JPH0895319A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 入力画像に文字画像と写真画像とが混在する
場合でも、入力画像に忠実な出力画像を得ることを可能
とする画像形成装置を提供すること。 【構成】 像担持体を帯電させる帯電手段と、帯電した
像担持体を露光し、像担持体に静電潜像を形成する露光
手段と、露光手段の光源から像担持体までの光路中に配
置され、印加するバイアスに応じて所定の画像部分に対
応する部分の透過率が変化し、それによって所定の画像
部分に対応する像担持体上の領域への照射量を変化させ
る手段と、前記透過率の変化に対応して、前記像担持体
上の領域に予備露光を行う手段とを具備することを特徴
とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、画像形成装置に係り、
特に、文字画像と写真画像が混在する場合でも、高画質
の出力画像を得ることを可能とするアナログ複写機に関
する。

【０００２】

【従来の技術】画像処理を行わないアナログ複写機に
は、機種によっては、文字モードと写真モードを切り替
えるための切り替えスイッチが備えられている。かかる
複写機では、文字モードにおいては、鉛筆などの濃度の
低い文字を鮮明に印字するような設定になっており、写
真モードにおいては、入力画像の濃度を極力忠実に出力
するようになっている。しかし、１枚の原稿に文字と写
真が混在している場合には、両者の両立は困難である。

【０００３】現像方式として２成分磁気ブラシ現像法を
用いた複写機では、エッジ効果により、文字画像と写真
画像の両立をはかっているが、エッジ効果にも限界があ
ること、また、写真画像においてエッジ効果は画質を低
下させる原因にもなっていることから、文字画像と写真
画像の双方につき十分な出力画像は、未だに得られてい
ない。

【０００４】また、近年の電子写真装置の小型軽量化に
伴い、キャリアを用いない１成分現像方式が利用される
ようになり、タイプによっては全くエッジ効果の見られ
ない現像方式も登場しており、エッジ効果によらずに文
字画像と写真画像の両立を図ることが望まれる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
事情に鑑みなされたもので、入力画像に文字画像と写真
画像とが混在する場合でも、入力画像に忠実な出力画像
を得ることを可能とする画像形成装置を提供することを
目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明（請求項１）は、像担持体を帯電させる帯電
手段と、帯電した像担持体を露光し、像担持体に静電潜
像を形成する露光手段と、露光手段の光源から像担持体
までの光路中に配置され、印加するバイアスに応じて所
定の画像部分に対応する部分の透過率が変化し、それに
よって所定の画像部分に対応する像担持体上の領域への
照射量を変化させる手段と、前記透過率の変化に対応し
て、前記像担持体上の領域に予備露光を行う手段とを具
備することを特徴とする画像形成装置を提供する。

【０００７】かかる画像形成装置において、照射量を変
化させる手段として液晶シャッタアレイを用い、予備露
光を行う手段として液晶シャッタアレイと同期して点灯
する発光ダイオ−ドアレイを用いることが出来る。

【０００８】また、本発明（請求項３）は、像担持体を
帯電させる帯電手段と、帯電した像担持体を露光し、像
担持体に静電潜像を形成する露光手段と、露光手段の光
源から原稿までの光路中に配置され、印加するバイアス
に応じて所定の画像部分に対応する部分の透過率及び反
射率が変化し、それによって所定の画像部分に対応する
像担持体上の領域への露光量及び該領域全体の電位を変
化させる手段とを具備することを特徴とする画像形成装
置を提供する。かかる画像形成装置において、露光量及
び該領域全体の電位を変化させる手段としては、高分子
分散型液晶素子を用いることが出来る。

【０００９】

【作用】本発明では、露光手段の光路に、部分的写真モ
−ド設定機構を配置している。本発明の第１の態様で
は、部分的写真モ−ド設定機構は、印加するバイアスに
応じて所定の画像部分に対応する部分の透過率が変化
し、それによって所定の画像部分に対応する像担持体上
の領域への照射量を変化させる手段と、前記透過率の変
化に対応して、前記像担持体上の領域に予備露光を行う
手段とから構成される。

【００１０】本発明の第２の態様では、部分的写真モ−
ド設定機構は、印加するバイアスに応じて所定の画像部
分に対応する部分の透過率及び反射率が変化し、それに
よって所定の画像部分に対応する像担持体上の領域への
露光量及び該領域全体の電位を変化させる手段により構
成される。

【００１１】本発明の画像形成装置では、かかる部分的
写真モ−ド設定機構により、文字画像においては低濃度
部を濃くし、写真画像においては入力画像に忠実な出力
画像を得られるようにしている。その結果、文字画像と
写真画像が混在した原稿であっても、入力画像に忠実な
出力画像を得ることが可能である。

【００１２】

【実施例】以下、図面を参照して、本発明の実施例につ
いて説明する。図１は、一般的なアナログ複写機の概略
的な構成を示し、図２は、図１に示すアナログ複写機の
光学系の概略を示す。

【００１３】図１及び図２において、帯電器１により全
面が帯電された感光体２は、原稿の反射率に対応した散
乱光３により露光され、それによって感光体２上に静電
潜像が形成される。光学系は、図２に示すように、光源
１１が原稿１２の付近を移動し、その反射光をミラー１
３ａ〜１３ｆ及びレンズ１４を介して感光体上に投影す
る。

【００１４】感光体上の静電潜像は、現像部４により可
視化され、さらに転写装置５により紙などの被転写体に
可視像が転写される。被転写体は熱などにより定着さ
れ、また、転写後に感光体２上に残留するトナーや紙粉
などは、クリーナ６により除去され、最後に感光体２の
表面電位を揃えるため除電ランプ７により除電処理を行
い、１つの行程が終了する。複写機の印字動作は、この
行程を繰り返すことにより連続して行われる。

【００１５】アナログ複写機の多くは、正規現像方式を
使用している。正規現像の場合、感光体の表面電位が高
いほど画像濃度は高くなる。正規現像方式における現像
特性と表面電位の設定の例を図３に示す。図３から明ら
かなように、原稿において低濃度の細線を高濃度で複写
できるように、通常は現像特性の傾きに対して、黒字電
位の設定を高めにしている。また、ソリッド中の白細線
（反転細線）を鮮明に印字すること、環境やランニング
によるかぶりを防止するなどの意味から、白地電位も現
像特性に対して余裕を持たせている。

【００１６】しかしこのような設定において写真画像を
印字すると、中間調部分がうまく再現されず、階調性が
失われてしまう。そこで写真モードでは、感光体の帯電
電位を通常より若干低下させ、同時に露光量（光源の光
量）も低下させることで、白地電位と黒字電位との差を
狭めている。すなわち、現像特性に対する白地電位と黒
字電位の余裕をなくすことで、入力画像濃度と出力画像
濃度との１：１の対応を可能にしているのである。しか
し、この方式では、１つの画面全体を文字画像と写真画
像とで切り替えることは可能であっても、同一の原稿内
において部分的に切り替えるのは困難である。

【００１７】そこで、本発明の第１の実施例に係るアナ
ログ複写機では、図４に示すような構成としている。図
４（ａ）は、部分的写真モ−ド設定機構２０をミラ−１
３ｆと感光体２との間に配置した構成を示す図、図４
（ｂ）は、部分的写真モ−ド設定機構２０の模式図、図
４（ｃ）は、部分的写真モ−ド設定機構２０の具体的構
成を示している。部分的写真モ−ド設定機構２０は、図
４（ｂ），（ｃ）に示すように、支持部材２３に液晶シ
ャッタアレイとＬＥＤアレイとを取り付けた構造を有し
ている。

【００１８】即ち、図４に示すように、感光体２に原稿
の散乱光が照射される直前部分に、印加するバイアスに
よって透過率が変化する装置として液晶シャッタアレイ
２１を設け、更に、この液晶シャッタアレイ２１を支持
する支持部材２３に、ＬＥＤアレイ２２が取り付けられ
ている。液晶シャッタアレイ２１は、バイアスが印加さ
れると部分的に低周波で点滅するようになっていて、そ
れによって感光体に照射される光量が低下する。また、
液晶シャッタアレイ２１が点滅すると同時に、ＬＥＤア
レイ２２が点灯し、液晶シャッタアレイ２１が点滅して
いる画像領域のみに均等に光を照射するようになってい
る。このＬＥＤアレイ２２の点灯により、感光体の表面
電位は均等に低下し、さらに液晶シャッタアレイ２１の
点滅により原稿からの光が遮られ、これにより感光体に
照射される露光量が低下するので、部分的に写真モード
と同じ状態になる。

【００１９】液晶シャッタアレイ２１とＬＥＤアレイ２
２を駆動する信号は、ユーザ側が入力するのが最も手軽
な方法である。図５に入力例を示した。ユーザが原稿台
２６に原稿を置いた後に、その上からタッチペン２８で
写真部分の４角３０をマークすることで、複写機が位置
を記憶し、その位置に対応した感光体表面を露光する際
に、上記した動作を行うようにすればよい。位置合わせ
は精度良く行う必要はなく、写真画像は一般的にある程
度の大きさがあり、ユーザがタッチして決める目盛りの
最小単位も１０ｍｍ角程度で十分である。ただし、ここ
でユーザが指定した写真の範囲よりも、実際に写真モー
ドになる範囲を、その誤差以上に大きく設定しておかな
いと、写真の角や端で部分的に文字モードの設定になっ
てしまう可能性があるので注意を要する。

【００２０】以上のような構成にすることで、同一原稿
内においても、ユーザが希望する範囲のみ写真モードと
して複写することが可能となる。本発明に使用する液晶
シャッタアレイは、印加バイアスにより透過率が変化す
るものであれば何でもよく、本発明者の実験では、一般
的なＴＮ型液晶を用いた。ＴＮ型液晶はコントラストが
よいため、点滅させることにより所望の透過率を得るこ
とが出来たが、ネマティック液晶を透明電極を介してガ
ラス板にはさんだ液晶素子や、高分子分散型などの光散
乱方式の液晶素子を用いた場合などは、点滅させる必要
はなく、印加するバイアスによって変化する透過率のみ
で露光量の調節が可能である。

【００２１】本発明に係るアナログ複写機による原稿濃
度と出力画像濃度との関係を図６に示す。文字部分では
原稿濃度１．０以上で出力画像濃度は１．４程度になっ
ているが、写真部分ではほぼ入力画像濃度に対応した出
力画像濃度が得られている。また、このときの感光体の
表面電位を測定したところ、文字部分の黒字では−６５
０Ｖ、白地では−３０Ｖ、写真部分の黒字では−４６０
Ｖ、白地では−１００Ｖ程度であった。

【００２２】写真部分では感光体の表面にＬＥＤが照射
され、文字部分に比べて２００Ｖ近く電位が低下し、さ
らに液晶シャッタアレイを、Ｄｕｔｙ比１／３、１０Ｈ
ｚで駆動したことで原稿からの光量が低下し、結果的に
白地電位が上昇したのである。このような処理は、１つ
の原稿において部分的に行うことが可能であるが、勿論
画面全体において行うことも可能である。

【００２３】本発明の第２の実施例は、ＬＥＤの露光な
しに第１の実施例と同一の効果を得るものである。即
ち、図７に示すように、複写機の光源１１と原稿１２と
の間に、印加するバイアスにより透過率と反射率が変化
する部分的写真モ−ド設定機構５１を設けたものであ
る。その具体例としては、原稿台自体が１０ｍｍ角程度
を最小駆動単位とした高分子分散型の液晶素子（ＰＤＬ
Ｃ型、またはＮＣＡＰ型）により構成されているような
複写機があげられる。

【００２４】高分子分散型の液晶素子は、図８に示すよ
うに、対向して配置された２枚のガラス板５２の内面に
塗布された透明電極５３の間に、液晶とポリマー５４と
が収容されており、無電界状態では液晶とポリマーの屈
折率が不一致であるため強い散乱を起こすが、電極間に
電界がかかると液晶とポリマーの屈折率が一致して透明
になる。高分子分散型液晶としては、他に、液晶中に３
次元網目状高分子（ＰＮＬＣ）を作成したポリマーネッ
トワーク液晶が知られており、ＰＮ液晶と呼ばれてい
る。また、散乱のレベルは低いが、同じような効果は、
ネマティック液晶のみ（若干の電解質も必要）でも得ら
れており、その代表的な化合物の例を、下記式（１）〜
（８）に示す。

【００２５】

【化１】

【００２６】本実施例に係る複写機において、通常の文
字を中心に印字を行う場合、図９（ａ）に示すように、
液晶素子５１にはバイアスが印加されており、原稿台は
透明である。原稿からの反射光５５は忠実に感光体表面
に到達するので、通常の静電潜像が書き込まれる。ここ
で、原稿の一部が写真だった場合、第１の実施例のよう
に、ユーザ側の入力により、写真部分に対応する原稿台
がマークされる。原稿台はユーザの入力を記憶し、複写
時に、図９（ｂ）に示すように、写真部分の液晶のバイ
アスをＯＦＦまたはパルス駆動する。無電界状態になっ
た液晶素子は白濁し、光源から照射された光に対してあ
る程度の透過率と反射率を同時に持つ状態５６になる。
すなわち、白濁による透過率の著しい低下が、写真部分
に対応する感光体上の領域に照射される原稿からの反射
光量を低下させ、露光量を下げるように働き、いわば第
１の実施例で言う液晶シャッタアレイに相当する機能を
果たす。また、さらに白濁した液晶層による散乱光の一
部５７が感光体表面の写真部分に対応する領域に照射さ
れるため、その領域の帯電電位全体を若干下げる働きを
し、いわば第１の実施例で言うＬＥＤアレイに相当する
機能を果たす。

【００２７】この実施例によれば、図１０（ａ）に示す
ように、液晶素子が原稿台全面にある場合は、複写機本
体に位置合わせ機構を備える必要は全くなく、単純に原
稿台を取り替えるだけでよい。通常の複写機にオプショ
ンとして取り付けることも可能である。また、図１０
（ｂ）に示すように、液晶素子と複写機を一体型にする
か、もしくは簡単な連動機構をつけることで、液晶素子
を、光源の移動６１と連動して動くようにしておけば、
液晶素子の大きさは複写機の露光スリット幅程度の長さ
でよいことになり、液晶素子の製造も容易になる。

【００２８】図１１に、第２の実施例に係るアナログ複
写機による原稿濃度と出力画像濃度との関係を示した。
図１１に示す結果によると、第１の実施例ほどではない
が、文字部分よりも写真部分のほうが、入力画像濃度に
対応した出力画像濃度が得られている。そして、このと
きの感光体の表面電位は、文字部分の黒字では−６５０
Ｖ、白地では−３０Ｖ、写真部分の黒字では−５７０
Ｖ、白地では−１１０Ｖ程度であった。

【００２９】第２の実施例に係る複写機が第１の実施例
に係る複写機に比べて効果が少ないのは、無電界時の液
晶素子の反射率が十分でないため、写真部分の黒字電位
が最適な値まで低下しきっていないためである。第２の
実施例では、無電界状態における液晶素子の光散乱と光
吸収によって、文字部分と写真部分との感光体の表面電
位の差が決まってくる。液晶素子による光吸収が大きい
と、写真部分ではｄｕｔｙ比を小さくしたパルスで液晶
を駆動しなければならず、一方、反射率はｄｕｔｙ比を
小さくしていくほど低下してしまうため、液晶素子のこ
れらのパラメータを最適化することによって、より原稿
に忠実な出力画像を得ることが可能になる。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の画像形成
装置によると、光路中に部分的写真モ−ド設定機構を備
えており、この機構によって、写真画像に対応する感光
体の領域の露光量を減少させ、かつ写真画像に対応する
感光体の領域全体の電位を均等に下げるようにしてお
り、その結果、文字画像と写真画像が混在した原稿であ
っても、入力画像に忠実な出力画像を得ることが可能で
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】通常のアナログ複写機の概略を示す図。

【図２】図１に示すアナログ複写機の光学系を示す図。

【図３】正規現像特性の１例を示す特性図。

【図４】本発明の第１の実施例に係る画像形成装置の主
要な構成を示す図。

【図５】ユーザによる写真部分の入力例を示す図。

【図６】本発明の第１の実施例に係る画像形成装置によ
って複写を行ったときの画像濃度特性を示す特性図。

【図７】本発明の第２の実施例に係る画像形成装置の主
要な構成を示す図。

【図８】本発明の第２の実施例に係る画像形成装置の液
晶素子の構成例を示す図。

【図９】本発明の第２の実施例に係る画像形成装置の動
作原理を示す図。

【図１０】本発明の第２の実施例に係る画像形成装置の
具体例を示す図

【図１１】本発明の第２の実施例に係る画像形成装置に
よって複写を行ったときの画像濃度特性を示す特性図。

【符号の説明】

１…帯電部材、２…感光体、３…露光、４…現像部、５
…転写部材、６…クリーナ、７…除電装置、８…紙サイ
ズ除電ランプ、９…紙はくりチャージャ、１１…光源、
１２…原稿、１３…ミラー、１４…レンズ、２０…部分
的写真モ−ド設定機構、２１…液晶シャッタ、２２…Ｌ
ＥＤアレイ、２３…支持部材、２５…複写機本体、２６
…原稿台、２７…タッチペンに反応するマス、２８…タ
ッチペン、２９…写真部分、３０…写真部分の角、５１
…液晶素子、５２…ガラス板、５３…透明電極、５４…
液晶とポリマー、５５…反射光、５６…白濁した液晶素
子、５７…白濁した液晶素子による散乱光、６１…光源
移動方向。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 像担持体を帯電させる帯電手段と、帯電
   した像担持体を露光し、像担持体に静電潜像を形成する
   露光手段と、露光手段の光源から像担持体までの光路中
   に配置され、印加するバイアスに応じて所定の画像部分
   に対応する部分の透過率が変化し、それによって所定の
   画像部分に対応する像担持体上の領域への照射量を変化
   させる手段と、前記透過率の変化に対応して、前記像担
   持体上の領域に予備露光を行う手段とを具備することを
   特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記照射量を変化させる手段は液晶シャ
   ッタアレイであり、前記予備露光を行う手段は、前記液
   晶シャッタアレイに同期して点灯する発光ダイオ−ドア
   レイである請求項１に記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】 像担持体を帯電させる帯電手段と、帯電
   した像担持体を露光し、像担持体に静電潜像を形成する
   露光手段と、露光手段の光源から原稿までの光路中に配
   置され、印加するバイアスに応じて所定の画像部分に対
   応する部分の透過率及び反射率が変化し、それによって
   所定の画像部分に対応する像担持体上の領域への露光量
   及び該領域全体の電位を変化させる手段とを具備するこ
   とを特徴とする画像形成装置。
4. 【請求項４】 前記露光量及び電位を変化させる手段
   は、高分子分散型液晶素子である請求項３に記載の画像
   形成装置。