JPH035750B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 本発明は、画像信号に基いて潜像を形成し、電
界下で該潜像にトナーを付着させてドツト構成の
像を形成する画像記録装置に関し、詳しくは、記
録すべき画像の種類を指定してそれに適合した条
件で再生記録を行うことができる画像記録装置に
関する。 〔従来技術〕 従来、第１図に示したようなレーザを露光源と
した電子写真記録装置は知られている。 この記録装置は、原稿撮像素子や他の機器から
入力された信号、あるいはデータ記憶部のデータ
等から得られる画像データＩを信号処理装置１で
処理することにより、２値（すなわち白黒）化さ
れた画素データより構成される画像信号（以下、
２値画像と云う）を得、この２値画像の画素デー
タによりレーザ、音響光学変調装置、レンズ装
置、回転多面鏡等から成るレーザ書き込み装置２
を画素毎にON，OFF制御して、矢印方向に回転
し帯電器４により一様に帯電されている感光体ド
ラム３の表面にレーザスポツトによる像露光を行
い、それによつて形成された静電潜像に詳細を第
２図に示したような現像装置５により電界下でト
ナーを付着させ、得られたトナー像を感光体ドラ
ム３の回転に同期して表面に接するように送り込
まれて来る記録紙Ｐに転写器６によつて転写し、
トナー像を転写された記録紙Ｐを分離器７によつ
て感光体ドラム３の表面から分離し、次いでロー
ラ定着装置８によつてトナー像が定着されて記録
紙Ｐは機外に排出され、トナー像を転写した感光
体ドラム３の表面は除電器９によつて除電された
後クリーニング装置１０によつて残留トナーが除
かれて、一回の画像記録プロセスが終了するもの
である。 こゝで、第２図の現像装置について説明する。
５１はアルミニウムやステンレス鋼のような非磁
性材料から成る現像スリーブであり、これにバイ
アス電源１１からバイアス電圧が印加されること
により、基体部を接地されている感光体ドラム３
との間の現像域Ａに電界が生じる。現像スリーブ
５１の内部には表面に複数のＮ，Ｓ磁極を有する
磁石体５２が設けられている。そして、現像スリ
ーブ５１が静止または左回転し、磁石体５２が右
回転または静止することにより、磁石体５２の磁
力によつて現像剤溜り５３から現像スリーブ５１
の表面に吸着された現像剤が上記一方の回転また
はは両方の回転によつて反時計方向に移動するよ
うになる。このように搬送される現像剤は、層厚
規制ブレード５４によつてその搬送量が規制され
て均一な層厚をもつ現像剤層となり、その現像剤
層がバイアス電圧による電界の生じている現像域
で感光体ドラム３の静電潜像を現像する。現像域
を通過した残りの現像剤層はクリーニングブレー
ド５５によつて現像スリーブ５１の表面から除か
れた現像剤溜り５３に還元され、現像剤溜り５３
の現像剤は、撹拌翼５６によつて撹拌されて、ト
ナーホツパー５７からトナー補給ローラ５８によ
り補給されて来るトナーと均一に混合される。 以上のような従来の画像記録装置の信号処理装
置１における信号処理方式は、多値あるいは連続
階調をもつ画像データＩの各画素データを予め設
定した閾値と比較することにより、画像データＩ
を２値画像に変換すると云うものである。このよ
うな処理方式は、閾値を全画素に対し同じにする
方法（以下これを単純２値化法と呼ぶ）と、画素
毎に異なる値にする方法（以下これをデイザ法と
呼ぶ）とに分類される。単純２値化法は線や文字
等、基本的に解像度を要求される画像の再現に有
力であるが、写真等階調性が重視される画像を２
値画像に変換すると、偽輪郭が現われ、なめらか
さが失なわれる。一方、デイザ法は黒ドツトの空
間的分布の密度により擬似的に中間調を表わすこ
とができるので、写真等の画像を処理には有力で
あるが、解像度は一般に低下する。 この点を第３図によつて説明する。 第３図は信号処理装置１における画像データＩ
の２値化変換原理図で、デイザ法の例として組織
的デイザ法を用いた場合を示している。Ｉ１は画
素の濃度レベルを16段階で表わした入力画像デー
タ、RIは所定の閾値マトリクス、SIは入力画像
データＩ１の画素と閾値マトリクスRIの対応す
る閾値とを比較して画素の濃度レベルが閾値以下
か以上かによつて“０”か“１”とした出力画像
データである。この“０”を白、“１”を黒とす
れば、この出力画像データSIから“０”，“１”の
分析により擬似的に階調を表わし得る反面、解像
度が低下することは明らかである。なお、デイザ
法として、第３図の組織的デイザ法に限らず、他
の適当な方式、、例えば“１〜16”の閾値を、画
素毎にランダムに設定したり、あるいは注目画素
の周辺の画素データにより設定したりする方式を
用いても階調再現性に優れた２値画像を得ること
ができる。しかし、これら他の方式に比較して、
組織的デイザ法は、演算速度が早く、しかも中間
調再現性が良いことで優れている。 以上のデイザ法に対して、単純２値化法の場合
は、例えば閾値を“９”として、同様に入力画像
データＩ１を“０”か“１”かに２値化すると、
入力画像データＩ１における“10”の配置がその
まゝ“１”の黒画素となり、その分布では階調を
なめらかに表わせなくなる。その反面、入力画像
データI1の解像度を保つことができる。 一方、入力される画像データＩが網点写真のよ
うにすでに事実上２値化されていて、かつ、擬似
的に中間調が再現されているものである場合は、
デイザ法を用いる方が有利であるとは一般には言
えない。その理由は、網点の空間周波数とデイザ
パターンの空間周波数により、モアレが生じるこ
とがあるためである。網点写真等は単純２値化で
処理した方がよい場合がある。 以上説明したように、入力される画像データＩ
の種類に応じ、適当な信号処理方式で２値画像を
形成するようにすれば、優れた記録画像を得るこ
とができる。 しかるに、従来の画像記録装置は、記録すべき
画像の種類に拘りなく、レーザ書き込み装置２が
同じ径のレーザスポツトで像露光を行い、それに
よつて形成された静電潜像を特に変更しない限り
同じ条件のバイアス電圧による電界下で現像する
ものであつた。その結果、記録される画像は常に
同じ大きさのドツトで構成されていた。これによ
る問題点を第４図によつて説明する。 第４図は記録画像を拡大したものであり、ａ，
ｂ，ｃの順にドツト（円で表わす。）どうしの間
隔に対してドツト径が大きくなる場合を模式的に
示す。一般に、文字や線図等を表わす線画は、解
像度や鮮鋭度が高いことを要求されるが、それに
は、第４図のａにおけるようなドツトの飛びや、
さらには、ｂにおけるような線の凹凸を目立たな
くすることが必要である。すなわち、線画におい
ては、ドツトが連続し、さらにはドツトが重なり
合つて、第４図のｃに示したように像が形成され
ることが要請される。それに対して、中間調再現
性やなめらかさが重視される写真などの階調画の
場合は、ドツトで擬似的に中間調を再現しなけれ
ばならず、そのためには空間周波数が高くなるよ
うに、すなわち、先に説明したようにドツトを一
個所に多く固まらせないように配置する必要があ
る。それにはドツドどうしが重なり合わず、ドツ
トの数と着色される面積が比例するように配置す
ると原画像の階調性を再現し易い。すなわち、原
画像が連続階調ままたは網点より構成される階調
画である場合、ドツトが重ならない第４図のｂに
見られるような配置、あるいはドツトを不連続に
した第４図のａに見るような配置にして記録する
ことが望ましい。 しかし、しかるに、この点が気付かれずに着過
されて、従来の画像記録装置では、前述のよう
に、画像の種類に拘らず一定のドツトの大きさで
記録を行つていたため、優れた線画と階調画の両
方を得ることは非常に困難であつた。 〔発明の目的〕 本発明は、以上のような事情に鑑みてなされた
ものであり、記録すべき画像の種類に応じて、解
像度や鮮鋭度あるいは中間調やなめらかさ等の優
れた記録画像が常に得られる画像記録装置を提供
するものである。 〔発明の構成〕 本発明は、画像信号に基いて潜像を形成し、ト
ナーとキヤリアからなる二成分現像剤を用い電界
下で前記潜像にトナーを付着させてドツト構成の
像を形成する画像記録装置において、前記電界は
交流成分を含み、記録する画像が線画の場合に
は、前記交流成分の振幅と周期との少なくとも一
方を大きくし、記録する画像が階調画の場合に
は、前記交流成分の振幅と周期との少なくとも一
方を小さくすることを特徴とする画像記録装置に
あり、この構成によつて上記目的を達成したもの
である。 まず、本発明における基本的な原理を第５図お
よび第６図によつて説明する。 第５図および第６図は、第２図の現像装置を用
いて感光体ドラム３上にトナー像を形成すると
き、バイアス電源１１によつて現像スリーブ５１
に印加された直流成分と交流成分とを有するバイ
アス電圧のうち、交流成分の振幅V_acおよび周波
数ｆすなわち周期の逆数に対する現像特性の変化
を示す。この第５図，第６図においては、感光体
ドラム３の表面電位をV_s、バイアス電圧の直流
成分をV_dcとしている。 この第６図，第７図から明らかなように、交流
バイアスの振幅V_acが大なる程、また周波数ｆが
小さい、すなわち、周期が大なる程高画像濃度が
得られる。また、高画像濃度が得られる条件ほ
ど、画像のドツト径が大きくなる傾向がある。す
なわち、バイアス電圧の交流成分の振幅V_acおよ
び周期の一方または両方を大とする記録されるド
ツトの径は大きくなり、その逆にするとドツトの
径は小さくなる。 以上の原理を利用したのが本発明の画像記録装
置である。 第７図は本発明画像記録装置の一例を示し、第
１図におけると同じ符号は同一機能部材を示して
いる。 この第７図の記録装置においては、画像読取り
装置１２が、CCD撮像素子により原稿を読み取
つて、画像データＩを信号処理装置１に出力する
と共に、それと同時またはそれに先立つて、オペ
レータの判断または画像読み取り装置１２におけ
る識別により画像データＩが線図か階調画かの識
別信号Ｄを記録装置の制御部である制御装置１３
に出力する。それにより制御装置１３は、制御信
号Ｃをバイアス電源１１に出力する。 一方、信号処理装置１は、画像データＩを２値
画像に変換してレーザ書き込み装置２に出力す
る。そこで、レーザ書き込み装置２は、画像デー
タに従つてレーザスポツトで感光体ドラム３上に
像露光を行う。 像露光によつて形成された静電潜像は、バイア
ス電源１１に制御信号Ｃが入力されたことによつ
て、線画の場合は交流成分の振幅、周期の少くと
も一方を大きくした電界下で現像され、階調画の
場合は交流成分の振幅、周期の少なくとも一方が
小さくされた電界下で現像される。あとは第１図
について述べたと同様に記録動作が行われる。 この画像記録装置によつて得られる記録画像
は、線画の場合は解像度や鮮鋭度の高い画像であ
り、階調画の場合は中間調やなめらかさが再現さ
れた画像である。 本発明は、第７図の画像記録装置のように、線
画か階調画かによつて現像バイアスのみを切換え
るものに限らず、さらに、２値画像への変換方式
やレーザスポツト径等が切換えられるようにして
もよい。 第８図はこのような装置の例を示す。第７図の
装置と異なる点は画像データＩの識別信号Ｄに基
づいて、信号処理装置１、レーザ書き込み装置
２、バイアス電源１１にそれぞれ制御信号Ｃ１，
Ｃ２，Ｃ３が制御装置１３より送信されることで
ある。これに基づき、信号処理方式、レーザスポ
ツト径、および現像バイアスが第１表のように切
換えられ、画像形成が行なわれる。ただし、現像
工程は光が照射された部分にトナーを付着させる
反転現像で行われる。

〔実施例〕

次に、本発明の具体的実施例について述べる。 実施例 １ 第７図に示したような画像記録装置において、
オペレータの判断した線画か階調画かの指定によ
つて識別信号Ｄが制御装置１３に入力され、それ
によつて制御装置１３は制御信号Ｃをバイアス電
源１１に出力し、信号処理装置１は画像データＩ
の変換を単純２値化法により行い、バイアス電源
１１は第２表に示すバイアス電圧を印加するもの
とした。

【表】 また、感光体ドラム３は表面にSe感光体層を
有して直径が120mmのものであり、矢印方向の回
転が周速120mm／sec、帯電器４で600Vに帯電す
る。レーザ書き込み装置２は、He−Neレーザを
光源とし、信号処理装置１からの信号に従つて音
響光学変調装置がレーザ光を変調し、12ドツト／
mmの密度で感光体ドラム３の帯電面をスポツト露
光する。現像装置５は、現像スリーブ５１が直径
30mmで、感光体ドラム３との間隙を0.7mmに設定
し、現像時に120mm／secの周速で左回転し、磁石
体５２が800rpmで右回転して、負に摩擦帯電す
る非磁性トナーと磁性キヤリヤの混合した二成分
現像剤の層が0.5mmの層厚で現像スリーブ５１の
表面に形成されるものとした。この現像装置５に
よつて感光体ドラム３の非露光部分にトナーを付
着させる現像が行われる。 以上の条件の画像記録装置により線画と階調画
の記録を行つたところ、No.１，２のいずれの場合
も得られた記録画像は、線画についてはドツトの
飛びや線の凹凸が目立つことがなく鮮鋭なもので
あり、階調画についてはなめらかで中間調再現性
の良好なものであつた。 実施例 ２ 第８図に示したような画像記録装置において、
画像読み取り装置１２は原稿が線画か階調画か網
点画かの識別を行ない、その識別信号Ｄに基づき
制御装置１３は制御信号Ｃ１，Ｃ３をそれぞれ信
号処理装置１、バイアス電源１１に送信するもの
とした。また、信号処理装置１では、原稿が線画
および網点画のときは単純２値化法で、階調画の
ときはデイザ法で２値画像を形成する。バイアス
電源１１は制御信号Ｃ号に従つて第３表に示すバ
イアス電圧をスリーブに印加する。他の条件は実
施例と同一に設定した。

【表】 得られた記録画像は、No.１，２いずれの場合も
線画についてはドツトの飛びや線の凹凸が目立つ
ことがなく鮮鋭なものであり、階調画・網点画に
ついては中間調再現性が良好でなめらかなもので
あつた。 実施例 ３ 第８図に示したような画像記録装置において、
画像読に取り装置１２は画像データＩとしてビデ
オ信号を出力するものであり、制御装置１３は識
別信号Ｄを入力すると制御信号Ｃ２とＣ３をそれ
ぞれレーザ書き込み装置２とバイアス電源１１に
出力し、レーザ書き込み装置２は制御信号Ｃ２に
従つてレンズを選択して、線画指定の場合は直径
100μmのレーザスポツトで露光を行い、階調画指
定の場合は直径70μmのレーザスポツトで露光を
行うものとし、バイアス電源１１は第４表に示す
バイアス電圧を印加するものとした。

〔発明の効果〕

本発明の画像記録装置によれば、線画の場合は
解像度および鮮鋭度の高い、そして、階調画の場
合はなめらかで中間調再現性に優れたドツト構成
の記録画像を得ることができる。 本発明は電子写真感光体にレーザ書き込みする
画像記録装置に限らず、静電記録方式や磁気記録
方式を用いたおよそドツトで構成される像を形成
する画像記録装置に対しても同様に適用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のレーザ書き込み電子写真記録装
置の例を示す概要構成図、第２図は現像装置の例
を示す部分図、第３図は画像データの２値化変原
理図、第４図ａ，ｂ，ｃはそれぞれ記録画像の一
部拡大を示す平面図、第５図および第６図はそれ
ぞれ交流バイアスの振幅および周波数を変化した
ときの現像特性の変化の様子を示すグラフ、第７
図および第８図は本発明画像記録装置の一例を示
す概要構成図である。 Ｉ…画像データ、１…信号処理装置、２…レー
ザ書き込み装置、３…感光ドラム、４…帯電器、
５…現像装置、１１…バイアス電源、５１…現像
スリーブ、５４…層厚規制ブレード、Ｉ１…入力
画像データ、Ｒ１…閾値マトリクス、Ｓ１…出力
画像データ、V_ac…振幅、ｆ…周波数、V_s…感光
体ドラム表面電位、V_dc…直流成分、１２…画像
読取り装置、１３…制御装置、Ｄ…識別信号、、
Ｃ，Ｃ１〜Ｃ３…制御信号。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 画像信号に基づいて潜像を形成し、トナーと
   キヤリアからなる二成分現像剤を用い電界下で前
   記潜像にトナーを付着させてドツト構成の像を形
   成する画像記録装置において、前記電界は交流成
   分を含み、記録する画像が線画の場合には、前記
   交流成分の振幅と周期との少なくとも一方を大き
   くし、記録する画像が階調画の場合には、前記交
   流成分の振幅と周期との少なくとも一方を小さく
   することを特徴とする画像記録装置。