JPH06210903A - プリンタコントローラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ページメモリ上に展開したビット数（階調
数）の少ない展開データを、低コストで簡単にデータ伸
長してよりビット数の多い印刷データに変換し、しかも
出来るだけ画質を向上させる。 【構成】 ホストマシン４から入力した画像データは、
イメージの階調が展開ビット数ｎ(＜８)ビットまで圧縮
されてページメモリ２３上に展開し記憶される。印刷時
にｎビットの展開データは、画像データ変換部３０によ
りエンジン２の印刷ビット数（８ビット）まで伸長さ
れ、エンジンＩ／Ｆ４２を介してエンジン２に出力され
るから、互いに異なるビット数でも多階調印刷が可能に
なる。また、ｎビットに圧縮された階調データでも、よ
り良い画質が得られるようなデータ伸長手段を提供して
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、主としてプリンタに
おける画像処理を行なうプリンタコントローラに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】最近のプリンタは、Ａ３判のような大型
用紙も使用出来るようになって来ている。一方、特にレ
ーザビームプリンタ等は印刷の高速化や解像度の向上と
共に、白黒の２値画像のみならず多階調画像の印刷も可
能になっている。

【０００３】しかしながら、印刷画面の大型化，解像度
の増大，多階調化に供って、１頁分の画像のビットマッ
プを形成するページメモリの大容量化が避けられない。
例えば、Ａ３対応で解像度が４００ＤＰＩ（ドット／イ
ンチ）のプリンタでは、２値画像であっても４ＭＢ（バ
イト）のメモリが必要であり、１画素当りの展開ビット
数が８ビット、即ち２５６階調の画像においては３２Ｍ
Ｂのメモリが必要になる。

【０００４】これがカラープリンタであれば、Ｙ
（黄），Ｍ（マゼンタ），Ｃ（シアン）及びＫ（黒）の
４色についてそれぞれ上記のページメモリが必要である
から、忠実に色再現を行なうためには、１２８ＭＢの大
容量メモリが必要である。

【０００５】実際に１２８ＭＢのメモリを実装すれば、
そのスペースが大型化し放熱方法も問題になるが、なに
よりもそのコストが膨大なものになる。すべてのカラー
印刷にカラー写真のような忠実な色再現が要求されてい
る訳ではないから、プリンタの目的とコストに応じたデ
ータ圧縮（階調圧縮）を行なってメモリする。

【０００６】例えば、スキャナ等から入力したアナログ
画像データをＡ／Ｄ変換する時に、或いは８ビットのデ
ジタル画像データから画像処理によって、それぞれ目的
に応じた２ビット（４階調）乃至６ビット（６４階調）
程度に圧縮してメモリし、プリントする際にディザ処理
等の画像処理を行っていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、１画素
（カラーならば１画素１色）当りのビット数すなわち階
調数を減らすことにより、印刷画像の画質が原画像より
劣化することは避けられない。そのため、同じ階調数で
も、より好ましい階調表現あるいはカラー表現を行なっ
て、視覚的に画質をなるべく向上させることが望まし
い。

【０００８】また、プリンタコントローラと共にプリン
タを構成するプリンタエンジンが表現し得る印刷ビット
数と、ビットマップメモリ上の展開データの展開ビット
数とが異っていれば、両者の整合をとる必要がある。即
ち、例えば印刷ビット数が８ビットで展開ビット数が２
ビット乃至６ビットであれば、展開データを８ビットに
伸長しなければならない。

【０００９】この発明は上記の点に鑑みてなされたもの
であり、低コストで簡単にデータ伸長を行ない、しかも
出来るだけ画質を向上させることを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明は上記の目的を
達成するため、ホストマシンから入力するページ記述コ
マンドに応じて入力画像データをページメモリ上に展開
し、該展開データをエンジンＩ／Ｆを介してプリンタエ
ンジンに出力するプリンタコントローラにおいて、プリ
ンタエンジンの印刷データの１画素当りの階調を示す印
刷ビット数に比べて展開データの１画素当りの階調を示
す展開ビット数が少ない場合に、展開ビット数と印刷ビ
ット数との整合をとるビット数変換手段を設けたもので
ある。

【００１１】また、上記のビット数変換手段を、印刷デ
ータを互いの最上位ビットを揃えた展開データの繰返し
パターンにより形成する手段としたものである。

【００１２】あるいは、ビット数変換手段を、展開デー
タをその画像の属性に応じて互いに異なる変換手段によ
り印刷データに変換する手段としたものである。上記の
場合に、ビット数変換手段を、互いに異なる変換テーブ
ルからなる複数の変換手段を選択して使用する手段とす
るとよい。

【００１３】また、ビット数変換手段を、印刷データの
上位に展開データを配置し、不足する下位ビットにラン
ダムデータを付加する手段としたものである。

【００１４】あるいは、上記のプリンタコントローラに
おいて、ビット数変換手段に、展開データ又は展開デー
タを変換したデータに予め設定したオフセット値を加算
する加算手段を備えるとよい。

【００１５】

【作用】上記のように構成したプリンタコントローラ
は、ビット数変換手段が印刷ビット数より少ない展開ビ
ット数の展開データを伸長して、印刷データに変換する
から、展開ビット数が少ない場合でも支障なく印刷する
ことが出来る。また、ビット数変換手段がプリンタコン
トローラ側に設けられているから、プリンタコントロー
ラとプリンタエンジンとを結ぶエンジンＩ／Ｆが１種類
で済み、それだけコストを安くすることが出来る。

【００１６】また、ビット数変換手段が互いにの最上位
ビットを揃えた展開データの繰返しパターンによって印
刷データを形成することにより、最も簡単で誤差の少な
い印刷データが得られる。

【００１７】あるいは、ビット数変換手段が画像の属性
すなわちテキストデータかイメージデータか、或いは何
色か等の属性に応じて、展開データを互いに異なる変換
手段により印刷データに変換するから、それぞれ最適な
階調表現又はカラー表現が可能になり、画質をより向上
させることが出来る。

【００１８】上記の場合に、ビット数変換手段が画像の
属性に応じて、互いに異なる変換テーブルからなる複数
の変換手段を選択して使用するようにすれば、最も簡単
に同様な効果が得られる。

【００１９】また、ビット数変換手段が印刷データの上
位に展開データを配置し、データが不足してゼロになる
べき下位データにランダムデータを付加することによ
り、階調が変化する境界線が目立たなくなる。この効果
はイメージデータ、特に展開ビット数の少ないイメージ
データにおいて著るしい。

【００２０】上記の各プリンタコントローラにおいて、
ビット数変換手段が更に加算手段を備え、展開データ又
は展開データを変換したデータに予め設定したオフセッ
ト値を加算することにより、階調表現又はカラー表現の
自由度が増大するから、画質をさらに向上させることが
出来る。

【００２１】

【実施例】図１は、この発明の一実施例であるカラープ
リンタ用のプリンタコントローラ（以下単に「コントロ
ーラ」という）の構成を示すブロック図である。コント
ローラ１はプリンタエンジン（以下単に「エンジン」と
いう）２と共にカラープリンタ３を構成し、カラープリ
ンタ３はホストマシン４からそれぞれ入力するページ記
述コマンドと画像データに応じて、用紙上にカラー画像
（モノクロームを含む）を印刷する。

【００２２】図１に示したようにコントローラ１は、Ｃ
ＰＵ１０，プログラムＲＯＭ１１，フォントＲＯＭ１
２，ＲＡＭ１３からなる制御部と、ＣＭＣ（カラー・メ
モリ・コントロールプロセッサ）２０，ディザＬＵＴ
（ルック・アップ・テーブル）２１，ディザ処理回路２
２及びビットマップを展開するページメモリ２３からな
るメモリ部と、ビット数変換手段である画像データ変換
部３０と、それぞれエンジン２，ホストマシン４を接続
するインタフェースであるエンジンＩ／Ｆ４２，ホスト
Ｉ／Ｆ４４とにより構成されている。

【００２３】各部を結ぶバスラインの近傍に付した括弧
内の英数字は、該バスラインを通る画像データのビット
数を示す。（８）又は（ｎ）はそれぞれ印刷ビット数又
は展開ビット数であり、以下の説明においてはｎ＝２，
３又は６である。

【００２４】ページメモリ２３は、互いに同一の構成で
それぞれＹ（黄色）画像，Ｍ（マゼンタ）画像，Ｃ（シ
アン）画像，Ｋ（黒）画像のビットマップを展開するペ
ージメモリ２３ｙ，２３ｍ，２３ｃ，２３ｋの４枚のメ
モリプレーンからなり、各ページメモリ２３ｙ〜２３ｋ
の一画素は、画像の階調数を決定する展開ビット数に応
じて、２乃至６ビットのメモリからなっている。

【００２５】ＣＰＵ１０はプログラムＲＯＭ１１に予め
格納されているプログラムに従い、ホストＩ／Ｆ４４を
介してホストマシン４から入力したカラー対応ページ記
述コマンドに応じて、続いて入力する画像データを処理
する。

【００２６】即ち、文字コード型式で入力したテキスト
データは、フォントＲＯＭ１２に予め格納されている文
字フォントによってビットマップに変換し、ＣＭＣ２０
によって通常はページメモリ２３ｋ上のそれぞれの位置
に展開する。

【００２７】また、Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）各２
５６階調で入力したイメージデータは、ＣＰＵ１０がカ
ラー処理によってＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ各２５６階調の画像デ
ータに変換した後、ＣＭＣ２０が１画素毎に各色の画像
データに応じてディザＬＵＴ２１のアドレスを指示す
る。

【００２８】ディザ処理回路２２はディザＬＵＴ２１の
指定されたアドレスから出力されるデータと画像データ
とを比較して、２５６階調のデータを展開ビット数に応
じたデータに変換する。ＣＭＣ２０はディザ処理回路２
２が出力する変換されたデータを、各色に応じてページ
メモリ２３ｙ〜２３ｋにそれぞれ展開する。

【００２９】１頁分の画像データが展開終了すればプリ
ントモードに移行する。すなわち、エンジンＩ／Ｆ４２
を介してエンジン２から入力する画像クロックに同期し
て、ＣＭＣ２０はＤＭＡ（ダイレクト・メモリ・アドレ
ス）モードでページメモリ２３ｙ〜２３ｋのうち各色毎
に対応するページメモリから展開データを読出す。

【００３０】画像データ変換部３０は、ページメモリ２
３から入力する展開ビット数の展開データを、１画素毎
に印刷ビット数すなわち８ビットの印刷データに変換
し、エンジンＩ／Ｆ４２を介してエンジン２に出力す
る。エンジン２は各色毎にモノクローム画像を形成する
ことを４回繰返して、用紙上にフルカラーの画像をプリ
ントする。

【００３１】画像データ変換部３０を図１に示したよう
にコントローラ１側に設けたことにより、エンジン２側
に設けた場合に比べてエンジンＩ／Ｆ４２を展開ビット
数に応じて変える必要がなく、８ビットＩ／Ｆ１個で済
むから部品管理，組立工程が節約され、コストを下げる
ことが出来る。

【００３２】図２及び図３は、画像データ変換部３０の
第１及び第２実施例の構成を示す回路図である。図２及
び図３に示した第１及び第２実施例の画像データ変換部
３０ａ及び３０ｂは、それぞれ展開ビット数が２ビット
及び３ビットの展開データを８ビットの印刷データに変
換して、エンジンＩ／Ｆ４２に出力するものである。

【００３３】第１実施例である画像データ変換部３０ａ
は８回路並列のバッファ回路３１からなり、ページメモ
リ２３が出力する２ビットの画像データＶＤ１，ＶＤ０
はバッファ回路３１の８個の入力端子の上位から順に交
互に入力し、８個の出力端子から印刷データとしてそれ
ぞれエンジンＩ／Ｆ４２に出力される。

【００３４】第２実施例である画像データ変換部３０ｂ
も同様に、８回路並列のバッファ回路３１からなり、ペ
ージメモリ２３が出力する３ビットの画像データＶＤ
２，ＶＤ１，ＶＤ０は、バッファ回路３１の８個の入力
端子の上位から順に交互に入力し、８個の出力端子から
印刷データとしてそれぞれエンジンＩ／Ｆ４２に出力さ
れる。

【００３５】したがって、画像データ変換部３０ａ，３
０ｂがそれぞれ出力する８ビットの印刷データは、展開
ビット数に関係なく、互いに最上位ビットの揃った展開
データの繰返しパターンになる。この時に、印刷ビット
数が展開ビット数で割切れる関係、即ち８ビットに対し
て２ビット又は４ビットであれば、最上位ビット又は最
下位ビットのいずれを互いに揃えても問題はない。

【００３６】しかしながら、第２実施例のように、展開
データが３ビット（８階調）であると、表１及び表２に
示すように、最上位又は最下位のビットを揃えた場合に
印刷データに大きな差が現われる。

【００３７】

【表１】

【００３８】

【表２】

【００３９】表１及び表２は、それぞれ最上位ビット又
は最下位ビットを互いに揃えた場合の展開データとその
繰返しパターンである印刷データとを、それぞれ１０進
数及び２進数で示し、かつ等間隔データ＝（展開デー
タ）×（２５５／７）に対する印刷データの誤差値の小
数点以下を丸めた誤差（１０進数）とを示したものであ
る。

【００４０】表１，表２を比較すれば明らかなように、
表１に示した最上位ビットを揃えた場合は誤差ゼロであ
るが、表２に示した最下位ビットを揃えた場合は、単に
誤差が大きくなるだけではなく、階調の逆転が発生する
から実用にならない。

【００４１】以上説明したように、展開データの繰返し
パターンにより印刷データを形成すれば、画像データ変
換部３０を簡単な回路で、ローコストに構成することが
出来る。また、互いの最上位ビットを揃えることによ
り、誤差ゼロで等階調差の印刷データを形成することが
出来る。

【００４２】画像データ変換部３０の第３実施例は、画
像データの属性に応じて階調曲線を修正することによ
り、少ない展開ビット数であっても、より良い階調表現
又はカラー表現を得るものである。

【００４３】画像データの属性は、例えばテキストデー
タであるか、イメージデータであるか、或いはカラーイ
メージデータであれば、そのＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ画像のペー
ジメモリ２３ｙ〜２３ｋのいずれの展開データであるか
によって決定される。

【００４４】図１において、ＣＰＵ１０が画像データの
属性を判定すると、その判定結果に応じて画像データ変
換部３０は、予めいずれかのＲＯＭ、例えばディザＬＵ
Ｔ２１等に格納されている表３にその一例を示すような
３ビットの展開データに対応する８ビットの出力Ａ，出
力Ｂ（１６進数）のいずれかを選択して入力する。

【００４５】

【表３】

【００４６】次に画像データ変換部３０は、入力した展
開データと出力Ａ又はＢとのテーブル（複数の変換テー
ブルからなる互いに異なる変換手段）を記憶して置き、
ページメモリ２３から入力する３ビットの展開データ
を、記憶したテーブルによって８ビットの印刷データに
変換して、エンジンＩ／Ｆ４２に出力するから、図４に
示す階調曲線Ａ又はＢに応じた階調の画像が形成され
る。

【００４７】図４は、横軸に展開データを、縦軸にテー
ブルにより変換された印刷データをそれぞれ示した線図
であり、階調曲線のＡ（実線）又はＢ（破線）はそれぞ
れ表３に示した出力Ａ又はＢに対応している。また参考
のため、第２実施例の画像データ変換部３０ｂにより得
られた直線階調をＣ（１点鎖線）として示す。

【００４８】図５は、画像データ変換部３０の第４実施
例の構成を示す回路図である。図５に示した画像データ
変換部３０ｃは、２ビットのラッチ回路３２と、８ビッ
トのバッファ回路３３とにより構成され、６ビットの展
開データを８ビットの印刷データに変換する。

【００４９】ラッチ回路３２は、ＣＰＵ１０からそれぞ
れ入力するラッチ信号によって２ビットのランダムデー
タＲＤ１，ＲＤ０をラッチし、ラッチされたランダムデ
ータＲＤ１，ＲＤ０をバッファ回路３３の下位２ビット
の入力端子に出力する。

【００５０】バッファ回路３３の上位６ビットの入力端
子には、ページメモリ２３から出力された６ビットの展
開データＶＤ５〜ＶＤ０が入力し、バッファ回路３３に
よって下位２ビットのランダムデータＲＤ１，ＲＤ０と
合成された８ビットの印刷データがエンジンＩ／Ｆ４２
に出力される。

【００５１】ランダムデータＲＤ１，ＲＤ０が共にゼロ
であれば、印刷データは展開データが上位にシフトした
ものになり、シフトによってもコントラストが変らない
等階調差の直線階調画像が得られる。しかしながら、ラ
ンダムデータが合成されることにより、同じ展開データ
であっても階調差未満の範囲で画像の濃度が微妙に変化
する。

【００５２】画像濃度の微妙な変化は、得られた画像の
等濃度領域の画質を低下させると考えられ易いが、展開
データ上で１ビット分の濃度差のある領域の間の境界線
をボカす作用すなわち平滑化が行なわれるから、展開ビ
ット数の少ない多階調のイメージ画像、特にカラー画像
においては、ランダムデータを合成しない場合に比して
画質が向上する場合が多い。

【００５３】勿論、グラフ等のように等濃度領域内の濃
度は一定し、１ビット分の濃度差あるいは色の差によっ
て領域の違いを表示することが要求される用途もある。
そのような場合は、ランダムデータＲＤ１，ＲＤ０を共
にゼロにすればよい。

【００５４】図６は、画像データ変換部３０の第５実施
例の構成を示す回路図である。図６に示した画像データ
変換部３０ｄは、それぞれ８ビットのバッファ回路３
１，ラッチ回路３４，加算回路３５とにより構成され、
２ビットの展開データを８ビットの印刷データに変換す
る。バッファ回路３１とその入力ネットワークとは、第
１実施例の画像データ変換部３０ａと同一であるから説
明を省略する。

【００５５】ラッチ回路３４は、ＣＰＵデータバスを介
して入力するＣＰＵ１０が画像データの属性を判定して
選択した、或いは画像の階調表示やカラー表示を効果的
にするためにホストマシン４から指定された正又は負の
補正値をラッチし、ラッチした結果を加算回路３５に出
力する。

【００５６】加算回路３５は、展開データを絶対値８ビ
ットに変換したバッファ回路３１から入力するデータＸ
と、ラッチ回路３４から入力する符号付８ビットの補正
値であるデータＹとを加算し、加算結果Ｚを印刷データ
としてエンジンＩ／Ｆ４２に出力する。

【００５７】ただし、加算回路３５は、加算結果がＦＦ
を超えて桁上りが発生した場合は印刷データをＦＦと
し、負の補正値を加算したことによって負の結果になっ
た場合は印刷データを００とする。或いは、更に加算回
路３５に、データＸが００又はＦＦであった場合は補正
値の加算を行なわない機能を加えてもよい。

【００５８】例えば、２ビット（４階調）の展開データ
０〜３に応じてバッファ回路３１が出力する変換データ
（以下１６進数表示）００，５５，ＡＡ，ＦＦに対し
て、イメージデータとしての補正値が−１１であれば印
刷データはそれぞれ００，４４，９９，ＥＥになるか
ら、００（白）除いて明るい方にシフトし、最大濃度は
やや減少するが中間調の再現がよくなる。

【００５９】反対に、同じ変換データに対して、テキス
トデータであれば００以外は若干濃く印刷した方が画質
がよくなるから、データＸが００又はＦＦならば加算し
ない機能を加えて、正の補正値１１として加算すれば、
印刷データは００，６６，ＢＢ，ＦＦになる。

【００６０】また、カラー画像の場合には、処理するペ
ージメモリ２３ｙ，２３ｍ，２３ｃの色に応じて補正値
を変えることにより、カラー画像の基調色を簡単にＲ，
Ｇ，Ｂの任意の方向に偏倚させることが出来る。

【００６１】以上、第５実施例として、その初段に２ビ
ットの展開データの繰返しパターンによって８ビットの
データに変換する第１実施例を配置した場合について説
明したが、展開ビット数に応じてモディファイした第２
乃至第４実施例を初段に配置してもよいことはいうまで
もない。

【００６２】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によるプ
リンタコントローラは、展開ビット数の少ない展開デー
タを、低コストで簡単にデータ伸長を行ない、しかも画
質を向上させることが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例であるカラープリンタ用の
プリンタコントローラの構成を示すブロック図である。

【図２】図１に示した画像データ変換部の第１実施例の
構成を示す回路図である。

【図３】画像データ変換部の第２実施例の構成を示す回
路図である。

【図４】展開データと印刷データとの階調特性の一例を
示す線図である。

【図５】画像データ変換部の第４実施例の構成を示す回
路図である。

【図６】画像データ変換部の第５実施例の構成を示す回
路図である。

【符号の説明】

１ コントローラ（プリンタコントローラ） ２ エンジン（プリンタエンジン） ４ ホストマシン １０ ＣＰ
Ｕ ２０ ＣＭＣ（カラー・メモリ・コントロールプロセッ
サ） ２３，２３ｙ，２３ｍ，２３ｃ，２３ｋ ページメモリ ３０，３０ａ〜３０ｄ 画像データ変換部（ビット数変
換手段） ４２ エンジンＩ／Ｆ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ホストマシンから入力するページ記述コ
   マンドに応じて入力画像データをページメモリ上に展開
   し、該展開データをエンジンＩ／Ｆを介してプリンタエ
   ンジンに出力するプリンタコントローラにおいて、 前記プリンタエンジンの印刷データの１画素当りの階調
   を示す印刷ビット数に比べて前記展開データの１画素当
   りの階調を示す展開ビット数が少ない場合に、前記展開
   ビット数と前記印刷ビット数との整合をとるビット数変
   換手段を設けたことを特徴とするプリンタコントロー
   ラ。
2. 【請求項２】 請求項１記載のプリンタコントローラに
   おいて、 前記ビット数変換手段が前記印刷データを互いの最上位
   ビットを揃えた前記展開データの繰返しパターンにより
   形成する手段であることを特徴とするプリンタコントロ
   ーラ。
3. 【請求項３】 請求項１記載のプリンタコントローラに
   おいて、 前記ビット数変換手段が前記展開データをその画像の属
   性に応じて互いに異なる変換手段により前記印刷データ
   に変換する手段であることを特徴とするプリンタコント
   ローラ。
4. 【請求項４】 請求項３記載のプリンタコントローラに
   おいて、 前記ビット数変換手段が互いに異なる変換テーブルから
   なる複数の前記変換手段を選択して使用する手段である
   ことを特徴とするプリンタコントローラ。
5. 【請求項５】 請求項１記載のプリンタコントローラに
   おいて、 前記ビット数変換手段が前記印刷データの上位に前記展
   開データを配置し、不足する下位ビットにランダムデー
   タを付加する手段であることを特徴とするプリンタコン
   トローラ。
6. 【請求項６】 請求項１乃至５のいずれか１項記載のプ
   リンタコントローラにおいて、 前記ビット数変換手段が前記展開データ又は該展開デー
   タを変換したデータに予め設定したオフセット値を加算
   する加算手段を備えていることを特徴とするプリンタコ
   ントローラ。