JPH04233367A - 連続調整可能なラスタ解像度印刷方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】〔発明の背景〕本発明はラスタ出力スキャ
ナ（ＲＯＳ：Ｒａｓｔｏｒ　Ｏｕｔｐｕｔ　Ｓｃａｎｎ
ｅｒ）に各データラスタを露出するために分数の走査線
を利用可能にする回路に関し、特に単一の走査が一つの
ラスタからのビデオデータで開始され、任意の点で次の
ラスタデータへと切り換えることを可能にする回路に関
する。

【０００２】最も簡単な場合、ラスタ出力スキャナはラ
スタ毎に一回の走査を行う。その例はフォトリセプタへ
の画像を走査するために使用される多角体を回転させる
ことによって生成される走査線である。走査の開始（Ｓ
ＯＳ：Ｓｔａｒｔ　Ｏｆ　Ｓｃａｎ）でビデオの一本の
線がクロックアウトされ、一つのラスタを生成するため
にビーム輝度を変調するため利用される。各ラスタ毎に
２本以上の走査線を利用することも可能である。この場
合はラスタ内の全ての走査用のビデオは同一である。

【０００３】必要な走査とラスタピクセルの密度とが互
いの倍数でない場合に問題が生ずる。例えば、インチ当
たり３５０スポット（ミリメートル当たり１４スポット
）のプリンタを駆動するためにインチ当たり２４０スポ
ット（ミリメートル当たり１０スポット）のビデオ発生
器が使用されるものと想定してみる。走査方向では、走
査速度と適合して適宜の画像幅を得るために、ビデオの
クロック速度を変更することができる。しかし、処理方
向では、ビデオ速度をプリンタのインチ当たりの走査線
の数に適合させることは極めて困難である。プリンタに
おけるインチ当たりの走査線の数は通常は変更できない
ので、唯一の方法は、ビデオを電子的に、この場合はイ
ンチ当たり２４０から３５０（ミリメートル当たり１０
から１４）に変換することである。これはある種の数値
処理を用いて画像全体を連続的なグレースケール画像へ
と変換し、次に前記連続画像をインチ当たりの所望の３
５０の走査線へと変換することによって達成可能である
。勿論、この処理中、多くの計算時間と記憶装置が消費
され、必然的に細部が損失する。

【０００４】本発明の課題はインチ当たりの走査線の数
を分数で調整する改良された方法を提供することである
。

【０００５】〔発明の要約〕本発明はラスタ毎に分数の
走査線が可能であるという概念から発している。例えば
、データ発生器が３本のデータ線、すなわちラスタを生
成するのに要する時間で、ＲＯＳが８回の走査を行うシ
ステムの場合には、システムは各々のラスタに２　　２
／３の走査線を割り当てることができる。換言すると、
最初の２本の線用には同じデータがＲＯＳに送られる。 第３の線用には、第１のラスタデータが最初の２／３用
に利用され、第３の走査線の最後の１／３用には第２の
ラスタデータが利用される。次に、第２のラスタデータ
が次の２　　１／３の走査線用に利用される。最後に、
第３のラスタデータが６本の走査線の最後の２／３と、
次の２本の走査線全部に利用される。このようにして、
３つの等しいラスタが８回の走査によって印刷される。

【０００６】この技術は更に走査線の数以上のラスタが
ある場合にも利用することができる。例えば、各走査が
ラスタの２／３を生成できるようにすることによって、
３つのラスタを生成するために２本の走査線を利用する
ことができる。勿論、データのある部分は損失される。

【０００７】この技術は任意の点で任意の走査線を分割
するために利用することができ、従って、走査速度を任
意の分数で分割して、データにどのような形式の数値調
整をも行わずに処理方向での任意のラスタ幅に適合させ
ることができる。

【０００８】〔図面の説明〕図１は、３つのラスタを生
成するために利用される８本の走査線を示した線図であ
る。

【０００９】図２は、同時に４つのビームを発生するビ
ーム発生器によってラスタを発生するための処理過程を
示す線図である。

【００１０】図３は、本発明の回路を実現するため回路
構成図である。

【００１１】〔発明の詳細な説明〕ラスタ出力スキャナ
としても知られる浮動スポットスキャナは従来、反射多
面多角体を有しており、この多角体は、中心軸を中心に
回転され、記録媒体が直交の緩速走査、すなわち処理方
向に前進されている間に高速走査、すなわちライン走査
方向では輝度変調された単数又は複数のビームが感光性
記録媒体を反復的に掃引して、ラスタ走査パターンに従
ってビーム（単数又は複数）が記録媒体を走査できるよ
うにされる。二値サンプルストリームに従って各々のビ
ームを連続的に輝度変調することによって、ディジタル
印刷が行われ、それによって記録媒体は走査中にサンプ
ルによって表される画像へと露出される。

【００１２】公知のように、ディジタルプリンタによっ
て印刷される画質は印刷される画像の個々の画素、すな
わちピクセルが記録媒体に位置決めされる精度によって
大幅に左右される。処理方向では、多角体面の動揺、処
理用歯車列のコギング、処理モータの速度変動又は走査
線の不均一な間隔の原因となるその他の処理上の異変に
起因するノイズのない中間調の画像を生成するためには
、走査線の間隔は精密でなければならない。

【００１３】代表的には、走査検出器の始動は浮動スポ
ット（単数又は複数）をデータラスタに同期化するため
に利用され、一つのデータラスタは各スポットによって
各走査毎に出力される。例えば“二倍線”又は“三倍線
”のようなある種の走査方式では、２回又はそれ以上の
走査中に特定のデータラスタが２回又はそれ以上の回数
で出力される。このことは多角体の動揺のある部分を緩
和する利点を有しているが、通常必要である多角体ＲＡ
Ｍの２倍ないし３倍のＲＡＭを必要とするという欠点を
有している。更に、データラスタの分離は走査線分離の
整数倍に限定されており、比較的粗い（走査線間隔）解
像度の場合を除き、速度補償又は密度制御を行うことが
できなくなる。

【００１４】ここに開示する本発明は処理方向で、任意
の精緻な解像度で速度補償及びラスタ密度制御を行うよ
うにするものであり、走査信号の開始を一つのデータラ
スタから次のデータラスタへの変調の転移から分離する
ことに基づき、その代わりにどのラスタが出力されるべ
きかを決定するために露出媒体の空間的位置を利用する
ものである。急速走査の“帰線”部分中に各ラスタを開
始し、終了する代わりに、走査中に次のラスタへの転移
を開始することができる。

【００１５】走査とラスタとのこのような可変的な関係
の例が図１に示されている。左側が走査の開始を規定す
る線２７と、走査の終了を規定する線２６で境界付けら
れたフォトリセプタの長方形領域が想定されている。長
方形はさらに画像の３つの上部ラスタ、すなわちラスタ
２１、２２及び２３を含んでいる。さて、例えば８回の
走査のような頻度を有する走査線１３ないし２０が３つ
のラスタを覆うものと想定する。そこで、本発明に従っ
て第１のラスタ用の画像データは第１の走査線１３全体
に供給され、同一のデータが第２の走査線１４全体に供
給され、更に同一のデータが第３の走査線１５に供給さ
れるが、この場合は走査線の最初の２／３だけに供給さ
れる。２４の点で転移が行われ、データはラスタ２２の
データに切り換えられる。例えば、第１のラスタ２１が
白で第２のラスタ２２が黒である場合は、白ピクセルが
走査線１３及び１４、及び走査線１５の最初の２／３　
に供給される。転移点２４で画像データは切り換えられ
、従って黒のピクセルが走査線１５の残り、すなわち走
査線１６及び１７の全てと、走査線１８の最初の１／３
　に供給される。

【００１６】そこでこの技術が処理方向での全てのラス
タ寸法の完全な精密さを保持しつつ、任意の数の走査を
任意の数のデータラスタに適合させるために利用できる
ことが理解されよう。この技術は特定の走査速度を異な
るラスタ密度に適応させるだけではなく、処理の速度変
動をも補償する。何故ならば、ラスタ間の呼び時間量で
はなく、ラスタの実際の位置を各ラスタの開始を決定す
る機構として利用することができるからである。

【００１７】走査線の中央で一つのデータラスタから別
のデータラスタへと切り換えることによって、ある種の
補償技術がないと視覚的ノイズが生ずる場合があること
が理解されよう。このようなノイズはラスタ周波数と走
査周波数とのうなりとして説明することができる。ラス
タ毎の走査線の数を増大することによって、これらの高
周波ノイズは走査の２倍又は３倍化の場合のように緩和
することができる。

【００１８】ラスタ毎の走査線の数を増大するために、
多角体の回転速度を高める必要はない。事実、それはコ
ストの点で無理である。その代案は多重スポット走査用
に最後のｎ個のラスタ出力を含む電子ラスタキャッシュ
メモリを備えることである。ここでｎは露出媒体で瞬間
的に多重スポットによって走査されるラスタ数プラス１
である。露出媒体の各地点が特定の走査用ビームが占め
る空間の下を通過すると、その位置と関連するラスタは
多角体の角速度又は位相にかかわらず出力される。

【００１９】図２はフォトリセプタを同時に走査する４
つのスポットを有する前記システムを示している。ビー
ム間隔は露出を満たすためにインタレースが利用される
任意の所望の値、例えば３に設定できるものと想定され
ているが、ビーム間の間隔は説明上簡略にするために一
つの走査線に設定してあることに留意されたい。第１の
スポットの集合３１〜３４は図示のようにフォトリセプ
タを走査し、その後スポット３５〜３８によって次の走
査が行われる。最悪の場合は、ラスタ４０〜４３の一部
に入るスポット３５〜３８から成る第２の集合によって
示されるように、一組のスポットが４つのラスタに入る
。従って、新たなラスタを受けるための一つの特別なラ
スタバッファを含め、データ生成器は少なくとも５つの
データラスタを保持するラスタバッファを備えていなけ
ればならない。第１のスポットはラスタ４０，４１及び
４２の一部を通過し、一方、最後のスポット３８もラス
タ４３に入る。各スポットが例えば地点４８及び４４で
ラスタの境界に到達すると、スポットへのビデオは、こ
の場合はラスタ３９からラスタ４０へと切り換えられる
。

【００２０】従来のＲＯＳでは、傾斜されていない場合
は、スポットが水平に移動すると露出媒体がやや離れて
移動するのでラスタは僅かに斜めの走査線と平行である
。これに対して本発明では、ラスタ間の境界が走査線の
数ではなく露出媒体の位置によって左右されるので、ラ
スタは水平である。特別のラスタは多重ビームシステム
の各々のスポットからの露出の合計で構成される。スポ
ットが記録媒体上を通過する際にラスタが増分される速
度を制御することによって、任意の高解像度での可変密
度を達成することができる。

【００２１】このシステムにより生成される画像に特殊
なノイズは走査の中間で一つのラスタから別のラスタへ
と切り換えることに起因する。それが画像の印刷中に一
度しかなされないとすれば、画像内の不規則なノイズに
紛れて見えないであろう。しかし、この切り換えは各ビ
ームについてラスタ毎に一度行われ、かつ、走査毎の一
つのラスタにおいて処理速度が均一である場合は、切り
換えは各走査中に同じ水平位置で行われ、画像の全長に
わたって容易に識別できるノイズが生成される。しかし
、実際には、処理速度は一定ではなく、可変であり、多
少とも不規則な正弦波で変動し、その結果、垂直ノイズ
が同じく不規則に左又は右に膨張して、画像の波状線を
走るノイズが発生する。このノイズを除去する処理方法
は後述する。

【００２２】運動制御を行いたい場合に転移点をどこに
するかを決定するために、処理速度を決定する装置とし
てロータリエンコーダ又はその他の速度又は位置測定装
置を露出媒体に取り付けることができる。このような装
置により発生されるパルスは処理位置を指示するために
直接利用することができるが、それは所望のラスタ密度
がエンコーダの密度と整合する場合に限られる。しかし
、経済的な理由から、処理毎のパルスはインチ当たりの
ラスタ数よりも少なく測定装置から発生されことが適切
である。ラスタクロック、すなわちラスタ毎に１サイク
ルの周波数、すなわち処理速度と比例する周波数を有す
るクロックを発生するため、ある種の周波数逓倍が必要
である。

【００２３】このような逓倍されたクロックを発生する
方法の一つは演算に基づく周波数シンセサイザを使用す
ることである。基本周波数合成技術の教示に関しては米
国特許第４，７６６，５６０号「並列／パイプライン式
演算可変クロック周波数シンセサイザ」を、また、本明
細書で採用しているものと同一の計算技術を利用した高
速走査補償に関しては米国特許第４，８９３，１３６号
「浮動スポットスキャナ用の演算モータ選択補償」を参
照されたい。緩速走査位置決め誤差に関しては、周波数
変動を記録媒体上で一定密度のラスタを生成するように
設計して、所望の任意の公称密度のラスタを生成するた
めにこのような方法を利用することができる。この周波
数合成技術の重要な側面は、周波数を生成するために数
値が利用されることであり、演算技術によってこれらの
数値を適宜に修正することにより移相を行うことができ
る点である。

【００２４】前述のノイズに関しては、ラスタを走査毎
に切り換えれば肉眼が容易に辿ることができる痕跡を生
ずる程度にこのような問題が存在することは明白である
。この問題を軽減するため、切り換えが行われる水平位
置を左又は右に等しい確率及び異なる分量だけオフセッ
トするために疑似乱数を用いて、切り換え処理による可
視的な痕跡を消滅させることができる。このことによっ
てシステムに高い周波数ノイズが加わるが、疑似乱数移
相の総量を僅かな距離だけゼロにすることによって、低
周波数位置の完全性も保持される。この技術が高速走査
方向での同様の問題に如何に好適に応用できたかに関し
ては米国特許出願第０７／２８８Ｐ５２６号「ディジタ
ルプリンタ用の疑似乱数移相の演算ビットクロック発生
器」を参照されたい。

【００２５】本発明では２つの重要な処理が行われた。 その第１は（理論的には単一ビームも利用できるが）、
より高速の印刷ではなく、より緻密な走査線間隔でラス
タ密度及び処理制御の双方又は一方を行うために多重ス
ポット走査システムを利用できることである。各スポッ
トは従来のインタレースのようにソースデータファイル
の内容の一部ではなく全部によって変調される。ビーム
毎に記録媒体の各々の平方インチ領域が露出されるので
、ビーム毎により低い露出レベルが必要である。第２に
、低い露出レベルと高周波数でのノイズはラスタ周波数
と走査周波数とのうねりに起因する低周波数ノイズを軽
減するための代償として受忍される。しかし、観察者の
知覚範囲外になるようにノイズ周波数を高くし、露出レ
ベルを低くすることがこの修正技術の目標であるので、
この処理は許容される。記録媒体には多重スポットによ
って生成される多重露出が重畳される。ラスタ内のデー
タは高速走査方向では完全に重複するが、単一の露出だ
けに存在するノイズは重複しない。例えば、４ビームシ
ステムの場合、ラスタ毎に４つの異なる転移点があり、
その各々が一つのビームの場合の輝度の１／４である。

【００２６】スキャナ技術の物理的制約により、ほとん
どのプリンタは特定のビット密度で動作するように設計
されている。画像はプリンタの固定的な密度に従って拡
大又は縮小されるので、異なる密度用に設計されたプリ
ンタで特定の密度用に既にハーフトーン化又はフォーマ
ット化されたデータファイルを利用することはできない
。例えば、インチ当たり３００×３００ピクセル（ミリ
メートル当たり１２×１２ピクセル）での８　　１／２
’’×１１’’（２１６ｍｍ×２８０ｍｍ）のファイル
は４００ｓｐｉ（ｍｍ当たり１６スポット）のプリンタ
で印刷されると６．４’’×８．３’’（１６３ｍｍ×
２１０ｍｍ）となろう。多角体スキャナは高速走査方向
で密度を変更することができるものの、従来は緩速走査
方向でのラスタの変更できない分離により固定的な密度
を有していた。緩速走査の可変密度を達成するために多
角体の速度を変更することは従来、多角体が適宜の速度
にサーボするのに要する時間のため、全面的には成功し
ないことが実証されていることに留意されたい。本発明
によって、同じプリンタで広範な密度用にフォーマット
化されたファイルを印刷することが可能である。事実、
同じ画像に異なる密度のデータを組み合わせることが可
能である。

【００２７】従来は歯車のコギング、太陽歯車の磨耗及
び処理モータの速度変動に起因するような処理速度の変
化は高画質の再生の障害であった。多角体の動揺、又は
カラープリンタにおけるカラーパスの位置決めのような
その他の問題点も再生の画質に影響する。通常はこれら
の問題点は歯車列、モータ及び機械的部品をこのような
問題が許容できるレベルまで軽減されるような高性能な
ものにすることによって解消されてきたが、それには相
応のコストがかかる。本発明に従って処理速度及び位置
の双方又は一方を実時間で監視し、かつその情報を密度
制御用の電子素子に伝送することによって、これらの問
題は処理速度及び位置情報の精度と解像度に応じてある
程度まで軽減することができる。

【００２８】図３には本発明の回路の概略図を示す。動
作の開始時点でＲＡＭ５３内の４チャネルの記憶装置に
はビデオ発生器からデマックス５１を経てフォトリセプ
タに出力される画像の最初の４つのラスタを表すビデオ
データがロードされる。走査信号の開始はピクセルクロ
ック発生器５０によって受信され、これが１４ビットの
カウンタを始動し、その出力は記憶装置５３の４つのチ
ャネルをアドレス指定するために利用される。各チャネ
ルは印刷される一つのラスタを表すビデオ線から成って
いる。４つの出力線は全てマックス５４に送られる。加
算器５５は最初はゼロにセットされることによって、マ
ックス５４から出力される第１のラスタを選択する。第
２の走査の開始時点で、第２のＳＯＳ信号が受信され、
カウンタ５０はゼロから再始動する。第１のラスタはマ
ックス５４が第２のラスタを選択するように制御される
までこの第２の、後続の走査で出力され続ける。前記の
制御は次のように行われる。

【００２９】エンコーダは走査速度とは完全に非同期的
に処理速度を測定し、かつ、ラスタカウンタ５９の入力
に供給されるラスタ毎の多くのパルスを出力するために
利用することができる。一方、特定の周波数にセットさ
れた周波数シンセサイザによって可変周波数を供給可能
であり、これはラスタが何処に位置指定されるかを計算
するのと等価であり、非運動制御が達成される。第３の
可能性として、アキュムレータのパラメータ（累算され
る数）を決定する周波数が運動の関数として変更される
かどうかに応じて、運動の関数として、又は関数として
ではなくラスタアドレス５６を直接発生するアキュムレ
ータを使用することができる。いずれの場合も、カウン
タもしくはアキュムレータの小数点の左のビットはラス
タ数を表し、−１、−２等で示される右のビットはラス
タの端数を表す。最も簡単な場合は、少数点の左の２つ
のビットはマックス５４へと送られることができる。

【００３０】この回路の問題点は連続する多数の走査に
おいて走査線の同一の位置にノイズが生ずると、これら
のノイズが可視パターンを形成することがある点である
。このノイズの線を隠すため、各々の転移点を左又は右
にランダムな僅かな距離だけ移動して、見えない位置へ
と消すことができる。このことはそのカウントがラスタ
アドレス５６として示されているラスタアドレスカウン
タ５９の−１ビットを利用して、８ビットカウンタ５８
をクロックすることによって達成される。８ビット出力
は二進数の形式でランダムなオフセットを出力するＲＡ
Ｍ５７をアドレス指定するために利用される。この乱数
とカウンタ５９の出力は加算器５５で加算され、その結
果生じた少数位置の左の２つのビットはラスタアドレス
カウンタ５９の元の２つのビットの代わりにラスタを切
り換えるために利用される。その結果、ラスタ切り換え
点が僅かにランダムになり、従って不可視になる。

【００３１】本発明をこれまで特定の実施例に基づいて
説明してきたが、当業者には発明の真の精神と範囲から
逸脱することなく種々の変更が可能でありその素子は等
価の素子で代用できることが理解されよう。更に、本発
明の本質的教示内容から逸脱することなく多くの修正が
可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　３つのラスタを生成するために利用される
８本の走査線を示した線図である。

【図２】　　同時に４つのビームを発生するビーム発生
器によってラスタを発生するための処理過程を示す線図
である。

【図３】　　本発明の回路を実現するため回路構成図で
ある。

【符号の説明】

１３−２０　　走査線、２１　　第１ラスタ、２２　　
第２ラスタ、２３　　第３ラスタ、２４　　転移点、２
６　　走査終了線、２７　　走査開始線、４０−４３　
　ラスタ、５０　　クロック発生器、５１　　デマック
ス、５３　　ＲＡＭ、５４　　マックス、５５　　加算
器、５６　　ラスタアドレス、５７　　ＲＡＭ、５８　
　８ビットカウンタ、５９　　ラスタアドレスカウンタ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　ラスタ出力スキャナにおいて、次のス
   テップを含む、ｎ個のラスタを作成するためにｍ個の走
   査ビームを利用する方法：ラスタを等間隔を隔てた、水
   平に延びた方形領域に配置するステップ。