(57)【要約】【課題】  プリンタや処理系のシステムの構成自体を変更し、コストパフォーマンスの高い印字出力システムを提供することを目的とする。【解決手段】  印字装置において、読みとった読みとりデータに対して画処理を行い、印字出力機構で出力する動作において途中のデータを保存機構に保存し、読みとりデータを再利用するスプール機能を有し、この読みとりデータを圧縮して保存をおこない、印字出力装置によって出力するときに、圧縮された読みとりデータを読み出し伸張し、画処理を行って出力する。【選択図】  図１
2005219359.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像読みとり機構と、印字出力機構と、前記画像読み込み機構から読みとった読みとりデータの画処理機構と、前記読みとりデータに対する保存機構および圧縮伸張機構とからなる印字装置で、
読みとった読みとりデータに対して画処理を行い、印字出力機構で出力する動作において途中のデータを保存機構に保存し、読みとりデータを再利用するスプール機能を有し、
スプール機能の実現において、前記読みとりデータを前記圧縮伸張機構によって圧縮し前記保存機構に保存をおこない、
前記印字出力装置によって出力するときに、前記保存機構から読みとりデータを読み出し伸張し、画処理を行って出力することを特徴とする印字装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、印字メカニズムの動作速度に対してデータの保存媒体のデータ転送速度に制約のある保存媒体を用いた場合の、印刷情報の保存媒体への保存や読み出し再出力、ソーティング、等における画像データの保存方式とその処理手順に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像生成技術は、光感光体表面にレーザービーム、ＬＥＤアレイ等の光走査による描画によって、電荷による画像を形成し、帯電したトナー粉によって目に見える画像を析出させ、トナー像を紙に転写し、用紙に定着することによって、印字出力を行う印字装置である。
【０００３】
この技術は複写機やレーザープリンター等に応用されている。
【０００４】
半導体デバイス製造技術の進歩によって、安価で高速、大規模な電子回路の提供が可能となり、複写機等においては光描画の手順は、光学的に直接元の画像を感光体に写すアナログ系から、光学センサーによる元原稿の読みとりによるデジタル化、デジタル信号処理、半導体レーザーの光走査による潜像描画へと、デジタル処理系を経由したデジタル化が進んできている。
【０００５】
またデータ読みとりの代わりに、ページメモリー上に外部機器からの指示によって直接様々な描画を行って、これを印字出力するレーザープリンタ等の応用用途も開かれてきている。
【０００６】
アナログの画像情報をデジタルに変換して扱うことによって、要求される様々な処理を容易に実現できるようになってきている。
【０００７】
例えば正確な拡大、縮小などの解像度変換は光学的に実現していた場合、機械精度において高コストなものとなるが、デジタル処理によって安価に正確なサイズで実現が可能になる。
【０００８】
また、画像の回転や合成、編集作業、印字データの保存等もデジタル化によって容易に実現できるようになった。
【０００９】
更に、カラー複写、印刷における光学システムの簡易化や、微細な色調整などはデジタル処理抜きでは実現が困難であった。
【００１０】
複写物の出力においてはスキャナから入力された画像情報を単純に印字出力しても、品位の高い画像出力を得られない。たとえば紙の地を白となるように、調整を行わなければトナーが被ったような出力になってしまう。また文字のように輪郭のはっきりした画像を読み込んでも、スキャナの画素との位相が合わず中間的な濃度の読みとり情報が発生し、これをそのまま読みとり濃度に対応する中間濃度の画素で印刷すると、ピントのぼけたような輪郭のはっきりしない出力画像となってしまう。
【００１１】
各種画処理を行って人間の感覚上把握しやすく画像情報の補正を実施するによって人にとって高品位な出力画像をえることが出来る。
【００１２】
印字出力装置の用途が広まり、ホストコンピュータなどの画像の生成元の処理能力の向上、スキャナやデジカメの読み込み解像度の上昇につれ、これらの電子写真方式の印字装置においても、更なる印字出力画像への画質向上の要求が高まってきている。
【００１３】
これらの印字機構には印字スピードを維持しつつより高精細で、階調表現の豊かな印字出力が求められてきている。
【００１４】
従来の文字やグラフ等の描画や複写以外に、階調を有する自然画像の忠実な複写、描画出力が求められている。
【００１５】
電子写真方式の印字装置においては、カラー化も実現されており、色を扱えることからも、階調印刷において商業印刷物に近いクオリティ、あるいは写真品質に近い出力を高速で印字出力することが求められている。このため、一つの印刷物を表現するための画像情報が飛躍的に大きくなってきており、同時に印字スピードを維持する要求から単位時間あたりの取り扱い画像データ量も増大している。
【００１６】
モノクロの２値印刷に対して、カラーの階調印刷は同じ解像度で、４倍？３２倍の情報量を必要とする。
【００１７】
近年のハードディスクや記憶素子などの電子機器、コンピュータの構成デバイスの性能向上、価格低下の恩恵を受けることによって、このような情報量の大きい画像イメージも容量的には容易に蓄えておくことが可能となっている。
【００１８】
ハードディスクに出力データを蓄えておくことによって、従来は複雑なメカニズムによって元原稿を何度も読み込んで実現されていた複数部数印刷、あるいは従来はメカニズムが複雑になりすぎてコスト的に実現できなかったような複数の同じ印字イメージの出力を複雑な順番で行うような処理が容易に実現できるようになってきた。
【００１９】
また、従来技術として、プリンタで画像形成する画像データは、ページメモリからＬＺ圧縮を介して一旦ハードディスクに書き込み、その後所要のデータをハードディスクから読み出しＬＺ圧縮（伸長設定）を介してページメモリへ書き込み、このページメモリに書き込んだ画像データをプリンタ部へ送り画像形成を行う技術が存在している（特許文献１）。
【特許文献１】特開２０００−３０７８７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
しかし、印字品位に対する要求が高まり、カラー画像データのように情報量の大きいデータを多く扱うようになると印字速度の速い電子写真方式の印字出力装置を含む系では異なる問題が発生する。
【００２１】
すなわち、印字装置の印字速度に対して、印字イメージの保存先であるハードディスクのデータ読み出し速度が追いつかないという現象が発生する。
【００２２】
確かにハードディスクの記憶容量は飛躍的に向上し、フルカラー画像を容易に格納することができ、印字品位要求に応える情報量を蓄えることはできるようになったが、ハードディスクからの読み出し、書き込み速度が問題となる。
【００２３】
たとえ理論的なデータ転送速度が最大１００Ｍバイトあったとしても、複数のジョブが複雑に交差しデータの読み出しと書き込みが同時に発生する系ではそのパフォーマンスは急速に低下する。
【００２４】
印字装置へのデータ出力と、印字データの格納を同時に実行できなくてはいけない。読み込みと書き出しを同時に行った場合、ハードディスクに一切無駄なアクセス時間、磁気ヘッドの移動時間などが無かったとしても半分のスピードとなる。
【００２５】
実際にはさらに読み書きの領域の切り替えによって、ハードディスクの磁気ヘッドの移動が頻繁に生じる。データ転送速度自体は高速でも、機械的な磁気ヘッドの移動が生じるので、その都度ｍｓｅｃオーダーのロスタイムが生じてしまい、実効アクセススピードは数分の１以下に落ちてしまう。
【００２６】
ハードディスクの内部にはこのような機械的なロスタイムを埋めるためにキャッシュメモリー等の補償機構が存在するが、これは取り扱われるデータサイズがキャッシュメモリーに十分収まるようなサイズの時に有効な物である。カラーの画像情報のように最悪１００Ｍバイトを軽く超える状態では内部のキャッシュメモリーは効果無い。
【００２７】
１００Ｍバイト程度のファイルの実効読み出し時間が２０Ｍバイト程度だった場合、読み出しに５秒程度かかることになり、プリンタエンジンの印字スピードがカラー機では１２枚程度の機械にしか対応できないことになる。
【００２８】
これではカラー複写機においてごく一部の低速機以外にはハードディスク上に画像イメージをスプールさせておくことは現実的でない。
【００２９】
このままでは、複写機の印字スピードを有効に生かせないために、現時点においては画像イメージを適宜圧縮してハードディスク上に画像を保存するか、何台ものハードディスクを並列に使用して実効速度を上げてやるか、いずれかの方法を採用する必要がある。
【００３０】
ハードディスクを並列に駆動するシステムは印字装置のコストを上げる要因となり、安価な製品において採用しにくい為、実際には画像データを圧縮してサイズを小さくしハードディスクに保存することによって、データの読み出し書き込み時間を低減させている。
【００３１】
しかし、印字用に変換、生成した画像データを圧縮することによって、どうしても印字出力に劣化が発生していた。
【００３２】
スキャナなどから読み込んだ自然画像を常に高効率に圧縮できる可逆圧縮は存在せず、常に一定の圧縮率を確保するためには圧縮率の大きい非可逆圧縮に頼らざるを得ないからである。
【００３３】
また、印字装置が取り扱うデータ構造によって圧縮方式を切り替える機構が有れば問題ないが、もしも無い場合、プリンタとして動作しＰＤＬで作成されたイメージがスプールされる場合にも非可逆圧縮をかけてしまうという重大な欠点を有していた。
【課題を解決するための手段】
【００３４】
そこで、本発明においてはプリンタや処理系のシステムの構成自体を変更し、コストパフォーマンスの高い印字出力システムを提供する。
【００３５】
従来の方式においては画処理を一度だけ行えば済むように、印字直前の最終生成物を圧縮してハードディスクに保存する、という形でスプールを実現している。
【００３６】
これに対して本発明における構成では読み込んだホストコンピュータから送られてきた描画コマンド段階、スキャナで読み込んだ画像イメージ段階、のデータをハードディスクに保存することによってスプールを実現する。
【００３７】
ホストコンピュータから送られてきた描画コマンドはリアルタイムに展開できるような中間コードにまで前処理を行ってハードディスク上に格納し、スキャナから読み込んだ画像イメージは非可逆圧縮でデータサイズを削減することによって印字装置の動作速度に合致するような速度でデータを読み出すことが可能になる。
【００３８】
一般に画像の非可逆圧縮は高周波成分の情報量の削減によって実施されることが多い。
低廉なハードディスクを画像のスプール用に利用する為の非可逆圧縮をスキャナ、デジタルカメラ等から読み込んだ画像に対して適用した場合、やはり高周波情報は失われるが、後段に画処理、各種の補正が入るので、画像の劣化が具体的に出力画像に把握される形では出てこない。
【００３９】
これに対して、最終生成物である印字イメージに非可逆圧縮をかけた場合、高周波情報の劣化は、印字パターンの高周波の誤差として得られる。
【００４０】
印字パターンの高周波成分のエラーは文字など高周波成分の重要な所で視覚的に極めて把握しやすく印字品位を極めて劣化させることになる。
【００４１】
最終生成物は実際には既に階調情報ではなく、印字パターン情報に変換されているために、このような高周波誤差に極めて敏感である。
【００４２】
逆にスキャナなどで読み込まれた画像データは、元原稿の主として印刷に起因される各種ノイズが重畳された高周波情報自体の信頼性が低いもので、一度高周波成分をフィルタリングさせ、元情報を推定し補ってやる処理を行うので高周波ノイズに鈍感であり、非可逆圧縮をかけるのに非常に適した状態である。
【００４３】
印刷情報のスプールを行う段階を、各種画像処理の最終出力物の終段から、画像読み込みの入力段へ移動させることによって、印字クオリティを劣化させることなく印字品位を維持する。
【００４４】
画処理ハードウェアの動作スピードのコストは、最も単純な１枚コピー処理を考えると、画像処理、補正回路の動作は元々エンジンの印字速度に対応して設計されているのでシステムコストとして既に織り込まれている。
【発明の効果】
【００４５】
スプール用磁気媒体のデータ読み出し速度の制約上必要な非可逆圧縮を、最終印字イメージに対して行う代わりに、画処理前の取り込んだ画像段階で磁気媒体にスプールし、画処理を印字メカニズムの印字に合わせておこなうようにアーキテクチャを変更することによって、画像の非可逆圧縮による劣化の影響を最小限に押さえ込み、画像データのスプールを行っても画像を劣化させず、高品位の印字出力を得ることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４６】
（実施例）
通常の複写機システムのシステム構成と、本発明におけるシステム構成を図１において比較する。
【００４７】
１００はスキャナ、あるいはデジタルカメラ等の画像入力手段である。
【００４８】
１０１は非可逆圧縮の圧縮／伸張処理ブロックである。
【００４９】
１０２はスキャナの特性補正、階調補正、像域分離、フィルタリング等を行う画処理ブロックである。
【００５０】
１０３は印字イメージをメモリー上に展開するイメージ展開機構である。
【００５１】
１０４は印字メカニズムである。
【００５２】
１０５は外部からのデータ入力であり、ＰＤＬデータ等はこちらから入力される。
【００５３】
１０６はＰＤＬデータをリアルタイムに展開しやすい中間コードに変換するＰＤＬ前処理ブロックである。
【００５４】
１０７は中間コード展開ブロックである。
【００５５】
１０９はページメモリーである。
【００５６】
１１０はハードディスクである。
【００５７】
３００は処理パラメータのフィードバックである。
【００５８】
１００は複写元の画像情報の所得手段である。読みとられた画像情報は、そのままでは紙の凹凸、元原稿も印刷物であって網処理がかかっている場合、画像情報読みとり素子との周期差によるモアレ発生等の様々な要因のノイズが付加された形となっている。
【００５９】
そのままでは印字画像の元情報として使えないので、１０２においてノイズ除去やダイナミックレンジ合わせ等の補正を行う。
【００６０】
印字メカニズムの印画特性は個々のメカニズムの素材、スピード、トナー特性等の設計によって異なり、異なるメカニズムにおいて同じビットパターンの描画を行っても、同じ結果は得られない。
【００６１】
設計された印字メカニズムの代表的な特性に合わせた補正を行い、機構上可能ならば更に個々のメカニズムの製造誤差や気温、湿度などの環境要因をも補正する形でビットパターン描画を修正してやる必要がある。
【００６２】
１０３は印字メカニズムの印画特性に合致したイメージ展開をページメモリー１０９上に行い、印字メカニズムへデータを送る。
【００６３】
１０６において中間コードに変換されたデータはハードディスクにそのままの形で格納される。
【００６４】
印字出力の要求が発生した時点で中間コードはハードディスクから読み出され１０７の中間コード展開ブロックによってページメモリー１０９上に展開、印字メカニズム１０４に出力される。
【００６５】
最初の印字のさいに画像データに対して１０２上で画像の特性を解析して、最適な画処理を行う。
【００６６】
この時に算出された各処理における最適な画処理パラメータを３００で画像情報に対応してフィードバックしておくことによって、２回目以降の印字パラメータ算出負荷を軽減する。
【００６７】
図１に示すように圧縮画像を格納する処理が、従来においては最終段階において一元的に行われていたが、本発明においては画像処理を行う前の読み込み画像データを対象としている。
【００６８】
処理前の画像データは上述したように様々な要因の画質を劣化させるノイズがまだ除去されていない。
【００６９】
また、ＰＤＬデータに関してはそのままのＰＤＬデータでも無く、最終的な印字イメージ情報でもなく、印字メカニズムの動作にあわせ、高速でデータを展開しやすい中間コードの形で印字情報を格納してある。
【００７０】
例えば文字情報のように輪郭情報からビットイメージを展開する処理に時間がかかるような情報はあらかじめ展開したビットパターンを保存する、あるいはビットパターンはメモリー上に保存しておき、そのリンク情報のみを格納しておく、また紙搬送方向に長いオブジェクトをいくつかの小さいオブジェクトに分割しておく等の処理を行ったデータが中間コードである。
【００７１】
上述したように従来方式においてはデータを圧縮してハードディスク上に格納する処理が、印字イメージとして精製された最終生成物を対象としている。
【００７２】
よって原画像の履歴が何であっても、すなわちＰＤＬによって生成されていても、スキャナによって読みとられた画像であっても、一元的に最終生成物を圧縮し、ハードディスクに格納する。
【００７３】
処理系としては単純であるが、画像属性に配慮できず、また印字メカニズムに合わせた微少な補正情報が失われるので、印字品位を劣化させることになる。
【００７４】
図２に特定の画像情報に関する本実施例の画処理手順のフローチャートを示す。
【００７５】
実際の制御手順においては複写部数、両面印刷、複数ページを一枚の用紙にまとめる、等のパラメータによって印刷データをいつまで保存するか、等の判断を行った制御ループを回すが、全てを記述すると複雑になるので、図２においては単純に読み込んだ一つの画像の履歴に関しての処理ループを示した。
【００７６】
スキャナで画像が読み込まれ（ａ２）ハードディスクに格納が必要かどうか（ａ３）印字設定を確認する。
【００７７】
印字設定によって特定の画像情報が複数回、印字出力に出力される場合には圧縮処理を行い（ａ５）ハードディスク上にイメージデータを格納する。
【００７８】
印字要求が本フローチャート未図示の制御手順によって発せられたときに、格納されていた画像情報が伸張され、各画処理が実施される。
【００７９】
全くの白紙でもスキャナにとっては一定の濃度情報として読み込まれるので下地除去、スキャナは光センサーであるが印字装置は顔料であるから色空間変換、文字等の輪郭をはっきり修正するための像域分離処理、等がコピー動作上必要な画処理として実行される
（ａ９）。
【００８０】
更に、印字メカニズムの印字特性に合致するように、濃度情報を印字パターンに変換を行い、ページメモリー上に展開する（ａ１０）。
【００８１】
ページメモリー上に展開した印字パターンを印字メカニズムに送出する（ａ１１）。
【００８２】
本図未図示の制御構造や印字設定を調べて、画像が再利用されるか確認する（ａ１２）。
【００８３】
保存画像が再利用されることが無くなった時点で、ハードディスク上の画像ファイルと関連する属性、パラメータファイルなどを消去する（ａ１３）。
【００８４】
比較として図３に従来構成の画処理手順のフローチャートを示す。
【００８５】
データの制御構造も単純であるが、画一な処理によって、印字画像によっては印字クオリティが低下する。
【００８６】
図４にＰＤＬデータにおける画処理履歴のフローを示す。
【００８７】
ＰＤＬデータは、複写機動作とは異なって、非圧縮の中間コードデータをハードディスクに格納することによってスプールを実現する。
【００８８】
ハードディスクに格納されるデータの構造は異なるが、中間コードを格納し、印字時にリアルタイム展開を行うことによって、複写機動作と処理手順を共通化することができ、また画質の劣化も生じない。
【００８９】
外部機器から送られてきた各種ＰＤＬデータを（ｂ２）、印字メカニズムに対してリアルタイムに展開出来るような中間コードデータに変換し（ｂ３）ハードディスク上に格納しておく（ｂ４）。
【００９０】
印字出力の要求が発生した時点で、ハードディスクからデータが読み出され（ｂ５）印字イメージが展開され（ｂ６）、印字メカニズムに出力される（ｂ７）。
【００９１】
ハードディスク上に格納されているデータは、そのデータを必要とするジョブが全て終了した時点で、ハードディスク上のデータを消去する。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】本発明の画処理構成と従来の画処理構成の比較図である。
【図２】本実施例の画処理手順のフローチャートを示す。
【図３】従来構成の画処理手順のフローチャートを示す。
【図４】ＰＤＬデータにおける画処理履歴のフローを示す。
【符号の説明】
【００９３】
１００  スキャナ、あるいはデジタルカメラ等の画像入力手段
１０１  非可逆圧縮の圧縮／伸張処理ブロック
１０２  スキャナの特性補正、階調補正、像域分離、フィルタリング等を行う画処理ブロック
１０３  印字イメージをメモリー上に展開するイメージ展開機構
１０４  印字メカニズム
１０５  外部からのデータ入力であり、ＰＤＬデータ等はこちらから入力
１０６  ＰＤＬデータをリアルタイムに展開しやすい中間コードに変換するＰＤＬ前処理ブロック
１０７  中間コード展開ブロック
１０９  ページメモリー
１１０  ハードディスク
３００  処理パラメータのフィードバック
【図１】
2005219359.tif 000003
【図２】
2005219359.tif 000004
【図３】
2005219359.tif 000005
【図４】
2005219359.tif 000006