自社製プリンタ言語インタープリタ Emperor の開発
Development of the Emperor PDL Interpreter

藤 原 葉 子＊Mabry Dozier ＊＊秋 山 文 人＊能 西 豊 茂＊Fujiwara, YokoDozier, Mabry

Akiyama, Fumihito

Nohnishi, Toyoshige

要旨
オフィスMFP（Multi Function Peripherals：多機能複合

１ はじめに機）におけるプリント機能の重要性は年々増加しておコピー・プリント・スキャン及びファックスの機能をり，より高速・高画質・高機能のプリント機能を安価に一体化したMFP（Multi Function Peripherals：多機能複顧客に提供することが要望されている。

合機）において，プリント機能の重要性は年々高まってそれらの要求に応えるため，自社のプリント機能イン
タープリタ

Emperor

きている。プリント機能の基本は，プリンタ言語というを速度・画質面で改善し，更に形式でPC等から入力される描画データをインタープリタ

MFPシステムとの最適化，漢字フォント搭載などを実施と呼ばれるモジュールでビットマップに変換して印刷すした。

ることである。そこで使用されるプリンタ言語は，Adobe

また，機種カスタマイズ部とコア部にソースコードを分離し，コア部を各機種共通とした。これにより，プリンタからMFPまでの幅広い製品群への対応が可能となった。

社のPostScript（以下，PSという），HP社のPCLが世界標準となっている。
これらPS・PCLでは，複雑なグラフィックや文字の描画をプリンタ言語で記述し，インタープリタで言語を解今後はEmperorコア部をエンハンスして，新規プリンタ言語の追加などを行う。

釈して描画するため，処理の負荷が増大する。従って，高画質ではあるが，低価格で高パフォーマンスを実現す

本稿では，これらの技術内容を紹介する。

ることが難しかった。
そこで，オフィス市場向けのカラープリンターでは，Abstract

コスト面から途中でビット数を削減して処理の負荷を軽Today, the printing function in office MFPs (multi-function peripherals) is more important than ever, and demand

減することが行われており，画質を十分に確保できないという課題があった。

is strong for higher speed, better image quality, greater

また，画質を重視するPSでは，ビット数を維持して完

variety of printing functions, and reasonable cost. To meet

全多値処理を行う製品があるが，専用の資源（メモリ，these demands, Konica Minolta’s Emperor PDL (printerC P U ）を使用しており，価格的には非常に高いものとdescription language) interpreter has been significantly im-

なっていた。

proved. The Emperor’s implementation is well-optimized

このように，オフィス市場でのプリント機能に関し

on MFP platforms by the interface established with MFPて，機能・性能・価格の全ての面で充分にユーザーニー

systems, and a kanji font is available for both PS and PCL.

ズに応えきれていない状況であった。

By separating the product-customization module from its

本開発では，コニカミノルタの自社製インタープリタ

common core code, the Emperor has been applied to bothEmperor

を活用し，これらの課題を解決してオフィ

printers and MFPs. In the future, the Emperor’s common

ス市場のニーズに合ったプリント機能を提供することを

core code will be enhanced to support new printer descrip-目的とした。具体的には，最新のPostScript３エミュレー

tion languages. This paper introduces technical advances

ション，P C L ６エミュレーションのインタープリタを

behind the Emperor’s development.

MFPに標準搭載し，高画質かつ高速のインタープリタを幅広い製品群に共通展開して開発効率を向上することを目標とした。
本稿では，この目標を達成するための技術内容を
１）高画質化
２）高速化＊コニカミノルタビジネステクノロジーズ㈱制御開発本部 制御第２開発センター 第 21 開発部＊＊ Konica Minolta Systems Laboratory Inc. Core Technology Division３）製品群への共通展開という３つの点から説明する。

KONICA MINOLTA TECHNOLOGY REPORT VOL.4（2007）35

２

Emperor の概要

２．１

３ 開発技術

MFPシステムのソフトウェア構成

３．１

高画質化

Fig.１にMFPシステムのソフトウェアのブロック図をEmperorでは，以下に紹介する２つの技術を搭載する示す。本システムは，入出力制御を行うネットワーク制

ことにより，オフィス向けインタープリタとしての高画御部，ビデオ入出力を行うエンジン制御部，システム制質を実現した。

御部から構成される。
システム制御部では，コピー，ファックス，スキャン，３．１．１

多値処理化

プリントの各機能別にジョブ制御が行われており，インオフィス向けプリンタでは，内部処理を簡略化するた

タープリタは，プリントプロセス部から制御されるアプ

めに言語指定の画像品質に対し，制御ビット数を制限しリケーションのとして動作する。て処理する構造が一般的である。そのため，解像度や階調性の情報が完全に保持できず，PSの高画質な画像処理やPDFで要求されるTransparency機能への対応が困難であった。Emperorではこれらの問題に対処するため，中間データの構造，ラスタライザの構造を改良し，完全多値処理とした。
Fig.３に言語データ入力からエンジン出力までのデータフローを示す。プリンタ言語の形式で入力されたデータは，言語解析され，中間データに変換される。さらにラスタライズ処理され，Frame空間に描画処理された後，スクリーン処理を経てプリントエンジンに出力される。
Emperorでは，すべてのFrame空間に各色８bitを維持しFig.1 MFP system software block diagramて処理することにより，階調性と解像度を落とすことなく処理可能とした。

２．２ Emperorの構成
Fig.２にEmperorのソフトウェアブロック図を示す。大きくは，言語解析部とスタライザ部に分かれている。
言語解析部では，入力データであるプリンタ言語を解析してDisplayListと呼ばれる中間データに変換する。
ラスタライズ部では，中間データを読み込み，Frame
Fig.3 Emperor data flow

空間に描画処理を行う。
プリンタ言語はPS，PDF，PCL５，PCL６と，画像フォーマットであるTIFF，JPEGのダイレクト印刷をサポートし，言語解析部にはそれぞれの解析を行うブロッ

３．１．２

オブジェクト分離

Emperorでは，DisplayList（中間データ）に保持した描画オブジェクトを文字，グラフィック，イメージの３クがある。

種類に分離する。Fig.４にオブジェクト分離の処理フロー（PCLの場合）を示す。
プリンタ言語の入力データから解析したオブジェクトの種類を検出し，画素ごとのオブジェクト種類の情報としてDisplayListを出力する。その情報に基づき，色変換やスクリーン処理の切り替えが行われる。具体的には，以下の通り。
①色変換処理では，文字・グラフィックは鮮やかな色再現，イメージは忠実な色再現となるよう色変換モードが切り替え。
②スクリーン処理では，文字・グラフィックは高解像
Fig.2 Block diagram of Emperor

度スクリーン，イメージは高階調スクリーンを使用するよう切り替え。
Fig.５にサンプル画像を用いた改善結果を示す。比較の36

KONICA MINOLTA TECHNOLOGY REPORT VOL.4（2007）

Fig.６に改善前後の処理を示す。生成した各ページのFrame空間は，バンドと呼ばれる単位で処理される。
改善前（PCLの場合）では，ページ全体をカラーで処理するため，モノクロのバンドもカラーのバンドもRGB計３回ラスタライズの描画処理が行われた。
それに対し改善後では，言語解析処理でバンド毎にカラーかモノクロかを事前に判別し，中間データに判別結果を保存することとした。ラスタライズ処理時には，中間データに保存されている判別結果からモノクロか否かを判別し，モノクロの場合はFrame空間にＫ成分のみをラスタライズし，１回のみの処理とすることで高速化をFig.4 Object type segmentation processing in color MFP

行った
また，描画データの存在しないFrame空間に対しては，ために，色変換，スクリーン処理をそれぞれ２種類のブランクバンドを定義し，処理を削減して高速化を図った。

モードで処理した結果を示す。○で囲んだ部分が実際に選択した処理である。
オブジェクト分離を行わない場合，写真画像で背景部分の階調がつぶれる場合や，階調再現を重視して高階調ス ク リ ー ン を 使 用 す る と ， 文 字 の エ ッ ジ の ギ ザ ギザ（ジャギー）が目立つ等の問題があった。
これらの課題に対し，同一ページ内に異なる種類のオブジェクトがあった場合でも，オブジェクト分離結果に応じて画像処理を最適な制御を選択し切り替えることにより，文字・グラフィックとイメージの最適化を行い，各々の高画質処理を両立させることが可能となった。
Fig.6 Color/monochrome band detection processing

３．２．２

イメージ処理フローの最適化

従来の処理では，入力したイメージ画像はFrame描画する出力解像度に変倍された後に中間データに保存されていた。従って，イメージ拡大を指定するような描画データの場合は，中間データのサイズが大きくなるという課題があった。
改善後は，イメージ拡大が必要な画像データに対し，元となるイメージ情報のまま，解像度を変倍せずに中間データに保存する。この後，ラスタライズ処理時に拡Fig.5 Images acquired by the test of object type segmentation

３．２

大・縮小の処理を行った。イメージ縮小が必要な画像高速化

高画質化の目的で多値処理を導入したことにも起因し，ソフト処理の負荷が増大している。これらに対し，様々なアルゴリズム改善を積み重ね，高速化を図っている。ここでは，その中の２つを取り上げる。
３．２．１ カラー/モノクロバンドの判別
従来の処理では，入力の色空間がRGBのモノクロペー
ジの場合に，Ｒ＝Ｇ＝Ｂ３面のFrame空間に描画処理され 処理時間が遅いという問題があった。

Fig.7 Image rendering process according to magnification ratio

KONICA MINOLTA TECHNOLOGY REPORT VOL.4（2007）37

データに対し，縮小して中間言語に保存するようにした。即ち，倍率に応じて変倍処理のフローを最適に切り替えることにより，中間データのサイズを削減し，パフォーマンスを改善することができる。
Fig.７に改善前と改善後のイメージの処理フローを示す。
３．２．３

パフォーマンス比較

これまでに紹介したアルゴリズム改善の他，様々な改善の結果，以下の高いパフォーマンスを達成した。 Fig.８に同クラス他社のカラーMFPのパフォーマンス比較を示す。
Fig.８では，各製品のPPMを100%とした換算値でパフォーマンスを示した。Emperor搭載機種のbizhubC450
では，完全多値処理を導入しながら，標準的な印刷デー

Fig.9 Example of interface between MFP system and Emperor
interpreter MFP system

タをエンジンスピードで処理している。他社同クラスの製品と比較しても良いパフォーマンス結果を得た。

３．３．２

ハードウェア最適化

カラーMFPでは，膨大な画像データ（例えば，A3サイズ，600dpi，CMYKのFrame空間データ量は約270MB）を扱うため，画像圧縮が必須であり圧縮ハードウェアを搭載している。Emperorはこのハードウェアを効率的に活用し，高速かつ高メモリ効率な描画処理を実行している。
Fig.10にEmperorの作成したFrame空間（バンド）をMFPシステムへ転送する処理フローを示す。この処理では，１ページのFrame空間をバンドに分割して作成する仕組みになっており，図の１サイクルめでは，バンド１のFrame空間を生成し転送用バッファに書き込む。２サFig.8 Performance comparison with other MFP products

イクルめでは，１サイクルめで転送されたバンド１をハードウェアを活用し圧縮する処理と，バンド２を生成３．３製品群への共通展開して転送する処理が並行処理される。同様に，２サイクインタープリタを短期間に製品展開するためには，同ルめで転送されたバンド２を圧縮する処理と，バンド３一の安定したソースコードを共通的に適用することが重を生成してシステムへ転送する処理が並行処理される。

要となる。本項では，以下の４つのポイントを説明する。

このように，ソフトウェア（Emperor）によるラスタ

１）MFPシステムとの共通インターフェイス策定

ライズ処理と，ハードウェア（MFPシステム）による圧

２）MFPシステムハードウェアへの最適化

縮処理を並行処理することにより高速化を図った。更

３）海外・日本向けの共通ソース適用（日本版：漢字付）に，生成したバンドを，順次圧縮してメモリの効率化も４）機種カスタマイズ部の分離図っている。

同一ソースコードによりプリンター製品からMFP製品までの幅広い製品群への共通展開を実現した。
３．３．１ MFPシステムとの共通インターフェイス策定
MFPでは，インタープリタはコピー・スキャン・ファックスなどの機能を制御するMFPシステム上で動作する。
Fig.９にカラーMFPにおけるプリント時のインタープ
リタとMFPシステムとの画像データ送信のシーケンスの一部を示す。このようなシステムとのシーケンス制御に

Fig.10 Parallel processing of S/W rendering and H/Wcompression

対応し，機種間の共通性を確保する必要がある。EmperorとMFPシステム間のIFを機種間共通に定義し，システムのへの移植性を高めた。

38

１つの例として，色変換処理のフローの最適化をFig.11に示す。

KONICA MINOLTA TECHNOLOGY REPORT VOL.4（2007）

タの実現は困難）
・標準的なPS・PCL言語で対応し，海外・国内向けのソースコードを共通化（日本語フォント搭載は，各社独自言語で対応している製品が多い）
このように，漢字内蔵フォントを搭載することにより日本語対応し，それ以外は共通ソースコードを使用とした。

Fig.12 Implementation of resident kanji font

３．３．４

製品カスタマイズ部の分離

Emperor搭載対象機種の仕様は，カラー8bit，モノクロ１bit，出力解像度600dpi，FAX機能で200/300/400dpiなどと，幅広いものとなっている。
また，製品ごとにPJLのサポート，デモページのデザイ
Fig.11 Implementation of color correction in PCL and PSンなども異なる。
これらの機種対応にカスタマイズすることを主眼とカラーMFPシステムでは，コピー画像処理の高速化をし，Fig.13に示すとおり製品カスタマイズモジュールを定図るため，RGB→CMYK色変換のハードウェアを搭載し義した。このモジュールを分離することにより，機種対ている。

応が容易となる。また，このカスタマイズ部を分離する

プリント機能でも色変換ハードウェアを共通使用することにより，コストを抑えて高速化を狙った。しかし，ために，共通Core部との間はAPI関数を定義し，Core部の独立性を高めた。

電子写真式プリントエンジン出力は一般にCMYKであ

これにより，カスタマイズ部のモジュール修正のみり，ラスタライズ部の描画後にはCMYKのFrameを生成で，コア部のソースコードの変更なしで機種対応を可能する。そこで，本EmperorではRGB出力の処理を新たににした。

追加した。

これにより，Magicolor5450，Magicolor7450などのプリ上記処理はPCLの場合に活用する。

ンタ製品からbizhubC450，bizhub750などのカラー及びモ

しかし，PSの場合には，CMYK直接描画処理や，複数ノクロのMFPまで幅広い製品群への搭載が可能となっの色空間指定（LAB，XYZなど）が含まれるため，Ｋ成た。

分 の 保 持 が 必 須 要 件 と な る 。 よ っ て ， こ の 場 合は，CMYK描画処理となる。
この方法により，MFPシステムのもつハードウェアを共通使用しながら，PCLの高速化とPSの高画質を両立させることが可能となった。
３．３．３

海外・日本向けの共通ソース適用

日本市場では，高速化のために漢字内蔵フォントが必要とされている。Emperorでは，Fig.12に示すような形態で漢字フォントを搭載しているが，フォント以外のソースコードは共通化処理とした。
自社開発であることを生かし，以下のような特長がある。
・PS，PCLで字母データを共通とすることにより，メモリを削減（外部フォント導入では，共通字母デー

Fig.13 Emperor customization block

KONICA MINOLTA TECHNOLOGY REPORT VOL.4（2007）39

４ まとめ以上，自社開発である利点を生かし，高画質かつ高速のインタープリタ

Emperorを開発し，コアのソースコードの共通化を図って開発効率を向上することにより，プリンターからMFPまでの幅広い製品群への展開を実現した。
今後は，XPSなどの新規プリンタ言語への対応，プロダクション領域で要求される機能開発に取り組む所存である。

５ 謝辞
本開発にあたってご協力いただいた，制御開発本部
第11開発部，第12開発部，第13開発部，第23開発部，ソリューション開発部の関係者の皆様に感謝いたします。
・PCLは，Hewlett−Packard Companyの登録商標です。
・Adobe，PostScript３，PDFは，Adobe Systems
Incorporatedの登録商標です。
・XPSは，Microsoft Corporationの登録商標です。

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