(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
平坦なイメージを光学的に走査するための方法であって、この方法が、
光学式センサアレイ（５４）を準備するステップと、
走査サイクルの間に前記光学式センサアレイによって光学的に走査されるべき平坦な媒体（１０）を支持するステップと、
光学的走査サイクルの間に前記媒体に対して前記センサアレイによって渦巻き形軌跡が画定されるように、前記センサアレイと前記媒体との間に相対運動を与えるステップと、及び
前記光学的走査サイクルの間にイメージを表すセンサデータを収集するステップとからなる、方法。
【請求項２】
前記相対運動を与えるステップが、前記センサアレイ（５４）を前記走査サイクルの間に周期的に停止及びその方向を反転させることなく、達成される、請求項１の方法。
【請求項３】
前記センサアレイ（５４）が、座標の中心から半径方向に延びるアーム上に設けられ、前記相対運動を与えるステップが、前記座標の中心の周りに前記媒体を回転させながら、前記センサアレイを前記アーム上で前記座標の中心から外側に移動させることを含む、請求項１又は２の方法。
【請求項４】
前記センサアレイ（５４）が、前記座標の中心から半径方向に延伸する方向に第１の距離だけ広がり、前記相対運動を与えるステップが、前記座標の中心の周りに前記媒体（１０）の完全な回転ごとに前記第１の距離と等しい距離だけ半径方向に前記センサアレイを移動させるような速度で、前記センサアレイを半径方向に移動させることを含む、請求項３の方法。
【請求項５】
前記センサアレイ（５４）が、前記座標の中心から半径方向に延伸する方向に第１の距離だけ広がり、前記相対運動を与えるステップが、前記座標の中心の周りに前記媒体（１０）の完全な回転ごとに前記第１の距離を下回る距離だけ半径方向に前記センサアレイを移動させるような速度で、前記センサアレイを半径方向に移動させることを含む、請求項３の方法。
【請求項６】
前記センサアレイ（５４）が、前記座標の中心に対して最も外側のセンサ（５６Ｎ）を含む複数のセンサ要素（５６Ａ〜５６Ｎ）を含み、前記センサデータを収集するステップが、前記センサ要素を一定速度でサンプリングすることを含み、前記相対運動を与えるステップが、前記媒体の回転速度を変化させて前記センサアレイの最も外側のセンサ要素の実質的に一定な接線速度を達成することを含む、請求項１〜５の何れかの方法。
【請求項７】
前記センサアレイ（５４）と前記媒体（１０）との間に相対運動を与えるステップが、前記走査サイクルの間に前記媒体に対して前記センサアレイの一部をオーバラップするよう選択された速度で前記センサアレイを半径方向に移動させることを含む、請求項１〜３の何れかの方法。
【請求項８】
前記センサアレイ（５４）と前記媒体（１０）との間に相対運動を与えるステップが、前記媒体に対して前記センサアレイの一部をアンダーラップするよう選択された速度で前記センサアレイを半径方向に移動させることを含む、請求項１〜３の何れかの方法。
【請求項９】
前記相対運動を与えるステップが、前記媒体（１０）のエリア全体にわたって前記センサアレイ（５４）の掃引されるカバレッジを与えるのに十分な大きさの距離だけ、前記センサアレイを半径方向に移動させることを含む、請求項１〜８の何れかの方法。
【請求項１０】
光学式走査システム（５０）であって、
光学式走査サイクルの間にイメージデータを収集するための複数のセンサ要素（５６Ａ〜５６Ｎ）からなる光学式センサアレイ（５４）と、
平坦な媒体（１０）であって、光学式走査サイクルの間に前記平坦な媒体のイメージの光学的な検出を可能にするように前記光学式センサアレイに対して配置された、平坦な媒体（１０）と、
渦巻き形軌跡が前記センサアレイにより光学式走査サイクルの間に前記媒体に対して画定されるように、前記センサアレイと前記媒体との間に相対運動を与えるための装置（８０、６０、７２、９２）とを備えるシステム。
【請求項１１】
前記センサアレイ（５４）と前記媒体（１０）との間に相対運動を与えるための装置（８０、６０、７２、９２）が、前記走査サイクルの間に前記媒体に対して前記センサアレイの一部をオーバラップする速度で前記センサアレイを半径方向に移動させるように適応している、請求項１０のシステム。
【請求項１２】
前記センサアレイ（５４）と前記媒体（１０）との間に相対運動を与えるための装置（８０、６０、７２、９２）が、前記媒体に対して前記センサアレイの一部をアンダーラップする速度で前記センサアレイを半径方向に移動させるように適応している、請求項１０のシステム。
【請求項１３】
座標の中心を通って延びるキャリッジ軸（６２）に沿って移動するために取り付けられた、前記センサアレイを保持するためのキャリッジ（６０）と、
前記キャリッジ軸に沿った移動のために前記キャリッジを支持するためのアーム構造とを含み、
前記相対運動を与えるための装置が、前記座標の中心から前記アーム上で外側に前記光学式センサアレイを移動させるためのキャリッジ駆動装置（７２）と、前記座標の中心の周りに前記媒体を回転させるためのターンテーブル駆動装置（９２）とを含む、請求項１０〜１２の何れかのシステム。
【請求項１４】
前記センサアレイ（５４）が、前記座標の中心から半径方向に延伸する方向に第１の距離だけ広がり、前記キャリッジ駆動装置（７２）が、前記座標の中心の周りに前記媒体の完全な回転ごとに前記第１の距離と等しい距離だけ前記センサアレイを半径方向に移動させるような速度で前記センサアレイを半径方向に移動させるように適応している、請求項１３のシステム。
【請求項１５】
前記センサアレイを構成する所定のセンサ要素から前記走査サイクルの間に一定速度で前記センサアレイ（５４）に画素をサンプリングさせるためにサンプリングコマンドを生成するためのコントローラ（１００）を含み、前記媒体を回転させるための装置（９２）が、前記媒体の回転速度を変化させて前記所定のセンサ要素の実質的に一定な接線速度を実現するように適応している、請求項１０〜１４の何れかのシステム。
【請求項１６】
前記走査サイクルの間に可変速度でイメージ画素を前記センサアレイ（５４）にサンプリングさせるためのサンプリングコマンドを生成するためのコントローラ（１００）を含む、請求項１０〜１４の何れかのシステム。
【請求項１７】
前記システムが多機能スキャナ／プリンタシステムの一部であり、
ノズルアレイを有するインクジェットペン（４０）と、
インクジェット印刷サイクルの間に平坦な印刷媒体に対して前記ノズルアレイによって渦巻き形軌跡が画定されるように、前記ノズルアレイと前記媒体との間に相対運動を与えるための装置（７２、９２）とを含む、請求項１０〜１６の何れかのシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光学式走査技法に関し、より詳細には、機械的ヒステリシスを減少させるとともに、渦巻き形軌跡経路に沿って走査することによって未走査媒体エリアをゼロに減少する連続単向走査のための新規方法に関する。この方法は、渦巻き形経路軌跡インクジェットプリンタのデータ要件と正確に適応するデータを生成する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の光学式スキャナは、線形アレイ光学式センサ及び走査対象である文書又はイメージと線形アレイセンサとの間に相対運動を提供する装置を利用する。イメージは、一般的な意味において、所定の区画幅の連続走査を行うことによって走査され、この連続走査は、プロセッサによって直線デカルト（ｒｅｃｔｉｌｉｎｅａｒ  Ｃａｒｔｅｓｉａｎ  ｓｅｎｓｅ）的にアセンブルされすなわち処理され、イメージ又は文書を表す走査データを与える。
【０００３】
本発明は、典型的な直線デカルト文書の走査において、渦巻き形経路軌跡に沿ってインクジェット印刷方法に正確に適応する、印刷、描画又は撮像媒体からのサンプル情報を生成するように改良するものである。また本発明は、フラットベッド（平床）式スキャナと同様の、媒体上にある情報を走査媒体の端まで獲得する方法を提供し、結果としてスキャナの構造を機械的により単純にする。
【０００４】
参照となる代理人文書番号第          号（発明の名称「インクジェット書き込み技術を用いた媒体カバレッジ技法（ＴＥＣＨＮＩＱＵＥ  ＦＯＲ  ＭＥＤＩＡ  ＣＯＶＥＲＡＧＥ  ＵＳＩＮＧ  ＩＮＫ  ＪＥＴ  ＷＲＩＴＩＮＧ  ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ）」）には、インクジェット印刷のヒステリシス問題及びインクジェット印刷のマージン問題における改良方法が記載されている。この同時係属中の出願では、渦巻き形経路に沿って単一方向に印刷することにより、これらの印刷上の問題がいずれも減少されたり排除されたりすることが示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、通常文書スキャナは、テキスト又は撮像媒体から情報をラスタ又はｘ−ｙデカルト座標により走査することから、走査データの印刷を渦巻き形経路上で実行するためには再サンプリング又は直交座標から極座標への変換がさらに必要となる。この変換プロセスは、状況によっては望ましくない印刷上のアーティファクトを生み出すことがあることが理解される。そこで本発明の目的は、かかるアーティファクトを全面的に排除することである。また多くの非フラットベッド式スキャナでは、機械的な制限のため、走査センサは文書エッジまで文書を調べることができない。このため、従来の非フラットベッド式走査プロセス中に情報が失われる場合があった。また本発明により、走査アレイをインクジェット印刷ノズルアレイの位置に、あるいはこれと放射状一直線上に取り付けることができるため、スキャナを移動し、かつこれを収納するために必要となる機構を簡略化させる結果となり、したがって電気的及び機械的パーツを大いに共有するプリンタ及びスキャナを提供することができる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の一態様にしたがって、フラットイメージ、平坦なイメージを光学的に走査する方法を提供する。この方法は、光学式センサアレイを提供するステップと、
走査サイクル中に前記センサアレイによって光学的に走査される平坦な媒体を支持するステップと、
光学的走査サイクル中に前記媒体に対して前記センサアレイが渦巻き形軌跡を画定するように、前記センサアレイと前記媒体の間に相対運動を提供するステップと、
前記光学的走査サイクル中に前記イメージを表すセンサデータを収集するステップと、
を含む。
【０００７】
好ましい実施形態では、相対運動を提供するステップは、センサアレイを走査サイクル中に周期的に停止及びその方向を反転させることなく達成される。
【０００８】
本発明のさらに別の態様において、光学式走査システムは、光学式走査サイクル中にイメージデータを収集するための複数のセンサ要素からなる光学式センサアレイを備える。平坦な媒体は、センサアレイと相対的に配置され、光学式走査サイクル中に前記平坦な媒体によって担持されるイメージを光学的に読み込むことを可能にする。渦巻き形軌跡がセンサアレイによって光学式走査サイクル中に媒体に相対的に画定されるように、相対運動装置がセンサアレイと媒体の間に設けられる。
【０００９】
さらにこの走査システムは、多機能システムにおいて、ノズルアレイを有するインクジェットペンと、ノズルアレイと媒体の間に相対運動を与えるための装置とを含むことが可能であり、それによってインクジェット印刷サイクル中に平坦な印刷媒体に対して前記ノズルアレイによって渦巻き形軌跡が画定される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明のこれら及び他の特徴及び利点は、添付図面において示されるその例示的な実施形態の以下の詳細な説明からより明らかとなろう。
【００１１】
本発明の一態様によると、光学式走査の技法には、走査対象であるイメージを有する平坦な媒体と、好ましくはインクジェット印刷プロセスにおいて順次使用されるべき正確な渦巻き形経路である渦巻き経路に沿った光センサのアレイとの間に相対運動を提供することが含まれる。この走査技法により、何れの座標変換の必要も全く無くなり、さらにこのようなデータ用に設計されたプリンタを併用する際に、このような変換又は再サンプリングによってもたらされるあらゆる印刷上のアーティファクトも排除される。代替的には、コンボリューション技術などの公知の技術を利用して、生成されたデータを一般に利用される直交座標に容易に再サンプリングできる。
【００１２】
さらに渦巻き形の最大径を矩形媒体の対角寸法と等しくさせてもよく、これによって媒体のエッジ又はそこに非常に近接するところにある情報を獲得することができるため、順次レンダリングする際に、媒体の両側辺及び上辺と下辺の非走査マージンのエリアをゼロにすることができる。また走査を単一方向にし、かつ走査アレイの開始／停止動作を無くすことに起因する利益によって、一部の走査機構に存在する機械的ヒステリシスの影響が減少される。
【００１３】
光センサアレイ又は媒体を実際に停止させたり方向を周期的に反転させることなく、光センサアレイと平坦な媒体の間に相対運動を提供することが望ましく、さらに本発明の別の態様によると、かかる走査情報をインクジェットレンダリングプロセスが次に必要とする情報と一対一の対応で一致させて走査するようにすることが望ましい。本発明のこの態様にしたがって走査された画素の渦巻き状のパターンは、物理的な媒体の座標に配置されたイメージデータ画素を与え、これは、ノズルアレイが光センサアレイから構成される一連の光センサと物理的位置において対応する渦巻き形プリンタによって正確にレンダリング又は印刷することができる。このことは、あるサンプル速度で画素がサンプリングされるセンサアレイの特性に起因し、そのサンプリング速度は、インクジェットプリンタノズルの噴射速度に応じて選定することができる。
【００１４】
渦巻き状のパターンは、例示的な一実施形態では、ＲＨＯ（ρ）、ＴＨＥＴＡ（θ）座標空間における座標の中心から放射状に広がるアーム上にスキャナアレイを設けることによって実現される。ここでρは座標の中心からの距離の測定値であり、θは角の測定値であり、ラジアンで表すことが多い。スキャナアレイをこの中心から外側に移動することが可能であり、同時に媒体を座標の中心の周りに円を描いて回転することができる。代替的にはセンサアレイは、媒体の代わりに回転させて平行移動させて、印刷媒体に相対するセンサ要素に渦巻き形軌跡を与えることが可能である。
【００１５】
図１〜図８には、本発明を具現化する光学式走査システム５０が図解される。光学式センサヘッド５２はキャリッジ６０に支持される。センサヘッドは、センサ要素５６Ａ〜５６Ｎから構成されるセンサアレイ５４や照明源５２Ａ（図３）を含む。この目的に適した例示的な光学式走査ヘッドが、１９９６年９月２３日出願のＨａｓｅｌｂｙらによる係属中の出願第０８／７１７，９２１号（発明の名称「可変走査速度を備えた未パルス化スキャナ、Ｐ．Ｗ．Ｍ．カラーバランス走査モード及び反転カラム（ＵＮＤＥＲＰＵＬＳＥＤ  ＳＣＡＮＮＥＲＷＩＴＨ  ＶＡＲＩＡＢＬＥ  ＳＣＡＮ  ＳＰＥＥＤ，  Ｐ．Ｗ．Ｍ．  ＣＯＬＯＲ  ＢＡＬＡＮＣＥ  ＳＣＡＮ  ＭＯＤＥＳ  ＡＮＤ  ＣＯＬＵＭＮ  ＲＥＶＥＲＳＡＬ）」）に記載され、この出願の内容全体を参照として本明細書中に包含する。キャリッジ６０は、走査軸６２に沿って移動するように適応される。キャリッジ駆動システム７０は、キャリッジに結合され、軸６２に沿った経路においてキャリッジを駆動する。例示的なキャリッジ駆動システム７０は、駆動モータ７２と、ベルト駆動７４と、キャリッジ位置データを提供するための、エンコーダセンサ７８（図８）を備えるエンコーダストリップ７６とを含む。代替的にはリードねじ駆動等の他の駆動機構を利用することも可能である。
【００１６】
走査対象であるイメージを有する媒体１０、例えば原稿、図面又は写真のシートが、フラットターンテーブルプラテン８０上で支持され、フラットターンテーブルプラテンは中心軸８２の周りを回転するように取り付けられ、媒体１０の平面において座標の中心８６を画定する。ターンテーブルプラテン８０は、ターンテーブルモータ９２及びターンテーブル位置データを提供するためのターンテーブルエンコーダ９４（図８）を含む回転式ターンテーブル駆動システム９０によって駆動される。
【００１７】
例示的な実施態様では、ターンテーブルプラテン８０に対してフラットな、平坦な状態に媒体１０を保持するための装置が設けられている。このような装置は、当該技術において周知であり、例えば真空ホールドダウンシステム、静電システムもしくは媒体を適所に保持するための取付具を備える機械的なシステムである。
【００１８】
キャリッジ軸６２は、座標の中心８６の上方で線形センサアレイ軸と交差している（図３）。
【００１９】
また図１には、キャリッジによって保持される第２デバイス４０も示されている。このデバイスは、インクジェットペンであってもよく、そのため機器５０は、例えば文書をまず走査し次いで写しを印刷するコピー機として、光学式走査機能とインクジェット印刷機能とを兼ね備えることが可能な多機能機器である。キャリッジ及び媒体ターンテーブルの動きを利用して、両方のデバイスが媒体上の同一領域を掃引することが可能である。第２デバイス４０は任意選択であり、光学式走査機能のみを必要とするある種の用途においては省略することができる。
【００２０】
図２は、本発明の一態様にしたがう走査動作中の媒体１０に対するセンサアレイの相対運動経路、すなわち渦巻き形軌跡を示す図である。軌跡（ＬＯＣＵＳ）１は、媒体１０の表面に対して座標の中心８６から最も遠くに設けられたセンサアレイ５４の光センサ要素が取る経路の跡である。領域（ＲＥＧＩＯＮ）１は、光センサの掃引によって画定される円形領域であり、これは、内側の光センサ要素が座標の中心８６にあり、軌跡１の位置にある光センサ要素がこの中心から最も遠くにあるように、最も内側の光センサの中心が座標の中心と垂直方向で一致する場合に、静止した光センサで発生する。領域２は、寸法がＷ×Ｈである、例示的な矩形イメージ又は文書の矩形走査領域を示している。領域３は、渦巻き形走査プロセスのカバレッジの外側限界を表す円形によって境界づけられている。
【００２１】
図３は、複数のセンサ要素５６Ａ〜５６Ｎを備える線形センサアレイ５４及び線形照明源５２Ａを簡略化して示す。センサアレイは、モノクロ又はカラーイメージデータを提供することが可能であり、両タイプのセンサヘッドが当該技術において周知である。照明源は、ＬＥＤアレイとすることができ、フルカラー用途における赤色、青色及び緑色ＬＥＤを含むことが可能である。典型的には当該技術において周知のように、照明源は、コントローラによって制御され、センサ要素のサンプリングに応じて光の閃光を同調させる。ただし別の照明構成もまた使用することができる。位置（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ）１は、座標のプラテン中心８６にセンサ要素５６Ａを備える、媒体１０の表面に対して開始位置におけるセンサアレイを示す。位置２は、センサアレイ５４と媒体１０との間の相対回転（ある角度θだけ回転）を示す。例示的な本実施態様では、キャリッジは、プラテン８０の第１完全回転中に静止して、完全なカバレッジである領域１を提供する、すなわちスイープアウト（ｓｗｅｅｐ  ｏｕｔ）する。この第１の完全相対回転は円形であり、センサ要素５６Ａは座標の中心８６に残る。このことは図３に示されている。第２回転において、キャリッジが始動されて図４に示すように相対経路が与えられる。
【００２２】
また図２は、媒体が２πラジアン（３６０度）回転するごとに１単位の距離だけ直線移動するように光センサアレイの半径方向の移動が制限される状態を示す。ここで１単位の距離は、光センサアレイの最大半径「スパン（ｓｐａｎ）」に等しい。したがって図２では、渦巻き状の掃引は、それ自体にオーバラップしたりアンダーラップすることはない。プラテン８０の第３の及びすべての後続の回転に関して、センサアレイの先行する回転／経路に対するセンサアレイのオーバラップしたカバレッジは存在しない。
【００２３】
潜在的な光センサ事象を備える領域１を完全にサンプリングするためには、光センサアレイが領域１に配置されるとき、この中心領域を完全に走査するために媒体を完全に一回転させる間この位置を維持する必要がある。次に光センサアレイが外側に移動すると、領域３のすべての残りのエリアは、光センサ事象の潜在的な目標となり、事象は、媒体上の特定のρ、θ位置から発する光のサンプリングであり、すなわちインクジェット機構によって次にレンダリングすることになる１画素のサンプルであり、上記に参照した同時係属中の出願にさらに詳細が記載されている。領域３は円形であるが、領域２で示すように、走査かつディジタルでサンプリングするために望ましい共通媒体の大部分は矩形である。この矩形領域を完全に網羅するためには、光センサアレイの最も内側の光センサ要素は、座標の中心から外側に移動することが必要であり、最も外側のセンサ要素は、媒体の最も離れた隅に的確に到達可能である必要がある。
【００２４】
図４は、媒体１０の第２完全回転（２πラジアン）、すなわちプラテン８０が回転するとともにキャリッジ軸６２に沿ってキャリッジが所定の動きをする場合の、最も外側のセンサ要素５６Ｎの経路を簡略して示す。経路は、センサ要素５６Ｎの位置Ａ、すなわちθ＝０、半径ρ＝１単位（センサアレイの幅に等しい）で開始し、センサ要素５６Ｎの位置Ｅ、すなわちθ＝２π、ρ＝２単位で終了する。センサ要素５６Ｎは、媒体に対して示された経路を通って進み、位置Ｂがθ＝π／２、ρ＝１．２５単位、位置Ｃがθ＝π、ρ＝１．５単位、さらに位置Ｄがθ＝３π／２、ρ＝１．７５単位で発生する。この第２完全回転の間、すなわちキャリッジの始動後の第１回転の間には、領域１内の初期回転に関するセンサ要素のオーバラップしたカバレッジが存在する。好ましくは、プリンタコントローラをプログラムして、オーバラップしたエリアにわたるこの第２回転に対して、オーバラップしたセンサ要素から収集されるデータを抑制して、画素カバレッジの重複を防止する。また好ましくは検出画素要素が、標準設計の実施にしたがう渦巻き状の経路に沿って等間隔で配置される。
【００２５】
多くの用途において、ちょうど同一画素（ρ，θ）座標においていくつかのサンプルを平均化することによって周知の直交座標スキャナにおける区画のむら（ｂａｎｄｉｎｇ）を回避するために現在行われているように、経路をオーバラップさせて渦巻き形のむらを回避することが望ましい。この場合、媒体１０の２πラジアン回転ごとにセンサアレイ全幅（１単位）よりも小さい距離でセンサアレイが移動される。図５は、このようにオーバラップした場合の例示的な渦巻き形軌跡が示される。この例では、キャリッジは、センサアレイの完全回転に対して０．５単位（センサアレイ幅）の割合で外側に移動する。代替的には媒体１０の２πラジアン回転ごとにセンサアレイ全幅よりも大きな距離でセンサアレイを移動してもよく、これによってセンサアレイが外側に移動するにしたがってセンサのカバレッジにギャップが生じる。このようなギャップは、センサアレイを外側位置から図３に示す開始位置に戻す反転渦巻き形走査で充填することが可能である。図６は、このようなアンダーラップした場合の例示的な渦巻き形軌跡を示す。この例では、キャリッジは、センサアレイの完全回転に対して２単位（センサアレイ幅）の割合で外側に移動する。
【００２６】
画素が軸に沿って別の画素から一定した等間隔でサンプリングされるように、光センサ要素が一定速度で画素をサンプリングする場合が多いが、このことは、本発明において要求されるものではない。しかしながら、この操作が望ましい場合は、渦巻き形に沿った所定のセンサ要素の相対速度が、一定回転速度において半径ρとともに増加していくため、Ｓが領域１に沿う接線距離であるとすると、微積分の表記法における「微分」を示すために「ｄ」を用いて［１］ｄＳ＝ρ×ｄθ、またｔが時間を表すとすると、［２］ｄＳ／ｄｔ＝ρ×ｄθ／ｄｔ＝Ｖ（Ｖは領域１に沿う所定の一定速度である）とするように、プラテン８０の円形回転速度を調整することが可能である。［３］ｄθ／ｄｔ＝Ｖ／ρ（ρは１単位センサアレイ幅として始まり、媒体の全カバレッジが生じた点において（Ｗ２＋Ｈ２）１／２／２に達する）を解く。ρが分母位置において生じる変数であることから、このことは、アレイの一定接線速度が望ましいのであれば、回転速度が光センサアレイの位置の非線形関数であることを意味する。図７は、座標の中心から半径方向の距離の関数としてヘッドの角速度をプロットしたグラフである。言い換えれば、媒体の最大回転速度は、最も内側の光センサ要素が回転の中心にある場合Ｖラジアン／秒となり、最小回転速度は、１単位長すなわち１スパンの光センサアレイに対して、２Ｖ／（Ｗ２＋Ｈ２）１／２となる。
【００２７】
例示のために、それぞれが０．０８５ｍｍ（１／３００インチ）だけその隣接要素から等間隔に配置される、３００個の光センサ要素からなる光センサアレイを用いて、２１５．９ｍｍ×２７９．４ｍｍ（８．５インチ×１１インチ）の媒体上で端から端までをサンプリング、すなわち走査することが望ましいと想定する。このアレイは２５．４ｍｍ（１．０インチ）長となる。さらにその最大速度で画素をサンプリングする際の、このヘッドが持続する最大接線速度が２５４ｍｍ／秒（１０．０インチ／秒）であるとする。するとこの速度で媒体上をアレイが移動するとき、１０×３００＝３０００個の光サンプルが１秒ごとに獲得され、「区画幅」は２５．４ｍｍ（１．０インチ）幅となる。
【００２８】
回転の中心から最も離れた光センサ要素がこの中心から離れる必要がある最大位置は、この例では（Ｗ２＋Ｈ２）１／２／２＝（２１５．９２＋２７９．４２）１／２／２＝１７６．５ｍｍ（６．９５インチ）である。この光センサ要素がこの外側限界のρに達すると、その回転速度は、ｄθ／ｄｔ＝Ｖ／ρ＝（２５４ｍｍ／秒）／１７６．５ｍｍ（（１０．０インチ／秒）／６．９５インチ）＝１．４４ラジアン／秒、すなわち図７に示すように約１３．７５ＲＰＭ（回転／秒）となる。接線速度は、回転速度×半径であり、１．４４×６．９５＝２５４ｍｍ／秒（１０インチ／秒）と求められる。次に回転の中心から最も離れた光センサ要素がρ＝２５．４ｍｍ（１．０インチ）にあるとき、回転速度は（２５４ｍｍ／秒）／２５．４ｍｍ（（１０．０インチ／秒）／１．０インチ）＝１０．０ラジアン／秒、すなわち図７に示すように約９５．５ＲＰＭである。
【００２９】
全走査時間は、６４５１ｍｍ２／秒（１０平方インチ／秒）の一定速度で領域３の全円形エリアをスイープアウトするのにかかる時間として概算することができる（ヘッドが１秒間にスイープアウトするエリアは、（光センサアレイ長）×（１秒間に移動した距離となる））。「スイープアウトされた」円形エリアは、π（半径（ＲＡＤＩＵＳ））２＝３．１４１５９×１７６．５２＝９７８６７ｍｍ２（１５１．７５平方インチ）である。これは、６４５１ｍｍ２／秒（１０平方インチ／秒）では、約１５．２秒である。
【００３０】
図８は、図１に示すシステムの制御システムを簡略化した略ブロック図である。コントローラ１００は、走査ジョブ中に収集したイメージデータを格納するメモリ１０２と結合される。コントローラは、キャリッジ駆動から構成されるキャリッジ走査モータ７２に駆動コマンドを発信し、キャリッジ／センサアレイ位置を示す位置信号をキャリッジ走査エンコーダ７８から受信する。またコントローラは、ターンテーブルプラテンを回転させるターンテーブルモータ９２を制御するターンテーブルモータ駆動コマンドを発信し、エンコーダ信号をターンテーブルエンコーダ９４から受信して、ターンテーブルプラテンの位置及び角速度を決定する。これによりコントローラは、キャリッジ駆動を制御して、媒体に対してセンサアレイのオーバラップしていない渦巻き形軌跡、又はむら又は他のアーティファクトを回避するためにオーバラップした渦巻き形軌跡を実現するか、あるいは他の特定の走査モードに提供するためのアンダーラップした軌跡を実現することができる。他の例示的な走査モードには、渦巻き形を形成する一周おきの回転で走査をスキップ（データを収集）し、終了時にキャリッジの方向を反転させて、先の一周おきの回転で省略された画素データを補充することが含まれる。
【００３１】
またコントローラは、光学式センサアレイからセンサデータを受信し、システム５０が印刷機能を含む場合には、生成すべきイメージ及び座標の中心に相対するペンの位置に応じて、ペン４０に対して噴射パルスを与える。イメージデータをメモリ１０２に格納し、又はこれをホストコンピュータ１２０に送信もしくはホストコンピュータ１２０から受信することもできる。
【００３２】
またコントローラは、座標の中心に対するセンサヘッド５２の位置及び走査モードに応じて、サンプリング制御信号をアレイ５４のセンサ要素５６Ａ〜５６Ｎに与えるとともに、照明源制御信号を照明源５２Ａに与える。走査プロセス中に収集されたイメージ画素データがメモリ１０２に格納されるかもしくはこれをホストコンピュータ１２０に送出することもできる。またコントローラは、各種センサ要素に対してサンプリング速度を設定することもできる。一定（最大）のサンプリング速度を利用することが望ましい場合が多いが、他のジョブ又はアプリケーションに対して、コントローラは、特定の走査ジョブにわたってサンプリング速度が一定にならないよう、あるいはより遅い一定サンプリング速度を用いるよう制御することができる。使用するサンプリング速度が早かったり遅かったりすることにより、媒体１０の特定領域における画素データの密度をより大きく又は小さくすることができる。
【００３３】
センサアレイ５４における各センサ要素は、他の何れのセンサ要素に比べても座標の中心８６から異なる半径距離にある。この結果、すべてのセンサ要素を一定速度でサンプリングすることが異なる間隔をおいた画素を生成するが、このことは、ρの値が小さいとき、特に図２の領域１において容易に理解されよう。例えば、領域１において、媒体の初期回転（キャリッジの半径方向の移動を伴わない回転）の間、さらに０．０８５ｍｍ（１／３００インチ）のセンサ要素の間隔に対して、回転の中心から最も離れたρにおけるセンサ要素５６Ｎ（図３）は、円周に沿って２５．４ｍｍ（１インチ）ごとに３００回サンプリングする必要がある。２５．４ｍｍ（１インチ）のセンサアレイにおいて、円周は５０．８πｍｍ（２πインチ）である。これにより１８８５画素がこの円周に沿って０．０８５ｍｍ（１インチの１／３００）の間隔でサンプリングされる。座標の中心からずれた第２ノズル５６Ｂでは、円周はわずか０．１７πｍｍ（２π／３００インチ）、すなわち０．５３４ｍｍ（０．０２０９インチ）しかないため、この円形経路に沿って１８８５個のイメージ画素を収集することは、その円形経路に沿う画素を多く生成しすぎてしまうので不適当である。最も外側のセンサ要素の隣のセンサ要素、すなわちセンサ要素５６Ｎに比べて０．０８５ｍｍ（１／３００インチ）回転の中心に近いセンサ要素において、１１．８画素／ｍｍ（３００画素／インチ）を維持するためにサンプリングされる画素数は、２π（２５．４−０．０８５）×１１．８（２π（１．０−１／３００）×３００）、すなわち１８７９個となるはずである。しかしながら、むしろ仮にサンプリング速度が最も外側のセンサ要素と同一であれば、１８８５画素を実際にサンプリングすることになり、このように生成された画素は、最も外側のセンサ要素によって生成された画素数に近い。領域１の掃引の間、又は媒体の他の何れの領域においても、すでにサンプリングされた画素を再度サンプリングする必要はなく、コントローラにおける論理により、どの画素を各センサ要素によってサンプリングすべきであるかを容易に決定することができるので、センサ要素が回転の中心により近ければサンプリングする頻度をより少なくすることができる。
【００３４】
別の例として、媒体の第２完全回転後にセンサアレイが２．０のρ値に達した場合、センサ要素５６Ａ（回転の中心に最も近接する）は１．０のρ値にあり、同一の画素間隔を維持するために最も外側のセンサ要素の速度の１／２でサンプリングする必要がある。再びコントローラにおける論理が、すでに一度サンプリングされた画素をサンプリングしないようにサンプリング速度を調節する。しかしながら、センサ要素５６Ｎ、すなわち最も外側のセンサ要素を可能な限り最大（一定）速度でサンプリングさせることによって全走査時間を最小限にすることが望ましい。図７は、この最も外側のセンサ要素の一定（最大）速度の関係を示しており、他のあらゆるセンサ要素は、サンプリングすべき画素が任意の隣接画素から少なくとも０．０８５ｍｍ（１／３００インチ）離れているときに、これらの画素を実際にサンプリングし、このサンプリング速度は常に最大可能速度よりも低速となる。これらの速度の相違は、回転の中心からの距離にともない急激に小さくなる。
【００３５】
上記の実施態様は、本発明の原理を表し得る可能な特定の実施態様の単なる例示にすぎないことが理解されよう。例えばセンサヘッドと媒体との間に所望の相対運動を与えて渦巻き形経路を提供するために他の構成を利用することができる。例えばセンサヘッドは、静止プラテン上に媒体を配置したまま渦巻き形経路を移動するアーム機構上に配置可能である。あるいは、逆にセンサヘッドを静止位置に配置してもよく、プラテン上の媒体が所望の渦巻き形移動軌跡を与えてもよい。また座標の中心の位置から開始し、半径方向外側に移動するものとしてセンサヘッドの動きを説明してきたが、代替的には、他の何れの位置からセンサヘッドを開始してもよく、例えば最も外側の位置において内側に螺旋を描いて座標の中心で終了してもよい。当該技術に精通した者であれば、本発明の範囲及び精神から逸脱することなく、他の構成をこれらの原理にしたがって容易に案出することができよう。
【００３６】
以下においては、本発明の種々の構成要件の組み合わせからなる例示的な実施態様を示す。
【００３７】
１．  平坦なイメージを光学的に走査するための方法であって：この方法が、
光学式センサアレイ（５４）を与えるステップと、
走査サイクルの間に前記光学式センサアレイによって光学的に走査される平坦な媒体（１０）を支持するステップと、
光学的走査サイクルの間に前記媒体に対して前記センサアレイによって渦巻き形軌跡が画定されるように、前記センサアレイと前記媒体の間に相対運動を与えるステップと、さらに
前記光学的走査サイクルの間にイメージを表すセンサデータを収集するステップと
を含む方法。
【００３８】
２．  相対運動を与える前記ステップが、前記センサアレイ（５４）を前記走査サイクルの間に周期的に停止及びその方向を反転させることなく、達成されることをさらに特徴とする、１項記載の方法。
【００３９】
３．  前記センサアレイ（５４）が、座標の中心から半径方向に延びるアーム上に設けられ、相対運動を与える前記ステップが、座標の前記中心の周りに前記媒体を回転させながら、前記センサアレイを前記アーム上で座標の前記中心から外側に移動させることを含む、１項又は２項記載の方法。
【００４０】
４．  前記センサアレイ（５４）が、座標の前記中心から半径方向に延伸する方向に第１距離にわたり、相対運動を与える前記ステップが、座標の前記中心の周りに前記媒体（１０）の完全な回転ごとに前記第１距離と等しい距離だけ半径方向に前記センサアレイを移動するような速度で、前記センサアレイを半径方向に移動させることを含む、３項記載の方法。
【００４１】
５．  前記センサアレイ（５４）が、座標の前記中心から半径方向に延伸する方向に第１距離にわたり、相対運動を与える前記ステップが、座標の前記中心の周りに前記媒体（１０）の完全な回転ごとに前記第１距離を下回る距離だけ半径方向に前記センサアレイを移動するような速度で、前記センサアレイを半径方向に移動させることを含む、３項記載の方法。
【００４２】
６．  前記センサアレイ（５４）が、座標の前記中心に対して最も外側のセンサ（５６Ｎ）を含む複数のセンサ要素（５６Ａ〜５６Ｎ）を含み、センサデータを収集する前記ステップが、前記センサ要素を一定速度でサンプリングすることを含み、相対運動を与える前記ステップが、前記媒体の回転速度を変化させて前記センサアレイの最も外側のセンサ要素の実質上一定接線速度を達成することをを含む、１〜５項の何れか１項記載の方法。
【００４３】
７．  前記センサアレイ（５４）と前記媒体（１０）の間に相対運動を与える前記ステップが、前記走査サイクルの間に前記媒体に対して前記センサアレイの一部をオーバラップするよう選択された速度で前記センサアレイを半径方向に移動させることを含む、１〜３項の何れか１記載の方法。
【００４４】
８．  前記センサアレイ（５４）と前記媒体（１０）の間に相対運動を与える前記ステップが、前記媒体に対して前記センサアレイの一部をアンダーラップするよう選択された速度で前記センサアレイを半径方向に移動させることを含む、１〜３項の何れか１記載の方法。
【００４５】
９．  相対運動を与える前記ステップが、前記媒体（１０）のエリア全体にわたって前記センサアレイ（５４）の掃引されたカバレッジを与えるのに十分な大きさの距離をもって、前記センサアレイを半径方向に移動させることを含む、１〜８項の何れか１項記載の方法。
【００４６】
１０．  光学式走査システムであって、
光学式走査サイクルの間にイメージデータを収集するための複数のセンサ要素（５６Ａ〜５６Ｎ）を含む光学式センサアレイ（５４）と、
前記光学式センサアレイと相対的に配置され、光学式走査サイクルの間にそこに担持されるイメージを光学的に検出可能とする前記平坦な媒体（１０）と、
渦巻き形軌跡が前記センサアレイにより光学式走査サイクルの間に前記媒体に対して画定されるように、前記センサアレイと前記媒体の間に相対運動を与える装置（８０、６０、７２、９２）と、
を備えるシステム。
【００４７】
１１．  前記センサアレイ（５４）と前記媒体（１０）の間に相対運動を与えるための前記装置（８０、６０、７２、９２）が、前記走査サイクルの間に前記媒体に対して前記センサアレイの一部をオーバラップする速度で前記センサアレイを半径方向に移動させるように適応されている、１０項記載のシステム。
【００４８】
１２．  前記センサアレイ（５４）と前記媒体（１０）の間に相対運動を与えるための前記装置（８０、６０、７２、９２）が、前記媒体に対して前記センサアレイの一部をアンダーラップする速度で前記センサアレイを半径方向に移動させるように適応されている、１０項記載のシステム。
【００４９】
１３．  座標の中心を通って延びるキャリッジ軸（６２）に沿って移動するように設けられた、前記センサアレイを保持するためのキャリッジ（６０）と、
前記キャリッジ軸に沿った前記移動のための前記キャリッジを支持するアーム構造と、
を備え、
前記相対運動を与える装置が、座標の前記中心から前記アーム上の外側に前記光学式センサアレイを移動させるためのキャリッジ駆動装置（７２）と、座標の前記中心の周りに前記媒体を回転させるためのターンテーブル駆動（９２）とを含む、１０〜１２項の何れか１項記載のシステム。
【００５０】
１４．  前記センサアレイ（５４）が、座標の前記中心から半径方向に延伸する方向に第１距離にわたり、前記キャリッジ駆動装置（７２）が、座標の前記中心の周りを前記媒体の完全な回転ごとに前記第１距離と等しい距離だけ前記センサアレイを半径方向に移動する速度で前記センサアレイを半径方向に移動するように適応されている、１３項記載のシステム。
【００５１】
１５．  前記走査サイクルに一定速度で前記センサアレイを含む所定のセンサ要素から画素を前記センサアレイ（５４）にサンプリングさせるサンプリングコマンドを生成するためのコントローラ（１００）と、前記媒体を回転させるための前記装置（９２）が、前記媒体の回転速度を変化させて前記所定のセンサ要素の実質上一定接線速度を実現するように適応されていること、をさらに特徴とする、１０〜１４項の何れか１項記載のシステム。
【００５２】
１６．  前記走査サイクルに可変速度でイメージ画素を前記センサアレイ（５４）にサンプリングさせるサンプリングコマンドを生成するためのコントローラ（１００）をさらに特徴とする、１０〜１４項の何れか１項記載のシステム。
【００５３】
１７．  前記システムが多機能スキャナ／プリンタシステムの一部であり、
ノズルアレイを有するインクジェットペン（４０）と、
インクジェット印刷サイクルの間に平坦な印刷媒体に対して前記ノズルアレイによって渦巻き形軌跡が画定されるように、前記ノズルアレイと前記媒体の間に相対運動を与えるための装置（７２、９２）と、
を含む、１０〜１６項の何れか１項記載のシステム。
【００５４】
【発明の効果】
光学式走査技法は、走査サイクルの間平坦な媒体（１０）からイメージ画素データを収集するための光学式センサアレイ（５４）を使用する。作動装置（７２、９２）は、センサアレイと媒体との間に相対的な運動を与え、それによって渦巻き形軌跡が走査サイクルの間に媒体に対するセンサアレイによって画定される。この渦巻きの最大直径は、矩形媒体の対角線の寸法と等しくされ、したがって媒体のエッジに非常に近接しても画素データを収集することができ、それによって媒体の両側辺及び上端と下端の走査できないマージンのエリアを減少させもしくは排除する。駆動装置は、座標の中心の周りに平坦な媒体を回転させるためのターンテーブル（８０）及びセンサアレイを保持する移動可能なキャリッジ（６０）を含んでもよい。インクジェット印刷ヘッド（４０）が、駆動装置に設けられ、多機能スキャナ／プリンタを提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を具現化する光学式走査システムの例示的な実施形態の等角投影図である。
【図２】本発明の一態様にしたがう、光学式センサアレイと平坦な媒体との間の相対運動の渦巻き形軌跡経路のグラフ図である。
【図３】平坦な媒体の表面に関する２点位置において、図１の走査システムのセンサヘッドに関する複数のセンサ要素を有する簡略化したセンサアレイを図解する。
【図４】非オーバラップセンサアレイが渦巻き形の場合に、媒体の完全回転（２πラジアン）に対する、図３のセンサアレイの最も外側のセンサの例示的な一経路を簡略化して示す。
【図５】一部オーバラップしたセンサアレイが渦巻き形の場合に、媒体の完全回転（２πラジアン）に対する、図３のセンサアレイの最も外側のセンサ要素の代替の第１経路を簡略化して示す。
【図６】一部アンダーラップしたセンサアレイが渦巻き形の場合に、媒体の完全回転（２πラジアン）に対する、図３のセンサアレイの最も外側のセンサ要素の代替の第２経路を簡略化して示す。
【図７】図２の実施態様に対する半径距離の関数として平坦な媒体の角速度を示すグラフである。
【図８】図１の光学式スキャナシステムからなる制御システムの簡略化した略ブロック図である。
【符号の説明】
１０              平坦な媒体
４０              インクジェットペン
５０              光学式走査システム
５４              光学式センサアレイ
５６Ａ〜５６Ｎ  センサ要素
６０              キャリッジ
６２              キャリッジ軸
７２              キャリッジ駆動装置
９２              ターンテーブル駆動
１００            コントローラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
0003539888.tif 000006
【図６】
0003539888.tif 000007
【図７】
0003539888.tif 000008
【図８】
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