JPH05219312A - パルス画像型面追尾式パルス幅変調スキャナー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 パルス画像型面追尾式ラスター出力スキャナ
ーのラインの膨張を補正する。 【構成】 好ましい技術において、ビデオデータストリ
ームは白色情報を表わすビデオパルスを関連する画素タ
イム周期の始点に配置、或いは位置決めすることによっ
て変調される。他の技術では、白色パルスの反転、或い
は白色パルスを２つの信号に分割し、各セグメントが関
連する画素周期の始点と終点に移動する。その他の技術
では、入力データストリームをバッファし、画素群を詳
察して隣接する白色信号及びカラー信号を識別する。こ
れら信号は狭窄されるか、或いはカラー信号が連続する
場合はカラー信号の前縁と後縁がトリミングされる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は一般的に感光性表面にト
リレベル画像を生成し、前記画像がカラーラインの膨張
を補正するようなパルス画像型面追尾式(facet tracke
d) パルス幅変調ラスター出力走査（ＲＯＳ）システム
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、受光体表面の露光
された画像を一度に１画素ずつ書き込む。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、リチャード・ジ
ョンソン他著の論文、「スコホニー空間光モジュレター
(Scophony Spatial Light Modulator)」( 光学技術第24
巻, No. 1, 1985 年1/2 月) にもスコホニースキャナー
として言及されている。高い空間解像度が可能である所
望の技術は、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、レーザー光源、プレポリゴン及
びポストポリゴン光学素子）を、所定の時間に多くの画
素を照らすＡ／Ｏ変調器を使用することであり、結果と
して可干渉性の画像応答スキャナーとなる。このタイプ
の走査システムにおいては、画像表面に於ける露光レベ
ルはビデオデータに依存するＡ／Ｏ変調器のドライブレ
ベルを制御することによって管理が可能である。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レベルは白色露光用であり、第２の
より高度なドライブレベルはＤＡＤ露光用である。

【００１７】本発明の第１の目的に従って、音響振幅の
制御により中間露光レベルを得る代わりに、中間露光は
空間フィルタリングと共にパルス画像システムにパルス
幅変調を使用することにより設けられる。しかしなが
ら、パルス幅変調付き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。パルスが画素
に集束するパルス幅変調の直観的、或いは従来の方法の
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称である。処理（低速
走査）方向に流れるカラーラインは、高速走査方向での
処理を横切って流れるラインより格段に幅が広い。本発
明の第２の態様、及び好ましい実施例に依れば、カラー
ライン膨張問題は、白色ビデオパルスを中央から白色画
素時間周期の始点に移動させることにより避けることが
出来る。第２の実施例では、各白色画素パルスは２つの
均等な部分に分けられ、その各部分は白色画素時間周期
の外側エッジに移動させられている。更に、その他の実
施例、及び代替として、赤色画素ビデオパルス幅或いは
白色画素ビデオパルス幅は、それぞれ赤色パルスまたは
白色パルスの有効幅を減少させる為に狭められている。
記述されたその他の実施例では、ビデオ信号において、
赤色ラインの立ち上がり赤色画素パルスの立ち上がりエ
ッジ、及び立ち下がり赤色画素パルスの立ち下がりエッ
ジを削除しようとしている。

【００１８】

【課題を解決するための手段と作用】特に、本発明は受
光体メンバ上にトリレベル画像を生成するための空間フ
ィルターを組み込んだパルス画像型面追尾式パルス幅変
調スキャナーに関し、前記受光体メンバの表面を均等に
帯電する為の手段と、放射エネルギーの可干渉性集束ビ
ームを付与する為の手段と、各周期が前記受光体メンバ
の表面上に形成されるべき帯電領域（黒色）、放電画像
領域（カラー）、及び中間放電レベル領域（白色）を表
わす信号内容を有し、画像ビットマップビデオデータス
トリームを、複数の画素周期で構成される合成アナログ
ビデオ画像データストリームに変換する為の制御回路手
段と、変調光学ビデオ出力を提供する為に同時に変調器
に付与された前記アナログ画像ビデオデータストリーム
に対応して前記ビームを変調する為の音響光学変調器
と、前記受光体メンバと前記放射エネルギー源との間に
介在され、トリレベル放電領域を形成するため変調され
たビデオ出力を遮断し、前記受光体の表面を横切って前
記出力を繰り返して走査する為の複数の面を有する回転
可能な走査素子と、変調された光学ビデオ出力のフーリ
エ変換を実施し、フーリエ平面に配置される回転走査素
子の面上にフーリエプロファイルを投影し、更にプレポ
リゴン、空間帯域フィルタリング手段を含む光学手段
と、で構成される。

【００１９】

【実施例】図３は、本発明の第１の態様に沿ったパルス
画像型パルス幅変調面追尾式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／Ｏ）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、各周期が受
光体９２の表面上で形成されるべき帯電領域（黒色）、
放電画像領域（カラー）、及び中間放電（白色）を表わ
す信号内容をもった複数の画素周期で構成されるアナロ
グビデオデータストリームに変換する。回路８４は変調
器８２のドライブレベルを制御する。変調器８２から発
生する光出力プロファイルは音響パルスとレーザー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上に各々の音響パルスの画像化を可能に
する。高速走査方向において、アナモルフィックプレポ
リゴン光学機器８６はＡ／Ｏ変調器から出る光学的パル
ス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。ポリゴンはポスト
ポリゴン光学機器９０の後焦点平面とプレポリゴン光学
機器８６の前焦点平面に配置する。変調器を励起させる
為に使用されるｒｆ（高周波）の周波数は、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９０の面８７上の中
央に残る。面におけるゼロ次スポットの寸法は、変調器
のビームの寸法に依存、且つ反比例しており、回折次も
また同様のビーム寸法を示している。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、変調器のビームが小さいならば、回折次（９６’及
び９８’）のビーム寸法のみならずゼロ次ビーム寸法も
大きくなり、しかも最高回折次のビームはゼロ次ビーム
と重複するようになる。本発明の「深い」パルス画像シ
ステムのように変調器のビームが大きい場合、回折次９
６及び９８のビーム寸法のように、面におけるゼロ次ビ
ーム寸法９４は小さくなる。

【００２０】「オン」画素ストリングにおける露光レベ
ルを減少させる為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、側波帯エネルギ
ーは面を越えて通過しないので、平均の光レベルは更に
減少させられ、実際の減少は音波に移行する高調波成分
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機
器９０を通過した後、受光体９２の表面を横切って掃引
される。修正されていない場合、光学的画像をぶらせ
る、受光体の表面における音響画像の動きは、音響及び
走査の速度とプレポリゴン及びポストポリゴン光学機器
の倍率との均衡を取ることによって相殺され、結果的に
受光体上に音響画像が静止して残ることとなる。図２
（ａ）に見られるように画像ラインは、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、変調器８２より射出する空間的に狭い光学
パルスになり、結果的に受光体９２において低く均等な
露光となるように面８７によって濾波されるパルス幅狭
ビデオ信号より得られる。図４（ｂ）はポリゴン面８４
でのビーム強度を示し、１つの画素をオンにし、１つの
画素をオフに変える音響光学ビデオストリームが、単一
中心回折ローブ（ゼロ次ビーム）９４とパターン周波数
に一致する追加ローブ９６及び９８とで構成されるフー
リエ平面において放射照度プロファイルを作ることを立
証している。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、各面の限定された寸法は、受光体に
反射している上の周波数を限定するフーリエ平面空間周
波数帯域フィルターとして働く。図４（ｂ）の上半分に
おいて、１−オン／１−オフパターンの組み込まれた周
波数が光学システムを通過し、その結果、周波数の印刷
を可能にすることが解る。図４（ｂ）の下半分は、均等
な中間露光を印刷する為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、オンタイムが所望の露
光レベルに対応して各画素毎にオン、オフされる。この
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、それ故に、組み込まれた回折ローブは
面幅が適切に設計されたポリゴン面より離れる。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機器８６とポリゴン８８の間の光路
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
と同期して動くのに適する。

【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内に集中する。白色背景上の赤
色ラインの露光分布の幅は、黒色背景上の赤色画素より
も広いことがわかる（黒色背景上の赤色ラインの露光分
布の方が所望の幅を有する）。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ライン露光
分布の幅に直接起因していることが解る。

【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操作の概略図について
考察してみよう。図６は、白色背景上の単一画素処理方
向赤色ラインで構成されるパターンにおいて、図３に示
されるＲＯＳシステムの変調器を射出する所望の電界振
幅を示したものである。図７乃至図９は、コンボリュー
ション（Ｒ・Ｍ・ブレースウェル著の「フーリエ変換と
その応用(The Fourier Transform and its Application
s)」、マクグローヒル（1965年）に詳細に説明されてい
る技術）に於ける赤色及び白色画素の動きを調べるため
のモデル構造を示したものである。まず図６に示される
公称作動条件を考えてみると、Ｗが白色画素のパルス幅
であり、Δが画素アドレス可能度で且つ赤色画素幅パル
スでもある白色背景上の単一赤色画素である。各白色パ
ルスは、各白色画素周期の中央部に配置される。露光分
布ラインの幅依存性を分析するため、変調器に於けるガ
ウス照度依存性は抑制され、射出する電界振幅は音響強
度プロファイルと同一に扱われ、プロファイルがちょう
ど即時に考察される。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では画素周波数がフーリエ平面（図
３の面８７）を通過せず、そのため白色パターンが受光
体９２に於て実質的に変調しない。即ち、レスポンス関
数の変調器に於ける反復性白色画素パターンのコンボリ
ューションは、受光体に於いて均等な出力を与える。測
定ライン半値全幅値（ＦＷＨＭ）は、露光分布（総合放
射照度）ではなく電界振幅分布を考慮しているために、
分散計測による予見が行なわれないであろう。概算の他
の態様として、赤色ライン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、任意の形状
分布のＦＷＨＭに正確には関連していない。しかしなが
ら、モデルは、白色レベルが変化されるにつれて赤色ラ
インの依存性と共に、白色及び黒色背景上の赤色ライン
間の関係についての予測が可能である。

【００２４】コンボリューションオペレーターは、その
直線性によって入力分布を幾つかの部分に分割し、コン
ボリューションを各部分に生じさせて結果を連結するこ
とを可能にする。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。このモデル構造
は、赤色画素を処理して、白色画素及び図７に示される
ラスター間隙を埋めるため両側に加えられる同一振幅の
狭矩形にする。図７（ａ）の周期的パターンは、フィル
タリングされて実質的に均質のものとなる。従って、図
７（ｂ）の矩形は、赤色ラインを形成すべく表出する
「対象」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、黒色背景上に赤色ラインを
形成すべく表出する「対象」と比較してみよう。図８
は、黒色背景上赤色ライン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」分布へのＦＷＨＭが、分散の平方根に等しい分布の
標準偏差にだいたい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、光学スプレッドファンクショ
ン及びラインを形成すべく表出する「対象」、即ち、図
９（ａ）に於ける白色背景上赤色ライン用の２個の矩
形、及び図９（ｂ）に於ける黒色背景上赤色ライン用の
１個の矩形である。コンボリューション／分散原理で
は、分散はコンボリューションの下で増大するとしてい
る。光学スプレッドファンクションは全ての画像に共通
しているため、入力ラインの分散の比較によってその出
力幅の関係が決定される。白色背景上赤色ライン「対
象」の分散は、黒色背景上赤色ライン対象の分散よりも
大きい（量的表示が図９に示されている）。これは、白
色背景上赤色ライン対象はそのアドレス可能空間の最端
部にのみエネルギーを有するが、黒色背景上赤色ライン
対象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。白色背景上赤色ライン対
象のＦＷＨＭが黒色背景上赤色ラインの場合より大きい
のは、白色背景上赤色ライン対象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
景上赤色ラインに比較すると、白色背景上赤色ラインは
分散比1.76倍(0.146/0.083) である。分散に関しては、
白色パルス幅（Ｗ）が増大して白色露光レベルを上昇さ
せるにつれ、赤色ラインを形成する「実効対象」のエネ
ルギー分散は一層進み、分散量を大きくすることにより
一般的に観察されている。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大する。
この分散モデルを使用すれば、他の一般的傾向について
も調べることができ、白色背景上多画素赤色ラインのＦ
ＷＨＭが単一画素ラインに比例して縮小することも示さ
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修正案を採用するときに、変調
器を射出する理想的な電界を示している。上記のよう
に、パターンは実質的に一定となるべく濾波された周期
的部分と、ラインを形成すべく画像化される対象である
その残余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、ライン形成の対象は図７
（ｂ）に示された分散対象とは対照的に密集したもので
あることが解る（非修正例）。図１１（ａ）では、分割
された画像は濾波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、修正例に於いては、画像化
されたラインの分散は、より小さく（より薄く）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】図１３は、白色パルスを白色画素周期の始
点に移動させる上記技術を使用した、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いる。修正線は、実際上ほとんど１
画素分薄くされている（40.1μｍ：非修正分127.9 μ
ｍ；50％赤色バイヤスレベルで計測した修正分87.8μ
ｍ）。修正例には隣接する白色領域に於いて僅かな程度
で呼び出し信号があるが、印刷能力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が
隣接するペアー識別し、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な
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／赤色弁別器緩衝回路１２０でバッファさ
れる。回路に於いて幾組みもの画素が連続してバッファ
され、画素の関係を決定するまでビット整合の検索が行
なわれる。回路１２０の出力は、ＲＡＭ１２１及び１２
２へ２本の経路を通って送られる。ＲＡＭは、テーブル
マッピングのビデオパルス特性を記憶し、許容ビデオデ
ータ用語を許容ビデオパルス特性へマッピングするのを
可能にする。ＲＡＭ１２１、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１３
８によって可能となる種々のパルス幅と、位置の組合せ
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、露光分布に於けるこ
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
置からより狭く、より高いピークを有する修正されたパ
ルス形状へと変化される。同様の移動が白色画素１０８
においても行なわれる。隣接する背景変調の僅かな膨張
に対しては、エンジニアリングトレードオフを行なわな
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で再度詳察される。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。
このトレードオフ解は、コントラストの欠如である。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１
２０内で識別された赤色画素の代替操作は、赤色ライン
内を立ち上げ、また立ち下げている画素の前縁、及び後
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、赤色画素を立ち上げてい
る前縁、及び赤色画素を立ち下げている後縁がトリムさ
れる。内部の赤色画素が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、前出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同時係属出願（Ｄ／９１４０２）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の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 マルティン イー．バントン アメリカ合衆国 14450 ニューヨーク州 フェアポート ティンバー レーン 22 (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 (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 受光体メンバ上にトリレベル画像を生成
   するための空間フィルターを組み込んだ、パルス画像型
   面追尾式パルス幅変調スキャナーであって、 前記受光体メンバの表面を均一に帯電する手段と、 放射エネルギーの可干渉性集束ビームを供給する手段
   と、 画像ビットマップビデオデータストリームを、複数の画
   素周期から成りかつ各周期が前記受光体表面に形成され
   る帯電領域（黒色）、放電画像領域（カラー）、及び中
   間放電レベル領域（白色）を表わす信号内容を有してい
   る合成アナログビデオ画像データストリームに変換する
   制御回路手段と、 変調光学ビデオ出力を供給するために同時に付与される
   前記アナログ画像ビデオデータストリームに応答して前
   記ビームを変調するための音響光学変調器と、 前記受光体メンバと前記放射エネルギー源との間に介在
   し、トリレベル放電領域を形成するよう変調されたビデ
   オ出力を遮断する複数の面を備え、前記受光体表面を横
   切って前記出力を繰り返し走査する回転可能走査要素
   と、 変調光学ビデオ出力のフーリエ変換を実行し、フーリエ
   プロファイルをフーリエ平面に配置される回転可能走査
   素子の面上に投影し、プレポリゴン、空間帯域フィルタ
   ー手段を更に含む光学手段と、 を備えるパルス画像型面追尾式パルス幅変調スキャナー