CN102629091A - 图像形成装置 - Google Patents

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CN102629091A CN201210021073XA CN201210021073A CN102629091A CN 102629091 A CN102629091 A CN 102629091A CN 201210021073X A CN201210021073X A CN 201210021073XA CN 201210021073 A CN201210021073 A CN 201210021073A CN 102629091 A CN102629091 A CN 102629091A
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Abstract

本发明提供一种能够提高图像对比度的图像形成装置。光源辐射光束。通过向感光体鼓照射光束来形成静电潜像。控制部使用对规定元素配置1以上的数、并且对该规定元素周围的元素配置负数的矩阵，将图像数据的各像素的数据值变换为修正数据值，使所述光源辐射与该修正数据值对应的光量的光束。控制部使光源对修正数据值与规定元素的值相等的像素辐射最大光量的光束，使该光源不对修正数据值与负数的总和相等的像素辐射光束。

Description

图像形成装置
技术领域
本发明涉及图像形成装置，特别涉及向带电的感光体照射光束来形成静电潜像的图像形成装置。
背景技术
作为现有的图像形成装置，例如已知有专利文献1所述的图像形成装置。在专利文献1所述的图像形成装置中，使用强度为1的光束以及比强度为1的光束强的强度为2的光束来形成静电潜像。强度为1的光束用于形成曝光部以外的背景部分。强度为2的光束用于形成曝光部。而且，为了提高对比度，在背景部与曝光部的边界处形成不照射光束的非曝光部。
如上所述，为了提高图像的对比度，提出了各种发明。
专利文献1：日本特开2000-127498号公报
发明内容
于是，本发明的目的在于提供能够提高图像对比度的图像形成装置。
本发明的一个方式的图像形成装置的特征在于，具备：辐射光束的光源；被照射所述光束而形成静电潜像的感光体；和控制单元，其基于各像素的图像数据的数据值以及该各像素的周围像素的图像数据的数据值来确定使所述光源对该各像素辐射的光束的光量，当将所述光源能够辐射出的最大光量设为第1光量、将使该光源对所有像素均为白的图像的像素辐射出的光束的光量设为第2光量、将使该光源对所有像素为黑的图像的像素辐射出的光量设为第3光量时，在与白像素相邻地存在不为白的像素的情况下，所述控制单元使该光源对该白像素辐射光量比该第2光量小的光束，在与黑像素相邻地存在不为黑的像素的情况下，所述控制单元使该光源对该黑像素辐射光量比该第3光量大且在该第1光量以下的光束。
本发明的其他方式的图像形成装置的特征在于，具备：辐射光束的光源；被照射所述光束而形成静电潜像的感光体；和控制单元，其使用对规定元素配置1以上的数、并且对该规定元素的周围元素配置负数的矩阵，来将图像数据的各像素的数据值变换为修正数据值，使所述光源辐射与该修正数据值对应的光量的光束，所述控制单元使所述光源对所述修正数据值与所述规定元素的值相等的像素辐射最大光量的光束，使该光源不对所述修正数据值与所述负数的总和相等的像素辐射光束。
根据本发明，能够提高图像的对比度。
附图说明
图1是本实施方式的图像形成装置10的主要部分的立体图。
图2是表示第1图像的对比度的曲线图。
图3是表示第2图像的对比度的曲线图。
图4是表示第3图像的对比度的曲线图。
图5是表示第4图像的对比度的曲线图。
图6是表示第5图像的对比度的曲线图。
图7是表示第6图像的对比度的曲线图。
图8是表示第7图像的对比度的曲线图。
图9是表示第8图像的对比度的曲线图。
附图标记说明
10...图像形成装置；12...光源；14...准直透镜；16...柱面透镜；18...偏向器；20、22、24、26...扫描透镜；28...折叠式反射镜；30...感光体鼓；32...控制部
具体实施方式
下面对本发明的实施方式的图像形成装置进行说明。
(图像形成装置的构成)
图1是本实施方式的图像形成装置10的主要部分的立体图。
图像形成装置10具备光源12、准直透镜14、柱面透镜16、偏向器18、扫描透镜20、22、24、26以及折叠式反射镜28、感光体鼓30以及控制部32。
光源12辐射光束B。准直透镜14将光源12辐射出的光束B分别整形为大致平行的光。柱面透镜16会聚光束B，以使其在偏向器18的反射面成为线状。
偏向器18由多面镜以及使多面镜旋转的电机(未图示)构成，使光束B偏向。扫描透镜20、22、24、26使偏向器18扫描后的光束B在感光体鼓30的周面上成像。折叠式反射镜28将透过扫描透镜26的光束B向感光体鼓30侧反射。
感光体鼓30呈圆筒形状，被未图示的带电器带电。而且，光束B在主扫描方向重复地对感光体鼓30的周面进行扫描(照射)，由此在感光体鼓30的周面上形成静电潜像。
控制部32控制图像形成装置1的整体，特别控制光源12辐射的光束B的光量。
(光源的控制)
下面，参照附图对控制部32进行的光源12的控制进行说明。表1是表示控制部32在图像数据的变换中使用的滤光器的表。
[表1]
  0   0   -0.05   0   0
  0   -0.15   -0.1   -0.15   0
  -0.05   -0.1   2.2   -0.1   -0.05
  0   -0.15   -0.1   -0.15   0
  0   0   -0.05   0   0
控制部32基于各像素的图像数据的数据值以及该各像素的周围像素的图像数据的数据值来确定使光源12对该各像素辐射的光束的光量。更详细地，控制部32使用对规定元素配置1以上的数、并且对该规定元素的周围元素配置负数的矩阵(表1的滤光器)，将图像数据的各像素的数据值变换为修正图像数据的修正数据值。表1的滤光器是5行5列的滤光器。在表1的滤光器中，规定元素是位于(3，3)的元素(即，滤光器中心的元素)。而且，在表1的滤光器中，将负数(-0.05、-0.1、-0.15)配置给位于(3，3)元素的周围元素。元素的值随着远离规定元素而变小。另外，滤光器内的所有元素的合计为1。因此，图像数据中的光量的总和与修正面像数据中的光量的总和相同。下面，举出具体例对将图像数据变换为修正图像数据的处理进行说明。此外，在本实施方式中，位于(a，b)的元素是指从上第a行、从左第b列的元素。
表2是表示图像数据的一例的表。此外，在表2的图像数据中，各像素的数据值是0或者1。0表示像素为白，1表示像素为黑。此外，将数据值设为0或者1是为了简化说明。实际的图像数据的各像素的数据值是与灰度值对应的数，例如是0～255的数。表3是表示被控制部32修正后的修正图像数据的一例的图。
[表2]
  0   0   0   0   0   0   0   0   0   0
  0   0   0   0   0   0   0   0   0   0
  0   0   0   0   0   0   0   0   0   0
  0   0   0   1   1   1   1   0   0   0
  0   0   0   1   1   1   1   0   0   0
  0   0   0   1   1   1   1   0   0   0
  0   0   0   1   1   1   1   0   0   0
  0   0   0   0   0   0   0   0   0   0
  0   0   0   0   0   0   0   0   0   0
  0   0   0   0   0   0   0   0   0   0
[表3]
  0   0   0   0   0   0   0   0   0   0
  0   0   0   -0.05   -0.05   -0.05   -0.05   0   0   0
  0   0   -0.15   -0.3   -0.45   -0.45   -0.3   -0.15   0   0
  0   -0.05   -0.3   1.75   1.5   1.5   1.75   -0.3   -0.05   0
  0   -0.05   -0.45   1.5   1.1   1.1   1.5   -0.45   -0.05   0
  0   -0.05   -0.45   1.5   1.1   1.1   1.5   -0.45   -0.05   0
  0   -0.05   -0.3   1.75   1.5   1.5   1.75   -0.3   -0.05   0
  0   0   -0.15   -0.3   -0.45   -0.45   -0.3   -0.15   0   0
  0   0   0   -0.05   -0.05   -0.05   -0.05   0   0   0
  0   0   0   0   0   s   0   0   0   0
控制部32对规定的像素的数据值乘以规定元素，并且对该规定的像素的周围的各像素的数据值乘以规定元素的周围的各元素，将得到的值的总和作为规定像素的修正数据值。以表2的图像数据的位于(5，4)的像素的修正数据值的计算方法为例进行说明。
位于图像数据的(5，4)的像素的数据值以及其周围像素的数据值如表4所示。
[表4]
  0   0   0   0   0
  0   0   1   1   1
  0   0   1   1   1
  0   0   1   1   1
  0   0   1   1   1
然后，控制部32对位于(5，4)的像素的数据值乘以(3，3)元素(规定元素)。进而，控制部32如表5所示，对位于(5，4)像素的周围的各像素的数据值乘以(3，3)的元素的周围元素。
[表5]
  0×0   0×0   0×-0.05   0×0   0×0
  0×0   0×-0.15   1×-0.1   1×-0.15   1×0
  0×-0.05   0×-0.1   1×2.2   1×-0.1   1×0.05
  0×0   0×-0.15   1×-0.1   1×-0.15   1×0
  0×0   0×0   1×-0.05   1×0   1×0
接下来，控制部32求出表5所示的值的总和作为修正数据值。由此，控制部32将位于(5，4)像素的修正数据值计算为1.5。控制部32对所有像素的像素数据进行同样的演算。由此，控制部32得到表3所示的修正图像数据。此外，在图像数据的端部，不存在用于乘以元素的像素。该情况下，将数据值作为0进行演算。
得到了修正图像数据的控制部32使光源12对与该修正数据值对应的像素辐射与修正数据值对应的光量的光束。但是，如表3所示，在修正像素数据中存在负值。因此，控制部32不能直接使用修正数据值来控制使光源12辐射的光束B的光量。于是，进行以下说明的演算。
首先，对光源12辐射的光束B的光量的控制方法进行说明。控制部32通过使光束B扫描1个像素的期间光源12发光的时间(以下，称为发光时间)的长度发生变化来控制使光源12辐射的光束B的光量。具体而言，将光束B扫描1个像素所需的时间定义为t1。光源12能够向1个像素辐射的光束B的最大的光量(以下，简称为“最大光量”)相当于发光时间为t1时的光束B的光量。另一方面，光源12能够向1个像素辐射的光束B的最小光量(即，光量为0)相当于发光时间为0时的光束B的光量。而且，发光时间与光量成比例关系。
这里，修正像素数据在使用表1所示的滤光器的情况下，如以下说明那样，可以取-1.2以上2.2以下的值。表6是仅中央1个像素的数据值为1，而其他像素的数据值为0的图像数据。表7是仅中央的1个像素的数据值为0，而其他像素的数据值为1的图像数据。在表6的图像数据中，在白图像的中央仅设有1个黑像素。在表7的图像数据中，在黑图像的中央仅设有1个白像素。
[表6]
  0   0   0   0   0
  0   0   0   0   0
  0   0   1   0   0
  0   0   0   0   0
  0   0   0   0   0
[表7]
  1   1   1   1   1
  1   1   1   1   1
  1   1   0   1   1
  1   1   1   1   1
  1   1   1   1   1
在表6的图像数据中，位于(3，3)像素的数据值与(3，3)的元素相等，为最大的2.2。另一方面，在表7的图像数据中，位于(3，3)像素的数据值与(3，3)以外的元素的总和(即，负数的元素的总和)相等，为最小的-1.2。
如上所述，在使用表1的滤光器的情况下，修正像素数据可以取-1.2以上2.2以下的值。于是，控制部32不使光源12向修正图像数据与-1.2相等的像素辐射光束B。即，控制部32将发光时间设为0。另一方面，控制部32使光源12向修正图像数据与2.2相等的像素辐射最大光量的光束B。即，控制部32将发光时间设为t1。
而且，控制部32按照光量随着修正数据值变大而变大的方式使光源12辐射光束B。即，控制部32在修正数据值为x的情况下，将发光时间设为t1×(x+1.2)/(2.2+1.2)。
然而，在本实施方式的图像形成装置10中，在所有像素的数据值均为1的情况下(在数据值为0或者1这2个值的情况下，为固态像的情况)，修正数据值取1。在该情况下，发光时间取t1×(1+1.2)/(2.2+1.2)。这样，在图像形成装置10中，在图像数据为固态图像的情况下，光束B的光量不为最大。这是因为在与黑像素相邻地存在不为黑的像素(在数据值为0或者1这2个值的情况下，白像素)的情况下，需要加强黑像素与白像素的对比度，需要加强黑像素。于是，控制部32在与黑像素相邻地存在不为黑的像素(在数据值为0或者1这2个值的情况下，白像素)的情况下，使光源12对该黑像素辐射比使光源12对所有像素为黑图像的像素辐射的光量大且在最大的光量以下的光束B。
另外，在本实施方式的图像形成装置10中，在所有像素的数据值均为0的情况下(在数据值为0或者1这2个值的情况下，为白图像的情况)，修正数据值取0。在该情况下，发光时间取t1×(0+1.2)/(2.2+1.2)。这样，在图像形成装置10中，在图像数据为白图像的情况下，光束B的光量不取0。这时因为在与白像素相邻地存在不为白像素(在数据值为0或者1这2个值的情况下，黑像素)的情况下，需要加强白像素与黑像素的对比度，需要加强白像素。于是，控制部32在与白像素相邻地存在不为白的像素(在数据值为0或者1这2个值的情况下，黑像素)的情况下，使光源12对该白像素辐射光量比使光源12对所有像素为白图像的像素辐射的光量小的光束B。由此，在图像数据为黑白混合存在的图像的情况下，光源12对各像素辐射的光束B的光量的最小值为在图像数据的所有像素均为白图像的情况下光源12对各像素辐射的光束B的光量以下。
(效果)
在如上构成的图像形成装置10中，能够提高图像的对比度。更详细地，在图像形成装置10中，控制部32使用表1所示的滤光器将图像数据变换为修正图像数据。表1所示的滤光器，是对(3，3)的元素配置1以上的数，并且对(3，3)的元素的周围元素配置负数的滤光器。由此，与黑像素相邻的白像素比所有像素均为白图像的像素白。此外，与白像素相邻的黑像素比所有像素均为黑图像的像素黑。其结果，提高了相互相邻的白像素与黑像素之间的对比度。
另外，在通过表1所示的滤光器制作修正图像数据的情况下，会产生负的修正数据值。于是，在图像形成装置10中，控制部32对修正图像数据与滤光器的负数的总和(在本实施方式中为-1.2)相等的像素，不使光源12辐射光束B。另一方面，控制部32使光源12对修正图像数据与规定元素(在本实施方式中，为(3，3)的元素2.2)相等的像素辐射最大的光量的光束B。而且，控制部32按照光量随修正数据值变大而变大的方式使光源12辐射光束B。由此，修正数据值为负也可以进行光束B的辐射。
此外，在图像形成装置10中使用的滤光器不限于表1所示的滤光器。表8是变形例的滤光器。表1的滤光器为5行5列，与此相对，表8的滤光器为3行3列。在使用了表8的滤光器的图像形成装置10中也能够提高对比度。
[表8]
  0   -0.15   0
  -0.15   1.6   -0.15
  0   -0.15   0
(实验结果)
本申请发明人为了进一步明确图像形成装置10起到的效果，进行了如下说明的实验。具体而言，让使用了表1的滤光器(以下，为第1滤光器)的图像形成装置10、使用了表8的滤光器(以下，为第2滤光器)的图像形成装置10以及未使用第1滤光器也未使用第2滤光器的图像形成装置(以下，为现有的图像形成装置)形成以下说明的第1图像至第8图像，测量出对比度。
第1图像：在白之中仅存在1个黑像素的图像
第2图像：在黑之中仅存在1个白像素的图像
第3图像：在白之中描绘了具有1个像素的宽度的黑纵线的图像
第4图像：在黑之中描绘了具有1个像素的宽度的白纵线的图像
第5图像：在白之中描绘了具有1个像素的宽度的黑横线的图像
第6图像：在黑之中描绘了具有1个像素的宽度的白横线的图像
第7图像：在白之中描绘了具有1个像素的宽度的倾斜了45度的黑斜线的图像
第8图像：在黑之中描绘了具有1个像素的宽度的倾斜了45度的白斜线的图像
图2至图9分别是表示第1图像至第8图像的对比度的曲线图。纵轴表示曝光量，横轴表示感光体鼓30上的位置。此外，曝光量为相对值。另外，图像密度为600dpi。
根据图2可知仅1个像素的宽度被曝光。而且可知使用了第1滤光器的图像形成装置10以及使用了第2滤光器的图像形成装置10高于现有的图像形成装置在0mm附近的区域的曝光量，对比度得到了改善。
另外，在使用了第1滤光器的图像形成装置10中，在±0.1mm附近的区域中的曝光量与低于比0.1mm大的区域以及比0.1mm小的区域中的曝光量。因此，在利用使用了第1滤光器的图像形成装置10形成第1图像的情况下，尽管与显影系统的构成有关系，但有可能在±0.1mm附近的区域发生载体(carrier)附着等副作用。
另一方面，在使用了第2滤光器的图像形成装置10中，在±0.1mm附近的区域中的曝光量不低于比0.1mm大的区域以及比-0.1mm小的区域中的曝光量。因此，在利用使用了第2滤光器的图像形成装置10形成第1图像的情况下，与利用使用了第1滤光器的图像形成装置10形成第1图像的情况相比，在±0.1mm附近的区域中发生副作用的可能性低。
另外，根据图3可知：使用了第1滤光器的图像形成装置10以及使用了第2滤光器的图像形成装置10相比于现有的图像形成装置，第2图像中对比度得到了改善。
另外，在图4中，横轴是指主扫描方向上的位置。而且，虽未图示，但在黑纵线上的所有点均得到了图4所示的结果。即，可知：使用了第1滤光器的图像形成装置10以及使用了第2滤光器的图像形成装置10与现有的图像形成装置相比，第3图像中对比度得到了改善。
另外，在图5中，横轴是指主扫描方向上的位置。而且，虽未图示，但在白纵线上的所有点均得到了图5所示的结果。即，可知：使用了第1滤光器的图像形成装置10以及使用了第2滤光器的图像形成装置10与现有的图像形成装置相比，第4图像中对比度得到了改善。
另外，在图6中，横轴是指副扫描方向上的位置。而且，虽未图示，但在黑横线上的所有点均得到了图6所示的结果。即，可知：使用了第1滤光器的图像形成装置10以及使用了第2滤光器的图像形成装置10与现有的图像形成装置相比，第5图像中对比度得到了改善。
另外，在图7中，横轴是指副扫描方向上的位置。而且，虽未图示，但在白纵线上的所有点均得到了图7所示的结果。即，可知：使用了第1滤光器的图像形成装置10以及使用了第2滤光器的图像形成装置10与现有的图像形成装置相比，第6图像中对比度得到了改善。
另外，在图8中，横轴是指与斜线正交的方向上的位置。而且，虽未图示，但在黑斜线上的所有点均得到了图8所示的结果。即，可知：使用了第1滤光器的图像形成装置10以及使用了第2滤光器的图像形成装置10与现有的图像形成装置相比，第7图像中对比度得到了改善。
但是，如以下说明那样，第7图像与第3图像相比对比度低。这是因为这里所说的斜线，是向主扫描方向错开1像素点的宽度而描画出的，处于与线垂直的方向的幅度相当于1/√2倍的状态。
另外，在图9中，横轴是指与斜线正交的方向上的位置。而且，虽未图示，但在白斜线上的所有点均得到了图9所示的结果。即，可知：使用了第1滤光器的图像形成装置10以及使用了第2滤光器的图像形成装置10与现有的图像形成装置相比，第8图像中对比度得到了改善。
但是，如以下说明那样，第8图像与第4图像相比对比度低。这是因为这里所说的斜线，是向主扫描方向错开1像素点的宽度而描画出的，处于与线垂直的方向的幅度相当于1/√2倍的状态。
产业上的可利用性
本发明有益于图像形成装置，尤其在能够提高图像的对比度方面优良。

Claims (8)

1.一种图像形成装置，其特征在于，具备：
辐射光束的光源；
被照射所述光束而形成静电潜像的感光体；和
控制单元，其基于各像素的图像数据的数据值以及该各像素的周围像素的图像数据的数据值来确定使所述光源对该各像素辐射的光束的光量，
当将所述光源能够辐射出的最大光量设为第1光量、将使该光源对所有像素均为白的图像的像素辐射出的光束的光量设为第2光量、将使该光源对所有像素均为黑的图像的像素辐射出的光量设为第3光量时，在与白像素相邻地存在不为白的像素的情况下，所述控制单元使该光源对该白像素辐射光量比该第2光量小的光束，在与黑像素相邻地存在不为黑的像素的情况下，所述控制单元使该光源对该黑像素辐射光量比该第3光量大且在该第1光量以下的光束。
2.根据权利要求1所述的图像形成装置，其特征在于，
所述控制单元通过使该光源发光的时间长度发生变化来控制使所述光源辐射出的光束的光量。
3.根据权利要求1或2所述的图像形成装置，其特征在于，
当所述图像数据为黑白混合存在的图像的数据时所述光源对各像素辐射的光束的光量的最小值，在当所述图像数据为所有像素为白的图像的数据时该光源对各像素辐射的光束的光量以上。
4.一种图像形成装置，其特征在于，具备：
辐射光束的光源；
被照射所述光束而形成静电潜像的感光体；和
控制单元，其使用对规定元素配置1以上的数、并且对该规定元素的周围元素配置负数的矩阵，来将图像数据的各像素的数据值变换为修正数据值，使所述光源辐射与该修正数据值对应的光量的光束，
所述控制单元使所述光源对所述修正数据值与所述规定元素的值相等的像素辐射最大光量的光束，使该光源不对所述修正数据值与所述负数的总和相等的像素辐射光束。
5.根据权利要求4所述的图像形成装置，其特征在于，
所述控制单元对规定的像素的数据值乘以所述规定元素，并且对该规定的像素的周围的各像素的数据值乘以该规定元素的周围的各元素，将得到的值的总和作为该规定的像素的所述修正数据值。
6.根据权利要求4或5所述的图像形成装置，其特征在于，
所述控制单元按照光量随着所述修正数据值变大而变大的方式使所述光源辐射光束。
7.根据权利要求4～6中的任意一项所述的图像形成装置，其特征在于，
所述控制单元通过使该光源发光的时间长度发生变化来控制使所述光源辐射出的光束的光量。
8.根据权利要求4～7中的任意一项所述的图像形成装置，其特征在于，
所述矩阵的所有元素的合计为1。
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