(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
デジタル画像信号が入力される入力手段と、前記入力手段に入力された画像信号に基づいて走査露光することによって像担持体上に形成された静電潜像を現像する現像手段と、出力画像濃度を可変に設定可能な設定部と、前記設定部にて設定された出力画像濃度に応じて画像形成条件を変更する変更手段と、を有し、画像信号を形成する際のガンマ変換処理もしくは現像手段の現像バイアスを変更することにより出力濃度を設定する画像形成装置において、
前記設定部はデジタル画像信号に関らず共通であると共に、
デジタル画像信号が二値の画像信号である場合、前記変更手段はガンマ変換特性を変更することなく前記現像バイアスを変更し、
デジタル画像信号が多値の画像信号である場合、前記変更手段は前記現像バイアスを変更することなくガンマ変換特性を入ー出力の傾きが大きくなるように変更することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は画像形成装置、そのなかでも特にデジタルプリンターやデジタル複写機で代表されるデジタル画像信号を顕画化する装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
任意の画素の濃度に対応したデジタル画像信号に対応した顕画化像を形成する従来のこの種の画像形成装置には以下に説明するような方式がある。
【０００３】
帯電手段で一様に帯電した像担持体表面に画像信号に対応して発光するレーザービームを走査して該像担持体表面上に静電潜像を形成し、該静電潜像を現像手段でトナー像に現像し、該トナー像を転写手段で転写材に転写した後定着手段で転写材上のトナー像を該転写材に定着して出力するレーザービームプリンター等が広く実用されている。前記現像手段として、少なくとも直流成分を含むバイアス電圧を印加した現像剤担持体を像担持体に対向させることで該像担持体表面上の静電潜像をトナー像に現像する装置がある。
【０００４】
デジタル画像信号を顕画化する画像形成装置においては、複数種類の入力経路を具備し、該複数種類の入力経路の中から１種類の経路を選択し、該選択した入力経路から入力した画像信号に応じて画像形成を行うものがある。これらの画像信号は以下に説明する二種類のタイプに分けることができる。第一にコンピューター等の画像信号作成手段によって作成された文書等の画像信号のようにドット、ライン、２次元に連続した面積を有するベタ画像の形のみを伝える二値のデジタル画像信号と、第二にＣＣＤ等を利用した画像読み取り手段によって原稿等から読み取られた画像信号のように画像の形ばかりではなく濃度の階調表現を伝える多値のデジタル画像信号の二種類である。
【０００５】
二値の画像信号を前記したレーザービームプリンター等で顕画化する場合は画像の形のみを再現すればいいのでレーザービームにオン、オフのみの変調を実行して静電潜像を形成すればよい。二値の画像信号を顕画化するレーザービームプリンターでは出力画像の１，２画素程度の大きさ、幅のドット、ラインが肉眼で見えやすいように１画素毎の大きさを、理論上の１画素の大きさより１０から３０％程度大きめに出力されることが望ましい。従来技術では現像手段の現像コントラストを大きめにとることで１画素毎の大きさを大きめに再現する方法が提案されている。図４に現像コントラストと、１画素分のラインの幅の関係の一例を示す。二値の画像信号を顕画化するプリンターではライン幅の太らせ程度が変化するような出力特性の変化手段が必要である。そこで、ラインの幅を細め（理論値より１０％太め）、普通（同２０％太め）、太め（同３０％太め）のように変更する手段としては前期現像バイアスを調整する方法を用いている。
【０００６】
一方、多値の画像信号を顕画化するレーザービームプリンターは画像の形ばかりではなく濃度の階調表現を再現するために図７の直線２に示すように、１画素毎に入力された信号値の値に線型的な関係となる濃度の画像を出力しなければならない。レーザービームを一画素毎の多値の信号値に比例した光量で発光させた場合の入力信号値と出力画像の濃度の関係（以下、この関係をプリンターの“ガンマ変換スルーの特性”と呼ぶ。）は像担持体の感光特性と現像手段の現像特性で決まる。従来から実用されている像担持体や現像手段の特性ではプリンターのガンマ変換スルーの特性は非線型である。図６にガンマ変換スルーの特性の一例を示す。従来技術ではプリンターの非線型なガンマ変換スルーの特性を図７に示すような線型な出力濃度特性に矯正するために、プリンターに入力された多値の画像信号にガンマ変換処理を行い、該ガンマ変換後の多値の信号値にレーザービームの１画素毎の光量が比例するように発光させる手段が広く実用されている。
【０００７】
多値の画像信号を顕画化するプリンター等では、原稿の状態に応じて出力特性を変化させる手段が必要である。具体的には、原稿に白地かぶりがあるものは白地かぶりのみを薄くするために、原稿の画像濃度が全体的に薄いときは濃くするためにそれぞれ、図７の直線１、直線３の出力特性が得られるようにガンマ変換処理を変化させる。
【０００８】
前記してきたように、多値画像信号と、二値画像信号では出力特性を変化させる手段が異なっているので、オペレータが出力特性を選択するための操作部が二系統必要であった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
前記の従来技術の組み合わせで二値と多値の２種類のデジタル画像信号の入力経路を具備し、該複数種類の入力経路の中から１種類の経路を選択し、該選択した入力経路から入力した画像信号に対応した画像を形成する装置を構成した場合、以下に説明するような欠点があった。
【００１０】
二値の画像信号において１画素毎の大きさの再現性を変更する時と、多値の画像信号において濃度の階調表現を変化させる時とで各々独立の操作部を設け、独立に操作をする必要がある。そのような構造にすると、コストがかかり、操作も繁雑になる。そこで、どちらか一方の手段を用いて画像出力特性を変化させる構造にすると、また以下のような欠点が生じてくる。
【００１１】
画像出力特性を変化させる手段として、原稿コントラストを変化させる手段を用いた場合は、多値の画像信号の出力画像の特性は図７に示したような変化をしない。同時に多値画像信号から出力される１画素の大きさが変り、それにより網点画像などにおいての階調性が低下する当の不具合が生じる。画像出力特性を変化させる手段としてガンマ変換処理を変化させる手段を用いた場合、ガンマ変換は多値信号に対する変換であるために、二値の画像信号の信号値に不具合が発生する。
【００１２】
本発明の目的は、安価でかつ簡単な操作で、入力されたデジタル画像信号がニ値の画像信号であるか多値の画像信号であるかによらず常に最適な画像を形成することができる画像形成装置を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、デジタル画像信号が入力される入力手段と、前記入力手段に入力された画像信号に基づいて走査露光することによって像担持体上に形成された静電潜像を現像する現像手段と、出力画像濃度を可変に設定可能な設定部と、前記設定部にて設定された出力画像濃度に応じて画像形成条件を変更する変更手段と、を有し、画像信号を形成する際のガンマ変換処理もしくは現像手段の現像バイアスを変更することにより出力濃度を設定する画像形成装置において、前記設定部はデジタル画像信号に関らず共通であると共に、デジタル画像信号が二値の画像信号である場合、前記変更手段はガンマ変換特性を変更することなく前記現像バイアスを変更し、デジタル画像信号が多値の画像信号である場合、前記変更手段は前記現像バイアスを変更することなくガンマ変換特性を入ー出力の傾きが大きくなるように変更することを特徴とするものである。
【００１４】
【実施例】
実施例１
図２は本発明を実施した画像形成装置における画像信号と制御信号の流れを表したブロック図である。
【００１５】
本実施例では、原稿等の画像情報を０から２５５までの多値のデジタル画像信号に変換するリーダー２０と、０と１の二値のデジタル画像信号の作成、編集が行えるコンピューター２１の２種類の画像信号出力機器からの入力経路を具備している。前記リーダー２０の具体的構成は図示しないが、原稿等にハロゲンランプ、蛍光灯等で光を照射し該原稿からの反射光をレンズ、ミラー等の光学系でＣＣＤ等の光電気変換手段に投影し、発生したアナログ的な電気信号をＡ／Ｄ変換手段で０から２５５までの多値のデジタル画像信号に変換する構成になっている。
【００１６】
前記２種類の画像信号出力機器は画像形成装置内のインターフェイス２２に接続されている。該インターフェイス２２はオペレーターの操作によってＣＰＵ２４を介してリーダー２０とコンピューター２１のうちどちらか一方の機器を選択する指示が行われるか、リーダー２０とコンピューター２１のうちどちらか一方の機器が画像形成装置に画像信号を送信してくることで自動的に該一方の機器を選択して、該一方の機器の画像信号をプリンター部２３に送信する。インターフェイス２２は入力された信号がリーダー２０の０から２５５までの多値の画像信号の場合は信号値に何の変換も行わないが、コンピューター２１の０と１の二値の画像信号の場合は０は０に、１は２５５に信号値の変換を行う。
【００１７】
図５は本発明を実施した画像形成装置におけるプリンター部２３の主要部の断面の概略図である。帯電手段１１で一様に帯電した像担持体１０表面に、入力された０から２５５までの多値の画像信号にガンマ変換処理を加えた後の信号に対応して発光するレーザービーム１２を走査して該像担持体表面上に静電潜像を形成し、該静電潜像を現像手段１３でトナー像に現像し、該トナー像を転写手段１４で転写材１５に転写した後、図示しない定着手段で転写材上のトナー像を該転写材に定着して出力する。本実施例においては像担持体１０表面の一様帯電電位は−７００Ｖで、画像信号値＝０に対応した潜像電位は−７００Ｖで画像信号値＝２５５に対応した潜像電位は−２５０Ｖである。現像手段１３は、直流成分を含むバイアス電圧を印加した現像剤担持体１６を像担持体１０に対向させることで該像担持体表面上の静電潜像をトナー像に現像する装置である。現像手段１３の現像方式はマイナス極性のトナーを使用した反転現像方式である。現像剤担持体１６へのバイアス電圧の供給はバイアス電源１７で行っている。バイアス電源１７はＣＰＵ２４から送られてくる制御信号に応じて、現像剤担持体１６に供給するバイアス電圧の直流成分の値を変化させている。
【００１８】
図１は本実施例で行っている具体的動作のフローチャートを示すものである。図３は本実施例における出力特性の選択をする為の操作部２６の構成を示すものである。ＣＰＵ２４がインターフェイス２２からプリンター２３に送信される信号は二値画像信号か、あるいは多値画像信号かを判断する。
【００１９】
ＣＰＵ２４はプリンター２３に送信された画像信号が、多値の信号である場合は、図３の操作部２６により設定された濃度の値に応じたガンマ変換を行い、現像バイアス電圧は−５５０Ｖに固定するように、ガンマ変換装置２５とバイアス電源１７に制御信号を送る。この時のガンマ変換は、操作部入力が３の時つまり出力濃度を濃く設定されたときは出力濃度特性が図７の直線３になるように、また操作部入力が１の時つまり薄く設定されたときは図７の直線１になるように、操作部入力が２の時つまり普通の設定時には図７の直線２になるように行う。プリンター２３は選択された出力特性に応じたガンマ変換を行った後の画像信号に対応した画像形成を実行する。
【００２０】
また、入力画像信号が二値の信号である場合は、ガンマ変換の変更は行わず、現像剤担持体１６に供給されるバイアス電圧の直流成分の値を前記操作部２６により設定された線幅調整の信号に応じて変化させる。このときの現像バイアス電圧値は、操作部入力１の時つまりライン幅を細めに出力するときは−５８０Ｖ（現像コントラスト＝３３０Ｖ）、操作部入力３の時つまりライン幅を太めに出力するときは−６４０Ｖ（現像コントラスト＝３９０Ｖ）、操作部入力２の時には−６１０（現像コントラスト＝３６０Ｖ）になるように設定する。プリンター２３は設定された線幅信号に応じたバイアス電圧を現像剤担持体１６に供給した状態で画像形成を実行する。
【００２１】
実施例２
画像形成装置の画像信号の入力経路や画像処理のブロック図は実施例１と同じ図１である。リーダー２０、コンピューター２１、インターフェイス２２、プリンター２３の構成、作用は実施例１で説明したとおりである。
【００２２】
実施例１では、０と１の二値入力画像信号を、０と２５５に変換して二値の出力画像信号としてプリンター部に送信していた。本発明においては前記の場合に加え、画像信号の拡大をするためにインターフェイスとガンマ変換装置の間に二値の画像信号を多値の画像信号に変換して信号値の補間をする画像信号拡大手段を具備した場合にも同様の効果が得られる。
【００２３】
図９は本実施例における画像信号と制御信号の流れをあらわしたブロック図である。コンピュータ２１から画像形成装置内のインターフェイス２２に０と１の二値の画像信号が送信されるとインターフェイス２２は該画像信号に対して信号値が０の場合は０に、１の場合は２５５になる変換を行った後の画像信号を画像信号拡大装置２７に送信する。
【００２４】
図１０に画像信号拡大装置２７で行う画像信号値の補間モデル例を示す。拡大率は１．３３３倍としている。図１０（ａ）は画像信号拡大装置２６に送信された画像信号である。図１０（ｂ）は図１０（ａ）の画像の画素の大きさと信号値をそれぞれ１．３３３倍に拡大した画像信号である。図１０（ｃ）は図１０（ｂ）の画像信号に元の大きさの画素になるような線型補間演算を行った画像信号である。この処理を行うと、二値の画像信号は、多値の画像信号になる。
【００２５】
本実施例においては、コンピュータ２１から送信されてきた二値の画像信号に拡大処理を行った後の画像信号に対しては、拡大処理を行っていない二値の画像信号と同様の出力特性で画像形成を行う。前記のようにすることにより、拡大処理を行った後の画像信号においても、ライン幅は操作部２６からの設定値に応じた値で再現できる。
【００２６】
実施例３
本発明では選択した画像信号の種類に応じて現像剤担持体１６に印加するバイアス電圧の交流成分を変化させることで同様の効果を得ることが出来る。画像形成装置の画像信号の入力経路や画像形成装置内のブロック図は実施例１と同じ図２である。リーダー２０、コンピューター２１、インターフェイス２２の構成、作用は実施例１で示した通りである。プリンター部２３は以下に説明する構成である。本実施例においては像担持体１０の表面の一様帯電電位は−７００Ｖで、画像信号値＝０に対応した潜像電位は−７００Ｖで画像信号値＝２５５に対応した潜像電位は−２５０Ｖである。現像手段１３は、交流成分を含むバイアス電圧を印加した現像剤担持体１６を像担持体１０に対向させることで該像担持体表面上の静電潜像をトナー像に現像する装置である。現像手段１３の現像方式はマイナス極性のトナーを使用した反転現像方式である。現像剤担持体１６へのバイアス電圧の供給はバイアス電源１７で行っている。バイアス電源１７はＣＰＵ２４から送られてくる制御信号に応じて、現像剤担持体１６に供給するバイアス電圧の交流成分の大、小のピークの電位差を変化させている。バイアス電圧の直流成分は常に−５５０Ｖである。
【００２７】
図８に本実施例で行っている具体的動作のフローチャートを示す。ＣＰＵ２４はガンマ変換装置２５に送信されたが像信号が、リーダー２０からの多値の信号である場合は、操作部２６からの濃度に関する信号に対して実施例１と同様の動作をする。そのとき、現像剤担持体１６に供給されるバイアス電圧の交流成分の大小のピークの電位差を１０００Ｖとなるように設定する。この場合のガンマ変換装置は現像剤担持体１６に供給されるバイアス電圧の交流成分の大小のピークの電位差が１０００Ｖの場合のガンマ変換スルーの特性に対応したガンマ変換処理を行う。この時のガンマ変換は、操作部入力が３の時つまり出力濃度を濃く設定されたときは出力濃度特性が図７の直線３になるように、また操作部入力が１の時つまり薄く設定されたときは図７の直線１になるように、操作部入力が２の時つまり普通の設定時には図７の直線２になるように行う。
【００２８】
入力画像信号が二値の場合、操作部２６によって設定された線幅信号に応じて、現像剤担持体１６に供給されるバイアス電圧の交流成分の大小のピーク電位差を変化させる。具体的には、操作部入力が１の時つまりライン幅を細めに出力するときは１１００Ｖ、操作部入力が３の時つまりライン幅を太めに出力するときは１３００Ｖ、操作部入力が２の時には１２００Ｖになるように設定する。プリンター２３は操作部により設定された線幅調整の信号に応じたバイアス電圧を現像剤担持体１６に供給した状態で画像形成を実行する。図１１は現像バイアスの交流成分の大きさと線幅の関係を示すものである。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、入力されたデジタル画像信号がニ値の画像信号であるか多値の画像信号であるかに関わらず安価でかつ簡単な操作で常に最適な画像を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１で行っている具体的動作のフローチャートである。
【図２】本発明を実施した画像形成装置における画像信号と制御信号の流れを表したブロック図である。
【図３】実施例の画像形成装置における出力特性変更の操作部である。
【図４】現像コントラストとその現像コントラストで再現された一画素分のラインの幅の関係を示すものである。
【図５】実施例のプリンター部の主要断面の概略図である。
【図６】プリンターのガンマ変換スルーの特性を示すものである。
【図７】ガンマ変換後のプリンターの出力特性を示すものである。
【図８】実施例３で行っている具体的動作のフローチャートを示すものである。
【図９】実施例２における画像信号と制御信号の流れを表したブロック図である。
【図１０】画像信号拡大処理における補間演算のモデルの一例を示す。
【図１１】現像バイアスの交流成分の大きさとライン幅の再現性との関係を表したものである。
【符号の説明】
１０  像担持体
１１  帯電手段
１２  レーザービーム
１３  現像手段
１４  転写手段
１５  転写材
１６  現像剤担持体
１７  バイアス電源
２０  リーダー
２１  コンピューター
２２  インターフェイス
２３  プリンター部
２４  ＣＰＵ
２５  ガンマ変換装置
２６  操作部
２７  画像信号拡大装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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