CN100476618C - 成像装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种成像装置及其控制方法。判断图像信号中是否含有连续存在比预定浓度小的像素的低浓度区域，如果存在该低浓度区域，对于该低浓度区域中的每个像素区域中的感兴趣的像素，在第一条件下照射激光，对于该像素区域中的其它像素，在不同于该第一条件的第二条件下照射激光。这样，可以提高高解析度图像中的高亮度区域的再现性，以及提高字符和线图像等的再现性。

Description

成像装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种用于根据由激光曝光而形成的静电潜像在记录介质上形成图像的成像装置及其控制方法。

背景技术

例如复印机和打印机的成像装置一般通过使用激光束在作为潜像载体的感光鼓上形成静电潜像。这种装置根据图像信号对激光振荡器所振荡的激光束进行调制，并且将激光束照射到以高速旋转的多棱镜上。该激光束被多棱镜反射，并且沿感光鼓的轴向被检测和扫描。该激光束经由成像透镜在感光鼓上形成图像，根据图像的每一扫描行形成静电潜像。

这种类型的成像装置从细微字符的再现性和比例等方面来说需要形成高解析度图像，例如正在实现许多成像单元具有1200×1200dpi或更高解析度的装置。而且，在日本特开平6-161195号公报中说明了一种根据图像信息(属性)来控制激光曝光量和装置的设置条件，以保持平面图像(色调图像)和线图像(字符和线图像)的图像质量的方案。

然而，在上述传统技术的情况下，如果色调图像、字符和线图像混合在同一个图像中，则很难满意地获得色调图像和字符的图像质量。特别是，当成像装置的解析度增加时，两种图像质量之间的差别会更加显著。

更具体地说，当为整个图像设置了平面图像(色调图像)形成条件时，图像中的线图像(字符和线图像)会变宽，因此，特别是在细微字符中发生变形，即解析度下降。而且，当为整个图像设置了线图像(字符和线图像)形成条件时，图像中的平面图像(色调图像)的最大光浓度(optical density)会下降。特别是在全色成像装置中，可再现的颜色范围下降，无法获得满意的图像。

而且，当解析度增加时，无法解决色调图像的低浓度区域的再现性变得不稳定的问题。图12A示出了当在图像承载体上以600×600dpi的解析度形成1个像素、100％图像的静电潜像时，潜像轮廓的示意图。图12B示出了当在图像承载体上以1200×1200dpi的解析度形成1个像素、100％图像的静电潜像时，潜像轮廓的示意图。这里，每个装置上的激光束的积分量不变，以便两个光浓度相同。从该图中明显可以看出，当以更高的解析度形成潜像(图12B)时，静电潜像变浅并且分布得更宽。

图像光浓度变化因素的例子包括图像承载体(感光鼓)的电荷电势的变化、曝光单元的电势的变化、显影偏压的变化、以及显影剂的电荷的变化。

图13A至图13F使用显影偏压的变化相对地示出图像的光浓度的这种变化因素。

图13A至图13C示出了解析度为600×600dpi、1个像素、100％图像的每个像素的静电潜像电势分布1002。另一方面，图13D至图13F示出了解析度为1200×1200dpi、1个像素、100％图像的每个像素的静电潜像电势分布1002。附图标记1001表示显影偏压电平，在该显影偏压电平1001下面的部分1003是显影部分，其被显影并等于所附着的调色剂的量。

在图13A和图13D中，显影偏压1001基本上是参考值，并且由该显影偏压1001所划分的区域对应于调色剂的量，也就是说，二者的光浓度在这种情况下具有基本相同的光浓度。另一方面，如图13B和图13E所示，当显影偏压电平1001上升时，当解析度为1200dpi的图像形成时(图13E)的光浓度大于当解析度为600dpi的图像形成时(图13B)的光浓度，并且解析度为1200dpi的像素(点)的尺寸更大。相反，如图13C和图13F所示，当显影偏压电平1001下降并且显影对比度减小时，当解析度为600dpi的图像形成时(图13C)的光浓度大于当解析度为1200dpi的图像形成时(图13F)的光浓度。因此，可以认为与解析度为600dpi的情况相比，当图像以1200dpi的更高解析度形成时的光浓度变得不稳定。

当例如在这种条件下形成如图6所示的图像图案时，特别是在半色调、高亮度区域中的光浓度的均匀性会恶化，由于在不同位置处光浓度的变化大，导致具有高粒度感的粗糙图像。

而且，还提出并实现了一种用于通过改变半色调处理和减少明显的线的数量来稳定潜像的技术。然而，对高亮度区域几乎没有任何效果，直到潜像被稳定为止，即，如上面说明的情况那样，图像数据被增加到一定程度。这是因为即使改变了处理，并且线的数量减少，图像数据本身的基本解析度也无法改变(减少)，其结果是，在高亮度区域形成了浅的、宽的静电潜像。也就是说，即使组合了传统技术，随着成像装置的解析度水平的增加，也不可能在同一图像中同时实现色调图像，特别是在高亮度区域中的光浓度的稳定性、光滑性、字符/线图像解析度的提高、以及比例的均匀性。

发明内容

本发明的一个目的在于解决上述现有技术的缺点。

本发明的特征在于提供一种成像装置以及控制方法，其能稳定图像在高亮度区域的光浓度并提高例如隔离点的再现性。

根据本发明，提供一种成像装置，包括：

图像承载体；

曝光装置，用于根据多值图像数据发射光以在所述图像承载体上曝光；

判断装置，用于判断在图像信号中连续存在比预定浓度等级小的像素的低浓度区域；以及

曝光控制装置，用于对所述曝光装置对于由所述判断装置判断的低浓度区域中的各像素区域的各像素所发射的光量进行控制；

其中，所述曝光控制装置基于该像素区域中所包括的所有像素的浓度等级，设置感兴趣的像素的浓度等级，增加该感兴趣的像素的发光量，以使其大于预定的等级，并且降低该感兴趣的像素之外的像素的发光量，以使其小于所述预定的等级。

而且，根据本发明，提供一种控制成像装置的方法，该成像装置用于在记录介质上形成图像，其包括图像承载体和用于根据多值图像数据发射光以在该图像承载体上曝光的曝光单元，该方法包括：

判断步骤，用于判断在图像信号中连续存在比预定浓度等级小的像素的低浓度区域；以及

曝光控制步骤，用于对所述曝光单元对于在所述判断步骤中判断的低浓度区域中的各像素区域的各像素所发射的光量进行控制，

其中，在所述曝光控制步骤中，基于所述像素区域中所包括的所有像素的浓度等级设置感兴趣的像素的浓度等级，增加对于该感兴趣的像素的发光量，以使其大于预定的等级，并且降低该感兴趣的像素之外的像素的发光量，以使其小于所述预定的等级。

通过下面结合附图的说明，本发明的其它特征、目的和优点将更明显，其中在全部附图中，相同的附图标记表示相同或相似的部分。

附图说明

包括在说明书中并作为说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

图1示出根据本发明实施例作为成像装置的光电全色打印机的主要组件；

图2是示出根据该实施例的激光打印机的主要组件的框图；

图3示出用于说明在以1200dpi、16阶表示一个像素的情况下的激光驱动脉冲的图；

图4是用于说明根据该实施例的激光打印机的图像处理的流程图；

图5是用于说明根据该实施例的激光打印机的图像处理的流程图；

图6示出在低浓度区域中的点分布的例子的图；

图7示出根据该实施例5点Mincho字体日本汉字字符的打印例子的图；

图8示出在比较例中5点Mincho字体日本汉字字符的打印例子的图；

图9A示出在施加了具有268个线的抖动的情况下，50％半色调字符的打印例子，图9B示出在施加了具有166个线(第一实施例)的抖动的情况下，50％半色调字符的打印例子；

图10是示出根据本发明第二实施例的处理的流程图；

图11是示出根据本发明第三实施例的处理的流程图；

图12A示出当以600×600dpi的解析度在图像承载体上形成1个像素、100％图像的静电潜像时潜像轮廓的示意图，图12B示出当以1200×1200dpi的解析度在图像承载体上形成1个像素、100％图像的静电潜像时潜像轮廓的示意图；

图13A至图13F示出使用显影偏压的变化相对地示出基于静电潜像的图像的光浓度的变化因素；以及

图14是示出根据该实施例的曝光单元的结构的框图。

具体实施方式

以下，通过参考附图来详细说明本发明的优选实施例。下面的实施例不是为了限制根据权利要求书的本发明，全部的特征组合对于解决本发明的问题来说并非都是必须的。

第一实施例

图1示出根据本发明实施例作为成像装置的光电全色打印机的主要组件。

激光打印机100连接到读取器单元200或具有该单元。读取器单元200是一种用于将从外部装置输入的信息转换成图像信号并且将图像信号提供给打印机100的装置。读取器单元200可以是具有能读取原稿图像的扫描器的图像处理装置或个人计算机等，并且读取器单元200提供原稿图像的亮度信号和经过预定图像信号处理的图像数据。根据该实施例的打印机100能够执行解析度为例如1200×1200dpi的打印，从读取器单元200提供的图像数据最终被转换为1200×1200dpi的解析度。而且，可以进行每像素16阶的表示，并且可以使用脉宽调制作为该阶调再现方式。打印机100能够再现256个阶调(从0阶到255阶)。

使用已知的图像区域分离方法，可以将来自读取器单元200的图像信号分离成实体(solid)图像或所谓的色调图像(toneimage)、字符和线图像(线图像)。而且，用于区分从个人计算机等传递来的图像信号的色调图像、字符和线图像的标签一般也同时传递。包括在图像信号中的色调图像、字符和线图像根据标签进行分离，并且可以执行最适合于各图像的图像处理并形成(打印)图像。

该全色打印机(下面简称为“打印机”)100具有作为图像承载体的感光鼓1。对感光鼓1进行操作，根据来自读取器单元200的图像数据在感光鼓1上形成对应于每个颜色的静电潜像。对应于每个颜色的静电潜像通过相应颜色的显影剂形成图像(色调图像)。以这种方式形成的每种颜色的色调图像被转印到作为每种颜色的中间转印部件的中间转印带5A上，该被转印的图像(色调图像)通过转印辊6被转印到作为转印薄片P的记录薄片上。下面对其进行详细说明。

打印机100在充电处理中对充电辊2施加充电偏压，并且对感光鼓1的表面均匀地充电到预定电势。接下来，在潜像形成处理中，打印机100根据来自读取器单元200的例如黄色、品红色、青色和黑色的颜色的图像数据来驱动曝光单元(包括半导体激光器)3，并且根据每一种颜色的图像数据将激光L照射到感光鼓1上。这使得被激光照射的部分的表面电势在被均匀充电到预定电势的感光鼓1的表面上发生改变，该部分变成静电潜像。

显影单元4具有多个容纳有各颜色的显影剂(调色剂)的显影装置，其中对于每种显影剂颜色，调色剂和载体以预定的比例混合。这里的显影单元4包括容纳黄色显影剂的黄色显影装置4Y，容纳品红色显影剂的显影装置4M，容纳青色显影剂的显影装置4C，以及容纳黑色显影剂的黑色显影装置4Bk，并且这四个显影装置构成旋转显影单元。在显影处理中，这些显影装置依次将显影剂转移到在感光鼓1上形成的潜像部分。这样，根据每个颜色的静电潜像的调色剂图像形成在感光鼓1上。

这里，当通过一个显影装置在感光鼓1上形成某颜色的调色剂图像时，在下一个转印处理中，在感光鼓1上的调色剂图像通过转印辊5B被转移到作为中间转印体的中间转印带5A上。通过另一颜色的显影装置形成的调色剂图像被转印叠加到先前在中间转印带5A上形成的调色剂图像上。该过程被重复执行，重复的次数与颜色的数量相同。这样，由来自四个显影装置的显影剂所形成的四种颜色的调色剂图像被叠加到中间转印带5A上。在该转印处理中，在中间转印带5A上形成的彩色调色剂图像被转印辊6进一步转印到转印件P上。在定影处理中，在该转印件P上形成的未定影调色剂图像被定影单元8定影。

在上述成像处理中，残留在感光鼓1上的调色剂等被清除器7A去除。另一方面，残留在中间转印带5A上的调色剂等被清除器7B去除。在这些之前形成的调色剂图像被去除之后，形成下一图像。

接下来，详细说明在上述成像处理中使用的作为图像承载体的感光鼓1、充电辊2、曝光单元3、显影单元4、中间转印带5A、转印辊5B和6。

对于感光鼓1，该实施例使用直径为80mm、长度为320mm的OPC感光材料。感光鼓1包括：由铝等制成的导电鼓基底；以及感光体，该感光体由在外表面上形成的感光层(光导层)构成，具有负极性(负感光体)，并沿箭头所指的方向以150mm/sec的处理速度(圆周速度)被驱动以进行旋转。

充电辊2是具有多层结构的辊子，其构成如下：位于中心的带芯棒、围绕其外表面同心一体形成的弹性导电层、以及在其外表面的周围形成的阻抗层。弹性导电层是由例如104欧姆·厘米或以下的导电橡胶组成的单层或复合层，阻抗层是由厚度为大约100微米或以下的107～1011欧姆·厘米的导电橡胶制成的单层或复合层。通过加压装置(未示出)以预定压力将该充电辊2压到感光鼓1上，通过轴承部件(未示出)使带芯棒的两端以可自由旋转的方式被支撑，在该实施例中，充电辊2跟随感光鼓1的旋转和驱动而旋转。

而且，通过电源(未示出)将作为预定偏置电压的充电偏压施加到充电辊2的带芯棒上，并且通过接触充电辊2将感光鼓1的外表面均匀充电。在该实施例中，使用具有优良的电势收敛性的AC充电系统来作为施加该充电偏压的方法。该AC充电系统是叠加到AC偏压上的DC偏压，当AC偏压等于或大于预定的电场时，感光鼓1的电势收敛到基本等于DC偏压的电平。

在该实施例中，使用频率为1200Hz、Vpp为1.7kV的正弦波作为AC偏压，使用-620V作为DC偏压。因此，感光鼓1的表面电势可以被设置为-600V。

用于激光L的发射(曝光)的、黄色(Y)、品红(M)、青色(C)和黑色(Bk)中的每种颜色的图像数据是对应于由读取器单元200进行的预定图像处理的四种颜色的图像数据。与读取器单元200的图像读取装置的图像读取操作同步，该4种颜色的图像数据被传递到曝光单元3。

在该实施例中，当由从曝光单元3发射的激光L所形成的每种颜色的图像数据是实体图像时，对曝光量进行调整以便图像部分的感光鼓1的表面电势达到-180V。更具体地，进行调整，以便在感光鼓1上的静止光量为0.68mW。也就是说，在充电表面上的-600V表面电势被激光L减小到对应于潜像部分的电势。这样，感光鼓1的表面电势已被改变的部分成为静电潜像。

被分配到旋转显影单元的各颜色的全部显影装置4M、4Y、4C和4Bk是具有双组件系统的显影装置，在各显影装置中容纳的显影剂是双组分显影剂，其中调色剂和磁粒子(载体)以预定的比例混合。在每个显影装置中，显影剂被约束在作为包含有磁体的显影剂载体的显影套筒上，通过显影偏压(未示出)在感光鼓1上移动显影剂，以便形成所期望的光浓度的图像。而且，在该实施例中的全部调色剂具有负极性(负调色剂)。该实施例使用频率为2400Hz、Vpp为2.0kV的方波的AC偏压和-450V的叠加DC偏压作为形成图像时的显影偏压。而且，将每个显影装置中的显影剂的比例设置为使得每种颜色的最大光浓度为1.5(光浓度)。在该实施例中，每种颜色的调色剂与载体的比例(下面称之为“T/C比”)被设置为10％。此时显影剂的电荷平均量为32μC/mg。

在这种条件下，根据与表面电势和显影DC偏压之间的差相对应的电势来显影感光鼓1上的调色剂，并且唯一地确定调色剂的电荷量和所形成的图像的光浓度。

图2是示出根据该实施例的激光打印机的激光驱动单元的主要组件的框图。

接口201控制上述读取器单元200或例如LAN的网络以及与通信信道的接口，接收通过网络和通信信道发送的打印数据，并且将打印数据输出到控制器202。控制器202控制该打印机的整个操作，具有存储有由CPU 210执行的程序和各种数据的ROM 211、以及用于当由CPU 210执行控制处理时临时存储各种数据的RAM212等。PWM单元203根据多值图像数据的值，输出通过对来自控制器202的多值图像数据进行脉冲调制而获得的脉冲信号231。打印机引擎204具有如图1所示的结构，并且通过输入脉冲信号231至其曝光单元3来发射和驱动半导体激光器(下面将参考图14进行说明)以形成图像。驱动电压控制信号232是当驱动曝光单元3时用于控制驱动电压的信号，在对应于像素数据的激光发射量增加到预定量(R倍)的情况下，由在下文说明的处理中与像素的成像定时同步地从控制器202提供。这样，半导体激光器的驱动电压增加，其增加量为由驱动电压控制信号232所表示的量，并且从半导体激光器发射的激光量根据驱动电压控制信号232而增加。

PWM单元203具有：D/A转换器221，用于对多值图像数据进行D/A转换；三角波生成器222，用于生成与从打印机引擎204输出的BD(波束检测)信号(水平同步信号)同步的三角波信号；以及比较器223，将由D/A转换器221转换的模拟图像信号与三角波信号进行比较，并输出通过对比较结果进行脉宽调制而获得的脉冲信号。BD信号是用于指定使用激光对感光鼓1进行扫描的扫描起始定时的信号(水平同步信号)，通过扫描形成的图像的多值图像数据从控制器202输出到PWM单元203。当形成每种颜色图像时，为每一种颜色分量的每一种颜色图像数据建立该同步，并且在感光鼓1上形成对应于每一种颜色的图像。

图14是示出曝光单元3的结构的框图。

LD功率调制器(激光驱动功率调制器)233根据驱动电压控制信号232，输出用于设置半导体激光器236的发光量的光量数据234。LD控制器(激光驱动控制器)235根据图像信号输入光量数据234和经过脉宽调制的脉冲信号231，并且控制半导体激光器236的发光时间和发光功率。二极管237是光电二极管，用以监视半导体激光器236的发光量。

图3示出在以1200dpi的分辨率、16阶表示一个像素的情况下，激光驱动脉冲(对应于脉宽调制信号231)的图。

这里，每个像素(像素周期)的时宽(时间周期)是使用激光对对应于1200dpi的解析度的像素宽度进行扫描的时间。可以在从(0)开始的1个像素周期内，通过改变用以驱动半导体激光器236的脉冲信号的脉冲宽度来以16阶形成像素，在这期间没有脉冲信号被输出到最大脉冲宽度(15)。而且，根据半导体激光器236的发光功率来改变上述脉冲信号的电平(幅度)。

图4和图5是用于说明根据该实施例的激光打印机的图像处理的流程图，执行该处理的程序被存储在ROM 211中，并在CPU 210的控制下执行。

在步骤S1，从接口单元201输入的图像信号进行预定的颜色转换处理。接下来，在步骤S2，对经过了颜色转换处理的图像信号施加滤波处理，在接下来的步骤S3中，根据成像装置的特性和环境，施加伽玛转换处理以获得所期望的阶调特性。接下来，在步骤S4中，对包括在对应于1页的图像数据中的像素数据进行检查，以判断是否存在像素值等于或小于预定值的像素集中的区域(低浓度区域)。这里，例如，当使用8位来表示像素数据时，判断是否存在包括例如至少10×10个像素的区域，其中在该区域中连续存在包括像素数据“23”或更小的像素，该“23”大致为最大值“255”的9％。在步骤S5中，在判断为该像素区域(低浓度区域)不存在的情况下，处理进行到步骤S6，生成对应于进行过例如使用166行进行多值抖动的预定半色调处理的1页的图像数据，并将其存储在RAM 212的页存储器中。接下来，在步骤S7，依次读取存储在页存储器中的图像数据，并且输出到PWM单元203。这样，形成基于进行过多值抖动的图像数据的图像。

另一方面，在步骤S5，在判断为图像中存在低光浓度的像素集中的低浓度区域的情况下，处理进行到步骤S8(图5)。

在图5的步骤S8，存在低浓度区域的位置坐标被存储在RAM212中。接下来，在步骤S9，对整个图像执行多值抖动。在步骤S10至步骤S17的处理中，执行对多值抖动过的像素数据的处理。首先，在步骤S10，判断待处理的多值抖动过的像素数据是否是对应于低浓度区域的像素。根据在步骤S8中存储的位置坐标来进行该判断。这里，在判断为像素不对应于低浓度区域的情况下，处理进行到步骤S16，像素数据按原样被存储在RAM 212的页存储器中。

另一方面，在步骤S10判断为像素对应于低浓度区域的情况下，处理进行到步骤S11，首先提取包含该像素数据的2×2像素区域。这里，对于每一区域，假设所感兴趣的像素数据的位置(从主/副扫描位置看的左上方)为(主扫描位置，副扫描位置)＝(N，M)。接下来，在步骤S12，包括该感兴趣的像素数据的四个像素数据{(N，M)，(N+1，M)，(N，M+1)，(N+1，M+1)}的脉宽进行求和，并且假设其总值为P′(N，M)。每个像素数据的脉宽是根据如上述图3所示的像素数据的值来确定的。接下来，在步骤S13，假设在对应于该四个像素数据的脉宽中的最大脉宽是Pmax。接下来，在步骤S14，计算总值P′(N，M)与最大脉宽Pmax的比值R(N，M)(＝P′(N，M)/Pmax)。在步骤S15，存储对应于像素数据的比例因子R，以便对应于图像位置(N，M)的激光量增加该比值R(N，M)倍(脉宽是Pmax基准)。其它像素数据被设置为“0”，并且在步骤S16被存储在页存储器中。在步骤S16，判断是否已经完成了对进行过图像数据多值抖动的全部像素的处理，如果未完成，则处理返回到步骤S10，执行上述处理。当执行了步骤S15中的处理时，由于所参考的2×2像素已经被处理过，因此存储该像素已经被处理过的事实，使得在接下来的步骤S11至S14的处理中，不再参考它们。接下来，在步骤S10中已被检查过的、包括在低浓度区域中的、尚未被处理的像素将在步骤S11及其之后的步骤中进行处理。

当以这种方式完成了对对应于一页的像素数据的处理时，处理进行到步骤S18，存储在页存储器中的打印数据被依次读取并输出到PWM单元203。此时，在步骤S19，判断在上述步骤S15中所设置的R倍信息是否对应于所读取的像素数据而被存储。在该信息没有被存储的情况下，它是标准图像信息，因而处理进行到步骤S21；但是，在信息被存储的情况下，处理进行到步骤S20，驱动控制信号232根据R倍信息被输出到打印机引擎204。这使得对应于像素的激光量增加了R倍。在步骤S21，检查是否已经完成了页存储器的全部图像数据的输出，如果该输出尚未完成，则处理返回到步骤S18，并且执行上述处理。如果完成了页存储器的全部打印数据的输出，则该处理结束。该R倍信息包括例如与页存储器相同的存储器空间，并且可以被存储在标志存储器中，该标志存储器将信息作为标志(多值)存储在对应于每一像素位置的地址处。

当例如各像素的脉宽为像素(N，M)＝15、像素(N+1，M)＝15、像素(N，M+1)＝15、以及像素(N+1，M+1)＝15时，总的脉宽P′(N，M)为“60”，最大脉冲宽度Pmax为“15”。在这种情况下，比值R(N，M)为(60/15＝)“4”。因此，像素(N，M)的发光条件为激光被发出并驱动，使得脉宽保持“15”，并且激光量变成四倍(＝0.68×4＝2.72mW或其等效量)。对于其它像素(N+1，M)、(N，M+1)、(N+1，M+1)，激光发射被停止(脉宽被设置为“0”)。

在每个像素的脉宽为例如像素(N，M)＝10、像素(N+1，M)＝12、像素(N，M+1)＝0、以及像素(N+1，M+1)＝8时，总脉宽P′(N，M)为“30”，最大脉宽Pmax为“12”。在这种情况下，比值R(N，M)为(30/12＝)“2.5”。因此，像素(N，M)的发光条件为激光以最大脉宽被设置为“12”、激光量被设置为2.6倍(＝0.68×2.5＝1.7mW或其等效量)被发射且被驱动。对于其它像素(N+1，M)、(N，M+1)、(N+1，M+1)，激光发射被停止(脉宽被设置为“0”)。

图6示出在该低浓度区域中的点分布的例子。

低浓度区域示出了相对于最大值“255”阶的大约“10”阶的像素区域。如果对该低浓度区域执行上述处理，则只有在左上角的感兴趣的像素形成在由2×2像素组成的每个黑色区域601中，其中通过上述计算获得了处于该比例因子的激光量，但是其它三个像素被设置为“0”，没有形成像素。

在上述条件下形成图像的情况下，可以将高亮度区域的光浓度的稳定性实现在目标光浓度的±5％范围内，再现满意的高亮度，而与环境和操作条件无关。

此外，与此同时，如图7所示，还可以实现5点Mincho字体日本汉字字符满意的解析度和比例。

比较例

当在不使用该实施例的配置的情况下形成高亮度图像时，高亮度区域的光浓度的变化延伸到接近目标光浓度的±10％，三种颜色的灰度色调的变化特别大，并且无法再现满意的高亮度。

另一方面，在发光条件发生了变化而与电平或低浓度区域无关的情况下，如图8所示，日本汉字字符的5点Mincho字体比例被干扰，无法形成满意的字符图像。

在该实施例中，发光量相对于2×2像素的左上角处的像素而被控制，但是本发明并不限于此，即使当其它像素或发光的基准位置随机改变的情况下，也可以获得同样的效果。

而且，该实施例使用像素数据等于或小于最大值的9％的10×10像素连续集中的区域，作为用于改变发光条件的基准，这是因为通过使用166行进行抖动，抖动后的图像具有2×2或更少的像素。因此，本发明并不限于这些值，而是显然可以根据抖动的行数和成像装置的特性、根据需要来改变用于确定上述区域的基准值。

而且，该实施例在2×2像素区域的条件下改变发光条件，但是也可以根据成像装置的特性来改变区域条件，例如2×1像素、3×3像素。

第二实施例

在上述第一实施例中，根据像素数据的值等于或低于预定值的像素集中的区域来改变当形成图像时的激光发射条件。在这种情况下，由于对分布有浅色字符图像或存在孤立点的字符区域也改变了发光条件，因此比例被干扰。特别是，对于字符尺寸等于或小于4点的字符，更容易产生孤立点。这种孤立点具有例如解析度为1200dpi的、2×2或更少的像素。为了基本上对整个图像数据进行判断，处理速度可能根据图像数据而降低。

因此，在第二实施例中，仅对被判断为色调图像的图像数据的部分执行类似于上述第一实施例中的处理。根据该第二实施例的打印机结构与根据上述第一实施例的激光束打印机100的结构相同，因此省去对其的说明。

因此，第二实施例只使用包括在图像数据中的色调图像来改变发光条件，因此，浅色字符图像的解析度和锐度(sharpness)得到保持，并且减少了要判断的像素的个数，因此还可以减轻处理速度的降低。而且，如图9A和图9B所示，与上述第一实施例相比，通过将多值抖动字符和线图像的行数增加到268，可以提高半色调字符和线图像的解析度和锐度。

图9A示出在使用268行抖动期间，50％半色调字符的打印例子，图9B示出在使用166行(第一实施例)抖动期间，50％半色调字符的打印例子。

图10是示出根据本发明第二实施例的处理的流程图，执行该处理的程序存储在ROM 211中，并且在CPU 210的控制下执行。

首先，在步骤S31，包括在图像数据中的字符/线图像和色调图像被识别。接着，在步骤S32，判断是否包括字符/线图像，如果包括字符/线图像，则处理进行到步骤S33，并且提取包括在图像中的字符和线图像。接下来，在步骤S34中对所提取的字符/线图像执行颜色转换处理，在接下来的步骤S35中执行滤波处理，在步骤S36中执行伽玛转换处理，在步骤S37中执行多值抖动。该多值抖动是使用268行的多值抖动。处理进行到步骤S38，在该步骤中，多值抖动过的字符/线图像的打印数据存储在页存储器中。这样，图像数据中的字符/线图像的多值抖动过的打印数据被存储在页存储器中。

接下来，在步骤S39，判断在图像中是否包括有色调图像。在包括有色调图像的情况下，处理进行到步骤S40，并且从图像数据中提取色调图像。所提取的色调图像进行在上述图4中从步骤S1开始的处理步骤所示的处理。在这种情况下，图4中的步骤S6和图5中的步骤S9中的多值抖动与上述第一实施例中的不同之处在于，执行166行的多值抖动。

这样，第二实施例仅对色调图像的低浓度区域改变激光发射条件，保持了浅色字符图像的解析度和锐度，减少了要判断的像素的数量，从而还能减少处理速度的降低。

通过相对于色调图像的行数来增加字符和线图像中的多值抖动的行数，可以提高半色调字符和线图像的解析度和锐度。

第三实施例

上述第一和第二实施例已经说明了作为改变激光发射条件的方式而改变激光量的情况。然而，在这种情况下，可能需要四倍激光量的最大值，并且用于控制四倍光量的半导体激光器元件比较昂贵，这导致装置的成本增加。因此，第三实施例根据图11所示的流程来改变发光条件。

图11是示出根据本发明第三实施例的处理的流程图，执行该处理来代替当在上述图5中的流程图的步骤S10中的判断为“是”时所执行的步骤S11至S15。根据该第三实施例的打印机的结构与根据上述第一实施例的激光束打印机100的结构相同，因此省略其说明。

这里，在步骤S51，低浓度区域中的像素如在步骤S11的情况那样被分割成2×2像素的区域，在步骤S52，2×2像素区域的像素值被求和。这里，如在上述步骤S12的情况那样，包括有感兴趣的像素数据的四个像素数据{(N，M)，(N+1，M)，(N，M+1)，(N+1，M+1)}的脉宽被求和，并且假设总值为P′(N，M)。接下来，在步骤S53，在2×2像素区域中的像素(N，M)、(N+1，M)、(N，M+1)、以及(N+1，M+1)的图像水平(脉宽)沿主扫描方向被求和，分别被定义为P1(N，M)(第一行)和P2(N，M)(第二行)。接下来，在步骤S54，比较总值P1(N，M)和P2(N，M)，较大的一个被设置为脉宽的基准Pm(N，M)(假设Pm(N，M)＝MAX{P1(N，M)，P2(N，M)}：MAX{A，B}表示A和B中较大的一个)。接下来，在步骤S55，计算在步骤S52中获得的总值P′(N，M)与在步骤S54中获得的基准Pm(N，M)二者的比值R′(R′＝P′(N，M)/Pm(N，M))。在步骤S56，在位置(N，M)处的感兴趣的像素的激光发射量被设置为在步骤S55中计算的比例因子R′。接下来，2×2像素的其余三个像素的像素数据被设置为“0”。然后，处理进行到图5中的步骤S16。

这样，在例如(N，M)＝15、(N+1，M)＝15、(N，M+1)＝15、(N+1，M+1)＝15的情况下，第一行的总值P1(N，M)＝15+15＝30，第二行的总值P2(N，M)＝15+15＝30。而且，由于4个像素的P′(N，M)的总值为P′(N，M)＝15+15+15+15＝60，因此比值R′为R′(N，M)＝60/30＝2。在这种情况下，作为在位置(N，M)处的感兴趣的像素的发光条件，假定脉宽为30，两倍的激光量＝0.68×2＝1.36mW或等效量被发射，在(N+1，M)、(N，M+1)、(N+1，M+1)的发射被停止(脉宽为0)。

此外，当(N，M)＝10、(N+1，M)＝12、(N，M+1)＝0、(N+1，M+1)＝8时，由于第一行的总值P1(N，M)＝10+12＝22，第二行的总值P2(N，M)＝0+8＝8，Pm(N，M)＝22。此时，由于4个像素的总值P′(N，M)为10+12+0+8＝30，因此，R′(N，M)为30/22＝1.3636。因此，作为在位置(N，M)处的感兴趣的像素的发光条件，假定脉宽为22，1.37倍的激光量＝0.68×1.37＝0.932mW或等效量被发射，并且在(N+1，M)、(N，M+1)、(N+1，M+1)处的激光发射被停止(脉宽为0)。

当在上述条件下形成图像时，可以获得第一实施例和第二实施例的情况下基本相同的效果，并且将激光量的增加减少到大约两倍的最大值，从而使用低成本的半导体元件，减少了成本的增加。

而且，在第三实施例中，使用激光驱动电压和脉宽控制两者作为改变发光条件的方式，但是在对电平(脉宽)求和期间对其它图像没有影响，因而还可以只改变脉宽以改变激光发射条件。

而且，在第一至第三实施例中，在2×2像素中只允许基准像素(感兴趣的像素)发光，其余像素位置的激光发射停止，但是本发明并不限于此。例如，在超出了成像装置的激光元件的最大发光强度时，可以发射等于或小于该基准像素的激光量，以便在基准像素以外的像素位置也获得所期望的光浓度。

而且，在第一至第三实施例中，激光发射条件根据曝光量和脉宽之间的比例关系而改变，但显然也可以根据成像装置的激光发射特性和成像特性来改变激光量。

而且，在第一至第三实施例中，还可以根据打印机的操作环境和打印份数来适当地改变激光驱动量和激光驱动脉冲之间的关系。

如上所述，根据该实施例，可以实现高分辨率成像装置，该成像装置能在色调图像中的高亮度区域中实现再现稳定性，并且提高字符和线图像的解析度和比例。

本发明并不限于上述实施例，在本发明的精神和范围内可以对其进行各种变化和修改。因此，为向公众示出本发明的范围，提出如下权利要求。

Claims (20)

1.一种成像装置，包括：

图像承载体；

曝光装置，用于根据多值图像数据发射光以在所述图像承载体上曝光；

判断装置，用于判断在图像信号中连续存在比预定浓度等级小的像素的低浓度区域；以及

曝光控制装置，用于对所述曝光装置对于由所述判断装置判断的低浓度区域中的各像素区域的各像素所发射的光量进行控制；

其中，所述曝光控制装置基于该像素区域中所包括的所有像素的浓度等级，设置感兴趣的像素的浓度等级，增加该感兴趣的像素的发光量，以使其大于预定的等级，并且降低该感兴趣的像素之外的像素的发光量，以使其小于所述预定的等级。

2.根据权利要求1所述的成像装置，其特征在于，该图像信号是多值图像信号，所述曝光控制装置根据对图像信号进行多值抖动而获得的图像数据，对所述曝光装置所发射的光量进行控制。

3.根据权利要求2所述的成像装置，其特征在于，该预定浓度等级和该像素区域是根据该多值抖动中的行数来决定的。

4.根据权利要求1所述的成像装置，其特征在于，所述曝光控制装置包括：

计算装置，用于通过对该像素区域中的所有像素的浓度等级求和来计算总值；以及

确定装置，用于确定该像素区域中的最大像素浓度等级；

所述曝光控制装置根据该总值与该最大像素浓度等级的比值，对所述曝光装置对于该感兴趣的像素所发射的光量进行控制。

5.根据权利要求1所述的成像装置，其特征在于，所述曝光控制装置包括：

用于计算通过对该像素区域中的第一行的所有像素的浓度等级求和而获得的第一总值、通过对该像素区域中的第二行的所有像素的浓度等级求和而获得的第二总值，以及用于求出该两个总值中较大的一个总值的装置；以及

确定装置，用于确定该像素区域中的最大像素浓度等级；

其中，所述曝光控制装置根据该总值与该最大像素浓度等级的比值，来对所述曝光装置对于该感兴趣的像素所发射的光量进行控制。

6.根据权利要求1所述的成像装置，其特征在于，所述曝光控制装置改变光量。

7.根据权利要求1所述的成像装置，其特征在于，所述曝光控制装置改变光的发光时间。

8.根据权利要求1所述的成像装置，其特征在于，还包括用于判断图像信号的属性的属性判断装置，

其中，所述曝光控制装置对针对属性被所述属性判断装置判断为预定属性的图像信号所发射的光量进行控制。

9.根据权利要求8所述的成像装置，其特征在于，所述属性判断装置至少识别包含在该图像信号中的色调图像、字符和线，并且所述曝光控制装置对针对被所述属性判断装置判断为色调图像的图像所发射的光量进行控制。

10.根据权利要求1所述的成像装置，其特征在于，所述曝光控制装置增加所述曝光装置对于该像素区域中的该感兴趣的像素的发光量，并且禁止所述曝光装置对于该像素区域中的该感兴趣的像素以外的其它像素发射光。

11.一种控制成像装置的方法，该成像装置用于在记录介质上形成图像，其包括图像承载体和用于根据多值图像数据发射光以在该图像承载体上曝光的曝光单元，该方法包括：

判断步骤，用于判断在图像信号中连续存在比预定浓度等级小的像素的低浓度区域；以及

曝光控制步骤，用于对所述曝光单元对于在所述判断步骤中判断的低浓度区域中的各像素区域的各像素所发射的光量进行控制，

其中，在所述曝光控制步骤中，基于所述像素区域中所包括的所有像素的浓度等级设置感兴趣的像素的浓度等级，增加对于该感兴趣的像素的发光量，以使其大于预定的等级，并且降低该感兴趣的像素之外的像素的发光量，以使其小于所述预定的等级。

12.根据权利要求11所述的控制成像装置的方法，其特征在于，该图像信号是多值图像信号，在所述曝光控制步骤中，对该曝光单元进行控制，以根据对图像信号进行多值抖动而获得的图像数据来发射光量。

13.根据权利要求12所述的控制成像装置的方法，其特征在于，该预定浓度等级和该像素区域是根据该多值抖动中的行数来决定的。

14.根据权利要求11所述的控制成像装置的方法，其特征在于，所述曝光控制步骤包括：

计算步骤，用于通过对该像素区域中的所有像素的浓度等级求和来计算总值；以及

确定步骤，用于确定该像素区域中的最大像素浓度等级；

在所述曝光控制步骤中，根据该总值与该最大像素浓度等级的比值，对所述曝光单元对于该感兴趣的像素所发射的光量进行控制。

15.根据权利要求11所述的控制成像装置的方法，其特征在于，所述曝光控制步骤包括：

用于计算通过对该像素区域中的第一行的所有像素的浓度等级求和而获得的第一总值、通过对该像素区域中的第二行的所有像素的浓度等级求和而获得第二总值，以及用于求出该两个总值中较大的一个总值的步骤；以及

确定步骤，用于确定该像素区域中的最大像素浓度等级；

在所述曝光控制步骤中，根据该总值与该最大像素浓度等级的比值来控制对该感兴趣的像素发射的光量。

16.根据权利要求11所述的控制成像装置的方法，其特征在于，在所述曝光控制步骤中，改变光量。

17.根据权利要求11所述的控制成像装置的方法，其特征在于，在所述曝光控制步骤中，改变光发光时间。

18.根据权利要求11所述的控制成像装置的方法，其特征在于，还包括用于判断图像信号的属性的属性判断步骤，

其中，在所述曝光控制步骤中，对针对所述属性判断步骤中属性被判断为预定属性的图像信号所发射的光量进行控制。

19.根据权利要求18所述的控制成像装置的方法，其特征在于，在所述属性判断步骤中，至少识别包含在该图像信号中的色调图像、字符和线，并且在所述曝光控制步骤中对所述曝光单元进行控制，以控制对于所述属性判断步骤中判断为色调图像的图像信号的发光量。

20.根据权利要求11所述的控制成像装置的方法，其特征在于，在所述曝光控制步骤中，增加所述曝光单元对于该像素区域中的该感兴趣的像素的发光量，并且禁止所述曝光单元对于该像素区域中的该感兴趣的像素以外的其它像素发射光。

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