値を用いた画像処理データ補間工程と同様の演算処理を行い該複数のテーブル値の間を補間して第２の駆動波形テーブルデータを生成する駆動波形データ補間工程と、前記第２の駆動波形テーブルデータを用いて前記アクチュエータを駆動させる駆動波形を出力する駆動波形出力工程と、を有することが好適である。

さらに、本発明は、前記処理工程を順次実行することとしたプログラムにも適用可能である。すなわち、本発明の画像形成装置（プリンタ１０００）における画像形成方法に関するプログラムであって、画像処理波形メモリ２０２ａに記憶された第１の画像処理テーブルデータにおける複数のテーブル値を用いた演算処理を行い該複数のテーブル値の間を補間して第２の画像処理テーブルデータを生成する画像処理データ補間工程と、前記第２の画像処理テーブルデータを用いて入力された画像データの画像処理を行い印刷用画像データを生成する画像処理工程と、を実行するように構成されたことを特徴とするプログラムである。また、画像処理データ補間工程で、図７，図８，図９，図１０に示した演算処理により補間を行うように構成されたプログラムである。さらに、前記画像形成部（ヘッド部３００）が、アクチュエータの駆動によりインクを吐出して記録媒体上に画像を形成する複数のノズルが配列された記録ヘッドを有する構成であるときには、所定のビット数のデータの入力値と出力値の一次元の関係をテーブル値として示す第１の駆動波形テーブルデータを記憶する第２メモリ工程と、前記第１の駆動波形テーブルデータにおける複数のテーブル値を用いた画像処理データ補間工程と同様の演算処理を行い該複数のテーブル値の間を補間して第２の駆動波形テーブルデータを生成する駆動波形データ補間工程と、前記第２の駆動波形テーブルデータを用いて前記アクチュエータを駆動させる駆動波形を出力する駆動波形出力工程と、を実行するように構成されたことを特徴とするプログラムである。

また、本発明は、これらのプログラムが記録されたことを特徴とする記録媒体である。

ところで、前記第１の画像処理テーブルデータは、該第１の画像処理テーブルデータの基となる画像処理テーブル原データのテーブル値の一部がテーブルデータのメモリ容量を削減する目的で削減されたものである。本発明では、前記画像処理テーブル原データの入力値の全範囲または所定範囲ごとにおける注目テーブル値とその前後に隣接するテーブル値それぞれとを結んだ２つの直線の傾きに着目し、その傾きの差が所定の閾値以下となる場合に、その注目テーブル値を画像処理テーブル原データから削除する。

図１１（ａ）は、画像処理テーブル原データであり、テーブルデータ（１次元ＬＵＴ）の任意の点Ｘ_ｎの前後における傾きの変化を表す図である。また、図１１（ｂ）は図１１（ａ）の任意の点Ｘ_nの周辺を拡大した図である。
ここで二階微分の定義による単純な演算により、傾きの変化量を求める例を挙げる。

まずＸ_nに隣接する点をＸ_n-1, Ｘ_n+1としたとき、Ｘ_nの周辺におけるテーブルデータの曲線の傾きの変化量は、Ｘ_n-1−Ｘ_n，Ｘ_n−Ｘ_n+1間の傾きの差|Ｎ|をとることで求めることができる。Ｘ_n-1,Ｘ_n,Ｘ_n+1の出力結果をそれぞれＹ（Ｘ_n-1）,Ｙ（Ｘ_n）,Ｙ（Ｘ_n+1）とすると、図１１ではΔｘ＝１であることから、傾きの変化量の差|Ｎ|は次式のようになる。

|Ｎ|＝ {Ｙ（X_n+1）−Ｙ（X_n）}／Δｘ − {Ｙ（X_n）−Ｙ（X_n-1）}／Δｘ
＝ Ｙ（X_n+1）−２Ｙ（X_n）＋Ｙ（X_n-1）

この式によれば、この|Ｎ|の値が大きいほど求めた点（着目テーブル値）の周辺が大きく曲がっていて、Ｎの値が０に近づくほど求めた点の周辺が直線に近い状態であることを示す。

また、Ｘ_n-1,Ｘ_n+1によりＸ_nを線形補間し得られるデータ（図１１のプロット□）の出力値Ｙ（X_n）’と、本来のデータの出力値Ｙ（X_n）との差|Ａ|は次式のようになる。
|Ａ|＝|Ｙ（X_n）’−Ｙ（X_n）|
＝|{Ｙ（X_n+1）−Ｙ（X_n-1）}／２−Ｙ（X_n）|
＝|Ｎ|／２

この式より、実際のデータと補間により求められるデータの差異をある一定値以下に抑えたい場合は、データの差異を|Ｎ|／２（線形補間し得られるデータの出力値Ｙ（X_n）’と、本来のデータの出力値Ｙ（X_n）との差|Ａ|）以下となるような|Ｎ|を閾値として設定してやれば良い。

同様の演算を行い得られた結果から、閾値を境に、傾きの変化量の大きい点（テーブル値）は補間対象としない。また、傾きの変化量が小さい点（テーブル値）は、補間対象（着目テーブル値）としない近隣の点によって補間演算を行う。すなわち、この段階では着目テーブル値は補間対象として削除されて第１の画像処理テーブルデータとなり、画像処理波形メモリ２０２ａに記憶され、データ補間部２０２ｂで予定された補間を行うものとされる。このように、画像処理テーブル原データの波形の特性に応じて、補間方法を適切に変更することができる。とくに、テーブルの精度のレベルを決定した上で、それに応じた補間方法を設定できるので、補間処理の際に得られるテーブルデータが本来の値と大きく異なることなどを防ぐことができる。

また、演算処理を行うのは、図１１のように全画素を対象にしたものであっても良いし、出力に変化が大きく見られない場合などは、Δｘの値を変更し、入力データ範囲におけるある領域毎を対象にしたものでも良い。

図１２は、補間処理を行う前後におけるテーブルデータの図である。
図１２（ａ）は補間前のテーブルの入力データ範囲におけるある領域のデータ（Ｘ_n〜）を表示したものである。ここでは、まず画像処理テーブル原データの各データ（図中のプロット●）に対して、それぞれ傾きの変化量の差|Ｎ|を測定し、ある閾値を境に補間の対象とするかどうかの分類を行う。そして、補間を行う対象として判定されたデータ（着目テーブル値）は削除され、補間の対象ではない近隣の入力データにより線形補間することで求められるものとされる。

例えば、図１２（ａ）の入力データ範囲Ｘ_n〜Ｘ_n+3、Ｘ_n+5〜Ｘ_n+7、Ｘ_n+7〜Ｘ_n+12の間の各データが補間の対象と判定された場合、それぞれのデータは削除され、後ほど補間の対象ではない両隣のテーブル値によって線形補間され、前記入力データ間の距離ｘに応じて、それぞれ１／ｘの幅に分割される。図１２（ｂ）はこれにより得られたテーブルデータである。図中、プロット●のテーブル値は図１２（ａ）のテーブルデータの一部画素データがとりのぞかれた残りのデータ（第１の画像処理テーブルデータ）であり、プロット□のテーブル値は補間により求められたテーブルデータを代わりの値としており、これらを合わせたものが画像処理に用いられる第２の画像処理テーブルデータとなる。このように、補間データを用いることで、本来の波形（画像処理テーブル原データの波形）に近くメモリ容量の小さいテーブルを得ることができる。

なお、ここでの補間処理は、図７，図８，図９，図１０で説明した演算方法のいずれでもよい。例えば、図７，図８で説明した方法（隣接する２点のテーブル値を用い線形補間を行う方法）によれば、第１の画像処理テーブルデータにおける２点のテーブル値を直線で結び、その間に存在するデータの近似のデータを、演算で求めることができる。また、図９，図１０で説明した方法（３点以上のデータを用いて行い、注目画素に対する周辺画素の距離に応じて、補間の影響度を変化させて演算を行なう方法）によれば、線形補間を行うよりも、より精度の高い値が得られる。

図１１，図１２では、ある実データの、補間により代わりに得られる補間データとの差異を、補間を行うかどうかの基準となる閾値として決定する例について説明したが、これは補間を行うための閾値を高くすればするほど、補間後のテーブルとしての精度は高くなるが、削減できるメモリ容量は減少していくというものである。

ここで、前記方法とは別に、テーブルに用いるメモリ容量を基準として閾値を決定する方法を挙げる。
前述のとおり、入力データとしての任意の点Ｘ_nと距離ΔｘにあるデータをＸ_n-1,Ｘ_n+1としたときの、任意の点Ｘnのデータ間の傾きの変化量の差|Ｎ|は、次式で表すことができる。
|Ｎ|＝{Ｙ（X_n+1）−Ｙ（X_n）}／Δｘ−{Ｙ（X_n）−Ｙ（X_n-1）}／Δｘ

ここで、|Ｎ|のとり得る値の範囲を｜Ｎ_min｜〜｜Ｎ_max｜とすると、最小値、最大値それぞれはつぎのようになる。
｜Ｎ_min｜＝０,｜Ｎ_max｜＝（最大出力データ数）×２／Δｘ
そしてテーブルに用いるメモリ容量をＭとした時、あるテーブルの値に対して｜Ｎ_max｜から｜Ｎ_min｜までの全てあるいは一部の値を閾値として順次設定し、必要となるメモリ容量を演算し求めていく。
ついで、閾値ｎによってテーブルの各データを分類しメモリ容量の削減を行った際のＴｏｔａｌメモリ容量をＭ（n）とすると、Ｍ（｜Ｎ｜）≧Ｍとなる最小の閾値｜Ｎ｜を用い前述の補間を行うことで、メモリ容量が最大Ｍのテーブルを得ることができる。

前述の通り、出力画像データを高画質化しようとした場合、ＬＵＴなどのテーブルサイズを大きくする方法がある。これは単純に入力に対して得られる出力の値が増加するものであり、例えば入出力８ビットのデータを用意した場合、入力値０〜２５５に対して出力値を最大０〜２５５までしか表現できないが、これを入出力１０ビットのデータを用意した場合、入力値０〜１０２３に対して出力値を最大０〜１０２３までを表現することができ、画像データの画質が向上する。このとき必要となるメモリ容量は、２５６×１０ビットから１０２４×１０ビットまで増加してしまうが、例えばこれを本来の２５６×１０ビットのメモリ容量に抑えたい場合など、現状の使用しているメモリ容量で高画質化を図る方法として上記の閾値の設定が有効である。またメモリ容量を決定した上で、それに応じた補間方法を設定できる。

なお、これまで本発明を図面に示した実施形態をもって説明してきたが、本発明は図面に示した実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態、追加、変更、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。

本発明に係る画像形成装置の一態様であるインクジェット記録装置の装置上面図である。 本発明に係る画像形成装置の一態様であるインクジェット記録装置の装置前方図である。 記録ヘッドにおけるアクチュエータの駆動波形の説明図である。 本発明に係る画像形成装置の機能ブロック図である。 本発明に係る画像形成装置の画像処理部の機能ブロック図である。 画像処理部で用いられる画像処理テーブルデータとしての１次元ルックアップテーブル（ＬＵＴ）の一例である。 本発明に係る画像形成装置の画像処理部で用いる１次元ルックアップテーブルの例１を説明する図である。 本発明に係る画像形成装置の画像処理部で用いる１次元ルックアップテーブルの例２を説明する図である。 周辺画素の注目画素に対する影響度を示す図である。 キュービックコンボリューション補間を示す図である。 画像処理テーブル原データにおいて補間対象となる注目テーブル値の分類方法を説明する図である。 画像処理テーブル原データにおいて補間対象となる注目テーブル値を分類した結果を示す図である。

符号の説明

１００ キャリッジ
１０１ 搬送ベルト
１０２ タイミングベルト
１０３ エンコーダスケール
１０４ ガイドロッド
１０５ 主走査モータ
１０６ 駆動プーリ
１０７ 従動プーリ
１０８ 記録用紙
１０９ 搬送ローラ
１１０ テンションローラ
１１３ 帯電ローラ
２００ エンジン制御部
２０１ 外部Ｉ／Ｆ
２０２ 画像処理部
２０２ａ 画像処理波形メモリ
２０２ｂ，２０４ｂ データ補間部
２０４ 駆動波形出力部
２０４ａ 駆動波形メモリ
２０７ ＣＰＵ
２０８ メカ制御部
３００ ヘッド部
１０００ プリンタ
２０００ スキャナ

Claims (10)

1. 入力された画像データについて所定の画像処理を行なって印刷用画像データを生成する画像処理部と、該印刷用画像データに基づいて記録媒体上に画像を形成する画像形成部と、を備える画像形成装置において、
   所定のビット数のデータの入力値と出力値の一次元の関係をテーブル値として示す第１の画像処理テーブルデータを記憶する第１メモリと、前記第１の画像処理テーブルデータにおける複数のテーブル値を用いた演算処理を行い該複数のテーブル値の間を補間して第２の画像処理テーブルデータを生成する画像処理データ補間部と、を備え、
   前記画像処理部は、前記第２の画像処理テーブルデータを用いて入力された画像データの画像処理を行い印刷用画像データを生成することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記画像形成部は、アクチュエータの駆動によりインクを吐出して記録媒体上に画像を形成する複数のノズルが配列された記録ヘッドを有しており、
   所定のビット数のデータの入力値と出力値の一次元の関係をテーブル値として示す第１の駆動波形テーブルデータを記憶する第２メモリと、前記第１の駆動波形テーブルデータにおける複数のテーブル値を用いた演算処理を行い該複数のテーブル値の間を補間して第２の駆動波形テーブルデータを生成する駆動波形データ補間部と、
   前記第２の駆動波形テーブルデータを用いて前記アクチュエータを駆動させる駆動波形を出力する駆動波形出力部と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記画像処理部は、前記第２の画像処理テーブルデータを用いて入力された画像データの色補正またはγ補正の画像処理を行なうことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記画像処理データ補間部は、前記第１の画像処理テーブルデータの隣接する２点のテーブル値を用いて線形補間を行なうことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
5. 前記画像処理データ補間部は、前記第１の画像処理テーブルデータの３点以上のテーブル値を用い、該３点以上のテーブル値それぞれの補間データに対する入力値としての距離に応じて補間の影響度を変化させる補間を行なうことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
6. 前記第１の画像処理テーブルデータは、入力値の範囲によって隣接するテーブル値の入力値間隔が異なることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
7. 前記第１の画像処理テーブルデータは、該第１の画像処理テーブルデータの基となる画像処理テーブル原データの入力値の全範囲または所定範囲ごとにおける注目テーブル値とその前後に隣接するテーブル値それぞれとを結んだ２つの直線の傾きの差が閾値以下となる場合の前記注目テーブル値を削除したものであることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
8. 前記閾値は、第１の画像処理テーブルデータの精度レベルに応じて設定されることを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
9. 前記閾値は、第１のメモリの容量に応じて設定されることを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
10. 入力された画像データについて所定の画像処理を行なって印刷用画像データを生成する画像処理部と、該印刷用画像データに基づいて記録媒体上に画像を形成する画像形成部と、所定のビット数のデータの入力値と出力値の一次元の関係をテーブル値として示す第１の画像処理テーブルデータを記憶する第１メモリと、を備える画像形成装置における画像形成方法であって、
    前記第１の画像処理テーブルデータにおける複数のテーブル値を用いた演算処理を行い該複数のテーブル値の間を補間して第２の画像処理テーブルデータを生成する画像処理データ補間工程と、
    前記第２の画像処理テーブルデータを用いて入力された画像データの画像処理を行い印刷用画像データを生成する画像処理工程と、を有することを特徴とする画像形成方法。