JPH0449105B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の分野〕 本発明は、電子写真プロセス又は静電写真プロ
セスを用いるプリンタに関する。更に具体的に言
うならば本発明はこのようなプリンタの可視的な
解像度の改善に関する。

〔発明の背景〕

静電写真プリンタは、光導電体上に文字を描く
のに光ビームを用いることによりテキストを印刷
する。次いで通常の静電写真プロセスにより、テ
キストの潜像は現像され、用紙に転写されそして
定着される。通常、光ビームはレーザ・ビームで
あり、そして光ビームを光導電体に指向すること
により又はこれを選択的に遮断することにより光
導電体上に白又は黒に対応するドツトを描く。

今日入手可能な静電写真プリンタの最高の解像
度は約100ペル／cmである。ここで１つのペルと
は１つの画素（白又は黒の１つのドツト）であ
る。この解像度において、水平及び垂直方向のス
トローク又はイメージ・ストロークは、人間の眼
で見て非常にわずかの歪みのみを伴つて印刷され
る。しかしながら、斜め方向のイメージ・セグメ
ントは、階段状の歪みを伴つて印刷され、そして
これは人間の眼から見て非常に目立つ歪みであ
る。

過去において、この階段状の歪みは、解像度を
高めようとする試みにより又はこの斜行方向印刷
時にはペルの半分に相当する距離だけペルを移動
させることにより解消されてきた。解像度を高く
することによる解決法は最も効果があるが、一方
これは非常にコストを上昇してしまう。即ち、光
源（レーザ）及び光学系は非常に質の高いものが
要求され従つてそのコストは非常に高いものとな
つてしまう。

斜行方向に印刷する場合にペルを半ペル分だけ
移動させる方法はこの分野で周知であり、例えば
D.L.Ortによる論文“Character Edge
Smoothing For Matrix Printing”、Xerox
Disclosure Journal、Vol.6No.１、JAN／FEB
1981に示されている。

又、或る選択されたペルを半ペル分だけ移動さ
せる更に詳細な技法は、米国特許第4232342号に
示されている。この特許においては、所望の輪郭
に対するペルの位置に従つてペルは移動されたり
移動されなかつたりする。

ペルを半ペル分だけ移動させることの困難性
は、これが単に斜め方向の歪みを部分的に減少す
るということである。

〔発明の概略的説明〕

本発明は、光導電体上に描かれた黒イメージの
周辺に沿つてグレイ即ち中間調の暈部又は後光部
（halo）を描くことによつて、静電写真プリンタ
における低解像度の問題を解決する。中間調の暈
部即ち後光部を伴うイメージが静電写真プロセス
により現像され、転写されそして定着されると、
この印刷イメージの輪郭は著しくなだらかとな
る。実際に、イメージの縁又は周辺におかれたグ
レイの後光部は、このイメージが現像、転写そし
て定着されると、イメージの黒色と一体化して画
質を著しく向上させる。

本発明の他の特徴は、光導電体上にイメージを
描くために用いられる黒の画素（ペル）の数が減
少されることである。このことは、イメージの輪
郭が中間調の後光部を用いてなだらかにされた後
は、像が厚くなるのを妨ぐ。

本発明の他の特徴は、イメージを形作るイメー
ジ・セグメントの幅が、中間調の後光部を描くの
に用いられる中間調のレベルにより調整され得る
ことである。

本発明の大きな利点は、付加的に必要とされる
ハードウエアの費用を最小にしつつ、100ペル／
cmの静電写真プリンタの実効解像度が150ペル／
cmのプリンタに近ずく印刷結果をもたらすことで
ある。このように高い解像度では、階段状の歪み
はもはや人間の眼では認識されない。

〔実施例の説明〕

第１図及び第２図は、本発明に従つて動作され
得る静電写真プリンタ１０を示す。

静電写真技法はこの分野で周知であり、そして
この技法は発明の部分を形成しない。種々な静電
写真技法が周知である。

第２図を参照して静電写真機能について簡単に
説明をする。プリンタ１０は、像を受取る光導電
体表面を与える光導電体ドラム１１を含む。ドラ
ム１１は、帯電ステーシヨン５０、露光ステーシ
ヨン１２、現像ステーシヨン５１、転写ステーシ
ヨン５２及びクリーニング・ステーシヨン５３を
通過するように回転される。帯電ステーシヨンに
おいて光導電体上に一様に印加された電荷は露光
ステーシヨンにおいて選択的に放電される。複写
モードにおいて、この放電は光源５４により行わ
れる。印刷モードにおいては、放電は、ドラムの
回転軸に平行に延びる通路１４（第１図）に沿つ
て移動する２進（即ちオン又はオフ）光ビーム１
３により行われる。

複写モードにおいて、光源５４はドラム１１の
軸部分に亘つて延びそして静止文書５５の光反射
特性に従つて光導電体を放電するように働く。文
書５５は可動レンズ５６及び反射鏡５７によりラ
イン走査される。光源５８は反射鏡５７に共に働
き文書を光像として照射する。この光像は走査方
向５９を横切るように延びる。

印刷モードにおいて、光導電体は第１図及び第
２図においてレーザ・ビーム１３により露光され
る。ビーム１３による光導電体の選択的露光によ
り、放電領域（背景の地領域）及び帯電領域（イ
メージ領域）より成る静電潜像領域が形成され
る。背景即ち地領域は現像ステーシヨン５１の通
過時にトナーを引き寄せず、一方イメージ領域は
トナーにより現像される。

複写モード及び印刷モードにおいて、光導電体
上の静電潜像は現像ステーシヨン５１を通過し、
そしてここで着色された熱可塑性の樹脂粉末即ち
トナーが荷電イメージ領域のみに付着する。この
後この現像されたトナー像は転写ステーシヨン５
２において静電力によりシート用紙に転写され
る。このシート用紙は次いで、ホツト・ローラ型
の定着ステーシヨン６０を通過し、ここで加熱に
よりトナーが一時的に軟化されてシート用紙に接
着し永久像とされる。次いで、シート用紙は出口
トレイ１５又はビン１６に送られ、そして取出さ
れる。転写ステーシヨン通過後に光導電体上に残
存するトナーは光導電体の再帯電の前にクリーニ
ング・ステーシヨン５３において除去される。シ
ート用紙は、主シート用紙ビン６２若しくは副シ
ート用紙ビン６３からシート通路６１に選択的に
給送される。これらビンではシート用紙がこれの
長手方向をシート給送方向を横切る方向に平行に
して貯蔵されている。

第１図を参照するに、光ビーム１３は、例えば
連続モードのヘリウム−ネオン・レーザ１７の如
き高エネルギのコヒーレント光源から発生される
のが望ましい。レーザ１７は、レーザ・ビーム１
８を、鏡１９及び２０、縮小光学系２１、音響−
光学的レーザ・ビーム変調装置２２、拡大光学系
２３、鏡２４、レンズ２５、回転走査鏡２６、レ
ンズ２７、投影レンズ２８、鏡２９及びビーム・
ブロツク・ナイフ・エツジ３０を経る光学通路に
沿つて光導電体ドラムに投影する。

変調装置２２は、この分野で周知の音響−光学
的ブラツグ効果装置である。変調装置２２は、入
力線３１上の電気的情報ビツトの２進状態（１又
は０）に応答して、相互に密接してはいるがわず
かに異なる出力通路のいずれか一方にビーム１８
を放出する。一方のビームは偏向された１次のビ
ームであり、他方のビームは偏向されない零次の
ビームである。

零次の周波数の信号が変調装置２２に印加され
ると変調装置２２は付勢されずそして零次のビー
ム３２だけが発生される。１次の周波数が変調装
置２２に印加されると、変調装置は付勢されそし
てビームの一部が偏向されて１次のビームを生じ
る。１次のビームが最終的にナイフ・エツジ３０
を通過して指向され、そしてビーム１３として光
導電体に当てられて光導電体を放電し、これによ
り文書の背景の地色の部分に対応する地領域がシ
ート用紙上に最終的に形成される。零次のビーム
はナイフ・エツジ３０により遮断され従つて光導
電体に到達しない。光導電体上の非放電領域は現
像ステーシヨンにおいてトナーを引き寄せ、かく
してコピー用紙上に着色像が形成される。

第３Ａ図を参照するに、光導電体上にレーザ・
ビーム１３により描かれたドツト・パターンの一
例が示されている。最初、光導電体全体が帯電さ
れそしてレーザ・ビームは白地の部分を描くの
で、第３Ａ図は、レーザ・ビームにより照射され
なかつた光導電体の領域を表わす。かくして、第
３Ａ図のドツトは依然として帯電されており静電
写真イメージとして現像されそして印刷される。

第３Ａ図のドツト・パターンから現像されそし
て印刷されたイメージは第３Ｂ図に示されてい
る。このドツト・パターンは45°のセグメントの
一部分を表わす。第３Ｂ図のイメージの輪郭は、
低解像度のプリンタにより生ぜられる周知の段階
状効果を示す。セグメントの端部１００は比較的
なだらかな輪郭を有する。何故ならば、第３Ａ図
の対応するドツト・パターンは直線的な垂直エツ
ジに近いからである。このイメージの45°の傾斜
部１０２及び１０４において、階段状効果は、第
３Ａ図のイメージが傾斜部１０２Ａ及び１０４Ａ
において不連続性の輪郭を有することから生じ
る。

第４Ａ図及び第４Ｂ図は、本発明に従つて描像
されそして印刷された傾斜ストローク即ちセグメ
ントのドツト・パターン及び印刷結果を示す。第
４Ａ図に示す如く、ストロークを通る各垂直セク
シヨンは２つの中間調ペル即ちグレイ・ペル、３
つの黒色ペル及び２つのグレイ・ペルを含んでい
る。ビーム１３（第１図）は頂部から底部に描像
するので、ストロークの各列は、２つのグレイ・
ペルにより先行され２つのグレイ・ペルが続く３
つの黒色ペルとして描像される。このストローク
の周辺の光導電体上に等電位線を描くとするなら
ば、これらの線はグレイ・ペルの存在に基づいて
比較的なだらかな輪郭となる。第４Ａ図の線１０
６はこのような等電位線を表わしそしてこれの内
側には、静電写真プロセスが像を現像するに十分
な電荷が存在する。

第４Ｂ図は、第４Ａ図の黒ペル及びグレイ・ペ
ル・パターンにより生ぜられた現像印刷像を示
す。第４Ｂ図と第３Ｂ図を比較すると、第３Ｂ図
の傾斜部１０２及び１０４における段階状パター
ンは第４Ｂ図のなだらかな傾斜部１０８及び１１
０には生じていない。しかしながら第４Ｂ図のス
トロークの垂直方向の幅若しくは厚さは約１ペル
分だけ増大されていることが明らかである。印刷
用途によつては、このストロークの幅若しくは厚
さの増大が好ましくない場合がある。

第５Ａ図及び第５Ｂ図は、本発明に従つて印刷
された斜めのイメージ・セグメントの他の例を示
し、ここでは、第５Ｂ図に示すように、セグメン
トの垂直方向の幅は第３Ｂ図の垂直方向のセグメ
ントの幅とほぼ同じである。このことは、光導電
体上にセグメントを描像する時に黒ペルの１つを
省略することにより行なわれる。第３Ａ図及び第
５Ａ図を比較すると、黒ペルの数は３から２に減
少されている。第５Ａ図の黒ペルは第４Ａ図と同
様に２つのグレイ・ペルにより取囲まれている。
第５Ａ図の結果的な等電位線１１２は第４Ａ図の
と同じ経路をたどるが、等電位線１１２の上側の
線と下側の線の間の間隔は狭くなつている。

第５Ｂ図と第３Ｂ図を比較すると、傾斜部１１
４及び１１６は傾斜部１０２及び１０４よりもは
るかになだらかである。更に、セグメントの垂直
方向の幅は第３Ｂ図及び第５Ｂ図においてほぼ等
しい。従つて、第５Ａ図の印刷ドツト・パターン
は、第３Ｂ図の傾斜部１０２及び１０４の印刷像
の段階状の輪郭を排除した、良好なドツト・パタ
ーンである。

第６図は、第５Ａ図のパターンを描像するため
に第１図のレーザ書込ビーム１３を制御する本発
明の良好な実施例を示す。第６図の実施例を第７
図の波形を参照しつつ説明する。第６図の回路の
線に付されている英字は第７図の波形図の英字に
対応する。

第６図の回路は、２レベルの直列データ信号を
３レベルの直列信号に変換する。この信号は第１
図の音響−光学的変調装置２２を制御するのに使
用され得る。変調装置２２は第１図に関して説明
した如くに動作すると共に、１次のビームのエネ
ルギ量をも制御する。従つて１次ビームは、この
ビームのエネルギ量に依存して白若しくはグレイ
を描像するのに用いられ、一方零次のビームは黒
を描像するためにブロツクされる。

本発明と共に使用され得る音響−光学的変調装
置の一例は、Isomet社製のモデル1205−603Dで
ある。３レベルの信号を、零次の周波数の信号若
しくは２つの振幅のうちの一方を伴う１次の周波
数の信号に変換するのに用いられ得る変調装置用
の駆動装置はHarris社製のドライバ・モデルＨ
−214である。１次の周波数の振幅は１次ビーム
の強度を制御する。白グレイ及び黒ペルを発生さ
せるための３レベルの波形が第７図の波形Ｇに示
されており、そしてこの波形は第６図の変換装置
の駆動装置１２２に印加される。抵抗１２４は、
バツフア増幅器１２６及び駆動装置１２２の間の
ケーブル接続のための単なるインピーダンス整合
抵抗である。

直列データから３レベルの信号Ｇを生じるため
この直列データは最初第６図のシフト・レジスタ
１２８に印加される。データ信号は、第７図のク
ロツク信号の各渡りによりビツト間隔（各ペル毎
に１ビツト）に分割される。かくして、第７図に
おいては、データ信号は３つの黒ペルを含む。
2Xのクロツク・パルスがシフト・レジスタ１２
８に印加されてこれらの黒ビツトをシフト・レジ
スタ内でシフトし、信号波形Ａ，Ｂ，Ｃ及びＤを
生じる。これらは先行のものより１ビツト間隔だ
け遅延されている。

グレイ・ペルを描像するように変換装置２２を
制御するため、信号波形Ａ，Ｂ，Ｃ及びＤはアン
ド回路１３０によりモニタされそして結果的に生
じるアンド回路の出力信号はインバータ１３２に
より反転され信号Ｆを生じる（第７図）。この信
号Ｆはグレイ・ペルの信号である。信号Ｆが上昇
レベルにある時、第６図の回路は、黒ペル信号が
存在していなければ、駆動装置１２２に対するグ
レイ・ペル描像信号を発生する。信号Ｆは波形
Ａ，Ｂ，Ｃ及びＤをアンドして反転した信号であ
るので、アンド回路１３０への入力に降下レベル
が生じない時のみ信号Ｆは出力を有する。実際、
信号Ｆは、黒ペルがシフト・レジスタ１２８に入
るや否や上昇レベルとなりそして全ての黒ペルが
シフト・レジスタ１２８を通過し終る迄降下レベ
ルに戻らない。

黒ペルを描像するように変換装置２２を制御す
るため、オア回路１３４はシフト・レジスタ１２
８からの２つの信号Ｂ及びＣをモニタする。オア
回路１３４の出力はインバータ１３６により反転
され信号Ｅを生じる。従つて、信号Ｅは、オア回
路１３４への両入力が共に降下レベルでなければ
降下レベルである。信号Ｅは黒ペル信号であり、
そして入力データ信号に関連して１ペル分（１ク
ロツク・ビツト間隔分）だけ幅が減少される。

信号Ｅ及び信号Ｆを組合わせることにより、イ
メージ・ビツト及び背景のビツトの間のエツジ若
しくは変化が検出されることができそして中間調
ビツトがイメージの縁に隣接して発生されること
ができる。イメージ及び背景の間の渡りは信号Ｅ
のエツジに応答する。イメージのエツジで発生さ
れる中間調ビツトの数はＥ信号のエツジの前に何
ビツト間隔のＦ信号が生じたかに依存する。

信号Ｅ（黒）及び信号Ｆ（グレイ）はスイツチン
グ・トランジスタ１３８及び１４０により組合わ
されて信号Ｇとなる。トランジスタ１３８及び１
４０のオン−オフ状態は接続点１４２における電
圧レベルを制御する。接続点１４２における信号
はバツフア増幅器１２６への入力信号である。増
幅器１２６の利得は１であるので、信号１４２の
信号は信号Ｇと同じである。接続点１４２におけ
る電圧は、電圧調整器１４４が与えるライン基準
電圧並びに抵抗１４６，１４７，１４８及び１５
０の分圧動作により限定される。

信号Ｅ及びＦはバイアス電圧Ｖ１及びバイアス
抵抗１３３及び１３７と共にトランジスタ１３８
及び１４０のオン−オフ状態を夫々制御する。両
信号Ｅ及びＦが降下レベルであるとトランジスタ
１３８及び１４０はオフである。従つて、電圧調
整器１４４からの電圧は抵抗１４６，１４７及び
１４８により分圧される。この状態では接続点１
４２の電圧は信号Ｇのうちの白レベル電圧であ
る。この白レベル電圧は、電圧調整器１４４に接
続されている可変抵抗１５２を調整することによ
り調整され得る。

グレイ・ペル信号Ｆが上昇すると、トランジス
タ１４０がターン・オンする。抵抗１４８を流れ
ていた電流の一部が抵抗１５０を介して接地電位
に流れる。これは接続点１４２の電位を波形Ｇの
グレイ・レベル迄降下させる。このグレイ・レベ
ルは、可変抵抗１５０の抵抗を調整することによ
り調整されることができる。代表的にはグレイレ
ベル電圧は白レベル電圧の6/10である。

背景（白）レベル電圧若しくは中間調（グレ
イ）レベル電圧は、１次の周波数信号を発生させ
るように駆動装置１２２をセツトする。背景レベ
ル電圧及び中間調レベル電圧の間での変動は、１
次の周波数の振幅を変化し、従つて１次のビーム
の強さを、光導電体に対する白若しくは中間調露
光の間で変動させる。かくして、抵抗１５０を調
整することにより、中間調の暈部即ち後光部
（halo）を描像する時のビームの強度が調整され
ることができる。

黒ペル信号Ｅが、上昇レベルになると、トラン
ジスタ１３８がターン・オンする。このことは接
続点１５４を略接地レベルに保持し、かくして接
続点１４２の電圧を略接地電位に迄下げる。接続
点１４２が接地レベルに近づく、信号Ｇのレベル
は黒レベル迄降下する。

電圧調整器１４４により与えられる基準電圧は
これの入出力にとりつけられている抵抗及びコン
デンサによりフイルタされそして制御される。抵
抗１５６は負荷抵抗である。抵抗１５２及び１５
８は、この調整器からの電圧を調整するための電
圧分圧フイードバツクを与える。コンデンサ１６
０及び１６２は調整器１４４の出力のフイルタと
して働らく。２つの異なる周波数応答特性を与え
るために２つのコンデンサが用いられる。一方の
コンデンサは、高周波を濾波するのに用いられ、
他方のコンデンサは低周波を濾波するために用い
られる。結果として、電圧調整器１４４の出力は
ほぼDCレベルになる。調整器への入力電圧Ｖ２
の遷移状態はコンデンサ１６４により濾波され
る。

第７図の波形図で示すように第６図の回路はデ
ータ信号を３レベル（白、グレイ、黒）の信号Ｇ
に変換する。更に、信号Ｇの黒レベルのビツト数
（ペル数）は、元のデータ信号の黒レベルのビツ
ト数よりも１だけ少ない。かくして、第５Ａ図及
び第５Ｂ図に関して説明した如く、印刷されたイ
メージ・セグメントは幅広くならない。又、信号
Ｇの黒レベルの両側に２ビツトのグレイ・レベル
があることが第７図から明らかである。前述の如
く、これらのグレイ・ビツトは印刷イメージの輪
郭をなだらかにする。

信号Ｇのグレイ・レベルが、第６図の抵抗１５
０の調整により変化されると、これによる印刷イ
メージへの影響は、イメージのセグメントの厚さ
即ち幅の増大である。従つて、第５図の印刷イメ
ージが所望の厚さを有していなかつたら、これは
第６図の抵抗１５０の調整により調整され得る。
これは第５Ａ図の等電位線１１２を移動させる効
果を有する。

前述の如く、第６図の回路はセグメントの幅を
黒ペル１つ分だけ減少する。もしもこれが所望さ
れなければ、そして第４Ａ図及び第４Ｂ図のよう
に印加することが望まれるならば、データ信号は
アンド回路１３０に接続され得る。更に、信号Ｃ
のタツプがオア回路１３４に印加されなくてよ
い。代わりに、シフト・レジスタ１２８の信号Ｂ
のタツプがインバータ１３６に直接接続される。
かくして、アンド回路１３０は入力信号Ａ，Ｂ，
Ｃ及びＤに加えてデータ信号を受け取り信号Ｆを
発生し、そして信号Ｂはインバータ１３６に直結
されて信号Ｅを生じる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は、本発明に従つて動作され
得る静電写真プリンタ１０を夫々示す図、第３Ａ
図はビーム１３により光導電体上に描像されたド
ツト・パターンの状態を示す図、第３Ｂ図は第３
Ａ図のドツト・パターンに基づき現像され印刷さ
れたイメージの輪郭の状態を示す図、第４Ａ図及
び第４Ｂ図は、第１図のプリンタ１０を本発明に
従つて動作させる時に発生されるドツト・パター
ン及び印刷イメージの輪郭の状態を夫々示す図、
第５Ａ図及び第５Ｂ図は、印刷イメージのセグメ
ントの垂直方向の幅が１ペル分だけ減少されてい
る点を除き第４Ａ図及び第４Ｂ図と同様なドツ
ト・パターン及び印刷イメージの輪郭の状態を
夫々示す図、第６図は本発明に従つて静電写真プ
リンタを動作させるためにビーム変調装置を制御
する回路図、第７図は第６図の回路の動作を表わ
す波形図。 １０……静電写真プリンタ、１１……光導電体
ドラム、１３……レーザ・ビーム、２２……音響
−光学的レーザ・ビーム変調装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 光導電体上に黒もしくは白のイメージを描画
   するための平行な走査線に沿つて光ビームのスポ
   ツトを上記光導電体上に照射する光源、上記イメ
   ージを現像する装置、上記現像されたイメージを
   記録媒体に転写する装置および上記転写されたイ
   メージを定着する装置を有する静電写真プリンタ
   において、 黒画素に対応する第１の光強度レベル、白画素
   に対応する第２の光強度レベルならびに上記第１
   の光強度レベルおよび第２の光強度レベルの中間
   の第３の光強度レベルに、上記光源から上記光導
   電体へと照射される光を変調する変調手段と、 描画すべき黒または白のイメージを示す画素デ
   ータを上記走査線に沿つて順次に送出する画素デ
   ータ送出手段と、 上記画素データ送出手段からの画素データに応
   じて上記変調手段を制御する制御手段であつて、
   上記画素データが上記走査線に沿つて白から黒に
   なる境界近傍および黒から白になる境界近傍にお
   いて上記光導電体を上記第３の光強度レベルで露
   光し、上記黒画素の部分のうち上記近傍以外にお
   いて上記光導電体を上記第１の光強度レベルで露
   光し、上記白画素の部分のうち上記境界近傍以外
   において上記光導電体を上記第２の光強度レベル
   で露光するように上記変調手段を制御する制御手
   段とを有することを特徴とする静電写真プリン
   タ。