画像形成装置、画像形成方法
【課題】広い階調値に渡って、画像の濃淡ムラを抑制可能とする技術を提供する。
【解決手段】潜像担持体に光を照射する第１の発光素子の発光および消灯を制御する第１の二値データを第１の閾値マトリックスと階調データとを比較して生成し、当該第１の二値データが発光を示すときに第１の発光素子を第１の光量で発光させ、潜像担持体に光を照射する第２の発光素子の発光および消灯を制御する第２の二値データを第１の閾値マトリックスと異なる第２の閾値マトリックスと階調データとを比較して生成し、当該第２の二値データが発光を示すときに第２の発光素子を第１の光量と異なる第２の光量で発光させる。
【解決手段】潜像担持体に光を照射する第１の発光素子の発光および消灯を制御する第１の二値データを第１の閾値マトリックスと階調データとを比較して生成し、当該第１の二値データが発光を示すときに第１の発光素子を第１の光量で発光させ、潜像担持体に光を照射する第２の発光素子の発光および消灯を制御する第２の二値データを第１の閾値マトリックスと異なる第２の閾値マトリックスと階調データとを比較して生成し、当該第２の二値データが発光を示すときに第２の発光素子を第１の光量と異なる第２の光量で発光させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、露光ヘッドが有する複数の発光素子それぞれからの光を潜像担持体に照射して画像を形成する技術に関するものであり、特に、発光素子の光量調整に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、露光ヘッドが有する複数の発光素子それぞれからの光を、感光体ドラム等の潜像担持体にスポットとして照射する画像形成装置が知られている。より詳しくは、この画像形成装置は、画像データに応じた位置にスポットを照射して、潜像担持体に潜像を形成するとともに、この潜像を現像して、所望の画像を得るものである。
【０００３】
ただし、上述のような画像形成装置では、形成された画像に濃淡ムラが発生する場合がある。そこで、特許文献１では、画像の濃淡ムラを打ち消すように、各発光素子の光量を調整する技術が提案されている。具体的には、この技術は、光量を調整するための係数（同文献の補正係数）を各発光素子について記憶しておき、この係数に応じた光量で各発光素子を駆動することで、画像の濃淡ムラを抑制するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−２７００５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の技術は、広い階調範囲に渡って、画像の濃淡ムラを適切に抑制するにあたっては限界があった。つまり、同技術では、実際に形成した画像の濃淡に基づいて、光量を調整するための係数を求め、この係数に応じて複数の発光素子の光量をそれぞれ設定している。ところが、このように形成した画像の濃淡ムラを打ち消すように複数の発光素子の光量をそれぞれ設定したことで、係数を求めるために形成した画像の階調範囲においては濃淡ムラを有効に抑制できる一方、それ以外の階調範囲においては濃淡ムラが発生してしまう場合があった。
【０００６】
この発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、広い階調値に渡って、画像の濃淡ムラを抑制可能とする技術の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明にかかる画像形成装置は、上記目的を達成するために、第１の発光素子および第２の発光素子を有する露光ヘッドと、第１の発光素子の光量を第１の光量に設定し、第２の発光素子の光量を第１の光量と異なる第２の光量に設定する光量設定部と、第１の発光素子が第１の光量で発光した光が照射され、第２の発光素子が第２の光量で発光した光が照射される潜像担持体と、潜像担持体に形成された潜像を現像する現像部と、第１の発光素子の発光および消灯を制御する第１の二値データを第１の閾値マトリックスと階調データとを比較して生成し、当該第１の二値データが発光を示すときに第１の発光素子を第１の光量で発光させ、第２の発光素子の発光および消灯を制御する第２の二値データを第１の閾値マトリックスと異なる第２の閾値マトリックスと階調データとを比較して生成し、当該第２の二値データが発光を示すときに第２の発光素子を第２の光量で発光させる発光制御部と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
この発明にかかる画像形成方法は、上記目的を達成するために、潜像担持体に光を照射する第１の発光素子の発光および消灯を制御する第１の二値データを第１の閾値マトリックスと階調データとを比較して生成し、当該第１の二値データが発光を示すときに第１の発光素子を第１の光量で発光させ、潜像担持体に光を照射する第２の発光素子の発光および消灯を制御する第２の二値データを第１の閾値マトリックスと異なる第２の閾値マトリックスと階調データとを比較して生成し、当該第２の二値データが発光を示すときに第２の発光素子を第１の光量と異なる第２の光量で発光させることを特徴とする。
【０００９】
このように構成された発明（画像形成装置、画像形成方法）では、第１の発光素子および第２の発光素子の光量は、それぞれ異なる第１の光量および第２の光量に設定されている。そのため、ある階調範囲では階調ムラを抑制できたとしても、その他の階調範囲では階調ムラを抑えこめない場合があった。これに対して本発明は、互いに異なる２種類の閾値マトリックス（第１・第２の閾値マトリックス）を有しており、互いに光量の異なる第１・第２の発光素子に対して、これら第１・第２の閾値マトリックスを使い分けている。その結果、広い階調値に渡って、画像の濃淡ムラを抑制可能となっている。
【００１０】
このとき、第１の閾値マトリックスの閾値は第１の光量に応じて設定されるように構成しても良い。これにより、広い階調値に渡っての濃淡ムラの抑制を、精度良く図ることが可能となる。
【００１１】
具体的には、第１の閾値マトリックスのうち、第１の発光素子が光を照射する潜像担持体での位置に対応する閾値が第１の光量に応じて設定されるように構成すると好適である。
【００１２】
さらには、第１の閾値マトリックスのうち、第１の発光素子が光を照射する潜像担持体での位置に対応する閾値以外の閾値も第１の光量に応じて設定されるように構成しても良い。これにより、広い階調値に渡っての濃淡ムラの抑制をより高精度に図ることが可能となる。
【００１３】
なお、第１の閾値マトリックスおよび第２の閾値マトリックスは、網点の大きさにより階調を再現する閾値マトリックスであっても良く、あるいは、万線の線幅によって階調を再現する閾値マトリックスであっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明を適用可能な画像形成装置の一例を示す図。
【図２】図１の装置の電気的構成を示すブロック図。
【図３】ラインヘッドの一例を示す図。
【図４】ラインヘッドの一例を示す図。
【図５】ラインヘッドの一例を示す図。
【図６】ラインヘッドによる露光動作の一例を示す図。
【図７】露光動作を制御する電気的構成を示すブロック図。
【図８】光量補正を行わなかった場合の発光素子光量とスポットとを示す模式図。
【図９】光量補正を行った場合の発光素子光量とスポットとを示す模式図。
【図１０】中間調で濃淡ムラが発生する様子を例示した図。
【図１１】各基本セルに対して用いられる閾値マトリックスを示した図。
【図１２】図１１の閾値マトリックスＭＸ−aを示す図。
【図１３】図１１の閾値マトリックスＭＸ−oを示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１は本発明を適用可能な画像形成装置の一例を示す図である。また、図２は図１の装置の電気的構成を示すブロック図である。この画像形成装置１は、互いに異なる色の画像を形成する４個の画像形成ステーション２Ｙ（イエロー用）、２Ｍ（マゼンタ用）、２Ｃ（シアン用）および２Ｋ（ブラック用）を備えている。そして、画像形成装置１は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）およびブラック（Ｋ）の４色のトナーを重ね合わせてカラー画像を形成するカラーモードと、ブラック（Ｋ）のトナーのみを用いてモノクロ画像を形成するモノクロモードとを選択的に実行可能となっている。
【００１６】
この画像形成装置では、ホストコンピューターなどの外部装置から画像形成指令がＣＰＵやメモリーなどを有するメインコントローラーＭＣに与えられると、このメインコントローラーＭＣはエンジンコントローラーＥＣに制御信号を与えるとともに画像形成指令に対応するビデオデータＶＤをヘッドコントローラーＨＣに与える。このとき、メインコントローラーＭＣは、ヘッドコントローラーＨＣから水平リクエスト信号ＨＲＥＱを受け取る毎に、主走査方向ＭＤに１ライン分のビデオデータＶＤをヘッドコントローラーＨＣに与える。また、ヘッドコントローラーＨＣは、メインコントローラーＭＣからのビデオデータＶＤとエンジンコントローラーＥＣからの垂直同期信号Ｖsyncおよびパラメーター値とに基づき、各色の画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋそれぞれのラインヘッド２９を制御する。これによって、エンジン部ＥＮＧが所定の画像形成動作を実行し、複写紙、転写紙、用紙およびＯＨＰ用透明シートなどのシート状の記録媒体ＲＭに画像形成指令に対応する画像を形成する。
【００１７】
各画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃおよび２Ｋは、トナー色を除けばいずれも同じ構造および機能を有している。そこで、図１では、図を見やすくするために、画像形成ステーション２Ｃを構成する各部品にのみ符号を付し、他の画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍおよび２Ｋに付すべき符号については記載を省略する。また、以下の説明では、図１に付した符号を参照して画像形成ステーション２Ｃの構造および動作を説明するが、他の画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍおよび２Ｋの構造および動作も、トナー色が異なることを除けば同じである。
【００１８】
画像形成ステーション２Ｃには、シアン色のトナー像がその表面に形成される感光体ドラム２１が設けられている。感光体ドラム２１は、その回転軸が主走査方向ＭＤ（図１の紙面に対して垂直な方向）に平行もしくは略平行となるように配置されており、図１中矢印Ｄ２１の方向に所定速度で回転駆動される。これにより、感光体ドラム２１の表面が、主走査方向ＭＤに直交もしくは略直交する副走査方向ＳＤに移動することとなる。
【００１９】
感光体ドラム２１の周囲には、感光体ドラム２１表面を所定の電位に帯電させるコロナ帯電器である帯電器２２と、感光体ドラム２１表面を画像信号に応じて露光することで静電潜像を形成するラインヘッド２９と、該静電潜像をトナー像として顕像化する現像器２４と、第１スクイーズ部２５と、第２スクイーズ部２６と、転写後の感光体ドラム２１の表面をクリーニングするクリーニングユニットとが、それぞれこれらの順に感光体ドラム２１の回転方向Ｄ２１（図１では、時計回り）に沿って配設されている。
【００２０】
この実施形態では、帯電器２２は２つのコロナ帯電器２２１、２２２で構成されており、感光体ドラム２１の回転方向Ｄ２１においてコロナ帯電器２２１がコロナ帯電器２２２に対して上流側に配置されており、２つのコロナ帯電器２２１、２２２により２段階で帯電されるように構成されている。各コロナ帯電器２２１、２２２は同一構成であり、感光体ドラム２１の表面に接触しないものであり、スコロトロン帯電器である。
【００２１】
そして、コロナ帯電器２２１、２２２により帯電された感光体ドラム２１表面に対して、ラインヘッド２９がヘッド駆動信号Sdに基づいて静電潜像を形成する。つまり、ヘッドコントローラーＨＣがラインヘッド２９に駆動信号Sdを送信すると、この駆動信号Sdに基づいて各発光素子Ｅが発光する。これにより、感光体ドラム２１表面が露光されて、画像信号に対応した静電潜像が形成される。なお、ラインヘッド２９の構成および動作の詳細は後述する。
【００２２】
こうして形成された静電潜像に対して現像器２４からトナーが付与されて、静電潜像がトナーにより現像される。この画像形成装置１の現像器２４は、現像ローラー２４１を有している。この現像ローラー２４１は円筒状の部材であり、鉄等金属製の内芯の外周部に、ポリウレタンゴム、シリコンゴム、ＮＢＲ、ＰＦＡチューブなどの弾性層を設けたものである。この現像ローラー２４１は現像用モーターに接続され、図１紙面において反時計回りに回転駆動されて感光体ドラム２１に対してウィズ回転する。また、この現像ローラー２４１は図示を省略する現像バイアス発生部（定電圧電源）と電気的に接続されており、適当なタイミングで現像バイアスが印加されるように構成されている。
【００２３】
また、この現像ローラー２４１に対して液体現像剤を供給するためにアニロックスローラーが設けられており、アニロックスローラーを介して現像剤貯留部から現像ローラー２４１へ液体現像剤が供給される。このようにアニロックスローラーは現像ローラー２４１に対して液体現像剤を供給する機能を有する。このアニロックスローラーは、液体現像剤を担持し易いように表面に微細且つ一様に彫刻された螺旋溝などによる凹部パターンが形成されたローラーである。現像ローラー２４１と同様に、金属の芯金にウレタン、ＮＢＲなどのゴム層を巻き付けたものや、ＰＦＡチューブを被せたものなどが用いられる。また、アニロックスローラーは現像用モーターに接続されて回転する。
【００２４】
現像剤貯留部に貯留される液体現像剤は、従来一般的に使用されている、Isopar（商標：エクソン）を液体キャリアとした低濃度（１〜２ｗｔ％）かつ低粘度の常温で揮発性を有する揮発性液体現像剤ではなく、高濃度かつ高粘度の、常温で不揮発性の液体現像剤、すなわち、樹脂中へ顔料などの着色剤を分散させた平均粒径１μｍの固形子を、有機溶媒、シリコンオイル、鉱物油又は食用油等の液体溶媒中へ分散剤とともに添加し、トナー固形分濃度を約２０%とした高粘度（３０〜１００００ｍＰａ・s程度）の液体現像剤が用いられる。
【００２５】
上記のようにして、液体現像剤が供給された現像ローラー２４１はアニロックスローラーと同時に回転すると共に、感光体ドラム２１の表面とは同方向に移動するように回転して現像ローラー２４１の表面に担持された液体現像剤を現像位置に搬送する。なお、トナー像を形成するため、現像ローラー２４１の回転方向は、その表面が感光体ドラム２１の表面と同方向に移動するようにウィズ回転する必要があるが、アニロックスローラーに対しては、逆方向、或いは、同方向、どちらに移動する構成であってもよい。
【００２６】
また、現像器２４では、この現像ローラー２４１の回転方向において現像位置の上流側直前にトナー帯電コロナ発生器２４２が現像ローラー２４１に対向して配置されている。このトナー帯電コロナ発生器２４２は現像ローラー２４１の表面の帯電バイアスを増加させる電界印加手段であり、定電流電源で構成されたトナーチャージ発生部（図示省略）と電気的に接続されている。そして、トナー帯電コロナ発生器２４２に対してトナーチャージバイアスが与えられると、現像ローラー２４１によって搬送される液体現像剤のトナーに対して、このトナー帯電コロナ発生器２４２と近接する位置で電界が印加され、トナーの帯電が施される。なお、このトナー帯電には、電解印加によるコロナ放電に代えて、接触して帯電させるトナー帯電ローラーを用いてもよい。
【００２７】
また、このように構成された現像器２４は感光体ドラム２１上の潜像を現像する現像位置と感光体ドラム２１から離れた退避位置との間で往復可能となっている。したがって、現像器２４が退避位置に移動して位置決めされると、その間、シアン用の画像形成ステーション２Ｃでは、感光体ドラム２１への新たな液体現像剤の供給は停止される。
【００２８】
感光体ドラム２１の回転方向Ｄ２１において現像位置の下流側に、第１スクイーズ部２５が配置されるとともに、さらに第１スクイーズ部２５の下流側に第２スクイーズ部２６が配置されている。これらのスクイーズ部２５、２６にはスクイーズローラー２５１、２６１がそれぞれ設けられている。そして、スクイーズローラー２５１が第１スクイーズ位置で感光体ドラム２１の表面と当接しながらメインモーターからの回転駆動力を受けて回転してトナー像の余剰現像剤を除去する。また、感光体ドラム２１の回転方向Ｄ２１において第１スクイーズ位置の下流側の第２スクイーズ位置でスクイーズローラー２６１が感光体ドラム２１の表面と当接しながらメインモーターからの回転駆動力を受けて回転してトナー像の余剰液体キャリアやカブリトナーを除去する。また、本実施形態ではスクイーズ効率を高めるために、スクイーズローラー２５１、２６１に対して図示省略するスクイーズバイアス発生部（定電圧電源）が電気的に接続されており、適当なタイミングでスクイーズバイアスが印加されるように構成されている。なお、本実施形態では２つのスクイーズ部２５、２６を設けているが、スクイーズ部の個数や配置などはこれに限定されるものではなく、例えば１個のスクイーズ部を配置してもよい。
【００２９】
これらのスクイーズ位置を通過してきたトナー像は転写部３の中間転写体３１に１次転写される。この中間転写体３１は、その表面、より詳しくはその外周面にトナー像を一時的に担持可能な像担持体としての無端状ベルトであり、複数のローラー３２、３３、３４、３５および３６に掛け渡されている。これらのうちローラー３２はメインモーターに連結されて、中間転写体３１を図１の矢印方向Ｄ３１に周回駆動するベルト駆動ローラーとして機能している。なお、本実施形態では、記録紙ＲＭとの密着性を高めて記録紙ＲＭへのトナー像の転写性を高めるために、中間転写体３１の表面に弾性層を設け、当該弾性層の表面にトナー像が担持されるように構成されている。
【００３０】
ここで、中間転写体３１を掛け渡されたローラー３２ないし３６のうち、メインモーターにより駆動されるのは上記したベルト駆動ローラー３２のみであり、他のローラー３３ないし３６は駆動源を有しない従動ローラーである。また、ベルト駆動ローラー３２は、ベルト移動方向Ｄ３１において一次転写位置ＴＲ1の下流側、かつ後述する二次転写位置ＴＲ2の上流側で中間転写体３１を巻き掛けている。
【００３１】
転写部３は一次転写バックアップローラー３７を有しており、一次転写バックアップローラー３７は中間転写体３１を挟んで感光体ドラム２１と対向して配設されている。感光体ドラム２１と中間転写体３１とが当接する一次転写位置ＴＲ1では、感光体ドラム２１の外周面が中間転写体３１と当接して一次転写ニップ部ＮＰ１ｃを形成している。そして、感光体ドラム２１上のトナー像が中間転写体３１の外周面（一次転写位置ＴＲ1において下面）に転写される。こうして画像形成ステーション２Ｃにより形成されたシアン色のトナー像が中間転写体３１に転写される。同様に、他の画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍおよび２Ｋでもトナー像の転写が実行されることで、各色のトナー像が中間転写体３１上に順次重ね合わされ、フルカラーのトナー像が形成される。一方、モノクロトナー像が形成される際には、ブラック色に対応した画像形成ステーション２Ｋのみにおいて、中間転写体３１へのトナー像転写が行われる。
【００３２】
こうして中間転写体３１に転写されたトナー像は、ベルト駆動ローラー３２への巻き掛け位置を経由して二次転写位置ＴＲ2に搬送される。この二次転写位置ＴＲ2では、中間転写体３１を巻き掛けられたローラー３４に対して二次転写部４の二次転写ローラー４２が中間転写体３１を挟んで対向配置されており、中間転写体３１表面と転写ローラー４２表面とが互いに当接して二次転写ニップ部ＮＰ２を形成している。すなわち、ローラー３４は二次転写バックアップローラーとして機能している。バックアップローラー３４の回転軸は、例えばバネのような弾性部材である押圧部３４５によって弾性的に、かつ中間転写体３１に対して近接・離間移動自在に支持されている。
【００３３】
二次転写位置ＴＲ2においては、中間転写体３１上に形成された単色あるいは複数色のトナー像が、一対のゲートローラー５１から搬送経路ＰＴに沿って搬送される記録媒体ＲＭに転写される。また、トナー像が二次転写された記録媒体ＲＭは、二次転写ローラー４２から搬送経路ＰＴ上に設けられた定着ユニット７へ送出される。定着ユニット７では、記録媒体ＲＭに転写されたトナー像に熱や圧力などが加えられて記録媒体ＲＭへのトナー像の定着が行われる。こうして、記録媒体ＲＭに所望の画像を形成することができる。
【００３４】
以上が画像形成装置の概略構成である。続いて、本実施形態にかかる画像形成装置に適用可能なラインヘッド２９の詳細について説明する。図３、図４および図５は、ラインヘッドの一例を示す図である。特に、図３は、ラインヘッド２９が備える発光素子およびレンズの位置関係を、レンズが構成する結像光学系の光軸方向Ｄoaから見た平面図であり、図４は、ラインヘッド２９の部分斜視図であり、図５は、ラインヘッド２９のＡ−Ａ線（図３の階段状の二点鎖線）における部分階段断面図であって、該断面をラインヘッド２９の長手方向ＬＧＤから見た場合に相当する。図３では、レンズＬＳ1、ＬＳ2が一点鎖線で記載されているが、これは、発光素子ＥとレンズＬＳ1、ＬＳ2とが光軸方向Ｄoaにおいて異なる位置にあることを考慮したものである。
【００３５】
このラインヘッド２９は、長手方向ＬＧＤに長尺で幅方向ＬＴＤに短尺な全体構成を備える。そこで、図３〜図５および以下の図面では必要に応じて、ラインヘッド２９の長手方向ＬＧＤおよび幅方向ＬＴＤを示す。また、レンズが構成する結像光学系の光軸方向Ｄoaについても、図３〜図５および以下の図面で適宜示すとともに、必要に応じて、光軸方向Ｄoaの矢印側を「表」あるいは「上」と表現し、光軸方向Ｄoaの矢印と反対側を「裏」「下」あるいは「底」と表現する。なお、これらの方向ＬＧＤ、ＬＴＤ、Ｄoaは互いに直交もしくは略直交している。
【００３６】
また、上述のとおり、同ラインヘッド２９を画像形成装置に適用するにあたっては、ラインヘッド２９は、主走査方向ＭＤに直交もしくは略直交する副走査方向ＳＤに移動する感光体ドラム２１表面に対して露光を行なうものであり、しかも、感光体ドラム２１表面の主走査方向ＭＤはラインヘッド２９の長手方向ＬＧＤに平行もしくは略平行であり、感光体ドラム２１表面の副走査方向ＳＤはラインヘッド２９の幅方向ＬＴＤに平行もしくは略平行である。そこで、必要に応じて、長手方向ＬＧＤ・幅方向ＬＴＤと一緒に、主走査方向ＭＤ・副走査方向ＳＤも図示することとする。
【００３７】
ラインヘッド２９では、複数（図３の例では１５個）の発光素子Ｅを長手方向ＬＧＤに２行千鳥で並べて、１個の発光素子グループＥＧが構成されている。さらに、複数の発光素子グループＥＧが３行千鳥で長手方向ＬＧＤに並べられている。かかる配列態様は、換言すれば次のようにも説明できる。つまり、長手方向ＬＧＤへ距離３×Ｄg毎に発光素子グループＥＧを配置して、長手方向ＬＧＤに直線的に並ぶ複数の発光素子グループＥＧから１行の発光素子グループ行ＧＲa等が構成される。さらに、３行の発光素子グループ行ＧＲa、ＧＲb、ＧＲcは、幅方向ＬＴＤに距離Ｄtを空けて配置されるとともに、長手方向ＬＧＤに距離Ｄgだけ互いにシフトされている。
【００３８】
また、各発光素子Ｅは、互いに同一の発光スペクトルを有するボトムエミッション型の有機ＥＬ（Electro-Luminescence）素子である。つまり、各発光素子Ｅを構成する有機ＥＬ素子は、長手方向ＬＧＤに長く幅方向ＬＴＤに短いガラス平板であるヘッド基板２９３の裏面２９３−tに形成されて、ガラス製の封止部材２９４により封止されている。なお、この封止部材２９４は、ヘッド基板２９３の裏面２９３−tに接着剤により固定されている。
【００３９】
上述のように配置された複数の発光素子グループＥＧそれぞれに対しては１つの結像光学系ＯＳが対向している。具体的には、この結像光学系ＯＳは、発光素子グループＥＧ側に凸の２枚のレンズＬＳ1、ＬＳ2から構成されている。なお、図４、図５では、発光素子グループＥＧとレンズＬＳ1、ＬＳ2との間には遮光部材２９７が図示されているが、これについては結像光学系の説明の後に説明する。
【００４０】
このラインヘッド２９では、３行千鳥で並ぶ複数の発光素子グループＥＧのそれぞれに対向してレンズＬＳ1、ＬＳ2を配置するために、複数のレンズＬＳ1を３行千鳥で並べたレンズアレイＬＡ1と、複数のレンズＬＳ2を３行千鳥で並べたレンズアレイＬＡ2とが設けられている。つまり、レンズアレイＬＡ1（ＬＡ2）では、長手方向ＬＧＤへ距離３×Ｄg毎にレンズＬＳ1（ＬＳ2）を配置して、長手方向ＬＧＤに直線的に並ぶ複数のレンズＬＳ1（ＬＳ2）から１行のレンズ行が構成される。さらに、３行のレンズ行は、幅方向ＬＴＤに距離Ｄtを空けて配置されるとともに、長手方向ＬＧＤに距離Ｄgだけ互いにシフトされている。
【００４１】
ちなみに、レンズアレイＬＡ1（ＬＡ2）は、光透過製のガラス平板に樹脂製のレンズＬＳ1（ＬＳ2）を形成することで構成することができる。また、この実施形態では、長手方向ＬＧＤに長尺なレンズアレイを一体的な構成で作成することは困難であることに鑑みて、比較的短尺なガラス平板に樹脂製のレンズＬＳ1（ＬＳ2）を３行千鳥で形成して１つの短尺なレンズアレイＬＡ1（ＬＡ2）を作製し、この短尺レンズアレイＬＡ1（ＬＡ2）を長手方向ＬＧＤに複数並べることで、長手方向ＬＧＤに長尺なレンズアレイを構成している。
【００４２】
より具体的には、ヘッド基板表面２９３−hの幅方向ＬＴＤの両端部それぞれには、複数のスペーサーＳＰ1が長手方向ＬＧＤに直線的に間隔を空けて並べられている。そして、幅方向ＬＴＤへスペーサーＳＰ1、ＳＰ1に架設された状態で、複数のレンズアレイＬＡ1が長手方向ＬＧＤに並べられて、１つの長尺レンズアレイが構成されている。また、レンズアレイＬＡ1からなる長尺レンズアレイ表面の幅方向ＬＴＤの両端部それぞれには、複数のスペーサーＳＰ2が長手方向ＬＧＤに直線的に間隔を空けて並べられている。そして、幅方向ＬＴＤへスペーサーＳＰ2、ＳＰ2に架設された状態で、複数のレンズアレイＬＡ2が長手方向ＬＧＤに並べられて、１つの長尺レンズアレイが構成されている。さらに、レンズアレイＬＡ2からなる長尺レンズアレイ表面には平板状の支持ガラスＳＳが接着されており、複数のレンズアレイＬＡ2は各スペーサーＳＰ2のみならず、当該スペーサーＳＰ2の反対側から支持ガラスＳＳによっても支持されている。また、この支持ガラスＳＳは、各レンズアレイＬＡ2が外部に露出しないように、当該レンズアレイＬＡ2を覆う機能も併せ持つ。
【００４３】
つまり、上述のように構成された２枚レンズアレイＬＡ1、ＬＡ2をヘッド基板２９３に対向させることで、発光素子グループＥＧの３行千鳥配置に対応して、２枚のレンズＬＳ1、ＬＳ2で構成される結像光学系ＯＳが３行千鳥で長手方向ＬＧＤに並ぶこととなる。そして、発光素子グループＥＧの各発光素子Ｅが射出した光は、結像光学系ＯＳおよび支持ガラスＳＳを透過して、感光体ドラム２１表面に照射される。なお、図５では、発光素子グループ行ＧＲaに属する発光素子グループＥＧからの光を結像する結像光学系ＯＳに対して符号ＯＳaが併記されている。また、同様にして、発光素子グループ行ＧＲb、ＧＲcに属する発光素子グループＥＧからの光を結像する結像光学系ＯＳに対して符号ＯＳb、ＯＳcが併記されている。すなわち、幅方向ＬＴＤに互いに異なる位置に配置された結像光学系ＯＳに対して、異なる符合ＯＳa、ＯＳb、ＯＳcが付されている。
【００４４】
このように、ラインヘッド２９では、複数の発光素子グループＥＧそれぞれに対して専用の結像光学系ＯＳが配置されている。このようなラインヘッド２９では、発光素子グループＥＧからの光は、当該発光素子グループＥＧに設けられた結像光学系ＯＳにのみ入射し、それ以外の結像光学系ＯＳに入射しないことが望ましい。そこで、ヘッド基板２９３の表面２９３−hとレンズアレイＬＡ1との間には、遮光部材２９７が設けられている。この遮光部材２９７は、発光素子グループＥＧから当該発光素子グループＥＧに対向する結像光学系ＯＳに向かう光を制限する機能を果たす。具体的には、遮光部材２９７には、発光素子グループＥＧからこれに対向する結像光学系ＯＳへと向かう導光孔２９７１が、光軸方向Ｄoaに貫通形成されている。導光孔２９７１は円柱形状の孔であり、その中心軸は結像光学系ＯＳの光軸ＯＡと概ね一致している。したがって、発光素子グループＥＧから射出された光のうち、遮光部材２９７の底面で遮られることなく導光孔２９７１を通過した光が、結像光学系ＯＳに入射することとなる。そして、結像光学系ＯＳで結像された光が感光体ドラム２１表面に照射されて、感光体ドラム２１表面が露光される。続いて、ラインヘッド２９による露光動作を説明する。
【００４５】
図６は、ラインヘッドによる露光動作の一例を示す図である。同図では、感光体ドラム２１表面に仮想的に配列された画素ＰＸと、画素ＰＸに照射されるスポットＳＴとが記載されている。このスポットＳＴは、１個の発光素子Ｅからの光が結像光学系ＯＳにより結像されることで、感光体ドラム２１表面に照射される光である。ここでは、同図を用いて、主走査方向ＭＤ（長手方向ＬＧＤ）に３行千鳥で並ぶ複数の発光素子グループＥＧそれぞれを同時点灯させて実行する露光動作の一例について説明する。より詳しくは、この露光動作例は、感光体ドラム２１表面を副走査方向ＳＤに移動させながら、各発光素子グループＥＧの同時点灯を各時刻ｔ1、ｔ2、ｔ3、…で繰り返すことで、感光体ドラム２１表面をくまなく露光するものである。
【００４６】
まず、時刻ｔ1において、各発光素子グループＥＧが同時点灯すると、ハッチングの無い丸印で表された複数のスポットＳＴがそれぞれ画素ＰＸ上に形成される。なお、上述のとおり、発光素子グループＥＧは主走査方向ＭＤに２行千鳥で並ぶ１５個の発光素子Ｅで構成されている。そのため、発光素子グループＥＧの各発光素子Ｅが発光すると、１５個のスポットＳＴを主走査方向ＭＤに２行千鳥で並べたスポットグループＳＧが形成される。
【００４７】
また、上述の図３〜図５を用いた説明が示すとおり、ラインヘッド２９では、結像光学系ＯＳa、ＯＳb、ＯＳcが、主走査方向ＭＤにピッチＤgで周期的に配置されている。したがって、結像光学系ＯＳa、ＯＳb、ＯＳcそれぞれは、主走査方向ＭＤにおいて互いに異なる領域ＥＲa、ＥＲb、ＥＲcにスポットＳＴを形成する。さらに、結像光学系ＯＳa、ＯＳb、ＯＳcは副走査方向ＳＤに距離Ｄtずつシフトしていることから、結像光学系ＯＳa、ＯＳb、ＯＳcがスポットグループＳＧを形成する位置も副走査方向ＳＤに距離Ｄtずつシフトする。なお、図６では、結像光学系ＯＳaにより形成されたスポットグループＳＧに対して符号ＳＧaが併記され、同様にして、結像光学系ＯＳb、ＯＳcにより形成されたスポットグループＳＧに対して符号ＳＧb、ＳＧcが併記されている。
【００４８】
続いて、感光体ドラム２１表面が副走査方向ＳＤに１画素分だけ移動した時刻ｔ2で、複数の発光素子グループＥＧが同時点灯して、複数のスポットグループＳＧ（複数の斜め線のハッチングが施されたスポットＳＴからなるスポットグループＳＧ）が形成される。さらに、感光体ドラム２１表面が副走査方向ＳＤに１画素分だけ移動した時刻ｔ3で、複数の発光素子グループＥＧが同時点灯して、複数のスポットグループ（複数の点のハッチングが施されたスポットＳＴからなるスポットグループＳＧ）が形成される。そして、このような点灯動作を繰り返すことで、感光体ドラム２１表面をくまなく露光することができる。
【００４９】
なお、ここでは、感光体ドラム２１表面をくまなく露光する場合を例示して、ラインヘッド２９による露光動作を説明した。しかしながら、ラインヘッド２９が実行可能な露光動作はこれだけに限られず、画像形成指令に応じた露光動作を適宜実行可能であることは言うまでも無い。具体例を挙げれば、特開２００８−３６９３７号公報に記載のように、副走査方向ＳＤへの感光体ドラム２１表面の移動に応じて、各発光素子Ｅの発光タイミングを制御することで、複数のスポットＳＴを主走査方向ＭＤに直線的に並べて照射し、ライン状の潜像を形成することもできる。
【００５０】
要するに、画像形成指令に含まれる画像データに応じた画素ＰＸに対して選択的にスポットＳＴを形成するように、各発光素子Ｅの発光を制御することで、画像形成指令に応じた露光動作を行なうことができる。そして、本実施形態の画像形成装置は、当該露光動作を実行するために次のような電気的構成を備えている。
【００５１】
図７は、露光動作を制御する電気的構成を示すブロック図である。この実施形態では、メインコントローラーＭＣは、ラインヘッド２９の各発光素子Ｅの発光および消灯を示す二値データであるビデオデータＶＤを画像データに基づいて生成する。一方、ヘッドコントローラーＨＣは、このビデオデータＶＤに応じて、駆動信号Ｓdを適宜与えることで各発光素子Ｅを所定のタイミングおよび光量で発光させる。各コントローラーＭＣ、ＨＣは、詳しくは次のような構成を備えている。
【００５２】
画像データを受信したメインコントローラーＭＣは、色変換部１１０において、画像データに含まれるＲＧＢ階調データをＣＭＹＫ階調データに色変換する。このＲＧＢ階調データは１画素１色成分あたり８ビット（つまり、２５６段階の階調を表す）のデータであり、ＣＭＹＫ階調データも同様に１画素１色成分あたり８ビットのデータである。さらに、メインコントローラーＭＣは、ＣＭＹＫ階調データに対してスクリーン処理を行う。
【００５３】
本実施形態でのスクリーン処理は、網点の大きさにより階調を再現する網点型のスクリーン処理であり、換言すれば、網点を構成するドットの個数を階調値に応じて増大させることで、網点を成長させて階調を再現するものである。ここで、ドットおよび網点は、次のとおり、
ドット：１個の画素ＰＸに対してスポットＳＴを照射した際に形成される潜像をトナー現像したもの、
網点：所定個数のドットの集合、
である。
【００５４】
このスクリーン処理における網点の成長は、網点型の閾値マトリックスを用いて制御される。つまり、ＣＭＹＫ階調データの各画素ＰＸの階調値と網点型の閾値マトリックスの各要素（閾値）とが比較されて、閾値以上の階調値を有する各画素ＰＸに対してドットを形成すると決定される。特に、この実施形態では、ＣＭＹＫ階調データと閾値マトリックスとが、主走査方向ＭＤに１ラインずつ比較されて、ドット形成の有無が判断される。そして、当該制御を実行するために、本願のメインコントローラーＭＣは、ラインバッファー１２０、閾値ラインメモリー１３０、閾値テーブルメモリー１４０、ラインカウンター１５０および比較器１６０を有している。
【００５５】
ラインバッファー１２０は主走査方向ＭＤに１ラインずつＣＭＹＫ階調データを記憶するものである。一方、閾値ラインメモリー１３０は主走査方向ＭＤに１ラインずつ閾値を記憶するものである。そして、比較器１６０において、ＣＭＹＫ階調データと閾値マトリックスとが主走査方向ＭＤに１ラインずつ比較されて、ドットを形成するためにスポットＳＴを照射する画素ＰＸとそうでない画素ＰＸとを示す二値信号であるビデオデータＶＤが生成される。
【００５６】
比較器１６０において１ライン分のビデオデータＶＤの生成が完了すると、ラインカウンター１５０が１ライン分だけカウントアップする。そして、このカウントアップの度に、新たな１ライン分のＣＭＹＫ階調データがラインバッファー１２０に上書きされるとともに、当該新たな１ライン分の閾値が閾値テーブルメモリー１４０から読み出されて閾値ラインメモリー１３０に上書きされる。なお、閾値テーブルメモリー１４０は、網点型の閾値マトリックスを、当該マトリックスの要素（閾値）と画素ＰＸとを対応付けて記憶するものであり、ラインカウンター１５０のカウントアップの度に、主走査方向ＭＤに１ライン分の閾値を閾値ラインメモリー１３０に出力する。そして、この新たな１ライン分についてＣＭＹＫ階調データと閾値マトリックスとが比較されて、ビデオデータＶＤが新たに生成される。
【００５７】
こうして、１ライン分のビデオデータＶＤを順次生成することで、例えば、１ページ分のビデオデータＶＤを生成することができる。そして、ヘッドコントローラーＨＣは、メインコントローラーＭＣから受け取ったビデオデータＶＤに基づいて、ラインヘッド２９を制御する。具体的には、ラインヘッド２９の各発光素子Ｅの発光および消灯がビデオデータＶＤに基づいて制御される。こうして、適切な画素ＰＸに対して選択的にスポットＳＴが形成され、画像データに応じた潜像が感光体ドラム２１表面に形成される。
【００５８】
ところで、発光素子Ｅの配列ピッチのばらつきや結像光学系ＯＳの光学倍率のばらつき等に起因して、感光体ドラム２１表面でのスポットＳＴの形成ピッチもばらついてしまうことがある。このため、一部の隣接スポットＳＴ間のピッチが広がって、これら隣接スポットＳＴの間で付着すべきトナーの量が著しく減少したり、あるいは全くトナーが付着しなかったりして、画像に濃淡ムラが発生するおそれがある。そこで、本実施形態のヘッドコントローラーＨＣは、当該問題に対応するために、判定機２１０と補正データメモリー２２０とを用いて各発光素子Ｅの光量を補正している。
【００５９】
補正データメモリー２２０は、各発光素子Ｅの光量の補正量を、補正データとして記憶するものである。そして、判定機２１０は、ビデオデータＶＤが示す画素ＰＸにスポットＳＴを照射する際の発光素子Ｅの光量を、補正データメモリー２２０の補正データに基づいて判定し、この判定結果に基づいて駆動信号Ｓdを生成する。つまり、この駆動信号Ｓdは、発光タイミングと光量とを各発光素子Ｅについて示す信号である。そして、ラインヘッド２９の各発光素子Ｅが駆動信号Ｓdに応じて発光することで、所望の潜像が感光体ドラム２１表面に形成される。こうして、各発光素子Ｅの光量を補正することで、上述した画像の濃淡ムラが抑制される。以下では、この濃淡ムラの抑制効果について、階調値が最大のベタ画像を形成した場合を例に挙げて、図８および図９を用いつつ説明する。
【００６０】
図８は、光量補正を行わなかった場合の発光素子光量とスポットとの関係を示す模式図である。図９は、光量補正を行った場合の発光素子光量とスポットとの関係を示す模式図である。両図の「発光素子光量」の欄には、各発光素子Ｅの光量が示されており、両図の「スポット」の欄には、「発光素子光量」の欄に示した光量で各発光素子Ｅを発光させて形成したスポットＳＴが示されている。なお、この「スポット」の欄は、主走査方向ＭＤに並んで照射される複数のスポットＳＴを取り出して示している。
【００６１】
両図の「スポット」の欄に示すように、いずれの図においても、基本的にはスポットＳＴはスポットピッチＰstで並んでいるが、スポットＳＴαとスポットＳＴβの間だけスポットピッチがΔstだけ広がっている。そのため、図８に示すように、各発光素子Ｅを第１の光量Ｑ1で発光させた場合は、スポットＳＴα、ＳＴβを含む各スポットＳＴの大きさが略同じとなり、スポットＳＴα、ＳＴβの間に隙間が空いてしまっている。その結果、隣接スポットＳＴα、ＳＴβの間で付着すべきトナーの量が著しく減少したり、あるいは全くトナーが付着しなかったりして、濃淡ムラの原因となっていた。これに対して図９では、スポットＳＴα、ＳＴβを照射する発光素子Ｅの光量が第２の光量Ｑ2に補正されている（Ｑ2＞Ｑ1）。そのため、スポットＳＴα、ＳＴβが大きくなって、先ほどの隙間の発生が抑えられている。こうして、光量補正を行って、スポットＳＴα、ＳＴβを照射する発光素子Ｅの光量を増大させることで、濃淡ムラの発生が抑制される。
【００６２】
ところで、実際の画像形成においては、当然のことながら、ベタ画像以外の種々の階調値の画像が形成される。しかしながら、ベタ画像での濃淡ムラを打ち消すように各発光素子Ｅの光量を設定したがために、ベタ画像以外の階調範囲（換言すれば中間調）においては階調再現性が低下して、濃淡ムラを効果的に抑制できないおそれがあった。
【００６３】
図１０は、中間調で濃淡ムラが発生する様子を例示した図である。同図では、５２画素で構成される各基本セルＣＬ−a、ＣＬ−b、…等に対して、１３画素で構成された網点Ｓdt−a、Ｓdt−b、…を形成して、中間調が再現されている。このような場合、所望の中間調を再現するためには、各網点Ｓdt−a、Ｓdt−b、…の基本セルＣＬ−a、ＣＬ−b、…に対する面積率が等しいことが望ましい。しかしながら、この実施形態では、発光素子光量の補正が成された結果、スポットＳＴα、ＳＴβは大きく形成される。そのため、スポットＳＴα、ＳＴβが照射される画素（矢印ＳＴα、ＳＴβで示され副走査方向ＳＤに直線的に並ぶ各画素）を含む基本セルＣＬ−a、ＣＬ−b、ＣＬ−c、ＣＬ−d、ＣＬ−e、ＣＬ−fについては、形成される網点と基本セル両方の大きさが変動し、各網点の面積率が変動してしまう。
【００６４】
この網点の面積率の変動について、具体的な数値を挙げて例示する。スポットＳＴα、ＳＴβ間のスポットピッチが標準のスポットピッチＰstの１．５倍になった場合、スポットＳＴα、ＳＴβが照射される画素（拡大画素）は、実質的に大きさが１．２５倍になったと見なせる。そのため、拡大画素を含む基本セルＣＬ−a等の大きさは、この拡大画素を含む個数に応じて大きくなる。例えば、基本セルＣＬ−aは、拡大画素を８個含んでいるため、拡大画素を含まない基本セル（５２画素分の大きさを有する）に対して実質的に２画素分大きく、換言すれば、実質的に５４画素分の大きさを有する。同様に、基本セルＣＬ−d、ＣＬ−c、ＣＬ−d、ＣＬ−e、ＣＬ−fはそれぞれ、５４画素分、５６画素分、５２．５画素分、５２．５画素分、５６画素分の大きさを実質的に有する。
【００６５】
そして、このように大きくなった基本セルＣＬ−a、ＣＬ−b、ＣＬ−c、ＣＬ−d、ＣＬ−e、ＣＬ−fに対して形成された各網点が、基本セルに占める面積率は次のとおりとなる。つまり、網点Ｓdt−aの面積率は１３／５４＝２４％となる。また、網点Ｓdt−bについては、拡大画素に形成されるドットが当該網点Ｓdt−bに含まれるため、面積率は１３．２５／５４＝２４．５％となる。同様に、網点Ｓdt−c、Ｓdt−d、Ｓdt−e、Ｓdt−fそれぞれの面積率は、２５．４％、２４．８％、２４．８％、２９．６％となる。以上の説明が示すように、中間調においては階調再現性が低下して、濃淡ムラを効果的に抑制できないおそれがあった。
【００６６】
これに対して、本実施形態の閾値テーブルメモリー１４０は、複数種類の閾値マトリックスＭＸ−a、ＭＸ−b、…、ＭＸ−oを記憶している。そして、スポットＳＴα、ＳＴβが照射される画素を含む基本セルＣＬ−a、…、ＣＬ−fおよびその他の基本セルの間で、閾値マトリックスが使い分けられる（図１１、図１２、図１３）。
【００６７】
図１１は、各基本セルに対して用いられる閾値マトリックスを示した図である。図１２は、図１１の閾値マトリックスＭＸ−aを示す図である。図１３は、図１１の閾値マトリックスＭＸ−oを示す図である。図１１、図１２では、スポットＳＴα、ＳＴβが照射される各画素にハッチングが施されている。図１１に示すように、スポットＳＴα、ＳＴβが照射されることの無い画素のみで構成される基本セルに対しては、閾値マトリックスＭＸ−oが用いられている。一方、スポットＳＴα、ＳＴβが照射される画素を含む基本セルに対しては、閾値マトリックスＭＸ−oと異なる閾値マトリックスＭＸ−a、…、ＭＸ−fが用いられている。そして、このように閾値マトリックスを使い分けることで、各網点Ｓdt−a、Ｓdt−b、Ｓdt−c、Ｓdt−d、Ｓdt−e、Ｓdt−fの平均の面積率は２４．９％となり、周囲の網点の面積率とほぼ同じになり、濃淡差が解消される。
【００６８】
これら閾値マトリックスＭＸ−a、…、ＭＸ−fは、例えば、次のようにして生成される。まずは、最低階調値である白ベタ画像以外のある濃度で、濃淡ムラを補正するための補正データを作成する。そして、この補正データに応じた光量で各発光素子Ｅを発光させた状態で、網点スクリーンの各網点を１画素ずつ成長させながら、その面積率をラインヘッド２９の全長において測定する。網点の基本セルは副走査方向ＳＤにも並ぶが、副走査方向ＳＤへは同じ配列パターンを繰り返し並べておき、面積率の測定は１パターンに対してのみ実行する。０％から１００％の濃度の画像データに対し、それぞれのパーセンテージに最も近い面積率となる網点の成長状態を、各網点に対して選び、閾値を設定する。こうして、ラインヘッド２９の発光素子Ｅの個数分の幅を有し、網点の基本セルの繰り返しパターンの１パターン分の高さを有する、２次元の閾値データテーブルを作成することができる。そして、この２次元の閾値データテーブルを副走査方向ＳＤに１行ずつ分解し、テーブルの高さ分の数の閾値テーブルを作成する。この閾値データテーブルは、全発光素子Ｅに対応した閾値を持つこととなる。
【００６９】
こうして、閾値マトリックスＭＸ−a、…、ＭＸ−fは、スポットＳＴα、ＳＴβを照射する発光素子Ｅの光量Ｑ2に応じて設定された閾値を有する。具体的には、例えば閾値マトリックスＭＸ−a、ＭＸoを比較して判るように（図１２、図１３）、閾値マトリックスＭＸ−aにおいてスポットＳＴα、ＳＴβが照射される位置の各閾値は、閾値マトリックスＭＸ−oの対応する位置の各閾値と異なっている。
【００７０】
また、本実施形態では、閾値マトリックスＭＸ−aにおいてスポットＳＴα、ＳＴβが照射される位置の閾値以外の閾値も、スポットＳＴα、ＳＴβを照射する発光素子Ｅの光量Ｑ2に応じて設定され、閾値マトリックスＭＸ−oの対応する位置の各閾値と異なっている。これは、スポットピッチの変化により、ピッチが変化したスポットＳＴα、ＳＴβが照射される画素の大きさだけでなく、網点の基本セルそのものの面積も変化したことに対応するためである。これにより、広い階調値に渡っての濃淡ムラの抑制をより高精度に図ることが可能となる。
【００７１】
以上のように本実施形態では、互いに光量の異なる発光素子Ｅに対して、閾値マトリックスを使い分けている。その結果、広い階調値に渡って、画像の濃淡ムラを抑制可能となっている。
【００７２】
特に本実施形態では、閾値マトリックスＭＸ−a、…、ＭＸ−fの閾値は光量Ｑ2に応じて設定されているため、広い階調値に渡っての濃淡ムラの抑制を、精度良く図ることが可能となる。
【００７３】
その他
以上のように、上記実施形態では、ラインヘッド２９が本発明の「露光ヘッド」に相当し、感光体ドラム２１が本発明の「潜像担持体」に相当し、現像器２４が本発明の「現像部」に相当し、判定機２１０および補正データメモリー２２０が協働して本発明の「光量設定部」として機能し、メインコントローラーＭＣおよびヘッドコントローラーＨＣが協働して、本発明の「発光制御部」として機能している。また、スポットＳＴα、ＳＴβを照射する発光素子Ｅが本発明の「第１の発光素子」に相当し、それ以外の発光素子Ｅが本発明の「第２の発光素子」に相当する。また、ビデオデータＶＤが本発明の「第１の二値データ」「第２の二値データ」に相当し、ＣＭＹＫ階調データが本発明の「階調データ」に相当し、閾値マトリックスＭＸ−a、…、ＭＸ−fが本発明の「第１の閾値マトリックス」に相当し、閾値マトリックスＭＸ−oが本発明の「第２の閾値マトリックス」に相当する。
【００７４】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したものに対して種々の変更を加えることが可能である。例えば、上記実施形態のスクリーン処理は、網点型の閾値マトリックスを用いたスクリーン処理であった。しかしながら、スクリーン処理はこれに限られず、万線の線幅によって階調を再現する万線方の閾値マトリックスを用いたスクリーン処理であっても良い。つまり、図９に示したように、光量補正の結果スポットＳＴα、ＳＴβが大きくなると、当該スポットＳＴα、ＳＴβにより形成されるドットが万線に含まれるか否かで、当該万線の線幅が変わる。その結果、上述と同様にして、中間調で濃淡ムラが発生するおそれがある。そこで、互いに光量の異なる発光素子Ｅに対して、万線型の閾値マトリックスを使い分けることで、広い階調値に渡って、画像の濃淡ムラを抑制するように構成しても良い。
【００７５】
また、上記実施形態では、潜像担持体として感光体ドラム２１を用いた。しかしながら、特開２００８−２２１５７０号公報の図２６に記載されているような、感光体ベルトを潜像担持体として用い、感光体ベルトのローラーへの巻きかけ部をラインヘッド２９で露光するように構成することもできる。
【００７６】
また、副走査方向ＳＤに異なる位置に配置される結像光学系ＯＳの個数（換言すれば、レンズ行の行数）は３個に限られず、２個あるいは４個以上であっても良い。
【００７７】
また、上記実施形態では、結像光学系ＯＳの光学倍率については特に言及しなかった。しかしながら、結像光学系ＯＳとしては、倒立像を結像するもの、正立像を結像するもの、縮小像を結像するもの、拡大像を結像するもの、あるいはこれらを組み合わせた光学特性を有するものを用いることができる。
【００７８】
また、閾値マトリックスのサイズや形状も上述のものに限られず、任意のサイズおよび形状のものを使用可能である。この際、各閾値マトリックスのサイズ・形状を共通としても良く、あるいは互いに異ならせても良い。
【００７９】
また、発光素子グループＥＧを構成する発光素子Ｅの個数や、配置態様も種々の変更が可能である。
【００８０】
また、上述の有機ＥＬ素子以外に、ＬＥＤ（Light Emitting Diode)等の光源を、発光素子Ｅとして用いることもできる。
【００８１】
ラインヘッド２９としては、上述のような、発光素子グループＥＧを離散的かつ２次元的に配置した上述のラインヘッド２９以外に、特開２００７−２１０１３９のラインヘッドのように複数の発光素子Ｅをラインヘッドの略全長に渡って等ピッチで並べたものを用いることもできる。
【符号の説明】
【００８２】
２１…感光体ドラム、 ２４…現像器、 ２９…ラインヘッド、 Ｅ…発光素子、 ＥＧ…発光素子グループ、 ＬＳ1、ＬＳ2…レンズ、 ＯＳ、ＯＳa、ＯＳb、ＯＳc…結像光学系、 ＭＣ…メインコントローラー、 ＨＣ…ヘッドコントローラー
【技術分野】
【０００１】
この発明は、露光ヘッドが有する複数の発光素子それぞれからの光を潜像担持体に照射して画像を形成する技術に関するものであり、特に、発光素子の光量調整に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、露光ヘッドが有する複数の発光素子それぞれからの光を、感光体ドラム等の潜像担持体にスポットとして照射する画像形成装置が知られている。より詳しくは、この画像形成装置は、画像データに応じた位置にスポットを照射して、潜像担持体に潜像を形成するとともに、この潜像を現像して、所望の画像を得るものである。
【０００３】
ただし、上述のような画像形成装置では、形成された画像に濃淡ムラが発生する場合がある。そこで、特許文献１では、画像の濃淡ムラを打ち消すように、各発光素子の光量を調整する技術が提案されている。具体的には、この技術は、光量を調整するための係数（同文献の補正係数）を各発光素子について記憶しておき、この係数に応じた光量で各発光素子を駆動することで、画像の濃淡ムラを抑制するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−２７００５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の技術は、広い階調範囲に渡って、画像の濃淡ムラを適切に抑制するにあたっては限界があった。つまり、同技術では、実際に形成した画像の濃淡に基づいて、光量を調整するための係数を求め、この係数に応じて複数の発光素子の光量をそれぞれ設定している。ところが、このように形成した画像の濃淡ムラを打ち消すように複数の発光素子の光量をそれぞれ設定したことで、係数を求めるために形成した画像の階調範囲においては濃淡ムラを有効に抑制できる一方、それ以外の階調範囲においては濃淡ムラが発生してしまう場合があった。
【０００６】
この発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、広い階調値に渡って、画像の濃淡ムラを抑制可能とする技術の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明にかかる画像形成装置は、上記目的を達成するために、第１の発光素子および第２の発光素子を有する露光ヘッドと、第１の発光素子の光量を第１の光量に設定し、第２の発光素子の光量を第１の光量と異なる第２の光量に設定する光量設定部と、第１の発光素子が第１の光量で発光した光が照射され、第２の発光素子が第２の光量で発光した光が照射される潜像担持体と、潜像担持体に形成された潜像を現像する現像部と、第１の発光素子の発光および消灯を制御する第１の二値データを第１の閾値マトリックスと階調データとを比較して生成し、当該第１の二値データが発光を示すときに第１の発光素子を第１の光量で発光させ、第２の発光素子の発光および消灯を制御する第２の二値データを第１の閾値マトリックスと異なる第２の閾値マトリックスと階調データとを比較して生成し、当該第２の二値データが発光を示すときに第２の発光素子を第２の光量で発光させる発光制御部と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
この発明にかかる画像形成方法は、上記目的を達成するために、潜像担持体に光を照射する第１の発光素子の発光および消灯を制御する第１の二値データを第１の閾値マトリックスと階調データとを比較して生成し、当該第１の二値データが発光を示すときに第１の発光素子を第１の光量で発光させ、潜像担持体に光を照射する第２の発光素子の発光および消灯を制御する第２の二値データを第１の閾値マトリックスと異なる第２の閾値マトリックスと階調データとを比較して生成し、当該第２の二値データが発光を示すときに第２の発光素子を第１の光量と異なる第２の光量で発光させることを特徴とする。
【０００９】
このように構成された発明（画像形成装置、画像形成方法）では、第１の発光素子および第２の発光素子の光量は、それぞれ異なる第１の光量および第２の光量に設定されている。そのため、ある階調範囲では階調ムラを抑制できたとしても、その他の階調範囲では階調ムラを抑えこめない場合があった。これに対して本発明は、互いに異なる２種類の閾値マトリックス（第１・第２の閾値マトリックス）を有しており、互いに光量の異なる第１・第２の発光素子に対して、これら第１・第２の閾値マトリックスを使い分けている。その結果、広い階調値に渡って、画像の濃淡ムラを抑制可能となっている。
【００１０】
このとき、第１の閾値マトリックスの閾値は第１の光量に応じて設定されるように構成しても良い。これにより、広い階調値に渡っての濃淡ムラの抑制を、精度良く図ることが可能となる。
【００１１】
具体的には、第１の閾値マトリックスのうち、第１の発光素子が光を照射する潜像担持体での位置に対応する閾値が第１の光量に応じて設定されるように構成すると好適である。
【００１２】
さらには、第１の閾値マトリックスのうち、第１の発光素子が光を照射する潜像担持体での位置に対応する閾値以外の閾値も第１の光量に応じて設定されるように構成しても良い。これにより、広い階調値に渡っての濃淡ムラの抑制をより高精度に図ることが可能となる。
【００１３】
なお、第１の閾値マトリックスおよび第２の閾値マトリックスは、網点の大きさにより階調を再現する閾値マトリックスであっても良く、あるいは、万線の線幅によって階調を再現する閾値マトリックスであっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明を適用可能な画像形成装置の一例を示す図。
【図２】図１の装置の電気的構成を示すブロック図。
【図３】ラインヘッドの一例を示す図。
【図４】ラインヘッドの一例を示す図。
【図５】ラインヘッドの一例を示す図。
【図６】ラインヘッドによる露光動作の一例を示す図。
【図７】露光動作を制御する電気的構成を示すブロック図。
【図８】光量補正を行わなかった場合の発光素子光量とスポットとを示す模式図。
【図９】光量補正を行った場合の発光素子光量とスポットとを示す模式図。
【図１０】中間調で濃淡ムラが発生する様子を例示した図。
【図１１】各基本セルに対して用いられる閾値マトリックスを示した図。
【図１２】図１１の閾値マトリックスＭＸ−aを示す図。
【図１３】図１１の閾値マトリックスＭＸ−oを示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１は本発明を適用可能な画像形成装置の一例を示す図である。また、図２は図１の装置の電気的構成を示すブロック図である。この画像形成装置１は、互いに異なる色の画像を形成する４個の画像形成ステーション２Ｙ（イエロー用）、２Ｍ（マゼンタ用）、２Ｃ（シアン用）および２Ｋ（ブラック用）を備えている。そして、画像形成装置１は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）およびブラック（Ｋ）の４色のトナーを重ね合わせてカラー画像を形成するカラーモードと、ブラック（Ｋ）のトナーのみを用いてモノクロ画像を形成するモノクロモードとを選択的に実行可能となっている。
【００１６】
この画像形成装置では、ホストコンピューターなどの外部装置から画像形成指令がＣＰＵやメモリーなどを有するメインコントローラーＭＣに与えられると、このメインコントローラーＭＣはエンジンコントローラーＥＣに制御信号を与えるとともに画像形成指令に対応するビデオデータＶＤをヘッドコントローラーＨＣに与える。このとき、メインコントローラーＭＣは、ヘッドコントローラーＨＣから水平リクエスト信号ＨＲＥＱを受け取る毎に、主走査方向ＭＤに１ライン分のビデオデータＶＤをヘッドコントローラーＨＣに与える。また、ヘッドコントローラーＨＣは、メインコントローラーＭＣからのビデオデータＶＤとエンジンコントローラーＥＣからの垂直同期信号Ｖsyncおよびパラメーター値とに基づき、各色の画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋそれぞれのラインヘッド２９を制御する。これによって、エンジン部ＥＮＧが所定の画像形成動作を実行し、複写紙、転写紙、用紙およびＯＨＰ用透明シートなどのシート状の記録媒体ＲＭに画像形成指令に対応する画像を形成する。
【００１７】
各画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃおよび２Ｋは、トナー色を除けばいずれも同じ構造および機能を有している。そこで、図１では、図を見やすくするために、画像形成ステーション２Ｃを構成する各部品にのみ符号を付し、他の画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍおよび２Ｋに付すべき符号については記載を省略する。また、以下の説明では、図１に付した符号を参照して画像形成ステーション２Ｃの構造および動作を説明するが、他の画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍおよび２Ｋの構造および動作も、トナー色が異なることを除けば同じである。
【００１８】
画像形成ステーション２Ｃには、シアン色のトナー像がその表面に形成される感光体ドラム２１が設けられている。感光体ドラム２１は、その回転軸が主走査方向ＭＤ（図１の紙面に対して垂直な方向）に平行もしくは略平行となるように配置されており、図１中矢印Ｄ２１の方向に所定速度で回転駆動される。これにより、感光体ドラム２１の表面が、主走査方向ＭＤに直交もしくは略直交する副走査方向ＳＤに移動することとなる。
【００１９】
感光体ドラム２１の周囲には、感光体ドラム２１表面を所定の電位に帯電させるコロナ帯電器である帯電器２２と、感光体ドラム２１表面を画像信号に応じて露光することで静電潜像を形成するラインヘッド２９と、該静電潜像をトナー像として顕像化する現像器２４と、第１スクイーズ部２５と、第２スクイーズ部２６と、転写後の感光体ドラム２１の表面をクリーニングするクリーニングユニットとが、それぞれこれらの順に感光体ドラム２１の回転方向Ｄ２１（図１では、時計回り）に沿って配設されている。
【００２０】
この実施形態では、帯電器２２は２つのコロナ帯電器２２１、２２２で構成されており、感光体ドラム２１の回転方向Ｄ２１においてコロナ帯電器２２１がコロナ帯電器２２２に対して上流側に配置されており、２つのコロナ帯電器２２１、２２２により２段階で帯電されるように構成されている。各コロナ帯電器２２１、２２２は同一構成であり、感光体ドラム２１の表面に接触しないものであり、スコロトロン帯電器である。
【００２１】
そして、コロナ帯電器２２１、２２２により帯電された感光体ドラム２１表面に対して、ラインヘッド２９がヘッド駆動信号Sdに基づいて静電潜像を形成する。つまり、ヘッドコントローラーＨＣがラインヘッド２９に駆動信号Sdを送信すると、この駆動信号Sdに基づいて各発光素子Ｅが発光する。これにより、感光体ドラム２１表面が露光されて、画像信号に対応した静電潜像が形成される。なお、ラインヘッド２９の構成および動作の詳細は後述する。
【００２２】
こうして形成された静電潜像に対して現像器２４からトナーが付与されて、静電潜像がトナーにより現像される。この画像形成装置１の現像器２４は、現像ローラー２４１を有している。この現像ローラー２４１は円筒状の部材であり、鉄等金属製の内芯の外周部に、ポリウレタンゴム、シリコンゴム、ＮＢＲ、ＰＦＡチューブなどの弾性層を設けたものである。この現像ローラー２４１は現像用モーターに接続され、図１紙面において反時計回りに回転駆動されて感光体ドラム２１に対してウィズ回転する。また、この現像ローラー２４１は図示を省略する現像バイアス発生部（定電圧電源）と電気的に接続されており、適当なタイミングで現像バイアスが印加されるように構成されている。
【００２３】
また、この現像ローラー２４１に対して液体現像剤を供給するためにアニロックスローラーが設けられており、アニロックスローラーを介して現像剤貯留部から現像ローラー２４１へ液体現像剤が供給される。このようにアニロックスローラーは現像ローラー２４１に対して液体現像剤を供給する機能を有する。このアニロックスローラーは、液体現像剤を担持し易いように表面に微細且つ一様に彫刻された螺旋溝などによる凹部パターンが形成されたローラーである。現像ローラー２４１と同様に、金属の芯金にウレタン、ＮＢＲなどのゴム層を巻き付けたものや、ＰＦＡチューブを被せたものなどが用いられる。また、アニロックスローラーは現像用モーターに接続されて回転する。
【００２４】
現像剤貯留部に貯留される液体現像剤は、従来一般的に使用されている、Isopar（商標：エクソン）を液体キャリアとした低濃度（１〜２ｗｔ％）かつ低粘度の常温で揮発性を有する揮発性液体現像剤ではなく、高濃度かつ高粘度の、常温で不揮発性の液体現像剤、すなわち、樹脂中へ顔料などの着色剤を分散させた平均粒径１μｍの固形子を、有機溶媒、シリコンオイル、鉱物油又は食用油等の液体溶媒中へ分散剤とともに添加し、トナー固形分濃度を約２０%とした高粘度（３０〜１００００ｍＰａ・s程度）の液体現像剤が用いられる。
【００２５】
上記のようにして、液体現像剤が供給された現像ローラー２４１はアニロックスローラーと同時に回転すると共に、感光体ドラム２１の表面とは同方向に移動するように回転して現像ローラー２４１の表面に担持された液体現像剤を現像位置に搬送する。なお、トナー像を形成するため、現像ローラー２４１の回転方向は、その表面が感光体ドラム２１の表面と同方向に移動するようにウィズ回転する必要があるが、アニロックスローラーに対しては、逆方向、或いは、同方向、どちらに移動する構成であってもよい。
【００２６】
また、現像器２４では、この現像ローラー２４１の回転方向において現像位置の上流側直前にトナー帯電コロナ発生器２４２が現像ローラー２４１に対向して配置されている。このトナー帯電コロナ発生器２４２は現像ローラー２４１の表面の帯電バイアスを増加させる電界印加手段であり、定電流電源で構成されたトナーチャージ発生部（図示省略）と電気的に接続されている。そして、トナー帯電コロナ発生器２４２に対してトナーチャージバイアスが与えられると、現像ローラー２４１によって搬送される液体現像剤のトナーに対して、このトナー帯電コロナ発生器２４２と近接する位置で電界が印加され、トナーの帯電が施される。なお、このトナー帯電には、電解印加によるコロナ放電に代えて、接触して帯電させるトナー帯電ローラーを用いてもよい。
【００２７】
また、このように構成された現像器２４は感光体ドラム２１上の潜像を現像する現像位置と感光体ドラム２１から離れた退避位置との間で往復可能となっている。したがって、現像器２４が退避位置に移動して位置決めされると、その間、シアン用の画像形成ステーション２Ｃでは、感光体ドラム２１への新たな液体現像剤の供給は停止される。
【００２８】
感光体ドラム２１の回転方向Ｄ２１において現像位置の下流側に、第１スクイーズ部２５が配置されるとともに、さらに第１スクイーズ部２５の下流側に第２スクイーズ部２６が配置されている。これらのスクイーズ部２５、２６にはスクイーズローラー２５１、２６１がそれぞれ設けられている。そして、スクイーズローラー２５１が第１スクイーズ位置で感光体ドラム２１の表面と当接しながらメインモーターからの回転駆動力を受けて回転してトナー像の余剰現像剤を除去する。また、感光体ドラム２１の回転方向Ｄ２１において第１スクイーズ位置の下流側の第２スクイーズ位置でスクイーズローラー２６１が感光体ドラム２１の表面と当接しながらメインモーターからの回転駆動力を受けて回転してトナー像の余剰液体キャリアやカブリトナーを除去する。また、本実施形態ではスクイーズ効率を高めるために、スクイーズローラー２５１、２６１に対して図示省略するスクイーズバイアス発生部（定電圧電源）が電気的に接続されており、適当なタイミングでスクイーズバイアスが印加されるように構成されている。なお、本実施形態では２つのスクイーズ部２５、２６を設けているが、スクイーズ部の個数や配置などはこれに限定されるものではなく、例えば１個のスクイーズ部を配置してもよい。
【００２９】
これらのスクイーズ位置を通過してきたトナー像は転写部３の中間転写体３１に１次転写される。この中間転写体３１は、その表面、より詳しくはその外周面にトナー像を一時的に担持可能な像担持体としての無端状ベルトであり、複数のローラー３２、３３、３４、３５および３６に掛け渡されている。これらのうちローラー３２はメインモーターに連結されて、中間転写体３１を図１の矢印方向Ｄ３１に周回駆動するベルト駆動ローラーとして機能している。なお、本実施形態では、記録紙ＲＭとの密着性を高めて記録紙ＲＭへのトナー像の転写性を高めるために、中間転写体３１の表面に弾性層を設け、当該弾性層の表面にトナー像が担持されるように構成されている。
【００３０】
ここで、中間転写体３１を掛け渡されたローラー３２ないし３６のうち、メインモーターにより駆動されるのは上記したベルト駆動ローラー３２のみであり、他のローラー３３ないし３６は駆動源を有しない従動ローラーである。また、ベルト駆動ローラー３２は、ベルト移動方向Ｄ３１において一次転写位置ＴＲ1の下流側、かつ後述する二次転写位置ＴＲ2の上流側で中間転写体３１を巻き掛けている。
【００３１】
転写部３は一次転写バックアップローラー３７を有しており、一次転写バックアップローラー３７は中間転写体３１を挟んで感光体ドラム２１と対向して配設されている。感光体ドラム２１と中間転写体３１とが当接する一次転写位置ＴＲ1では、感光体ドラム２１の外周面が中間転写体３１と当接して一次転写ニップ部ＮＰ１ｃを形成している。そして、感光体ドラム２１上のトナー像が中間転写体３１の外周面（一次転写位置ＴＲ1において下面）に転写される。こうして画像形成ステーション２Ｃにより形成されたシアン色のトナー像が中間転写体３１に転写される。同様に、他の画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍおよび２Ｋでもトナー像の転写が実行されることで、各色のトナー像が中間転写体３１上に順次重ね合わされ、フルカラーのトナー像が形成される。一方、モノクロトナー像が形成される際には、ブラック色に対応した画像形成ステーション２Ｋのみにおいて、中間転写体３１へのトナー像転写が行われる。
【００３２】
こうして中間転写体３１に転写されたトナー像は、ベルト駆動ローラー３２への巻き掛け位置を経由して二次転写位置ＴＲ2に搬送される。この二次転写位置ＴＲ2では、中間転写体３１を巻き掛けられたローラー３４に対して二次転写部４の二次転写ローラー４２が中間転写体３１を挟んで対向配置されており、中間転写体３１表面と転写ローラー４２表面とが互いに当接して二次転写ニップ部ＮＰ２を形成している。すなわち、ローラー３４は二次転写バックアップローラーとして機能している。バックアップローラー３４の回転軸は、例えばバネのような弾性部材である押圧部３４５によって弾性的に、かつ中間転写体３１に対して近接・離間移動自在に支持されている。
【００３３】
二次転写位置ＴＲ2においては、中間転写体３１上に形成された単色あるいは複数色のトナー像が、一対のゲートローラー５１から搬送経路ＰＴに沿って搬送される記録媒体ＲＭに転写される。また、トナー像が二次転写された記録媒体ＲＭは、二次転写ローラー４２から搬送経路ＰＴ上に設けられた定着ユニット７へ送出される。定着ユニット７では、記録媒体ＲＭに転写されたトナー像に熱や圧力などが加えられて記録媒体ＲＭへのトナー像の定着が行われる。こうして、記録媒体ＲＭに所望の画像を形成することができる。
【００３４】
以上が画像形成装置の概略構成である。続いて、本実施形態にかかる画像形成装置に適用可能なラインヘッド２９の詳細について説明する。図３、図４および図５は、ラインヘッドの一例を示す図である。特に、図３は、ラインヘッド２９が備える発光素子およびレンズの位置関係を、レンズが構成する結像光学系の光軸方向Ｄoaから見た平面図であり、図４は、ラインヘッド２９の部分斜視図であり、図５は、ラインヘッド２９のＡ−Ａ線（図３の階段状の二点鎖線）における部分階段断面図であって、該断面をラインヘッド２９の長手方向ＬＧＤから見た場合に相当する。図３では、レンズＬＳ1、ＬＳ2が一点鎖線で記載されているが、これは、発光素子ＥとレンズＬＳ1、ＬＳ2とが光軸方向Ｄoaにおいて異なる位置にあることを考慮したものである。
【００３５】
このラインヘッド２９は、長手方向ＬＧＤに長尺で幅方向ＬＴＤに短尺な全体構成を備える。そこで、図３〜図５および以下の図面では必要に応じて、ラインヘッド２９の長手方向ＬＧＤおよび幅方向ＬＴＤを示す。また、レンズが構成する結像光学系の光軸方向Ｄoaについても、図３〜図５および以下の図面で適宜示すとともに、必要に応じて、光軸方向Ｄoaの矢印側を「表」あるいは「上」と表現し、光軸方向Ｄoaの矢印と反対側を「裏」「下」あるいは「底」と表現する。なお、これらの方向ＬＧＤ、ＬＴＤ、Ｄoaは互いに直交もしくは略直交している。
【００３６】
また、上述のとおり、同ラインヘッド２９を画像形成装置に適用するにあたっては、ラインヘッド２９は、主走査方向ＭＤに直交もしくは略直交する副走査方向ＳＤに移動する感光体ドラム２１表面に対して露光を行なうものであり、しかも、感光体ドラム２１表面の主走査方向ＭＤはラインヘッド２９の長手方向ＬＧＤに平行もしくは略平行であり、感光体ドラム２１表面の副走査方向ＳＤはラインヘッド２９の幅方向ＬＴＤに平行もしくは略平行である。そこで、必要に応じて、長手方向ＬＧＤ・幅方向ＬＴＤと一緒に、主走査方向ＭＤ・副走査方向ＳＤも図示することとする。
【００３７】
ラインヘッド２９では、複数（図３の例では１５個）の発光素子Ｅを長手方向ＬＧＤに２行千鳥で並べて、１個の発光素子グループＥＧが構成されている。さらに、複数の発光素子グループＥＧが３行千鳥で長手方向ＬＧＤに並べられている。かかる配列態様は、換言すれば次のようにも説明できる。つまり、長手方向ＬＧＤへ距離３×Ｄg毎に発光素子グループＥＧを配置して、長手方向ＬＧＤに直線的に並ぶ複数の発光素子グループＥＧから１行の発光素子グループ行ＧＲa等が構成される。さらに、３行の発光素子グループ行ＧＲa、ＧＲb、ＧＲcは、幅方向ＬＴＤに距離Ｄtを空けて配置されるとともに、長手方向ＬＧＤに距離Ｄgだけ互いにシフトされている。
【００３８】
また、各発光素子Ｅは、互いに同一の発光スペクトルを有するボトムエミッション型の有機ＥＬ（Electro-Luminescence）素子である。つまり、各発光素子Ｅを構成する有機ＥＬ素子は、長手方向ＬＧＤに長く幅方向ＬＴＤに短いガラス平板であるヘッド基板２９３の裏面２９３−tに形成されて、ガラス製の封止部材２９４により封止されている。なお、この封止部材２９４は、ヘッド基板２９３の裏面２９３−tに接着剤により固定されている。
【００３９】
上述のように配置された複数の発光素子グループＥＧそれぞれに対しては１つの結像光学系ＯＳが対向している。具体的には、この結像光学系ＯＳは、発光素子グループＥＧ側に凸の２枚のレンズＬＳ1、ＬＳ2から構成されている。なお、図４、図５では、発光素子グループＥＧとレンズＬＳ1、ＬＳ2との間には遮光部材２９７が図示されているが、これについては結像光学系の説明の後に説明する。
【００４０】
このラインヘッド２９では、３行千鳥で並ぶ複数の発光素子グループＥＧのそれぞれに対向してレンズＬＳ1、ＬＳ2を配置するために、複数のレンズＬＳ1を３行千鳥で並べたレンズアレイＬＡ1と、複数のレンズＬＳ2を３行千鳥で並べたレンズアレイＬＡ2とが設けられている。つまり、レンズアレイＬＡ1（ＬＡ2）では、長手方向ＬＧＤへ距離３×Ｄg毎にレンズＬＳ1（ＬＳ2）を配置して、長手方向ＬＧＤに直線的に並ぶ複数のレンズＬＳ1（ＬＳ2）から１行のレンズ行が構成される。さらに、３行のレンズ行は、幅方向ＬＴＤに距離Ｄtを空けて配置されるとともに、長手方向ＬＧＤに距離Ｄgだけ互いにシフトされている。
【００４１】
ちなみに、レンズアレイＬＡ1（ＬＡ2）は、光透過製のガラス平板に樹脂製のレンズＬＳ1（ＬＳ2）を形成することで構成することができる。また、この実施形態では、長手方向ＬＧＤに長尺なレンズアレイを一体的な構成で作成することは困難であることに鑑みて、比較的短尺なガラス平板に樹脂製のレンズＬＳ1（ＬＳ2）を３行千鳥で形成して１つの短尺なレンズアレイＬＡ1（ＬＡ2）を作製し、この短尺レンズアレイＬＡ1（ＬＡ2）を長手方向ＬＧＤに複数並べることで、長手方向ＬＧＤに長尺なレンズアレイを構成している。
【００４２】
より具体的には、ヘッド基板表面２９３−hの幅方向ＬＴＤの両端部それぞれには、複数のスペーサーＳＰ1が長手方向ＬＧＤに直線的に間隔を空けて並べられている。そして、幅方向ＬＴＤへスペーサーＳＰ1、ＳＰ1に架設された状態で、複数のレンズアレイＬＡ1が長手方向ＬＧＤに並べられて、１つの長尺レンズアレイが構成されている。また、レンズアレイＬＡ1からなる長尺レンズアレイ表面の幅方向ＬＴＤの両端部それぞれには、複数のスペーサーＳＰ2が長手方向ＬＧＤに直線的に間隔を空けて並べられている。そして、幅方向ＬＴＤへスペーサーＳＰ2、ＳＰ2に架設された状態で、複数のレンズアレイＬＡ2が長手方向ＬＧＤに並べられて、１つの長尺レンズアレイが構成されている。さらに、レンズアレイＬＡ2からなる長尺レンズアレイ表面には平板状の支持ガラスＳＳが接着されており、複数のレンズアレイＬＡ2は各スペーサーＳＰ2のみならず、当該スペーサーＳＰ2の反対側から支持ガラスＳＳによっても支持されている。また、この支持ガラスＳＳは、各レンズアレイＬＡ2が外部に露出しないように、当該レンズアレイＬＡ2を覆う機能も併せ持つ。
【００４３】
つまり、上述のように構成された２枚レンズアレイＬＡ1、ＬＡ2をヘッド基板２９３に対向させることで、発光素子グループＥＧの３行千鳥配置に対応して、２枚のレンズＬＳ1、ＬＳ2で構成される結像光学系ＯＳが３行千鳥で長手方向ＬＧＤに並ぶこととなる。そして、発光素子グループＥＧの各発光素子Ｅが射出した光は、結像光学系ＯＳおよび支持ガラスＳＳを透過して、感光体ドラム２１表面に照射される。なお、図５では、発光素子グループ行ＧＲaに属する発光素子グループＥＧからの光を結像する結像光学系ＯＳに対して符号ＯＳaが併記されている。また、同様にして、発光素子グループ行ＧＲb、ＧＲcに属する発光素子グループＥＧからの光を結像する結像光学系ＯＳに対して符号ＯＳb、ＯＳcが併記されている。すなわち、幅方向ＬＴＤに互いに異なる位置に配置された結像光学系ＯＳに対して、異なる符合ＯＳa、ＯＳb、ＯＳcが付されている。
【００４４】
このように、ラインヘッド２９では、複数の発光素子グループＥＧそれぞれに対して専用の結像光学系ＯＳが配置されている。このようなラインヘッド２９では、発光素子グループＥＧからの光は、当該発光素子グループＥＧに設けられた結像光学系ＯＳにのみ入射し、それ以外の結像光学系ＯＳに入射しないことが望ましい。そこで、ヘッド基板２９３の表面２９３−hとレンズアレイＬＡ1との間には、遮光部材２９７が設けられている。この遮光部材２９７は、発光素子グループＥＧから当該発光素子グループＥＧに対向する結像光学系ＯＳに向かう光を制限する機能を果たす。具体的には、遮光部材２９７には、発光素子グループＥＧからこれに対向する結像光学系ＯＳへと向かう導光孔２９７１が、光軸方向Ｄoaに貫通形成されている。導光孔２９７１は円柱形状の孔であり、その中心軸は結像光学系ＯＳの光軸ＯＡと概ね一致している。したがって、発光素子グループＥＧから射出された光のうち、遮光部材２９７の底面で遮られることなく導光孔２９７１を通過した光が、結像光学系ＯＳに入射することとなる。そして、結像光学系ＯＳで結像された光が感光体ドラム２１表面に照射されて、感光体ドラム２１表面が露光される。続いて、ラインヘッド２９による露光動作を説明する。
【００４５】
図６は、ラインヘッドによる露光動作の一例を示す図である。同図では、感光体ドラム２１表面に仮想的に配列された画素ＰＸと、画素ＰＸに照射されるスポットＳＴとが記載されている。このスポットＳＴは、１個の発光素子Ｅからの光が結像光学系ＯＳにより結像されることで、感光体ドラム２１表面に照射される光である。ここでは、同図を用いて、主走査方向ＭＤ（長手方向ＬＧＤ）に３行千鳥で並ぶ複数の発光素子グループＥＧそれぞれを同時点灯させて実行する露光動作の一例について説明する。より詳しくは、この露光動作例は、感光体ドラム２１表面を副走査方向ＳＤに移動させながら、各発光素子グループＥＧの同時点灯を各時刻ｔ1、ｔ2、ｔ3、…で繰り返すことで、感光体ドラム２１表面をくまなく露光するものである。
【００４６】
まず、時刻ｔ1において、各発光素子グループＥＧが同時点灯すると、ハッチングの無い丸印で表された複数のスポットＳＴがそれぞれ画素ＰＸ上に形成される。なお、上述のとおり、発光素子グループＥＧは主走査方向ＭＤに２行千鳥で並ぶ１５個の発光素子Ｅで構成されている。そのため、発光素子グループＥＧの各発光素子Ｅが発光すると、１５個のスポットＳＴを主走査方向ＭＤに２行千鳥で並べたスポットグループＳＧが形成される。
【００４７】
また、上述の図３〜図５を用いた説明が示すとおり、ラインヘッド２９では、結像光学系ＯＳa、ＯＳb、ＯＳcが、主走査方向ＭＤにピッチＤgで周期的に配置されている。したがって、結像光学系ＯＳa、ＯＳb、ＯＳcそれぞれは、主走査方向ＭＤにおいて互いに異なる領域ＥＲa、ＥＲb、ＥＲcにスポットＳＴを形成する。さらに、結像光学系ＯＳa、ＯＳb、ＯＳcは副走査方向ＳＤに距離Ｄtずつシフトしていることから、結像光学系ＯＳa、ＯＳb、ＯＳcがスポットグループＳＧを形成する位置も副走査方向ＳＤに距離Ｄtずつシフトする。なお、図６では、結像光学系ＯＳaにより形成されたスポットグループＳＧに対して符号ＳＧaが併記され、同様にして、結像光学系ＯＳb、ＯＳcにより形成されたスポットグループＳＧに対して符号ＳＧb、ＳＧcが併記されている。
【００４８】
続いて、感光体ドラム２１表面が副走査方向ＳＤに１画素分だけ移動した時刻ｔ2で、複数の発光素子グループＥＧが同時点灯して、複数のスポットグループＳＧ（複数の斜め線のハッチングが施されたスポットＳＴからなるスポットグループＳＧ）が形成される。さらに、感光体ドラム２１表面が副走査方向ＳＤに１画素分だけ移動した時刻ｔ3で、複数の発光素子グループＥＧが同時点灯して、複数のスポットグループ（複数の点のハッチングが施されたスポットＳＴからなるスポットグループＳＧ）が形成される。そして、このような点灯動作を繰り返すことで、感光体ドラム２１表面をくまなく露光することができる。
【００４９】
なお、ここでは、感光体ドラム２１表面をくまなく露光する場合を例示して、ラインヘッド２９による露光動作を説明した。しかしながら、ラインヘッド２９が実行可能な露光動作はこれだけに限られず、画像形成指令に応じた露光動作を適宜実行可能であることは言うまでも無い。具体例を挙げれば、特開２００８−３６９３７号公報に記載のように、副走査方向ＳＤへの感光体ドラム２１表面の移動に応じて、各発光素子Ｅの発光タイミングを制御することで、複数のスポットＳＴを主走査方向ＭＤに直線的に並べて照射し、ライン状の潜像を形成することもできる。
【００５０】
要するに、画像形成指令に含まれる画像データに応じた画素ＰＸに対して選択的にスポットＳＴを形成するように、各発光素子Ｅの発光を制御することで、画像形成指令に応じた露光動作を行なうことができる。そして、本実施形態の画像形成装置は、当該露光動作を実行するために次のような電気的構成を備えている。
【００５１】
図７は、露光動作を制御する電気的構成を示すブロック図である。この実施形態では、メインコントローラーＭＣは、ラインヘッド２９の各発光素子Ｅの発光および消灯を示す二値データであるビデオデータＶＤを画像データに基づいて生成する。一方、ヘッドコントローラーＨＣは、このビデオデータＶＤに応じて、駆動信号Ｓdを適宜与えることで各発光素子Ｅを所定のタイミングおよび光量で発光させる。各コントローラーＭＣ、ＨＣは、詳しくは次のような構成を備えている。
【００５２】
画像データを受信したメインコントローラーＭＣは、色変換部１１０において、画像データに含まれるＲＧＢ階調データをＣＭＹＫ階調データに色変換する。このＲＧＢ階調データは１画素１色成分あたり８ビット（つまり、２５６段階の階調を表す）のデータであり、ＣＭＹＫ階調データも同様に１画素１色成分あたり８ビットのデータである。さらに、メインコントローラーＭＣは、ＣＭＹＫ階調データに対してスクリーン処理を行う。
【００５３】
本実施形態でのスクリーン処理は、網点の大きさにより階調を再現する網点型のスクリーン処理であり、換言すれば、網点を構成するドットの個数を階調値に応じて増大させることで、網点を成長させて階調を再現するものである。ここで、ドットおよび網点は、次のとおり、
ドット：１個の画素ＰＸに対してスポットＳＴを照射した際に形成される潜像をトナー現像したもの、
網点：所定個数のドットの集合、
である。
【００５４】
このスクリーン処理における網点の成長は、網点型の閾値マトリックスを用いて制御される。つまり、ＣＭＹＫ階調データの各画素ＰＸの階調値と網点型の閾値マトリックスの各要素（閾値）とが比較されて、閾値以上の階調値を有する各画素ＰＸに対してドットを形成すると決定される。特に、この実施形態では、ＣＭＹＫ階調データと閾値マトリックスとが、主走査方向ＭＤに１ラインずつ比較されて、ドット形成の有無が判断される。そして、当該制御を実行するために、本願のメインコントローラーＭＣは、ラインバッファー１２０、閾値ラインメモリー１３０、閾値テーブルメモリー１４０、ラインカウンター１５０および比較器１６０を有している。
【００５５】
ラインバッファー１２０は主走査方向ＭＤに１ラインずつＣＭＹＫ階調データを記憶するものである。一方、閾値ラインメモリー１３０は主走査方向ＭＤに１ラインずつ閾値を記憶するものである。そして、比較器１６０において、ＣＭＹＫ階調データと閾値マトリックスとが主走査方向ＭＤに１ラインずつ比較されて、ドットを形成するためにスポットＳＴを照射する画素ＰＸとそうでない画素ＰＸとを示す二値信号であるビデオデータＶＤが生成される。
【００５６】
比較器１６０において１ライン分のビデオデータＶＤの生成が完了すると、ラインカウンター１５０が１ライン分だけカウントアップする。そして、このカウントアップの度に、新たな１ライン分のＣＭＹＫ階調データがラインバッファー１２０に上書きされるとともに、当該新たな１ライン分の閾値が閾値テーブルメモリー１４０から読み出されて閾値ラインメモリー１３０に上書きされる。なお、閾値テーブルメモリー１４０は、網点型の閾値マトリックスを、当該マトリックスの要素（閾値）と画素ＰＸとを対応付けて記憶するものであり、ラインカウンター１５０のカウントアップの度に、主走査方向ＭＤに１ライン分の閾値を閾値ラインメモリー１３０に出力する。そして、この新たな１ライン分についてＣＭＹＫ階調データと閾値マトリックスとが比較されて、ビデオデータＶＤが新たに生成される。
【００５７】
こうして、１ライン分のビデオデータＶＤを順次生成することで、例えば、１ページ分のビデオデータＶＤを生成することができる。そして、ヘッドコントローラーＨＣは、メインコントローラーＭＣから受け取ったビデオデータＶＤに基づいて、ラインヘッド２９を制御する。具体的には、ラインヘッド２９の各発光素子Ｅの発光および消灯がビデオデータＶＤに基づいて制御される。こうして、適切な画素ＰＸに対して選択的にスポットＳＴが形成され、画像データに応じた潜像が感光体ドラム２１表面に形成される。
【００５８】
ところで、発光素子Ｅの配列ピッチのばらつきや結像光学系ＯＳの光学倍率のばらつき等に起因して、感光体ドラム２１表面でのスポットＳＴの形成ピッチもばらついてしまうことがある。このため、一部の隣接スポットＳＴ間のピッチが広がって、これら隣接スポットＳＴの間で付着すべきトナーの量が著しく減少したり、あるいは全くトナーが付着しなかったりして、画像に濃淡ムラが発生するおそれがある。そこで、本実施形態のヘッドコントローラーＨＣは、当該問題に対応するために、判定機２１０と補正データメモリー２２０とを用いて各発光素子Ｅの光量を補正している。
【００５９】
補正データメモリー２２０は、各発光素子Ｅの光量の補正量を、補正データとして記憶するものである。そして、判定機２１０は、ビデオデータＶＤが示す画素ＰＸにスポットＳＴを照射する際の発光素子Ｅの光量を、補正データメモリー２２０の補正データに基づいて判定し、この判定結果に基づいて駆動信号Ｓdを生成する。つまり、この駆動信号Ｓdは、発光タイミングと光量とを各発光素子Ｅについて示す信号である。そして、ラインヘッド２９の各発光素子Ｅが駆動信号Ｓdに応じて発光することで、所望の潜像が感光体ドラム２１表面に形成される。こうして、各発光素子Ｅの光量を補正することで、上述した画像の濃淡ムラが抑制される。以下では、この濃淡ムラの抑制効果について、階調値が最大のベタ画像を形成した場合を例に挙げて、図８および図９を用いつつ説明する。
【００６０】
図８は、光量補正を行わなかった場合の発光素子光量とスポットとの関係を示す模式図である。図９は、光量補正を行った場合の発光素子光量とスポットとの関係を示す模式図である。両図の「発光素子光量」の欄には、各発光素子Ｅの光量が示されており、両図の「スポット」の欄には、「発光素子光量」の欄に示した光量で各発光素子Ｅを発光させて形成したスポットＳＴが示されている。なお、この「スポット」の欄は、主走査方向ＭＤに並んで照射される複数のスポットＳＴを取り出して示している。
【００６１】
両図の「スポット」の欄に示すように、いずれの図においても、基本的にはスポットＳＴはスポットピッチＰstで並んでいるが、スポットＳＴαとスポットＳＴβの間だけスポットピッチがΔstだけ広がっている。そのため、図８に示すように、各発光素子Ｅを第１の光量Ｑ1で発光させた場合は、スポットＳＴα、ＳＴβを含む各スポットＳＴの大きさが略同じとなり、スポットＳＴα、ＳＴβの間に隙間が空いてしまっている。その結果、隣接スポットＳＴα、ＳＴβの間で付着すべきトナーの量が著しく減少したり、あるいは全くトナーが付着しなかったりして、濃淡ムラの原因となっていた。これに対して図９では、スポットＳＴα、ＳＴβを照射する発光素子Ｅの光量が第２の光量Ｑ2に補正されている（Ｑ2＞Ｑ1）。そのため、スポットＳＴα、ＳＴβが大きくなって、先ほどの隙間の発生が抑えられている。こうして、光量補正を行って、スポットＳＴα、ＳＴβを照射する発光素子Ｅの光量を増大させることで、濃淡ムラの発生が抑制される。
【００６２】
ところで、実際の画像形成においては、当然のことながら、ベタ画像以外の種々の階調値の画像が形成される。しかしながら、ベタ画像での濃淡ムラを打ち消すように各発光素子Ｅの光量を設定したがために、ベタ画像以外の階調範囲（換言すれば中間調）においては階調再現性が低下して、濃淡ムラを効果的に抑制できないおそれがあった。
【００６３】
図１０は、中間調で濃淡ムラが発生する様子を例示した図である。同図では、５２画素で構成される各基本セルＣＬ−a、ＣＬ−b、…等に対して、１３画素で構成された網点Ｓdt−a、Ｓdt−b、…を形成して、中間調が再現されている。このような場合、所望の中間調を再現するためには、各網点Ｓdt−a、Ｓdt−b、…の基本セルＣＬ−a、ＣＬ−b、…に対する面積率が等しいことが望ましい。しかしながら、この実施形態では、発光素子光量の補正が成された結果、スポットＳＴα、ＳＴβは大きく形成される。そのため、スポットＳＴα、ＳＴβが照射される画素（矢印ＳＴα、ＳＴβで示され副走査方向ＳＤに直線的に並ぶ各画素）を含む基本セルＣＬ−a、ＣＬ−b、ＣＬ−c、ＣＬ−d、ＣＬ−e、ＣＬ−fについては、形成される網点と基本セル両方の大きさが変動し、各網点の面積率が変動してしまう。
【００６４】
この網点の面積率の変動について、具体的な数値を挙げて例示する。スポットＳＴα、ＳＴβ間のスポットピッチが標準のスポットピッチＰstの１．５倍になった場合、スポットＳＴα、ＳＴβが照射される画素（拡大画素）は、実質的に大きさが１．２５倍になったと見なせる。そのため、拡大画素を含む基本セルＣＬ−a等の大きさは、この拡大画素を含む個数に応じて大きくなる。例えば、基本セルＣＬ−aは、拡大画素を８個含んでいるため、拡大画素を含まない基本セル（５２画素分の大きさを有する）に対して実質的に２画素分大きく、換言すれば、実質的に５４画素分の大きさを有する。同様に、基本セルＣＬ−d、ＣＬ−c、ＣＬ−d、ＣＬ−e、ＣＬ−fはそれぞれ、５４画素分、５６画素分、５２．５画素分、５２．５画素分、５６画素分の大きさを実質的に有する。
【００６５】
そして、このように大きくなった基本セルＣＬ−a、ＣＬ−b、ＣＬ−c、ＣＬ−d、ＣＬ−e、ＣＬ−fに対して形成された各網点が、基本セルに占める面積率は次のとおりとなる。つまり、網点Ｓdt−aの面積率は１３／５４＝２４％となる。また、網点Ｓdt−bについては、拡大画素に形成されるドットが当該網点Ｓdt−bに含まれるため、面積率は１３．２５／５４＝２４．５％となる。同様に、網点Ｓdt−c、Ｓdt−d、Ｓdt−e、Ｓdt−fそれぞれの面積率は、２５．４％、２４．８％、２４．８％、２９．６％となる。以上の説明が示すように、中間調においては階調再現性が低下して、濃淡ムラを効果的に抑制できないおそれがあった。
【００６６】
これに対して、本実施形態の閾値テーブルメモリー１４０は、複数種類の閾値マトリックスＭＸ−a、ＭＸ−b、…、ＭＸ−oを記憶している。そして、スポットＳＴα、ＳＴβが照射される画素を含む基本セルＣＬ−a、…、ＣＬ−fおよびその他の基本セルの間で、閾値マトリックスが使い分けられる（図１１、図１２、図１３）。
【００６７】
図１１は、各基本セルに対して用いられる閾値マトリックスを示した図である。図１２は、図１１の閾値マトリックスＭＸ−aを示す図である。図１３は、図１１の閾値マトリックスＭＸ−oを示す図である。図１１、図１２では、スポットＳＴα、ＳＴβが照射される各画素にハッチングが施されている。図１１に示すように、スポットＳＴα、ＳＴβが照射されることの無い画素のみで構成される基本セルに対しては、閾値マトリックスＭＸ−oが用いられている。一方、スポットＳＴα、ＳＴβが照射される画素を含む基本セルに対しては、閾値マトリックスＭＸ−oと異なる閾値マトリックスＭＸ−a、…、ＭＸ−fが用いられている。そして、このように閾値マトリックスを使い分けることで、各網点Ｓdt−a、Ｓdt−b、Ｓdt−c、Ｓdt−d、Ｓdt−e、Ｓdt−fの平均の面積率は２４．９％となり、周囲の網点の面積率とほぼ同じになり、濃淡差が解消される。
【００６８】
これら閾値マトリックスＭＸ−a、…、ＭＸ−fは、例えば、次のようにして生成される。まずは、最低階調値である白ベタ画像以外のある濃度で、濃淡ムラを補正するための補正データを作成する。そして、この補正データに応じた光量で各発光素子Ｅを発光させた状態で、網点スクリーンの各網点を１画素ずつ成長させながら、その面積率をラインヘッド２９の全長において測定する。網点の基本セルは副走査方向ＳＤにも並ぶが、副走査方向ＳＤへは同じ配列パターンを繰り返し並べておき、面積率の測定は１パターンに対してのみ実行する。０％から１００％の濃度の画像データに対し、それぞれのパーセンテージに最も近い面積率となる網点の成長状態を、各網点に対して選び、閾値を設定する。こうして、ラインヘッド２９の発光素子Ｅの個数分の幅を有し、網点の基本セルの繰り返しパターンの１パターン分の高さを有する、２次元の閾値データテーブルを作成することができる。そして、この２次元の閾値データテーブルを副走査方向ＳＤに１行ずつ分解し、テーブルの高さ分の数の閾値テーブルを作成する。この閾値データテーブルは、全発光素子Ｅに対応した閾値を持つこととなる。
【００６９】
こうして、閾値マトリックスＭＸ−a、…、ＭＸ−fは、スポットＳＴα、ＳＴβを照射する発光素子Ｅの光量Ｑ2に応じて設定された閾値を有する。具体的には、例えば閾値マトリックスＭＸ−a、ＭＸoを比較して判るように（図１２、図１３）、閾値マトリックスＭＸ−aにおいてスポットＳＴα、ＳＴβが照射される位置の各閾値は、閾値マトリックスＭＸ−oの対応する位置の各閾値と異なっている。
【００７０】
また、本実施形態では、閾値マトリックスＭＸ−aにおいてスポットＳＴα、ＳＴβが照射される位置の閾値以外の閾値も、スポットＳＴα、ＳＴβを照射する発光素子Ｅの光量Ｑ2に応じて設定され、閾値マトリックスＭＸ−oの対応する位置の各閾値と異なっている。これは、スポットピッチの変化により、ピッチが変化したスポットＳＴα、ＳＴβが照射される画素の大きさだけでなく、網点の基本セルそのものの面積も変化したことに対応するためである。これにより、広い階調値に渡っての濃淡ムラの抑制をより高精度に図ることが可能となる。
【００７１】
以上のように本実施形態では、互いに光量の異なる発光素子Ｅに対して、閾値マトリックスを使い分けている。その結果、広い階調値に渡って、画像の濃淡ムラを抑制可能となっている。
【００７２】
特に本実施形態では、閾値マトリックスＭＸ−a、…、ＭＸ−fの閾値は光量Ｑ2に応じて設定されているため、広い階調値に渡っての濃淡ムラの抑制を、精度良く図ることが可能となる。
【００７３】
その他
以上のように、上記実施形態では、ラインヘッド２９が本発明の「露光ヘッド」に相当し、感光体ドラム２１が本発明の「潜像担持体」に相当し、現像器２４が本発明の「現像部」に相当し、判定機２１０および補正データメモリー２２０が協働して本発明の「光量設定部」として機能し、メインコントローラーＭＣおよびヘッドコントローラーＨＣが協働して、本発明の「発光制御部」として機能している。また、スポットＳＴα、ＳＴβを照射する発光素子Ｅが本発明の「第１の発光素子」に相当し、それ以外の発光素子Ｅが本発明の「第２の発光素子」に相当する。また、ビデオデータＶＤが本発明の「第１の二値データ」「第２の二値データ」に相当し、ＣＭＹＫ階調データが本発明の「階調データ」に相当し、閾値マトリックスＭＸ−a、…、ＭＸ−fが本発明の「第１の閾値マトリックス」に相当し、閾値マトリックスＭＸ−oが本発明の「第２の閾値マトリックス」に相当する。
【００７４】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したものに対して種々の変更を加えることが可能である。例えば、上記実施形態のスクリーン処理は、網点型の閾値マトリックスを用いたスクリーン処理であった。しかしながら、スクリーン処理はこれに限られず、万線の線幅によって階調を再現する万線方の閾値マトリックスを用いたスクリーン処理であっても良い。つまり、図９に示したように、光量補正の結果スポットＳＴα、ＳＴβが大きくなると、当該スポットＳＴα、ＳＴβにより形成されるドットが万線に含まれるか否かで、当該万線の線幅が変わる。その結果、上述と同様にして、中間調で濃淡ムラが発生するおそれがある。そこで、互いに光量の異なる発光素子Ｅに対して、万線型の閾値マトリックスを使い分けることで、広い階調値に渡って、画像の濃淡ムラを抑制するように構成しても良い。
【００７５】
また、上記実施形態では、潜像担持体として感光体ドラム２１を用いた。しかしながら、特開２００８−２２１５７０号公報の図２６に記載されているような、感光体ベルトを潜像担持体として用い、感光体ベルトのローラーへの巻きかけ部をラインヘッド２９で露光するように構成することもできる。
【００７６】
また、副走査方向ＳＤに異なる位置に配置される結像光学系ＯＳの個数（換言すれば、レンズ行の行数）は３個に限られず、２個あるいは４個以上であっても良い。
【００７７】
また、上記実施形態では、結像光学系ＯＳの光学倍率については特に言及しなかった。しかしながら、結像光学系ＯＳとしては、倒立像を結像するもの、正立像を結像するもの、縮小像を結像するもの、拡大像を結像するもの、あるいはこれらを組み合わせた光学特性を有するものを用いることができる。
【００７８】
また、閾値マトリックスのサイズや形状も上述のものに限られず、任意のサイズおよび形状のものを使用可能である。この際、各閾値マトリックスのサイズ・形状を共通としても良く、あるいは互いに異ならせても良い。
【００７９】
また、発光素子グループＥＧを構成する発光素子Ｅの個数や、配置態様も種々の変更が可能である。
【００８０】
また、上述の有機ＥＬ素子以外に、ＬＥＤ（Light Emitting Diode)等の光源を、発光素子Ｅとして用いることもできる。
【００８１】
ラインヘッド２９としては、上述のような、発光素子グループＥＧを離散的かつ２次元的に配置した上述のラインヘッド２９以外に、特開２００７−２１０１３９のラインヘッドのように複数の発光素子Ｅをラインヘッドの略全長に渡って等ピッチで並べたものを用いることもできる。
【符号の説明】
【００８２】
２１…感光体ドラム、 ２４…現像器、 ２９…ラインヘッド、 Ｅ…発光素子、 ＥＧ…発光素子グループ、 ＬＳ1、ＬＳ2…レンズ、 ＯＳ、ＯＳa、ＯＳb、ＯＳc…結像光学系、 ＭＣ…メインコントローラー、 ＨＣ…ヘッドコントローラー
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の発光素子および第２の発光素子を有する露光ヘッドと、
前記第１の発光素子の光量を第１の光量に設定し、前記第２の発光素子の光量を前記第１の光量と異なる第２の光量に設定する光量設定部と、
前記第１の発光素子が前記第１の光量で発光した光が照射され、前記第２の発光素子が前記第２の光量で発光した光が照射される潜像担持体と、
前記潜像担持体に形成された潜像を現像する現像部と、
前記第１の発光素子の発光および消灯を制御する第１の二値データを第１の閾値マトリックスと階調データとを比較して生成し、当該第１の二値データが発光を示すときに前記第１の発光素子を前記第１の光量で発光させ、前記第２の発光素子の発光および消灯を制御する第２の二値データを前記第１の閾値マトリックスと異なる第２の閾値マトリックスと前記階調データとを比較して生成し、当該第２の二値データが発光を示すときに前記第２の発光素子を前記第２の光量で発光させる発光制御部と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記第１の閾値マトリックスの閾値は前記第１の光量に応じて設定される請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記第１の閾値マトリックスのうち、前記第１の発光素子が光を照射する前記潜像担持体での位置に対応する閾値が前記第１の光量に応じて設定される請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記第１の閾値マトリックスのうち、前記第１の発光素子が光を照射する前記潜像担持体での位置に対応する閾値以外の閾値も前記第１の光量に応じて設定される請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記第１の閾値マトリックスおよび前記第２の閾値マトリックスは、網点の大きさにより階調を再現する閾値マトリックスである請求項１ないし４のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記第１の閾値マトリックスおよび前記第２の閾値マトリックスは、万線の線幅によって階調を再現する閾値マトリックスである請求項１ないし４のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
潜像担持体に光を照射する第１の発光素子の発光および消灯を制御する第１の二値データを第１の閾値マトリックスと階調データとを比較して生成し、当該第１の二値データが発光を示すときに前記第１の発光素子を前記第１の光量で発光させ、前記潜像担持体に光を照射する第２の発光素子の発光および消灯を制御する第２の二値データを前記第１の閾値マトリックスと異なる第２の閾値マトリックスと前記階調データとを比較して生成し、当該第２の二値データが発光を示すときに前記第２の発光素子を前記第１の光量と異なる第２の光量で発光させることを特徴とする画像形成方法。
【請求項１】
第１の発光素子および第２の発光素子を有する露光ヘッドと、
前記第１の発光素子の光量を第１の光量に設定し、前記第２の発光素子の光量を前記第１の光量と異なる第２の光量に設定する光量設定部と、
前記第１の発光素子が前記第１の光量で発光した光が照射され、前記第２の発光素子が前記第２の光量で発光した光が照射される潜像担持体と、
前記潜像担持体に形成された潜像を現像する現像部と、
前記第１の発光素子の発光および消灯を制御する第１の二値データを第１の閾値マトリックスと階調データとを比較して生成し、当該第１の二値データが発光を示すときに前記第１の発光素子を前記第１の光量で発光させ、前記第２の発光素子の発光および消灯を制御する第２の二値データを前記第１の閾値マトリックスと異なる第２の閾値マトリックスと前記階調データとを比較して生成し、当該第２の二値データが発光を示すときに前記第２の発光素子を前記第２の光量で発光させる発光制御部と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記第１の閾値マトリックスの閾値は前記第１の光量に応じて設定される請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記第１の閾値マトリックスのうち、前記第１の発光素子が光を照射する前記潜像担持体での位置に対応する閾値が前記第１の光量に応じて設定される請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記第１の閾値マトリックスのうち、前記第１の発光素子が光を照射する前記潜像担持体での位置に対応する閾値以外の閾値も前記第１の光量に応じて設定される請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記第１の閾値マトリックスおよび前記第２の閾値マトリックスは、網点の大きさにより階調を再現する閾値マトリックスである請求項１ないし４のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記第１の閾値マトリックスおよび前記第２の閾値マトリックスは、万線の線幅によって階調を再現する閾値マトリックスである請求項１ないし４のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
潜像担持体に光を照射する第１の発光素子の発光および消灯を制御する第１の二値データを第１の閾値マトリックスと階調データとを比較して生成し、当該第１の二値データが発光を示すときに前記第１の発光素子を前記第１の光量で発光させ、前記潜像担持体に光を照射する第２の発光素子の発光および消灯を制御する第２の二値データを前記第１の閾値マトリックスと異なる第２の閾値マトリックスと前記階調データとを比較して生成し、当該第２の二値データが発光を示すときに前記第２の発光素子を前記第１の光量と異なる第２の光量で発光させることを特徴とする画像形成方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１１−１７８０９９（Ｐ２０１１−１７８０９９Ａ）
【公開日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−４６２５５（Ｐ２０１０−４６２５５）
【出願日】平成２２年３月３日（２０１０．３．３）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月３日（２０１０．３．３）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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