JP2008073896A - Image forming apparatus and method for controlling the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ドットパターンを用いて記録を行う画像形成装置およびその制御方法に関するものである。 The present invention relates to an image forming apparatus that performs recording using a dot pattern and a control method thereof.
近年のパーソナルコンピュータ(PC)等の情報処理機器の普及に伴い、画像形成端末としての記録装置も急速に発展および普及してきている。特に種々の記録装置の中でも、吐出口からインクを吐出させて紙、布、プラスチックシート、OHP用シートなどの記録媒体に記録を行うインクジェット装置が普及している。インクジェット装置は、低騒音のノンインパクト型の記録方式であること、高密度かつ高速な記録動作が可能であること、カラー記録にも容易に対応できること、低廉であること等、極めて優れた特徴を有している。そのため、今やパーソナルユースの記録装置の主流となっている。さらに、インクジェット記録装置においては、近年、記録解像度の高解像化、またこれに伴う記録液滴の小液滴化などが飛躍的に進み、より高品位な画像が出力可能となってきている。 With the spread of information processing equipment such as personal computers (PCs) in recent years, recording devices as image forming terminals have also been rapidly developed and spread. In particular, among various recording apparatuses, an inkjet apparatus that performs recording on a recording medium such as paper, cloth, a plastic sheet, and an OHP sheet by ejecting ink from an ejection port has been widespread. Inkjet devices have excellent characteristics such as low-noise, non-impact recording system, high-density and high-speed recording operation, easy compatibility with color recording, and low cost. Have. Therefore, it has become the mainstream of personal use recording devices. Furthermore, in recent years, in an ink jet recording apparatus, the resolution of recording has been improved, and the accompanying reduction in the size of recording droplets has progressed drastically, making it possible to output higher quality images. .
しかしながら一方で、記録画像の高解像度化、高精細化は、記録システム内で処理すべきデータ量を膨大化させる。これに伴い、画像処理時間および転送時間が増加し、記録システム全体の画像出力時間が低下する原因となっていた。そこで、記録装置の記録解像度よりも低い解像度でデータ処理を行うための構成および処理方法が開示されている。 However, higher resolution and higher definition of recorded images increase the amount of data to be processed in the recording system. Along with this, the image processing time and the transfer time are increased, and the image output time of the entire recording system is reduced. Therefore, a configuration and a processing method for performing data processing at a resolution lower than the recording resolution of the recording apparatus are disclosed.
例えば特許文献1によれば、記録解像度が例えば600dpi(ドット/インチ)の2値記録を行う記録装置に対し、解像度300dpiで5値の画像データをホスト装置から入力する構成の記録システムが開示されている。画像処理においては、輝度濃度変換や量子化の様な、様々で複雑な処理が要されるので、たとえパーソナルコンピュータのようなホスト装置で実行するにしても、その処理負担や処理時間は、処理すべき画素数に大きく影響を受ける。よって、このように記録解像度よりも低い解像度で処理を実行させることにより、より少ないデータ量で、より短時間に画像処理を完了させることが出来るのである。但し、ドットの記録/非記録で画像を形成する2値の記録装置においては、300dpiの5値で受信した画像データを、600dpiの2値で出力するための解像度変換を実施する必要がある。そのため、この段階において、いわゆるドット配置パターン化処理が適用されている。
For example,
図1は、ドット配置パターン化処理を説明する模式図である。図の左側は、300dpiで記録装置に入力される5値の画像信号を表しており、右側は、それぞれの画像信号に対する、ドットの記録/非記録を対応付けた出力パターンであるドットパターンを示している。300dpiの1画素に対応する各出力パターンは、小さな格子で示した600dpiのエリアが縦2×横2に4つ集まって構成されており、図で黒く塗りつぶした部分はドットを記録するエリア、白部分はドットを記録しないエリアをそれぞれ示している。レベル0およびレベル4については、1通りのドットパターンが用意されているのみであるが、レベル1〜レベル3においては、複数通りのドットパターンが用意されている。特許文献1においては、これら複数のドットパターンを、シーケンシャルあるいはランダムに選択して配置する内容が開示されている。これにより、一様な濃度の画像においても、形成されるドット位置が固定されないため、擬似中間調処理に伴う「はき寄せ現象」等を低減させる効果があると記載されている。
FIG. 1 is a schematic diagram for explaining dot arrangement patterning processing. The left side of the figure represents a five-value image signal input to the recording apparatus at 300 dpi, and the right side shows a dot pattern that is an output pattern in which dot recording / non-recording is associated with each image signal. ing. Each output pattern corresponding to one pixel of 300 dpi is composed of four 600 dpi areas shown in a small grid, 2 × 2 in the horizontal direction. Each part indicates an area where no dot is recorded. For
一方、特許文献2では、入力画像データの階調値に対応する何れかのドットパターンを、所定のビット数からなる乱数値に基づいて複数のドットパターンの中から選択して割り付けている。そして、その割り付けたドットパターンにより2値画像を形成する内容が開示されている。上述したようにドット配置パターン化処理は、記録媒体に実際に記録されるドットパターンを決定するための処理である。よって、ドット配置パターン化処理以前の画像処理の負担を軽減するのみでなく、その配列方法を工夫することによって、記録装置特有のムラやスジや擬似輪郭などを目立たなくさせる。また、画像品位や記録装置の信頼性などに寄与することができる。
On the other hand, in
以上説明したドット配置パターン化処理を施すことにより、高精細で高解像度な記録を、比較的高速に、且つムラの無い一様な画像として出力することが可能となっている。
しかしながら、上述のように複数のドットパターンをランダムに選択して割り付ける際、乱数を発生させる回路、または、ある一定サイズの乱数値を保持しておくメモリが必要となる。一般的に画像処理装置においては、入力画像にノイズを加える処理等、乱数値を用いる処理を行っている。そのため、ドットパターン化処理部だけでなく、乱数を用いる処理部毎に乱数発生回路や一定サイズの乱数値を保持しておくことは、コスト的またはパフォーマンス的にも有用ではない。 However, when a plurality of dot patterns are randomly selected and assigned as described above, a circuit for generating random numbers or a memory for holding random values of a certain size is required. In general, an image processing apparatus performs processing using random values, such as processing for adding noise to an input image. Therefore, it is not useful in terms of cost or performance to hold a random number generation circuit or a random value of a certain size for each processing unit using random numbers as well as the dot patterning processing unit.
また、図1に示す5つの階調値に対応するドットパターンを、他の処理部の乱数発生回路から発生される乱数値を用いて選択することを考えた場合、階調値に応じて選択可能な全てのドットパターンを偏り無く選択することは難しい。同一階調値の画像においてある一定のドットパターンに偏った結果、記録される画像がノイズの乗ったような画像になる場合がある。 In addition, when the dot pattern corresponding to the five gradation values shown in FIG. 1 is selected using the random value generated from the random number generation circuit of another processing unit, the selection is made according to the gradation value. It is difficult to select all possible dot patterns without bias. As a result of being biased toward a certain dot pattern in an image having the same gradation value, the recorded image may be an image with noise.
本発明は、このような問題点に鑑みなされたものであり、他の処理部で生成される擬似乱数値を利用して、スジや濃度ムラの無い高品位な画像を作成する画像記録技術を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, and an image recording technique for creating a high-quality image free from streaks and density unevenness using pseudo-random values generated by other processing units. The purpose is to provide.
上述の問題点を解決するため、本発明の画像形成装置は以下の構成を備える。すなわち、N階調の画素データ値が入力された際、M個のドットパターンの中から1つをランダムに選択するため、Kビット乱数発生回路で発生する乱数データ中のレンジMとするために必要なビット数Lで表わされる値と、M個のドットパターンを割り当てる画像処理装置であって、N階調の階調毎に、それぞれM個のドットパターンを、Lビットの値とを対応づけて格納するパターン格納手段と、前記Kビット乱数発生回路のKビット出力中、連続するLビットの組を複数組設定する設定手段と、前記Kビット乱数発生回路で予め設定された回数分だけ乱数を発生させ、前記Kビット乱数発生回路のKビット中のLビットで表わされる各値の標準偏差値を、前記Lビットの各組に対して導出する標準偏差導出手段と、前記標準偏差導出手段の導出結果に基づき、前記Kビット乱数発生回路のKビット出力から、前記ドットパターンを選択するためのLビットを決定する決定手段とを備える。 In order to solve the above-described problems, the image forming apparatus of the present invention has the following configuration. That is, when an N-gradation pixel data value is input, one of the M dot patterns is selected at random, so that the range M in the random number data generated by the K-bit random number generation circuit is set. An image processing apparatus that allocates a value represented by the required number of bits L and M dot patterns, and associates M dot patterns with L bit values for each of N gradations. Pattern storing means for storing the data, setting means for setting a plurality of sets of consecutive L bits during the K bit output of the K bit random number generating circuit, and random numbers for the number of times set in advance by the K bit random number generating circuit. And a standard deviation deriving means for deriving a standard deviation value of each value represented by L bits in the K bits of the K bit random number generation circuit for each set of L bits, and the standard deviation deriving means Based on the derivation result, the K-bit output of said K-bit random number generating circuit, and a determining means for determining a L bits for selecting the dot pattern.
ここで、前記決定手段は、前記標準偏差導出手段の導出した標準偏差値が最小となるLビットの組を前記ドットパターンを選択するためのLビットとして決定することを特徴とする。また、前記設定手段は、前記N階調の階調に対して前記Lビットを等しくなるよう設定することを特徴とする。あるいは、前記設定手段は、前記N階調の階調に対して前記Lビットを異なるよう設定することを特徴とする。 Here, the determining means determines a set of L bits that minimizes the standard deviation value derived by the standard deviation deriving means as L bits for selecting the dot pattern. Further, the setting means sets the L bit to be equal to the N gradations. Alternatively, the setting means sets the L bit to be different for the N gray levels.
上述の問題点を解決するため、本発明の画像形成装置の制御方法は以下の構成を備える。すなわち、N階調の画素データ値が入力された際、M個のドットパターンの中から1つをランダムに選択するため、Kビット乱数発生回路で発生する乱数データ中のレンジMとするために必要なビット数Lで表わされる値と、M個のドットパターンを割り当て、N階調の階調毎に、それぞれM個のドットパターンを、Lビットの値とを対応づけて格納するパターン格納手段を備える画像処理装置の制御方法であって、前記Kビット乱数発生回路のKビット出力中、連続するLビットの組を複数組設定する設定工程と、前記Kビット乱数発生回路で予め設定された回数分だけ乱数を発生させ、前記Kビット乱数発生回路のKビット中のLビットで表わされる各値の標準偏差値を、前記Lビットの各組に対して導出する標準偏差導出工程と、前記標準偏差導出工程の導出結果に基づき、前記Kビット乱数発生回路のKビット出力から、前記ドットパターンを選択するためのLビットを決定する決定工程とを備える。 In order to solve the above-described problems, a control method for an image forming apparatus of the present invention has the following configuration. That is, when an N-gradation pixel data value is input, one of the M dot patterns is selected at random, so that the range M in the random number data generated by the K-bit random number generation circuit is set. A pattern storage means for assigning a value represented by the required number of bits L and M dot patterns and storing M dot patterns in association with L bit values for each of N gradations A setting step of setting a plurality of sets of consecutive L bits during the K-bit output of the K-bit random number generation circuit, and a preset method in the K-bit random number generation circuit A standard deviation derivation step for generating a random number of times, and deriving a standard deviation value of each value represented by L bits in K bits of the K-bit random number generation circuit for each set of L bits; Based on the derivation result of the quasi-deviation obtaining step, from the K-bit output of said K-bit random number generating circuit, and a determination step of determining the L bits for selecting the dot pattern.
本発明によれば、他の処理部で生成される擬似乱数値を利用して、スジや濃度ムラの無い高品位な画像を作成する画像記録技術を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an image recording technique for creating a high-quality image without streaks or density unevenness by using a pseudo random number value generated by another processing unit.
以下に、図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を詳しく説明する。なお、この実施の形態に記載されている構成要素はあくまで例示であり、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. It should be noted that the constituent elements described in this embodiment are merely examples, and are not intended to limit the scope of the present invention only to them.
(第1実施形態)
本発明に係る画像形成装置の第1実施形態として、インクジェット記録装置を例に挙げて以下に説明する。
(First embodiment)
An image forming apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described below by taking an ink jet recording apparatus as an example.
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。 In this specification, “recording” (sometimes referred to as “printing”) is not limited to the case of forming significant information such as characters and graphics, but may be significant. It also represents the case where an image, a pattern, a pattern, etc. are widely formed on a recording medium, or the medium is processed, regardless of whether it is manifested so that humans can perceive it visually. .
<インクジェット記録装置の説明>
図10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の構成の概要を示す外観斜視図である。
<Description of inkjet recording apparatus>
FIG. 10 is an external perspective view showing an outline of the configuration of an ink jet recording apparatus which is a typical embodiment of the present invention.
図10に示すように、インクジェット記録装置(以下、記録装置という)は、キャリッジ102を矢印A方向に往復移動させる。これは、インクジェット方式に従ってインクを吐出して記録を行なう記録ヘッド111を搭載したインクカートリッジ110をキャリッジモータM1によって発生する駆動力を伝達機構より伝えることによりなされる。それとともに、例えば、記録紙などの記録媒体150を給紙機構104を介して給紙し、記録位置まで搬送し、その記録位置において記録ヘッド111から記録媒体にインクを吐出することで記録を行なう。
As shown in FIG. 10, an ink jet recording apparatus (hereinafter referred to as a recording apparatus) reciprocates a
また、記録ヘッド111の状態を良好に維持するためにキャリッジ102を回復装置106の位置まで移動させ、間欠的に記録ヘッド111の吐出回復処理を行う。
Further, in order to maintain the state of the
記録装置100のインクカートリッジ110には、記録ヘッド111に供給するインクを貯留するインクタンク112を装着する。インクタンク112はインクカートリッジ110に対して着脱自在になっている。
An
図10に示した記録装置100はカラー記録が可能であり、そのためにインクカートリッジ112にはマゼンタ(M)、シアン(C)、イエロ(Y)、ブラック(K)のインクを夫々、収容した4つのインクタンクを搭載している。これら4つのインクタンクは夫々独立に着脱可能である。
The
さて、キャリッジ102とインクカートリッジ110とは、両部材の接合面が適正に接触されて所要の電気的接続を達成維持できるようになっている。記録ヘッド111は、記録信号に応じてエネルギーを印加することにより、複数の吐出口からインクを選択的に吐出して記録する。特に、この実施例の記録ヘッド111は、熱エネルギーを利用してインクを吐出するインクジェット方式を採用し、熱エネルギーを発生するために電気熱変換体を備える。その電気熱変換体に印加される電気エネルギーが熱エネルギーへと変換され、その熱エネルギーをインクに与えることにより生じる膜沸騰による気泡の成長、収縮によって圧力変化を生じる。この圧力変化を利用して、吐出口よりインクを吐出させる。この電気熱変換体は各吐出口のそれぞれに対応して設けられ、記録信号に応じて対応する電気熱変換体にパルス電圧を印加することによって対応する吐出口からインクを吐出する。
The
図10に示されているように、キャリッジ102はキャリッジモータM1の駆動力を伝達する伝達機構の駆動ベルトの一部に連結されており、ガイドシャフトに沿って矢印A方向に摺動自在に案内支持されるようになっている。従って、キャリッジ102は、キャリッジモータM1の正転及び逆転によってガイドシャフトに沿って往復移動する。また、キャリッジ102の移動方向(矢印A方向)に沿ってキャリッジ102の絶対位置を示すためのスケールが備えられている。この実施例では、スケールは透明なPETフィルムに必要なピッチで黒色のバーを印刷したものを用いており、その一方はシャーシ103に固着され、他方は板バネ(不図示)で支持されている。
As shown in FIG. 10, the
また、記録装置100には、記録ヘッド111の吐出口(不図示)が形成された吐出口面に対向してプラテン(不図示)が設けられている。キャリッジモータM1の駆動力によって記録ヘッド111を搭載したインクカートリッジ110が往復移動されると同時に、記録ヘッド111に記録信号を与えてインクを吐出することによって、プラテン上に搬送された記録媒体150の全幅にわたって記録が行われる。
Further, the
さらに、図10において、記録媒体150を搬送するために搬送モータM2によって駆動される搬送ローラが図示される。バネ(不図示)により記録媒体150を搬送ローラに当接するピンチローラ、ピンチローラを回転自在に支持するピンチローラホルダ、搬送ローラの一端に固着された搬送ローラギアが図示される。そして、搬送ローラギアに中間ギア(不図示)を介して伝達された搬送モータM2の回転により、搬送ローラが駆動される。
Further, in FIG. 10, a transport roller driven by a transport motor M2 for transporting the
またさらに、記録ヘッド111によって画像が形成された記録媒体150を記録装置外ヘ排出するための排出ローラがあり、搬送モータM2の回転が伝達されることで駆動されるようになっている。なお、排出ローラは記録媒体150をバネ(不図示)により圧接する拍車ローラ(不図示)により当接する。また、拍車ローラを回転自在に支持する拍車ホルダがある。
Furthermore, there is a discharge roller for discharging the
またさらに、記録装置100には、図10に示されているように、回復装置106が配設されている。これは、記録ヘッド111を搭載するインクカートリッジ110の記録動作のための往復運動の範囲外(記録領域外)の所望位置(例えば、ホームポジションに対応する位置)に設けられ、記録ヘッド111の吐出不良を回復する。
Further, the
回復装置106は、記録ヘッド111の吐出口面をキャッピングするキャッピング機構と記録ヘッド111の吐出口面をクリーニングするワイピング機構を備えている。キャッピング機構による吐出口面のキャッピングに連動して回復装置内の吸引手段(吸引ポンプ等)により吐出口からインクを強制的に排出させる。それによって、記録ヘッド111のインク流路内の粘度の増したインクや気泡等を除去するなどの吐出回復処理を行う。
The
また、非記録動作時等には、記録ヘッド111の吐出口面をキャッピング機構によるキャッピングすることによって、記録ヘッド111を保護するとともにインクの蒸発や乾燥を防止することができる。一方、ワイピング機構はキャッピング機構の近傍に配され、記録ヘッド111の吐出口面に付着したインク液滴を拭き取るようになっている。
Further, when the
これらキャッピング機構及びワイピング機構により、記録ヘッド111のインク吐出状態を正常に保つことが可能となっている。
By these capping mechanism and wiping mechanism, the ink discharge state of the
<インクジェット記録装置の制御構成>
図11は図10に示した記録装置の制御構成を示すブロック図である。
<Control configuration of inkjet recording apparatus>
FIG. 11 is a block diagram showing a control configuration of the recording apparatus shown in FIG.
図11に示すように、コントローラ600は、MPU601、後述する制御シーケンスに対応したプログラム、所要のテーブル、その他の固定データを格納したROM602を備える。また、キャリッジモータM1の制御、搬送モータM2の制御、及び、記録ヘッド3の制御のための制御信号を生成する特殊用途集積回路(ASIC)603を備える。そして、画像データの展開領域やプログラム実行のための作業用領域等を設けたRAM604、MPU601、ASIC603、RAM604を相互に接続してデータの授受を行うシステムバス605を備える。さらに、以下に説明するセンサ群からのアナログ信号を入力してA/D変換し、デジタル信号をMPU601に供給するA/D変換器606などで構成される。
As shown in FIG. 11, the
また、図11において、610は画像データの供給源となるコンピュータ(或いは、画像読取り用のリーダやデジタルカメラなど)でありホスト装置と総称される。ホスト装置610と記録装置1との間ではインタフェース(I/F)611を介して画像データ、コマンド、ステータス信号等を送受信する。
In FIG. 11,
さらに、620はスイッチ群であり、電源スイッチ621、プリント開始を指令するためのプリントスイッチ622を備える。また、記録ヘッド3のインク吐出性能を良好な状態に維持するための処理(回復処理)の起動を指示するための回復スイッチ623など、操作者による指令入力を受けるためのスイッチから構成される。630はホームポジションhを検出するためのフォトカプラなどの位置センサ631、環境温度を検出するために記録装置の適宜の箇所に設けられた温度センサ632等から構成される装置状態を検出するためのセンサ群である。
さらに、640はキャリッジ2を矢印A方向に往復走査させるためのキャリッジモータM1を駆動させるキャリッジモータドライバ、642は記録媒体Pを搬送するための搬送モータM2を駆動させる搬送モータドライバである。
Further, 640 is a carriage motor driver that drives a carriage motor M1 for reciprocating scanning of the
ASIC603は、記録ヘッド3による記録走査の際に、RAM602の記憶領域に直接アクセスしながら記録ヘッドに対して記録素子(吐出ヒータ)の駆動データ(DATA)を転送する。
The
なお、図10に示す構成は、インクカートリッジ6と記録ヘッド3とが分離可能な構成であるが、これらが一体的に形成されて交換可能なヘッドカートリッジを構成しても良い。
The configuration shown in FIG. 10 is a configuration in which the
<画像データ変換処理の処理フロー>
図2は、画像データ変換処理に係る機能ブロック図である。
<Processing flow of image data conversion processing>
FIG. 2 is a functional block diagram relating to image data conversion processing.
アプリケーション201は、記録装置で記録する画像データを生成する。ここで、アプリケーション201とは、PC等のホスト装置のオペレーティングシステム(OS)上で動作するプログラムである。
The
アプリケーション201で生成された画像データは、その後、前段処理202、後段処理203、γ補正204、ハーフトーニング205、およびドット配置パターン化処理206の各処理部で以下のように処理を行う。
Thereafter, the image data generated by the
前段処理202は色域(Gamut)のマッピングを行う処理部である。これにより、例えばsRGB規格の画像データよって再現される色域を、記録装置によって再現される色域に写像するためのデータ変換を行う。例えば、300dpiの画素密度で構成され、各画素がsRGBにおけるR、G、B(各色8bit)の値で表現された輝度信号を、3次元LUTを用いることにより、異なる色域におけるR、G、B(各色8bit)の値に変換する。
The
後段処理203は、R、G、Bの値をY、M、C、Kの値に変換する処理部である。つまり、前段処理202により色域のマッピングがなされたR、G、Bの値に基づき、このデータが表す色を再現するインクの組み合わせに対応した色分解データY、M、C、K(各色8bit)の値を求める処理を行う。ここでは前段処理202と同様に、3次元LUTにて補間演算を併用して行うものとする。
The
γ補正204は、色分解データY、M、C、Kの各色について階調値変換を行う。具体的には、1次元LUTを用い、後段処理203によって求められた色分解データY、M、C、Kの各色について、対応する各色インクの階調特性に応じた変換を行う。
The
ハーフトーニング205は、色分解データを各色8ビットから各色3ビットに変換(量子化)する処理部である。つまり、300dpiの画素密度で構成された色分解データY、M、C、K(各色8bit)の画像データを、同じく300dpiの画素密度で構成された色分解データ(各色3bit)に変換する。本実施形態では、多値誤差拡散法を用いて256階調の8ビットデータを、5階調の3ビットデータに変換する。この3ビットデータは、後述するドット配置パターン化処理におけるドットパターンを示すためのインデックスとなる。なお、ここでは、ハーフトーニング205では8ビットの乱数値を発生させてハーフトーニング内の画像処理にその乱数値を使用しているとする。
ドット配置パターン化処理206は、各色3ビットの色分解データの各色に対し、各ドットが2値データである2行2列(以降、2x2と表記する)のドットパターンを割当てる処理部である。具体的には、300dpiの画素密度で構成された色分解データ(各色3bit)に対し、600dpiのドット密度で構成されたドットパターンデータ(各色1bit)に変換する。なお、各ドットは、インクによる記録/非記録に対応する。
The dot
図3は、第1実施形態に係る各階調毎の2×2のドットパターンの格納状態を例示的に示す図である。つまり、図1に示すような2×2のドットパターンが、5階調の各階調毎に8×1のマトリクス中に任意に格納されている。 FIG. 3 is a diagram exemplarily showing a storage state of a 2 × 2 dot pattern for each gradation according to the first embodiment. That is, a 2 × 2 dot pattern as shown in FIG. 1 is arbitrarily stored in an 8 × 1 matrix for each of the five gradations.
階調値0、4に対しては、ドットパターンが1種類しか存在しないため、8×1のマトリクス中のドットパターンは全て同じものが格納されている。一方、階調値1、2、3にはドットパターンがそれぞれ4種類または6種類存在するため、8×1のマトリクス中には、これらのドットパターンが図3に示すように任意に格納されている。
Since there is only one type of dot pattern for
ドット配置パターン化処理206は、ハーフトーニング205で発生された8ビット乱数値から3ビットを切り出した値から、各処理画素の階調値に応じたドットパターンを8×1のマトリクス中から選択する。例えば、階調値が1の画素において、切り出した3ビット値が”010”であれば、図3の階調値1、マトリクス番号3の2×2のドットパターンを選択する。つまり、切り出した3ビット値の10進表記に1を加えた値のドット配列番号に対応するドットパターンを選択する。以下では、ハーフトーニング205で発生された8ビット乱数値から切り出す3ビット値の選択方法の詳細について説明を行う。
The dot
<ドットパターン選択フロー>
上述のように、ドット配置パターン化処理206は、ハーフトーニング205で発生された8ビット乱数値から3ビットを切り出し、乱数値と見なしてドットパターンの選択に用いている。しかし、8ビット乱数値のとり得る値の範囲によっては、切り出した3ビット値は必ずしも乱数値とならない。
<Dot pattern selection flow>
As described above, the dot
以下の説明では、ハーフトーニング205で発生する8ビット値は0〜128(10進数)であるとする。つまり2進数表記で、00000000,00000001,...,01111111,10000000の129種類の値がランダムに発生しているものとする。なお以降で”乱数値の範囲”とは、発生される乱数値の最小値と最大値で規定される範囲を意味する。
In the following description, it is assumed that the 8-bit value generated in the
図4は、8ビット乱数値から3ビット値を切り出した場合において、切り出し位置に依存する3ビット値の発生頻度を示す図である。具体的には、8ビット乱数値から、
(1) Bit0、Bit1、Bit2 の3ビット
(2) Bit1、Bit2、Bit3 の3ビット
(3) Bit2、Bit3、Bit4 の3ビット
(4) Bit3、Bit4、Bit5 の3ビット
(5) Bit4、Bit5、Bit6 の3ビット
(6) Bit5、Bit6、Bit7 の3ビット
の各3ビットを切り出した場合の、ドットパターン番号(1〜8)毎の選択回数を示している。つまり、3ビット値(000,001,...,110,111)の発生分布図に対応している。なお、8ビット値を下位ビットから順にBit0、Bit1、...Bit6、Bit7と表現しており、ハーフトーニング205で8ビット乱数値を2048回発生させた場合の例である。
FIG. 4 is a diagram showing the frequency of occurrence of a 3-bit value depending on the cut-out position when a 3-bit value is cut out from an 8-bit random number value. Specifically, from an 8-bit random value,
(1) 3 bits of Bit0, Bit1, and Bit2 (2) 3 bits of Bit1, Bit2, and Bit3 (3) 3 bits of Bit2, Bit3, and Bit4 (4) 3 bits of Bit3, Bit4, and Bit5 (5) Bit4, Bit5 ,
図4から、(1)〜(5)においては、ドットパターン番号(1〜8)はほぼ均等に選択されることがわかる。一方、(6)の”Bit5、Bit6、Bit7”の3ビットを切り出した場合は、ドットパターン番号1〜4のドットパターンに偏って選択されることがわかる。そのため、選択に利用する3ビット値の切り出すビット位置によって、選択されるドットパターンにも偏りが生じることが分かる。
As can be seen from FIG. 4, in (1) to (5), the dot pattern numbers (1 to 8) are selected almost equally. On the other hand, when 3 bits of “Bit5, Bit6, Bit7” in (6) are cut out, it is understood that the dot patterns of the
図5は、上述の6種類のビット切り出し位置に対し、各ドットパターンの選択回数の標準偏差を算出したものを示している。標準偏差の性質から、この値が大きいほど選択回数がばらついていることを示している。つまり、標準偏差の値が大きいほど、一部のドットパターンに偏って選択していることを意味する。図5から、”Bit4、Bit5、Bit6”の3ビットを切り出す場合が標準偏差の値が最小であることがわかる。そのため、”Bit4、Bit5、Bit6”の3ビットを用いてドットパターンを選択することにより、各階調値において最も偏り無くドットパターンを選択することが出来ることがわかる。 FIG. 5 shows a calculation of the standard deviation of the number of selections of each dot pattern for the above-described six types of bit cutout positions. From the nature of the standard deviation, the larger the value, the more the selection frequency varies. In other words, the larger the standard deviation value, the more biased the selection is to some dot patterns. From FIG. 5, it can be seen that the standard deviation value is the smallest when 3 bits of “Bit4, Bit5, Bit6” are cut out. Therefore, it can be seen that by selecting a dot pattern using 3 bits of “Bit4, Bit5, Bit6”, it is possible to select a dot pattern with the least deviation in each gradation value.
そのため、ドット配置パターン化処理206は、ドットパターンの選択処理に先立ち、ハーフトーニング205で発生される8ビット乱数値の各3ビットを切り出した際の各値の発生頻度の標準偏差を求める。そして、標準偏差の最も小さい3ビット位置を切り出し位置として決定する。このように構成することにより、ハーフトーニング205で発生される乱数値の範囲が未知の場合であっても、より均等に(ランダムに)ドットパターンを選択することが可能となる。 <ヘッドの吐出口構成例>
図6は、インクジェット記録ヘッドにおける、ある1色の吐出口列を示した図である。図において、X方向は記録の主走査方向、Y方向は副走査方向を示している。複数の吐出口列が所定のピッチPyでY方向に配列することにより、1つの吐出口列が形成されている。また、このような吐出口列が互いにY方向にPy/2だけずれた状態で、X方向にPxの距離をおいて配列されている。このような構成の記録ヘッドを用いれば、各吐出口から所定の周波数でインクを吐出しつつ、X方向に移動走査することにより、記録媒体にはY方向においてPy/2のピッチでドットを記録することが出来る。
Therefore, the dot
FIG. 6 is a view showing an ejection port array of one color in the ink jet recording head. In the figure, the X direction indicates the main scanning direction of recording, and the Y direction indicates the sub scanning direction. One discharge port array is formed by arranging a plurality of discharge port arrays in the Y direction at a predetermined pitch Py. Further, such discharge port arrays are arranged at a distance of Px in the X direction in a state where they are shifted from each other by Py / 2 in the Y direction. When the recording head having such a configuration is used, dots are recorded on the recording medium at a pitch of Py / 2 in the Y direction by moving and scanning in the X direction while ejecting ink from each ejection port at a predetermined frequency. I can do it.
すなわち、記録ヘッドにおいては、吐出口を記録解像度のピッチで一列に配列させなくとも、記録解像度の倍のピッチで配列させた2列を互いに半ピッチずらして配設させることにより、所望の記録解像度の画像を記録することが可能となるのである。このような構成は、特に高い記録解像度を実現する記録ヘッドに適用されている。 That is, in the recording head, even if the ejection openings are not arranged in a line at the pitch of the recording resolution, the two lines arranged at a pitch twice the recording resolution are arranged so as to be shifted from each other by a half pitch, thereby achieving a desired recording resolution. This makes it possible to record the images. Such a configuration is applied to a recording head that achieves a particularly high recording resolution.
上記構成において、2つのノズル列はそれぞれ奇数ラスタを記録するノズル列(奇数ノズル)と、偶数ラスタを記録するノズル列(偶数ノズル)とに分類される。奇数ラスタと偶数ラスタとで、記録回数に偏りが生じることは、奇数ノズル列と偶数ノズル列との間に吐出頻度の差を生じさせ、ノズル列間の吐出状態に影響を与えることが確認されている。このような状況になると、記録ヘッド全体の吐出状態も不安定なものとなってしまう。そのため、図6のような構成の記録ヘッドを適用する場合には、各列での吐出頻度を極力均等にすることが肝要とされている。 In the above configuration, the two nozzle arrays are classified into nozzle arrays (odd nozzles) that record odd rasters and nozzle arrays (even nozzles) that record even rasters. It has been confirmed that deviations in the number of recordings between the odd-numbered raster and the even-numbered raster cause a difference in ejection frequency between the odd-numbered nozzle row and the even-numbered nozzle row, which affects the ejection state between the nozzle rows. ing. In such a situation, the discharge state of the entire recording head also becomes unstable. For this reason, when a recording head having a configuration as shown in FIG. 6 is applied, it is important to make the ejection frequency in each row as uniform as possible.
そこで、図3の各階調値に対応する8×1のマトリクスに格納されているドットパターンのように、マトリクス内で偶数ラスタと奇数ラスタで印字されるドット数が均等になるようにドットパターンを格納する。このようにすることにより、各階調値において偏り無くドットパターンが選択されるため、単純にランダムにドットを配列するのに比べ、より偶数ラスタと奇数ラスタの記録ドット数を平均化する効果を得ることができる。そのため、従来に比較し、より画像品位を安定させ、記録ヘッドの信頼性も維持することが可能となる。 Therefore, like the dot pattern stored in the 8 × 1 matrix corresponding to each gradation value in FIG. 3, the dot pattern is set so that the number of dots printed by the even raster and the odd raster in the matrix is equal. Store. By doing so, since the dot pattern is selected without deviation in each gradation value, the effect of averaging the number of recorded dots of even-numbered raster and odd-numbered raster can be obtained more than simply arranging dots randomly. be able to. Therefore, it is possible to further stabilize the image quality and maintain the reliability of the recording head as compared with the conventional case.
以上説明したように、ドットパターンが最も偏り無く選択されるビット切り出し位置を、標準偏差が最小となるビット切り出し位置を決定することにより選択する。これにより、各階調のドットパターンを偏り無く選択することが出来るため、濃度ムラやスジが抑制された高品位な出力画像を得ることが出来る。なお、ここでは、2×2からなる画素群について説明を行ったが、例えば3×3、4×4などであっても同様に適用が可能である。 As described above, the bit cutout position at which the dot pattern is selected most evenly is selected by determining the bit cutout position at which the standard deviation is minimized. Thereby, since the dot pattern of each gradation can be selected without deviation, it is possible to obtain a high-quality output image in which density unevenness and streaks are suppressed. Here, the pixel group consisting of 2 × 2 has been described, but the present invention can be similarly applied to, for example, 3 × 3, 4 × 4, and the like.
(変形例)
第1実施形態においては、図3に示すように階調毎に8×1のマトリクス中の8種類のドットパターンから選択した。しかし、図7に示すように各階調毎に選択できるドットパターンの数が異なるよう構成しても良い。すなわち、階調値0,4の場合は唯一のドットパターン、階調値1,3の場合は異なる4種類(2ビット)のドットパターン、階調値2の場合は異なる6種類に任意の2種類を加えた8種類(3ビット)のドットパターンから選択するよう構成しても良い。
(Modification)
In the first embodiment, as shown in FIG. 3, eight types of dot patterns in an 8 × 1 matrix are selected for each gradation. However, as shown in FIG. 7, the number of dot patterns that can be selected for each gradation may be different. That is, in the case of
このとき、ドット配置パターン化処理206は、階調値0,4の場合はドットパターン選択動作を行わない。一方、ドット配置パターン化処理206は、階調値1,3の場合は2ビット値を用いてドットパターン選択し、階調値2の場合は3ビット値を用いてドットパターン選択する。つまり、階調値に応じて、2×2のドットパターンを選択するための切り出すビット数を異なるよう構成しても良い。なお、2ビットの切り出し位置の決定方法は、3ビットの場合と同様である。
At this time, the dot
図8は、6種類の3ビット切り出し位置に対し、各ドットパターンの選択回数の分散を算出したものを示している。また、図9は、7種類の2ビット切り出し位置に対し、各ドットパターンの選択回数の分散を算出したものを示している。なお、ここでは分散の値を導出しているが、(分散)=(標準偏差)2であるので、分散が最小となる切り出し位置を選択すればよい。つまり、3ビット切り出し位置としては、”Bit4、Bit5、Bit6”、2ビット切り出し位置としては、”Bit3、Bit4”が選択される。 FIG. 8 shows the calculated variance of the number of selections of each dot pattern for six types of 3-bit cutout positions. FIG. 9 shows the calculated variance of the number of selections of each dot pattern for seven types of 2-bit cutout positions. Here, the value of the variance is derived. However, since (variance) = (standard deviation) 2, it is only necessary to select a cut-out position that minimizes the variance. That is, “Bit4, Bit5, Bit6” is selected as the 3-bit clipping position, and “Bit3, Bit4” is selected as the 2-bit clipping position.
また、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で様々な形態による実施が可能である。例えば、上述の実施形態のドット配置パターン化処理においては、300dpiの5値の入力画素を、2×2のエリアで構成される600dpiの2値のデータに変換した。しかし、本発明はこのような形態に限定されるものではない。ハーフトーニング後の出力データの階調値および解像度に対し、記録装置の出力解像度に適応可能な変換処理であれば、どのようなサイズのドット配置パターンが用意されていてもよい。 The present invention can be implemented in various forms without departing from the scope of the invention. For example, in the dot arrangement patterning process of the above-described embodiment, 300 dpi quinary input pixels are converted into 600 dpi binary data composed of 2 × 2 areas. However, the present invention is not limited to such a form. Any dot arrangement pattern of any size may be prepared as long as it is a conversion process adaptable to the output resolution of the printing apparatus with respect to the gradation value and resolution of the output data after halftoning.
そして、上述の実施形態においては、ハーフトーニングにおいて8ビットの乱数値を発生させてハーフトーニング内の画像処理にその乱数値を使用することとしていたが、乱数を発生させる処理部はこれに限られずどの処理部でもよい。さらに、発生される乱数値のビット数、乱数発生方法もどのようなビット、方法をとってもよい。 In the above embodiment, an 8-bit random value is generated in halftoning and the random value is used for image processing in halftoning. However, the processing unit that generates random numbers is not limited to this. Any processing unit may be used. Furthermore, the number of bits of the generated random number value and the random number generation method may be any bit and method.
更に、上述の実施形態においては、階調毎に8×1のマトリクス内にドットパターンを格納した。しかし、このマトリクスサイズはこれに限られるものではなく、ドットパターンのサイズ等その他の条件によりマトリクスのサイズは様々な大きさをとることも可能である。更に、上記実施例において、標準偏差または分散の値から切り出しビット位置を決定するために、乱数値を2048回発生させている。しかし、乱数値を発生させる回数はこれに限られるものではなく、画像のサイズ、または乱数値を保持できるサイズに応じて回数を変化させてもよい。 Furthermore, in the above-described embodiment, the dot pattern is stored in an 8 × 1 matrix for each gradation. However, the matrix size is not limited to this, and the matrix size can be various depending on other conditions such as the size of the dot pattern. Further, in the above embodiment, random numbers are generated 2048 times in order to determine the cut bit position from the standard deviation or variance value. However, the number of times the random number is generated is not limited to this, and the number may be changed according to the size of the image or the size that can hold the random number.
(他の実施形態)
以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は、複数の機器から構成されるシステムに適用しても良いし、また、一つの機器からなる装置に適用しても良い。
(Other embodiments)
Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention may be applied to a system constituted by a plurality of devices or may be applied to an apparatus constituted by one device.
なお、本発明は、前述した実施形態の機能を実現するプログラムを、システム或いは装置に直接或いは遠隔から供給し、そのシステム或いは装置が、供給されたプログラムコードを読み出して実行することによっても達成される。従って、本発明の機能処理をコンピュータで実現するために、コンピュータにインストールされるプログラムコード自体も本発明の技術的範囲に含まれる。 The present invention can also be achieved by supplying a program that realizes the functions of the above-described embodiments directly or remotely to a system or apparatus, and the system or apparatus reads and executes the supplied program code. The Accordingly, the program code itself installed in the computer in order to realize the functional processing of the present invention by the computer is also included in the technical scope of the present invention.
その場合、プログラムの機能を有していれば、オブジェクトコード、インタプリタにより実行されるプログラム、OSに供給するスクリプトデータ等、プログラムの形態を問わない。 In this case, the program may be in any form as long as it has a program function, such as an object code, a program executed by an interpreter, or script data supplied to the OS.
プログラムを供給するための記録媒体としては、例えば、フロッピー(登録商標)ディスク、ハードディスク、光ディスク(CD、DVD)、光磁気ディスク、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ROMなどがある。 Examples of the recording medium for supplying the program include a floppy (registered trademark) disk, a hard disk, an optical disk (CD, DVD), a magneto-optical disk, a magnetic tape, a nonvolatile memory card, and a ROM.
また、コンピュータが、読み出したプログラムを実行することによって、前述した実施形態の機能が実現される。その他、そのプログラムの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているOSなどが、実際の処理の一部または全部を行い、その処理によっても前述した実施形態の機能が実現され得る。 Further, the functions of the above-described embodiments are realized by the computer executing the read program. In addition, based on the instructions of the program, an OS or the like running on the computer performs part or all of the actual processing, and the functions of the above-described embodiments can also be realized by the processing.
さらに、記録媒体から読み出されたプログラムが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれる。その後、そのプログラムの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるCPUなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によっても前述した実施形態の機能が実現される。 Further, the program read from the recording medium is written in a memory provided in a function expansion board inserted into the computer or a function expansion unit connected to the computer. Thereafter, the CPU of the function expansion board or function expansion unit performs part or all of the actual processing based on the instructions of the program, and the functions of the above-described embodiments are realized by the processing.
Claims (5)
N階調の階調毎に、それぞれM個のドットパターンを、Lビットの値とを対応づけて格納するパターン格納手段と、
前記Kビット乱数発生回路のKビット出力中、連続するLビットの組を複数組設定する設定手段と、
前記Kビット乱数発生回路で予め設定された回数分だけ乱数を発生させ、前記Kビット乱数発生回路のKビット中のLビットで表わされる各値の標準偏差値を、前記Lビットの各組に対して導出する標準偏差導出手段と、
前記標準偏差導出手段の導出結果に基づき、前記Kビット乱数発生回路のKビット出力から、前記ドットパターンを選択するためのLビットを決定する決定手段と、
を備えることを特徴とする画像処理装置。 When an N-gradation pixel data value is input, one of the M dot patterns is selected at random, so that it is necessary for the range M in the random number data generated by the K-bit random number generation circuit. An image processing apparatus that assigns a value represented by the number of bits L and M dot patterns,
Pattern storage means for storing M dot patterns in association with L-bit values for each of N gradations;
Setting means for setting a plurality of sets of consecutive L bits during K bit output of the K bit random number generation circuit;
A random number is generated for a preset number of times by the K-bit random number generation circuit, and a standard deviation value of each value represented by L bits in the K bits of the K-bit random number generation circuit is assigned to each set of L bits. Standard deviation deriving means derived for
Determining means for determining L bits for selecting the dot pattern from the K-bit output of the K-bit random number generation circuit based on the derivation result of the standard deviation deriving means;
An image processing apparatus comprising:
前記Kビット乱数発生回路のKビット出力中、連続するLビットの組を複数組設定する設定工程と、
前記Kビット乱数発生回路で予め設定された回数分だけ乱数を発生させ、前記Kビット乱数発生回路のKビット中のLビットで表わされる各値の標準偏差値を、前記Lビットの各組に対して導出する標準偏差導出工程と、
前記標準偏差導出工程の導出結果に基づき、前記Kビット乱数発生回路のKビット出力から、前記ドットパターンを選択するためのLビットを決定する決定工程と、
を備えることを特徴とする制御方法。 When an N-gradation pixel data value is input, one of the M dot patterns is selected at random, so that it is necessary for the range M in the random number data generated by the K-bit random number generation circuit. A pattern storage means for allocating a value represented by the number of bits L and M dot patterns and storing M dot patterns in association with L bit values for each of N gray levels is provided. A control method for an image processing apparatus, comprising:
A setting step of setting a plurality of sets of consecutive L bits during K bit output of the K bit random number generation circuit;
A random number is generated for a preset number of times by the K-bit random number generation circuit, and a standard deviation value of each value represented by L bits in the K bits of the K-bit random number generation circuit is assigned to each set of L bits. A standard deviation derivation process derived for
A determination step of determining an L bit for selecting the dot pattern from a K-bit output of the K-bit random number generation circuit based on a derivation result of the standard deviation derivation step;
A control method comprising:
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