JP2005212388A - プリンタ用データ処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 記録ヘッドを駆動するためのデータ処理を高速に行う。
【解決手段】 データ処理部２０はパイプライン処理で、サーマルヘッド８の駆動に並行してデータ処理を施す。データ処理部２０には、２段でパイプライン処理を行うために第１処理回路２６と第２処理回路２８とが設けられ、各処理回路２６，２８の間には中間バッファ部２７が設けられており、ライン周期毎に１ライン分ずつ各処理回路２６，２８で処理がそれぞれ行われる。各処理の処理時間が短くなり、ライン周期を短くすることができるのでプリント時間が短縮される。
【選択図】 図２

Description

本発明は、プリンタに用いられるプリンタ用データ処理装置に関するものである。

画像データに基づいて記録ヘッドを駆動し、記録紙にカラー画像を記録するプリンタが各種知られている。このようなプリンタでカラー画像を記録する場合には、画像データに対して各種のデータ処理を施して、ヘッドドライバで記録ヘッドを駆動するデータに変換する必要がある。

例えば記録ヘッドとしてのサーマルヘッドでカラー感熱記録紙を加熱することのよりカラー画像を発色記録するカラー感熱プリンタでは、データ処理としては画像データをサーマルヘッドの発熱素子の通電時間（発熱量）に応じたデータに変換する必要がある他、記録方式の特性等に応じた各種のデータ処理が必要であり、色空間変換処理，記録紙等の特性に応じた三次元色変換処理，輪郭強調処理，階調を示すデータをサーマルヘッドの発熱素子が発生すべき熱エネルギーに変換するエネルギー変換処理，熱履歴補正演算処理，駆動データへの変換処理等が行われる。

上記のような一連のデータ処理は、商品性を維持できるプリント速度を得るために、高速なＣＰＵ、例えばＲＩＳＣ（Reduced Instruction Set Computer）プロセッサや、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）のような高速な演算器と大容量のワークメモリとを用いて、面単位およびライン単位で順次に処理を行っている。また、通常では実際にサーマルヘッドを駆動する前に、例えば色空間変換処理から三次元色変換処理までの一連の処理を面単位で順次に行ってワークメモリに記憶しておき、残る処理をラインの記録に同期してライン単位で順次に行うことにより、一部の処理をサーマルヘッドを駆動と並行して行うことにより、プリント開始前の準備時間を短くして実質的なプリント時間の短縮を図っている。

また、特許文献１に記載されるように、各種の処理は、面単位およびライン単位にかかわらず、演算器（ＣＰＵ）とメモリとをバスで接続した構成により、各処理毎にワークメモリから演算器に画像データを読み出して処理を行い、処理結果を再びワークメモリに書き戻すという手順が繰り替し行われていた。

特開２０００−１７２６３０号

ところで、プリント時間の短縮を図るには、１ラインを記録する１ライン記録期間を短縮すること、あるいはプリント開始前の準備時間を短くすることで可能になる。１ライン記録期間を短縮するには、サーマルヘッドの駆動と並行して行われる処理数を減らすか、より高速な演算を行わなければならない。

しかしながら、前者では、プリント開始前に実行する処理数が増加し、その処理をより高速な演算器を用いて実行し、ライン記録に並行したデータの処理数を減らすことでライン記録期間を短縮しなければないが、近年では画像の高画質化にともない画像データのサイズが大きくなっており、それに見合う高速な演算器を用いることで製造コストの大きな上昇を招いてしまい好ましくない。

一方、後者では、上記のように演算器とメモリとをバスで接続した構成により、各処理毎にワークメモリに対してデータの入出力を行う際にデータ転送によるオーバヘッドが大きいので高速化に限界がある。そして、このために、より高速な演算器や高速なアクセスが可能なメモリを用いることは、やはり製造コストの大きな上昇を招いてしまう。

本発明は、上記問題を解消するためになされたもので、プリントの高速化に適したプリンタ用データ処理装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１記載の発明では、１ラインを記録するライン周期毎に、１ライン分の入力データに対する所定の処理を行って処理済みの１ライン分の出力データを次段の入力データとして出力することにより、パイプライン処理で前記データ処理を行う複数段のデータ処理手段と、各データ処理手段の間にそれぞれ設けられ、ライン周期毎に、次段のデータ処理手段に対して１ライン分の入力データを出力するとともに、前段のデータ処理手段からの１ライン分の出力データが次のライン周期で出力すべきデータとして書き込まれる１個以上の中間バッファとを備えたものである。

請求項２記載の発明では、ライン周期毎に、１ライン分のデータを初段のデータ処理手段の入力データとして出力するとともに、新たな１ライン分の画像データが次のライン周期で出力すべきデータとして書き込まれるラインメモリ手段と、ライン周期毎に、前記データ処理が施された１ライン分のデータを出力するとともに、次のライン周期で出力すべきデータとして最終段のデータ処理手段からの１ライン分の出力データが書き込まれるプリントバッファ手段とを備えたものである。

請求項３記載の発明では、ラインメモリ手段を、２つのラインメモリから構成され、一方のラインメモリからデータを読み出している間に、他方のラインメモリに対してデータの書き込みを行い、１ライン毎に読み出しと書き込みを行うラインメモリが切り換わるダブルバッファ構成としたものである。

請求項４記載の発明では、プリントバッファ部を、２つのバッファメモリから構成され、一方のバッファメモリからデータを読み出している間に、他方のバッファメモリに対してデータの書き込みを行い、１ライン毎に読み出しと書き込みを行うバッファメモリが切り換わるダブルバッファ構成としたものである。

請求項５記載の発明では、中間バッファを、読み出すべきラインのデータの読み出しと、書き込むべきラインのデータの書き込みとを画素単位で交互に行う１ライン分のバッファメモリから構成としたものである。

請求項６記載の発明では、パイプライン処理のタイミングを制御するライン制御手段を備え、このライン制御手段は、プリント時には予め設定されたライン周期数分のパイプライン処理を実行させた後に、パイプライン処理を一時的に停止し、記録紙が定速となることに応答してパイプライン処理を再開させるものである。

請求項７記載の発明では、外部のＣＰＵとの間で通信を行うインタフェースを備え、このインタフェースを介してＣＰＵによってライン周期が設定されるものである。

本発明によれば、１ラインを記録するライン周期毎に、それぞれパイプライン処理でデータ処理を行う複数段のデータ処理手段と、各データ処理手段の間に中間バッファとを設ける構成として、画像データに対して記録ヘッドを駆動するためのデータ処理を行ようにしたから、プリント前の事前処理，１ラインを記録する１ライン記録期間の短縮を図ることができ、プリントを高速に行うことができるようになる。しかも、大容量のワークメモリや高速なプロセッサを用いる必要がないので製造コストを低く抑えることができる。

本発明を実施した感熱記録方式のプリンタの概略を図１に示す。ＣＰＵ２は、プリンタの各部を制御する。このＣＰＵ２は、システムバス３を介して、ＲＯＭ４，画像メモリ５，プリント制御ＬＳＩ７の間でデータ及び各種コマンドの授受を行う。ＲＯＭ４には、プリントシーケンスを実行するためのプログラムや各種パラメータが書き込まれており、ＣＰＵ２は、このＲＯＭ４のプログラムにしたがって各部を制御する。画像メモリ５には、記録すべき画像の画像データが書き込まれる。

プリンタ用データ処理装置であるプリント制御ＬＳＩ７は、サーマルヘッド８を駆動してカラー感熱記録紙に画像を記録するために画像メモリ５から読み出された画像データに所定のデータ処理を施す機能の他、サーマルヘッド８のアップ・ダウンやカラー感熱記録紙の搬送を制御する機能をも有したものたなっている。

メモリカード９は、プリンタに着脱自在とされており、装着時にはＣＰＵ２と接続される。このメモリカード９には、例えばデジタルカメラで撮影された画像が圧縮された画像データで記録されている。記録すべき画像の画像データは、ＣＰＵ２によってメモリカード９から読み出され、このＣＰＵ２によって伸長されて画像メモリ５に書き込まれる。画像データとしては、例えば輝度データ，青色色差データ，赤色色差データからなるＹＣｂＣｒ（４：２：２）形式のものが用いられているが、この形式に限らず、ＪＰＥＧ形式やＴＩＦＦ形式などのような各種形式のものでもよく、また赤色，緑色，青色の画像データやイエロー，マゼンタ，シアンの画像データであってもよい。

記録ヘッドとしてのサーマルヘッド８は、多数、例えば１０２４個の発熱素子がライン状に配された発熱素子アレイを備えており、この発熱素子アレイをプリントのためにカラー感熱記録紙に圧接した圧接位置と、カラー感熱記録紙から離れた退避位置との間で揺動自在にされている。

カラー感熱記録紙は、周知のように、支持体上にシアン感熱発色層，マゼンタ感熱発色層，イエロー感熱発色層，透明な保護層が順番に層設されている。感熱発色層は、記録する順番に層設されており、イエロー感熱発色層は４２０ｎｍの紫外線（近紫外線）が、マゼンタ感熱発色層は３６５ｎｍの紫外線が照射されることによって発色能力が消失する。

各感熱発色層は、深層になるほど発色するために大きな発色熱エネルギーが必要である。このカラー感熱記録紙では、イエロー感熱発色層の発色熱エネルギーが最も低く、シアン感熱発色層の発色熱エネルギーが最も高い。発色熱エネルギーは、感熱発色層が発色する直前のバイアス熱エネルギーと、階調値すなわち記録すべき画素の発色濃度に応じた階調熱エネルギーとからなる。バイアス熱エネルギーは各感熱発色層毎に一定の値であるが、階調熱エネルギーは発色濃度が高いほど大きくなる。

サーマルヘッド８は、搬送路の上流から下流に向けて搬送中のカラー感熱記録紙に加熱を行って１色の画像を１ラインずつ記録する。１色の画像の記録完了後、カラー感熱記録紙が搬送路の下流から上流に向けて戻され、この後に再びカラー感熱記録紙が上流から下流に向けて搬送されている間に次の１色の画像が１ラインずつ記録される。このようにして、サーマルヘッド８は、カラー感熱記録紙の往復動によって３色面順次でカラー画像を記録する。また、イエロー画像，マゼンタ画像のそれぞれの記録後には、図示しない光定着器からカラー感熱記録紙に対して紫外線を照射することにより、次の色の記録時に前の色感熱発色層が発色しないように記録済みの感熱発色層の発色能力を消失させる。

揺動モータ１１，搬送モータ１２は、プリント制御ＬＳＩ７によって駆動される。揺動モータ１１は、サーマルヘッド８を圧接位置と退避位置との間で移動する。搬送モータ１２は、図示しない給紙ローラー，搬送ローラを駆動して、カラー感熱記録紙の給紙と記録時の搬送を行う。サーマルヘッド８を駆動して画像を記録するプリント期間では、所定のライン周期でカラー感熱記録紙を１ライン分ずつ移動するように搬送モータ１２が駆動される。

ヘッド位置センサ１３ａは、サーマルヘッド８が圧接位置，退避位置にセットされたことを検出する。搬送位置センサ１３ｂは、カラー感熱記録紙の先端を検出する。この搬送位置センサ１３ｂは、それでカラー感熱記録紙の先端が検出されたときにサーマルヘッド８を圧接位置に移動すると、カラー感熱記録紙の記録エリアの数ライン手前にサーマルヘッド８が圧接されるように、サーマルヘッド８の下流側の近傍に配されている。

ヘッド温度センサ１４ａは、サーマルヘッド８に取り付けられており、サーマルヘッド８のヘッド温度を測定する。環境温度センサ１４ｂは、プリンタ内の環境温度を測定する。これらの各温度センサ１４ａ，１４ｂで測定されたヘッド温度，環境温度は、熱履歴補正に用いられる。

プリント制御ＬＳＩ７は、ＣＰＵＩＦ（インターフェース）１５，割り込み制御回路１６，ライン制御部１７，モータ制御部１８，センサ入力部１９，データ処理部２０，ヘッド制御部２１から構成されている。ＣＰＵＩＦ１５，ライン制御部１７，モータ制御部１８，センサ入力部１９，データ処理部２０，ヘッド制御部２１は、プリント制御ＬＳＩ７内に設けられた内部バス２２に接続されており、その内部バス２２を介して相互間でデータ，各種コマンドの授受が可能になっている。また、ＣＰＵＩＦ１５は、システムバス３を介してＣＰＵ２と接続されており、プリント制御ＬＳＩ７の各部とＣＰＵ２との間のデータの授受を制御する。

割り込み制御回路１６は、プリント制御ＬＳＩ７内の各部からの信号に応答してＣＰＵ２に割込み信号を送出する。この割り込み制御回路１６には、ライン制御部１７からのライン周期信号，センサ入力部１９からの割り込み要求信号が入力される。ＣＰＵ２は、ライン周期信号に対応した割り込み信号に応答して画像メモリ５からの画像データの読み出しを行い、またセンサ入力部１９からの割り込み要求信号に対応した割り込み信号の入力により、プリント制御用ＬＳＩ７の処理開始やプリント開始を制御する。

ライン制御部１７は、データ処理のタイミング信号となる一定なライン周期のライン周期信号を発生する。ライン周期信号は、割り込み制御回路１６，データ処理部２０，モータ制御部２１にそれぞれ送られる。ライン周期信号から次のライン周期信号が発生するまでが期間が１ラインを記録する１ライン記録期間であり、ライン周期は、サーマルヘッド８が駆動されるプリント期間中にモータ制御部１８から搬送モータ１２に出力される搬送パルスと同じ周期となっている。

ライン制御部１７は、１色の画像の記録時には、ＣＰＵ２からの処理開始の指示に応答して、後述するデータ処理部のパイプライン処理の段数に応じた個数のライン周期信号の送出してからライン周期信号の送出をいったん停止し、この後にプリント開始信号が入力されると、予め設定されたディレイ数分のライン周期だけ待ってから搬送パルスに同期したタイミングでライン周期信号の送出を再開する。プリント開始信号は、後述するようにカラー感熱記録紙２０の搬送速度が一定とる直前にモータ制御部１８から入力される。これにより、実際のサーマルヘッド８の駆動に先行してデータ処理回路２０による遅延されるライン数分の処理をデータ処理回路２０に行わせている。

また、ライン制御部１７は、後述するデータ有効信号，ライン有効信号をデータ処理部２０，ヘッド制御部２１に送り、データ処理部２０によるデータ処理，ヘッド制御部２０によるサーマルヘッド８の駆動タイミングを制御する。

モータ制御部１８は、揺動モータ１１，搬送モータ１２の駆動をそれぞれ制御する。モータ制御部１８は、ＣＰＵ２から指示により揺動モータ１１を駆動し、サーマルヘッド８を圧接位置と退避位置との間で移動させる。また、モータ制御部１８は、搬送パルスを送出して搬送モータ１２を駆動し、カラー感熱記録紙を搬送する。なお、搬送パルスは、ライン制御部１７にも送られ、プリント期間中では搬送パルスとライン周期との同期がとられる。

搬送モータ１２の速度、すなわちカラー感熱記録紙の搬送速度は、搬送パルスの周期が短いほど早くなる。モータ制御部１８は、記録時では、搬送パルスの周期と発生パルスの個数を規定した加減速テーブルに基づいて搬送パルスが送出される。この加減速テーブルには、カラー感熱記録紙を所定の搬送速度にまで加速する加速期間、所定の搬送速度で搬送を行いサーマルヘッド８で実際に記録を行うプリント期間、搬送を終了する際の減速期間のぞれぞれについての周期とパルス数とが規定されている。

プリント期間の搬送パルスの周期は、カラー感熱記録紙を定速で搬送するために一定にされており、その周期は前述のようにライン周期と同一にされている。また、加速期間では搬送パルスの周期が徐々に短くされてプリント期間の搬送速度にまで搬送速度が加速されるようになっており、減速期間では徐々に搬送速度が減少するように搬送パルスの周期が徐々に長くされている。

各期間の搬送パルス数は、記録するカラー感熱記録紙のサイズなどに応じてＣＰＵ２によって設定される。また、この例では記録する色によってライン周期及び搬送パルスの周期が異なるので、ライン周期及び搬送パルスの周期は、各色の記録に先立ち、ＣＰＵ２によってライン制御部１７，モータ制御部１８に設定される。

上記モータ制御部１８は、加速期間が終了する際、すなわち一定周期の搬送パルスの送出を開始する直前にプリント開始信号を発生して、これをライン制御部１７に送る。これにより、前述のように、プリント開始信号から所定のディレイ数分の周期を待ってからライン周期信号の送出が再開される。ディレイ数は、例えば、カラー感熱記録紙のサーマルヘッドが圧接する位置から記録エリアの先端までの長さと加速期間のパルス数に応じて決められている。

センサ入力部１９には、各位置センサ１３ａ，１３ｂ、各温度センサ１４ａ，１４ｂからの検出信号が入力される。このセンサ部１９は、サーマルヘッド８が圧接位置に移動したことをヘッド位置センサ１３ａから検出信号に基づいて検出したときに、プリントを開始させるために割り込み要求信号を割り込み制御回路１６に送る。また、搬送位置センサ１３ｂでカラー感熱記録の先端を検出したたときには、サーマルヘッド８を圧接位置に移動させるために割り込み要求信号を割り込み制御回路１６に送る。

さらに、センサ入力部１９は、Ａ／Ｄ変換器を有しており、ヘッド温度センサ１４ａ，環境温度センサ１４ｂからの検出信号をヘッド温度，及び環境温度のデジタル情報に変換し、これらを内部バス２２を介してデータ処理部２０に送る。

データ処理部２０には、ＣＰＵ２によって画像メモリ５から１ライン分ずつ読み出された画像データが入力される。このデータ処理部２０は、画像データに対して詳細を後述するようにライン単位でパイプライン処理によるデータ処理を施してサーマルヘッド８を駆動して画像を記録するための通電時間データを作成して出力する。

ヘッド制御部２１は、データ処理部２０からの１ライン分の通電時間データが入力される。このヘッド制御部２１は、通電時間データに基づいてサーマルヘッド８の対応する発熱素子を発熱させてカラー感熱記録紙を加熱する。これにより、カラー感熱記録紙に１色の画像を１ラインずつ記録する。

ヘッド制御部２１は、１ラインを記録するための１ライン期間中に一定の間隔でカウントアップされるカウンタや、このカウンタのカウント値と各通電時間データとを比較し通電時間データが大きい場合に出力を「Ｈレベル」とする１ライン分のコンパレータや、ストローブ信号の入力中でコンパレータの出力が「Ｈレベル」となっているときに対応するサーマルヘッド８の発熱素子を通電して発熱させる回路などから構成されている。

各１ライン記録期間中には、データ処理部２０から１ライン分の通電時間データがヘッド制御部２１によって読み出されるとともに、その内部で１ライン記録期間中の最大の通電時間と同じ長さのストローブ信号が発生する。ヘッド制御部２１内のカウンタは、１ラインの記録開始時にリセットされて所定の単位時間毎にカウントアップする。これにより、サーマルヘッド８の各発熱素子は、対応する通電時間データに表される時間だけ通電されて発熱し、通電時間データの元になった画像データが示す濃度に発色させる熱エネルギーをカラー感熱記録紙に与える。

また、ヘッド制御部２１には、サーマルヘッド８の各発熱素子の抵抗値を測定する抵抗値測定ユニット２１ａが設けられている。抵抗値測定ユニット２１ａは、例えばプリンタの電源がオンとされた直後に、ＣＰＵ２に制御されて各発熱素子の抵抗値をそれぞれ測定する。測定された各抵抗値は、ＣＰＵ２に送られ、その抵抗値に基づいて発熱素子が発生すべき熱エネルギーを補正する補正値を発熱素子毎に算出する。各補正値は、データ処理部２０に送られてセットされる。

図２にデータ処理部２０の構成を示す。データ処理部２０は、ラインメモリ部２５，第１処理回路２６，中間バッファ部２７，第２処理回路２８，プリントバッファ部２９から構成されている。ラインメモリ部２５，中間バッファ部２７，プリントバッファ部２９は、図示しないコントローラによりデータのリード（読み出し）・ライト（書き込み）が制御される。第１処理回路２６，第２処理回路２８は、データ処理手段となっており、２段のデータ処理手段でパイプライン処理を行う。

ラインメモリ部２５には、ライン周期信号の発生毎、すなわちライン周期毎に画像データが１ライン分ずつＣＰＵ２によって入力される。このラインメモリ部２５は、第１ラインメモリ２５ａと第２ラインメモリ２５ｂとから構成されており、一方のラインメモリから画像データが読み出されている間に、他方のラインメモリに画像データの書き込みが可能とされるとともに、１ライン毎に書き込みと読み出しとが切り換えられるダブルバファ構成となっている。これは、１ライン記録期間中で、１ライン分の画像データを読み出して第１処理回路２６において処理を行っている間に、次に処理すべき１ライン分の画像データをラインメモリ部２５に書き込んでおく必要があるためである。なお、画像データとしては、輝度データ、各色差データがそれぞれ書き込まれ、また読み出される。

このラインメモリ部２５は、ライン制御部１７からのライン有効信号Ｌ０が入力されているときに読み出しが有効となり、データ有効信号Ｄ０が入力されている間に読出し動作を行い、画像データとともにデータ有効信号Ｄ１を第１処理回路２６に送る。

第１処理回路２６は、データ有効信号Ｄ１とともに入力される１ライン分の画像データを順次に取り込み、第１処理を施して順次に出力する。この第１処理は、４：２：２の比率でサンプリングされて作成された輝度データ、各色差データを１：１：１のデータに変換する同時化処理，この画像データをＹ（イエロー），Ｍ（マゼンタ），Ｃ（シアン）の各色の階調データに変換する色空間変換処理，階調データに対して輪郭を強調する輪郭強調処理とからなる。この第１処理回路２６は、第１処理を施して得られる階調データのうち記録すべき色の階調データをデータ有効信号Ｄ２とともに順次に中間バッファ部２７に出力する。

中間バッファ部２７は、ラインメモリ部２５と同様にダブルバッファ構成とされており、それぞれ１ライン分の記憶容量を有した第１中間バッファメモリ２７ａ，第２中間バファメモリ２７ｂとから構成されている。データ有効信号Ｄ２とともに第１処理回路２６からの階調データが入力されると、書き込みに設定されている一方の中間バッファメモリに１ライン分の階調データの書き込みが行われ、ライン制御部１７からのライン有効信号Ｌ３，データ有効信号Ｄ３が入力されることによって読出しに設定されている他方の中間バッファメモリから１ライ分の階調データが読み出される。

上記中間バッファ部２７の書込み及び読出しは、ライン周期毎に行われ、１ライン記録期間内では、１周期前（前回の１ライン記録期間中）に書き込まれた１ライン分の階調データの読出しが行われるとともに、新な１ライン分の階調データが書き込みが行われる。中間バッファ部２７から読み出された階調データは、データ有効信号Ｄ４とともに第２処理回路２８に送られる。

第２処理回路２８は、データ有効信号Ｄ４とともに中間バッファ部２７から出力される階調データに対して第２処理を施してデータ有効信号Ｄ５とともに順次に出力する。第２処理は、エネルギー変換処理，熱履歴補正，抵抗値正処理，通電時間変換処理からなる。

エネルギー変換処理は、カラー感熱記録紙の発色特性に応じたパラメータで階調データを発熱素子が発生すべき熱エネルギー値に変換する。熱履歴補正では、サーマルヘッド８の蓄熱状態に応じたパラメータで発熱素子に発生させる熱エネルギーを増減する。抵抗値正処理では、抵抗値測定ユニット２１ａで測定された抵抗値に基づいた補正値をパラメータとして用いて濃度ムラの発生を防止するための補正を行う。エネルギー変換処理，抵抗値正処理で用いられる各パラメータは、記録に先立ってＣＰＵ２によって画像記録前に第２処理回路２８にセットされる。また、熱履歴補正では、各温度センサ１４ａ，１４ｂで測定されるヘッド温度及び環境温度がパラメータの一部として用いられる。

プリントバッファ部２９は、ラインメモリ部２５，中間バッファ部２７と同様なダブルバッファ構成とされており、第１プリントバッファメモリ２９ａと、第２プリントバッファメモリ２９ｂとからなる。プリントバッファ部２９には、第２処理回路２８から１ライン分の通電時間データとデータ有効信号Ｄ５が入力される。データ有効信号Ｄ５が入力されると、入力中の通電時間データを書き込み側のプリントバッファメモリに順次に取り込んで保持し、次のライン周期にヘッド制御部２１によって読み出される。

１ライン分のデータについての、ラインメモリ部２５からの読み出しから中間バッファ部２７への書き込みまでの一連の処理は１ライン記録期間内に完了する。同様に、中間バッファ部２７からの読み出しからプリントバッファ部２９への書き込みまでの一連の処理は１ライン記録期間内に完了する。また、ラインメモリ部２５からプリントバッファ部２９までは、内部バス２２とは別に用意されたバスによって各部間で直接にデータ，信号の授受が可能にされている。

次に上記構成の作用について説明する。プリンタの電源をオンとすると、抵抗値測定ユニット２１ａが自動的に作動され、サーマルヘッド８の各発熱素子の抵抗値がそれぞれ測定される。この測定によって得られる各発熱素子の抵抗値は、内部バス２２，ＣＰＵＩＦ１５，システムバス３を介してＣＰＵ２に送られる。そして、測定された各抵抗値に基づき、各発熱素子に対応した補正値がＣＰＵ２によって算出され、各補正値がシステムバス３，ＣＰＵＩＦ１５，内部バス２２を介してデータ処理部２０に送られ、第２処理回路２８に抵抗値補正処理用のパラメータとしてセットされる。

電源をオンとした後に、図示しない操作部を操作してプリント指示を与えると、ＣＰＵ２によってメモリカード９から記録すべき画像のデータが読み出され、これを伸長して得られる画像データが画像メモリ５に書き込まれる。

また、モータ制御部１８には、ＣＰＵ２からヘッドアップの指示が与えられる。この指示を受けたモータ制御部１８により、揺動モータ１１が駆動されてサーマルヘッド８が退避位置にセットされる。そして、ヘッド位置センサ１３ａによってサーマルヘッド８が退避位置にセットされたことが検出されると、割り込み要求信号がセンサ入力部１９から割り込み制御回路１６に送出されて、ＣＰＵ２に割り込み信号が送られる。

上記の割り込み信号に応答して、ＣＰＵ２からはモータ制御部１８に対して給送指示が与えられ、搬送モータ１２が駆動される。この搬送モータ１２の駆動により給送ローラ及び搬送ローラが回転され、給紙カセットからカラー感熱記録紙がサーマルヘッド８に向けて給紙される。

カラー感熱記録紙の給紙が行われ、カラー感熱記録紙の先端が搬送位置センサ１３ｂによって検出されると、割り込み制御回路１６に割り込み要求信号がセンサ入力部１９から送出され、ＣＰＵ２に割り込み信号が送られる。この割り込み信号に応答してＣＰＵ２からモータ制御部１８に搬送モータ１２の停止と、サーマルヘッド８のダウンが指示される。

モータ制御部１８により、搬送モータ１２が停止されてカラー感熱記録紙の搬送が停止される。この搬送の停止後に、揺動モータ１１が駆動されてサーマルヘッド８が圧接位置にセットされて、カラー感熱記録紙に圧接される。

上記のようにサーマルヘッド８が圧接位置にセットされたことが、ヘッド位置検出センサ１３ａによって検出されると、センサ入力部１９からの割り込み要求信号が割り込み制御回路１６に送られ、ＣＰＵ２に割り込み信号が入力される。この割り込み信号の入力により、ＣＰＵ２によって画像メモリ５から第１ラインの画像データの読み出しが行われ、システムバス３，ＣＰＵＩＦ１５、内部バス２２を介してデータ処理部２０のラインメモリ部２５に送られる。ラインメモリ部２５は、初期状態では第１ラインメモリ２５ａにデータが書き込まれるようにされているため、第１ラインの画像データが第１ラインメモリ２５ａに書き込まれる。

第１ラインの画像データの書き込が完了すると、図３に示すように、ＣＰＵ２から処理開始の指示が出力され、これがＣＰＵＩＦ１５を介して、ライン制御部１７とモータ制御部１８と送られる。この処理開始の指示を受けて、モータ制御部１８は、加減速テーブルに基づいて搬送モータ１２に対して搬送パルスの送出を開始する。これにより、カラー感熱記録紙は、停止状態から加速されて、一定の搬送速度で搬送されるようになる。

一方、ライン制御部１７は処理開始の指示を受けると、その直後から割り込み制御回路１６，データ処理部２０，ヘッド制御部２１に対してライン周期信号の送出を開始するとともに、ラインメモリ部２５に対してライン有効信号Ｌ０の送出を開始する。このライン有効信号Ｌ０は、１色の画像についての第１処理が完了するまでの間、継続して出力される。なお、図３中の読出し及び書込みのタイミングを示す波形に付記した数字はラインの番号を示している。

また、このライン周期信号Ｌ１の送出開始と同時に、ライン制御部１７からは１番目のデータ有効信号Ｄ０がラインメモリ部２５に送られる。ライン有効信号Ｌ０の入力中にデータ有効信号Ｄ０が入力されることにより、第１ラインメモリ２５ａから第１ラインの各画像データが所定の処理レートで順番に読み出される。そして、この第１ラインの画像データが出力されている期間には第１処理回路２６に１番目のデータ有効信号Ｄ１が送られる。

１番目のデータ有効信号Ｄ１を受け、第１処理回路２６は、そのデータ有効信号Ｄ１の入力中にラインメモリ部２５から出力される画像データを順次に取り込み、取り込んだ画像データに第１処理を施して出力する。このときに、第１処理回路２６による第１処理は、ラインメモリ部２５からの画像データの読み出しに同期して、すなわち所定の処理レートで行われる。

第１処理が施されることにより、画像データ（輝度データ，青色色差データ，赤色色差データ）は、イエロ−，マゼンタ，シアンの各階調データに変換され、輪郭強調処理が施された後に、記録すべき色、すなわちイエロー階調データが所定の処理レートで順次にデータ有効信号Ｄ２とともに中間バッファ部２７に出力される。

中間バッファ部２７は、最初に第１中間バッファメモリ２７ａにデータ書き込みが行われるようにされているから、データ有効信号Ｄ２を受け、それとともに入力される第１ラインのイエロー階調データが第１中間バッファメモリ２７ａに順次に書き込まれる。

第１ラインのイエロー階調データが第１中間バッファメモリ２７ａに書き込まれた後に、２番目のライン周期信号が発生する。そして、このライン周期信号に同期して、ライン制御部１７からイエロー画像用のライン有効信号Ｌ３の送出が開始されるとともに、１番目のデータ有効信号Ｄ３が中間バッファ部２７に送られる。

ライン有効信号Ｌ３とともにデータ有効信号Ｄ３が入力されることに応答して、中間バッファ部２７の第１中間バッファメモリ２７ａから第１ラインの各イエロー階調データの読出しが所定の処理レートで順次に行われて、１番目のデータ有効信号Ｄ４とともに第２処理回路２８に送られる。

中間バファ部２７から順次出力されるイエロー階調データは、１番目のデータ有効信号Ｄ４が入力されることで第２処理回路２８に順次に取り込まれて、所定の処理レートで第２処理が施され、１番目のデータ有効信号Ｄ５ともに出力される。これにより、第１ラインのイエロー階調データは、熱履歴補正，抵抗補正処理が施された通電時間データとして出力される。

上記のようにして得られる第１ラインの通電時間データは、１番目のデータ有効信号Ｄ５とともに第２信号処理回路２８からプリントバッファ部２９に送られる。そして、このプリントバッファ部２９はデータ有効信号５が入力されることによって、第１ラインの通電時間データを第１プリントバッファメモリ２９ａに順次に取り込んで保持する。

ところで、第１ラインの画像データのラインメモリ部２５への書き込みが完了した後に発生する１番目のライン周期信号が割り込み制御回路１６に入力される。すると、ＣＰＵ２に割り込み信号が送られ、この割り込み信号を受けてＣＰＵ２により画像メモリ５から第２ラインの各画像データが読み出されて、これがラインメモリ部２５に送られる。

ラインメモリ部２５は、第１ラインの画像データの書き込みが完了した時点で、第１ラインメモリ２５ａが読み出し用に、第２ラインメモリ２５ｂが書き込み用に切り換えられているから、第２ラインの画像データは、第１ラインの画像データの読み出しと競合することなく、第２ラインメモリ２５ｂに順次書き込まれる。

そして、２番目のライン周期信号の発生に同期して、２番目のデータ有効信号Ｄ０がライン制御部１７からラインメモリ部２５に送られることにより、この第２ラインメモリ２５ｂから第２ラインの画像データが読み出され、２番目のデータ有効信号Ｄ１とともに第１処理回路２６に送られる。この第２ラインの各画像データは、第１処理回路２６で第１処理が施されてそれぞれイエロー階調データに変換され、２番目のデータ有効信号Ｄ２とともに中間バッファ部２７に送られる。このときに中間バッファ部２７は、第２中間バッファメモリ２７ｂが書き込み用にされているから、この第２中間バッファメモリ２７ｂに第２ラインのイエロー階調データが書き込まれる。したがって、第１ラインの読み出しとは競合しない。

さらに、上記の２番目のライン周期信号に同期して、画像メモリ５から第３ラインの画像データが読み出されラインメモリ部２５に送られる。２番目のライン周期信号が発生した時点では、第１ラインメモリ２５ａからの第１ラインの画像データの読み出しが完了しており、この第１ラインメモリ２５ａが書き込み用に切り換えられている。そして、この第１ラインメモリ２５ａに第３ラインの画像データが書き込まれる。なお、このときに、第２ラインメモリ２５ｂからは、上述のように第２ラインの画像データが読み出されている。

上記のようにして第１ラインの通電時間データがプリントバッファ部２９に、第２ラインのイエロー階調データが中間バッファ部２７に、第３ラインの画像データがラインメモリ部２５に書き込まれた状態となると、ライン周期信号の発生が一時的に停止される。このように第３ラインの画像データをラインメモリ部２５に書き込んだ状態まで事前処理を進め、一時的にライン周期信号の発生を停止しプリント開始の待機状態とする。これにより、プリント開始の指示に応答して直ちにサーマルヘッド８を駆動できるようにしている。

ライン周期信号の発生が一時的に停止された状態となってから、加速期間が終了してプリント期間となる。そして、このプリント期間となる直前にプリント開始信号がモータ制御部１８からライン制御部１７に対して送られる。すると、ライン制御部１７は、予め設定されたディレイ数（この例では２周期）分の搬送パルスの入力を待ってから、搬送パルスに同期したタイミングでライン周期信号の送出を再開する。すなわち、カラー感熱記録紙の搬送速度が一定になることに応答してパイプライン処理が再開される。

送出再開直後に発生される３番目のライン周期信号と同時にライン制御部１７からヘッド制御部２１に対してライン有効信号Ｌ６の送出が開始される。このライン有効信号Ｌ６は、１色の画像の最終ラインの記録が完了するまで送出される。

ライン有効信号Ｌ６が入力されることによりヘッド制御部２１は、ライン周期信号の入力毎にプリントバッファ部２９から通電時間データを１ライン分ずつ読み出して、それに基づいてサーマルヘッド８の各発熱素子を駆動するようになる。このため、３番目のライン周期信号が発生すると、ヘッド制御部２１により第１プリンタバッファメモリ２９ａから第１ラインの通電時間データが読み出され、これに基づいてサーマルヘッド８の発熱素子が駆動される。これにより、イエロー画像の第１ラインがカラー感熱記録紙に記録される。

他方、３番目のライン周期信号に同期して、上記と同様に、割り込み信号，各データ有効信号の送出が行われ、第２中間バッファメモリ２７ｂの第２ラインのイエロー階調データが第２処理回路２８に送られる。そして、このイエロー階調データに第２処理が施されることで得られる通電時間データがプリントバッファ部２９に送られ、その第２プリントバッファメモリ２９ｂに書き込まれる。また、第１ラインメモリ２５ａから第３ラインのイエロー階調データが第１処理回路２６に送られ、第１処理が施されて得られるイエロー階調データが第１中間バッファメモリ２７ａに書き込まれる。さらには、画像メモリ５から読み出された第４ラインの画像データが第２ラインメモリ２５ｂに書き込まれる。

この後に、４番目のライン周期信号が発生すると、上記と同様にして、第２ラインの通電時間データがヘッド制御部２１に読み出される。これにより、サーマルヘッド８の各発熱素子が第２ラインの通電時間データに基づいて駆動され、カラー感熱記録紙紙にイエロー画像の第２ラインが記録される。また、第３ラインのイエロー階調データに第２処理を施して得られる通電時間データが第１プリントバッファメモリ２９ａに書き込まれ、第４ラインのイエロー階調データに第１処理を施したイエロー階調データが第２中間バッファメモリ２７ｂに書き込まれる。さらには、画像メモリ５から読み出された第５ラインの画像データが第１ラインメモリ２５ａに書き込まれる。以下、同様にして、イエロー画像の第３ライン以降が記録される。

イエロー画像の記録されたカラー感熱記録紙の部分は、図示しない光定着器からの近紫外線が照射されることにより光定着される。イエロー画像の最終ラインの記録が終了し、カラー感熱記録紙の後端までの光定着が完了すると、サーマルヘッド８が退避位置に移動されてからカラー感熱記録紙が戻される。この搬送中に、カラー感熱記録紙の先端が搬送位置センサ１３ｂにに検出されると、搬送が停止されるとともに、サーマルヘッド８がカラー感熱記録紙に圧接される。

サーマルヘッド８をカラー感熱記録紙に圧接した後に、マゼンタに応じたパラメータ，ライン周期等をセットしてから、イエロー画像の場合と同様な手順でパイプライン処理で第１処理、第２処理を行いながら、マゼンタ画像を１ラインずつ記録する。

マゼンタ画像の記録されたカラー感熱記録紙の部分は、光定着器からの紫外線が照射されることにより光定着される。マゼンタ画像の最終ラインの記録が終了し、カラー感熱記録紙の後端までの光定着が完了するとサーマルヘッド８による圧接が解除されてからカラー感熱記録紙が戻される。この搬送中に、カラー感熱記録紙の先端が搬送位置センサ１３ｂに検出されると、搬送が停止されるとともに、サーマルヘッド８がカラー感熱記録紙に圧接される。サーマルヘッド８圧接された後に、シアンプリント工程が開始され、上記と同様な手順でシアン画像が１ラインずつ記録される。

上記のように、ラインの記録に同期させて１ライン分ずつ各段のデータ処理をするようにパイプライン処理を行っているから、ライン周期を短くすることができプリントの高速化を図ることができるのと同時に、データ処理のための大容量のメモリが不要となる。

上記実施形態では 中間バッファ部をダブルバッファ構成としているが、処理レ−トがシステムクロックの４倍以上である場合には、読み出しと書き込みのタイミングをずらした制御を行うことにより、ダブルバッファ構成ではなく１ライン分のラインメモリで構成することができる。

図４は、中間バッファ部を１ライン分のラインメモリで構成した例を示すものである。ドットイネーブルは、１画素の処理タイミングの基準となる信号であり、システムクロックの４倍の周期で繰り返し発生される。すなわち、処理レ−トがシステムクロックの４倍になっている。読み出しと書き込みは、いずれもシステムクロックの４倍の周期で行われ、互いにシステムクロックの２周期分タイミングずらして行う。これにより、中間バッファ部を１ライン分のラインメモリで構成しながら、読出しと書き込みとが競合しないようにできる。

上記各実施形態では、第１処理回路と第２処理回路との間に中間バファ部を設けることにより、ライン周期毎にライン単位で処理を進める構成であるが、中間バッファ部を設けずに第１処理回路で１ライン中の（ｉ＋１）番目の画素のデータを処理している間に、第２処理回路で同じラインのｉ番目の画素のデータを処理するように処理を進めてもよい。

また、上記各実施形態では、１個のサーマルヘッドを用い、カラー感熱記録紙を３往復している間にカラー画像を記録する１ヘッド３パス方式であるが、各色のそれぞれにサーマルヘッドを設け、カラー感熱記録紙を１方向に１回搬送している間にカラー画像を記録する３ヘッド１パス方式のものであってもよい。この場合には、上記と同様に構成されるプリント制御ＬＳＩを各サーマルヘッドのそれぞれに対応して設ける。そして、１つのプリント制御ＬＳＩで搬送モータを制御するとともに、このプリント制御ＬＳＩからのプリント開始信号により、それぞれ各サーマルヘッドの位置に応じたディレイ数でサーマルヘッドの駆動を開始させる構成とすれば、容易に３ヘッド１パス方式のカラー感熱プリンタを構成できる。

上記ではサーマルプリンタについて説明したが、熱溶融型のプリンタやインクジェット方式のプリンタ等に本発明を利用することができる。また、パイプライン処理の段数は、２段に限るものではなく３段以上であってもよい。例えば同時化処理，色空間変換処理，輪郭強調処理，エネルギー変換処理，熱履歴補正，抵抗値正処理，通電時間変換処理のそれぞれを行う処理回路を設け、パイプライン処理を７段としてもよい。

本発明を実施した感熱方式のプリンタの構成の概略を示すブロック図である。 パイプライン処理を行うデータ処理部の構成を示すブロック図である。 プリント制御用ＬＳＩの動作タイミングを示すタイミングチャートである。 中間バッファ部を１ライン分のラインメモリで構成した例をタイミングチャートで示すものである。

符号の説明

２ ＣＰＵ
５ 画像メモリ
８ サーマルヘッド
７ プリント制御ＬＳＩ
１７ ライン制御部
２０ データ処理部
２５ ラインメモリ部
２６，２８ 処理回路
２７ 中間バッファ部
２９ プリントバッファ部

Claims (7)

1. 記録ヘッドを駆動して１ラインずつ画像を記録するプリンタに用いられ、画像データに対して記録ヘッドを駆動するためのデータ処理を行うプリンタ用データ処理装置において、
   １ラインを記録するライン周期毎に、１ライン分の入力データに対する所定の処理を行って処理済みの１ライン分の出力データを次段の入力データとして出力することにより、パイプライン処理で前記データ処理を行う複数段のデータ処理手段と、各データ処理手段の間にそれぞれ設けられ、ライン周期毎に、次段のデータ処理手段に対して１ライン分の入力データを出力するとともに、前段のデータ処理手段からの１ライン分の出力データが次のライン周期で出力すべきデータとして書き込まれる１個以上の中間バッファとを備えたことを特徴とするプリンタ用データ処理装置。
2. ライン周期毎に、１ライン分のデータを初段のデータ処理手段の入力データとして出力するとともに、新たな１ライン分の画像データが次のライン周期で出力すべきデータとして書き込まれるラインメモリ手段と、ライン周期毎に、前記データ処理が施された１ライン分のデータを出力するとともに、次のライン周期で出力すべきデータとして最終段のデータ処理手段からの１ライン分の出力データが書き込まれるプリントバッファ手段とを備えていることを特徴とする請求項１記載のプリンタ用データ処理装置。
3. 前記ラインメモリ手段は、２つのラインメモリから構成され、一方のラインメモリからデータを読み出している間に、他方のラインメモリに対してデータの書き込みを行い、１ライン毎に読み出しと書き込みを行うラインメモリが切り換わるダブルバッファ構成であることを特徴とする請求項２記載のプリンタ用データ処理装置。
4. 前記プリントバッファ部は、２つのバッファメモリから構成され、一方のバッファメモリからデータを読み出している間に、他方のバッファメモリに対してデータの書き込みを行い、１ライン毎に読み出しと書き込みを行うバッファメモリが切り換わるダブルバッファ構成であることを特徴とする請求項２記載のプリンタ用データ処理装置。
5. 前記中間バッファは、読み出すべきラインのデータの読み出しと、書き込むべきラインのデータの書き込みとを画素単位で交互に行う１ライン分のバッファメモリから構成されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載のプリンタ用データ処理装置。
6. パイプライン処理のタイミングを制御するライン制御手段を備え、このライン制御手段は、プリント時には予め設定されたライン周期数分のパイプライン処理を実行させた後に、パイプライン処理を一時的に停止し、記録紙が定速となることに応答してパイプライン処理を再開させることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載のプリンタ用データ処理装置。
7. 外部のＣＰＵとの間で通信を行うインタフェースを備え、このインタフェースを介してＣＰＵによってライン周期が設定されることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載のプリンタ用データ処理装置。

Images