JP4329167B2 - Image processing apparatus and image output apparatus - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は画像処理装置及び画像出力装置に関し、更に詳しくは画像処理をハードウェアで実行することにより、CPUの負荷を軽減し、処理の高速度化を図った画像処理装置及び画像出力装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、ディジタル画像データを受けてフルカラー印刷を行なうことができるプリンタが用いられるようになっている。ディジタル画像データは、内部のCPUで画像処理され、例えばインクジェットヘッドから記録紙にフルカラー印刷が行われる。その分解能も、300dpi以上のものが使用されてきている。
【0003】
更に、1ライン分の画像を同時に印刷するラインヘッドが提案されている。従って、一度に印刷するために必要な画像データの量は、大幅に増加し、それを作成するための処理装置の負荷も大きくなってきている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
従来の技術は、各色のヘッド取り付け位置による印画位置ずれ、印画方法、ヘッドノズル間隔等の条件による前記画像データの処理をCPUで行なっているので、CPUの負担が大きく、画像処理速度がCPUの処理速度にひきずられて遅くなるという問題があった。
【0005】
また、高画質化の追求によるヘッドの多ノズル化に起因して処理速度が低下してしまうという問題があった。
【0006】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、画像処理速度を高速化することができる画像処理装置及び画像出力装置を提供することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、以下の各発明により達成される。
1.画像データを記憶するメモリと、画像データを入力し、指定された書き込み、若しくは読み出しタイミングで画像データを前記メモリに書き込むメモリ制御手段と、該メモリ制御手段への画像データ書き込み、若しくは読み出しタイミング及びこれら画像データのデータ数を指定するCPUとを具備し、該CPUで書き込み、若しくは読み出しタイミング及びデータ数を指定したら、前記メモリ制御手段はCPUを介在させることなく、入力データの前記メモリへの画像データの書き込み、若しくは前記メモリからの画像データの読み出しを行なう画像処理装置であって、前記メモリから画像データを読み出すに際し、記録紙と印字エリアとで形成される余白領域にデータを打ち出さないために、読み出しの1アドレス当たりのデータ数単位で余白領域のデータを“0”データで読み出す処理を行う余白挿入部と、前記画像データをメモリに書き込むに際し、前記余白挿入部で処理を行うことができない前記読み出しの1アドレス当たりのデータ数未満の余白分だけ非画像データを書き込む処理を行う非画像データ書き込み部と、を設けたことを特徴とする画像処理装置。
2.前記余白は、主走査方向の余白であることを特徴とする前記1記載の画像処理装置。
3.前記主走査方向は、ヘッドを搭載したキャリッジの走査方向であることを特徴とする前記2記載の画像処理装置。
4.前記メモリを少なくとも3ブロック以上の領域に分割し、一つのブロックにデータを書き込んでいる間に他のブロックからデータを読み出すメモリ制御手段を設け、
書き込みブロックと読み出しブロックをリング状に順次切り換えながら画像データの書き込みと読み出しを行なうことを特徴とする前記1記載の画像処理装置。
5.前記複数ブロックに分かれたメモリ領域への書き込みアドレス、及び前記メモリ領域からの読み出しアドレスを前記CPUが管理し、読み出し中のブロックへは前記CPUが書き込みを行わないよう制御することを特徴とする前記4記載の画像処理装置。
6.ラインヘッドを複数ブロックに分割し、読み出し用のアドレスバスとデータバスを前記ブロック毎に独立に持つと共に、各ブロックの並列読み出しを行なうように構成することを特徴とする前記4記載の画像処理装置。
【0025】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態例を詳細に説明する。
【0026】
図1は本発明装置の全体構成例を示すブロック図で、プリンタに適用した場合を示している。図において、1はメカニック部分の制御や、本発明に係る画像転送制御を行なうCPU、2は該CPU1からの何段目から何行置きに読み出すかという指令を受けて、デュアルポートRAM3の読み出しタイミングを制御すると共に、インタフェースコントロール用バッファRAM5から画像データの振り分け制御を行ないながら、デュアルポートRAM3に書き込み制御を行なう振り分けメモリアクセス部である。該振り分けメモリアクセス部2は、FPGA(Field Progrramable Gate Array)で構成されている。
【0027】
3は前述した画像データの書き込みと読み出しが同時に行えるデュアルポートメモリで、本発明を特徴付ける部分で、例えばRAMが用いられる。該デュアルポートRAM3は読み出し用に2ブロック(バンク)、書き込み用に1ブロック(バンク)の少なくとも3ブロック構成となっている。4はプログラムを記憶する主メモリ、5は入力されるインタフェースより入力された画像データを一時保持するバッファRAMである。6は振り分けメモリアクセス部2から与えられるY,M,C,K各濃淡データをインクジェット用ラインヘッドの並びに合わせる縦横変換を行なうデータ展開部である。該データ展開部6もFPGAで構成される。7はデータ展開部6の出力を受けるラインヘッドを持つキャリッジである。
【0028】
8は各種入出力と接続されるI/O拡張処理やエンコーダ信号処理を行なう信号処理部、9は該信号処理部8と接続されるキャリッジ用ディジタルDCサーボ、10は同じく信号処理部8と接続される送り用ディジタルDCサーボ、11はキーマトリクスを具備しLCD駆動を行なう操作部である。このように構成されたシステムの動作を説明すれば、以下の通りである。
【0029】
入力された画像データは、バッファRAM5で一時保持され、振り分けメモリアクセス部2を介してデュアルポートRAM3に書き込まれる。このような画像データ書き込み処理を繰り返すことにより、デュアルポートRAM3には画像データが順次記憶されていく。
【0030】
デュアルポートRAM3に画像データが記憶されたら、CPU1は読み出しブロックから画像データを読み出し、データ展開部6はラインヘッドの構成にあった縦横変換(XY変換)を行ない、キャリッジ7に出力する。キャリッジ7は、記録紙(図示せず)上を主走査方向に移動しながらノズルからY,M,C,K各濃淡インクを吐出して画像データを出力し、次に副走査方向に移動する動作を繰り返しながら、記録紙上に画像を形成していく。キャリッジ7はディジタルDCサーボ9により主走査方向に制御され、副走査方向にはディジタルDCサーボ10により制御される。
【0031】
図2は本発明の要部の一実施の形態例を示すブロック図である。図1と同一のものは、同一の符号を付して示す。図において、20は振り分けメモリアクセスFPGAである。該メモリアクセスFPGA20は、例えば集積回路(IC)で構成することができる。入力画像データは、バッファRAM5に入る。バッファRAM5に蓄積された画像データは、SCSIコントローラ16を介してFIFO(ファーストイン・ファーストアウト)メモリ17に入力される。
【0032】
FIFOコントローラ22は、FIFO17から画像データを読み出す。この時、CPU1からの指示(何行目から何行置きに読み出す)がCPUインタフェース部30を介してデータ入力コントロール部21に送られる。該データ入力コントロール部21は、FIFO17から読み出された画像データ(16ビット)を受けて、データ振り分け部23に与える。該データ振り分け部23は、入力されたY,M,C,K各色の画像データを濃いデータと淡いデータとに振り分ける(詳細後述)。
【0033】
データ振り分け部23から出力された画像データは、メモリライト要求部24に入る。該メモリライト要求部24の出力はメモリコントローラ25に入る。該メモリコントローラ25は、デュアルポートメモリ3に対して書き込み制御と読み出し制御を行なう(詳細後述)。この時、メモリコントローラ25とデュアルポートメモリ3とは32ビットで接続される。
【0034】
デュアルポートメモリ3としては、ここではバンク0〜バンク2までの3つのバンク(ブロック)に分けられており、その容量は、画像サイズで異なるが、例えば64MB×3又は32MB×3である。これらバンクの内の1つが書き込み用バンク、残り2つが読み出し用バンクである。
【0035】
メモリコントローラ25は、既に書き込まれているバンクから画像データの読み出しを行なう。読み出された画像データは、メモリコントローラ25を介してメモリリード要求部26を介してXY変換FPGAインタフェース部28に入る。この時、余白挿入部27は、各色ラインヘッドの装着位置ずれのために、余白部分に画像ドットを打たないための余白を画像データに設定する(詳細後述)。このようにして余白が設けられた画像データはXY変換FPGAインタフェース28に入り、XY変換FPGA6に与えられる。XY変換FPGA6は、画像データの縦横変換を行ない、ラインヘッドを駆動し、記録紙上に画像を形成する。このように、本発明によれば、CPU1は初期動作時にのみ、何行目から何行置きに計何行分の画像データを読み出すという指令を出すのみで、後の処理は全て図示されるハードウェアで実行される。従って、CPUから画像データ書き込み、若しくは読み出しタイミングを指定することにより、後はCPUを除いた回路でメモリへの画像データの書き込み及びメモリからの画像データの読み出しを行なうことができる。この結果、CPUの負荷は軽減され、処理速度を向上させることができる。
【0036】
次に、データ振り分け部23の動作について説明する。図3はデータ振り分け部23の一実施の形態例を示すブロック図である。EAB−RAM制御部31には、2ビットのCOLSEL信号と、4ビットの階調データと、16ビットのLUTセット信号が入力されている。EAB−RAM制御部31は、これら信号を受けて淡色用と濃色用のそれぞれ3ビットのアドレス信号及びLUTデータの書き込み/読み出し制御信号を出力する。これらアドレス信号と書き込み/読み出し信号は、淡色LUT32と濃色LUT33に入る。これらLUT32,33には、16ビットの入力データが入っており、LUTデータとして内部に格納される。
【0037】
この結果、淡色LUT32及び濃色LUT33からは、入力データがアドレス信号により選択された16ビットのLUTデータとして出力される。これらLUTデータは、LUT比較部34に入る。該LUT比較部34は、淡色LUTデータ及び濃色LUTデータ及び階調データを受けて、16ビットのデータを淡色、濃色毎に2ビットに変換して出力する。この時、4ビットの階調データは、16ビットのLUTデータのどの2ビットを選択するかを決定するためのものである。2ビットのデータは、図に示すように、00,01,10,11の4種類がある。淡色2ビット、濃色2ビットとで合計4ビットで16階調を表現することができる。これら2ビットのLUT出力は、メモリライト要求部24(図2参照)に与えられる。
【0038】
図4はデータ振り分けLUTのビット構成を示す図である。4ビットの入力データKnに対し、それぞれ淡色のテーブル(LUTKTL,LUTKTH)及び濃色のテーブル(LUTKNL,LUTKNH)から、一致する値を引っ張ってくることにより、淡色、濃色それぞれ2ビットのデータに振り分ける。例えば、Kn=7の場合、LUTKTLのビット15,14の値を淡色データに、LUTKNLのビット15,14の値を濃色データに設定する。4ビットのデータ1個を1色のヘッドで階調をもたせて打つよりも濃淡2ビットずつに分けて打つ方が印画速度が向上するからである。
【0039】
次に、余白挿入部27の動作について説明する。図5は余白挿入部27の動作説明図である。横方向が主走査方向、縦方向が副走査方向である。図において、Pは記録紙、Kは印字エリア、記録紙Pと印字エリアKとの間は余白領域Qである。印字ヘッドは1ライン16ビットであり、図では、余白領域はA、B、Cなる1アドレス当たり16ビットの主走査方向のデータの並びと16ビットに満たない不完全領域Dが入っている。領域A、B、Cについては、読み出しアドレスを変更せず、読み出し制御のみを“0”データ出力にて行なうことにより、印字時に0を読み出す。従って、1アドレス当たりのデータ量(画素数)単位でしか余白制御を行なうことができない。
【0040】
この実施の形態例によれば、印字ヘッドの初期位置設定時に、記録紙の余白領域を外して印字エリアから画像データを書き込むようにすることができる。
【0041】
上述の実施の形態例では、画像データを読み出して印字ヘッドで印字する場合に1アドレス当たりのデータ数単位の余白領域の処理を行なうことしかできないため、図の不完全領域Dについては、デュアルポートメモリに画像データを書き込む時に、余白領域を構成する部分に予め“0”を書き込んでおくようにすることができる。これにより、記録紙の余白領域を外して印字エリアからデータを書き込むようにすることができる。
【0042】
以上は、主走査方向に対する各色ヘッドの位置補正に対する余白領域の構成を示したが、副操作方向に対しても同様の技術で構成することができる。即ち、デュアルポートメモリ3の指定行目のアドレスから読み出す際に、予め読み出しアドレスを変更せず、読み出し制御のみ“0”データ出力で行なう。以上を組み合わせることで上下左右の余白部分をヘッド位置補正用として確保することができる。
【0043】
次に、本発明によるデュアルポートメモリの構成について説明する。本発明では、図2に示すようにデュアルポートメモリ3を3ブロック(バンク)以上から構成している。図6はデュアルポートメモリ動作の説明図で、該デュアルポートメモリ動作は、メモリコントローラ25(図2参照)により行われる。図において、メモリコントローラ25は、メモリアドレスマルチプレクサ25aと、メモリアクセスコントローラ25bと、リフレッシュタイマ25cから構成されている。
【0044】
メモリライト要求部24からのライトアドレス32ビットと、ライトデータ32ビットは、アドレス下位24ビットがメモリアドレスマルチプレクサ25aに入り、上位8ビットがメモリアクセスコントローラ25bに入っている。同様にメモリリード要求部26からのリードアドレス32ビットとリードデータ32ビットは、アドレス下位24ビットがメモリアドレスマルチプレクサ25aに入り、アドレス上位8ビットはメモリアクセスコントローラ25bに入っている。メモリアクセスコントローラ25bには、メモリライト要求部24からのライト要求信号が入り、これに対するライトACKが出力される。メモリリード要求部26からのリード要求が入り、これに対するリードACKが出力される。リフレッシュタイマ25cは、メモリアクセスコントローラ25bに入っている。メモリアドレスマルチプレクサ25aは、3個のメモリバンクと接続され、メモリアクセスコントローラ25bからは、メモリバンクそのそれぞれに対してRAS、CAS、WE(ライトイネーブル)、OE(アウトイネーブル)信号が入っている。RAS、CASはメモリバンクのどのバンクを選ぶか決定する信号である。メモリアクセスコントローラ25bは、3個のバンクの内の1つを書き込みブロックとして、残りの2個のバンクを読み出しブロックとして動作するように制御する。メモリバンクのアドレスは24ビットあるが、同時にアクセスするのではなく、12ビットずつ2回に分けて与えるようになっている。
【0045】
図7はメモリバンクがリング状にリード/ライト動作する例を示す図である。メモリバンク(ブロック)をB0、B1、B2とする。最初は▲1▼に示すようにB0とB1がリードモード(最初の方をR1、次をR2とする)、B2がライトモードである。つまり、バンクB0とB1から画像データを読み出している間にバンクB2はライトモードとなっている。次に、バンクB1まで読み出した後には▲2▼に示すように、バンクB2から画像データを読み出す(リード)モードとなる。一方、既にバンクB0は読み出しが終了しているので、バンクB0がライトモードとなる。以上のような動作を継続して行なうことにより、バンクB0〜バンクB2はリング状にライトモードとリードモードになり、書き込みと読み出しが同時に行えるデュアルポートメモリとして動作する。
【0046】
ところで、図2のメモリ3は、バンク1,2,3に分かれており、それぞれが1回のキャリッジ走査で持ち出すメモリ容量以上を必要としている。つまり、ノズル間隔が8画素おきに64個のノズルが空いているヘッドを想定した場合、512ライン分(1ヘッドライン分)以上のメモリを必要とする。
【0047】
ここで、メモリ3のバンク数を増やしていき、1ライン毎のバンクを有すると仮定する。すると、図11に示すように、メモリ3が1ヘッドライン+a のメモリ容量を持てば、等価的FIFOメモリを構成することが可能となる。図11でnをヘッドライン数とすれば、最初にnラインまでメモリに書き込まれた状態であれば、キャリッジのスキャン動作は可能である。
【0048】
また、1スキャンでnライン全てのデータを印画するわけでなく、1ヘッドラインの数分の1づつ新しいラインを加え、重畳的に印画してゆく。そのため、次のスキャンまでに数分の1のライン分のメモリが書き込まれておればよく、どこまで読まれ、どこまで書き込んだかはCPUが把握可能である。
【0049】
すなわち、aをこの数分の1ライン分のメモリ容量以上に設定しておけば、1ヘッドラインの3倍のメモリ容量が無くても構成可能となる。なお、aは、ヘッドの有するノズル数、ノズル間隔と印画解像度の関係から決定すればよい。
【0050】
この実施の形態例によれば、複数ラインをライン間隔を空けて印画し、次に空きラインを埋めていくような重畳的にメモリ読み出しを行なうインクジェットの打ち方に対する構成でも、少なくとも3ブロック以上のメモリブロック(バンク)を設けることにより、同時書き込みと読み出しが可能なデュアルポートメモリとしての機能を持たせることができる。
【0051】
また、ラインヘッドが非常に長いものである場合、全てのラインヘッドに画像データを順次書き込み、順次読み出すようにすると、データ転送時間がかかる。そこで、非常に長いラインヘッドの場合には、ラインヘッドを幾つかのブロックに分割し、分割したブロック毎に前述したような画像データの書き込みと読み出しを行なうようにすることができる。
【0052】
図8は長いラインヘッドの処理動作の説明図である。図において、L1〜L4はヘッドを4分割したものである。そして、各ブロック毎に読み出しのアドレスバスとデータバスを独立に持ち、それぞれのブロックから並列読み出しを行なうようにすることで、データ読み出しに要する時間を1/4に短縮することができる。各ブロックにおける処理は、上述した処理が用いられる。
【0053】
この場合、書き込みについては前記内容と変わらないが、読み出し制御が各ブロック並列に行なう点が異なる。しかしながら、読み出し時のアドレスラインは各ブロック中ある程度共通化することが可能である。
【0054】
この実施の形態例によれば、ドット数の極めて大きいラインヘッドを駆動する時に高速に駆動することができる。
【0055】
次に、データの縦横変換について説明する。データは各色毎にライン状になって入ってくるので、これを印字ヘッドの方向に縦横変換する必要がある。印字ヘッドは、図9に示すように、主走査方向と副走査方向に移動する。ヘッドは、高濃度用のY1,M1,C1,K1と低濃度用のY2,M2,C2,K2から構成されている。そして、先ず高濃度領域のヘッドで印字し、それから半ピッチずらして低濃度用のヘッドで印字する。1ラインの印字が終了したら、今度は副走査方向に所定の距離移動して印字動作を続行する。
【0056】
図10は縦横変換(XY変換)の説明図である。縦横変換は、図2のXY変換FPGAインタフェース部28が読み出された画像データに対して行なう。印字ヘッドまでは各色毎に1列に並んだ画像データが入ってくるので、この画像データを印字ヘッドに合うように縦方向に変換してやる必要がある。図に示すように、16ビット単位で濃い黒と淡い黒とがデータとして並んでいる。この主走査方向に並んだ16ビットデータを128ノズルの縦方向に並び変える。
【0057】
このようにして、縦横変換された画像データは、キャリッジ7(図1参照)に転送され、記録紙にインクジェットノズルからインクが吐出される。これにより、CPUから画像データ書き込み、若しくは読み出しタイミングを指定することにより、後はCPUを除いた回路でメモリへの画像データの書き込み及びメモリからの画像データの読み出しを行ない、プリンタ等の出力装置に出力することができる。即ち、画像処理装置を画像出力装置としても使用することができる。この場合に、印字領域の余白処理、メモリバンクのリード/ライト切り換え等の技術はそのまま用いることができる。
【0058】
以上のような振り分けメモリアクセス部による画像処理の高速化を図っても、ヘッドノズル数がさらに多数化すると、処理速度が低下することが考えられる。そこで、振り分けメモリアクセス部2と画像メモリ部3をそれぞれ並列構成とすることで多ノズル化に対応し、高速化を図る例を以下説明する。
【0059】
ヘッドのノズル数を増大する場合、ノズル数が比較的少ないときは一列に伸びてゆく。しかし、ノズル間隔は解像度に比例し細かく出来ず、また、ヘッド長も長くなり過ぎる為、一定ノズル数より多くなると、一列のもの(単位ヘッド)を張り合わせる図12のような構成となるのが一般的である。図12は、説明のため4画素おきに空けた5個のノズルが一列となった単位ヘッドを主走査(ライン)方向に2画素、副走査方向に2画素ずらした構成で2枚張り合わせ、合計10ノズルのヘッドとした例である。なお、ノズル数、重ね数及び使用する単位ヘッドの数はこの例に限定されるものではない。
【0060】
図12の構成のヘッドで印画する場合の、各ノズルの走査毎のインク吐出による印画パターンを図13に示した。また、このような多ノズルに対応したブロック構成を図14に示した。なお、図14は、基本的に図1と同じ構成であり、同一符号は同一構成を示しているので説明は省略する。ここでは、画像メモリ3と振り分けメモリアクセス部2が対となっており、かつ複数設けられている。
【0061】
これらの図を用いて動作を説明する。本例の場合、No.1からNo.5の5ノズルで振り分けメモリアクセス部の画像処理がほぼ限界であると仮定した。 この場合、ヘッドの1走査でNo.1からNo.10のノズルは同時に吐出を開始し、図13の第1スキャンに相当する10本のラインを印画すべきであるが、この時、画像メモリと振り分けメモリアクセス部は2組(No.2)まで必要となり、No.1からNo.5まではNo.1アクセス部で、No.6からNo.10まではNo.2アクセス部で処理される。それぞれ別々に処理されたデータはそれぞれのデータ展開部でパラシリ変換され、No.1からNo.5までのノズルに接続するヘッドドライバー、及びNo.6からNo.10までのノズルに接続するヘッドドライバーへと転送される。
【0062】
次の走査では、図12のヘッドを副走査方向に1画素ずらし、同じく各振り分けメモリアクセス部で処理されたデータをそれぞれのヘッドドライバーへと転送される。図12の構成では、2回の走査で、全てのラインが埋まるので、3回めの走査時は、19画素分大きく移動する事になる。
ここで、各画像メモリ3からの読み出しに先立って、これらのメモリへは、図13の印画に合わせてCPU1がデータを書き込んでおくべきである。すなわち、No.1の画像メモリ3には、ラインNo.1,No.2,No.5,No.6,No.9,No.10…のデータを、No.2の画像メモリ3には、ラインNo.3,No.4,No.7,No.8,No.11,No.12…のデータを、CPU1が画像データ入力時に適宜書き込むべきである。
【0063】
以上の構成とすることで、1個の振り分けアクセス部だけで処理しきれない数のノズルを有するヘッドに対しても複数並列に構成する事で、対応可能となる。ここで、図12のヘッド構成は、各一列のノズル間隔は4画素おきであったが、例えば8画素おきの構成であれば、No.1の画像メモリに書き込むラインをNo.1,No.2,No.3,No.4,No.9,No.10…とし、No.2の画像メモリに書き込むラインを、No.5,No.6,No.7,No.8,No.13,No.14…とすればよい。
【0064】
また、列の数を増やす場合には、画像メモリ3と振り分けメモリアクセス部の組を増やすことにより対応可能である。さらに、これらの組合わせは主走査方向にヘッドを重ねていったが、図5に示すようにノズル方向に接続する場合も同じである。
【0065】
上述の実施の形態例では、データ幅として32ビット、16ビット、階調として4ビットの場合について説明したが、本発明はこれに限るものではなく、その他の任意のビット数のものを用いることができる。
【0066】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、
(1)第1の発明によれば、画像データを記憶するメモリと、画像データを入力し、指定された書き込み、若しくは読み出しタイミングで画像データを前記メモリに書き込むメモリ制御手段と、該メモリ制御手段への画像データ書き込み、若しくは読み出しタイミング及びこれらデータ数を指定するCPUとを具備し、該CPUで書き込み、若しくは読み出しタイミング及びデータ数を指定したら、前記メモリ制御手段はCPUを介在させることなく、入力データの前記メモリへの画像データの書き込み、若しくは前記メモリからの画像データの読み出しを行なうことにより、CPUから画像データ書き込み、若しくは読み出しタイミングを指定して、後はCPUを除いた回路でメモリへの画像データの書き込み及びメモリからの画像データの読み出しを行なうことができる。
【0067】
(2)この場合において、前記メモリから画像データを読み出すに際し、記録紙と印字エリアとで形成される余白領域にデータを打ち出さないための余白挿入部を設けたことにより、印字ヘッドの装着位置ずれへの対応として各色一致した位置から画像データを書き込むようにすることができる。
【0068】
(3)また、前記画像データをメモリに書き込むに際し、記録紙と印字エリアとで構成される余白領域にデータを打ち出さないために余白分だけ非画像データを書き込む非画像データ書き込み部を設けたことにより、画像データをメモリに書き込むに際し、余白領域相当部には0データを書き込み、主走査方向画素単位で各色一致した位置から画像データを書き込むようにすることができる。
【0069】
(4)また、前記画像データをメモリから読み出すに際し、各色ヘッドの装着位置ずれに対応する余白分だけの画素数を“0”データで追加的に読み出す余白挿入部を設けたことにより、画像データをメモリから読み出すに際し、余白領域相当部には0データを書き込むことにより、記録紙の余白領域を外して印字エリアから画像データを読み出すようにすることができる。
【0070】
(5)また、前記メモリを少なくとも3ブロック以上に分割し、一つのブロックにデータを書き込んでいる間に他のブロックからデータを読み出すためのメモリ制御手段を設け、書き込みブロックと読み出しブロックをリング状に順次切り換えながら画像データの書き込みと読み出しを行なうことにより、少なくとも3ブロック以上のメモリブロックを設けることにより、読み出しエリアの一部が徐々に更新されていくような重畳的読み出しに対しても同時書き込みと読み出しが可能なデュアルポートメモリとしての機能を持たせることができる。
【0071】
(6)また、前記複数ブロックに分かれたメモリ領域への書き込みアドレス、及び前記メモリ領域からの読み出しアドレスを前記CPUが管理し、読み出し中のブロックへは前記CPUが書き込みを行わないよう制御することにより、メモリ容量を削減することができる。
【0072】
(7)また、ラインヘッドを複数ブロックに分割し、読み出し用のアドレスバスとデータバスを前記ブロック毎に独立に持つと共に、各ブロックの並列読み出しを行なうように構成することにより、ノズル数の極めて大きいラインヘッドを駆動する時に、高速にデータ転送することができる。
【0075】
このように、本発明によれば、画像処理速度を高速化することができる画像処理装置及び画像出力装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明装置の全体構成例を示すブロック図である。
【図2】本発明の要部の一実施の形態例を示すブロック図である。
【図3】データ振り分け部の一実施の形態例を示すブロック図である。
【図4】データ振り分けLUTのビット構成を示す図である。
【図5】余白挿入部の動作説明図である。
【図6】デュアルポートメモリ動作の説明図である。
【図7】メモリバンクがリング状にリード/ライト動作する例を示す図である。
【図8】長いラインヘッドの処理動作の説明図である。
【図9】印字ヘッドの走査方向の説明図である。
【図10】縦横変換の説明図である。
【図11】メモリ容量を示す模式図である。
【図12】4ライン間隔を2個張り付けたヘッドのノズル面模式図である。
【図13】各ノズルのスキャン毎の印画位置を示す模式図である。
【図14】多ノズルヘッドの構成図である。
【図15】4ライン間隔を2個直列に張り付けたヘッドのノズル面模式図である。
【符号の説明】
1 CPU
3 デュアルポートメモリ
5 バッファRAM
6 XY変換FPGA
16 SCSIコントローラ
17 FIFO
20 振り分け・メモリアクセスFPGA
21 データ入力コントロール部
22 FIFOコントロール部
23 データ振り分け部
24 メモリライト要求部
25 メモリコントローラ
26 メモリリード要求部
27 余白挿入部
28 XY変換FPGAインタフェース部
29 I/Oレジスタ部
30 CPUインタフェース部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image processing apparatus and an image output apparatus, and more particularly to an image processing apparatus and an image output apparatus that reduce the load on a CPU and increase the processing speed by executing image processing with hardware.
[0002]
[Prior art]
In recent years, printers that can receive digital image data and perform full-color printing have been used. Digital image data is subjected to image processing by an internal CPU, and full-color printing is performed on a recording sheet from, for example, an inkjet head. A resolution of 300 dpi or more has been used.
[0003]
Furthermore, a line head that simultaneously prints an image for one line has been proposed. Therefore, the amount of image data required for printing at a time has increased significantly, and the load on the processing apparatus for creating the image data has increased.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional technology, the CPU processes the image data based on conditions such as the print position shift, the print method, and the head nozzle interval according to the head mounting position of each color. There was a problem that the processing speed was slowed down.
[0005]
In addition, there is a problem that the processing speed decreases due to the increase in the number of nozzles of the head in pursuit of higher image quality.
[0006]
The present invention has been made in view of such problems, and an object thereof is to provide an image processing apparatus and an image output apparatus that can increase the image processing speed.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The object of the present invention is achieved by the following inventions.
1. Memory for storing image data, memory control means for inputting image data and writing image data to the memory at a specified write or read timing, timing for writing or reading image data to the memory control means, and theseOf image dataA CPU for designating the number of data, and when the writing or reading timing and the number of data are designated by the CPU, the memory control unit writes the image data to the memory of the input data without interposing the CPU, Alternatively, the image processing apparatus reads out image data from the memory, and when reading out the image data from the memory, in order to prevent the data from being printed in a blank area formed by the recording paper and the print area, the reading 1 A margin insertion unit that performs processing for reading out data in a margin area as data “0” in units of data per address, and the margin insertion unit cannot perform processing when writing the image data to the memory.Per read addressAn image processing apparatus comprising: a non-image data writing unit that performs a process of writing non-image data for a margin less than the number of data.
2. SaidThe margin is a margin in the main scanning direction.2. The image processing apparatus as described in 1 above.
3. SaidThe main scanning direction is the scanning direction of the carriage on which the head is mounted.Said, characterized in that2The image processing apparatus described.
4). SaidA memory control means for dividing the memory into at least three blocks or more and reading data from other blocks while writing data in one block is provided.
Write and read image data while sequentially switching the writing block and reading block in a ring shape.Characterized in that1The image processing apparatus described.
5). SaidThe CPU manages the write address to the memory area divided into a plurality of blocks and the read address from the memory area, and controls the CPU not to write to the block being read.Characterized in that4The image processing apparatus described.
6).The line head is divided into a plurality of blocks, and each block has a read address bus and data bus independently, and each block is read in parallel.Characterized in that4The image processing apparatus described.
[0025]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0026]
FIG. 1 is a block diagram showing an example of the overall configuration of the apparatus of the present invention, and shows a case where it is applied to a printer. In the figure,
[0027]
[0028]
8 is a signal processing unit that performs I / O expansion processing and encoder signal processing connected to various inputs and outputs, 9 is a carriage digital DC servo that is connected to the
[0029]
The input image data is temporarily stored in the buffer RAM 5 and written to the
[0030]
When the image data is stored in the
[0031]
FIG. 2 is a block diagram showing an embodiment of the main part of the present invention. The same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. In the figure,
[0032]
The FIFO controller 22 reads image data from the FIFO 17. At this time, an instruction from the CPU 1 (reading from every row to every other row) is sent to the data
[0033]
The image data output from the
[0034]
The
[0035]
The
[0036]
Next, the operation of the
[0037]
As a result, input data is output from the
[0038]
FIG. 4 is a diagram showing a bit configuration of the data distribution LUT. By pulling the matching values from the light color table (LUTKTL, LUTKTH) and the dark color table (LUTKNL, LUTKNH) to the 4-bit input data Kn, respectively, the light color and the dark color are converted into 2-bit data. Distribute. For example, when Kn = 7, the values of the
[0039]
Next, the operation of the
[0040]
According to this embodiment, when setting the initial position of the print head, it is possible to remove the blank area of the recording paper and write the image data from the print area.
[0041]
In the embodiment described above, when image data is read out and printed by the print head, the margin area in units of the number of data per address can only be processed. When image data is written in the memory, “0” can be written in advance in the portion constituting the margin area. As a result, the margin area of the recording paper can be removed and data can be written from the print area.
[0042]
The configuration of the blank area for the position correction of each color head with respect to the main scanning direction has been described above, but it can be configured with the same technique in the sub operation direction. That is, when reading from the address of the designated row of the
[0043]
Next, the configuration of the dual port memory according to the present invention will be described. In the present invention, as shown in FIG. 2, the
[0044]
Of the
[0045]
FIG. 7 is a diagram illustrating an example in which the memory bank performs read / write operations in a ring shape. Assume that the memory banks (blocks) are B0, B1, and B2. At first, as shown in (1), B0 and B1 are in the read mode (the first is R1, the next is R2), and B2 is the write mode. That is, the bank B2 is in the write mode while the image data is being read from the banks B0 and B1. Next, after reading out to the bank B1, as shown in (2), the image data is read from the bank B2 (read) mode. On the other hand, since reading of the bank B0 has already been completed, the bank B0 enters the write mode. By continuously performing the operation as described above, the banks B0 to B2 enter the write mode and the read mode in a ring shape, and operate as a dual port memory capable of performing writing and reading simultaneously.
[0046]
By the way, the
[0047]
Here, it is assumed that the number of banks of the
[0048]
In addition, not all the n lines of data are printed in one scan, but a new line is added for each head line, and the data is printed in a superimposed manner. For this reason, it is sufficient that a memory for a fraction of a line is written before the next scan, and the CPU can grasp how far it has been read and how far it has been written.
[0049]
That is, if a is set to be equal to or larger than the memory capacity corresponding to one-fifth of this line, it can be configured without a memory capacity three times that of one headline. Note that a may be determined from the relationship between the number of nozzles in the head, the nozzle interval, and the print resolution.
[0050]
According to this embodiment, at least three blocks or more are formed even in a configuration for ink jet printing in which a plurality of lines are printed with a space between lines and then the memory reading is performed in a superimposed manner such that the empty lines are filled next. By providing a memory block (bank), a function as a dual port memory capable of simultaneous writing and reading can be provided.
[0051]
In addition, when the line head is very long, it takes time to transfer data if image data is sequentially written to and read from all the line heads. Therefore, in the case of a very long line head, the line head can be divided into several blocks, and image data can be written and read as described above for each divided block.
[0052]
FIG. 8 is an explanatory diagram of the processing operation of the long line head. In the figure, L1 to L4 are obtained by dividing the head into four parts. Then, by having a read address bus and a data bus independently for each block and performing parallel read from each block, the time required for data read can be reduced to ¼. The processing described above is used for processing in each block.
[0053]
In this case, writing is the same as described above, but the point that reading control is performed in parallel in each block is different. However, the address lines at the time of reading can be shared to some extent in each block.
[0054]
According to this embodiment, when a line head having a very large number of dots is driven, it can be driven at high speed.
[0055]
Next, the vertical / horizontal conversion of data will be described. Since the data comes in a line for each color, it is necessary to convert the data vertically and horizontally in the direction of the print head. As shown in FIG. 9, the print head moves in the main scanning direction and the sub-scanning direction. The head is composed of Y1, M1, C1, K1 for high density and Y2, M2, C2, K2 for low density. First, printing is performed with a head in a high density area, and then printing is performed with a low density head shifted by a half pitch. When the printing of one line is completed, the printing operation is continued by moving a predetermined distance in the sub-scanning direction.
[0056]
FIG. 10 is an explanatory diagram of vertical / horizontal conversion (XY conversion). The vertical / horizontal conversion is performed on the image data read by the XY conversion
[0057]
In this way, the image data subjected to the vertical / horizontal conversion is transferred to the carriage 7 (see FIG. 1), and ink is ejected from the inkjet nozzles onto the recording paper. Thus, by designating the image data writing or reading timing from the CPU, the image data is written to the memory and the image data is read from the memory by a circuit excluding the CPU, and then output to an output device such as a printer. Can be output. That is, the image processing apparatus can also be used as an image output apparatus. In this case, techniques such as margin processing of the print area and read / write switching of the memory bank can be used as they are.
[0058]
Even if the speed of image processing by the distribution memory access unit as described above is increased, it is conceivable that the processing speed decreases if the number of head nozzles is further increased. Therefore, an example will be described below in which the distribution
[0059]
When the number of nozzles in the head is increased, the number of nozzles is increased in a row when the number of nozzles is relatively small. However, since the nozzle interval is not proportional to the resolution and cannot be made fine, and the head length becomes too long, if the number of nozzles exceeds a certain number, the arrangement shown in FIG. It is common. For the sake of explanation, FIG. 12 shows a unit head in which five nozzles spaced every four pixels are arranged in a row, and two sheets are bonded together in a configuration in which two pixels are shifted in the main scanning (line) direction and two pixels in the sub scanning direction. This is an example of a 10 nozzle head. The number of nozzles, the number of overlaps, and the number of unit heads to be used are not limited to this example.
[0060]
FIG. 13 shows a printing pattern by ink ejection for each scanning of each nozzle when printing is performed with the head having the configuration shown in FIG. A block configuration corresponding to such a multi-nozzle is shown in FIG. FIG. 14 has basically the same configuration as that of FIG. 1, and the same reference numerals indicate the same configuration, and thus description thereof is omitted. Here, a plurality of
[0061]
The operation will be described with reference to these drawings. In this example, no. 1 to No. It is assumed that the image processing of the allocation memory access unit with 5 nozzles of 5 is almost the limit. In this case, no. 1 to No. The 10 nozzles should start discharging at the same time and should print 10 lines corresponding to the first scan in FIG. No. 1 to No. No. 5 is No. 1 access part, no. 6 to No. No. 10 is No. Processed by two access units. The data processed separately is subjected to parallel conversion in each data development unit. 1 to No. Head drivers connected to up to 5 nozzles, and No. 5 6 to No. Transfer to head driver connected to up to 10 nozzles.
[0062]
In the next scan, the head shown in FIG. 12 is shifted by one pixel in the sub-scanning direction, and data processed by each sort memory access unit is transferred to each head driver. In the configuration of FIG. 12, since all the lines are filled by the second scanning, the third scanning moves by 19 pixels.
Here, prior to reading from each
[0063]
With the above configuration, a plurality of heads having a number of nozzles that cannot be processed by only one distribution access unit can be handled in parallel. Here, in the head configuration of FIG. 12, the nozzle interval of each row is every 4 pixels, but for example, if the configuration is every 8 pixels, No. No. 1 is the line to be written to the image memory. 1, No. 1 2, no. 3, No. 4, no. 9, no. No. 10 ... No. 2 is the line to be written to the image memory. 5, no. 6, no. 7, no. 8, no. 13, no. 14 ...
[0064]
Further, the number of columns can be increased by increasing the number of pairs of the
[0065]
In the above-described embodiment, the case where the data width is 32 bits, 16 bits, and the gradation is 4 bits has been described. Can do.
[0066]
【The invention's effect】
As explained in detail above,
(1) According to the first invention, the memory for storing the image data, the memory control means for inputting the image data and writing the image data to the memory at the designated write or read timing, and the memory control means CPU for designating the timing of writing or reading image data and the number of these data, and specifying the timing of writing or reading and the number of data by the CPU, the memory control means can input without intervening the CPU. By writing image data to the memory or reading the image data from the memory, the timing for writing or reading the image data from the CPU is specified, and then the memory is transferred to the memory by a circuit other than the CPU. Write image data and image data from memory It can be read.
[0067]
(2) In this case, when the image data is read from the memory, a print head mounting position shift is caused by providing a blank insertion portion for preventing data from being printed in a blank area formed by the recording paper and the print area. As a response to the above, image data can be written from the position where each color matches.
[0068]
(3) In addition, when writing the image data into the memory, a non-image data writing unit for writing non-image data for the margin is provided so that the data is not ejected into the margin area composed of the recording paper and the print area. Thus, when writing the image data into the memory, 0 data can be written in the margin area corresponding portion, and the image data can be written from the position where each color matches in the main scanning direction pixel unit.
[0069]
(4) Further, when the image data is read from the memory, a blank insertion portion for additionally reading out the number of pixels corresponding to the blank position corresponding to the mounting position shift of each color head with “0” data is provided. Is read out from the memory, 0 data is written in the margin area corresponding portion so that the margin area of the recording paper is removed and the image data can be read out from the print area.
[0070]
(5) The memory is divided into at least three blocks and memory control means for reading data from other blocks while data is written to one block is provided, and the writing block and the reading block are in a ring shape. By simultaneously writing to and reading out the image data while switching sequentially, the simultaneous writing is also possible for superimposed reading in which a part of the reading area is gradually updated by providing at least three memory blocks. And a function as a dual port memory capable of reading.
[0071]
(6) The CPU manages a write address to the memory area divided into the plurality of blocks and a read address from the memory area, and controls the CPU not to write to the block being read. As a result, the memory capacity can be reduced.
[0072]
(7) Further, the line head is divided into a plurality of blocks, and the read address bus and the data bus are independently provided for each block, and each block is read in parallel. When a large line head is driven, data can be transferred at high speed.
[0075]
Thus, according to the present invention, it is possible to provide an image processing apparatus and an image output apparatus that can increase the image processing speed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an example of the overall configuration of an apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing an embodiment of a main part of the present invention.
FIG. 3 is a block diagram illustrating an embodiment of a data distribution unit.
FIG. 4 is a diagram illustrating a bit configuration of a data distribution LUT.
FIG. 5 is an operation explanatory diagram of a margin insertion unit.
FIG. 6 is an explanatory diagram of a dual port memory operation.
FIG. 7 is a diagram illustrating an example in which a memory bank performs a read / write operation in a ring shape.
FIG. 8 is an explanatory diagram of a processing operation of a long line head.
FIG. 9 is an explanatory diagram of the print head in the scanning direction.
FIG. 10 is an explanatory diagram of vertical / horizontal conversion.
FIG. 11 is a schematic diagram showing a memory capacity.
FIG. 12 is a schematic diagram of a nozzle surface of a head in which two 4-line intervals are attached.
FIG. 13 is a schematic diagram showing a print position for each nozzle scan.
FIG. 14 is a configuration diagram of a multi-nozzle head.
FIG. 15 is a schematic diagram of a nozzle surface of a head in which two 4-line intervals are pasted in series.
[Explanation of symbols]
1 CPU
3 Dual port memory
5 Buffer RAM
6 XY conversion FPGA
16 SCSI controller
17 FIFO
20 Distribution / memory access FPGA
21 Data input control section
22 FIFO control section
23 Data distribution part
24 Memory write request part
25 Memory controller
26 Memory read request section
27 Margin insertion part
28 XY conversion FPGA interface
29 I / O register section
30 CPU interface
Claims (6)
画像データを入力し、指定された書き込み、若しくは読み出しタイミングで画像データを前記メモリに書き込むメモリ制御手段と、
該メモリ制御手段への画像データ書き込み、若しくは読み出しタイミング及びこれら画像データのデータ数を指定するCPUとを具備し、
該CPUで書き込み、若しくは読み出しタイミング及びデータ数を指定したら、前記メモリ制御手段はCPUを介在させることなく、入力データの前記メモリへの画像データの書き込み、若しくは前記メモリからの画像データの読み出しを行なう画像処理装置であって、
前記メモリから画像データを読み出すに際し、記録紙と印字エリアとで形成される余白領域にデータを打ち出さないために、読み出しの1アドレス当たりのデータ数単位で余白領域のデータを“0”データで読み出す処理を行う余白挿入部と、前記画像データをメモリに書き込むに際し、前記余白挿入部で処理を行うことができない前記読み出しの1アドレス当たりのデータ数未満の余白分だけ非画像データを書き込む処理を行う非画像データ書き込み部と、を設けたことを特徴とする画像処理装置。A memory for storing image data;
Memory control means for inputting image data and writing the image data to the memory at a specified writing or reading timing;
A CPU for designating image data writing or reading timing to the memory control means and the number of data of these image data ;
When writing or reading timing and the number of data are specified by the CPU, the memory control means writes input data to the memory or reads image data from the memory without intervention of the CPU. An image processing apparatus,
When the image data is read from the memory, the data in the blank area is read as “0” data in units of the number of data per one read address in order not to print data in the blank area formed by the recording paper and the print area. A margin insertion unit that performs processing, and a process of writing non-image data for a margin that is less than the number of data per address of the read that cannot be performed by the margin insertion unit when the image data is written to the memory An image processing apparatus comprising: a non-image data writing unit.
書き込みブロックと読み出しブロックをリング状に順次切り換えながら画像データの書き込みと読み出しを行なうことを特徴とする請求項1記載の画像処理装置。A memory control means for dividing the memory into at least three blocks and reading data from other blocks while writing data in one block;
The image processing apparatus according to claim 1, wherein the writing and reading of the image data while sequentially switching the write block and read block in a ring shape.
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