JP2009279864A - 画像処理装置、画像記録システム及びプログラム - Google Patents

画像処理装置、画像記録システム及びプログラム Download PDF

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Abstract

【課題】コストを抑えつつ、画像処理時のスループットを向上させることができる。
【解決手段】X方向に配列された複数のノズルを備えた記録ヘッドと記録媒体とをX方向と交差するY方向に相対移動させながら記録媒体に画像を記録するプリンタで画像を記録する場合に、該記録ヘッドの各ノズルに対応させて、画像データを1画素単位で変換するための変換特性を表すLUTを記憶しておき、ガンマ補正部35、製造ばらつき補正部36、不吐出ノズル補正部37により、同一のノズルによって記録されるY方向に並んだ複数の画素を記録する画素データの各々を、該複数の画素を形成するノズルに対応するLUTを用いて連続して変換する変換処理をX方向に沿って行ない、その後該1画素単位での処理順に並んだ画素データをディザ処理部39により複数画素単位でディザ処理し、ヘッド出力制御部45がX方向並びで画素データを記録ヘッドのヘッドドライバに出力する。
【選択図】図7

Description

本発明は、画像処理装置、画像記録システム及びプログラムに関する。
近年、低ランニング・コストを目的としたインクジェット方式の商業印刷機が注目されている。商業印刷機は、通常のプリンタと比較し、高速・高画質・用紙大の傾向にある。高速化のために提案されている技術としては、紙幅サイズの記録ヘッドを用いた1パス印刷がある。この技術は、インクを吐出するノズルを複数個配列して記録用紙の幅にほぼ等しい幅に長尺化した記録ヘッドを用い、該記録ヘッドを固定したまま記録用紙を搬送しながらインク滴を吐出して印刷するものである。また、高画質で印刷するために、記録ヘッドのノズルの数を増やして解像度を高めることが一般的に行なわれている。
ところで、印刷される画像データには様々な画像処理が施されるが、これを高速化する技術としては、画像処理の1つである誤差拡散処理を並列処理する技術が知られている(例えば、特許文献1参照。)。また、スキャナで画像を読み込む際、同一ノズルによって記録される画素毎に原稿を読み取り、読み取った単位毎の画像データに記録素子の特性に合わせた補正を行なう画像記録装置も知られている(例えば、特許文献2参照。)。
特開2003−264697号公報 特開2000−141768号公報
本発明は、コストを抑えつつ、画像処理時のスループットを向上させることができる画像処理装置、画像記録システム及びプログラムを提供することを目的とする。
請求項1の発明の画像処理装置は、第1方向に配列された複数の記録部を備えた記録手段と記録媒体とを前記第1の方向と交差する第2の方向に相対移動させながら前記記録媒体に画像を記録する画像記録装置の前記記録部の各々に対応させて、画像データを1画素単位で変換するための変換特性を表す変換特性情報を記憶した記憶手段と、同一の記録部によって記録される前記第2の方向に並んだ複数の画素を記録する画素データの各々を、該複数の画素を記録する記録部に対応させて前記記憶手段に記憶した変換特性情報を用いて連続して変換する変換処理を前記第1の方向に沿って行なう第1処理手段と、前記第1処理手段で処理された画像データを前記第1処理手順の処理順に並んだ状態で複数画素単位で画像処理する第2処理手段と、前記第2の処理手段で処理された画像データを、前記第1方向並びで前記画像記録装置に出力する出力手段と、を備えている。
請求項2の発明は、請求項1に記載の画像処理装置において、前記記憶手段は、前記記録部の各々に対応した変換特性情報を変換処理種別に応じて複数種類記憶するか、或いは、前記記録部の各々に対応した変換特性情報及び前記記録部の各々に共通した変換特性情報のそれぞれを変換処理種別に応じて記憶し、前記第1処理手段は、前記記憶手段に記憶した変換特性情報を用いて、パイプライン処理によって1画素単位の複数種類の変換処理を順番に行なうと共に、該複数種類の画像処理を並列に実行する。
請求項3の発明は、請求項1または請求項2に記載の画像処理装置において、前記第2処理手段は、前記複数画素単位の画像処理を複数並列して行なう。
請求項4の発明は、請求項1〜請求項3のいずれか1項記載の画像処理装置において、前記第1処理手段は、前記1画素単位の画像処理に用いる変換特性情報のサイズが1画素分の画像データのサイズ以下の場合には、前記第1の方向に並んだ複数の画素を記録する画素データの各々を、該複数の画素を形成する記録部に対応させて前記記憶手段に記憶した変換特性情報を用いて連続して変換する変換処理を前記第2の方向に沿って行なう。
請求項5の発明は、請求項1〜請求項4のいずれか1項記載の画像処理装置において、前記出力手段は、前記第2処理手段で画像処理が行なわれない場合には、前記第1処理手段で処理された画像データを前記第1方向並びで前記画像記録装置に出力する。
請求項6の発明の画像記録システムは、請求項1〜請求項5のいずれか1項記載の画像処理装置と、第1方向に配列された複数の記録部を備えた記録手段と記録媒体とを前記第1の方向と交差する第2の方向に相対移動させながら前記記録媒体に画像を記録する画像記録装置と、を備えている。
請求項7の発明のプログラムは、第1方向に配列された複数の記録部を備えた記録手段と記録媒体とを前記第1の方向と交差する第2の方向に相対移動させながら前記記録媒体に画像を記録する画像記録装置の前記記録部の各々に対応させて、画像データを1画素単位で変換するための変換特性を表す変換特性情報を記憶した記憶手段を備えたコンピュータを、同一の記録部によって記録される前記第2の方向に並んだ複数の画素を記録する画素データの各々を、該複数の画素を記録する記録部に対応させて前記記憶手段に記憶した変換特性情報を用いて連続して変換する変換処理を前記第1の方向に沿って行なう第1処理手段、前記第1処理手段で処理された画像データを前記第1処理手順の処理順に並んだ状態で複数画素単位で画像処理する第2処理手段、及び前記第2の処理手段で処理された画像データを、前記第1方向並びで前記画像記録装置に出力する出力手段、として機能させるためのプログラムである。
請求項1の発明によれば、画像処理装置のハードウェア性能を向上させて高速化する場合に比べて、コストを抑えつつ、画像処理時のスループットを向上させることができる。
請求項2の発明によれば、パイプライン処理を行なわず該複数種類の画像処理を並列に実行しない場合に比べて、画像処理時のスループットをより向上させることができる。
請求項3の発明によれば、複数画素単位の画像処理を複数並列に行なわない場合に比べて、画像処理時のスループットをより向上させることができる。
請求項4の発明によれば、第1処理手段で用いる変換特性情報のサイズが1画素あたりの画像データのサイズ以下の場合には、該変換特性情報の読込みに要する時間はかからず、従来通り第1方向並びで画像データを処理しても効率がよい。
請求項5の発明によれば、第1処理手段のみで画像処理を行なう場合であっても、円滑に画像記録装置に画像データを出力できる。
請求項6の発明によれば、画像処理装置のハードウェア性能を向上させて高速化する場合に比べて、コストを抑えつつ、画像処理時のスループットを向上させることができる。
請求項7の発明によれば、画像処理装置のハードウェア性能を向上させて高速化する場合に比べて、コストを抑えつつ、画像処理時のスループットを向上させることができる。
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図1は、本発明の画像記録システムの一実施形態の概略構成を示すブロック図である。この画像記録システムは、パーソナルコンピュータ(以下、PC)10と、プリンタ20とを備えている。
図2は、PC10の概略構成を示すブロック図である。
PC10は、図2に示すように、CPU(Central Processing Unit)11、RAM(Random Access Memory)12、及びROM(Read Only Memory)13を含んで構成されている。
CPU11は、PC10の全体の動作を制御し、プログラムに従い後述する画像データ転送処理を実行する。なお、転送される画像データは、複数の画素が所定方向(X方向)に配列された画素列が該所定方向と交差する方向(Y方向)に複数ライン分配列されてなる2次元画像の画像データであって、各画素に対応した複数の画素データからなる(図5も参照。)。
RAM12は、CPU11が実行するプログラムや、その実行において適宜変化するパラメータ等を記憶する揮発性の記憶装置であり、所謂ワークメモリとして使用されるものである。RAM12の一部の領域は、画像データを一時的に格納する領域としても使用される。
ROM13は、PC10の起動時に動作するブートプログラムなどが記憶されている不揮発性の記憶装置である。
また、PC10には、通信インタフェース14、及びI/Oインタフェース15が設けられている。CPU11、RAM12、ROM13、通信インタフェース14、及びI/Oインタフェース15は各々バス16を介して接続されている。
通信インタフェース14は、PC10と直接又はネットワークを介して接続された外部装置(プリンタ20等)とデータの送受信を行うためのインタフェースである。PC10は、通信インタフェース14を介して、印刷指示や印刷する画像データをプリンタ20へ送信する。
I/Oインタフェース15には、UI(ユーザインタフェース)17、HDD(ハードディスクドライブ)18、及びCD−ROMドライブ19が接続されている。UI17は、各種データを入力したり、表示したりするための装置である。HDD18は、OS(オペレーティングシステム)や、画像データをプリンタ20に転送するためのプログラム等が格納される不揮発性の記憶装置である。CD−ROMドライブ19は、CD−ROM46に記憶されたデータを読み取るための装置である。
このようなPC10において、CPU11は、HDD18に記憶されているプログラムを読み出して実行する。本実施形態では、CPU11によりプログラムが実行されることによって、PC10において、画像転送処理等の各種処理が実行される。
なお、CPU11が実行するプログラムを記憶する記憶媒体は、ROM13やHDD18に限定されず、各種着脱可能な記録媒体(例えば、CD−ROM46)であってもよいし、電気通信回線上の搬送波のような伝送媒体であってもよい。
図3は、プリンタ20の概略構成を示すブロック図である。
プリンタ20は、図3に示すように、CPU21、RAM22、ROM23、通信インタフェース24、I/Oインタフェース25、ヘッドドライバ26、モータドライバ27、及び画像処理装置28を備え、各々バス29を介して接続されている。
CPU21は、プリンタ20の全体の動作を制御し、プログラムに従い各種機能を動作する。
RAM22は、CPU21が実行するプログラムや、その実行において適宜変化するパラメータ等を記憶する揮発性の記憶装置であり、所謂ワークメモリとして使用されるものである。RAM22の一部の領域は、画像データを一時的に格納する領域としても使用される。
ROM23は、プリンタ20の起動時に動作するブートプログラムや、後述する各種LUTのデータや各種パラメータが記憶されている不揮発性の記憶装置である。
通信インタフェース24は、プリンタ20と直接又はネットワークを介して接続された外部装置(ここではPC10)とデータの送受信を行うためのインタフェースである。プリンタ20は、通信インタフェース24を介して、印刷指示や印刷する画像データをPC10から受信する。
I/Oインタフェース25には、UI30、及びHDD31が接続されている。UI17は、各種データを入力したり、表示したりするための装置である。HDD31は、OS(オペレーティングシステム)や、PC10から受信した画像データを印刷するための各種制御を行なうためのプログラム等が格納される不揮発性の記憶装置である。なお、CPU21が実行するプログラムを記憶する記憶媒体は、ROM23やHDD31に限定されず、各種着脱可能な記録媒体であってもよいし、電気通信回線上の搬送波のような伝送媒体であってもよい。
ヘッドドライバ26には、記録ヘッド32が接続されている。本実施の形態の記録ヘッド32は、菊半サイズの記録媒体の長手(720mm)の幅を1パスで印刷可能とするため、インク滴を吐出するノズル33が1200dpiピッチで34016個配列されている(図5も参照。)。なお、本実施の形態の記録ヘッド32のノズルピッチやノズル33の個数は一例であって、これに限定されるものではない。
ヘッドドライバ26は、記録ヘッド32を駆動する。具体的には、ヘッドドライバ26は、記録ヘッド32の各ノズル33に対応して設けられた圧電素子に対して、入力された画素データに応じた所定の波形の駆動電圧を印加することにより、各ノズル33からインク滴を吐出する。ここでは、駆動電圧の波形を異ならせることによって、インク滴を吐出するか否か(ドットの有無)、或いは吐出されるインク滴径(ドットサイズ)を制御する。
モータドライバ27には用紙搬送装置34が接続されている。モータドライバ27は、CPU21から入力された制御信号に基づいて用紙搬送装置34を駆動し、記録媒体としての用紙を記録ヘッド32のノズル33の配列方向と交差する方向に搬送する。本実施の形態のプリンタ20は、記録ヘッド32と用紙とを該ノズル33の配列方向と交差する方向(図5の矢印方向)に一定速度(例えば45ppm(page per minutes)相当の速度)で相対移動させながらインクを吐出させることにより、2次元の画像を記録する。
画像処理装置28は、PC10から入力した画像データに各種画像処理を施して1画素あたり例えば2ビットの低階調の画像データを生成し、記録ヘッド32を駆動するヘッドドライバ26に転送する。これにより、記録ヘッド32では画像データに応じてインク滴が吐出される。
図4は、画像処理装置28の概略構成を示すブロック図である。同図において、画素データの流れを太矢印で示した。
画像処理装置28は、ガンマ補正部35、製造ばらつき補正部36、不吐出ノズル補正部37、中間バッファ38、ディザ処理部39、画像メモリ40、ヘッド出力制御部45、LUT読込部46、及びディザテーブル読込部47を備えている。
更に、画像処理装置28は、ガンマ補正部35で用いられるガンマ補正用LUT(ルックアップテーブル)41、製造ばらつき補正部36で用いられる製造ばらつき補正用LUT42、不吐出ノズル補正部37で用いられる不吐出ノズル補正用LUT43、及びディザ処理部39で用いられるディザテーブル44を展開するためのメモリを備えているが、図4ではメモリの図示は省略し、各テーブルを図示した。
ここで、ガンマ補正用LUT41、製造ばらつき補正用LUT42、及び不吐出ノズル補正用LUT43は、入力される画素データを画像処理種別に応じた画素データに変換するための変換特性を示すテーブルであり、画像処理種別に応じてその内容は異なる。またディザテーブル44は、ディザ処理で用いられる閾値マトリクスを格納したテーブルである。
なお、これらテーブルが展開されるメモリは、SDRAM等の高速アクセスが可能なメモリにより構成される。本実施の形態では、予めROM23等にガンマ補正用LUT41、製造ばらつき補正用LUT42、不吐出ノズル補正用LUT43、及びディザテーブル44の各情報が記憶されており、LUT読込部46が、所定のタイミングでROM23から該LUTの情報のうち必要なLUTの情報を読み出してLUT用のメモリに書込み、ディザテーブル読込部47が、所定のタイミングでROM23からディザテーブルの情報をROM23から読み出して該テーブル用のメモリに書込む。
ガンマ補正部35は、ガンマ補正用LUT41に基づいて、1画素単位で色補正の一種であるガンマ補正処理を行なう。ガンマ補正用LUT41は、プリンタ20の固有のガンマ値に応じて画像の輝度を補正するためのLUTであって、ガンマ値に応じて入力値と出力値との対応関係が定められたLUTである。また、このガンマ補正用LUT41は全ノズル33に共通のLUTである。
製造ばらつき補正部36は、製造ばらつき補正用LUT42に基づいて、1画素単位で製造ばらつき補正処理を行なう。記録ヘッド32の製造上のばらつきに等によって、各ノズル33から吐出されるインク滴のドットサイズや滴速等にばらつきが生ずることがある。こうした製造ばらつきには、インク滴の吐出量等を調整したりするような補正が有効である。この補正を製造ばらつき補正部36で行なう。
製造ばらつき補正部36で用いられる製造ばらつき補正用LUT42は、各ノズル33の吐出特性に応じて入力値と出力値との対応関係が定められたLUTであり、かなり大きなLUTである。例えば、記録ヘッド32が全34016個のノズル33を有している場合であって、画素データが8ビット(256階調)である場合には、個々の補正データを16ビットとすると、製造ばらつき補正処理に必要なLUTは16×256×34016ビットとなり、かなり大きなサイズとなる。
不吐出ノズル補正部37は、不吐出ノズル補正用LUT43に基づいて、1画素単位で不吐出ノズル補正処理を行なう。記録ヘッド32には、印刷処理により固化したインクや異物が詰まってインク滴が吐出されなくなったノズル33や、電気的な故障により全くインク滴が吐出されなくなったノズル33が含まれている場合がある。こうしたインク滴が全く吐出されないノズル33がある場合には、該ノズル33に対応する画素の画素データを、インク滴が吐出されないような(例えば、白の階調値「0」の)画素データに変換する必要がある。この変換処理を不吐出ノズル補正部37で行なう。
不吐出ノズル補正用LUT43は、対象のノズル33が正常ならば「1」、不吐出であれば「0」といった1ビットの補正データからなるノズル毎のLUTであり、不吐出ノズル補正部37は、補正データが1ならば入力された画素データをそのまま出力し、補正データが0ならば入力された画素データを0(白)に変換して出力する。
なお、ノズル33の製造ばらつきによる吐出特性や、不吐出のノズル33の位置の情報は、予め実験等により求めておき、該情報に基づいたLUTを予め作成してROM23に記憶しておく。また、不吐出のノズルについては、製造段階のみならず、印刷処理中に故障や異物による目詰まりが発生して不吐出となるものもあるため、所定の印刷間隔(一定時間おき、或いは所定印刷枚数おき)に不吐出ノズルの検査を行なってROM23のLUTを書き換えるようにしてもよい。前述したように不吐出ノズル補正用LUT43は、0か1の1ビットデータであるため、不吐出か否かの検査結果をそのままLUTに反映させればよい。この場合、ROM23は、書き換え可能なROMとする。
また、本実施の形態では、ガンマ補正部35、製造ばらつき補正部36、及び不吐出ノズル補正部37を、乗算器や各種論理演算回路等、それぞれの機能を実現するハードウェアで構成し、各々この順に直列に接続されている。すなわち、ガンマ補正部35の出力端と製造ばらつき補正部36の入力端が接続され、製造ばらつき補正部36の出力端と不吐出ノズル補正部37の入力端とが接続されている。これにより、パイプライン処理、すなわち、ガンマ補正部35の入力端から入力された画素データは、まずガンマ補正部35でガンマ補正処理が施され、該ガンマ補正処理が施された画素データが製造ばらつき補正部36に入力されて製造ばらつき補正処理が施され、製造ばらつき補正処理が施された画素データが不吐出ノズル補正部37に入力されて不吐出ノズル補正が施される。また、ガンマ補正部35、製造ばらつき補正部36、及び不吐出ノズル補正部37は、各々所定のクロックに応じて独立に動作するように構成され、各々の処理が並列に行なわれる。
中間バッファ38には、不吐出ノズル補正部37で不吐出ノズル補正がなされた後の画素データが順に入力され格納される。
ディザ処理部39は、ディザテーブル44が示す閾値マトリクスに基づいて、中間バッファ38に格納された画素データに対し、ハーフトーン処理(多階調データから低階調データに変換する処理)の一種であるディザ処理を施す。ディザ処理は、互いに隣接する複数画素からなるブロック単位で行なわれる。1ブロックのサイズは閾値マトリクスのサイズに等しい。本実施の形態では、ディザ処理部39も、ディザ処理の機能を実現するハードウェアで構成したものとする。
画像メモリ40は、ディザ処理部39で処理された画素データがその処理順に順次入力され格納される。画像メモリ40に格納された画素データは、ヘッド出力制御部45により、所定のクロックに同期して読み出され、ヘッドドライバ26に出力される。これにより、記録ヘッド32のノズル33から画素データに応じてインク滴が吐出される。
以下、本実施の形態に係る画像記録システムの動作について菊半サイズの画像を印刷する場合を例に挙げて詳細に説明する。
PC10では、外部のコンピュータ等から通信インタフェース14を介して印刷データ(例えばPDL(Page Description Language)形式のデータ)が入力された場合に、CPU11が該印刷データを解析して、ラスタイメージ変換処理を行なう。これにより印刷データがビットマップ画像の画像データに変換される。該画像データを構成する各画素データはRAM12に一時的に保存される。
図5に、菊半サイズの2次元画像の画素の配列状態と記録ヘッド32との対応を示す。菊半サイズの2次元画像は、34016個の画素がX方向に並んだ1ライン分の画素がX方向と交差するY方向に24567ライン分だけ並んだ画像となっている。すなわち、1用紙あたりの画素数は、835,671,072個になる。
また、記録ヘッド32のノズル33は、前述したように、X方向に沿って34016個配列されている。X方向に並んだ1ライン分の画素は、この記録ヘッド32の各ノズル33に対応しており、各ノズル33によって1ライン分の画素が印刷され、用紙を一定速度で搬送することでY方向に並んだ各画素ラインが順次印刷されて最終的に2次元の画像が印刷される。RAM12には、ノズル配列方向、すなわちX方向に画素データが配列されて保存される。
ここで、RAM12に記憶された画像データを印刷する場合には、CPU11は、プリンタ20に対して、印刷指示を送信すると共に、画像データを各画素データ毎にシリアルに転送する。従来のシステムであるならば、X方向の並び順に画素データを読み出して転送し、X方向並びで画像処理させて印刷させるが、本実施の形態では、CPU11は、用紙送り方向、すなわちY方向並びで画素データを順に読み出して転送し、Y方向並びで画像処理させて印刷させる。
プリンタ20は、通信インタフェース24を介して印刷指示及び画素データを順次受信する。受信された画素データは一端、RAM22に受信順に記憶される。そして、RAM22から該受信順にCPU11により(或いは不図示のDMAコントローラによるDMA転送で)画像処理装置28に転送される。すなわち画像処理装置28には、図6に示すように、上記2次元画像の画素データがY方向並びで入力される。
画像処理装置28では、まず、ガンマ補正部35、製造ばらつき補正部36、不吐出ノズル補正部37で、1画素単位の画像処理が行なわれる。画像処理装置28は、Y方向並んだ複数の画素を記録する画素データの各々を、該複数の画素を記録するノズル33に対応した画像処理種別毎のLUTを用いて1画素単位の画像処理を連続して行ない、これをX方向に沿って順に行なうことで、2次元画像の画像データ全体に対して1画素単位の画像処理を施す。以下、1画素単位の画像処理の一例を具体例を示して詳述する。
図7に、本実施の形態の1画素単位の画像処理のタイムシーケンスを示す。
なお、ここでは簡便に説明するため、ノズル33の符号「33」を省略し、更に、X方向に並んだ34016個の各ノズルの各々を区別するため、X方向に沿って1番目のノズルを「No.1のノズル」と称し、該「No.1のノズル」の隣に設けられた2番目のノズルを「No.2のノズル」と称し、以下最後のノズル「No.34016のノズル」まで同様に呼称して区別して説明する。
また、2次元画像を構成する各画素については、X方向の並び順に「No.1の画素」、「No.2の画素」・・・「No.34016の画素」というように称し、次の2ライン目以降の画素についても同様に、「No.34017の画素」、「No.34018の画素」・・・「No.63034の画素」・・・というように呼称して区別して説明する。
まず、前述したように、画像処理装置28には、画素データがY方向の並び順に入力されるため、最初は、No.1のノズルで印刷が行なわれる画素(No.1の画素、No.34017の画素、No.63,033の画素、・・・No. 835,637,057の画素)の各画素データが連続して入力される。
従って、画像処理装置28では、LUT読込部46が、最初のT1の期間に、ROM23からガンマ補正用LUT41の情報(このLUTは各ノズル共通)を読み出してLUT用のメモリに書込む。またLUT読込部46は、ROM23からNo.1のノズルに対応する製造ばらつき補正用LUT42を読み出して、LUT用のメモリに書込み、ROM23からNo.1のノズルに対応する不吐出ノズル補正用LUT43を読み出して、LUT用のメモリに書込む。
そして、T2の期間に、ガンマ補正部35、製造ばらつき補正部36、不吐出ノズル補正部37が、パイプライン処理によりNo.1のノズルで印刷される画素の画素データに対して入力順に順次画像処理を施していく。
また、このパイプライン処理と並行して、T2の期間に、LUT読込部46は、次のNo.2のノズルで印刷が行なわれる画素(No.2の画素、No. 34018の画素、No.63,034の画素、・・・No.835,637,058の画素)の画素データに対する画像処理のため、ROM23からNo.2のノズルに対応する製造ばらつき補正用LUT42を読み出して、LUT用のメモリ(ただし現在使用中のLUTの領域とは別の記憶領域)に書込むと共に、ROM23からNo.2のノズルに対応する不吐出ノズル補正用LUT43を読み出して、LUT用のメモリ(ただし現在使用中のLUTの領域とは別の記憶領域)にメモリに書込む。なお、ガンマ補正用LUT41は、各ノズルで共通に使用されるため、そのまま用いる。
そしてT2でNo.1のノズルで印刷される画素の画素データに対する画像処理が終了すると、次のT3の期間にNo.2のノズルで印刷される画素の画素データに対する画像処理が開始される。そして、これと同時に次のNo.3のノズルに対応する製造ばらつき補正用LUT42、不吐出ノズル補正用LUT43を読み込む処理が開始される。
これにより、Y方向に並んだ24567画素の画素データの画像処理がその直前に読み込まれたLUTを用いて連続して行われ、この処理がX方向に沿って行なわれることにより、最終的にNo.835,671,072の画素まで1画素単位の画像処理が施される。
本実施の形態で行なわれる画像処理と比較するため、図8に、X方向並びで画像処理する従来のシステムにおける1画素単位の画像処理のタイムシーケンスを示す。図8に示すように、従来では、1画素処理する毎にLUTが読み出される。
次に、本実施の形態のディザ処理部39で行なわれるブロック単位の画像処理について図9〜図11の説明図を用いて説明する。
なお、図9は、1画素単位の画像処理後の画素データの、ディザ処理部39への入力順序を説明する説明図である。図10は、ディザ処理部39で行なわれるディザ処理を説明する説明図である。図10では、図5と同様の向きでX軸及びY軸を図示しているが、中間バッファ38にはY方向並びで各画素の画素データが記憶されているものとし、ディザ処理部39はこの並びのまま処理する。図11は、ディザ処理後の画素データの、ヘッドドライバ26への入力順序を説明する説明図である。
ディザ処理部39は、ディザテーブル44の各閾値を用いて、ディザ処理を行なう。なお、ディザ処理は、ディザテーブル44に示される閾値マトリクスの各閾値と、対応する位置の画素データの値とを比較し、比較結果に応じて2値化(或いは4値などの低階調ビット)する処理をいう。このようにディザ処理部39で行なわれるディザ処理は、ディザテーブル44に示される閾値マトリクスに応じて2次元マトリクス単位で処理されるため、y方向にパイプライン逐次処理を行なう1画素単位の画像処理(ガンマ補正処理や、製造ばらつき補正処理、不吐出ノズル補正処理)とは別に処理する。
1画素単位で処理された各画素データは、処理順に中間バッファ38に一時的に格納される。前述したように、1画素単位の処理は、画素データの入力順に行なわれるため、処理後の画素データの並びも入力と同様の並び(用紙搬送方向、すなわちY方向並び)と同一になる(図9参照。)。これにより、不吐出ノズル補正部37からの出力は画素No.1の画素データ、画素No.34017の画素データ、画素No.63033の画素データ、・・・画素No.835637057の画素データ、画素No.2の画素データ、・・・となる。この順に画素データが中間バッファ38に格納される。
ディザ処理部39は、該中間バッファ38に格納された画素データに対して、このままの配列状態でブロック単位の画像処理(ここでは、ディザ処理)が施す。なお、ディザテーブル読込部47は、該ディザ処理が行なわれる前に、ROM23からディザテーブル44の情報を読み出してディザテーブル用のメモリに書込んでおく。
ディザ処理部39は、該ディザテーブル44を参照し、図10に示すように、Y方向に並んだ画素データについて、縦横複数画素(ここでは3×5画素)のディザテーブル44を適用し、このディザテーブル44によるディザ処理をY方向に複数並列して行う。この並列処理をX方向に沿って行なうことで、全画素の画素データについてディザ処理を施す。
ディザ処理後の画素データは、画像メモリ40に格納される。ディザ処理部39は、ディザ処理順に画像メモリ40に画素データを出力するため、画像メモリ40にはY方向並びに画素データが並んで格納される。ヘッド出力制御部45は、画像メモリ40に格納された画素データの各々を読み出してヘッドドライバ26に出力するが、ヘッドドライバ26が、ライン(図5のX方向)毎あるいは、そのような並びに容易に変換できる並びで画像データを受け取る方が処理が容易で好ましい。従って、本実施の形態では、画素データの読み出しアドレスを34016画素おきに指定して、図11に示すように、画素データの各々をX方向並びでヘッドドライバ26に出力する。なお、X方向に1ライン分の低階調化された画素データが生成されて画像メモリ40に格納されたときに、1ライン分の画素データをX方向に読み出して出力するようにしてもよいが、生成され格納された画素データが1ライン分に満たなくともある程度生成され格納された段階で、画像メモリ40から画素データを読み出して順次出力するようにしてもよい。後者の場合には、ヘッドドライバ26は、画素データが1ライン分全て入力されるまで待機する。
なお、本実施の形態では、ブロック単位に行なう画像処理としてディザ処理を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されず、例えば、誤差拡散処理を行なってもよい。
誤差拡散処理も、多階調の画像データを低階調の画像データに変換して素子駆動用の画像データを生成する処理である。誤差拡散処理は周知のように、多階調の画素データを低階調の画素データに変換する際に生じる誤差を周囲の画素に予め定められた誤差ウィンドウ(周囲の画素にどの程度誤差を分配するかを規定した誤差分配比率パターン)に従って分配していき、着目画素に対して以前の変換の際に拡散された誤差の累積値を用いて該着目画素のもともとの多階調の画素データを補正し、補正された画素データと閾値とを比較して低階調の画素データに変換するものであり、各画素は周囲の画素データと依存関係を持ちながら処理される。このように、誤差拡散処理も、1画素単位ではなく、縦横複数画素の誤差ウィンドウ単位(すなわち縦横複数画素のブロック単位)で行なわれるため、上記1画素単位の画像処理の後に行なう。
ディザ処理に代えて誤差拡散処理を行なう場合には、ディザ処理部39に代えて誤差拡散処理を行なう誤差拡散処理部を設け、ディザテーブル44に代えて、誤差拡散ウィンドウを用いる。図示は省略する。
誤差拡散処理部は、Y方向に並んだ1画素単位の画像処理後の画像データの一部を切り出して誤差拡散処理を行なう。誤差拡散処理部は、誤差ウィンドウ(ここでは、3×5画素)を用いた誤差拡散処理を複数ブロックで並列に処理する。図12は、誤差拡散処理を説明する説明図である。ここでは、画像データに対して8個の誤差ウィンドウを各々Y方向に沿って1画素ずつずらした状態でX方向に沿って隙間無く配列して用いて誤差拡散処理を8箇所で並列処理する。
図12に示すように、誤差拡散処理部は、最初は誤差ウインドウW8のみの誤差拡散処理を行う。図中、誤差ウィンドウ内の黒で示された画素が処理中の着目画素を示す。誤差拡散処理部は、誤差ウィンドウW8をX方向に移動させながら着目画素をX方向の並び順に切替えて処理していく。誤差ウィンドウW8に属する画素の、誤差ウインドウW7へ影響を及ぼす画素の処理が終了した後、誤差ウィンドウW8と誤差ウインドウW7の並列処理が始まる。そして、誤差ウィンドウW8、W7をX方向に移動させながらそれぞれのウィンドウで着目画素をX方向の並び順に切替えて処理していく。
更に、誤差ウインドウW8、誤差ウィンドウW7に属する画素のうち、誤差ウインドウW6へ影響を及ぼす画素の処理が終了した後は、誤差ウインドウW8、誤差ウインドウW7、誤差ウインドウW6の並列処理が始まり、、、というように、順次並列処理度が上がっていき、36ステップ目以降は誤差ウィンドウW1〜W8の8並列処理になる。この並列処理をX方向に沿って行なっていき、最終的に全ての画素の画素データについて誤差拡散処理を施して低階調の画素データを生成する。
誤差拡散処理後の画素データは、画像メモリ40に格納される。誤差拡散処理部は、誤差拡散処理順に画像メモリ40に画素データを出力するため、画像メモリ40には、Y方向並びに画素データが並んで格納される。ヘッド出力制御部45は、画像メモリ40に格納された画素データの各々を読み出してヘッドドライバ26に出力するが、前述と同様に、画素データの各々をX方向並びでヘッドドライバ26に出力する。
なお、ここでもX方向に1ライン分の低階調化された画素データが生成されて画像メモリ40に格納されたときに、1ライン分の画素データをX方向に読み出して出力するようにしてもよいが、生成され格納された画素データが1ライン分に満たなくともある程度生成され格納された段階で、画像メモリ40から画素データを読み出して順次出力するようにしてもよい。例えば、この例では、8個の誤差ウィンドウで並列処理して8画素の画素データが並列に低階調化されるが、画素データを各処理ステップ毎に8画素単位で出力するようにしてもよい。これにより、ヘッドドライバ26には、8画素分のデータが並列して入力されることになる。このように誤差拡散処理を並列に行うことで、縦横変換処理を兼ねる事になる。
なお、本実施の形態では、1画素単位で行なう画像処理として、ガンマ補正処理、製造ばらつき補正処理、及び不吐出ノズル補正処理の3つの画像処理を例に挙げて説明したが、本発明は、これらに限定されるものではない。また、これらの3つの画像処理のうち2つのみを行なうようにしてもよいし、他の画像処理を付加して上記と同様にパイプライン処理を行なって並列に複数の画像処理を行なうようにしてもよい。また、1画素単位の画像処理を1種類のみ(例えば、製造ばらつき補正処理のみ)を行なう場合であっても、上記と同様にY方向に画像データを処理していけばよいが、この場合には当然パイプライン処理は行なわれない。
例えば、印刷内容が文字や線画などの画像(以下テキスト画像と呼称)である場合には、もともとの画像データが低階調の画像データであるため、ガンマ補正や製造ばらつき補正、ディザ処理や誤差拡散処理等のハーフトーン処理を行なわなくても画質的に問題なく印刷される場合がある。従って、テキスト画像のような画像の場合には、不吐出ノズル補正処理のみを行なえばよい。
また、前述したように、不吐出ノズル補正処理で使用する不吐出ノズル補正用LUT43は、各ノズル33毎に1ビットの補正データからなり、これは1画素当たりの画素データのサイズ(本実施の形態では8ビット)以下であるため、LUTの読込みに時間がかからない。従って、通常通りにX方向の並びで画素データを処理するようにしてもよい。
ここで、印刷画像がテキスト画像か非テキスト画像かに応じて、画像処理内容を変更する変形例について説明する。変形例の場合であっても、画像記録システムの構成は上記実施の形態で図1〜4を用いて説明した構成と同様であるため、説明を省略する。ただし、ヘッド出力制御部45は画像メモリ40だけでなく中間バッファ38にもアクセス可能に構成され、中間バッファ38或いは画像メモリ40から画素データを読み出してヘッドドライバ26に出力する。
図13は、この変形例におけるPC10で行なわれる画像データ転送処理の流れを示すフローチャートである。
まず、ステップ100では、PC10に外部のコンピュータ等から通信インタフェース14を介して印刷データが入力されると、CPU11は、該印刷データを解析して、ラスタイメージ変換処理を行なう。これにより印刷データがビットマップ画像の画像データに変換される。該画像データを構成する各画素データはRAM12に一時的に保存される。このラスタ変換処理における解析処理で、画像データがテキスト画像の画像データか否かが判別される。
ステップ102で、CPU11は、画像データがテキスト画像の画像データか否かを判別する。ステップ102で画像データがテキスト画像の画像データでない(非テキスト画像である)と判別した場合には、ステップ108で、非テキスト画像の印刷指令をプリンタ20に送信すると共に、ステップ110で、画像データを用紙搬送方向(Y方向)に沿った順にプリンタ20に送信する。
プリンタ20のCPU21は、非テキスト画像の印刷指令を受信した場合には、画像処理装置28で、ガンマ補正部35、製造ばらつき補正部36、不吐出ノズル補正部37、及びディザ処理部39での全ての画像処理が上記実施の形態と同様に行なわれるように画像処理装置28に制御信号を送信して設定する。具体的には、CPU21は、ガンマ補正部35、製造ばらつき補正用LUT42、及びディザ処理部39を有効化し、ガンマ補正用LUT41、製造ばらつき補正用LUT42、及び不吐出ノズル補正用LUT43のLUTのみを読み込むようにLUT読込部46を設定すると共にディザテーブル44を読み込むようにディザテーブル読込部47を設定する。これにより画像処理装置28は、前述と同様に1画素単位の画像処理をパイプライン処理で並列に行ない、その後に複数画素のブロック単位の画像処理を行なう。ここでは、画素データはY方向の並び順に転送されるため、この並び順に画像処理が行なわれる。
一方、ステップ102で、CPU11は、画像データがテキスト画像の画像データであると判別した場合には、ステップ104で、テキスト画像の印刷指令をプリンタ20に送信すると共に、ステップ106で、画像データをノズル配列方向(X方向)に沿った順にプリンタ20に送信する。
プリンタ20のCPU21は、テキスト画像の印刷指令を受信した場合には、画像処理装置28で不吐出ノズル補正部37のみが行なわれるように、画像処理装置28に制御信号を送信して設定する。具体的には、CPU21は、ガンマ補正部35、製造ばらつき補正用LUT42、及びディザ処理部39を無効化し、不吐出ノズル補正用LUT43のLUTのみを読み込むようにLUT読込部46を設定する。その後、X方向の並び順に受信した画素データを、該受信順にCPU11により(或いはDMA転送で)不吐出ノズル補正部37に転送する。
図14に、画像処理装置28で不吐出ノズル補正処理のみ行なう場合のタイムシーケンスを示す。
画像処理装置28では、まず、LUT読込部46が、t1の期間にROM23からNo.1のノズルに対応する不吐出ノズル補正用LUT43を読み出して、LUT用のメモリに書込む。
そして、t2の期間で、不吐出ノズル補正部37は、No.1のノズルで印刷されるNo.1の画素の画素データに対して不吐出ノズル補正処理を施す。これと同時にt2の期間に、LUT読込部46は、ROM23からNo.2のノズルに対応する不吐出ノズル補正用LUT43を読み出して、LUT用のメモリ(ただし現在使用中のLUTの領域とは別の記憶領域)に書込む。
次のt3の期間で、No.2のノズルで印刷されるNo.2の画素の画素データに対する画像処理が行なわれる。そして、これと同時に次のNo.3のノズルに対応する不吐出ノズル補正用LUT43が読み込まれる。これを最後の画素まで繰り返して処理することにより、X方向並びのまま画素データが画像処理される。不吐出ノズル補正部37の処理後は、中間バッファ38にその処理順に格納される。ヘッド出力制御部45は、中間バッファ38からその格納順に画素データを読み出して、画素データをX方向並びでヘッドドライバ26に出力する。
以上、本発明の一実施の形態及びその変形例を説明したが、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で様々な設計上の変更を行うようにしてもよい。
例えば、上記実施の形態では、画像処理装置28の各構成要素を、それぞれの機能を実現するハードウェアで構成したものとして説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、例えば、CPU21がHDD31等に記憶された所定のプログラムを実行することにより実現されるものとしてもよい。このようにソフトウェアによる情報処理により上記画像処理の機能が実現される場合であっても、1画素単位の画像処理を行なう各プログラムモジュール(例えば、ガンマ補正処理を行なうプログラムモジュール、製造ばらつき補正処理を行なうプログラムモジュール、不吐出ノズル補正を行なうプログラムモジュールなど)を、パイプライン状に連結して、上記と同様に並列処理を行なわせる。このように連結されたモジュールは、処理単位が1画素単位で共通しており、一連のパイプライン処理の実行制御は容易である。また、ディザ処理や誤差拡散処理の機能も同様にソフトウェアによるプログラムモジュールで実現してもよい。
また、ブロック単位で行なうハーフトーン処理として、上記ではディザ処理および誤差拡散処理のいずれかを行なう場合を例示したが、これに限定されず、例えば、ディザ処理と誤差拡散処理の双方を行なうようにしてもよい。すなわち、ディザ処理で用いた閾値マトリクスを誤差拡散処理で用いる閾値に適用して処理する。
また、上記実施の形態では、画像記録システムをPC10とプリンタ20により構成したが、ラスタ変換する機能をプリンタ20に設け、PC10を介さずに直接印刷データをプリンタ20が受信するようにしてもよい。この場合には、上記実施の形態において、印刷データをプリンタ20でラスタ変換し、変換後の画像データを一時的にRAM22に記憶しておき、該RAM22に格納された画像データを画像処理装置28に転送する。
本発明の画像記録システムの一実施形態の概略構成を示すブロック図である。 PCの概略構成を示すブロック図である。 プリンタの概略構成を示すブロック図である。 画像処理装置の概略構成を示すブロック図である。 菊半サイズの2次元画像の画素の配列状態と記録ヘッドのノズルとの対応を示す図である。 PCからプリンタに転送される画素データの転送順序を示した図である。 1画素単位の画像処理のタイムシーケンスを示す図である。 X方向並びで画像処理する従来のシステムにおける1画素単位の画像処理のタイムシーケンスを示す図である。 1画素単位の画像処理後の画素データの、ディザ処理部への入力順序を説明する説明図である。 ディザ処理部で行なわれるディザ処理を説明する説明図である。 ディザ処理後の画素データの、ヘッドドライバへの入力順序を説明する説明図である。 誤差拡散部で行なわれる誤差拡散処理を説明する説明図である。 変形例のPCで行なわれる画像データ転送処理の流れを示すフローチャートである。 変形例の画像処理装置で不吐出ノズル補正処理のみ行なう場合のタイムシーケンスを示す図である。
符号の説明
10 PC
20 プリンタ
26 ヘッドドライバ
28 画像処理装置
32 記録ヘッド
33 ノズル
35 ガンマ補正部
36 製造ばらつき補正部
37 不吐出ノズル補正部
38 中間バッファ
39 ディザ処理部
40 画像メモリ
41 ガンマ補正用LUT
42 製造ばらつき補正用LUT
43 不吐出ノズル補正用LUT
44 ディザテーブル
45 ヘッド出力制御部
46 LUT読込部
47 ディザテーブル読込部

Claims (7)

  1. 第1方向に配列された複数の記録部を備えた記録手段と記録媒体とを前記第1の方向と交差する第2の方向に相対移動させながら前記記録媒体に画像を記録する画像記録装置の前記記録部の各々に対応させて、画像データを1画素単位で変換するための変換特性を表す変換特性情報を記憶した記憶手段と、
    同一の記録部によって記録される前記第2の方向に並んだ複数の画素を記録する画素データの各々を、該複数の画素を記録する記録部に対応させて前記記憶手段に記憶した変換特性情報を用いて連続して変換する変換処理を前記第1の方向に沿って行なう第1処理手段と、
    前記第1処理手段で処理された画像データを前記第1処理手順の処理順に並んだ状態で複数画素単位で画像処理する第2処理手段と、
    前記第2の処理手段で処理された画像データを、前記第1方向並びで前記画像記録装置に出力する出力手段と、
    を備えた画像処理装置。
  2. 前記記憶手段は、前記記録部の各々に対応した変換特性情報を変換処理種別に応じて複数種類記憶するか、或いは、前記記録部の各々に対応した変換特性情報及び前記記録部の各々に共通した変換特性情報のそれぞれを変換処理種別に応じて記憶し、
    前記第1処理手段は、前記記憶手段に記憶した変換特性情報を用いて、パイプライン処理によって1画素単位の複数種類の変換処理を順番に行なうと共に、該複数種類の画像処理を並列に実行する
    請求項1に記載の画像処理装置。
  3. 前記第2処理手段は、前記複数画素単位の画像処理を複数並列して行なう
    請求項1または請求項2に記載の画像処理装置。
  4. 前記第1処理手段は、前記1画素単位の画像処理に用いる変換特性情報のサイズが1画素分の画像データのサイズ以下の場合には、前記第1の方向に並んだ複数の画素を記録する画素データの各々を、該複数の画素を形成する記録部に対応させて前記記憶手段に記憶した変換特性情報を用いて連続して変換する変換処理を前記第2の方向に沿って行なう
    請求項1〜請求項3のいずれか1項記載の画像処理装置。
  5. 前記出力手段は、前記第2処理手段で画像処理が行なわれない場合には、前記第1処理手段で処理された画像データを前記第1方向並びで前記画像記録装置に出力する
    請求項1〜請求項4のいずれか1項記載の画像処理装置。
  6. 請求項1〜請求項5のいずれか1項記載の画像処理装置と、
    第1方向に配列された複数の記録部を備えた記録手段と記録媒体とを前記第1の方向と交差する第2の方向に相対移動させながら前記記録媒体に画像を記録する画像記録装置と、
    を備えた画像記録システム。
  7. 第1方向に配列された複数の記録部を備えた記録手段と記録媒体とを前記第1の方向と交差する第2の方向に相対移動させながら前記記録媒体に画像を記録する画像記録装置の前記記録部の各々に対応させて、画像データを1画素単位で変換するための変換特性を表す変換特性情報を記憶した記憶手段を備えたコンピュータを、
    同一の記録部によって記録される前記第2の方向に並んだ複数の画素を記録する画素データの各々を、該複数の画素を記録する記録部に対応させて前記記憶手段に記憶した変換特性情報を用いて連続して変換する変換処理を前記第1の方向に沿って行なう第1処理手段、
    前記第1処理手段で処理された画像データを前記第1処理手順の処理順に並んだ状態で複数画素単位で画像処理する第2処理手段、及び
    前記第2の処理手段で処理された画像データを、前記第1方向並びで前記画像記録装置に出力する出力手段、
    として機能させるためのプログラム。
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