JPH07334144A - ラスタ出力文字の太さを改変する方法 - Google Patents

ラスタ出力文字の太さを改変する方法

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JPH07334144A
JPH07334144A JP5348338A JP34833893A JPH07334144A JP H07334144 A JPH07334144 A JP H07334144A JP 5348338 A JP5348338 A JP 5348338A JP 34833893 A JP34833893 A JP 34833893A JP H07334144 A JPH07334144 A JP H07334144A
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】線状セグメントから成る文字のアウトラインフ
ォントを、ラスタ化に適合させ、かつ拡大に応じて文字
の太さを変化させる。 【構成】各文字の形状を直線及び曲線セグメントで構成
されるアウトライン１０として定めるフォントデータ
を、ビットマップの中の文字の太さが元のフォント文字
の太さと所定の肥大化距離ｆだけ異なるように、改変さ
れたアウトライン４８をフォントデータ及び該肥大化距
離ｆに基づいて計算し、その後、改変されたアウトライ
ン離散的ピクセル１２でビットマップ表現を充填するこ
とによって、個々の文字のビットマップ表現に変換させ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ラスタ出力装置で出力
されるべき文字の太さを改変するための方法に関する。
この方法では、各文字の形状を直線及び曲線セグメント
から成るアウトラインとして定めるフォントデータが、
個々の文字のビットマップ表現に変換され、変換された
ビットマップ内の文字の太さが元のフォント文字の太さ
と所定の肥大化距離だけ異なるようされる。本発明はま
た、この方法を実行するのに適するプリンタにも関す
る。
【０００２】
【従来の技術】テキスト情報を例えばレーザ・プリンタ
又は陰極線管のようなラスタ出力装置で印字若しくは表
示する際には、テキストの各文字のビットマップ表現が
必要である。ビットマップ表現によって、各ピクセルが
文字の充填部分に属するのか、或いは背景に属するのか
が指示される。複数のフォントが用いられる際には、多
数の異なるビットマップ表現が各文字に関して必要とな
ろう。何故ならば、ビットマップ表現は、フォント、フ
ォントサイズ、及びプリンタが作動するピクセルサイズ
に依存するからである。記憶容量の必要量を低減させ、
別の出力装置との間でのフォントの可搬性を向上させる
ために、フォントの文字の形状を、文字のアウトライン
を数学的記述することによって定めるのが便利である。
アウトラインは、文字の充填部の境界を表す１つ又はそ
れ以上の非交差の閉じたパス（経路）から成る。各パス
は特定の方向で通過する一定の方向を有する曲線であ
り、取決めによって、文字の充填（黒）部はこの方向に
通過する際に曲線の左側にある。各パスの数学的記述
は、ＤＥ−Ａ−３８ １１ ３９６及びＥＰ−Ａ−０
３９３ ６８０に開示されているように、直線セグメン
トの終結点とベジア曲線の支持点との座標から成る。
【０００３】ビットマップ表現は、ピクセルのラスタを
アウトラインの上に重ね、アウトライン内に取り囲まれ
た区域を黒いピクセルで充填することによって、アウト
ラインから得られる。（この文脈において、「黒」は文
字が印字されるべき色を意味する。）
【０００４】アウトラインは容易に縮尺できるので、各
フォント文字に関して単一のアウトライン記述のみを必
要とし、異なるフォントサイズはアウトラインを縮尺す
ることによって得ることができる。したがって、フォン
トをプリンタの中に記憶するのに僅かな記憶容量しか必
要としない。テキストの所与の部分を印字する際には、
ビットマップ表現を、実際にテキストの中に現れるフォ
ント及びフォントサイズに関してのみ生成すれば良い。
他方、最も高い頻度で使用されるフォントのビットマッ
プ表現を生成し、記憶することも、勿論可能である。
【０００５】アウトライン表現はプリンタの特性に依存
しないので、所与のフォントの印字可能な文字は、印字
に用いられる出力装置に関係なく同じ外観を有する。そ
れにもかかわらず、プリンタの特性がテキストの外観に
或る種の影響を与えることがしばしばあるので、これら
の影響を補償することが必要であるか、或いは少なくと
も望ましい。
【０００６】例えば、レーザ・プリンタは、それぞれ
「ブラック・ライタ」及び「ホワイト・ライタ」と呼ば
れる２つのグループに分けることができる。ブラック・
ライタにおいては、レーザビームで露出された印字イメ
ージの部分のみが黒のトナーで現像される。ホワイト・
ライタにおいては、レーザビームで露出されなかった部
分のみが現像される。何れの場合においても、レーザビ
ームによって造り出される露出スポットは理想的な１ピ
クセルの寸法の正方形を具えておらず、むしろほぼ円形
である。その結果、それぞれ、ホワイト・ライタにおい
ては連続的な白区域を作り出し、ブラック・ライタにお
いては連続的な黒区域を作り出すために、露出スポット
の寸法を１ピクセルよりもやや大きくしなければならな
い。露出スポットのこの過剰寸法に起因して、ホワイト
・ライタで印字される黒文字は、ブラック・ライタで印
字される黒文字よりもより弱くなる。この効果を補償す
るために、文字、更に詳しく言うと文字のビットマップ
表現を、ホワイト・ライタにおいてはより太くしなけれ
ばならない。
【０００７】この目的のために、ビットマップ表現を、
特定の位置に黒ピクセルを更に加えることによって手作
業で適正化することができる。しかし、この手順は、各
フォント、フォントサイズ、及びプリンタ機械装置に対
して個別に行わなければならないことから、非常に時間
が掛かって、アウトライン記述を用いることによって達
成される利点の大半を帳消しにしてしまうことになろ
う。したがって、自動的に遂行できる肥大化方法が必要
とされる。
【０００８】自動肥大化の１つの方法については、図１
４及び図１５に関連して以下で述べる。
【０００９】図１４には、文字「ｋ」のアウトライン１
０が、アウトラインの上に重ねられるビットマップと共
に示されている。ビットマップの黒ピクセルは、灰色の
正方形（ピクセル）１２によって表されている。この文
字を肥大化させるために、ビットマップを最初に右に向
けて１ピクセル分だけ移動させ、移動されたビットマッ
プを元のビットマップとＯＲ論理によって組み合わせ
る。その後、結果として得られるビットマップを上に向
けて１ピクセル分だけ移動させ、移動されたこのビット
マップを最初の移動操作から得られるビットマップとＯ
Ｒ論理によって組み合わせる。結果は、図１５に示され
ている。文字の垂直ステム１４が右縁に加わる１ピクセ
ル分だけ肥大化していることが分かる。この状態は、ス
テム１４の左側及び右側境界の両方を外向きに１／２ピ
クセル分だけ移動させることによって得られるであろう
結果と等価である。肥大化距離ｆは文字の充填部の境界
を外向きに移動させる距離として定義されるので、図１
４及び図１５に説明する肥大化操作は、肥大化距離１／
２ピクセルに相当する。同様に、セリフ１６の頂部縁に
ある実質的に水平な境界線は、上に向けて１ピクセル分
だけ移動されている。これは上側境界を上向きに半ピク
セル分だけ移動させ、下側境界を下向きに半ピクセル分
だけ移動させることと等価である。かくして、文字の水
平部分又はステムもまた、ｆ＝１／２ピクセルで肥大化
されている。しかし、図１５において、文字の上向きに
勾配を有するステム１８及び下向きに勾配を有するステ
ム２０は、過剰に肥大化されていることが分かるであろ
う。かくして、この過程によって達成される肥大化は一
様ではなく、文字の外観が劣化する。
【００１０】この方法のもう１つの短所は、ｆ＝１／２
ピクセルよりも小さい肥大化距離を得られないことであ
る。多くの場合、この肥大化距離は、ホワイト・ライタ
での露出スポットの過剰寸法を補償するには大き過ぎ
る。１／２ピクセルよりも小さい肥大化距離は、プリン
タの空間的解像力が１ピクセルに制約されているとは言
え、重要であるということに注意すべきである。この制
約された解像力に起因して、印字されたイメージの中で
の垂直及び水平線又はステムの幅は１ピクセルの段階で
しか変化できない。しかし、文字の勾配部分を適切な肥
大化距離で肥大化することがもし可能であれば、勾配を
有する線又はステムの有効幅を１ピクセルよりもかなり
小さい段階で変化させることができ、印字されたテキス
トの外観及び可読性を著しく向上できるであろう。
【００１１】ＵＳ−Ａ−４ ６２５ ２２２では、印字
機械での文字ビットマップの自動肥大化のもう１つの方
法が開示されている。この方法では、灰色ピクセルを黒
と白の区域の間の境界でビットマップに付加して、文字
を幾分不鮮明に見えるようにする。この性質によって達
成される視覚的効果は、１／２ピクセルよりも小さい肥
大化距離によって肥大化することと同じである。しか
し、この方法は、灰色レベルを再生できるプリンタに限
られており、印字されたテキストの可読性で達成される
向上は限られている。何故ならば、ひとの視覚感受性は
黒と白の区域の間の鋭いコントラストにとりわけ依存し
ており、文字に対して灰色ピクセルを付加することはコ
ントラストが失われることを意味するからである。
【００１２】ＵＳ−Ａ−４ ６２０ ２８７は、コンピ
ュータで生成されるグラフィックスの分野に関するもの
で、曲線の線重みを変更する問題に関係している。この
問題は、文字を肥大化させる問題と或る種の類似性を有
する。この文書の中で開示されている方法では、曲線を
直線セグメントの列によって近似させ、より大きな線重
みを得るために、これらの線セグメントを望ましい線幅
に相当する細長い矩形で置換する。この方法によって、
均一の肥大化を任意の大きさの肥大化距離で達成できる
が、曲線の滑らかな外観を温存するためには、曲線を多
数のセグメント及び矩形にそれぞれ分割しなければなら
ないので、コンピュータで行われる計算及びグラフィッ
クス操作に多大な時間を消費することになる。
【００１３】
【発明が解決しようとしている課題】これらの短所にか
んがみて、本発明の目的は、文字の太さを精細かつ効率
的に任意の量だけ調整できる方法及び同方法を実施する
プリンタを提供することである。本発明により、この目
的は請求項１の前文による方法を提供することによって
達成される。請求項１の前文による方法は、改変アウト
ラインをフォントデータ及び肥大化距離ｆに基づいて計
算し、その後、ビットマップ表現を、改変されたアウト
ラインを離散的ピクセルで充填することによって得るこ
とを特徴としている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】この方法を実行するプリ
ンタについては、請求項９に請求されている。
【００１５】前に論考した文字肥大化の方法はビットマ
ップ・レベルで行われるので、肥大化を、アウトライン
をビットマップ表現に変形する前に、アウトラインで行
うことが本発明の重要な特徴である。理想的には、改変
されたアウトラインは、元のアウトラインを外向きに肥
大化距離ｆだけ移動させることによって得られる。更に
精密に言うと、元のアウトラインの外向きの移動は、以
下の操作によって定められる。半径ｆの円が、元のアウ
トラインの各点の回りに描かれる。改変されたアウトラ
インは、これらの総ての円の外側包絡線である。負の肥
大化距離（文字の細くなった太さに相当する）を受け入
れることもまた可能である。もしｆが負であれば、改変
されたアウトラインは、円の内側包絡線によって定めら
れる。
【００１６】本発明による方法の１つの有利な実施例に
おいて、改変されたアウトラインの数学的記述は、元の
アウトラインの記述と同じ書式を有する。例えば、もし
元のアウトラインが直線セグメントの終結点及びベジア
曲線の制御点によって定められるならば、改変されたア
ウトラインもまた、直線セグメントの終結点と、改変さ
れたアウトラインの理想的形状を近似するベジア曲線の
制御点との座標によって定められる。
【００１７】本発明による方法のこの実施例には、肥大
化距離を望ましいように選択できて、文字の均一な肥大
化が達成される利点がある。更に、この方法は従来の文
字生成技法と両立性を有する。何故ならば、改変された
アウトラインが元のアウトラインと同じ書式で記述さ
れ、その結果、ビットマップを充填するための通常の方
法及び系は変更されないからである。
【００１８】本発明の適用可能性は、ラスタ出力装置の
特定の特性の修正には限定されない。本発明者は、印字
されたテキストの読み易さは、とりわけフォントサイズ
が小さい場合、文字の太さの設定によって大幅に影響さ
れること、しかし、最適と見なされる太さには個々の人
ごとに大きな差異があることを発見した。本発明では、
ユーザの好みに従って文字の太さを個々人ごとに調整す
る可能性が呈示される。したがって、本発明によるテキ
スト再生系、すなわちプリンタに、印字されるべき文字
の太さを調整するための選択スイッチを設けることがで
きる。これに替えて、文字の太さを、テキストをプリン
タに対して伝送するホストコンピュータの中に設定する
こともできる。この場合、プリンタが１つのネットワー
クの中で複数のユーザに共有されるのであれば、各ユー
ザが個々に文字の太さを設定できる。文字の太さの最適
化は読み易さの観点から重要であるだけでなく、光学的
文字認識（ＯＣＲ）性を向上させるためにもまた有用で
ある。
【００１９】本発明では更に、非線形縮尺の可能性が呈
示される。非線形縮尺では、文字の太さが、読み易さを
向上させるために、小さいフォントサイズに関して不均
衡に増大される。これは、金属活字を用いる印刷業界で
は慣行になっているが、ディジタル印字機械で実行する
のは現時点まで困難であった。
【００２０】もう１つの有利な用途は、離散化誤りの修
正である。かかる誤りは、離散的ピクセルから成るビッ
トマップの中では、斜めの線又はステムの線幅は垂直及
び水平の線又はステムの線幅よりも遥かに高い精度で再
生され得るということから生じる。もし、例えば文字
「Ｎ」のような垂直及び斜めのステムで、選択されたフ
ォント及びフォントサイズによって、３．８ピクセルの
幅を具えることが必要であるとすると、垂直ステムの幅
を離散化過程で４ピクセルに丸めることになる。しか
し、斜めのステムの平均幅は、離散化を行った後におい
てさえも依然として３．８ピクセルになる。かくして、
離散化によって、ステム幅に好ましくない不均衡が作り
出される。本発明により、この不均衡を、肥大化距離ｆ
＝０．１ピクセルを選択することによって避けることが
できる。これによって、垂直及び斜めのステムの両方の
幅は、離散化の前及び後に、均一に４．０ピクセルにな
る。
【００２１】本発明の更なる選択的特徴は、従属の請求
項に示されている。
【００２２】以下、本発明を添付図面に関連して詳細に
記述する。
【００２３】
【実施例】図１には、紙供給タブレット２４、及び印字
されたコピーのための排出ビン２６から成るレーザ・プ
リンタ（ラスタ出力装置）２２が示されている。レーザ
・プリンタ２２のハウジングの背面側には、印字される
べきデータをホストコンピュータ（図示されていない）
から受容するケーブル３０のためのコネクタ２８が設け
られている。これに加えて、印字されたテキストの文字
の太さを調整できるようにする、例えばスライド・スイ
ッチ（入力装置）３２のような、選択スイッチが設けら
れている。
【００２４】図２は、レーザ・プリンタ２２の電子制御
系のブロック線図である。この制御系は、おおまかに、
データ処理ブロック３４、フォント・メモリ３６、文字
ビットマップ・メモリ３８、及びページサイズ・ビット
マップ・メモリ４０から成る。データ処理ブロック３４
には、文字生成装置４２が含まれる。文字生成装置４２
は、主プロセシング・ユニット（制御装置）４４の一部
としても良いが、図の中では明確にするために独立の状
態で示してある。
【００２５】フォント・メモリ３６によって、複数のフ
ォントが、各文字の形状をアウトラインの数学的記述で
特定する所定の書式で記憶される。文字生成装置４２に
よって、フォントデータがフォント・メモリ３６から読
み出され、選択されたフォントの各文字のアウトライン
記述が、文字ビットマップに拡張される。その後、文字
ビットマップは文字ビットマップ・メモリ３８の中に記
憶される。
【００２６】主プロセシング・ユニット４４によって、
ケーブル３０を介して伝送されるテキストデータが受容
され、これらのデータに従って、個々の文字のビットマ
ップ表現が文字ビットマップ・メモリ３８から引き出さ
れ、ページサイズ・ビットマップ・メモリ４０の中の望
ましい位置に記憶される。完全なページがこの方法で準
備し終わると、主プロセシング・ユニットによって、ペ
ージサイズ・ビットマップの内容がメモリ４０から読み
出され、これらの内容がピクセル・ビットストリームと
して、レーザ・プリンタ２２の中に設けられているラス
タ出力スキャナのレーザビームを変調するために、変調
器（ラスタ出力装置）４６に送られる。
【００２７】主プロセシング・ユニットで新しい印字作
業のためのデータが受容されると、主プロセシング・ユ
ニットによって、この印字作業に必要なフォントがビッ
トマップ・メモリ３８の中で入手可能な状態になってい
るかどうかが点検される。もし必要なフォントがビット
マップ・レベルで未だ入手可能な状態になっていなけれ
ば、主プロセシング・ユニットによって、ページサイズ
・ビットマップの装填が始まる前に、文字生成装置４２
に対してこれらのフォントをビットマップに展開するよ
うに指令が与えられる。
【００２８】選択スイッチ（入力装置）３２は文字生成
装置４２に接続され、これによって、文字の太さを改変
する肥大化距離ｆを指示する信号が供給される。もしｆ
が正であれば、ビットマップ表現が、各文字をフォント
・メモリ３６の中に記憶されているアウトラインに比べ
て量ｆだけ肥大化するような方法で生成される。もしｆ
が負であれば、文字のビットマップ表現は、フォント・
メモリの中のアウトラインよりも肉細になる。
【００２９】文字生成装置４２によって演じられる過程
は、図３に示されている。段階Ｓ１では、各文字のアウ
トラインの数学的記述がフォント・メモリ３６から読み
出される。段階Ｓ２では、文字生成装置４２によって、
選択スイッチ３２を用いて設定された肥大化距離ｆが読
み出される。もし段階Ｓ３において肥大化距離ｆが０に
等しくないことが分かれば、改変されたアウトラインの
数学的記述が段階Ｓ４において計算される。改変された
アウトラインは一般的に、元のアウトラインの各点を外
向きに肥大化距離ｆだけ移動させることによって得られ
る。必要な計算は、数学的記述をフォント・メモリの中
で記憶する書式に依存する。特定の例について以下に説
明する。
【００３０】改変されたアウトラインが段階Ｓ４におい
て確定されると、文字生成装置４２は、文字ビットマッ
プを装填する段階Ｓ５に進む。この段階において、印字
色（黒）が、改変されたアウトラインによって特定され
る輪郭内に位置する文字ビットマップの中の各ピクセル
に対して指定され、背景色（白）が文字ビットマップの
残りの総てのピクセルに対して指定される。
【００３１】もし段階Ｓ３においてｆが０に等しいこと
が分かれば、改変されたアウトラインを計算する必要は
なく、段階Ｓ４を省略して次の段階に進む。
【００３２】図４には、図１４に示される文字「ｋ」に
対してこの肥大化操作を適用した時の結果が示されてい
る。元のアウトライン１０は外向きに肥大化距離ｆ＝
０．４ピクセルだけ移動されて、改変されたアウトライ
ン４８が得られる。適切に改変されたヒント (hint) に
基づいて、アウトライン４８は、ビットマップの格子に
関して、垂直ステム１４の右側境界線が正確に格子の列
に整列するように配置されている。その後、段階Ｓ５に
おいて、改変されたアウトライン４８は黒いピクセル１
２で充填される。すなわち、中心がアウトライン４８内
に収まる各ピクセルは黒にされている。
【００３３】図４及び図１５に示されるビットマップ表
現を比較すると、図４においては、文字「ｋ」の滑らか
で均質な肥大化が得られていること、及びそれぞれのス
テム１４、１８、２０が図１４における均衡と実質的に
同様であることが観察されるであろう。
【００３４】垂直ステム１４の場合、図４で用いられる
０．４ピクセルの肥大化距離と図１５で用いられる０．
５ピクセルの肥大化距離との間の差異を観察することが
できない。何故ならば、離散化段階Ｓ５においてステム
幅が６ピクセルに丸められていることによる。しかし、
図４における斜めのステム１８及び２０の境界に着目す
ると、もし肥大化距離を０．４ピクセルから０．５ピク
セルに増加させたならば、多数の新しいピクセルを付加
しなければならなかっただろうということが観察される
であろう。かくして、肥大化距離ｆの０．１ピクセル程
度の僅かな変化でさえも、顕著な効果がある。
【００３５】もし図４において肥大化距離ｆ＝０．２ピ
クセルが選ばれたならば、垂直ステム１４の幅は図１４
のように５ピクセルになっていたであろうが、しかしそ
れにもかかわらず、斜めのステム１８及び２０では僅か
な肥大化かしか観察されないであろう。
【００３６】段階Ｓ４における改変されたアウトライン
４８の計算の過程について、図５から図１３までに関連
して以下に詳細に説明する。
【００３７】図５には、文字「ｂ」のアウトライン１０
が示されている。アウトラインは、文字の黒い区域を境
界付ける２つの閉じたパス５０及び５２から成る。各パ
ス５０及び５２はそれぞれ、矢印５４及び５６によって
方向付けられている。取決めにより、文字の黒い区域は
それぞれ、関連の矢印５４又は５６に関する方向に見れ
ば、パス５０又は５２の左側にある。
【００３８】ここで示す例では、パス５０は直線セグメ
ント５８のみから成り、パス５２は直線セグメント６０
及び６２のみから成る。
【００３９】図６に示される改変されたアウトライン４
８は、元のアウトライン１０から、以下の段階を実行す
ることによって得られる。
【００４０】第１の段階では、直線セグメント５８、６
０、及び６２が、線セグメントの方向に対して直角な方
向に肥大化距離ｆだけ移動される。もしｆがここに示す
例のように正であれば、線セグメントは外向きに、すな
わち矢印５４又は５６に対してそれぞれ右側に移動され
る。この方法によって、新しい直線セグメント５８′及
び６０′が得られる。元の線セグメント６０の幾分かは
小さな線セグメント６２によって分離されているが、新
しい線セグメント６０′が互いに交差し、小さな線セグ
メント６２が余分になっていることが観察されるであろ
う。これが、線セグメント６２に相当する移動された線
セグメントが示されていない理由である。かかる余分な
線セグメントは、一般に、元の線セグメントが非常に小
さい場合、すなわち肥大化距離ｆ程度である場合に生じ
る。
【００４１】第２の段階では、図６に示されるように、
新しい線セグメント５８′が、新しい閉じたパス５０′
を形成するために結合され、新しい線セグメント６０′
が、新しい閉じたパス５２′を形成するために結合され
る。
【００４２】新しい線セグメントを結合する過程におい
て、２つの場合を識別することができる。図５では、新
しい線セグメント５８′の２つが交差点６４で交差して
はいるが、隣接の線セグメント５８′の他の組は交差せ
ずに間に間隙を形成していることが分かるであろう。パ
ス５２の場合には、新しい線セグメント６０′の総てが
交差点６６で交差している。
【００４３】したがって、結合過程の最初の副次的段階
には、新しい線セグメントが交差するかどうかを点検す
ることが含まれる。この試験は、隣接の線セグメント５
８′の総ての組に対してだけではなく、更に広く、２つ
の終結点の距離が一定の値（肥大化距離ｆ程度）よりも
小さい新しい線セグメント５８′及び６０′の総ての組
に対しても行われなければならない。もし線セグメント
が交差することが分かったならば、交差点６４又は６６
はそれぞれ、２つの線セグメントの新しい共通終結点と
見なされる。すなわち、交差点を超えて突き出す端部は
線セグメントから切除され、あらゆる余分な線セグメン
トは取り除かれる。
【００４４】もし隣接する２つの線セグメント５８の移
動されたイメージ（線セグメント）５８′が交差しなけ
れば、新しい線セグメント５８′を結合するための２つ
の可能性がある。１つの可能性は、線セグメント５８′
の終結点を相互結合する新しい（直線又は曲線の）線セ
グメントを付加することである。もう１つの可能性は、
線セグメント５８′を交差するまで引き伸ばすことであ
る。この解決法は、図６において適用されている。
【００４５】もしこの後者の方法を用いるとすれば、図
７に示すような線セグメント５８が非常に鋭い角度で交
差する場合に対して、或る種の特別な準備が為されなけ
ればならない。そうすると、新しい２つの線セグメント
５８′を交差するまで引き伸ばさなければならない距離
が、望ましくない程度にまで大きくなり得る。したがっ
て、線セグメント５８′を引き伸ばす距離を、肥大化距
離ｆの２倍までに制限することが望ましい。もし新しい
線セグメント５８′が２ｆだけ引き伸ばされた後にも依
然交差しないならば、引き伸ばされた線セグメント５
８′の新しい終結点は、図７に示すような付加的な線セ
グメント６８によって相互結合される。もし引き伸ばし
が２ｆに制限されているならば、付加的な線セグメント
６８は、１つの線セグメント５８間に形成される角度が
６０°以下である時には何時でも必要になる。
【００４６】商業的に入手可能なフォントの殆どの場
合、アウトライン記述には直線セグメントだけでなく曲
線セグメントも含まれる。その結果、肥大化過程には曲
線セグメントを取り扱う適切な方法が準備されなければ
ならない。
【００４７】曲線セグメントの数学的記述は、種々の方
法で与えることができる。しかし、アウトライン・フォ
ントに好適な記述には、少なくとも、以下のパラメータ
が具えられなければならない。すなわち、 ●線セグメントの開始点Ｐ０の座標 ●線セグメントの終結点Ｐ３の座標 ●Ｐ０における接線方向 ●Ｐ３における接線方向 である。
【００４８】更に、曲線の中間部で曲線の形状を規定す
る少なくとも１つの付加的なパラメータが準備されなけ
ればならない。
【００４９】文字アウトラインの部分を形成する閉じた
パスは一般に、複数の直線及び曲線セグメントから成
り、このパスはしばしば、個々の線セグメントの開始点
及び終結点においてさえも微分可能である。これは、開
始点における接線方向が、先行曲線セグメントの終結点
における接線方向と、或いは先行直線セグメントの接線
方向と、それぞれ同等であることを意味する。このこと
が改変されたアウトラインに対しても妥当することを確
実にするために、元のアウトラインの曲線セグメントを
改変されたアウトラインの相当する線セグメントに変形
するのに用いられる方法では、以下の条件を満足しなけ
ればならない。すなわち、 ●連続する線セグメントの開始点及び終結点は、同一の
方向に、同じ距離だけ移動されなければならない。この
距離及び方向は、距離ｆであり、接線に対して直角な方
向であることが好ましい。 ●変形では、開始点及び終結点での接線方向が温存され
なければならない。である。
【００５０】その後、上述の付加的なパラメータを変化
させて、改変されたアウトラインの理想的な形状を十分
な精度で近似させなければならない。。
【００５１】１つの例として、３次ベジア曲線によって
与えられる曲線セグメントを変形する方法について以下
に述べる。
【００５２】図８を参照すると、３次ベジア曲線（曲線
セグメント）７０は、４つの制御点Ｐ０、Ｐ１、Ｐ２、
及びＰ３の座標によって決定され得る。制御点Ｐ０及び
Ｐ３はそれぞれ、線セグメントの開始点及び終結点であ
る。制御点Ｐ１によってＰ０における接線の方向が決定
され、制御点Ｐ２によってＰ３における接線の方向が定
められる。曲線の開始点及び終結点と、これらの点での
接線方向とが与えられると、記述には、それぞれＰ０及
びＰ１を通過し、Ｐ２及びＰ３を通過する直線の上の制
御点Ｐ１及びＰ２の位置によって表される２度の自由度
が、依然として含まれる。
【００５３】ベジア曲線の正確な形状は、以下のベクト
ル方程式によって与えられる。すなわち、 Ｐ（ｔ）＝Ｐ０（１−ｔ）３＋３Ｐ１（１−ｔ）２ｔ＋ ３Ｐ２（１−ｔ）ｔ２＋Ｐ３ｔ３ （１）
【００５４】ｔを０から１へ連続的に増加させると、点
Ｐ（ｔ）はベジア曲線７０に沿ってＰ０からＰ３へ移動
する。ベジア曲線の方位は増加するｔの方向によって与
えられる。かくして、図８に示されるベジア曲線７０に
よって、文字の充填部分の凸部が境界付けられる。曲線
の方位はまた、ベクトルの方向Ｌ０＝Ｐ１−Ｐ０、Ｌ１
＝Ｐ２−Ｐ１、及びＬ２＝Ｐ３−Ｐ２によって指示され
る。これらのベクトルの方向によって、制御点Ｐ０から
Ｐ３までが相互接続される。
【００５５】ベジア曲線７０は、以下のようにベジア曲
線（改変曲線セグメント）７０′に変形される。
【００５６】制御点Ｐ０及びＰ１が、ベクトルＬ０に対
して直角な方向に肥大化距離ｆだけ移動される。もしｆ
が正であれば、移動方向はベクトルＬ０の右側に向く。
かくして、新しい点Ｐ０′及びＰ１′と、新しいベクト
ルＬ０′とが得られる。
【００５７】制御点Ｐ２及びＰ３と、ベクトルＬ２と
が、同じ方法で移動されて新しい制御点Ｐ２′及びＰ
３′と、新しいベクトルＬ２′とが得られる。
【００５８】その後、点Ｐ１′がベクトルＬ０′の方向
に一定の距離ｆ１だけ移動され、新しい制御点Ｐ１″が
得られる。距離ｆ１は、ベクトルＬ０、Ｌ１、Ｌ３と肥
大化距離ｆとの関数である。ｆ１の符号は、ベクトルＬ
０と、Ｐ０及びＰ３とＰ０からＰ３の方向に見て右にあ
る点とを接続する線に対して直角なベクトルＮとの間の
スカラー積の符号に等しい。図８において、Ｎ点は上向
きであり、Ｌ０もまた上向き成分を有するので、ｆ１は
正であり、すなわち、Ｐ１′はＬ０′の正方向に移動す
る。
【００５９】同様に、点Ｐ２′が、ベクトルＬ２′の方
向に一定の距離ｆ２だけ移動される。距離ｆ２もまた、
Ｌ０、Ｌ１、Ｌ３とｆとの関数であり、ｆ２の符号は、
Ｌ２とＮとの間のスカラー積の符号に等しい。図８にお
いて、Ｌ２とＮとは反対方向であり、したがって、点Ｐ
２″は、点Ｐ２′をベクトルＬ２′の負方向に移動させ
ることによって得られる。
【００６０】ｆ１の絶対値は、ベクトルＬ０とＬ１との
間の角度ψ０の関数として得られる。すなわち、 ｜ｆ１｜＝（４／３）．ｆ．［１−ｃｏｓ（ψ０）］ ｃｏｓ（ψ０）＝Ｌ０＊Ｌ１／（｜Ｌ０｜．｜Ｌ１｜） （２） である。ここで＊はスカラー積を意味する。
【００６１】同様に、ｆ２の絶対値は、Ｌ１とＬ２との
間の角度ψ１の関数として得られる。すなわち、 ｜ｆ２｜＝（４／３）．ｆ．［１−ｃｏｓ（ψ１）］ ｃｏｓ（ψ１）＝Ｌ１＊Ｌ２／（｜Ｌ１｜．｜Ｌ２｜） （３） である。
【００６２】これらの方程式は、図８及び図９に示され
る例において用いられた。図９においては、ベジア曲線
７０によって文字の凹部が境界付けられている。
【００６３】上述の方法によって、殆どの実際的な場合
に満足すべき結果が得られるであろう。しかし、或る種
のベジア曲線に関しては、以下の方程式によってより良
い結果が得られる。すなわち、 ｜ｆ１｜＝（４／３）．ｆ．［１−ｃｏｓ（ψ０／２）］ ここで、ψ０＝ａｒｃ ｃｏｓ［Ｌ０＊Ｌ１／（｜Ｌ０｜．｜Ｌ１｜）］ （２′） ｜ｆ２｜＝（４／３）．ｆ．［１−ｃｏｓ（ψ１／２）］ ここで、ψ１＝ａｒｃ ｃｏｓ［Ｌ１＊Ｌ２／（｜Ｌ１｜．｜Ｌ２｜）］ （３′） である。
【００６４】以下の表において、最良の結果を与える方
程式は、角度ψ０及びψ１の値に依存して示される。表
において、「Ｉ」は角度が第１象限（０°≦ψ＜９０
°）にあることを意味し、「II」は角度が第２象限（９
０°≦ψ＜１８０°）にあることを意味し、以下同様で
ある。これに関連して、Ｌ０とＬ１との間の角度ψ０
は、Ｌ０を反時計方向にＬ１に合致するまで回転させる
ことによって見付けられる。角度ψ１は、同様な方法で
見付けられる。角度ψ０及びψ１は、図８及び図９に示
されている。表 ψ０ ψ１ 好ましい方程式 Ｉ Ｉ （２）及び（３） Ｉ II （２）及び（３） Ｉ III （２）及び（３′） Ｉ IV （２）及び（３） II Ｉ （２）及び（３） II II （２）及び（３） II III （２′）及び（３′） II IV （２′）及び（３） III Ｉ （２′）及び（３） III II （２′）及び（３′） III III （２′）及び（３′） III IV （２）及び（３） IV Ｉ （２）及び（３） IV II （２）及び（３′） IV III （２）及び（３） IV IV （２）及び（３）
【００６５】ベジア曲線がＳ字のような形状を有する場
合には、これらの方程式によってもまた、満足すべき結
果が得られる。これらの事例における代替的な方法は、
Ｓ字形状ベジア曲線を均一な曲率の２つのベジア曲線に
分割することである。そうすることによって、これらの
２つのベジア曲線の各々を、図８及び図９に関連して述
べた方法で変換することができる。
【００６６】もしベジア曲線の開始点、終結点がパスの
微分不可能点であるならば、すなわち、もしベジア曲線
が隣接のベジア曲線又は隣接の直線セグメントと角度を
形成しているならば、改変されたアウトラインのセグメ
ントを互いに結合しなければならない。図５及び図６に
関連して論考した事例におけるように、新しい線セグメ
ントは、互いに交差しても良いし、或いは、間に間隙を
形成しても良い。
【００６７】もし間隙が形成されるならば、ベジア曲線
を、ベジア曲線の相当する開始点又は終結点における接
線と同じ方位を有する直線セグメントを付加することに
よって、引き伸ばすことができる。この手順は、図５及
び図７に関連して述べた手順に相当する。
【００６８】しかし、もし新しいベジア曲線が隣接ベジ
ア曲線又は隣接直線セグメントと交差するならば、解決
すべき問題は交差点を定めることである。
【００６９】例として、図１０には、鋭い角度で接する
２つのベジア曲線７０及び７２が示されている。このよ
うな状況には、例えば「８」のような文字で遭遇する。
元のアウトラインのベジア曲線７０、７２が新しいベジ
ア曲線７０′、７２′に変換された時、交差点７６の片
側にある冗長部７４は取り除かれなければならない。こ
の目的のために、２つのベジア曲線７０′と７２′との
間の交差点７６が決定されなければならない。
【００７０】この交差点７６を、図１１及び図１３に示
されている回帰法によって概略的に定めることができ
る。図１１に示されている第１段階では、２つのベジア
曲線７０′と７２′の境界付け箱７８が重畳しているか
どうかが検証される。境界付け箱は、それぞれのベジア
曲線の制御点によって定められる四角形である。ここに
示されている例において、境界付け箱７８は、陰影付け
られた区域８０の中で重畳している。重畳８０が２つの
境界付け箱７８の間に存在するか、或いはしないかを定
めるための試験は、ここで詳細に説明する必要のない、
直截的なアルゴリズムである。重畳８０が存在すること
が分かれば、各ベジア曲線７０、７２は点ＰＳ＝Ｐ（ｔ
＝０．５）で２等分される。かくして、ベジア曲線７
０′はより小さい２つのベジア曲線７０′ａ及び７０′
ｂに分割され、ベジア曲線７２′は新しい７２′ａ及び
７２′ｂに分割される。
【００７１】ベジア曲線７０′ａ、７０′ｂの制御点
は、曲線７０′の制御点からデ・カステリャウ法 (DeCa
steljau method) によって誘導される。デ・カステリャ
ウ法については、１９８８年４月発行の「コンピュータ
支援による設計」第２０巻、第３号の１１４ページから
１１６ページまでの中でＰ・Ｊ・バリーとＲ・Ｎ・ゴー
ルドマン (P.J. Barry and R.N. Goldman in "Computer
Aided Design", Vol. 20, No. 3, April 1988, pages
114 to 116) によって記述されている。要約すると、も
しベジア曲線を交差点Ｐ（ｔＳ）で交差させるのであれ
ば、制御点Ｐ０及びＰ１、Ｐ１及びＰ２、Ｐ２及びＰ３
をそれぞれ接続する直線セグメントの各々を、分割比ｔ
Ｓ／（１−ｔＳ）で分割する。その後、この方法で得ら
れる３つの分割点を接続する２つの線を、同じ分割比で
再び分割し、結果として生じる２つの分割点を、同じ分
割比で再び分割する。この方法で得られる単一の分割点
が、ベジア曲線の上にあり、点Ｐ（ｔＳ）に等しいこと
を示すことができる。分割点は、新しいセグメントの制
御点となる。
【００７２】曲線７０′ａ等に関する制御点が一旦定め
られると、曲線７０′ａ及び７２′ａの境界付け箱の
間、或いは曲線７０′ｂ及び７２′ｂの間に重畳がある
かどうかが検証される。この試験の結果に依存して、曲
線７０′ａ及び７２′ａ、又は曲線７０′ｂ及び７２′
ｂの何れかが上述の方法と同じ方法で再び２等分され、
更に小さな副次的曲線と境界付け箱とが、図１３に示す
ように得られる。この手順を数回反復し、境界付け箱の
寸法が縮むにつれて、数回の反復段階後には交差点７６
の良好な近似が得られる。通常、８段階以上の反復は要
しない。
【００７３】交差点７６が決定された後、交差点７６
は、保有されるべき曲線７０′及び７２′の部分の新し
い開始点、終結点として用いられる。これらの部分の他
の新しい制御点Ｐ１、Ｐ２は、デ・カステリャウ法を用
いて計算される。
【００７４】もしベジア曲線と直線セグメントとの間の
交差点を定める必要があれば、手順は、直線セグメント
と単一のベジア曲線の境界付け箱との間の重畳が定めら
れることに差異がある他は、上述の手順と同じである。
【００７５】交差点を定める上述の方法によって、交差
点７６の座標だけでなく、ベジア曲線７０′及び７２′
の相当するパラメータもそれぞれ与えられる。かくし
て、ここで再びデ・カステリャウ法を、残りの曲線７
０′及び７２′に関する制御点を冗長部７４なしで得る
ために、ベジア曲線７０′及び７２′を交差点７６で分
割するのに用いることができる。
【００７６】本発明を特定の実施例に関して以上記述し
た。しかし、本発明はこれらの実施例に限定されないこ
とを理解すべきである。例えば、ベジア曲線の交差点を
他のベジア曲線又は直線セグメントで定める既知の方法
を、上述の手順の代わりに用いることができる。
【００７７】更に、改変されたアウトラインにおけるベ
ジア曲線の制御点を計算する方程式（２）、（３）、及
び（２′）、（３′）を、改変されたアウトラインの理
想的形状を近似するための適切な他のあらゆるアルゴリ
ズムに置き換えることができる。
【００７８】現在、当明細書で述べた方法は好ましいと
考えられる。何故ならば、同方法によって、過大な時間
を要することなく満足な結果が得られ、更に重要なこと
として、この手順は数学的に安定であることが証明され
ているからである。
【００７９】文字の形状に関する情報に加え、商業的に
入手可能なフォントには通常、「ヒント ("hints")」と
呼ばれ、文字の位置をラスタ出力装置の格子に対して適
正に調整するのに役立つ情報の断片が含まれる。かかる
ヒントによって、例えば、文字をピクセル格子の行及び
桁に整列させるための或る種の基準位置が特定される。
これらの場合、ヒント情報を、選択された肥大化距離に
よって改変することもまた必要となろう。
【００８０】本発明は、アウトラインの曲線セグメント
を３次ベジア曲線又はベジア曲線によって記述するフォ
ントに全く限定されない。
【００８１】曲線セグメントに関してどのような記述が
用いられようとも、改変されたアウトラインを得るため
の変換は、同一の種類の記述を改変されたアウトライン
の中の曲線セグメントに対しても使用できる形になって
いる。
【００８２】図１に示されるレーザ・プリンタにおい
て、肥大化距離ｆを入力するためのスライドスイッチ３
２はユーザから接近可能になっている。改変された実施
例においては、肥大化距離ｆを設定するための入力装置
をレーザ・プリンタのハウジング内に設けて、保守技術
者だけに接近可能にすることができる。更に、肥大化距
離ｆを設定するための指令を、ホスト・コンピュータか
ら他の印字データと共に伝送することができる。この場
合、主プロセシング・ユニット４４を、ホスト・コンピ
ュータから受容される指令を複号させ、肥大化距離ｆに
関しての相当する設定値を文字生成装置４２に対して供
給するように適応させる。もし系に選択スイッチ３２が
付加的に設けられていれば、この選択スイッチから受容
される信号を、肥大化距離に関する省略時設定として取
り扱うことができる。
【００８３】最後に、本発明による方法は、プリンタ、
更に一般的にラスタ出力装置に実施できるだけでなく、
文字ビットマップ・メモリ３８に直接積み込まれる文字
ビットマップを生成するために特殊に設計される装置に
も実施できるので、プリンタにフォント・メモリ３６を
設ける必要がないことに留意すべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明を実施するレーザ・プリンタの
概観図である。
【図２】図２は、本発明のレーザ・プリンタのブロック
線図である。
【図３】図３は、本発明による肥大化方法の全般的段階
を説明する流れ図である。
【図４】図４には、本発明により肥大化される文字
「ｋ」のアウトライン及びビットマップ表現が示されて
いる。
【図５】図５には、直線セグメントで境界付けられる文
字を肥大化する過程が示されている。
【図６】図６には、直線セグメントで境界付けられる文
字を肥大化する過程が示されている。
【図７】図７には、アウトラインの直線セグメントが鋭
い角度で交わる特殊な事例が示されている。
【図８】図８には、ベジア曲線として定められるアウト
ライン・セグメントを肥大化する方法が示されている。
【図９】図９には、ベジア曲線として定められるアウト
ライン・セグメントを肥大化する方法が示されている。
【図１０】図１０には、曲線セグメント間の交差点をお
おまかに定める方法が示されている。
【図１１】図１１には、曲線セグメント間の交差点をお
おまかに定める方法が示されている。
【図１２】図１２には、曲線セグメント間の交差点をお
おまかに定める方法が示されている。
【図１３】図１３には、曲線セグメント間の交差点をお
おまかに定める方法が示されている。
【図１４】図１４には、文字「ｋ」のアウトライン及び
ビットマップ表現が示されている。
【図１５】図１５には、図１４に示される文字のビット
マップ表現が、本発明の対象でない方法で肥大化された
状態で示されている。
【符号の説明】
３０ ケーブル ３２ 入力装置（選択スイッチ） ３４ データ処理ブロック ３６ フォント・メモリ ３８ ビットマップ・メモリ（文字ビットマップ） ４０ ページサイズ・ビットマップ・メモリ ４４ 主プロセシング・ユニット ４６ ラスタ出力装置（変調装置）

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ラスタ出力装置（２２）に出力されるべ
    き文字の太さを改変する方法において、各文字の形状を
    線セグメント（５８、６０、７０）から成るアウトライ
    ン（１０）として決定するフォントデータを、ビットマ
    ップ内の文字の太さが元のフォント文字の太さと所定の
    肥大化距離ｆだけ異なるように個々の文字のビットマッ
    プ表現に変換する方法であって、改変されたアウトライ
    ン（４８）を、該フォントデータ及び該肥大化距離ｆに
    基づいて計算し、その後該ビットマップ表現を、該改変
    されたアウトラインを離散的ピクセル（１２）で充填す
    ることによって得ることを特徴とする方法。
  2. 【請求項２】 改変されたアウトラインの数学的記述が
    元のアウトラインの記述と同じ書式を有する、請求項１
    の方法。
  3. 【請求項３】 請求項２の方法であって、前記元のアウ
    トラインの各曲線セグメント（７０）を、前記線セグメ
    ントの開始点Ｐ０及び終結点Ｐ３と、Ｐ０及びＰ３にお
    ける該線セグメントの接線方向と、その他のパラメータ
    とを含むパラメータの組によって定め、曲線セグメント
    （７０）に関して、該改変されたアウトライン（４８）
    を、 ａ）該開始点Ｐ０をＰ０における接線に対して直角な方
    向に前記距離ｆだけ移動させ、終結点Ｐ３をＰ３におけ
    る接線に対して直角な方向に該距離ｆだけ移動させるこ
    とによって、改変アウトラインの曲線セグメント（７
    ０′）の開始点Ｐ０′及び終結点Ｐ３′を得、 ｂ）該改変曲線セグメント（７０′）のＰ０′における
    接線方向を該元の曲線セグメント（７０）のＰ０におけ
    る接線方向と平行になるように、かつ、該改変曲線セグ
    メント（７０′）のＰ３′における接線方向を該元の曲
    線セグメント（７０）のＰ３における接線方向と平行に
    なるように設定し、 ｃ）該改変曲線セグメント（７０′）の形状を決定する
    少なくとも１つの別のパラメータを、該元の曲線セグメ
    ント（７０）と該改変曲線セグメント（７０′）との間
    の距離が線セグメントの全長にわたってほぼｆに等しく
    なるように変化させることによって定める方法。
  4. 【請求項４】 請求項３の方法であって、前記曲線セグ
    メント（７０）が、制御点Ｐ０、Ｐ１、Ｐ２、及びＰ３
    によって定められる三次ベジア曲線であり、前記段階
    ｃ）で変化させた前記他のパラメータが、Ｐ０及びＰ３
    における接線の上のそれぞれの制御点Ｐ１及びＰ２の位
    置である、方法。
  5. 【請求項５】 直線セグメント（５８、６０、６２）に
    関して、前記改変されたアウトライン（４８）が、該直
    線セグメントを該線セグメントに対して直角な方向に該
    距離ｆだけ移動させることによって定める、請求項２又
    は３の方法。
  6. 【請求項６】 新しい線セグメント（５８′、６０′）
    の隣接終結点を、付加的線セグメントを挿入するか、若
    しくは線セグメントが交差するまで引き伸ばすか、或い
    はもし線セグメントが既に交差しているならば交差点
    （６６、７６）における終結点を切除するかによって、
    接続することから成る、請求項３、４、又は５の方法。
  7. 【請求項７】 前記肥大化距離ｆが、選択されたフォン
    トサイズの関数として自動的に選択される、先行請求項
    の何れかの方法。
  8. 【請求項８】 前記肥大化距離ｆが、前記ラスタ出力装
    置のフォントサイズ及びピクセルサイズに依存して、前
    記改変されたアウトライン（４８）で定められる水平、
    垂直ステムの幅がピクセルの積分数に等しくなるように
    定められる、先行請求項の何れかの方法。
  9. 【請求項９】 プリンタであって、 各文字の形状を直線及び曲線セグメントから成るアウト
    ラインとして定めるフォントデータを記憶するためのフ
    ォント・メモリ（３６）と、 該個々の文字のビットマップ表現を記憶するためのビッ
    トマップ・メモリ（３８）と、 該フォントデータを該ビットマップ表現に変形するため
    の文字発生装置（４２）と、 ラスタ出力装置（４６）と、 符号化されたテキストデータを受容し、該ビットマップ
    ・メモリ（３８）の中に記憶される該ビットマップデー
    タを、該受容されたテキストデータに従って該ラスタ出
    力装置（４６）に供給すべく適応する、制御装置（４
    ４）とから成り、文字発生装置（４２）が該フォントデ
    ータを先行請求項の何れかの方法に従ってビットマップ
    表現に変形すべく適応することを特徴とする、方法。
  10. 【請求項１０】 前記肥大化距離ｆを入力するための入
    力装置（３２）から成る、請求項９のプリンタ。
  11. 【請求項１１】 前記入力装置（３２）が、ユーザによ
    る操作が可能なスイッチから成る、請求項１０のプリン
    タ。
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