JPH03110972A - 画像記録装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は画像記録装置に関し、詳しくはホストコンピュ
ータ、イメージリーダ、コントローラ等から画像データ
を入力し、中間調を含む高品位な画像を記録する画像記
録装置に関する。

［従来の技術］ 近年、コンピュータの出力装置として、レーザプリンタ
等の電子写真方式を用いたプリンタ装置が広く用いられ
るようになってきた。このようなプリンタ装置は、高画
質、低騒音等のメリットが多（、特に高画質の面からデ
スクトップパブリッシングの分野で急速に拡大するに至
っている。

また、その出力もライン画像の高画質化のみならず中間
調画像の高画質化への要求も益々大きくなってきている
。

中間調画像を出力する場合、広く用いられている方法と
してデイザ法がある。しかし、デイザ法は、中間調画像
の各濃度を予め決定されたデイザマトリックスの大きさ
で再現していくため、デイザマトリックスを太き（とれ
ば、濃度階調が良くなる反面、解像力は低下し、デイザ
マトリックスを小さくすれば、解像力は上がる反面、濃
度階調が低下するという問題をもっている。

この問題を解決する方法として、近年、レーザプリンタ
において実用化されているパルス幅変調法がある。この
方法によれば、小さな面積で多（の階調を得る事ができ
るため、解像力と階調とを両立させることができる。第
９図に示す回路は、パルス幅変調法の概略ブロック図で
ある。図示する様に、パターン信号発生回路３０１とＤ
／Ａ変換器３０２とＡＮＤ回路３０３とを有し、入力さ
れたデジタル画像信号をアナログ信号に変換しパターン
信号と比較し、例えば、第１０図に示す様に、画像信号
がパターン信号よりも大きいときのみ印字するものであ
る。

［発明が解決しようとしている課題］ しかしながら、上記パルス幅変調法は、濃度の薄い画像
データが入力された場合、パルス幅が非常に狭くなり、
出力信号を十分に現像できな（なる。その結果、ハイラ
イト部分は白く飛んだ画像となっていた。

例えば、第１１図を用いて説明すると、パルス幅すでは
印字されるが、パルス幅ａでは印字されないという現象
が発生する。

本発明は、上記課題を解決するために成されたもので、
ハイライト部においても階調性のある高画質の中間調画
像を得ることができる画像記録装置を提供することを目
的とする。

［課題を解決するための手段］及び［作用］上記目的を
達成するために、本発明の画像記録装置は以下の構成か
ら成る。すなわち、多値画像データを基にして中間調画
像を形成すす る面積変調手段と、該面積変調手段からの出力に従って
画像記録を行う記録手段とを有する画像記録装置であっ
て、前記中間調画像を形成する際の最小変調面積の短辺
側の長さを粒子系インク材の平均粒径の０．７〜４倍と
することを特徴とする。

また好ましくは、前記面積変調手段は、パルス幅変調に
より変調することを特徴とする。

［実施例］ 以下、添付図面を参照して本発明に係る好適な実施例を
詳細に説明する。

く第１の実施例〉 第１図は、第１の実施例におけるプリンタ装置の構成を
示す図である。

図において、不図示のホストコンピュータ等から送られ
て（る多値デジタル画像データ１は、Ｉ１０ボート２を
通してプリンタ内に入力され、ページメモリ３に逐次格
納される。ページメモリ３内に８ｂｉｔの多値ビデオ信
号として配列されたデータは、プリント開始とともに逐
次、ラインバッファ４に読み出され、プリンタの水平同
期信号であるＢＤ倍信号同期をと゛られた後、Ｄ／Ａ変
換器５により“２５６”レベルのアナログ信号に変換さ
れる。このアナログ信号は、コンパレータ６により、信
号発生器７から出された所定周期の三角波をクリッパ回
路８にて三角波下側角部を平にした三角山形状波と比較
され、深さ方向の信号から時間の長さ方向の信号への変
換、すなわち、パルス幅変調を受ける。この様子を第２
図を参照して以下に説明する。

第２図に示す信号Ａ　（Ａ１．Ａ２　、・・・）は、Ｄ
／Ａ変換器５から出力された画像信号で、信号Ｂはクリ
ッパ回路８からの三角山形状波である。

信号Ａ、Ｂは、図示の様にビデオクロック信号により同
期がとられている。信号Ｃ（Ｃ，、Ｃ２゜・・・）は、
信号Ａ、Ｂをコンパレータ６により比較して合成した信
号、すなわちパルス幅変調された信号である。Ａ＞Ｂの
時、コンパレータ６の出力がＯＮになり、Ａ≦Ｂの時、
ＯＦＦとなる。

コンパレータ６の出力信号はレーザドライバ９に入力さ
れ、レーザダイオード１０を駆動する。

レーザダイオード１０からのレーザ光は回転するポリゴ
ンミラー１１によって反射され、走査光に変換され、ｆ
−θ特性を有するレンズ１２により感光体１３上で焦点
を結び、約１００μｍのスポット径の等速走査光となる
。なお、走査光の一部を不図示のビームデイテクト装置
で受けて、プリンタの水平同期信号であるＢＤ信号や信
号発生器７の同期信号として用いている。

感光体１３は帯電器１４で均一な帯電を受けた後、前述
のレーザ走査光を受けて表面に静電潜像を形成し、次に
トナー１５を含有した現像器１６で静電潜像を現像する
。この現像パターンは転写帯電器１７により転写材１８
上に転写され、熱定着ローラ１９，２０で定着される。

感光体１３の表面に転写されずに残ったトナーはクリー
ナ２１で回収される。そして前露光２２により感光体上
の電荷が消去され、再び同一の画像形成プロセスを繰り
返す。

本プリンタ装置では、トナー１５に粒径約１２μｍの一
成分磁性トナーを使い、ジャンピング現像を行った。又
、第２図に示す三角山形状波Ｂの周期は、出力中間調画
像が１５０線画像となる様に感光体１３上で１６９μｍ
に設定しである。

この時、三角山形状波Ｂの底辺部の長さＣ（第２図）を
感光体１３上相当でトナー粒径の約２．５倍の３０μｍ
に設定した時が最もハイライト部のきれいな中間調画像
を得る事ができた。

また、発明者らの検討によれば、電子写真方式を用いた
レーザプリンタ装置においては、トナーの粒径、レーザ
特性、帯電特性、現像特性等によって印字可能な最小パ
ルス幅があり、その中でトナー粒径が最も大きな影響力
をもっていた。

第３図は、上述のプリンタ装置を用い、パルス幅デユー
ティと画像濃度との関係を求めたものである。横軸がパ
ルス幅デユーティであり、縦軸が画像濃度である。現像
可能な最小のパルス幅は、レーザ特性、現像特性等によ
り多少変わるが、トナー平均粒径の０．７〜４倍（第３
図、Ｗ部）に相当する値であった。また、トナー平均粒
径な約１２μｍ、約１０μｒｒ＋、約８　ｐｍ、約６μ
ｍと変えてみたが、現像可能な最小パルス幅は、トナー
粒径の０．７〜４倍、望ましくは、２〜３倍という結果
であった。

このことは、トナーが１〜４個、望ましくは、２〜３個
付着できる幅の静電潜像を形成した時、初めてうつすら
と現像できるものと考えられる。

以上説明した様に、第１の実施例によれば、パルス幅変
調法等の面積変調手段によって中間調画像を形成する際
に、その最小変調面積をトナー平均粒径の０．７〜４倍
とすることにより、画像記録装置の現像不完全領域を補
ない、ハイライト部分においても階調性のある優れた中
間調画像を得ることができるという効果がある。

く第２の実施例〉 次に、上述したパルス幅変調をデイザ的手法によって行
う第２の実施例を以下に説明する。

プリンタ装置としては、４００ｄｐｉのレーザプリンタ
である。但し、４００ｄｐｉの１０倍の画像クロックを
もち、主走査方向のみ、３００゜ｄｐｉ相当である。第
４図は、第２の実施例のデータ処理回路のブロック図で
ある。多値ビットの画像データ（図示の例では５ビツト
）をデイザ処理回路１０１に人力し、これを各画素づつ
所定の閾値と比較し、印字データを出力する。

第５図は、上述のデイザ処理回路１０１によるデイザマ
トリックスを示す模式図である。このデイザマトリック
スの大きさは、４００ｄｐｉのレーザプリンタの２×２
画素相当で、縦横２００線の中間調画像を出力可能とし
ている。

しかし、主走査方向を１０倍の画像クロックとしている
為、２ｘ２Ｘ１０、つまり、４００画素のマトリックス
をもっている。

また、この実施例では、上述の画像データがデイザマト
リックスの閾値以上の時に、レーザをＯＮさせる反転現
像方式を用いた。画像データが「００」の時に白、「３
２」の時に黒となる。

第５図に示す様に、各主走査ラインで画像濃度の最も薄
いデータ（第５図で言えば、上側ラインでは「１」、下
側ラインでは「２」）は、４画素まとめてレーザ信号が
ＯＮとなる様にデイザマトリックスを組んでいる。つま
り、最小変調面積は４画素となる。画像クロックを４０
０ｄｐｉの１０倍の速さとしている為、４画素は、２５
．４÷４０００　ｘ　４　ｍ　ｍであり、約２５．４μ
ｍである。

この実施例でも平均粒径約１２μｍのトナーを使用して
おり、４画素はトナー粒径の約２．１倍に相当する。

すなわち、この様なデイザマトリックスを組むことによ
り、ハイライト部のきれいな２００線、３２階調の中間
調画像を得ることができる。

なお、第６図に示す様な、デイザマトリックスを用い、
画像クロックを４００ｄｐｉの８倍の速さとして２００
線、３２階調の中間調画像を出力すると、ハイライト部
の飛んだ画像となってしまった。この時の最小変調面積
は、デイザマトリ・ンクス１画素であり、２５．４÷４
００÷８ｍｍ。

つまり、７．９μｍである。これは平均トナー粒径の０
．６６倍である。

又、この時、平均粒径約ｌＯμｍのトナーを使用する事
により、かろうじてハイライト部を印字することができ
た。これは、最小変調面積が平均トナー粒径の０．７９
倍に相当する。

〈第３の実施例〉 次に、第７図は、本発明に係る第３の実施例を示すブロ
ック図であり、パルス幅変調をデジタル処理する場合の
構成図である。

まず、ホストコンピュータ２０１からプリンタ装置を起
動させるプリント命令が送出されると、プリンタ装置側
ではプリント準備を行い、準備が整うと垂直同期信号を
要求する信号を出力する。

この信号により、ホストコンピュータ２０１は、垂直同
期信号を出力し、プリンタ装置が垂直同期信号を入力し
、次に水平同期信号（ＨＳＹＮＣ）２０２を返送してく
ると、その水平同期信号に同期して所定のタイミングで
画像データ２０３を出力する。又、水平同期信号２０２
に同期して、アップダウンカウンタ２０４が、８逓倍ク
ロック発生回路２０５のクロックに従ってカウントを行
う。アップダウンカウンタ２０４は、カウント“０”に
なると、カウントをディスイネーブルさせ、ディスイネ
ーブルカウンタ２０６に設定されたカウント数をカウン
ト後イネーブルに戻す。

そして、このアップダウンカウンタ２０４からのデータ
と画像データ２０３とがデジタルコンパレータ２０７に
よって比較される。アップダウンカウンタ２０４のデー
タより画像データ２０３が大きい時、デジタルコンパレ
ータ２０７からレーザドライバヘレーザドライブ信号を
出力する。

この様子を第８図に示す。第８図に示す信号Ｂはアップ
ダウンカウンタ２０４からのデータであり、信号Ａは画
像データ２０３である。信号Ｃ（Ｃ＋　、Ｃｘ　、・・
・）は、信号Ａ、Ｂをデジタルコンパレータ２０７によ
り比較してレーザドライバに出力される信号、すなわち
、パルス幅変調された信号である。そして、Ａ＞Ｂの時
、出力される信号である。これ以後のプリンタ装置での
動作は第１の実施例と同じである為、説明を省略する。

第８図に示すｔは、ディスイネーブルカウンタ２０６に
設定された時間であり、本プリンタ装置に使用されるト
ナーの平均粒径の０．７〜４倍、望ましくは、２〜３倍
に相当する時間に設定する。

この実施例におけるパルス幅変調は、デジタル処理であ
る為、第１の実施例でのアナログ処理によるパルス幅変
調に比し、安定した中間調画像を得ることができる。

又、実施例では画像データと比較する参照波形を補正し
最小変調面積を制御したが、画像データ側に補正（変換
）を加え、最小変調面積を制御する方式としても良い。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、ハイライト部に
おいても、階調性のある高画質の中間調画像を得ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１の実施例におけるプリンタ装置の構成を示
すブロック図、 第２図は第１の実施例のパルス幅変調信号出力例を説明
する図、 第３図はレーザプリンタ装置のパルス幅デユーティと出
力画像濃度を説明する図、 第４図は第２の実施例を説明するブロック図、第５図は
第２の実施例におけるデイザマトリックス例を示す図、 第６図はデイザマトリックス例を示す図、第７図は第３
の実施例を説明するブロック図、第８図は第３の実施例
のパルス幅変調信号出力例を説明する図、 第９図は従来例を説明する為のブロック図、第１０図及
び第１１図は従来例のパルス幅変調信号出力例を説明す
る図である。 図中、１・・・画像データ、５・・・Ｄ／Ａ変換器、７
・・・パターン信号発生器、８・・・クリッパ回路、６
・・・コンパレータ、９・・・レーザドライバ、１０・
・・レーザダイオード、１５・・・トナー、１６・・・
現像器である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）多値画像データを基にして中間調画像を形成する
   面積変調手段と、該面積変調手段からの出力に従つて画
   像記録を行う記録手段とを有する画像記録装置であつて
   、 前記中間調画像を形成する際の最小変調面積の短辺側の
   長さを粒子系インク材の平均粒径の０．７〜４倍とする
   ことを特徴とする画像記録装置。
2. （２）前記面積変調手段は、パルス幅変調により変調す
   ることを特徴とする請求項第１項に記載の画像記録装置
   。