JP2013230573A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】画像の筋を目立たなくする。
【解決手段】ＬＥＤアレイチップＣＨを主走査方向に並べて配置したＬＥＤアレイ４１と、感光体ドラム５３と、画像形成部３０と、前記画像の階調を表すディザパターンＺを使用する場合に、前記各ＬＥＤアレイチップＣＨの端部に位置する発光素子Ｐの光量を補正する発光制御部１１０とを備え、前記発光制御部１１０は、前記ディザパターンＺを構成する画素のうち、前記ＬＥＤアレイチップＣＨの端部に対応する画素の濃度が周辺画素の濃度に近づくように、前記各ＬＥＤアレイチップＣＨの端部に位置する２つの発光素子間の素子間距離Ｄｘと、前記画像の階調を表すディザパターンＺ間に存在する空白部Ｎの前記素子間距離Ｄｘの変化に対する面積変動比Ｓｒとに応じて、端部に位置する前記発光素子の光量を補正する。
【選択図】図６

Description

本発明は、画像の筋を目立たなくする技術に関する。

下記特許文献１には、ＬＥＤチップ間の距離に応じて、境界部における発光素子の光量を補正することで、白筋を目立たなくさせる技術が開示されている。下記特許文献２には、画像の階調を、斜め線の繰り返しパターンからなるディザパターンにより表すようにした技術が提案されている。

特開２００１−０８０１１１公報 特開２００４−３６４０８４公報

ディザパターンを用いて画像を形成する際、ディザパターン間に存在する空白部の面積変動比、詳しくは素子間距離の変化に対する面積変動比に着目して、チップ端に位置する発光素子の光量を補正することで、チップ端に対応する箇所の画素の濃度を、周辺部の画素の濃度に近づけることが出来、画像の筋を更に目立たなく出来る可能性があった。
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、画像の筋を目立たなくすることを目的とする。

本明細書によって開示される画像形成装置は、複数の発光素子を有する発光チップを主走査方向に並べて配置した発光アレイと、前記発光アレイにより露光される感光体と、
前記感光体に形成される静電潜像を用いて被記録媒体に画像を形成する画像形成部と、前記画像の階調を表すディザパターンを使用する場合に、前記各発光チップの端部に位置する前記発光素子の光量を補正する光量補正部とを備え、前記光量補正部は、前記ディザパターンを構成する画素のうち、前記発光チップの端部に対応する画素の濃度が周辺画素の濃度に近づくように、端部に位置する前記発光素子の光量を、前記各発光チップの端部に位置する２つの発光素子間の素子間距離と、前記画像の階調を表すディザパターン間に存在する空白部の前記素子間距離の変化に対する面積変動比とに応じて補正する。

ディザパターンを構成する画素のうち、発光チップの端部に対応する画素の濃度誤差は、素子間距離に加え、空白部の面積変動比に関係している。このものでは、素子間距離に加え、空白部の面積変動比を考慮して光量を補正するので、空白部の面積変動比を考慮しない場合に比べて、発光チップの端部に対応する画素の濃度を、周辺画素の濃度に近づけることが可能である。そのため、画像の筋を目立たなくすることができ、画品質が高まる。

上記画像形成装置では、以下の構成にすることが好ましい。
・前記光量補正部は、前記素子間距離が基準ピッチよりも大きい場合、前記空白部の前記面積変動比が大きい前記ディザパターンを用いるときの前記光量を、前記空白部の前記面積変動比が小さい前記ディザパターンを用いるときの前記光量より大きくする補正を行う。空白部の面積変動比が大きい場合は、小さい場合に比べて、発光チップの端部に対応する画素の濃度誤差（周辺画素に対する濃度誤差）が大きくなる傾向になる。そのため、空白部の面積変動比が大きい場合に、光量を大きく補正した方が、濃度誤差を小さくできる。一方、空白部の面積変動比が小さい場合は、発光チップの端部に対応する画素の濃度誤差が小さくなる傾向になるので、光量を小さく補正した方が、濃度誤差を小さくすることが出来る。

・前記空白部の前記面積変動比の大小を、隣接する２つのディザパターンの線間距離又は主走査方向の直線距離に基づいて決定する。空白部の面積変動比を比較的簡単に決定することが出来る。

・前記光量補正部は、前記素子間距離が基準ピッチよりも大きい場合において、前記被記録媒体に対する前記現像剤の飛散量が設計基準値より大きい場合、前記光量の補正値をプラスし、前記現像剤の飛散量が設計基準値より小さい場合、前記光量の補正値をマイナスする。現像剤の飛散量を考慮して光量を補正するので、飛散量を考慮しない場合に比べて、発光チップの端部に対応する画素の濃度誤差（周辺画素に対する濃度誤差）を小さくすることが出来る。そのため、画像の筋を目立たなくすることができ、画品質が一層、高まる。

・前記光量補正部は、前記発光素子から出射した光の、前記感光ドラムに対する焦点のずれ量が大きいほど、前記現像剤の飛散量が大きくなり、前記焦点のずれ量が小さいほど、前記現像剤の飛散量が小さくなるとして、前記光量を補正する。

本発明によれば、画像の筋を目立たなくすることが可能となる。

実施形態１に係るカラープリンタの要部側断面図 ＬＥＤユニットおよびプロセスカートリッジの拡大図 ＬＥＤユニットを露光面側から見た図 発光制御部及び制御装置のブロック図 ディザパターンを示す図（白筋が発生した状態と、光量補正により白筋が消滅した状態を示す） ディザパターンの拡大図（線間距離小の場合を示す） ディザパターンの拡大図（線間距離大の場合を示す） ディザパターンの拡大図（角度小の場合を示す） ディザパターンの拡大図（角度大の場合を示す） 実施形態３において、トナーの飛散量とディザパターンの線間距離との関係を示す図 焦点位置の誤差の大きさと集光スポットの大きさの関係を示す図

＜実施形態１＞
実施形態１について図１から図９を参照しつつ説明する。
１．カラープリンタの全体構成
図１に示すように、電子写真方式のカラープリンタ１は、本体筐体１０内に、用紙（本発明の「被記録媒体」の一例）Ｓを供給する給紙部２０と、給紙された用紙Ｓに画像を形成する画像形成部３０と、画像が形成された用紙Ｓを排出する排紙部９０と、これらの各部の動作を制御する制御装置１００とを備えている。尚、以下の説明において、方向は、カラープリンタ使用時のユーザを基準にした方向で説明する。すなわち、図１において、紙面に向かって左側を「前側」、紙面に向かって右側を「後側」とする。また、用紙Ｓの搬送方向に直交する方向を主走査方向（図１の紙面直交方向、プリンタの左右方向）とし、主走査方向に直交する方向、すなわち用紙Ｓの搬送方向を副走査方向（図１の左右方向、プリンタの前後方向）とする。

本体筐体１０の上部には本体筐体１０に対し相対的に開閉自在なアッパーカバー１２が、後側に設けられたヒンジ１２Ａを支点として上下に回動自在に設けられている。アッパーカバー１２の上面は、本体筐体１０から排出された用紙Ｓを蓄積する排紙トレイ１３となっており、下方には露光装置であるＬＥＤユニット４０が設けられている。

また、本体筐体１０内には、各プロセスカートリッジ５０を着脱自在に収容するカートリッジドロア１５が設けられている。カートリッジドロア１５は、左右に一対設けられた金属製のサイドプレート１５Ａ（片側のみ図示）と、一対のサイドプレート１５Ａを連結するクロスメンバー１５Ｂが前後に一対設けられている。サイドプレート１５Ａは、ＬＥＤユニット４０が有する露光ヘッドとしてのＬＥＤアレイ４１の左右方向の両側に配置され、感光体ドラム５３を直接的または間接的に支持し、位置決めする部材である。ＬＥＤアレイ４１の発光は、制御装置１００及び発光制御部１１０により制御される。尚、ＬＥＤアレイ４１が本発明の発光アレイの一例である。

給紙部２０は、本体筐体１０内の下部に設けられ、本体筐体１０に着脱自在に装着される給紙トレイ２１と、給紙トレイ２１から用紙Ｓを画像形成部３０へ搬送する用紙供給機構２２を主に備えている。用紙供給機構２２は、給紙トレイ２１の前側に設けられ、給紙ローラ２３、分離ローラ２４を主に備えている。

このように構成される給紙部２０では、給紙トレイ２１内の用紙Ｓが、一枚ずつ分離されて上方へ送られ、搬送経路２８を通って後ろ向きに方向転換され、画像形成部３０に供給される。

画像形成部３０は４つのＬＥＤユニット４０と、４つのプロセスカートリッジ５０と、転写ユニット７０と、定着ユニット８０とを備える。４つのＬＥＤユニット４０、４つのプロセスカートリッジ５０はブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの４色に対応する。

プロセスカートリッジ５０は、アッパーカバー１２と給紙部２０との間で前後方向に並んで配置され、図２に示すように、ドラムユニット５１と、ドラムユニット５１に対して着脱自在に装着される現像ユニット６１とを備えている。サイドプレート１５Ａは、プロセスカートリッジ５０を支持しており、プロセスカートリッジ５０は、感光体ドラム５３を支持している。尚、各プロセスカートリッジ５０は、現像ユニット６１のトナー収容室６６に収容されるトナーの色が相違するのみであり、構成は同一である。

ドラムユニット５１は、ドラムフレーム５２と、ドラムフレーム５２に回転可能に支持される感光体の一例としての感光体ドラム５３と、スコロトロン型帯電器５４とを主に備えている。

現像ユニット６１は、現像フレーム６２と、現像フレーム６２に回転可能に支持される現像ローラ６３および供給ローラ６４とを備え、トナーを収容するトナー収容室６６を有している。プロセスカートリッジ５０は、現像ユニット６１がドラムユニット５１に装着され、これにより、現像フレーム６２とドラムフレーム５２との間に上方から感光体ドラム５３を臨める露光穴５５が形成される。この露光穴５５には下端にＬＥＤアレイ４１を保持したＬＥＤユニット４０が挿入される。ＬＥＤアレイ４１の詳細については後述する。

転写ユニット７０は、図１に示すように、給紙部２０と各プロセスカートリッジ５０との間に設けられ、駆動ローラ７１、従動ローラ７２、搬送ベルト７３および転写ローラ７４を主に備えている。

駆動ローラ７１および従動ローラ７２は、前後方向に離間して平行に配置され、その間に搬送ベルト７３が張設されている。搬送ベルト７３は、その外側の面が各感光体ドラム５３に接している。また、搬送ベルト７３の内側には、各感光体ドラム５３との間で搬送ベルト７３を挟持する転写ローラ７４が、各感光体ドラム５３に対向して４つ配置されている。この転写ローラ７４には、転写時に定電流制御によって転写バイアスが印加される。

定着ユニット８０は、各プロセスカートリッジ５０および転写ユニット７０の奥側に配置され、加熱ローラ８１と、加熱ローラ８１と対向配置され加熱ローラ８１を押圧する加圧ローラ８２とを備えている。

このように構成される画像形成部３０では、まず、各感光体ドラム５３の表面（感光面５３Ａ）が、スコロトロン型帯電器５４により一様に帯電された後、各ＬＥＤアレイ４１から照射されるＬＥＤ光により露光される。これにより、露光された部分の電位が下がって、各感光体ドラム５３上に画像データに基づく静電潜像が形成される（帯電プロセス、露光プロセス）。

また、トナー収容室６６内のトナーが、供給ローラ６４の回転により現像ローラ６３に供給され担持される。現像ローラ６３上に担持されたトナーは、現像ローラ６３が感光体ドラム５３に対向して接触するときに、感光体ドラム５３上に形成された静電潜像に供給される。これにより、感光体ドラム５３上でトナーが選択的に担持されて静電潜像が可視像化され、反転現像によりトナー像が形成される（現像プロセス）。

次に、搬送ベルト７３上に供給された用紙Ｓが各感光体ドラム５３と搬送ベルト７３の内側に配置される各転写ローラ７４との間を通過することで、各感光体ドラム５３上に形成されたトナー像が用紙Ｓ上に転写される（転写プロセス）。そして、用紙Ｓが加熱ローラ８１と加圧ローラ８２との間を通過することで、用紙Ｓ上に転写されたトナー像が熱定着される（定着プロセス）。

排紙部９０は、定着ユニット８０の出口から上方に向かって延び、手前側に反転するように形成された排紙側搬送経路９１と、用紙Ｓを搬送する複数対の搬送ローラ９２を主に備えている。トナー像が転写され、熱定着された用紙Ｓは、搬送ローラ９２によって排紙側搬送経路９１を搬送され、本体筐体１０の外部に排出されて排紙トレイ１３に蓄積される。

２．ＬＥＤアレイの構成
ＬＥＤアレイ４１は、印字データに基づいて感光体ドラム５３を露光する機能を果たすものであり、用紙の送り方向（図３の上下方向）に直交する主走査方向（図３の左右方向）に複数の発光素子Ｐを配置した構成となっている。

ＬＥＤアレイ４１は、複数のＬＥＤアレイチップ（本発明の「発光チップ」の一例）ＣＨから分割構成されている。各ＬＥＤアレイチップＣＨは半導体プロセスにより、半導体基板上に発光素子Ｐたる発光ダイオードを一列状に複数形成（一例として２５６個形成）したものであり、この実施形態では、回路基板ＣＢ上に２０個のＬＥＤアレイチップＣＨを副走査方向に位置をずらして千鳥状に配置している。このように、ＬＥＤアレイチップＣＨを千鳥配置しつつ各チップ端を主走査方向に重ねることで、チップ同士の継目における発光素子間の距離Ｄｘを基準ピッチＤｐに一致させている。尚、図３はＬＥＤアレイ４１の模式図であり、各ＬＥＤアレイチップＣＨに形成された発光素子Ｐの個数を実際より少なく示してある。

また、各ＬＥＤアレイ４１には不揮発性の記憶手段としてＥＥＰＲＯＭ４３が設けられている。このＥＥＰＲＯＭ４３には、ＬＥＤアレイ４１の光量制御に必要なデータ、例えば、各ＬＥＤアレイチップＣＨの継目における発光素子Ｐａ、Ｐｂ間の素子間距離Ｄｘのデータや、素子間距離Ｄｘの基準ピッチＤｐのデータなどが記憶されている。

３．制御装置１００と発光制御部１１０の説明
制御装置１００はカラープリンタ１の全体を制御するものであり、ＣＰＵなどから構成される演算制御部１００Ａと、ＲＯＭ１００Ｂと、ＲＡＭ１００Ｃとを含む構成となっている。発光制御部（本発明の「光量補正部」の一例）１１０は、制御装置１００と共に、ＬＥＤアレイ４１の各発光素子Ｐを発光制御するものである。発光制御部１１０は、図４に示すようにＡＳＩＣ１２０を備える構成となっている。発光制御部１１０には、４組のＬＥＤアレイ４１が共通接続されており、発光制御部１１０のＡＳＩＣ１２０が４組のＬＥＤアレイ４１を一括して発光制御する構成となっている。

４．ＬＥＤアレイ４１の発光制御
ＬＥＤアレイ上の各発光素子Ｐは主走査方向において一定の基準ピッチＤｐ、具体的には、画像の解像度が６００ｄｐｉである場合は、４２μｍのピッチで並んでいる。そして、各ＬＥＤアレイチップＣＨの継目についても、発光素子間の素子間距離Ｄｘが基準ピッチＤｐになるように、ＬＥＤアレイチップＣＨを配置している。

しかし、回路基板ＣＢ上に各ＬＥＤアレイチップＣＨをマウントする際に搭載位置が正規位置からずれることがあり、ＬＥＤアレイチップ同士の継目では、発光素子間の素子間距離Ｄｘが基準ピッチＤｐに対して増減する場合がある。このように、発光素子間の素子間距離Ｄｘが基準ピッチＤｐに対して増減すると、図５に示すように、主走査方向に対して傾斜した斜線の繰り返しであるディザパターンＺを使用して画像を印字したときに、画像に筋が発生し易くなる（図５中の枠内）。すなわち、発光素子Ｐａ、Ｐｂ間の素子間距離Ｄｘが基準ピッチＤｐより大きい場合、継目部分では光の密度が下がる。そのため、ディザパターンＺを構成する画素のうち、ＬＥＤアレイチップＣＨの継目に対応する画素では、露光が薄くなってトナーが載り難くなる。そのため、ＬＥＤアレイチップＣＨの継目に対応する画素（一例として、図５に示す画素Ｇ１）では、周辺画素（一例として、図５に示す画素Ｇ２）に対して濃度が下がる。よって、白筋が発生し易くなる。

尚、ディザパターンＺとは、主走査方向に対して傾斜する斜め線の繰り返しパターンであり、画像に階調をつける時に使用されるものである。このプリンタ１では、４色のトナーに対応して４パターン、すなわち、主走査方向に対する傾斜角度θが異なる４種のディザパターンＺ１〜Ｚ４が設けられている。尚、色ごとにディザパターンＺを変えているのは、ディザパターンＺ同士が重ならないようにするためである。

上記のように、発光素子Ｐａ、Ｐｂ間の素子間距離Ｄｘが基準ピッチＤｐより大きい場合、その部分だけ光量が低くなって白筋が発生し易くなる。そこで、本実施形態では、各ＬＥＤアレイチップＣＨの継目における、発光素子Ｐａ、Ｐｂ間の素子間距離Ｄｘが基準ピッチＤｐより大きい場合、継目に位置する発光素子Ｐの発光時間Ｔを、発光制御部１１０にて調整して光量の不足を補うことにより、白筋の発生を抑えるようにしている。

以下、発光制御部１１０による発光時間Ｔの補正方法について具体的に説明する。
＜素子間距離Ｄｘが基準ピッチＤｐより大きい場合＞

発光時間Ｔの補正には、ディザパターン間に存在する空白部Ｎの面積Ｓｘが関係しているので、空白部Ｎをまず説明する。空白部「Ｎ」とは、ディザパターン間のスペースで印字されない非印字領域のことである。別の言い方をすれば、ディザパターンＺを構成するドットＵ間のスペースである。

尚、図６、図７、図８に示すように、ディザパターンＺを形成するドットＵが、主走査方向について連続する２ドット分を１単位として配列されている場合、空白部「Ｎ」は、２ドットを１単位として繰り返されるので、図６〜図８では、空白部Ｎの横幅（主走査方向の幅）を２ドット単位で区切っている。一方、図９に示すように、ディザパターンＺを形成するドットＵが、１ドットＵを１単位として配列されている場合、空白部「Ｎ」は１ドットを１単位として繰り返されるので、図９では空白部Ｎの横幅（主走査方向の幅）を１ドット単位で区切っている。

本実施形態では、各ＬＥＤアレイチップＣＨの継目における発光素子Ｐａ、Ｐｂ間の素子間距離Ｄｘが基準ピッチＤｐより大きい場合、継目に位置する発光素子Ｐａ、Ｐｂの発光時間Ｔを、素子間距離Ｄｘの誤差量「ΔＤ」と、空白部Ｎの素子間距離Ｄｘの変化に対する面積変動比「Ｓｒ」とに基づいて決定する。すなわち、以下の（１）式で示すように、「ΔＤ」、「Ｓｒ」の２つの数値を変数として、発光素子Ｐａ、Ｐｂの発光時間Ｔを発光制御部１１０にて決定する。

Ｔ＝Ｔｏ＋Ｘ・・・・・・・・・・・・・・（１）式
Ｘ＝Ｆ（ΔＤ、Ｓｒ）・・・・・・・・・・（２）式
ΔＤ＝｜Ｄｘ−Ｄｐ｜・・・・・・・・・・（３）式
Ｓｒ＝Ｓｘ／Ｓｐ・・・・・・・・・・・・（４）式
「Ｔｏ」は、発光時間の初期値、「Ｘ」は発光時間の補正値である。「Ｆ」は、補正値Ｘを決定する関数である。
「Ｓｘ」は空白部Ｎの面積であり、「Ｓｐ」は、Ｄｘ＝Ｄｐである場合の、空白部Ｎの面積（基準値）である。

（２）式の関数Ｆは、「ΔＤ」が大きい程、値を大きくするように設定されている。このようにすることで、素子間距離Ｄｘの誤差量「ΔＤ」が大きいほど、補正値Ｘが大きくなり、ＬＥＤアレイチップＣＨの継目における発光素子Ｐの発光時間Ｔが、初期値Ｔｏより長く補正される。そのため、光量が増し、継目部分に対応する画素（一例として、図５に示す画素Ｇ１）の濃度低下が補われる。そのため、周辺画素（一例として、図５に示す画素Ｇ２）に対する濃度差が小さくなるので、白筋が発生し難くなる。別の言い方をすれば、（一例として、図５に示す画素Ｇ１）白筋を目立たなくすることが出来る。

また、関数Ｆは、空白部Ｎの素子間距離Ｄｘの変化に対する面積変動比「Ｓｒ」が大きい程、値を大きくするように設定されている。このような設定にする理由は、次の通りである。

空白部Ｎの面積変動比「Ｓｒ」が大きいという事は、素子間距離Ｄｘが基準ピッチＤｐからプラス方向に外れた時に、空白部Ｎの拡張率が大きいことを意味している。空白部Ｎの拡張率が大きいほど、露光が薄くなって画素の濃度が下がる傾向になることから、白筋が目立ち易くなる。そのため、「Ｓｒ」が大きい程、補正値Ｘを大きくして、発光時間Ｔを長く補正することで、光量が増し、継目部分に対応する箇所の画素（一例として、図５に示す画素Ｇ１）の濃度低下が補われる。そのため、周辺画素（一例として、図５に示す画素Ｇ２）に対する濃度差が小さくなるので、白筋が発生し難くなる。別の言い方をすれば、白筋を目立たなくすることが出来る。

具体例を挙げて詳しく説明すると、例えば、図６、図７に示すように、線間距離Ｌの短いディザパターンＺ１と線間距離Ｌの長いディザパターンＺ２を比較すると、空白部Ｎの面積（基準値）Ｓｐは、線間距離Ｌの短いディザパターンＺ１の方が、線間距離Ｌの長いディザパターンＺ２より小さくなる。ここでは、一例として、線間距離Ｌの短いディザパターンＺ１の空白部Ｎの面積（基準値）Ｓｐを「２」とし、線間距離Ｌの長いディザパターンＺ２の空白部Ｎの面積（基準値）Ｓｐを「３」とする。

そして、誤差量「ΔＤ」が同じであれば、同じドット数分だけ非印字領域（図８、図９にてハッチングで示す）が拡大するので、ディザパターンＺ１側とＺ２側とで、空白部Ｎの面積の増加分は同じになる。ここでは、空白部Ｎの面積の増加分を「０．２（１ドット分）」とする。

この場合、線間距離Ｌの短いディザパターンＺ１の継目部分における空白部Ｎの面積Ｓｘは、「２」＋「０．２」で「２．２」になる。よって、ディザパターンＺ１側の面積変動比「Ｓｒ」は「２．２」／「２．０」で「１１０」％になる。

一方、線間距離Ｌの長いディザパターンＺ２の空白部Ｎの継目部分における空白部Ｎの面積Ｓｘは、「３」＋「０．２」で「３．２」になる。よって、ディザパターンＺ２側の面積変動比「Ｓｒ」は、「３．２」／「３．０」で「１０７」％になる。

このように、線間距離Ｌの短いディザパターンＺ１は、線間距離Ｌの長いディザパターンＺ２に比べて、誤差量「ΔＤ」に対する継目部分における空白部Ｎの面積変動比「Ｓｒ」が大きくなる。面積変動比「Ｓｒ」が大きいということは、誤差量「ΔＤ」に対する空白部Ｎの拡張率が大きいこと、すなわち露光が薄くなって画素の濃度が下がり易いことを意味している。

本実施形態では、発光素子Ｐａ、Ｐｂ間の素子間距離Ｄｘが基準ピッチＤｐより大きい場合、ディザパターンＺ１、Ｚ２ともに、ＬＥＤアレイチップＣＨの継目における発光素子Ｐａ、Ｐｂの発光時間Ｔを初期値Ｔｏより長く補正するが、更に、線間距離Ｌの短いディザパターンＺ１では、線間距離Ｌの長いディザパターンＺ２に比べて、発光時間の補正値Ｘが大きな値に設定され、発光時間Ｔが長く補正される。従って、線間距離Ｌが短いディザパターンのように、誤差量「ΔＤ」に対して継目部分に対応する画素の濃度が低下し易い場合にも、過不足なく濃度の低下分を補うことが可能となる。そのため、周辺画素に対する濃度差が小さくなるので、白筋の発生を抑えることが可能となる。

次に、ディザパターンの角度θが異なる場合を例示して発光時間の補正を設明する。線間距離Ｌが同じであれば、ディザパターンＺの角度θに関係なく、空白部Ｎの面積（基準値）Ｓｐは概ね一致する。ここでは、一例として、角度θの小さいディザパターンＺ３、角度θの大きいディザパターンＺ４とも、の空白部Ｎの面積（基準値）Ｓｐは「２」とする。

そして、誤差量「ΔＤ」が同じであれば、非印字領域は角度θの大きいディザパターン方が、角度θの小さいディザパターンよりも拡大する。それは、角度θが大きい程、非印字領域を作るドットの数が増加するからである。ここでは、角度θの小さいディザパターンＺ３の空白部Ｎの面積の増加分を「０．２（１ドット分）」とし、角度θの大きいディザパターンＺ４の空白部Ｎの面積の増加分を「０．４（２ドット分）」とする。

この場合、角度θの小さいディザパターンＺ３の継目部分における空白部Ｎの面積Ｓｘは、「２」＋「０．２」で「２．２」になる。よって、角度の小さいディザパターンＺ３側の面積変動比「Ｓｒ」は「２．２」／「２．０」で「１１０」％になる。

一方、角度θの大きいディザパターンＺ４の空白部Ｎの継目部分における空白部Ｎの面積Ｓｘは、「２」＋「０．４」で「２．４」になる。よって、ディザパターンＺ４の面積変動比「Ｓｒ」は、「２．４」／「２．０」で「１２０」％になる。

このように、角度θの大きいディザパターンＺ４は、角度θの小さいディザパターンＺ３に比べて、誤差量「ΔＤ」に対する継目部分における空白部Ｎの面積変動比「Ｓｒ」が大きくなる。面積変動比「Ｓｒ」が大きいということは、誤差量「ΔＤ」に対する空白部Ｎの拡張率が大きいこと、すなわち露光が薄くなって画素の濃度が下がり易いことを意味している。

本実施形態では、発光素子Ｐａ、Ｐｂ間の素子間距離Ｄｘが基準ピッチＤｐより大きい場合、ディザパターンＺ３、Ｚ４ともに、ＬＥＤアレイチップＣＨの継目における発光素子Ｐａ、Ｐｂの発光時間Ｔを初期値Ｔｏより長く補正するが、更に、角度θの大きいディザパターンＺ４では、角度θの小さいディザパターンＺ３に比べて、発光時間の補正値Ｘが大きな値に設定され、発光時間Ｔが長く補正される。従って、角度θが大きいディザパターンＺ４のように、誤差量「ΔＤ」に対して、継目部分の画素の濃度が低下し易い場合にも、過不足なく濃度の低下分を補うことが可能となる。そのため、周辺画素に対する濃度差が小さくなるので、白筋の発生を抑えることが可能となる。

＜素子間距離Ｄｘが基準ピッチＤｐより小さい場合＞
発光素子Ｐａ、Ｐｂ間の素子間距離Ｄｘが基準ピッチＤｐより小さい場合、素子間距離Ｄｘが基準ピッチＤｐより大きい場合とは反対に、ディザパターンＺを構成する画素のうち、継目に対応する箇所の画素の濃度が高くなって色筋が発生し易くなる。

そのため、発光素子Ｐａ、Ｐｂ間の素子間距離Ｄｘが基準ピッチＤｐより小さい場合、継目に位置する発光素子Ｐａ、Ｐｂの発光時間Ｔを発光制御部１１０にて短く補正して光量を抑えることにより、継目に対応する画素の濃度が下がるので、色筋の発生を抑えることが可能である。

尚、素子間距離Ｄｘが基準ピッチＤｐより小さい場合は、基準ピッチＤｐより大きい場合に対して、画素の濃度が低くなるか、高くなるのかが違うだけなので、（１）式に対して、符号のプラス、マイナスを入れ替えた下記の（５）式を用いることで、発光時間を補正することが出来る。

Ｔ＝Ｔｏ−Ｘ・・・・・・・（５）式

次に印刷処理の流れを簡単に説明する。印刷データを受信すると、制御装置１００の演算制御部１００Ａは、画像形成部３０により各感光体ドラム５３を帯電させる帯電プロセスを実行する。また、制御装置の演算制御部１００Ａは、受信した印刷データを発光制御部１１０に転送する。データを受けた発光制御部１１０のＡＳＩＣ１２０は、印刷データに、ディザパターンＺが含まれているか判定する。

ディザパターンＺが含まれていない場合には、発光制御部１１０のＡＳＩＣ１２０は、露光プロセスを実行する。すなわち、発光時間Ｔに初期値「Ｔｏ」を適用し、印刷データに従って、各ＬＥＤアレイ４１上の各発光素子Ｐを点灯して、各感光体ドラム５３に光を照射する。これにて、各感光体ドラム５３が露光される。その後、制御装置１００の制御により、画像形成部３０にて、現像プロセス、転写プロセス、定着プロセスが順に実行され、用紙に印刷データが印刷される。

一方、印刷データにディザパターンＺが含まれている場合、発光制御部１１０のＡＳＩＣ１２０は、ＥＥＰＲＯＭ４３から各ＬＥＤアレイチップＣＨの継目における発光素子Ｐａ、Ｐｂ間の素子間距離Ｄｘのデータを読み出す。そして、素子間距離Ｄｘが基準ピッチＤｐから外れている場合、素子間距離Ｄｘの誤差量「ΔＤ」を求め、更に、印刷データに含まれるディザパターンＺを構成するドットＵの配列から、空白部Ｎの面積Ｓｘ及び空白部Ｎの素子間距離の変化に対する面積変動比「Ｓｒ」を算出する。

そして、発光制御部１１０のＡＳＩＣ１２０は、（１）式、又は（５）式に基づいて、発光素子Ｐａ、Ｐｂの発光時間Ｔを決定する。その後、発光制御部１１０は、印刷データに従って、各ＬＥＤアレイ４１上の各発光素子Ｐを点灯して各感光体ドラム５３に光を照射する。

このとき、各ＬＥＤアレイチップＣＨの継目における発光素子Ｐａ、Ｐｂのうち、素子間距離Ｄｘが基準ピッチＤｐから外れている発光素子については、（１）式、又は（５）式に基づいて決定した発光時間で点灯する。これにより、ディザパターンＺを構成する画素のうち、各ＬＥＤアレイチップＣＨの継目部分に対応する画素の濃度を、周辺画素の濃度に近づけることが出来る。

その後、制御装置１００の制御により、画像形成部３０にて、現像プロセス、転写プロセス、定着プロセスが順に実行され、用紙に印刷データが印刷される。

以上説明したように、本実施形態では、素子間距離Ｄｘに加え、空白部Ｎの面積変動比Ｓｒを考慮して発光時間を補正するので、空白部Ｎの面積変動比Ｓｒを考慮しない場合に比べて、ディザパターンＺを構成する画素のうち、各ＬＥＤアレイチップＣＨの継目部分に対応する画素（一例として、図５中のＧ１）の濃度を、周辺画素（一例として、図５中のＧ２）の濃度に近づけることが出来る。そのため、白筋や色筋を目立たなくすることができ、画品質が高まる。

＜実施形態２＞
次に、本発明の実施形態２を、図６〜図９を参照して説明する。
実施形態１では、印刷データに含まれるディザパターンＺを構成するドットＵの配列から、空白部Ｎの面積Ｓｘ及び空白部Ｎの素子間距離の変化に対する面積変動比「Ｓｒ」を算出する例を説明した。

図６、図７に示すように、ディザパターンの角度θが同じであれば、空白部Ｎの面積変動比「Ｓｒ」の大きいディザパターンＺ１（図６側）が、空白部Ｎの面積変動比「Ｓｒ」の小さいディザパターンＺ２（図７側）よりも、ディザパターン間の主走査方向に沿った直線距離Ｌｘは短くなる。

また、図８、図９に示すように、線間距離Ｌが同じであれば、空白部Ｎの面積変動比「Ｓｒ」の大きいディザパターンＺ４（図９側）が、空白部Ｎの面積変動比「Ｓｒ」の小さいディザパターンＺ３（図７側）よりも、ディザパターン間の主走査方向に沿った直線距離Ｌｘは短くなる。

このように、空白部Ｎの面積変動比「Ｓｒ」とディザパターン間の主走査方向に沿った距離Ｌｘとは対応関係があり、空白部Ｎの面積変動比「Ｓｒ」が大きいほど、主走査方向に沿った直線距離Ｌｘが短い傾向となる。そのため、面積変動比「Ｓｒ」の大小を、ディザパターン間の主走査方向の直線距離Ｌｘに基づいて決定することが出来る。以上のことから、空白部Ｎの面積変動比「Ｓｒ」を求めなくても、主走査方向に沿った直線距離「Ｌｘ」の大きさから、面積変動比「Ｓｒ」の大小を判断することが可能となる。そのため、実施形態１と同様の発光時間補正を行うことが可能であり、実施形態１と同様に白筋や色筋の発生を、抑えることが出来る。

具体的に設明すると、実施形態２の場合も、実施形態１と同様に、素子間距離Ｄｘが基準ピッチＤｐよりも大きければ、初期値Ｔｏに補正値Ｘを加えて、発光時間を長くする補正を行う。このとき、直線距離Ｌｘが短いディザパターンを用いる場合には、直線距離Ｌｘが長いディザパターンを用いる場合よりも、補正値Ｘを大きくして発光時間Ｔを長くする（光量を増加させる）。尚、発光時間の補正値Ｘは、例えば（６）式により求めることが可能である。

Ｘ＝Ｆ（ΔＤ、１／Ｌｘ）・・・・・・・・・（５）式
Ｌｘは、ディザパターン間の主走査方向に沿った直線距離である。

反対に素子間距離Ｄｘが基準ピッチＤｐよりも小さければ、初期値Ｔｏから補正値Ｘをマイナスして発光時間を短くする補正を行う。このとき、直線距離Ｌｘが短いディザパターンを用いる場合には、直線距離Ｌｘが長いディザパターンを用いる場合よりも、補正値Ｘを大きくして発光時間Ｔを短くする（光量を減少させる）。

実施形態２の場合、空白部Ｎの面積変動比「Ｓｒ」を求める必要がないので、発光時間の補正値Ｘを求める計算が簡単になる。そのため、発光制御部１１０の処理を軽減することが可能となる。

＜実施形態３＞
次に、本発明の実施形態３を図１０、図１１を参照して説明する。ディザパターンＺの線間距離Ｌは、用紙３に対するトナーの飛散量に比例して短くなる。すなわち、用紙３に対するトナーの飛散量が設計基準値より大きい場合、ディザパターンＺの線間距離Ｌは、理論値より短くなる。それとは反対に、用紙３に対するトナーの飛散量が設計基準値より小さい場合、ディザパターンＺの線間距離Ｌは、理論値より長くなる。

尚、ここで言うトナーの飛散量とは１ドットの大きさを意味する。図１０には、トナーの飛散量が設計基準値である場合のディザパターンＺ０を太線で示し、トナーの飛散量が設計基準値より大きい場合のディザパターンＺ１を一点鎖線の枠で示している。

線間距離Ｌが短い傾向になると、実施形態１で説明したように面積変動比Ｓｒが大きくなる。そのため、素子間距離Ｄｘが基準ピッチＤｐより大きい場合、ディザパターンＺを構成する画素のうち、継目部分に対応する画素は、周辺画素に対して、濃度が低下する傾向となる。

実施形態３では、素子間距離Ｄｘが基準ピッチＤｐよりも大きい場合、トナーの飛散量が設計基準値より大きければ、発光時間の補正値Ｘに、設計基準値に対する飛散量の誤差の大きさに比例した二次補正値αを加えて、発光時間Ｔを長くする。すなわち、トナーの飛散量が設計基準値に対して大きいほど、光量を増加させる。一方、トナーの飛散量が設計基準値より小さければ、発光時間の補正値Ｘから、設計基準値に対する飛散量の誤差の大きさに比例した二次補正値αをマイナスして、発光時間Ｔを短くする。すなわち、トナーの飛散量が設計基準値に対して小さいほど、光量を減少させる。

トナーの飛散量の大きさに応じて、補正値Ｘを二次補正することで、ＬＥＤアレイチップＣＨの継目に対応する画素の濃度を、周辺画素の濃度に近づけることが可能となり、白筋の発生を抑えることが可能となる。

尚、トナーの飛散量は、温度や湿度などの環境条件によって変わるので、プリンタ１に対して温度や湿度などのデータを検出するセンサを取り付けておき、センサから得られる情報に基づいて、トナーの飛散量を推定することが出来る。すなわち、トナーの飛散量と環境条件の相関データを予めプリンタ１に記憶させておき、センサから得られる環境条件のデータを相関データに参照することにより、トナーの飛散量、すなわちドットＵの大きさを推定することが出来る。

また、ＬＥＤアレイ４１の各発光素子Ｐから出射された光は、レンズ（図略）を介して感光体ドラム５３上に集光スポットを形成する。このとき、発光素子Ｐから出射された光の焦点が、感光体ドラム５３の表面からずれていると、集光スポットが大きくなる。すなわち、図１１に示すように、焦点のずれ量が大きいほど、集光スポットが大きくなる結果、ドットＵが大きくなるので、トナーの飛散量は増加傾向となる。

そのため、感光体ドラム５３に対する焦点のずれ量が大きいほど、トナーの飛散量が大きくなると仮定して、二次補正値αの数値を大きく設定すれば、ディザパターンＺを構成する画素のうち、ＬＥＤアレイチップＣＨの継目に対応する画素の濃度を、周辺画素の濃度に近づけることが可能となる。また、感光体ドラム５３に対する焦点のずれ量が小さいほど、トナーの飛散量が小さくなると仮定して、二次補正値αの数値を小さく設定すれば、ＬＥＤアレイチップＣＨの継目に対応する画素の濃度を、周辺画素の濃度に近づけることが可能となる。尚、焦点のずれ量は、感光体ドラム、発光素子、レンズなどの位置情報を予め測定しておけば、測定したデータから求めることが出来る。このように焦点のずれ量からトナーの飛散量の傾向を判断するようにすれば、温度や湿度等を設けるセンサを設ける必要がなく、部品点数を削減できる。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。

（１）実施形態１〜３では、発光アレイの一例として、発光素子Ｐに発光ダイオードを用いたＬＥＤアレイを例示したが、発光素子に有機ＥＬ（エレクトロルミネセンス）素子を用いた有機ＥＬアレイを用いることも可能である。

（２）実施形態１では、ＬＥＤアレイチップＣＨのチップ端に位置する発光素子Ｐａ、Ｐｂの光量を補正した例を挙げた。光量の補正対象は、発光素子Ｐａ、Ｐｂだけに限定されるものではなく、チップ端に位置する複数の発光素子を対象としてもよい。例えば、発光素子Ｐａ、Ｐｂと、それに隣接する２つの発光素子を含む、合計４つの発光素子としてもよい。

（３）実施形態２では、面積変動比「Ｓｒ」の大小を、ディザパターン間の主走査方向の直線距離Ｌｘに基づいて決定する例を説明した。面積変動比「Ｓｒ」の大小は、ディザパターンの線間距離「Ｌ」とも対応しているので、面積変動比「Ｓｒ」の大小を、ディザパターンの線間距離「Ｌ」に基づいて決定してもよい。すなわち、図６、図７に示すように、角度が同じであれば、線間距離の短いディザパターンＺ１（図６側）の方が、線間距離Ｌの長いディザパターンＺ２（図７側）よりも、空白部Ｎの面積変動比「Ｓｒ」が大きい。そのため、線間距離Ｌが長い場合、面積変動比は小であり、線間距離Ｌが短い場合、面積変動比は大であると判断できる。

尚、図８、図９に示すように、角度だけが異なるディザパターンＺ３、Ｚ４では、線間距離Ｌは等しくなるので、このような場合、面積変動比「Ｓｒ」の大小を、ディザパターンの線間距離Ｌに基づいて決定することは出来ない。

１…プリンタ（本発明の「画像形成装置」の一例）
３０…画像形成部
４０…ＬＥＤユニット
４１…ＬＥＤアレイ（本発明の「発光アレイ」の一例）
５３…感光体ドラム（本発明の「感光体」の一例）
１００…制御装置
１１０…発光制御部（本発明の「光量補正部」の一例）
ＣＨ…ＬＥＤアレイチップ（本発明の「発光チップ」の一例）
Ｐ…発光素子
Ｔ…発光時間
Ｘ…補正値

Claims (5)

1. 複数の発光素子を有する発光チップを主走査方向に並べて配置した発光アレイと、
   前記発光アレイにより露光される感光体と、
   前記感光体に形成される静電潜像を用いて被記録媒体に画像を形成する画像形成部と、
   前記画像の階調を表すディザパターンを使用する場合に、前記各発光チップの端部に位置する前記発光素子の光量を補正する光量補正部とを備え、
   前記光量補正部は、前記ディザパターンを構成する画素のうち、前記発光チップの端部に対応する画素の濃度が周辺画素の濃度に近づくように、端部に位置する前記発光素子の光量を、前記各発光チップの端部に位置する２つの発光素子間の素子間距離と、前記画像の階調を表すディザパターン間に存在する空白部の前記素子間距離の変化に対する面積変動比とに応じて補正する画像形成装置。
2. 前記光量補正部は、前記素子間距離が基準ピッチよりも大きい場合、前記空白部の前記面積変動比が大きい前記ディザパターンを用いるときの前記光量を、前記空白部の前記面積変動比が小さい前記ディザパターンを用いるときの前記光量より大きくする補正を行う請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記空白部の前記面積変動比の大小を、隣接する２つのディザパターンの線間距離又は主走査方向の直線距離に基づいて決定する請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記感光体に現像剤を供給する現像器を備え、
   前記光量補正部は、前記素子間距離が基準値よりも大きい場合、前記被記録媒体に対する前記現像剤の飛散量が大きいほど、前記光量を大きくする補正を行う請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
5. 前記光量補正部は、前記発光素子から出射した光の、前記感光ドラムに対する焦点のずれ量が大きいほど、前記現像剤の飛散量が大きくなり、前記焦点のずれ量が小さいほど、前記現像剤の飛散量が小さくなるとして、前記光量を補正する請求項４に記載の画像形成装置。

Images