JP2568355B2 - ハイライトカラープリンタ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は一般に感光性表面にトリ
レベル画像を生成し、前記画像のカラーラインの膨張が
補正される、パルス画像型面追尾式(facet tracked) パ
ルス幅変調ラスター出力走査（ＲＯＳ）システムを用い
た電子写真印刷装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のバイレベルゼログラフィの実施で
は、最初に電荷保持表面を均等に帯電させることによ
り、静電潜像を光導電メンバのような電荷保持表面上に
生成するのが一般的な方法である。静電潜像は元の画像
に対応する活性放射のパターンに一致するように選択し
て消散される。電荷の選択的消散は、高電荷領域が放射
により露光されなかった領域に対応する画像表面にバイ
レベル潜在電荷パターンを残す。この電荷パターンの１
レベルはトナーで現像することにより可視的になる。ト
ナーとは、一般的に電荷引力により電荷パターンに付着
される色付けされた粉末である。現像された画像は次に
画像表面に固着されるか、又は普通の紙のような受像基
板に転写され、適切な溶着技術により固着される。

【０００３】従来のゼログラフィとは異なるトリレベ
ル、ハイライトカラー画像の露光時には、電荷保持表面
に３つの電荷レベルが生成される。高電荷（即ち、未露
光）領域はトナーで現像され、完全に放電された部分も
異なる色のトナーで現像される。このように、電荷保持
表面には３つの露光レベル、即ち、３つの電荷レベルに
対応するゼロ露光、中間露光、及び完全露光が含まれて
いる。これら３つのレベルは、例えば黒色、白色、及び
単色に印刷するための現像が可能である。

【０００４】図１は先行技術におけるトリレベル印刷シ
ステムの概略図である。図示されているように、システ
ムは電荷ステーションＡ、露光ステーションＢ、現像ス
テーションＣ、転写ステーションＤ、そしてクリーニン
グステーションＦを通過する動作の為に配置された電気
伝導性の光透過性基板上の光導電表面で構成される、光
導電ベルト１０の形で電荷保持メンバを使用している。
ベルト１０は矢印１６の方向に移動し、その連続部分
を、動作の経路に配置された種々の処理ステーションを
順々に通過するように前進させる。ベルト１０は複数の
ローラー１８、２０及び２２に乗っており、前者はドラ
イブローラーとして使用され、後者は受光体ベルト１０
に適切な張力を付与する為に使用されることができる。
モーター２３はローラー１８を回転させ、矢印１６の方
向にベルト１０を前進させる。ローラー１８はベルトド
ライブのような適切な手段でモーター２３に接続されて
いる。

【０００５】図１から解るように、ベルト１０の連続部
分は最初に電荷ステーションＡを通過するが、そこでは
スコロトロン、コロトロン、或いはデコロトロンのよう
なコロナ放電デバイス２４が、ベルト１０を選択的に高
均質の正、或いは負の電位Ｖ₀ に帯電する。当業者には
周知であるが、適切な制御回路であればどれでもコロナ
放電装置２４の制御のために使用が可能である。

【０００６】次に、受光体表面の帯電部分は露光ステー
ションＢを通って前進する。露光ステーションＢでは、
ベルト１０の均等に帯電された表面がトリレベルラスタ
ー出力スキャナー（ＲＯＳ）ユニット２５で露光され、
走査デバイスからの出力に従って電荷保持表面が放電さ
れる。この走査によって結果的に受光体上に３つの分離
した放電領域が発生し、各領域は３つの可能なレベル、
即ち、（１）結果的にＶ_ddp と同等の電圧を生成し、電
荷領域現像（ＣＡＤ）を使用して現像されるゼロ露光、
（２）結果的に低電圧レベルＶ_c を発生させ、放電領域
現像（ＤＡＤ）を使用して現像される完全露光、（３）
結果的に中間電圧レベルＶ_w を発生し、現像されず、印
刷物上に白色の領域を生じさせる中間露光、の内の１つ
で露光される。図２にはこれらの電圧レベルが概略的に
図示されている。幾つかの一般的な電圧レベルは次の通
りである。

【０００７】最初に電圧Ｖ₀ に帯電される受光体は、約
-900ボルトと同等のレベルであるＶ_ddp (V_CAD）までの
暗減衰に耐える。露光ステーションＢにおける露光時、
画像のハイライト色（即ち、黒色以外の色）部分の、受
光体は約-100ボルトと同等であるＶ_c （Ｖ_DAD ) にまで
放電される。受光体は背景（即ち、白色）、画像領域、
び文書間領域における画像に関しても、-500ボルトと同
等であるＶ_w （Ｖ_white ) にまで放電される。このよう
に、画像露光は３つのレベル、即ち、ゼロ露光（即ち、
黒色）、中間露光（白色）、及び完全露光（即ち、カラ
ー）である。露光ステーションを通過した後、受光体は
ＣＡＤ、及びＤＡＤカラー潜像に対応する高帯電領域、
及び完全放電領域を含み、また現像されない中間レベル
帯電領域も含んでいる。

【０００８】現像ステーションＣにおいて、現像システ
ム３０は、ＣＡＤ及びＤＡＤ静電潜像に接触するように
現像剤を前進させる。現像システム３０は第１現像ハウ
ジング３２、及び第２現像ハウジング３４で構成され
る。現像ハウジング３２は１対の磁気ブラシローラー３
５及び３６を備えている。ローラーは帯電された領域部
分（Ｖ_CAD）を現像する為に、現像剤４０を前進させ、
受光体に接触させる。例として、現像剤４０には正電荷
の黒色トナーが含まれている。電気的バイアスは現像ス
テーション３２に電気的に接続された電源４１を介して
遂行される。約-600ボルトの適切な直流バイアスである
Ｖ_bbが、電源４１を介してローラー３５、及び３６に印
加される。

【０００９】現像ハウジング３４は、１対の磁気ローラ
ー３７と３８を含んでいる。ローラーは放電された領域
部分（Ｖ_DAD）を現像する為に、現像剤４２を前進さ
せ、受光体に接触させる。例として、現像剤４２には負
電荷の赤色トナーが含まれている。電気的バイアスは現
像ステーション３４に電気的に接続された電源４３を介
して遂行される。約-400ボルトの適切な直流バイアスで
あるＶ_cbは、電源４３を介してローラー３７、及び３８
に印加される。

【００１０】受光体上で現像された合成画像が正、及び
負の両トナーで構成されている為に、正の転写前コロナ
放電メンバ（図示せず）が正のコロナ放電を利用して、
基板に効果的な転写をする為にトナーを調節するように
設置されている。転写前コロナ放電メンバは電界感応モ
ードで作動する、直流電圧でバイアスされた交流コロナ
デバイスであることが望ましく、極性を反転させなけれ
ばならない合成トリレベル画像の領域に対して、選択的
に更に多くの電荷（或いは、少なくともそれに同等の電
荷）を付加する方法で、トリレベルゼログラフィ転写前
帯電を実施する。この電荷識別は、転写前帯電の前に光
で現像された合成潜像を搬送する受光体の放電によって
強化され、これによって既に正しい極性にある画像の部
位を過帯電する傾向を最小にする。

【００１１】再度図１に関して参照すると、転写ステー
ションＤでは、１枚の支持物質５８がトナー画像と接触
するように動かされる。従来の給紙装置（図示せず）に
よって、１枚の支持物質は転写ステーションＤへと前進
させられる。給紙装置は、コピー用紙の積層の最上部の
用紙に接触する給紙ロールを含んでいるのが望ましい。
給紙ロールは、最上部の用紙を回転して積層からシュー
トに前進させ、シュートは１枚の支持物質を方向づけ
て、定時シーケンスでベルト１０の表面に接触するよう
に前進させる。その結果、現像されたトナー粉末画像
は、転写ステーションＤにおいて前進する１枚の支持物
質と接触する。

【００１２】転写ステーションＤは、用紙５８の裏面上
に適切な極性のイオンを噴霧するコロナ発生装置６０を
含んでいる。これにより帯電されたトナー画像粉末が、
ベルト１０から用紙５８に引きつけられる。転写後、用
紙は溶着ステーションＥに用紙を前進させるコンベヤー
（図示せず）上を矢印６２の方向に移動し続ける。

【００１３】溶着ステーションＥ６４は、用紙５８に転
写された粉末画像を永久的に固着させる溶着アセンブリ
を含んでいる。溶着アセンブリ６４は、熱溶着ローラー
６６、及び支持ローラー６８で構成されている。用紙５
８は溶着ローラー６６と支持ローラー６８の間を、トナ
ー粉末画像が溶着ローラー６６に接触するように通過す
る。この方法でトナー粉末画像は、永久的に用紙５８に
固着される。溶着後、シュート（図示せず）は、前進す
る用紙５８をキャッチトレイ（同じく図示せず）まで導
き、続いてオペレーターが印刷機から取り除かれる。

【００１４】ベルト１０の光導電表面から支持物質が分
離された後、光導電表面上の非画像領域が運ぶ残余トナ
ー粒子が除去される。これら粒子の除去はクリーニング
ステーションＦで行なわれる。クリーニングステーショ
ンＦには磁気ブラシクリーナーハウジングが配置されて
いる。クリーニング装置は、クリーナーハウジング内の
搬送粒子にロール構造、及び電荷保持表面に対してブラ
シと同様の方向を形成させるため従来の磁気ブラシロー
ル構造を備える。また、ブラシから残余トナーを除去す
る為の１対の脱色ロールも備えている。

【００１５】クリーニングに引き続いて、放電ランプ
（図示せず）は、連続する画像サイクルで残っている帯
電に先立ち、残余の静電荷を消散させる為に光を光導電
表面に照射する。白色、或いは背景放電電圧レベルの安
定は、静電電圧計（ＥＳＶ）７０を使用し、受光体の文
書間領域の受光体白色放電レベルをモニターすることに
より遂行される。これにより得られた情報は、制御論理
７２により、ＲＯＳの出力を制御する為に利用され、結
果的に白色放電レベルを所定のレベルに保持する。この
安定化の技術は、本発明と同じ譲受人に譲渡された米国
特許第４，９９０，９５５号において詳述されている。

【００１６】トリレベル露光画像を得る為に、先行技術
では幾つかの走査技術が知られている。キャノン９０３
０で使用されるような従来のフライングスポットスキャ
ナーは、ＲＯＳユニットを使用して、受光体表面に露光
される画像を一度に１画素づつ書き込む。高い空間解像
度を得るためには、パルス画像スキャナーの利用が可能
である。このパルス画像スキャナーはスコホニースキャ
ナーとも呼ばれ、Richard Johnson らによる "Scophon
y Spatial Light Modulator"（Optical Engineering,Vo
l.24,No.1,Jan/Feb.1985) に記載されており、従ってそ
の内容を引用して説明を行う。高い空間解像度を可能と
するより好ましい技術は、フライングスポットスキャナ
ーと同様の光学素子（回転ポリゴン、レーザ光源、プレ
ポリゴン及びポストポリゴン光学系）を使用するが、Ａ
／Ｏ変調器はフライングスポットスキャナーのそれとは
異なり、所定の時間に多くの画素を照射する。この結果
スキャナーは可干渉性の画像形成応答（ある１つの画素
の形成に対応するＡ／Ｏ変調器のドライブ信号の位相が
その隣接画素の形成に影響を及ぼす）を有することとな
る。このタイプの走査システムを用いると、Ａ／Ｏ変調
器のドライブレベルをビデオデータに依存して制御する
ことにより、露光レベル、即ち画像面でのレベルが制御
されることが可能となる。トリレベルシステムにおいて
は、２つのドライブレベルが使用されているが、第１の
レベルは白色露光用であり、第２のより高いドライブレ
ベルはＤＡＤ露光用である。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題及び解決手段】 本発明の
目的は、より高い空間解像度のトリレベルシステムを提
供することである。このため 本発明の１態様では、音響
振幅の制御により中間露光レベルを得る代わりに、パル
ス画像システムにおいて空間フィルタリングと共にパル
ス幅変調を使用することにより中間露光が与えられる。
しかしながら、パルス幅変調を用いるパルス画像スキャ
ナーの使用には、画質に問題を惹起する可能性がある。
パルスがピクセル周期の中央に配置される、直覚的、即
ち従来のパルス幅変調の方法の使用では、出力される印
刷物のカラーテキスト及びグラフィックスが、特に同様
のプリンターで作られた黒色の画像と比べてみると「膨
張した」、即ち、肉太な外観となる。更に、カラーライ
ンが非対象である。処理（低速走査）方向に流れるカラ
ーラインは、処理を横切る高速走査方向に流れるライン
より格段に幅が広い。本発明の他の目的は、前記のカラ
ーライン膨張を回避することである。このため本発明の
他の態様では、カラーライン膨張問題は、白色ビデオパ
ルスを画素周期の中央から始点へシフトさせることによ
り避けることが出来る。この態様では、各白色画素パル
スは２つの均等な部分に分けられ、その各部分は画素周
期の外側エッジにシフトされる。これに替わる他の態様
では、赤色画素または白色画素ビデオパルス幅が、それ
ぞれのパルスの有効幅を低減するために狭められる。更
にこれら以外の他の態様では、赤色ラインを形成するビ
デオ信号内にある最初の赤色画素パルスの前縁および最
後の赤色画素パルスの後縁がトリムされる。

【００１８】特に、本発明の１態様は、処理方向に移動
する事前に帯電された感光性記録媒体を３つの露光レベ
ルで露光するハイライトカラープリンタであって、放射
エネルギーのコヒーレントな収束ビームを与える手段を
備え、ピクセル周期内にパルス幅変調画像ビデオデータ
信号を発生する手段を備え、前記信号は黒色情報、白色
情報、およびカラー情報を表し、前記ビデオデータ信号
により表される情報に従って前記ビームを変調して変調
出力ビームを生成する音響光学タイプの変調手段を備
え、前記変調手段と前記感光性記録媒体との間に配置さ
れるポリゴン走査手段を備え、前記ポリゴン走査手段
は、前記変調ビームを反射して前記感光性記録媒体を横
切る高速走査方向へ前記ビームを繰り返し走査する複数
の面を有し、前記ポリゴン走査手段は、白色情報ビデオ
データ信号に対応する変調出力ビームの空間ドメインの
周波数プロファイルのサイドバンドを遮断する光学的伝
達関数を有し、前記遮断によって、カラー情報および白
色情報ビデオデータ信号を有する、近隣のピクセル周期
に対応する照射強度が低減され、これにより記録媒体
が、黒色情報ビデオデータ信号に対応するゼロ放電、カ
ラー情報ビデオデータ信号に対応する完全放電、白色情
報ビデオデータ信号に対応する中間放電の３つの放電レ
ベルで露光される、ハイライトカラープリンタである。
本発明の他の態様は、白色情報ビデオデータ信号を有す
るピクセル周期内において前記信号の位置を変更する回
路手段をさらに備え、前記回路手段は、白色情報ビデオ
データ信号およびカラー情報ビデオデータ信号を有する
ビデオデータ信号列の周波数プロファイルにおいて高調
波成分が増加しないように前記信号の位置を変更する、
前記ハイライトカラープリンタである。

【００１９】

【実施例】図３は、本発明の第１の態様に従うパルス画
像型面追尾式パルス幅変調ＲＯＳシステムの概略図であ
る。レーザー８０からの光の集束ビームは音響光学（Ａ
／０）変調器８２に供給される。制御回路８４は画像ビ
ットマップビデオデータストリームを、帯電領域（黒
色）、放電領域（カラー）、及び中間放電領域（白色）
を表す信号内容を有する画素周期の複数から構成される
アナログビデオデータストリームヘ変換する。回路８４
は変調器８２のドライブレベルを制御する。レーザー８
０からの光の集束ビームは、変調器内を進行する音響パ
ルス列を包み込むような大きなサイズとなっている。該
音響パルスは変調器を励起してブラッグ回折を起こすた
めのＲＦ（高周波）搬送波で変調されており、実際は包
絡線パルスであるが、以下の説明では単にパルスと呼
ぶ。通常は１次のブラッグ回折光が変調出力として用い
られる。従って、変調器８２から発生するパルス変調光
出力プロファイルは、変調器内の音響パルスパターンと
レーザー８０からの照射光ビームとのオーバーラップに
より形成され、受光体９２上への個々の音響パルスの画
像化を可能とする。ポリゴンはポストポリゴン光学系９
０の後焦点面に配置され、該面はまたプレポリゴン光学
系８６の前焦点面ともなっている。従って、高速走査方
向において、アナモルフィックプレポリゴン光学系８６
は、変調器８２から発生するパルス変調光出力プロファ
イルのフーリエ変換を行い、回転ポリゴン８８の面８７
上にフーリエプロファイルを投影する。変調器を励起さ
せる為に使用されるＲＦ周波数は、変調出力方向（即ち
ブラッグ回折方向）が面８７の回転を追尾するよう面ト
ラッキング回路８１、及びＲＦドライバ回路８３により
受光体を横切る走査と同期して掃引され、その結果とし
て、フーリエプロファイルが回転ポリゴン８８の面８７
の中央に維持される。変調光出力プロファイルのゼロ次
空間周波数成分（即ちパルスパターンのゼロ次空間周波
数成分）は面８７上にゼロ次回折スポットを形成し、変
調光出力プロファイルの空間高調波成分（即ちパルスパ
ターンの空間高調波成分）は面８７上に高次回折スポッ
トを形成する。面におけるゼロ次スポットのサイズは、
変調器へ供給されるビームのサイズに依存、且つ反比例
し、高次回折スポットのサイズもこれと同一のビームサ
イズと なる。図４（ａ）に見られるように、先行技術の
フライングスポット走査システム、または「浅い」パル
ス画像システムにおけるように、変調器へ供給されるビ
ームが小さいならば、高次回折スポット（９６’及び９
８’）のビームサイズのみならずゼロ次ビームサイズも
大きくなり、最高回折次のビームでさえゼロ次ビームに
オーバーラップする。本発明の「深い」パルス画像シス
テムのように変調器へ供給されるビームが大きい場合、
面におけるゼロ次ビームサイズ９４は小さくなり、高次
回折スポット９６及び９８のビームサイズも同様とな
る。

【００２０】「オン」画素ストリングにおける露光レベ
ルを減少させるためにパルス幅変調を行うとき、変調器
を通過する平均光レベルはパルスストリームのデューテ
ィーサイクルに比例する。しかしながら、パルスパター
ンの空間周波数領域（即ちフーリエプロファイル）にお
けるサイドバンドエネルギーが面を通過しないように面
の大きさが制限されるため、平均光レベルはさらに減少
させられ、実際の減少は音響パルスパターンの空間高調
波成分へ移行したエネルギーに依存する。実際に、５０
％のデューティーサイクルにおけるパルス幅変調は、約
２５％の露光レベルになると予測できる。

【００２１】ポリゴン８８が回転するにつれて、音響光
学ビデオパターンの光学的画像はポストポリゴン光学系
９０を通過した後、受光体９２の表面を横切って掃引さ
れる。ポリゴン８８が静止している場合、音響光学ビデ
オパターンの光学的画像は、変調器内を進行する音響光
学ビデオパターンの速度と光学系の倍率とによって決ま
る速度で受光体９２上を移動する。この速度とポリゴン
８８の回転による走査速度とを平衡させることにより音
響光学ビデオパターンの光学的画像は受光体９２上に静
止する。図２（ａ）に見られるように画像形成される走
査線は、ゼロ、中間、完全の３つの露光レベルで露光さ
れる。中間（白色）露光レベルはパルス幅の狭いビデオ
信号パターンから得られ、該信号パターンは変調器８２
から出力される空間的に狭い光学パルスパターンとな
り、該光学パルスパターンは面８７により空間フィルタ
リングされ、結果的に受光体９２上で低レベルで均一な
露光となる。図４（ｂ）はポリゴン面８７上でのビーム
強度を示し、１つの画素の（１周期全体にわたる）オン
／（１周期全体にわたる）オフを繰り返す（１−オン／
１−オフパターン）音響光学ビデオストリームがフーリ
エ平面において照射プロファイルを生成することが示さ
れており、該プロファイルは、単一中心回折ローブ（ゼ
ロ次ビーム）９４、およびパターン周波数に対応する付
加的ローブ９６、９８から構成される。ポリゴン面８７
が光学システムのフーリエ平面にあるが故に、各面の制
限されたサイズは、フーリエ平面空間周波数バンドパス
フィルターとして機能し、受光体へ反射される高域空間
周波数を制限する。図４（ｂ）の上半分において、１−
オン／１−オフパターンに関連する空間周波数成分が光
学システムを通過するためこの空間周波数での印刷が可
能となることがわかる。図４（ｂ）の下半分は、均等な
中間露光を印刷するための回折パターンを示している。
パルス幅変調ビデオパターンは、各画素毎にオン、オフ
され、このオンタイムが所望の露光レベルに対応する。
均等な中間露光を印刷するための回折パターンの周波数
は１−オン／１−オフパターンの周波数の２倍であり、
ポリゴン面の面幅が適正に設計されて、この周波数に関
連する回折ローブがポリゴン面に投影されないようにな
っている。この光学信号の空間周波数フィルタリング
は、結果的に均等な中間レベル出力となる。この空間フ
ィルタリングは、またプレポリゴン光学系８６とポリゴ
ン８８の光路において、適切に設計された別個の空間フ
ィルターを設けることによっても達成される。フィルタ
ーはポリゴンと同期して動くように設定されることが可
能である。

【００２２】上記のように、図３のスキャンシステムは
カラーラインの膨張という問題を含んでいる。上記カラ
ーライン膨張問題をよりよく認識するため、図５では白
色背景（白色画素１０４用ビデオ）上の単赤色画素ビデ
オパルス１０２の露光分布の算定値（点線１００）が、
黒色背景上の赤色画素の露光分布１０６と比較して表示
されている。各白色及び赤色画素ビデオパルスは、対応
する画素タイムフレームの中央に配置されている。白色
背景上の赤色画素の露光分布の幅は、黒色背景上の赤色
画素のそれよりも広いことがわかる（黒色背景上の赤色
画素の露光分布の幅は所望の幅を有する）。このよう
に、カラーラインの膨張はこのビデオ設定により生じる
赤色画素露光分布の幅に直接起因していることがわか
る。

【００２３】上記の概括的説明のように、カラーライン
膨張の問題は、カラー画素用露光分布の幅を所望より広
げさせる可干渉性光学効果によって生じる。以下の説明
で、カラー画素を赤色画素と仮定する。ライン膨張問題
の性質とこの問題に提案される解決法とを十分に理解す
るため、ライン膨張現象を説明するために変形モデルを
採用した次のような画像システム動作の概略図について
考察を行う。図６は、白色背景上に単一赤色画素を有す
る構成のパターンに対する、図３に示されるＲＯＳシス
テムの変調器から出力される理想的な電界振幅を示した
ものである。図７乃至図９は、赤色および白色画素の振
舞いをコンボリューションにより検討するためのモデル
化方法を示したものである（コンボリューション技法に
ついては、R.M.Bracewell による"The Fourier Transfo
rm and its Application",McGrawHill,1965に詳細に記
述されている) 。まず図６に示される公称動作条件を考
える。単一の赤色画素パルスが白色背景上に存在し、Ｗ
は白色画素のパルス幅、Δは画素のアドレス可能度であ
り、これはまた赤色画素パルス幅ともなっている。各白
色パルスは、各白色画素周期の中央部に配置される。パ
ルスパターンに対する露光分布線幅の依存性の分析に際
し、変調器におけるビームの電界振幅のガウス分布特性
を無視することが可能であり、従って、変調器出力光の
電界振幅プロファイルは音響パルスプロファイルと等価
なものとして扱われることが可能となる。また該プロフ
ァイルは任意の時刻における瞬間的プロファイルであ
る。光学系の効果は、単純な低域通過空間周波数フィル
タリングの効果と考えればよい。光学系のフィルタリン
グは、ピクセル周波数（単一ピクセル周期の逆数）がフ
ーリエ平面（図３の面８７）を通過しないようなフィル
タリングであり、従って、白色パターンは受光体９２上
で実質的にゼロ変調パターン（空間周波数分布の直流成
分のみから生じる均一パターン）となる。即ち、変調器
内の白色画素繰り返しパターンと光学的伝達関数のコン
ボリューションは、受光体上で均一な出力を与える。露
光分布は放射束密度の積分により与えられるため、電界
振幅分布についての分散計算は測定される露光分布の半
値全幅（ＦＷＨＭ）を予測しない。近似の他の態様とし
て、赤色画素の露光分布が完全にはガウス分布でない点
があり、分散及び標準偏差は、任意形状の分布のＦＷＨ
Ｍに正確には関連していない。しかしこのモデル化によ
り、白色背景上の赤色画素と黒色背景上の赤色画素との
関係、および白色レベルの変化に対する赤色画素の依存
性を予測することが可能である。

【００２４】コンボリューションの演算は線型であるた
め、入力分布を幾つかの部分に分割し、各部分について
コンボリューションを行い、その結果を重ね合わせるこ
とにより入力分布に対するコンボリューションの結果が
得られる。分布は全白色のパターン、及び２個の狭い矩
形を含むパターンに分割される。このモデル化方法は、
赤色画素パルスを白色画素パルスとこれと同一の振幅を
有する２個の狭い矩形パルスの組み合わせとして扱い、
該矩形パルスは白色画素パルスの両側に付加されて図７
に示されるラスター間隙を充填する。図７（ａ）の周期
パターンは、フィルタリングされて実質的に均一のもの
となる。従って、図７（ｂ）の矩形は、画像形成されて
赤色画素を形成する「物体」となる。これを、白色画素
パルス幅がゼロ（Ｗ＝０）という特別の場合の、黒色背
景上に画像形成されて赤色画素を形成する「物体」と比
較する。図８は、黒色背景上の赤色画素の場合を示した
ものである。

【００２５】コンボリューション下に於ける分散の性質
は、図７（ｂ）及び図８に示される場合に於けるＦＷＨ
Ｍ相対値の概算的予測を可能にする。これは、「ガウス
的」分布のＦＷＨＭが、分散の平方根に等しい分布の標
準偏差にほぼ比例しているために可能である。ここでの
関心である分布は、光学的分散関数（空間フィルタリン
グ特性）及び画像形成されて画素を形成する「物体」、
即ち図９（ａ）に於ける白色背景上赤色画素用の２個の
矩形、及び図９（ｂ）に於ける黒色背景上赤色画素用の
１個の矩形である。コンボリューション／分散理論で
は、分散はコンボリューションの下で増加するとしてい
る。光学的分散関数は全ての画像に対して同一であるた
め、入力パルスの分散の比較によってその出力幅の関係
が決定される。白色背景上赤色画素「物体」の分散は、
黒色背景上赤色画素物体の分散より大きい（量的表示が
図９に示されている）。これは、白色背景上赤色画素物
体はそのアドレス可能空間の両端部にのみエネルギーを
有するが、黒色背景上赤色画素物体はアドレス可能空間
の両端部、及びその中心部にもエネルギーを有するとい
うことを示すことによって、直感的に理解することがで
きる。白色背景上赤色画素物体のＦＷＨＭが黒色背景上
赤色画素物体の場合より大きいのは、白色背景上赤色画
素物体に於けるこのエネルギーの分散に起因している。
図９が示す例の場合、黒色背景上赤色画素に比較する
と、白色背景上赤色画素は分散比１．７６倍（0.146/0.
083)である。白色パルス幅（Ｗ）が増加して白色露光レ
ベルを上昇させるにつれ、赤色画素を形成する「実行物
体」のエネルギー分散が一層進み、これが分散を増加さ
せることが一般的に観察される。この傾向は計測によっ
て確認される。白色背景上赤色ラインは、黒色背景上赤
色ラインよりも大きなＦＷＨＭを有している。さらにこ
のライン幅は一般に白色レベルが上昇するにつれて増加
する。この分散モデルを使用すれば、他の一般的傾向に
ついても検討することができ、白色背景上の複数画素赤
色ラインのＦＷＨＭが単一画素ラインに比較して広がり
にくいことも示される。

【００２６】次に、カラーライン膨張の問題に対する最
初の好ましい解決法について考察する。図１０は、単一
画素赤色ラインを狭めるための修正方法が用いられる場
合の、変調器から出力される理想的電界を示している。
前述のように、パターンはフィルタリングされて実質的
に一定となる周期的部分と、画像形成されてラインを形
成する物体である残りの部分とに分割される。図１１は
その分割された部分を示したものであり、ライン形成物
体は図７（ｂ）（非修正例）に示された分散した物体と
は対照的にコンパクトなものとなっている。図１１
（ａ）では、分割された画像はフィルタリングされて実
質的に一定のものとなり、図１１（ｂ）では、赤色ライ
ンを形成する残余パルスが図示されている。このよう
に、修正例では画像形成されるラインはより小さな分散
を有さなければならない（より狭くなければならな
い）。

【００２７】この好ましい実施例の実行には、図１２
（ａ）及び１２（ｂ）に示される回路を使用する。図１
２（ａ）は、制御回路８４の一部分のブロック図であ
り、パルス幅変調トリレベル画像生成用ビデオパスを示
している。ビデオ１信号（１３０）及びビデオ２信号
（１３１）は、３つの異なるビデオ出力、即ち、黒色、
白色、及びカラーの符号化に必要な２つの入力ラインで
ある。仲裁回路１３３及び１３４は、テストパターン生
成及びビーム制御信号に使用される。ポリゴン掃引に同
期するクロック（ＣＬＫ）信号１３６は、システムを通
じてビデオをクロックするのに使用される。パルス幅変
調（ＰＷＭ）回路１３８は、ＣＬＫ１３６、及び白色画
素に所望のパルス幅を画定するＰＷＭ制御信号１４０を
受信し、ｒｆドライブ信号８３’をＡ／Ｏ変調器８２に
ゲートする（図３）ために使用するＰＷＭ波形１４２を
出力する。仲裁回路１３４は、高いｒｆドライブに向け
て合成ビデオ信号８４’を生成し、ビデオ１３０及びビ
デオ１３１データ信号に必要な黒色、白色、及びカラー
の画素を生成する。図１２（ｂ）は、多数のビットＰＷ
Ｍ制御信号を必要なＰＷＭ波形に変換するために、パル
ス幅変調回路１３８内のプログラマブル遅延が如何に使
用されるかを示したものである。ＣＬＫ信号１３６は、
トリガー１４４に変換され、プログラマブル遅延パルス
生成器１４５に付与される。トリガーもまたセット／リ
セット回路１４６のセットに付与され、白色ＰＷＭビデ
オ信号１４７を生成する。ＰＷＭビデオ１４７をオンに
したトリガー１４４の正確な遅延バージョンであるＰＷ
Ｍリセット信号１４８は、ＰＷＭビデオ信号をオフにす
るのに使用される。タイミング図１５０は、上記説明の
関係を図示している。例えば生成器１４５は、動的にプ
ログラムされたタイムエッジバーニヤのブルックツリー
Ｂｔ６０４であり、達成可能な遅延範囲を制御するデジ
タル／アナログ変換器に接続されている。

【００２８】仲裁回路１３４は、１画素周期毎の入力ビ
デオデータに対応して１画素周期オン（カラー）、１画
素周期オフ（黒色）、およびＰＷＭ波形１４７の１画素
周期挿入（白色）を行い、トリレベル画像生成用ビデオ
パルスパターンを生成する。従って、図１２に示す回路
構成により、図１０に示されるような修正されたビデオ
パルスパターンが生成されることが可能となる。図１３
は、非修正単一画素赤色ライン（実線分布）及び修正赤
色ライン（点線分布）の露光分布を示しており、後者の
生成には白色パルスを白色画素周期の始点に移動させる
前述の技術が用いられている。修正ラインは約１画素分
狭窄化されている。（50% 赤色バイアスレベルでの計測
値は非修正例では127.9 μm 、修正例では87.8μm であ
り、その差40.1μm ）修正例では、隣接白色領域にわず
かなリンギングを生じるが、印刷品質に悪影響を及ぼす
ことはない。

【００２９】図１４に示されるように、上記説明に代わ
る実施例では、ＰＷＭ回路１３８は、各白色パルスを２
つの等パルスに分割し、各パルスが各画素フレームの外
側エッジに移動するように修正される。

【００３０】上記説明の各技術は、全ての白色画素パル
スの位置を画素周期内の従来の中央の位置から移動させ
る方法を含んでいる。カラーライン膨張の別の種類の解
決法では、ビデオデータ入力内の白色画素と赤色画素の
隣接ペアを識別し、効果的にその内の１方或いは他方の
パルスを細くするか、若しくは赤色パルスに隣接する白
色パルスのみを移動させるように種々の操作を行う。第
１の例として図１５、１６を参照すると、ビデオデータ
は白色／赤色ディスクリミネータバッファ回路１２０で
バッファされる。回路に於いて幾組もの画素が連続して
バッファされ、ビット整合検索が行われて画素の関係が
決定される。回路１２０の出力は、ＲＡＭ１２１及び１
２２へ２本の経路を通って送られる。ＲＡＭはビデオパ
ルス特性をマッピングテーブル内に記憶しており、任意
の許容されるビデオデータワードを任意の許容されるビ
デオパルス特性にマップすることが可能である。ＲＡＭ
１２１、１２２の出力は、それぞれプログラマブル遅延
回路１２３、１２４へ送られる。これらの遅延回路は、
それぞれのＲＡＭからの入力信号を処理し、ビデオパル
スの始めと終わりに可変遅延をもたらす。パルス幅は、
２つの出力遅延信号の差によって決定される。出力は、
合成ビデオ信号を生成するセット／リセット回路１２５
に付与される。図１７は、回路１３８によって可能とな
る種々のパルス幅と、位置の組み合わせを示している。
この最初の例を実行するため、赤色画素に隣接すると識
別される白色画素は、全画素アドレス可能度にふさわし
い距離だけ移動される。例えば、画素アドレス可能度が
83μm とすると、4.2 μm の5%分を移動するのが適切で
ある。図１６は、露光分布におけるこうした移動の効果
を示している。例えば図５に示された画素１０７のよう
な白色画素は、その公称（非移動）位置から移動され
て、隣接赤色露光分布がより狭く、より高いピークを有
するよう修正される。同様の移動が白色画素１０８にお
いても行われる。隣接する背景変調（隣接パルスによる
空間高調波、即ちサイドバンドの増加）の僅かな膨張に
対しては、（例えばコントラストのような他の品質特性
との間で）トレードオフを行わなければならない場合が
ある。

【００３１】識別された白色画素を移動する代わりに、
緩衝回路１２０に於ける、例えば１０２の赤色画素に隣
接すると識別された例えば１０７、１０８の白色画素を
狭める代替技術がある。図１８は、隣接する白色画素１
０７、及び１０８が公称５０％幅から４０％幅に狭めら
れた場合を示している。第１の技術を使用すると、背景
変調が膨張する場合がある。

【００３２】上記説明の最後の２つの技術は、例えば、
赤色ライン膨張は白色露光レベルが上昇するにつれて増
大するような全白色露光レベルに感応する。この白色レ
ベルは、画像システムのコピーモードの変化に対応し
て、また機械及び環境の変化を補正するために変化す
る。画素の操作は、白色露光レベル変化信号に応答する
信号を生成するルックアップテーブル１２６（図１５）
を利用して修正される。このように、画素移動或いは画
素狭窄は、白色露光レベルの関数として修正される。

【００３３】更に進んだ技術として、赤色画素のみを修
正する方法がある。ビデオデータストリームがバッファ
１２０で再度検討される。識別された各赤色画素は、狭
められたビデオパルス幅を有する。図１９は、２つの赤
色画素パルス幅が１０％減少している例を示している。
この解についてのトレードオフはコントラストの若干の
欠如である。白色画素狭窄の場合、白色露光レベル変化
に対する調整のため、ルックアップテーブルが必要であ
る。バッファ１２０内で識別された赤色画素に対する代
替操作は、赤色ライン内の開始および終了画素の前縁お
よび後縁のみを修正することである。赤色ラインを構成
する１群の赤色画素が識別されると、最初の赤色画素の
前縁及び最後の赤色画素の後縁がトリムされる。内部の
赤色画素は変化せずに残される。各ライン端を約６％ト
リミングすると、隣接する白色画素から完全に分離され
る。この技術では、エネルギーがラインの中心部から排
除されないため、前述の赤色画素狭窄技術よりもコント
ラストが改良されている。

【００３４】

【発明の効果】上記技術は全て、トリレベルモードによ
る画像システムの操作を目的としているが、システム
は、従来の白黒モード、及び／或いはエグゼクティブモ
ード（白色及び赤色画素のみ）でも操作が可能である。
上記技術を可能にする回路もまた、非トリレベルモード
に於ける操作に使用可能である。例えば、仮にプリンタ
ーがカラーエグゼクティブモード（白色、及びカラー画
素のみ）で作動しているとすれば、白色パルス変換がビ
デオパルスストリームの全ての白色パルスに行なわれる
であろう。プリンターが黒色エグゼクティブモードで操
作されているならば、例えば元のビデオパルス構造のよ
うな非修正ビデオストリームが使用されるであろう。

【００３５】また、カラーライン膨張の解決法は、パル
ス画像、パルス幅修正、及び面トラッキングＲＯＳの関
係内で設けられるが、その原理は、例えば本発明と同一
の譲受人に譲渡される同時係属出願に開示され、その内
容が参照のため本書に組み込まれる非面追尾式ＲＯＳタ
イプに対しても適用が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】先行技術のトリレベル画像システムの概略図で
ある。

【図２】（ａ）乃至（ｂ）は図１の露光システムによっ
て得られた３つの電圧放電レベルを示している。

【図３】パルス画像型パルス幅変調面追尾式ラスター出
力走査システムの概略図である。

【図４】（ａ）乃至（ｂ）は図３のＲＯＳシステムで使
用されるポリゴン面のフィルタリング効果を示してい
る。

【図５】カラーライン膨張問題を図示している、処理方
向におけるカラーライン露光図である。

【図６】画素周期内の中央に位置付けられた白色パルス
と共に、Ａ／Ｏ変調器から射出する赤色／白色画素パタ
ーンの電界振幅を示している。

【図７】幾つかの付加的部分に分割された図６のＡ／Ｏ
変調器電界パターンを示している。

【図８】赤色／黒色画素パターンのＡ／Ｏ変調器電界振
幅を示している。

【図９】白色（トップ）の背景または黒色の背景どちら
かの上に１つの赤色画素を表出した時の、ライン形成の
為の光学的対象を示している。

【図１０】各画素周期の立ち上がりエッジに移動された
全ての白色パルスと共に、修正された赤色／白色パター
ン用のＡ／Ｏ変調器電界振幅を示している。

【図１１】図１０に図示された信号の分離された部分を
示している。

【図１２】（ａ）乃至（ｂ）は、図１０に図示された位
置において白色ビデオパルスを生成する為に使用された
パルス幅パルス変調（ＰＷＰＭ）回路の概略ブロック図
である。

【図１３】公称、並びに修正された条件下における白色
背景上の単一画素赤色ラインの相対露光分布である。

【図１４】全ての白色パルスが等分され、各画素フレー
ムの立ち上がりエッジ、及び立ち下がりエッジに移動さ
れる、修正された赤色／白色画素パターンの電界振幅を
示している。

【図１５】図１２（ｂ）の回路の代替実施例を示してい
る。

【図１６】赤色画素に隣接する白色画素パルスが赤色画
素から遠ざけられた場合の相対露光分布である。

【図１７】図１６のＰＷＰＭ回路で可能な様々なパルス
幅、パルス位置の組合せを示している。

【図１８】赤色画素に隣接する白色画素が公称パルス幅
から狭められた場合の相対露光図である。

【図１９】10％減少された２つの赤色画素幅の為の相対
露光分布を示している。

【符合の説明】

８４ 制御回路
８４’ 合成ビデオ信号 １３０ ビデオ１信号 １３１ ビデオ２信号 １３３、１３４ 仲裁回路 １３６ クロック信号 １３８ パルス幅変調回路 １４０ ＰＷＭ制御信号 １４２ ＰＷＭ波形 １４４ トリガー １４５ プログラマブル遅延パルス生成器 １４６ セット／リセット回路 １４７ ＰＷＭビデオ信号 １４８ ＰＷＭリセット信号

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 メルビン イー．スワンバーグ アメリカ合衆国 91711 カリフォルニ ア州 クレアモント イースト フェア フィールド ドライブ 159 (72)発明者 ウィリアム エル．ラマ アメリカ合衆国 14580 ニューヨーク 州 ウェブスター ブルー クリーク ドライブ 753 (72)発明者 マイケル エス．シアンシオシー アメリカ合衆国 14622 ニューヨーク 州 ロチェスター ラッセル アベニュ ー 39 (72)発明者 スーザン イー．フェス アメリカ合衆国 14607 ニューヨーク 州 ロチェスター ウェストミンスター ロード 209 (72)発明者 ケビン ジェイ．ガルシア アメリカ合衆国 85715 アリゾナ州 トゥサン イースト プラシタ デル オソ 8261 (72)発明者 ピーター ケイ．ウー アメリカ合衆国 90623 カリフォルニ ア州 ラパルマ サンフラワー レーン 7901 (72)発明者 ガーメイ ケイ．ガーメイ アメリカ合衆国 90301 カリフォルニ ア州 イングルウッド ユニット エフ イースト ハーディー 433

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 処理方向に移動する事前に帯電された感
   光性記録媒体を３つの露光レベルで露光するハイライト
   カラープリンタであって、 放射エネルギーのコヒーレントな収束ビームを与える手
   段を備え、 ピクセル周期内にパルス幅変調画像ビデオデータ信号を
   発生する手段を備え、 前記信号は黒色情報、白色情報、およびカラー情報を表
   し、 前記ビデオデータ信号により表される情報に従って前記
   ビームを変調して変調出力ビームを生成する音響光学タ
   イプの変調手段を備え、 前記変調手段と前記感光性記録媒体との間に配置される
   ポリゴン走査手段を備え、 前記ポリゴン走査手段は、前記変調ビームを反射して前
   記感光性記録媒体を横切る高速走査方向へ前記ビームを
   繰り返し走査する複数の面を有し、 前記ポリゴン走査手段は、白色情報ビデオデータ信号に
   対応する変調出力ビームの空間ドメインの周波数プロフ
   ァイルのサイドバンドを遮断する光学的伝達関数を有
   し、前記遮断によって、カラー情報および白色情報ビデ
   オデータ信号を有する、近隣のピクセル周期に対応する
   照射強度が低減され、これにより記録媒体が、黒色情報
   ビデオデータ信号に対応するゼロ放電、カラー情報ビデ
   オデータ信号に対応する完全放電、白色情報ビデオデー
   タ信号に対応する中間放電の３つの放電レベルで露光さ
   れる、ハイライトカラープリンタ。
2. 【請求項２】 白色情報ビデオデータ信号を有するピク
   セル周期内において前記信号の位置を変更する回路手段
   をさらに備え、前記回路手段は、白色情報ビデオデータ
   信号およびカラー情報ビデオデータ信号を有するビデオ
   データ信号列の周波数プロファイルにおいて高調波成分
   が増加しないように前記信号の位置を変更する、請求項
   １に記載のプリンタ。