JPS60194473A - 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
画像データエを信号処理装置１で処理することによシ、
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゛データによシレーザ、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
によシ一様に帯電されている感光体ドラム３の表面にレ
ーザスボツ）Ｋよる像露光を行い、それＫよって形成さ
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
によ如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
シ込まれて来る記録紙Ｐに転写器６によって転写し、ト
ナー像を転写された記録紙Ｐを分離器７によって感光体
ドラム３の表面から分離し、次いでローラ定着装置８に
よっ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
によって除電された後クリーニング装置１０によって残
留トナーが除かれて、−回の画像記録プロセスが終了す
るものである０こ＼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０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
右回転まだは静止することにより、磁石体５２の磁力に
よって現像剤溜り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両方の回転によ
っ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によってその搬
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
って現像スリーブ５１の表面から除かれて現像剤溜り５
３に還元され、現像剤溜り５３の現像剤は、攪拌翼５６
によって攪拌されて、トナーホッパー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０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
もつ画像データエ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、画像データエを２値画像に変換す
ると云うものである０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
ィザ法と呼ぶ）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、ディ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
の処理には有力であるが、解像度は一般に劣化する。

この点を第３図によって説明する。

第３図は信号処理装置１における画像データエの２値化
変換原理図で、ディザ法の例として組織的ディザ法を用
いた場合を示している。工１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、Ｒ１は所定の閾値マト
リクス、Ｓｌは入力画像データエ１の画素と閾値マトリ
クスＲ１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って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Ｓ１から“Ｏ”。

“１”の分布により擬似的に階調を表わし得る反（５） 面、解像度が低下することは明らかである。なお、ディ
ザ法として、第３図の組織的ディザ法に限らず、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０しかし、これら他の
方式に比較して、組織的ディザ法は、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。

以上のディザ法に対して、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エ１を“
θ″か“１″かに２値化すると、入力画像データエ１に
おける“１０″′の配置がそのま＼“１．ＩＩの黒画素
となり、その分布では階調をなめらかに表わせガくなる
。その反面、入力画像データエ１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エ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、ディザ法を用いる方が
有利であるとは一般には言（６） えない。その理由は、網点の空間周波数とディザパター
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
スポットで像露光を行い、それによって形成された静電
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った。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図によって説明する。

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って、第４図の（Ｃ）に示し
だ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
階調面の場合は、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
トどうしが重なり合わず、ドツトの数と着色される面積
が比例する癲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たは網点より構成
される階調面である場合、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、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ってい
たため、優れた線画と階調面の両方を得ることは非常に
困難であった。

〔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、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
像記録装置において、記録すべき画像の種類に応じて前
記電界を切換えるようにしたことを特徴とする画像記録
装置にあり、この構成によっ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
図によって説明する。

第５図および第６図は、第２図の現像装置を用（９） 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によって現像スリーブ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ＶａＯ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６図、第７図にお
いては、感光体ドラム３の表面電位を■ｓ１バイアス電
圧の直流成分をＶｄｃ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ＶａＯが大なる程、また周波数ｆが小さい、すな
わち、同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はど、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ＶａＣおよび周期の一方または両方を大とすると記
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１１０） 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、ＣＯＤ撮像素子により原稿を読み取って、画像デー
タエを信号処理装置１に出力すると共に１それと同時ま
たはそれに先立って、オペレータの判断または画像読み
取り装置１２が識別した画像データエが線画か階調画か
の識別信号り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、画像データエを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、画像データに従って
レーザスポットで感光体ドラム３上に像露光を行う。

像露光によって形成された静電潜像は、バイアス電源１
１に制御信号Ｃが入力されたことＫよって、線画の場合
は交流成分の振幅１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、ＦＭ
期の少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０この画像記録装置によっ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シ、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
画かによっ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ット径等
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エの識別信号りに基づいて、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０１　、０２゜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、レーザスポット径、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。

第　１　表 〔実施例〕 次に１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って識別信号り
が制御装置１３に入力され、それによって制御装置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は画像データエの変換を単純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。

／ＩＱ１ 第　２　表 （註）振幅はピークからピークの１４である。

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１２０Ｍのものであり、矢印方向の回転が周速１２
０　ｓｍ／　８８０　％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からの信号に従って音響光学変調
装置がレーザ光を変調し、１２ドツト／鰭の密度で感光
体ドラム３の帯電面をスポット露光する。現像装置５は
、現像スリーブ５１の直径が３０鰭で、感光体ドラム３
との間隙を０．７Ｎに設定され、現像時Ｋ　１２０　ｍ
　／　ｓｅａの周速で左回（１４） 転し、磁石体５２が８０Ｏｒｐｍで右回転して、負に摩
擦帯電する非磁性トナーと磁性キャリヤの混合した二成
分現像剤の層が０．５闘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によって感
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
行ったところ、隘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シ、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った〇 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、その識別信号りに基づき制御装置Ｂは制御信号
０１．０３をそれぞれ信号処理装置１．バイアス電源１
１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
画のときはディザ法で２値画像を形成する。バイアス電
源１１は制御信号０号に従って第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。

第　３　表 （註）振幅はピーク°からピークの恥である。

得られた記録画像は、隘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
なものであシ、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った。

実施例３゜ 第８図に示したような画像記録装置において、画像読み
取シ装置１２は画像データエとしてビデオ信号を出力す
るものであり、制御装置１３は識別信号りを入力すると
制御信号０２と０３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に従ってレンズを選択して、線画指定の場合
は直径１００μｍのレーザスポットで露光を行い、階調
側指定の場合は直径７０μｍのレーザスポットで露光を
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。

第　４　表 （註）振幅はピークからピークの捧である。

（１７） 信号処理装置１は、線画か階調画かに拘らず、ディザ法
によって画像データエの変換を行うものとした。現像装
置５にはトナーが摩擦帯電して正電荷を持つようになる
現像剤を用い、現像装置５の現像スリーブ５１と感光体
ドラム３の間隙を０．５１１１１１現像剤層の層厚をＱ
、６ｍｍに規制して、現像が感光体ドラム３の露光され
た部分にトナーを付着させる所謂反転現像としだ。その
他の条件は実施例１の条件と同じである。

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
行ったところ、得られた記録画像はｌＶ＆１１゜２のい
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であり、階調画については中間
調再現性が良好であった。

〔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（１８） 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０

【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値化変換原理図、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。 ■・・・画像データ、　１・・・信号処理装置、２・・
・レーザ書き込み装置、 ３・・・感光体ドラム、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、工１・・・入力画
像データ、Ｒ１・・・閾値マトリクス、Ｓｌ・・・出力
画像データ、ＶａＣ・・・振幅、ｆ・・・周波数、 Ｖｓ・・・感光体ドラム表面電位、 Ｖｄｏ・・・直流成分、　１２・・・画像読取シ装置、
１３・・・制御装置、　Ｄ・・・識別信号、０．０１〜
Ｃ３・・・制御信号。 特許出願人　小西六写真工業株式会社 賛岸想イ 第７図 手続補正書 昭和５９年４月７日 特許庁長官若杉和夫　殿 １、事件の表示 昭和５９年　特　許　願第４８２４６号２・４”０名称
　画像記録装置 ３、　補正をする者 事件との関係　特許出願人 ｆＥ”＋Ｗ　東京都新宿区西新宿１丁目２６番２号氏　
名銘称）（１２７）小西六写真工業株式会社８、補正の
内容 明細書第９頁第１行の「しかし、従来の」を「しかるに
、この点が気付かれずに看過されて、従来の」と訂正す
る。 （２）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　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
   記録装置において、記録すべき画像の種類に応じて前記
   電界を切換えるようにしたことを特徴とする画像記録装
   置。
2. （２）　前記電界は交流成分を含み、その振幅、同期の
   うちの少くとも一方は記録すべき画像が線画のときは大
   とされ、階調面のときは小とされる特許請求の範囲第１
   項記載の画像記録装置。