(57)【要約】【課題】  本発明は階調情報を含む印刷データに基づいて印刷処理を行う印刷装置に関し、特に副走査方向に対して異なる分割数の選択を可能とし、カラー印刷において階調数を低下させることなく、高速のカラー印刷を可能とする印刷装置に関する。【解決手段】  本発明はドットデータを副走査方向に２分割、又は４分割印字を選択可能とし、この分割指示に基づいてパターンデータ生成部３２において選択したパターンデータを読み出し、印字ヘッドに出力すると共に、光量補正データによって印刷データに対する光量補正を行い、画像データの階調数を低下させることなく高速カラー印刷を可能とした印刷装置を提供する構成である。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定数のサブドット画像の集合により供給される印刷データの１ピクセルに対応する画像を記録する印刷装置において、
指定される印刷モードに応じて、前記所定数を設定変更する変更手段と、
前記１ピクセルの階調情報を所定数の前記サブドットの階調情報に変換する階調情報変換手段と、
前記サブドットの階調情報に従って記録素子を駆動する印字ヘッド駆動制御手段と、
変更された所定数に応じて、画像形成条件を変更する画像形成条件変更手段と、
前記画像形成条件に従って記録処理を行う印刷制御手段と、
から成ることを特徴とする印刷装置。
【請求項２】
前記１ピクセルに対する画像は、前記サブドット画像が副走査方向に対して所定数並ぶことにより再現されることを特徴とする請求項１記載の印刷装置。
【請求項３】
前記印刷モードは、高画質印刷モードと高速印刷モードであり、前記高画質印刷モードにおいて選択される前記所定数が、前記高速印字モードにおいて選択される前記所定数よりも大きいことを特徴とする請求項１記載の印刷装置。
【請求項４】
前記画像形成条件は、プロセススピードであることを特徴とする請求項１記載の印刷装置。
【請求項５】
前記印刷モードは、印刷装置に接続される上位機器から指定入力されることを特徴とする請求項１記載の印刷装置。
【請求項６】
前記印刷モードは、印刷装置の操作部より入力されることを特徴とする請求項１記載の印刷装置。
【請求項７】
前記サブドットに対して生成された階調データに応じて、前記記録素子の能動持続時間を変更することを特徴とする請求項１記載の印刷装置。
【請求項８】
特定のサブドットラインに対する階調データに基づく駆動処理に同期して、濃度補正データを所定量だけシフトさせて駆動処理することを特徴とする請求項１記載の印刷装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、階調情報を含む画像データに基づいて印刷処理を行う印刷装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
今日、パーソナルコンピュータを中心としたコンピュータの普及に伴って、周辺機器としてのプリンタ装置も普及し、各種方式のカラープリンタが提案されている。特に、カラー印刷の場合、各色の階調データに基づいて発色が行われ、また印刷速度との関係からも階調情報は重要である。
【０００３】
従来、上記階調情報を含む画像データに基づいて、ドット印字パターンが作成され、印字ヘッドに送信して印刷処理を行っている。例えば、上記階調情報に基づいて副走査方向に分割して印字を行い、階調印刷を行っている。
尚、特許文献１には単一の光学ヘッドを使用して解像度の切換えを可能にしたページプリンタの例が開示されている。この発明は最大解像度を得る場合全て発光部を使用して選択発光を行い、最大解像度より低い解像度の場合、発光部の一部を非発光状態として選択発光処理を行っている。
【特許文献１】特開平６−３３６０５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の印刷装置では、高速印字を行う為転送クロック速度を上げると印字ヘッドからの露光時間が不足する。一方、ドットパターンデータに変換する際、例えば副走査方向の分割数を減らすと階調数も減り、詳細なカラー印刷ができない。また、特許文献１は解像度の切換え制御であり、そのまま階調制御に適用することはできない。
【０００５】
そこで、本発明は階調情報を含む画像データから副走査方向にｎ個の微画素のドットパターンデータに展開する際、副走査方向に対して異なる分割数の選択を可能とし、カラー印刷において階調数を低下させることなく、高速のカラー印刷を可能とする印刷装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題は本発明によれば、所定数のサブドット画像の集合により供給される印刷データの１ピクセルに対応する画像を記録する印刷装置において、指定される印刷モードに応じて、前記所定数を設定変更する変更手段と、前記１ピクセルの階調情報を所定数の前記サブドットの階調情報に変換する階調情報変換手段と、前記サブドットの階調情報に従って記録素子を駆動する印字ヘッド駆動制御手段と、変更された所定数に応じて、画像形成条件を変更する画像形成条件変更手段と、前記画像形成条件に従って記録処理を行う印刷制御手段とから成る印刷装置を提供することによって達成できる。
【０００７】
また、例えば１ピクセルに対する画像は、前記サブドット画像が副走査方向に対して所定数並ぶことにより再現される構成であり、上記印刷モードは、高画質印刷モードと高速印刷モードであり、例えば前記高画質印刷モードにおいて選択される前記所定数が、前記高速印字モードおいて選択される前記所定数よりも大きい構成である。
【０００８】
また、前記画像形成条件は、例えばプロセススピードであり、前記印刷モードは、例えば印刷装置に接続される上位機器から指定入力され、又は印刷装置の操作部より入力される構成である。
さらに、前記サブドットに対して生成された階調データに応じて、例えば前記記録素子の能動持続時間を変更し、特定のサブドットラインに対する階調データに基づく駆動処理に同期して、濃度補正データを所定量だけシフトさせて駆動処理する構成である。
【発明の効果】
【０００９】
上記課題の解決手段によれば、階調情報を含む画像データに基づいて分割印字を行う際、副走査方向に対して異なる分割数の選択を可能とし、階調数を低下させることなく高速カラー印字を行うことができる。
また、光量補正を適切な割合で行うことによって、より階調数が向上した印刷装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
（実施形態１）
図１は本実施形態の印刷装置を含む印刷システムのシステム構成図である。尚、本実施形態の説明に使用する印刷装置は、例えばピアtoピア（セントロニクスインターフェース（Ｉ/Ｆ））でパーソナルコンピュータ（ＰＣ）等のホスト機器１に接続されたプリンタ装置２であり、またＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）を介してプリンタサーバ３にも接続されている。
【００１１】
ホスト機器１は、予めインストールされたアプリケーションに従って印刷データを作成し、プリンタドライバによってコマンド変換を行い、変換後の印刷データをスプーラ４に一旦保存する。スプーラ４に保存された印刷データは、セントロニクスインターフェース（Ｉ/Ｆ）の場合、スプーラ４から直接プリンタ装置２に送信される。また、ＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）で接続されている場合には、スプーラ４に保存された印刷データはプリンタサーバ３に転送され、プリンタサーバ３内のスプーラ５に保存され、スプーラ５からプリンタ装置２に送信される。
【００１２】
プリンタ装置２は、インターフェース（Ｉ/Ｆ）コントローラ６及びエンジン制御部１６等で構成されている。インターフェース（Ｉ/Ｆ）コントローラ６は、受信バッファ７、ＲＯＭ８、フォントＲＯＭ９、表示制御部１０、ビデオインターフェース（Ｉ/Ｆ）制御部１１、メモリ１２、ＡＳＩＣ（application specific integrated circuit）１３、ＭＰＵ１４で構成され、上記スプーラ４、又は５から供給される印刷データは受信バッファ７に転送される。
【００１３】
また、受信バッファ７に転送された印刷データは、ＭＰＵ１４の制御によってコマンド解析され、文字コードに対応するビットマップデータをフォントＲＯＭ９から読み出し、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、ＢＫ（ブラック）の各色別の階調情報を含むビットマップデータに変換されたデータは、例えばメモリ１２（標準ＲＡＭ１２ａ又は拡張ＲＡＭ１２ｂ）に展開される。
【００１４】
上記色別のビットマップデータがメモリ１２に１頁分づつ展開されると、ビデオＩ／Ｆ１１によって、エンジン制御部１６へデータ送信が行われる。ここで、エンジン制御部１６はＡＳＩＣ１７、ＭＰＵ１８等で構成され、ＡＳＩＣ１７はヘッド制御部１９、及びモータ制御部２０で構成されている。ヘッド制御部１９は印字ヘッド２１への印刷データの送信を制御する構成であり、ビデオＩ/Ｆ１１を介してＩ/Ｆコントローラ６から供給されるＹ、Ｍ、Ｃ、ＢＫ色毎の階調情報を含んだ印刷データを受信し、Ｙ、Ｍ、Ｃ、ＢＫ色毎にそれぞれ設けられた画像形成処理部の各印字ヘッド２１に供給する。各色別の印字ヘッド２１は、例えばＬＥＤ素子アレイで構成され、それぞれ供給された印刷データに基づく画像露光を高圧帯電された感光体ドラムに対して行い、静電潜像を形成し、各色別のトナーで現像処理が施された後、共通の転写紙に前述のトナー像を順次重ねて転写することにより、カラー印刷を行う構成である。
【００１５】
尚、上記モータ制御部２０はプリンタエンジン内の駆動機構を駆動するメインモータ２２の駆動制御を行い、更にプリンタエンジン内の各所に配設されたセンサ２３から各種検出信号を受信し、対応する負荷２４に制御信号を出力する。尚、トナー像が転写された転写紙にトナーを溶着固定させる定着器２５に設けられたサーミスタ２５ａから温度データがＭＰＵ１８に供給され、定着制御部２６から制御信号が定着器２５のヒータ２５ｂに出力され、所定の定着温度に制御される。また、高圧制御部２７はＭＰＵ１８の制御に従って感光ドラムの高圧帯電を行う高圧部２８に高圧駆動信号を出力する。
【００１６】
尚、プリント処理が開始されると、メインモータ２２を回転させ、用紙を搬送し、画像形成可能な位置に用紙先端が到達したことをＩ／Ｆコントローラ６に通知し、ＡＳＩＣ１７はＩ／Ｆコントローラ６に水平同期信号を出力し、これに応じてＩ／Ｆコントローラから送出される印刷データを印字ヘッド２１に送信する。
【００１７】
図２は、上記エンジン制御部１６の具体的な構成を説明する図である。図２に示される構成が、各印刷色別に設けられる印字ヘッド毎に４色分備えられているが、共通の構成であるため省略して記載する。同図において、Ｉ/Ｆコントローラ６から出力される印刷データはラインバッファ部（ＬＢ部）３０に供給され、ラインバッファ部（ＬＢ部）３０に供給された印刷データをラインバッファＲＡＭ３１に格納する。そして、パターン生成部（ＣＲ部）３２の要求に従って印刷データを順次転送する。
【００１８】
ＣＲ部３２にはパターンＲＡＭ３３が接続され、供給された印刷データの１画素（ピクセル）を４度打ち／２度打ちの指定条件及び各階調値に基づきパターンデータ化し、θ補正部３４に送信する。例えば、後述する４度打ち、又は２度打ちの階調情報を含むサブドットパターンデータを生成し、θ補正部３４に送信する。尚、４度打ち、又は２度打ちの選択指示は後述するＣＰＵから出力される。
【００１９】
θ補正部３４は、ＣＲ部３２より供給されたドットデータをθＲＡＭ３５に格納し、予め設定されたθ補正データに従って複数の印字ヘッド相互の取り付け位置誤差に対する補正処理を行い、補正後の印刷データを印字ヘッド２１に転送する。
補正ＲＡＭ３７には、搭載された印字ヘッドに用いられているＬＥＤアレイの発光強度特性のバラツキを補正する情報が予め記憶され、この情報に基づいて光量補正データ生成部３６において、ＬＥＤの各発光素子の発光強度が均一になるような駆動電流条件データを生成し、印字ヘッド２１の駆動データとして送出している。
【００２０】
印字ヘッド２１は、θ補正部３４から入力した階調情報（時間階調データ）を含むサブドットパターンデータに基づき、対応するＬＥＤ素子を階調情報（時間階調データ）で指定された時間の間駆動する。また、並行して、光量補正データ生成部３６から入力する光量補正データに従って、対応するサブドットパターンの駆動電流値を制御し、適正な強度で発光が行われるよう制御を行う。
【００２１】
図３は上記印字ヘッド２１内部の制御回路のブロック図である。上記θ補正部３４から出力された階調情報（時間階調データ）、及び光量補正データ生成部３６によって生成された光量補正データは同図に示すデータ転送用クロック（ＤＣＬＫ） に同期して時間補正用データラッチ部４４−４、及び電流補正用データラッチ部４４−３にそれぞれ転送される。尚、時間補正用データラッチ部４４−４、及び電流補正用データラッチ部４４−３は、シリアルイン・パラレルアウト形式のシフトレジスタ、及びラッチ回路で構成され、１ライン分のデータが入力すると、ラッチされたデータが制御回路４４−２に出力される。
【００２２】
制御回路４４−２に供給されたデータは、ストローブリクエストに対応して供給されるストローブ信号に同期してデータを定電流出力回路４４−１に出力され、ＬＥＤアレイ４６に配設された対応するＬＥＤ素子を駆動（発光）する。
尚、時間階調データは、時間階調制御用クロック（ＳＣＬＫ）に同期し発光時間を制御する。また、光量補正データは電流値を制御し、各ＬＥＤ素子間の発光のバラツキを補正する。
【００２３】
次に、本例で選択する４度打ち、又は２度打ちの例を説明する。４度打ちモードは、２度打ちモードに比べ、副走査方向の解像度が倍になるため、高画質の画像を再現できる反面、２度打ちの場合より露光処理が複雑となり、時間を要するため、印刷速度が低下する。従って、印刷の用途に応じて、低速でも高画質が要求される印刷の場合には、４度打ちモードが用いられ、画質を多少犠牲にしても高速印刷が要求される場合には、２度打ちモードが選択されるよう、ホスト機器１からの制御命令により或いは、プリンタの操作パネルで、選択指定できるよう構成されている。
【００２４】
図４は４度打ちの例である。この場合、ＣＲ部３２において印刷データは副走査方向に４分割される。同図では、１６階調４ビットの印刷データを３ビットのサブドット＊４（１２ビット）に展開している。一方、図５は２度打ちの例であり、ＣＲ部３２において副走査方向に２分割する。尚、同図の例では１６階調４ビットの印刷データを４ビットのサブドット＊２（８ビット）の印刷データに展開している。
【００２５】
尚、上記図４及び図５に示す４度打ち、及び２度打ちにおいて、４分割又は２分割前の状態が１ピクセルであり、この１ピクセルを４分割又は２分割したものがサブドットに対応する。
一方、上記４度打ち、又は２度打ちの指示は、前述のようにホスト機器１からの命令もしくは操作パネル入力に基づいてＣＰＵ４０から出力され、図２に示すようにＣＰＵ４０からの制御信号によって、４度打ち、又は２度打ちの選択が行われる。例えば、ＣＰＵ４０から各種制御部３９に上記指示が送信され、例えばスループット切替え４３によって基本タイミング生成モジュール４２の設定が行われ、CLK速度の切り換えが行われる。例えば、水晶発振器４１から出力される基準周波数の信号を使用してクロック（ＣＬＫ）速度の設定を行い、例えば４度打ちの時５４．４MHzの設定を行い、２度打ちの時２９．８MHzの設定を行う。
【００２６】
また、前述のように、ＣＲ部３２は指示された４度打ち、又は２度打ちのドットパターンデータを生成選択する。ここで、図６は４度打ちのドットパターンデータ例である。この場合、副走査方向に１ピクセルを４分割し、各サブドットデータ（印刷データの階調値に基づいて変換生成された時間階調値）に対応した発光が行われる。例えば、ピクセル階調値０の場合４分割された全てのタイミングにおいて発光は行わず、ピクセル階調値１の場合４分割された最初のタイミングだけ時間階調値２に相当する時間発光を行う。また、ピクセル階調値２の場合４分割された最初のタイミングだけ時間階調値３に相当する時間発光を行い、以下同図に示すタイミングで記述された時間階調値の間光を照射する。
【００２７】
図６に示されるように、本例の場合サブドットに対して０，２，３，４の４段階の時間階調値の変更ができ、このサブドットを副走査方向に４度打ちして再現される１ピクセルは、このサブドットの時間階調値の組み合わせにより階調値０乃至階調値１５からなる１６段階の階調表現を実現することができ、高画質の印刷を行うことが可能となる。
【００２８】
一方、図７は２度打ちのドットパターンデータ例である。この場合、副走査方向に１ピクセルを２分割し、印刷データの階調値に対応して発光制御を行う。例えば、ピクセル階調値０の場合２分割された全てのタイミングにおいて発光は行わず、ピクセル階調値１の場合２分割された最初のタイミングだけ時間階調値２の時間発光を行う。また、ピクセル階調値２の場合２分割された最初のタイミングだけ時間階調値３の時間発光を行い、以下同図に示すタイミングで記述された時間階調値の時間だけ光を照射する。
【００２９】
図７に示されるように、本例の場合サブドットに対して０，２，３，４，５，６，７，８の８段階の時間階調値の変更ができ、このサブドットを副走査方向に２度打ちして再現される１ピクセルは、このサブドットの時間階調値の組み合わせによりやはり階調値０乃至階調値１５からなる１６段階の階調表現を実現することができ、解像度は低いものの階調表現は劣らない印刷画像を再現することが可能となる。
【００３０】
４度打ちモード又は２度打ちモードの最適なサブドットを形成するためには、プロセス速度（感光体ドラムの回転速度）、印字ヘッドの発光素子の発光タイミング及び発光持続時間を適宜設定することにより行われる。そのためには、前述のように、プロセス速度の制御を行う基準クロックのクロック数を切り換えることにより実施される。２度打ちモードの場合の方が４度打ちモードに比べて、１サブドットラインを記録するのに要する時間を短くすることができ、その分だけ、印字速度を高速化することが可能となる。
【００３１】
このように４度打ち／２度打ちの切り替え機能を備え、各モードにおけるサブドットの発光時間、タイミング、発光強度などを相互に最適な関係に設定することにより、２度打ちモードで印刷を行った場合にも４度打ちモードで印刷した場合とほぼ同様な条件を満足させながらもスループットを向上させることができる。
【００３２】
例えば、２分割印字を選択する場合、前述のように分割印字（ライン印字）毎に出力される水平同期信号の出力回数を４分割に比べて１／２に減らすことができ、上記信号出力の為の出力制御や、クロック同期の為の時間を節約することができトータル的に印刷速度を向上することができる。また、この時階調値の低下は光量補正によって抑えることができ、階調数を維持しつつ高速印刷を可能にすることができる。
【００３３】
尚、上記実施形態の説明では２分割印字（２度打ち）と４分割印字（４度打ち）の選択例について説明したが、４分割印字（４度打ち）と８分割印字（８度打ち）等の他の分割数の選択例であってもよい。
また、上記実施形態の説明では、４分割印字と２分割印字のモードを選択指定する例として説明したが、実際には、高速印字モードと高画質印字モードをホスト機器或いはプリンタの操作部から選択指定することによって、それぞれ２分割印字モード又は４分割印字モードが自動的に選択される方式であっても良い。
（実施形態２）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
【００３４】
図８は本例のエンジン制御部の具体的な構成を説明する図である。但し、基本的には、前述の図２と同じ回路が含まれ、図２と同じ回路には同一番号を付して構成上の説明を省略する。
本例の場合、光量補正データ生成部３６は、補正ＲＡＭ３７に基づいて印字ヘッドに転送されるデータに対し、偶数ラインである場合には、そのままＬＥＤ素子のバラツキ補正を行う光量補正データをヘッド部へ転送し、奇数ラインである場合には、演算部３８によって時間階調データの０．５階調に相当する光量補正データを前記バラツキ補正データに加算し、ヘッド部へ転送する。即ち、本例は、階調再現数を確保するために、サブドットデータに含まれる時間階調データによる階調表現と、光量補正データに含ませた階調表現データとの両方の条件で発光素子を駆動することによって、階調表現数を確保する方式である。
【００３５】
図９に通常の２度打ちの例、図１０に光量補正データを利用することにより階調数がアップした２度打ちの例を示す。
上記のように光量補正データを奇数ラインで加算することによってより詳細な階調制御を行うことができる。例えば、本例の処理を使用しない図９の場合、１個のサブドットは３ビットデータで構成されるため０〜７までの８階調表現しかできず、従って、２個のサブドットからなる１ピクセルの印字濃度レベルは同図に示すように、“０”、“１”、“２”、・・・“１４”の１５段階である。しかし、本例の処理を使用した図１０の場合、１個のサブドットは同じ３ビットデータであっても、１ピクセルドットの印字濃度レベルは、“０”、“１”、“１．５”、“２”、・・・“１２”、“１３”、“１４”の１６段階となり、階調数を向上させることができる。
【００３６】
また、同図に示されるように、サブドットの階調データとして他の値を用いれば、更に階調表現を増やすことも可能になる。
尚、上記実施形態では光量補正データを奇数ラインに加算する構成としたが、偶数ラインに加算する構成としてもよい。また、加算する光量値も０．５に限らず、他の適切な値に設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本実施形態の印刷装置を含む印刷システムのシステム構成図である。
【図２】エンジン制御部の具体的な構成を説明する図である。
【図３】印字ヘッドの回路ブロック図である。
【図４】４度打ちの選択例を示す図である。
【図５】２度打ちの選択例を示す図である。
【図６】４度打ちのドットパターンデータ例を示す図である。
【図７】２度打ちのドットパターンデータ例を示す図である。
【図８】第２の実施形態のエンジン制御部の具体的な構成を説明する図である。
【図９】第２の実施形態を使用しない場合の補正例を示す図である。
【図１０】第２の実施形態を使用した場合の補正例を示す図である。
【符号の説明】
【００３８】
１  ホスト機器
２  印刷装置
３  プリンタライバ
４、５スプーラ
６  Ｉ/Ｆコントローラ
７  受信制御部
８  ＲＯＭ
９  フォントＲＯＭ
１０  表示制御部
１１  ビデオＩ/Ｆ制御部
１２  メモリ
１３  ＡＳＩＣ
１４  ＭＰＵ
１６  エンジン制御部
１７  ＡＳＩＣ
１８  ＭＰＵ
１９  ヘッド制御部
２０  モータ制御部
２１  印字ヘッド
２２  メインモータ
２３センサ
２４  負荷
２５ａ  定着器サーミスタ
２５ｂ  定着器ヒータ
２６  定着制御部
２７  高圧制御部
２８  高圧部
３０  ラインバッファ部（ＬＢ部）
３１  ラインバッファＲＡＭ
３２  パターンデータ生成部
３３  パターンＲＡＭ
３４  θ補正部
３５  θＲＡＭ
３６  光量補正データ生成部
３７  補正ＲＡＭ
３８  加算器
３９  各種制御部
４０  ＣＰＵ
４１  水晶発振器
４２  基本タイミング生成モジュール
４３  スループット切替え
【図１】
2005074965.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2005074965.tif 000011
【図１０】
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