(57)【要約】【課題】面発光素子の発光量のばらつきをより少ない画像データ量で補正すること。【解決手段】露光ヘッド１０６は、感光ドラム１０２を露光する複数の面発光素子を有する複数の面発光素子アレイチップ１〜２９と、面発光素子を画像データに応じて点灯させる駆動部３０３と、駆動部３０３に供給する駆動電流値を面発光素子アレイチップ１〜２９毎に調整して、面発光素子アレイチップ１〜２９の面発光素子の発光量を制御する駆動電流設定部４２１と、を有し、制御基板４１５は、面発光素子を発光させる画像データを面発光素子毎に設けられた調整値Ｋに基づいて補正することで、面発光素子の発光量を調整する画像調整部４０４と、画像調整部４０４により補正された画像データを誤差拡散法により量子化し、画像情報の階調数を小さくする擬似中間調処理部４２３と、を有する。【選択図】図４
2020001244.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体と、複数の面発光素子を有し、前記面発光素子により前記感光体を露光する露光部と、画像情報を前記露光部に出力し、画像形成を制御する制御部と、を備える画像形成装置であって、
前記露光部は、前記感光体を露光する複数の前記面発光素子を有する複数の面発光素子アレイチップと、前記面発光素子を画像情報に応じて点灯させる駆動手段と、前記駆動手段に供給する駆動電流値を前記面発光素子アレイチップ毎に調整して、前記面発光素子アレイチップの前記面発光素子の発光量を制御する発光量制御手段と、を有し、
前記制御部は、前記面発光素子を発光させる前記画像情報を前記面発光素子毎に設けられた調整値に基づいて補正することで、前記面発光素子の発光量を調整する発光量調整手段と、前記発光量調整手段により補正された前記画像情報を誤差拡散法により量子化し、前記画像情報の階調数を小さくする中間調処理手段と、を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記中間調処理手段は、前記面発光素子に対応する量子化した前記画像情報の量子化誤差を、前記面発光素子に隣接する面発光素子に対応した画像情報に拡散させることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記量子化誤差は、量子化された前記画像情報に対応する前記面発光素子と、隣接する前記面発光素子との位置関係に基づいて分割されることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記量子化誤差は、量子化を行う前の前記画像情報と、量子化を行った後の前記画像情報を前記量子化を行う前の階調数に戻したときの画像情報との差分であることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記中間調処理手段は、隣接する前記面発光素子に拡散される前記量子化誤差を、隣接する前記面発光素子に対応する前記調整値と、画像情報の量子化を行う前記面発光素子に対応する前記調整値とに基づいて補正することを特徴とする請求項２から請求項４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記中間調処理手段は、画像情報の量子化を行う前記面発光素子と、前記面発光素子に隣接する面発光素子とが、異なる前記面発光素子アレイチップに収容されている場合には、前記隣接する面発光素子に拡散される前記量子化誤差を、前記隣接する面発光素子に対応する前記調整値と、前記画像情報の量子化を行う面発光素子に対応する前記調整値とに基づいて補正することを特徴とする請求項２から請求項４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記中間調処理手段は、画像情報の量子化を行う前記面発光素子と、前記面発光素子に隣接する面発光素子とが、異なる前記面発光素子アレイチップに収容されており、かつ、前記隣接する面発光素子に対応する前記調整値が、前記画像情報の量子化を行う面発光素子に対応する前記調整値よりも大きい場合には、前記隣接する面発光素子に拡散される前記量子化誤差を、所定の係数に基づいて補正することを特徴とする請求項２から請求項４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記所定の係数は、前記駆動電流値で前記面発光素子を点灯させたときの目標発光量と、前記面発光素子の最大発光量とに基づいて決定されることを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記駆動電流値は、同じ駆動電流値で点灯させた前記面発光素子アレイチップの前記面発光素子のうち、発光量が最小となる面発光素子の発光量に基づいて決定されることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記制御部は、前記調整値を記憶する記憶部を有することを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記調整値は、前記面発光素子を前記駆動電流値で点灯させたときの実際の発光量と、前記面発光素子を前記駆動電流値で点灯させたときの目標光量とに基づいて決定されることを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置であるプリンタでは、露光ヘッドを使用して感光ドラムを露光し、潜像形成を行う方式が一般的に知られている。なお、露光ヘッドには、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）や有機ＥＬ（Ｏｇａｎｉｃ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）などが用いられる。露光ヘッドは、感光ドラムの長手方向に配列された発光素子列と、発光素子列からの光を感光ドラム上に結像させるロッドレンズアレイと、から構成される。ＬＥＤや有機ＥＬは、発光面からの光の照射方向がロッドレンズアレイと同一方向となる面発光形状を有する構成が知られている。ここで、発光素子列の長さは、感光ドラム上における画像領域幅に応じて決まり、プリンタの解像度に応じて発光素子間の間隔が決まる。例えば、１２００ｄｐｉのプリンタの場合、画素の間隔は２１．１６μｍであり、そのため、発光素子間の間隔も２１．１６μｍに対応する間隔となる。このような露光ヘッドを使用したプリンタでは、レーザビームを回転多面鏡によって偏向されたレーザビームによって感光ドラムを走査するレーザ走査方式のプリンタと比べて、使用する部品数が少ないため、装置の小型化、低コスト化が容易である。また、露光ヘッドを使用したプリンタでは回転多面鏡の回転によって生じる音が低減される。
【０００３】
一方、露光ヘッドを構成する面発光素子は、一般的に同じ条件で点灯させても発光量にばらつきが生じ、スジやムラといった不良画像が生じる原因となっている。このため、露光ヘッドを用いたプリンタでは、駆動信号のパルス幅を調整したり、供給電流値を調整したりすることで、面発光素子の発光量を均一にする補正を行っている。例えば特許文献１では、露光ヘッドを構成するすべての面発光素子の発光量を調整する発光量調整手段と、画像信号に応じた各ドットの階調信号に基づいて、個々の面発光素子の発光量を調整する発光量調整手段とが設けられている。これにより、簡単な回路構成で発光量補正を行う手法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−３１５３７９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のように、すべての面発光素子の発光量調整手段と個々の面発光素子の発光量調整手段を設ける手法では、発光量を調整した階調データのビット（ｂｉｔ）数が多くなる。そのため、特許文献１の実施例に記載されているような三角波によるパルス幅制御を多ビットで行う場合、高精度のＤＡコンバータ（ＤＡＣ）が必要になり、熱や電源電圧の変動等による誤差が発生する。また、各画素の補正を行う必要があるため、画素毎の点灯タイミングに合わせてＤＡＣの出力を切り替える必要があり、ＤＡＣの応答速度を上げなければならず、回路が複雑化するという課題がある。
【０００６】
本発明は、このような状況のもとでなされたもので、面発光素子の発光量のばらつきをより少ない画像データ量で補正することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決するために、本発明では、以下の構成を備える。
【０００８】
（１）感光体と、複数の面発光素子を有し、前記面発光素子により前記感光体を露光する露光部と、画像情報を前記露光部に出力し、画像形成を制御する制御部と、を備える画像形成装置であって、前記露光部は、前記感光体を露光する複数の前記面発光素子を有する複数の面発光素子アレイチップと、前記面発光素子を画像情報に応じて点灯させる駆動手段と、前記駆動手段に供給する駆動電流値を前記面発光素子アレイチップ毎に調整して、前記面発光素子アレイチップの前記面発光素子の発光量を制御する発光量制御手段と、を有し、前記制御部は、前記面発光素子を発光させる前記画像情報を前記面発光素子毎に設けられた調整値に基づいて補正することで、前記面発光素子の発光量を調整する発光量調整手段と、前記発光量調整手段により補正された前記画像情報を誤差拡散法により量子化し、前記画像情報の階調数を小さくする中間調処理手段と、を有することを特徴とする画像形成装置。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、面発光素子の発光量のばらつきをより少ない画像データ量で補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施例１〜４の画像形成装置の構成を示す概略断面図
【図２】実施例１〜４の露光ヘッドと感光ドラムの位置関係を説明する図、及び露光ヘッドの構成を説明する図
【図３】実施例１〜４の駆動基板の模式図、及び面発光素子アレイチップの構成を説明する図
【図４】実施例１〜４の制御基板及び駆動基板の制御ブロック図
【図５】実施例１〜４のフィルタ処理を説明する図
【図６】実施例１〜４のチップデータ変換部の制御ブロック図、及びタイミングチャート
【図７】実施例１〜４の面発光素子アレイチップの面発光素子の光量を示すグラフ
【図８】実施例１〜４の駆動電流調整を説明する図
【図９】実施例１〜４の駆動電流設定部の内部構成を示すブロック図
【図１０】実施例１〜４の画像調整を説明する図
【図１１】実施例１〜４の量子化と量子化誤差の関係を説明する図
【図１２】実施例１の量子化誤差の拡散方法を説明する図
【図１３】実施例２の量子化誤差の拡散方法を説明する図
【図１４】実施例２の画像データの誤差と光量の誤差の対応を説明する図
【図１５】実施例３の駆動電流調整後の各面発光素子と光量の関係を示す図
【図１６】実施例３の面発光素子アレイチップの端部の面発光素子と量子化誤差の拡散の関係を説明する図
【図１７】実施例４の駆動電流調整後の各面発光素子の光量を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【実施例１】
【００１２】
［画像形成装置の構成］
図１は、実施例１における電子写真方式の画像形成装置の構成を示す概略断面図である。図１に示す画像形成装置は、スキャナ機能とプリンタ機能を備える複合機（ＭＦＰ）であり、スキャナ部１００、作像部１０３、定着部１０４、給紙／搬送部１０５、及びこれらを制御するプリンタ制御部（不図示）から構成される。スキャナ部１００は、原稿台に置かれた原稿に照明を当てて原稿画像を光学的に読み取り、読み取った画像を電気信号に変換して画像データを作成する。
【００１３】
作像部１０３は、無端の搬送ベルト１１１の回転方向（反時計回り方向）に沿って、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の順に並べられた、４連の画像形成ステーションを備える。４つの画像形成ステーションは同じ構成を有し、各画像形成ステーションは、矢印方向（時計回り方向）に回転する感光体である感光ドラム１０２、露光ヘッド１０６、帯電器１０７、現像器１０８を備えている。なお、感光ドラム１０２、露光ヘッド１０６、帯電器１０７、現像器１０８の添え字ａ、ｂ、ｃ、ｄは、それぞれ画像形成ステーションのブラック（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）に対応する構成であることを示す。なお、以下では、特定の感光ドラム等を指す場合を除き、符号の添え字を省略することとする。
【００１４】
作像部１０３では、感光ドラム１０２を回転駆動し、帯電器１０７によって感光ドラム１０２を所定の電位に帯電させる。露光部である露光ヘッド１０６は、配列されたＬＥＤアレイを画像データに応じて発光し、ＬＥＤアレイのチップ面で発光した光を、ロッドレンズアレイによって感光ドラム１０２上（感光体上）に集光し、静電潜像を形成する。現像器１０８は、感光ドラム１０２に形成された静電潜像をトナーで現像する。そして、現像されたトナー像は、記録紙を搬送する搬送ベルト１１１上の記録紙に転写される。このような一連の電子写真プロセスが各画像形成ステーションで実行される。なお、画像形成時には、シアン（Ｃ）の画像形成ステーションでの画像形成が開始されて所定時間が経過した後に、順次、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の各画像形成ステーションで、画像形成動作が実行される。
【００１５】
図１に示す画像形成装置は、記録紙を給紙するユニットとして、給紙／搬送部１０５が有する本体内給紙ユニット１０９ａ、１０９ｂ、大容量の給紙ユニットである外部給紙ユニット１０９ｃ、及び手差し給紙ユニット１０９ｄを備えている。画像形成時には、このうち、予め指示された給紙ユニットから記録紙が給紙され、給紙された記録紙はレジストレーションローラ１１０まで搬送される。レジストレーションローラ１１０は、上述した作像部１０３において形成されたトナー像が記録紙に転写されるタイミングで、搬送ベルト１１１に記録紙を搬送する。搬送ベルト１１１により搬送される記録紙には、各画像形成ステーションの感光ドラム１０２上に形成されたトナー像が順次転写される。未定着のトナー像が転写された記録紙は、定着部１０４へと搬送される。定着部１０４は、ハロゲンヒータ等の熱源を内蔵し、記録紙上のトナー像を、２つのローラにより加熱・加圧することによって記録紙に定着させる。定着部１０４によりトナー像が定着された記録紙は、排出ローラ１１２により画像形成装置の外部に排出される。
【００１６】
ブラック（Ｋ）の画像形成ステーションの記録紙搬送方向の下流側には、搬送ベルト１１１に対向する位置に、第２の検知手段である光学センサ１１３が配置されている。光学センサ１１３は、各画像形成ステーション間のトナー像の色ずれ量を導出するため、搬送ベルト１１１上に形成されたテスト画像の位置検出を行う。光学センサ１１３により導出された色ずれ量は、後述する制御基板４１５のＣＰＵ４００（図４参照）に通知され、記録紙上に色ずれのないフルカラートナー像が転写されるように、各色の画像位置が補正される。また、プリンタ制御部（不図示）は、複合機（ＭＦＰ）全体を制御するＭＦＰ制御部（不図示）からの指示に応じて、上述したスキャナ部１００、作像部１０３、定着部１０４、給紙／搬送部１０５等を制御しながら、画像形成動作を実行する。
【００１７】
ここでは、電子写真方式の画像形成装置の例として、搬送ベルト１１１上の記録紙に各画像形成ステーションの感光ドラム１０２に形成されたトナー像を直接転写する方式の画像形成装置について説明した。本発明は、このような感光ドラム１０２上のトナー像を直接、記録紙に転写する方式のプリンタに限定されるものではない。例えば、感光ドラム１０２上のトナー像を中間転写ベルトに転写する一次転写部と、中間転写ベルト上のトナー像を記録紙に転写する二次転写部を備える画像形成装置についても、本発明は適用することができる。
【００１８】
［露光ヘッドの構成］
次に、感光ドラム１０２に露光を行う露光ヘッド１０６について、図２を参照して説明する。図２（ａ）は、露光ヘッド１０６と感光ドラム１０２との位置関係を示す斜視図であり、図２（ｂ）は、露光ヘッド１０６の内部構成と、露光ヘッド１０６からの光束がロッドレンズアレイ２０３により感光ドラム１０２に集光される様子を説明する図である。図２（ａ）に示すように、露光ヘッド１０６は、矢印方向に回転する感光ドラム１０２の上部の、感光ドラム１０２に対向する位置に、取付け部材（不図示）によって画像形成装置に取り付けられている（図１）。
【００１９】
図２（ｂ）に示すように、露光ヘッド１０６は、駆動基板２０２と、駆動基板２０２に実装された面発光素子アレイ素子群２０１と、ロッドレンズアレイ２０３と、ハウジング２０４から構成されている。ハウジング２０４には、ロッドレンズアレイ２０３と駆動基板２０２が取り付けられる。ロッドレンズアレイ２０３は、面発光素子アレイ素子群２０１からの光束を感光ドラム１０２上に集光させる。工場では、露光ヘッド１０６単体で組立て調整作業が行われ、各スポットのピント調整、光量調整が行われる。ここで、感光ドラム１０２とロッドレンズアレイ２０３との間の距離、及びロッドレンズアレイ２０３と面発光素子アレイ素子群２０１との間の距離が、所定の間隔となるように組立て調整が行われる。これにより、面発光素子アレイ素子群２０１からの光が感光ドラム１０２上に結像される。そのため、工場でのピント調整時においては、ロッドレンズアレイ２０３と面発光素子アレイ素子群２０１との距離が所定の値となるように、ロッドレンズアレイ２０３の取付け位置の調整が行われる。
【００２０】
［面発光素子アレイ素子群の構成］
図３は、面発光素子アレイ素子群２０１を説明する図である。図３（ａ）は、駆動基板２０２の面発光素子アレイ素子群２０１が実装された面の構成を示す模式図であり、図３（ｂ）は、駆動基板２０２の面発光素子アレイ素子群２０１が実装された面（第１面）とは反対側の面（第２面）の構成を示す模式図である。
【００２１】
図３（ａ）に示すように、駆動基板２０２に実装された面発光素子アレイ素子群２０１は、２９個の面発光素子アレイチップ１〜２９が、駆動基板２０２の長手方向に沿って、千鳥状に２列に配置された構成を有している。なお、図３（ａ）において、上下方向は第１の方向である副走査方向（感光ドラム１０２の回転方向）を示し、水平方向は、副走査方向と直交する第２の方向である主走査方向（露光ヘッド１０６の長手方向）を示す。各々の面発光素子アレイチップの内部には、計５１６個の発光点を有する面発光素子アレイチップの各素子が、面発光素子アレイチップの長手方向に所定の解像度ピッチで配列されている。本実施例では、面発光素子アレイチップの各素子のピッチは、第１の解像度である１２００ｄｐｉの解像度のピッチである略２１．１６μｍ（≒２．５４ｃｍ／１２００ドット）となっている。その結果、１つの面発光素子アレイチップ内における５１６個の発光点の端から端までの間隔は、約１０．９ｍｍ（≒２１．１６μｍ×５１６）である。面発光素子アレイ素子群２０１は、２９個の面発光素子アレイチップから構成されている。面発光素子アレイ素子群２０１における露光可能な発光素子数は１４，９６４素子（＝５１６素子×２９チップ）となり、約３１６ｍｍ（≒約１０．９ｍｍ×２９チップ）の主走査方向の画像幅に対応した画像形成が可能となる。
【００２２】
図３（ｃ）は、長手方向に２列に配置された面発光素子アレイチップのチップ間の境界部の様子を示す図であり、水平方向は、図３（ａ）の面発光素子アレイ素子群２０１の長手方向である。図３（ｃ）に示すように、面発光素子アレイチップの端部には、制御信号が入力されるワイヤボンディングパッドが配置されており、ワイヤボンディングパッドから入力された信号により、転送部及び発光素子が駆動される。また、面発光素子アレイチップは、複数の発光素子を有している。面発光素子アレイチップ間の境界部においても、発光素子の長手方向のピッチ（２つの発光素子の中心点と中心点の間隔）は、１２００ｄｐｉの解像度のピッチである略２１．１６μｍとなっている。また、上下２列に並んだ面発光素子アレイチップは、上下の面発光素子アレイチップの発光点の間隔（図中、矢印Ｓで示す）が約８４μｍ（１２００ｄｐｉで４画素分、２４００ｄｐｉで８画素分の各解像度の整数倍の距離）となるように配置されている。
【００２３】
また、図３（ｂ）に示すように、面発光素子アレイ素子群２０１が実装された面とは反対側の駆動基板２０２の面には、駆動部３０３ａ、３０３ｂ、及びコネクタ３０５が実装されている。コネクタ３０５の両側に配置された駆動部３０３ａ、３０３ｂは、それぞれ面発光素子アレイチップ１〜１５、面発光素子アレイチップ１６〜２９を駆動するドライバＩＣである。駆動部３０３ａ、３０３ｂは、それぞれパターン３０４ａ、３０４ｂを介して、コネクタ３０５と接続されている。コネクタ３０５には、後述する制御基板４１５（図４参照）からの駆動部３０３ａ、３０３ｂを制御する信号線、電源電圧、グランドが接続されており、駆動部３０３ａ、３０３ｂと接続される。また、駆動部３０３ａ、３０３ｂからは、それぞれ面発光素子アレイ素子群２０１を駆動するための配線が駆動基板２０２の内層を通り、面発光素子アレイチップ１〜１５、面発光素子アレイチップ１６〜２９に接続されている。
【００２４】
［制御基板、駆動基板の制御構成］
図４は、画像データを処理し、露光ヘッド１０６の駆動基板２０２に出力する制御基板４１５と、制御基板４１５から入力された画像データに基づいて、感光ドラム１０２を露光する露光ヘッド１０６の駆動基板２０２の制御ブロック図である。駆動基板２０２については、図４に示す駆動部３０３ａにより制御される面発光素子アレイチップ１〜１５について説明する。なお、駆動部３０３ｂ（図４には不図示）により制御される面発光素子アレイチップ１６〜２９も、駆動部３０３ａにより制御される面発光素子アレイチップ１〜１５と同様の動作を行う。また、説明を簡便にするために、ここでは１つの色の画像処理について説明するが、本実施例の画像形成装置では、同様の処理を４色同時に並列処理される。図４に示す制御基板４１５は、露光ヘッド１０６を制御する信号を駆動基板２０２に送信するためのコネクタ４１６を有している。コネクタ４１６からは、駆動基板２０２のコネクタ３０５に接続されたケーブル４１７、４１８、４１９を介して、それぞれ画像データ、後述するＬｉｎｅ同期信号、制御基板４１５のＣＰＵ４００からの制御信号が送信される。
【００２５】
［制御基板の構成］
制御部である制御基板４１５では、ＣＰＵ４００により、画像データの処理と印刷タイミングの処理が行われる。制御基板４１５は、画像データ生成部４０１、ラインデータシフト部４０２、解像度変換部４０３、画像調整部４０４、擬似中間調処理部４２３、チップデータ変換部４０７、チップデータシフト部４０８、データ送信部４０９の機能ブロックを有している。更に、制御基板４１５は、画像調整値格納部４０５、同期信号生成部４０６の機能ブロックを有している。以下、制御基板４１５での画像データが処理される順に、各機能ブロックでの処理について説明する。
【００２６】
（画像データ生成部）
生成手段である画像データ生成部４０１は、スキャナ部１００又は画像形成装置に接続された外部コンピュータから受信した入力画像データに対し、ＣＰＵ４００から指示された解像度でディザリング処理を行い、画像データを生成する。本実施例では、画像データ生成部４０１は、第２の解像度相当である２４００ｄｐｉの解像度でディザリング処理を行うものとする。すなわち、画像データ生成部４０１が生成する画像データは、２４００ｄｐｉ相当の画素データである。本実施例の２４００ｄｐｉ相当の画素データは１ビットであるものとするが、複数ビットで１画素を表現しても良い。画像データ生成部４０１が生成する画素データは、副走査方向（感光ドラム１０２の回転方向でもあり、記録紙の搬送方向でもある）の２４００ｄｐｉ相当のラインに対応するラインデータである。そして、画像データ生成部４０１は、解像度が２４００ｄｐｉ相当の各画素に対応する画素データを当該画素の主走査方向（露光ヘッド１０６の長手方向）における位置と関連付けて生成される。
【００２７】
（ラインデータシフト部）
ＣＰＵ４００は、光学センサ１１３により検知された色ずれ量に基づいて、主走査方向、副走査方向の画像シフト量を２４００ｄｐｉ単位で各々決定する。画像シフト量は、例えば、光学センサ１１３による色ずれ検出用パターン画像の検知結果に基づいて算出される色間の相対的な色ずれ量に基づいて、ＣＰＵ４００によって決定される。そして、ＣＰＵ４００は、ずれ補正手段であるラインデータシフト部４０２に画像シフト量を指示する。ラインデータシフト部４０２では、ＣＰＵ４００から指示された画像シフト量を基に、記録紙１ページ内の画像領域全域に対して、画像データ生成部４０１から入力された画像データ（ラインデータともいう）を２４００ｄｐｉ単位でシフト処理を行う。シフト処理により、画像の形成位置の補正が行われる。なお、ラインデータシフト部４０２は、記録紙１ページ内の画像領域を複数に分割し、分割された複数の画像領域毎にシフト処理を実行するようにしても良い。
【００２８】
（解像度変換部）
変換手段である解像度変換部４０３では、ラインデータシフト部４０２から出力された画像データに対して、主走査方向のフィルタ処理による補間処理を行い、主走査方向の解像度を２４００ｄｐｉから１２００ｄｐｉに変換する。図５は、解像度変換部４０３でのフィルタ処理の様子を説明する図である。図５において、Ｄ１〜Ｄ９は、面発光素子アレイチップの画像データ（２４００ｄｐｉの入力データ）を示す。ここで、画像データＤ１〜Ｄ８は、該当の面発光素子アレイチップの画像データであり、画像データＤ９は、隣接する面発光素子アレイチップの最端部の画素データである。Ｄ１’〜Ｄ４’は、解像度変換部４０３のフィルタ処理を行った後の画像データ（１２００ｄｐｉの出力データ）を示している。出力データの解像度（１２００ｄｐｉ）は、入力データの解像度（２４００ｄｐｉ）の２分の１であり、各画素の画像データの算出式は、以下の（式１）で表される。
Ｄｎ’＝Ｄ（２×ｎ−１）×Ｋ２＋Ｄ（２×ｎ）×Ｋ１＋Ｄ（２×ｎ＋１）×Ｋ２・・・（式１）
【００２９】
ここで、ｎは、各面発光素子アレイチップ内部の面発光素子数５１６に対応し、発光素子の点灯順番に基づき、ｎ＝１〜５１６の順で逐次、各発光素子での画像データの演算が行われる。第１の係数であるＫ１は、出力データと、主走査方向の同じ座標位置となる入力データに対する重み係数である。第２の係数であるＫ２は、出力データに対して主走査方向に２分の１画素分ずれた座標の入力データに対する重み係数である。本実施例では、Ｋ１＝０．５、Ｋ２＝０．２５の値で補間演算（フィルタ処理）を行うこととしているが、本実施例と異なる重み係数を用いてもよい。本実施例では、重み係数Ｋ２を０より大きい値とすることで、出力データの解像度（１２００ｄｐｉ）よりも高い解像度（２４００ｄｐｉ）で生成された画像データの情報を出力データに反映することができる。具体的には、前段までの処理は、主走査方向の画像位置移動を２４００ｄｐｉで行う。そして、後段の処理は、解像度変換部４０３で画像データの解像度を１２００ｄｐｉに変換することにより、２４００ｄｐｉ単位での画像移動精度を維持した状態で、１２００ｄｐｉの画像を生成することが可能となる。
【００３０】
（画像調整部、画像調整値格納部、擬似中間調処理部）
発光量調整手段である画像調整部４０４は、画像調整値格納部４０５に格納された画像調整値に基づいて、画像情報である画像データの調整を行い、面発光素子の発光量補正を行う。詳細は後述する。記憶部である画像調整値格納部４０５は、画像調整部４０４で行われる画像処理の画像調整値を格納する。画像調整値の詳細は、後述する。中間調処理手段である擬似中間調処理部４２３は、画像調整部４０４で発光量補正を行った画像データに対し、誤差拡散法によって階調数を２５６階調（８ビット）から８階調（３ビット）に落とす誤差拡散処理を行う。詳細は後述する。
【００３１】
（同期信号生成部）
同期信号生成部４０６は、感光ドラム１０２の回転速度に同期した信号で、感光ドラム１０２の回転方向の１ライン分の周期信号（以下、Ｌｉｎｅ同期信号という）を生成する。ＣＰＵ４００は、同期信号生成部４０６にＬｉｎｅ同期信号の周期、すなわち予め定められた感光ドラム１０２の回転速度に対して、感光ドラム１０２表面が回転方向（副走査方向）に２４００ｄｐｉの画素サイズ（約１０．５μｍ）移動する時間を指示する。例えば、副走査方向に２００ｍｍ／秒の速度で印刷する場合には、ＣＰＵ４００は、Ｌｉｎｅ同期信号の周期（副走査方向１ライン分の周期）を約５２．９μｓ（≒（２５．４ｍｍ／２４００ドット）／２００ｍｍ）として、同期信号生成部４０６に指示する。画像形成装置が感光ドラム１０２の回転速度を検知する検知部を有している場合、ＣＰＵ４００は、検知部の検知結果（エンコーダが出力する信号の発生周期）に基づいて、副走査方向の感光ドラム１０２の回転速度を算出する。そして、ＣＰＵ４００は、当該算出結果に基づいてＬｉｎｅ同期信号の周期を決定する。ここでの検知部は、例えば感光ドラムの回転軸に設置したエンコーダである。一方、画像形成装置が感光ドラム１０２の回転速度を検知する検知部を有していない場合、次のような情報に基づいて、感光ドラム１０２の回転速度を算出する。すなわち、ＣＰＵ４００は、ユーザが操作部から入力するシートの坪量（ｇ／ｃｍ２）やシートサイズなどの紙の種類の情報に基づいて、Ｌｉｎｅ同期信号の周期を決定する。
【００３２】
（チップデータ変換部）
チップデータ変換部４０７は、Ｌｉｎｅ同期信号に同期して、擬似中間調処理部４２３より、感光ドラム１０２の副走査方向の１ライン分ずつ、ラインデータの読み出しを行う。そして、チップデータ変換部４０７は、読み出したラインデータをチップ毎のラインデータに分割するデータ処理を実行する。
【００３３】
図６（ａ）は、チップデータ変換部４０７の構成を示すブロック図である。図６（ａ）において、同期信号生成部４０６から出力されるＬｉｎｅ同期信号は、カウンタ６３０に入力される。カウンタ６３０は、入力されるＬｉｎｅ同期信号を変調してＬｉｎｅ同期信号よりも高周波のＣＬＫ信号を生成する周波数変調回路を備えている。カウンタ６３０は、周波数変調回路の代わりにＬｉｎｅ同期信号よりも高周波のクロック信号（ＣＬＫ）を生成する発振器を内蔵していても良い。以下では、チップデータ変換部４０７が擬似中間調処理部４２３からラインデータを読み出す構成を例示するが、実施の形態はこれに限られるものではない。すなわち、擬似中間調処理部４２３にＬｉｎｅ同期信号を供給し、かつクロック信号を擬似中間調処理部４２３が内部で生成することで、擬似中間調処理部４２３がチップデータ変換部４０７に対して主体的にラインデータを送信するよう構成しても良い。
【００３４】
カウンタ６３０はＬｉｎｅ同期信号が入力されると、カウント値を０にリセットした後、ＣＬＫ（クロック）信号（図６（ｂ）参照）のパルス数に同期して、カウンタ値をインクリメントする。カウンタ６３０が生成するＣＬＫ信号の周波数は、チップデータ変換部４０７がＬｉｎｅ同期信号の１周期内に読み出すべき画素データの容量（ビット数）と、後述するチップデータ変換部４０７のデータ処理速度と、に基づいて設計段階で決定される。例えば、上述したように、面発光素子アレイ素子群２０１は、副走査方向の１ラインを露光する発光素子を１４，９６４素子（１２００ｄｐｉ換算）有している。
【００３５】
チップデータ変換部４０７は、Ｌｉｎｅ同期信号の間に、副走査方向１ライン分のラインデータを読み出して後述するラインメモリ６００への書き込みと、後述するメモリ６０１〜６２９への画像データの書き込みを行う。そのため、カウンタ６３０は、１ラインのラインデータに含まれる画素数（１４，９６４）の２倍の数（２９，９２８）のカウント動作を行う。カウンタ６３０のカウント値が１〜１４，９６４までの期間をＴｍ１、カウント値が１４，９６５〜２９，９２８までの期間をＴｍ２とする（図６（ｂ）参照）。ＲＥＡＤ制御部６３１は、カウンタ６３０のカウント値に応じてラインデータを擬似中間調処理部４２３から読み出す。すなわち、ＲＥＡＤ制御部６３１は、カウンタ６３０のカウント値が１〜１４，９６４までの期間Ｔｍ１に、主走査方向１ライン分のラインデータ（１４，９６４画素）をラインメモリ６００に格納する。また、ＷＲ制御部６３２は、カウンタ６３０のカウント値が１４，９６５〜２９，９２８の期間Ｔｍ２に、ラインメモリ６００に格納された副走査方向１ライン分のラインデータをメモリ６０１〜６２９に分割して書き込む。メモリ６０１〜６２９はラインメモリ６００よりも記憶容量の少ないメモリであり、チップ毎に分割されたラインデータ（分割ラインデータ）を記憶する。メモリ６０１〜６２９は、面発光素子アレイチップ１〜２９に対応して設けられているＦＩＦＯ（Ｆｉｒｓｔ  Ｉｎ  Ｆｉｒｓｔ  Ｏｕｔ：先入れ先出し）メモリである。すなわち、メモリ６０１は面発光素子アレイチップ１に対応するラインデータを記憶し、メモリ６０２は面発光素子アレイチップ２に対応するラインデータを記憶し、・・・メモリ６２９は面発光素子アレイチップ２９に対応するラインデータを記憶する。
【００３６】
続いて、チップデータ変換部４０７が実行する擬似中間調処理部４２３から読み出したラインデータのメモリ６０１〜６２９への書き込み、及びメモリ６０１〜６２９に書き込まれた画像データの出力について説明する。図６（ｂ）は、チップデータ変換部４０７におけるラインデータの入出力タイミングを説明するタイムチャートである。図６（ｂ）において、Ｌｉｎｅ同期信号は、同期信号生成部４０６から出力されるパルス信号を示している。また、図中、ＴＬ１、ＴＬ２、・・・ＴＬ１０は、副走査方向１ライン分の周期の番号を示している。また、Ｌｉｎｅ同期信号の１周期は、カウンタ６３０のカウンタ値に応じて、期間Ｔｍ１と期間Ｔｍ２に分割されている。ラインメモリ６００への入力データは、擬似中間調処理部４２３からの画像データを示しており、周期ＴＬ１、ＴＬ２、・・・ＴＬ１０の期間Ｔｍ１に擬似中間調処理部４２３から入力される。図６（ｂ）中の１ライン目データとは、副走査方向の１ライン目のラインデータ（主走査方向１ライン分）を指している。同様に、２ライン目データ、・・・１０ライン目データとは、それぞれ、副走査方向の２ライン目のラインデータ、・・・副走査方向の１０ライン目のラインデータ（主走査方向１ライン分）を指している。
【００３７】
また、図６（ｂ）に示す‘メモリ６０１への入力データ’は、ラインメモリ６００に格納された主走査方向１ライン分のラインデータのうち、面発光素子アレイチップ１に対応するラインデータがメモリ６０１に書き込まれるタイミングを示している。同様にメモリ６０２への入力データ、メモリ６０３への入力データ、・・・メモリ６２９への入力データは、各々面発光素子アレイチップ２、３、・・・２９に対応するラインデータがメモリ６０２、６０３、・・・６２９に書き込まれるタイミングを示している。なお、メモリ６０１への入力データの１ライン目データとは、主走査方向１ライン分の全ラインデータではなく、面発光素子アレイチップ１が対応する主走査方向のラインデータ（分割ラインデータ）を指している。メモリ６０２〜メモリ６２９の入力データについても同様である。
【００３８】
図６（ｂ）に示す‘メモリ６０１からの出力データ’は、メモリ６０１に書き込まれたラインデータを面発光素子アレイチップ１に出力するために読み出すタイミングを示している。同様に、図６（ｂ）に示す‘メモリ６０２からの出力データ’、・・・‘メモリ６２９からの出力データ’は、それぞれ面発光素子アレイチップ２、・・・面発光素子アレイチップ２９に出力するために読み出すタイミングを示している。なお、メモリ６０１からの出力データの１ライン目データとは、主走査方向１ライン分の全ラインデータではなく、面発光素子アレイチップ１が対応する主走査方向のラインデータ（分割ラインデータ）を指している。メモリ６０２〜メモリ６２９からの出力データについても同様である。
【００３９】
本実施例では、ラインメモリ６００より、主走査方向１ライン分のラインデータを順次読み出し、まず、面発光素子アレイチップ１のラインデータを格納するメモリ６０１への書き込みが行われる。次に、面発光素子アレイチップ２の画像データを格納するメモリ６０２への書き込みが行われ、以降、面発光素子アレイチップ２９の画像データを格納するメモリ６２９まで順次、書き込みが連続的に行われる。なお、チップデータ変換部４０７の後段のチップデータシフト部４０８では、面発光素子アレイチップ単位での副走査方向のデータシフト処理が行われる。そのため、メモリ６０１〜６２９には、副走査方向１０ライン分のラインデータが格納されるものとする。
【００４０】
（チップデータシフト部）
ずれ補正手段であるチップデータシフト部４０８は、次のような制御を行う。すなわち、ＣＰＵ４００から予め指示された面発光素子アレイチップ毎の副走査方向の画像シフト量に関するデータ（２４００ｄｐｉ単位）に基づいて、メモリ６０１〜６２９からのラインデータの相対的な読み出しタイミングを制御する。以下、チップデータシフト部４０８が実行する副走査方向の画像シフト処理について具体的に説明する。
【００４１】
露光ヘッド１０６の長手方向において、偶数番目の各面発光素子アレイチップの実装位置にずれがないことが望ましい。同様に、露光ヘッド１０６の長手方向においても、奇数番目の各面発光素子アレイチップの実装位置にずれがないことが望ましい。また、偶数番目の各面発光素子アレイチップと奇数番目の各面発光素子アレイチップとの副走査方向の実装位置関係は２４００ｄｐｉ相当で所定の画素数（例えば、８画素）であることが設計上好ましい。更に、各面発光素子アレイチップ内における発光素子列の副走査方向の配置位置が固体差を持たず一定であることが好ましい。しかしながら、面発光素子アレイチップの実装位置や発光素子列の配置位置は誤差を含み、これらの誤差が出力画像の画質の低下を招くおそれがある。
【００４２】
図４に示すメモリ４２４（ＲＯＭ）には、駆動基板２０２に千鳥状に実装された面発光素子アレイチップ１〜２９の各発光素子列の副走査方向の相対的な位置関係から演算された補正データが記憶されている。例えば、メモリ４２４には、次のような測定データに基づく補正データが記憶されている。副走査方向の位置の基準となる面発光素子アレイチップ１の発光素子列に対し、他の面発光素子アレイチップ２〜２９の各発光素子列が副走査方向に２４００ｄｐｉ相当で何画素ずれて駆動基板２０２に実装されているかを示す補正データが記憶されている。測定データは、駆動基板２０２に面発光素子アレイチップ２〜２９を実装した後、測定装置によって各面発光素子アレイチップの発光素子を点灯させ、その受光結果に基づいて計測される。ＣＰＵ４００は、画像形成装置の電源がＯＮされたことに応じてメモリ４２４から読み出した補正データをチップデータシフト部４０８の内部レジスタに設定する。チップデータシフト部４０８は、内部レジスタに設定された補正データに基づいてメモリ６０１〜６２９に記憶された同一ラインを形成するためのラインデータのシフト処理を行う。例えば、面発光素子アレイチップ１の発光素子列に対して面発光素子アレイチップ２の発光素子列が２４００ｄｐｉ相当で副走査方向に８画素ずれて駆動基板に実装されている場合には、チップデータシフト部４０８は、次のような処理を行う。すなわち、チップデータシフト部４０８は、駆動基板２０２への面発光素子アレイチップ１に対応するラインデータの出力タイミングに対して、同一ラインをなす面発光素子アレイチップ２に対応するラインデータの出力タイミングが８画素分遅延させる。そのため、チップデータシフト部４０８は、面発光素子アレイチップ１に対応するラインデータに対して、面発光素子アレイチップ２に対応する全ラインデータをシフトさせる。
【００４３】
（データ送信部）
送信手段であるデータ送信部４０９は、露光ヘッド１０６の駆動基板２０２に対して、上述した一連のラインデータに対するデータ処理を実行した後のラインデータを送信する。前述した図６（ｂ）を参照して、画像データの送信タイミングについて説明する。図３（ａ）に示すように、面発光素子アレイチップのうち、奇数番目の面発光素子アレイチップ１、３、５、・・・２９は、副走査方向の上流側に配置され、偶数番目の面発光素子アレイチップ２、４、６、・・・２８は、副走査方向の下流側に配置されている。図６（ｂ）に示すタイムチャートでは、奇数番目の面発光素子アレイチップ１、３、・・・２９に対応するメモリ６０１、メモリ６０３、・・・メモリ６２９への画像データの書き込みは、最初のＬｉｎｅ同期信号の期間（図中、ＴＬ１）で行われる。そして、次のＬｉｎｅ同期信号の期間（図中、ＴＬ２）で、奇数番目の面発光素子アレイチップ１、・・・２９に対応するメモリ６０１、・・・メモリ６２９から、副走査方向１ライン目のデータの読み出しが行われる。同様に、更に次のＬｉｎｅ同期信号の期間では、奇数番目の面発光素子アレイチップ１、・・・２９に対応するメモリ６０１、・・・メモリ６２９から、副走査方向２ライン目のデータの読み出しが行われる。そして、１０番目のＬｉｎｅ同期信号の期間（図中、ＴＬ１０）で、奇数番目の面発光素子アレイチップ１、・・・２９に対応するメモリ６０１、・・・メモリ６２９から、副走査方向９ライン目のデータの読み出しが行われる。また、偶数番目の面発光素子アレイチップ２に対応するメモリ６０２は、メモリ６０２への画像データの書き込みが行われた期間ＴＬ１から、Ｌｉｎｅ同期信号９パルス後の期間（図中、ＴＬ１０）で、メモリ６０２から画像データの読み出しが行われる。
【００４４】
データ送信部４０９は、チップデータシフト部４０８によって処理されたラインデータを駆動基板２０２に送信する。データ送信部４０９は、発振器の代わりに、入力されるＬｉｎｅ同期信号を変調してＬｉｎｅ同期信号よりも高周波のクロック信号を生成する周波数変調回路を備えている。また、データ送信部４０９は、周波数変調回路の代わりにＬｉｎｅ同期信号よりも高周波のクロック信号を生成する発振器を内蔵していても良い。データ送信部４０９は、千鳥状に２列に配置された面発光素子アレイチップの副走査方向の間隔（２４００ｄｐｉで８画素分）に対応して、奇数番目と偶数番目の面発光素子アレイチップに対応するメモリからの画像データの読み出しタイミングを調整する。本実施例では、Ｌｉｎｅ同期信号の１周期内でカウント値が２９，９２８（１ラインの画素データ数の２倍の数）以上になるように、クロック信号（図６（ｂ）のＣＬＫ）の周波数を定めている。これにより、Ｌｉｎｅ同期信号の１周期内で、ラインメモリ６００への画像データの入力（書き込み）、及びラインメモリ６００からメモリ６０１〜６２９への画像データの出力（書き込み）が可能となる。
【００４５】
一方、メモリ６０１〜６２９からのデータの読み出しは、Ｌｉｎｅ同期信号の１周期の期間内に、２９個のメモリ６０１〜６２９から各面発光素子アレイチップに対応する、主走査方向１ライン分の画像データをパラレルに出力する。そのため、メモリ６０１〜６２９からの画像データの読み出し速度は、メモリへの書き込み速度に対して、低速で読み出してもよい。例えば、本実施例では、メモリ６０１〜６２９への画像データの書き込み時のクロック信号の周期の５８倍の長い周期で、メモリ６０１〜６２９から画像データを読み出すものとする。
【００４６】
［露光ヘッドの駆動部］
次に、露光ヘッド１０６の駆動基板２０２に実装された駆動部３０３ａ内部の処理について説明する。駆動部３０３ａは、データ受信部４１０、ＬＵＴ４１１、ＰＷＭ信号生成部４１２、タイミング制御部４１３、制御信号生成部４２２、駆動電圧生成部４１４、駆動電流設定部４２１の機能ブロックを有している。また、駆動基板２０２は、電流設定値格納部４２０、及び上述したメモリ４２４を有している。以下、駆動部３０３ａでの画像データが処理される順に各機能ブロックの処理について説明する。
【００４７】
（データ受信部）
受信手段である駆動部３０３ａのデータ受信部４１０は、制御基板４１５のデータ送信部４０９から送信された信号を受信する。ここで、データ受信部４１０、データ送信部４０９は、Ｌｉｎｅ同期信号に同期して、ライン単位で画像データ（ラインデータ）を受信、送信するものとする。前述したように、チップデータ変換部４０７では面発光素子アレイチップ１〜２９毎にラインデータの配列を行い、以降の処理ブロックは面発光素子アレイチップ１〜２９のラインデータを並列処理する構成となっている。駆動部３０３ａでは、面発光素子アレイチップ１〜１５に対応した画像データを受信し、面発光素子アレイチップ毎に並列に処理可能な回路を有するものとする。
【００４８】
（ＬＵＴ）
光量補正手段であるＬＵＴ４１１は、面発光素子アレイチップの発光素子に対応する画素毎の画像データ値（濃度データ値）をルックアップテーブル（Ｌｏｏｋ  Ｕｐ  Ｔａｂｌｅ）を用いて、光量値データへの変換を行う。ＬＵＴ４１１では、面発光素子アレイチップの発光時間の応答特性より、パルス発光させたときの積算光量が所定の値となるように、画素毎のデータ値の変換を行う。例えば、面発光素子アレイチップの発光時間の応答が遅く、積算光量が目標値より小さい場合は、データ値が増えるようにデータ変換を行う。本実施例では、ＣＰＵ４００は画像形成を開始する前に、ルックアップテーブルに設定される変換テーブルの値を、実験的に得られた発光素子アレイチップの応答特性に基づいた所定の値に、設定するものとする。
【００４９】
（ＰＷＭ信号生成部、タイミング制御部、制御信号生成部、駆動電圧生成部）
続くＰＷＭ信号生成部４１２では、ＬＵＴ４１１で調整された画素毎のデータ値に応じて面発光素子アレイチップが１画素区間内で発光する発光時間に対応したパルス幅信号（以下、ＰＷＭ信号という）を生成する。ＰＷＭ信号を出力するタイミングは、タイミング制御部４１３により制御される。タイミング制御部４１３は、制御基板４１５の同期信号生成部４０６で生成されたＬｉｎｅ同期信号より、各画素の画素区間に対応した同期信号を生成し、ＰＷＭ信号生成部４１２に出力する。駆動電圧生成部４１４は、ＰＷＭ信号に同期して、面発光素子アレイチップを駆動する駆動電圧を生成する。なお、駆動電圧生成部４１４は、ＣＰＵ４００によって所定の光量となるように、出力信号の電圧レベルを５Ｖ中心に調整可能な構成とする。本実施例では、各面発光素子アレイチップは、同時に４つの発光素子を独立して駆動できる構成となっている。駆動電圧生成部４１４は、面発光素子アレイチップ１〜１５毎に駆動信号４ライン、駆動部３０３ａ全体では、千鳥状構成の１ライン（１５チップ）×４＝６０ラインに駆動信号を供給する。各面発光素子アレイチップに供給される駆動信号は、ΦＷ１〜ΦＷ４とする。一方、本実施例におけるシフトサイリスタ動作により、順次、面発光素子アレイチップが駆動される。制御信号生成部４２２は、タイミング制御部４１３で生成された画素区間に対応する同期信号より、画素毎にシフトサイリスタを転送するための制御信号Φｓ、Φ１、Φ２を生成する。
【００５０】
（電流設定値格納部、駆動電流設定部）
電流設定値格納部４２０は、面発光素子アレイチップ１〜２９毎の電流設定値を格納する。電流設定値の詳細は後述する。発光量制御手段である駆動電流設定部４２１は、電流設定値格納部４２０に格納されている電流設定値に基づいて、駆動部３０３ａの面発光素子アレイチップ１〜１５毎に駆動電流を設定する。詳細は後述する。
【００５１】
［発光量補正］
次に、本実施例における発光量補正について説明する。面発光素子アレイチップ１〜２９は、一般的な半導体チップと同様に、ウェハー上に複数形成され、１つずつに切り分けて製造される。このように製造された半導体チップの特性は、ウェハー上の形成位置に依存する。図７は、露光ヘッド１０６に実装されている面発光素子アレイチップ１〜２９の面発光素子の光量を示すグラフである。縦軸は光量を示し、横軸は主走査座標、すなわち面発光素子アレイチップ１〜２９の面発光素子０〜１４９６３の位置を示している。図７に示すように、Δｐ１、Δｐ２、・・・Δｐ２９は、ウェハー上での形成位置が隣接している、同じ面発光素子アレイチップ内の面発光素子間の発光量のばらつきを示している。以下、発光量バラツキΔｐ１、Δｐ２、・・・Δｐ２９という。一方、ΔＰは、ウェハー上での形成位置が異なる面発光素子アレイチップにおける面発光素子間の発光量ばらつきを示している。以下、発光量バラツキΔＰという。発光量バラツキΔｐ１、Δｐ２、・・・Δｐ２９は、発光量バラツキΔＰよりも小さくなる傾向がある。そこで、本実施例では、面発光素子アレイチップ単位での発光量補正は駆動電流調整で行い、各面発光素子アレイチップ内の面発光素子間の発光量補正を画像調整で行うこととする。
【００５２】
（駆動電流調整）
図８は、駆動電流調整を説明する図である。図８（ａ）は、露光ヘッド１０６の面発光素子アレイチップ１〜２９のすべての面発光素子０〜１４９６３を、面発光素子の発光量が目標光量（目標発光量）Ｐｔｇｔとなるような、同じ電流設定値で点灯させたときの面発光素子の発光量を示すグラフである。図８（ａ）の縦軸は光量を示し、横軸は面発光素子アレイチップ（ＡＣ１、ＡＣ２、・・・ＡＣ２９）の面発光素子（０〜１４９６３）で示される主走査方向の座標である主走査座標を示す。図８（ａ）に示すように、同じ電流設定値で面発光素子アレイチップ（ＡＣ）１〜２９の面発光素子を発光させても、その発光量にはばらつきが生じる。そこで、本実施例では、図８（ａ）に示す各面発光素子アレイチップ１〜２９において、最も発光量の小さい面発光素子の発光量が目標光量Ｐｔｇｔとなるように、電流設定値を変更する。すなわち、図８（ａ）において、縦方向の矢印で示す面発光素子アレイチップＡＣ１、ＡＣ２、・・・ＡＣ２９で最も光量が小さい面発光素子の発光量を目標光量Ｐｔｇｔとなるように、電流設定値を変更する。例えば、面発光素子アレイチップＡＣ１では、矢印αの面発光素子の発光量が最も低く、面発光素子アレイチップＡＣ２では、矢印βの面発光素子の発光量が最も低い。また、面発光素子アレイチップＡＣ２９では、矢印γの面発光素子の発光量が最も低い。図８（ｂ）は、各面発光素子アレイチップ（ＡＣ）１〜２９において、最小発光量であった面発光素子の発光量を目標光量Ｐｔｇｔとなるように、面発光素子アレイチップ毎に駆動電流調整を行った結果を示すグラフである。例えば、図８（ａ）では、面発光素子アレイチップＡＣ１では、矢印αの面発光素子の発光量が最も低い。このことから、面発光素子アレイチップＡＣ１の矢印αの面発光素子の発光量が目標光量Ｐｔｇｔとなるように駆動電流の調整を行う。同様に、面発光素子アレイチップＡＣ２では、矢印βの面発光素子の発光量が最も低く、面発光素子アレイチップＡＣ２９では、矢印γの面発光素子の発光量が最も低い。このことから、面発光素子アレイチップＡＣ２では矢印βの面発光素子の発光量が、面発光素子アレイチップＡＣ２９では矢印γの面発光素子の発光量が、それぞれ目標光量Ｐｔｇｔとなるように駆動電流の調整を行う。図８（ｂ）に示すように、面発光素子アレイチップ１〜２９のすべての面発光素子の発光量は、目標光量Ｐｔｇｔ以上（目標光量以上）となる。すなわち、最小発光量であった面発光素子の発光量は目標光量Ｐｔｇｔとなり、最小発光量よりも光量が大きい面発光素子の発光量は目標光量Ｐｔｇｔを超え、目標光量Ｐｔｇｔを超えた分が黒塗りされた発光量となる。
【００５３】
（駆動電流設定部の構成）
図９は、駆動電流設定部４２１の内部構成を示すブロック図である。駆動電流設定部４２１は、面発光素子アレイチップ１〜１５と接続された、１５個のＤＡ（デジタル−アナログ）変換器ＤＡＣ１〜ＤＡＣ１５と、各ＤＡ変換器ＤＡＣ１〜ＤＡＣ１５のデジタル入力設定値を格納する１５個のレジスタ１〜１５を備えている。ＣＰＵ４００は、露光ヘッド１０６の電流設定値格納部４２０から、各面発光素子アレイチップ１〜１５用の駆動電流設定値を読出し、レジスタ１〜１５に設定する。ＤＡ変換器ＤＡＣ１〜ＤＡＣ１５は、レジスタ１〜１５に設定されたデジタル値に応じたアナログ信号を各面発光素子アレイチップ１〜１５に出力する。
【００５４】
（電流設定値の決定手順）
次に、各面発光素子アレイチップ１〜２９を駆動する駆動電流の電流設定値の決定方法について説明する。電流設定値は、露光ヘッド１０６製造時の調整工程で決定される。本実施例の電流設定値は、面発光素子アレイチップ１〜２９毎に決定され、それぞれＩｒｅｆ［１］〜Ｉｒｅｆ［２９］として、電流設定値格納部４２０に格納される。ここで、主走査座標ｘに位置する面発光素子を点灯させたときの発光量をＰ［ｘ］とし、最大濃度（ベタ画像）を表す画像データ値に対応する光量を目標光量Ｐｔｇｔとする。
【００５５】
電流設定値を決定する際には、まず、所定の電流設定値Ｉｒｅｆを、図９に示す駆動電流設定部４２１のレジスタ１〜１５に設定する。次に、面発光素子アレイチップ１（ＡＣ１）に対応する主走査座標の５１６個の面発光素子を１つずつ点灯させ、そのときの発光量Ｐ［ｘ］（ｘ＝０〜５１５）を測定する。なお、光量測定は、露光ヘッド１０６に対向する位置に光量測定装置（不図示）を設置して行う。
【００５６】
次に、面発光素子アレイチップ１（ＡＣ１）内で測定された発光量Ｐ［ｘ］のうちで、発光量Ｐ［ｘ］が最小（基準となる発光量）となる主走査座標ｘｍｉｎを求める。図８（ａ）に示す例では、主走査座標が０の面発光素子（ｘｍｉｎ＝０）（矢印α）の発光量が最小となる。次に、ｘ＝ｘｍｉｎにおける光量Ｐ［ｘｍｉｎ］と目標光量Ｐｔｇｔの差分が小さくなるように、電流設定値Ｉｒｅｆの設定を変更し、予め決められた差分規格を満たす電流設定値Ｉｒｅｆを面発光素子アレイチップ１の電流設定値Ｉｒｅｆ［１］とする。面発光素子アレイチップ２（ＡＣ２）〜２９（ＡＣ２９）についても、同様の方法で、電流設定値Ｉｒｅｆ［２］〜Ｉｒｅｆ［２９］を決定し、電流設定値Ｉｒｅｆ［２］〜Ｉｒｅｆ［２９］を電流設定値格納部４２０に格納する。図８（ｂ）は、決定された電流設定値Ｉｒｅｆ［１］〜Ｉｒｅｆ［２９］を用いて、面発光素子アレイチップ１〜２９の面発光素子を発光させたときの光量を示したグラフである。駆動電流調整後の光量は図８（ｂ）のようになり、黒塗りで示した目標光量Ｐｔｇｔを超えた分の光量が過剰となっている。
【００５７】
（画像調整）
図１０は、本実施例の画像調整を説明する図である。図１０（ｃ）は、上述したＬＵＴ４１１により調整された画像データ（濃度値）と光量との関係を示すグラフである。本実施例においては、ＬＵＴ４１１によって、画像データと光量とは概ね比例する関係に調整されているものとする。本実施例における画像データは、符号なしの８ビット（ｂｉｔ）の濃度値で表すものとし、最大濃度値を表す画像データ値Ｄｍａｘ＝２５５に対応する光量が目標光量Ｐｔｇｔとなるように、駆動電流調整が行われている。なお、画像データの８ビットによる表現は一例であり、８ビット以外のビット数であってもよいし、輝度値で表現してもよい。
【００５８】
図１０（ａ）は、画像調整部４０４の入力画像データが画像データ値Ｄｍａｘのベタ画像の場合の、面発光素子アレイチップ１〜２９の各面発光素子の入力画像データを示した図である。図１０（ａ）の縦軸は入力画像データのデータ値を示し、横軸は面発光素子アレイチップ（ＡＣ１、ＡＣ２、・・・ＡＣ２９）の面発光素子（０〜１４９６３）で示される主走査座標を示す。図１０（ａ）に示す入力画像データで、面発光素子アレイチップ１〜２９の各面発光素子を発光させると、図８（ｂ）に示す光量で各面発光素子が発光することとなり、黒塗りで示した目標光量Ｐｔｇｔを超えた分の光量で発光する面発光素子が生じることになる。そこで、図８（ｂ）に黒塗りで示した目標光量Ｐｔｇｔよりも大きくなった分の光量に応じて入力画像データの画像データ値を減らした、図１０（ｂ）に示すような画像データ値を出力し、この画像データ値で各面発光素子を点灯させる。図１０（ｂ）の縦軸は出力画像データのデータ値を示す。すると、目標光量Ｐｔｇｔを超えた分だけ、入力画像データ値が減っているため、図１０（ｄ）に示すように、面発光素子アレイチップ１〜２９の各面発光素子の発光量は、目標光量Ｐｔｇｔと略等しく、略一定になっている。
【００５９】
（画像調整値の決定方法）
次に、制御基板４１５の画像調整値格納部４０５に格納する画像調整値の決定方法について説明する。上述した駆動電流設定値と同様に、画像調整値も露光ヘッド１０６製造時の調整工程で決定される。本実施例の画像調整値は、各面発光素子アレイチップ１〜２９内の面発光素子毎、すなわち主走査方向の画素毎に決定される調整値であり、ここでは、主走査座標ｘにおける画像調整値をＫ［ｘ］（ｘ＝０〜１４９６３）と表す。画像調整値Ｋ［ｘ］は、上述した駆動電流設定値Ｉｒｅｆ［１］〜Ｉｒｅｆ［２９］を用いて、各面発光素子アレイチップ１〜２９内の各面発光素子を点灯させ測定した実際の発光量Ｐ［ｘ］、目標光量Ｐｔｇｔとすると、次の（式２）により求めることができる。
【数１】
2020001244.tif 000003
【００６０】
（式２）において、目標光量Ｐｔｇｔに２５５を乗じているのは、Ｋ［ｘ］を８ビットの符号なし整数で表現するためである。上述したように、本実施例では、発光量が最小の面発光素子の光量が目標光量Ｐｔｇｔとなるように駆動電流値が設定されるため、画像調整値Ｋ［ｘ］は、１〜２５５の整数となる。以上のようにして算出した画像調整値Ｋ［ｘ］は、画像調整値格納部４０５に格納される。
【００６１】
（画像調整による発光量補正）
次に、制御基板４１５の画像調整部４０４における画像調整による発光量補正について説明する。本実施例では、画像調整値Ｋ［ｘ］を上述した（式２）で算出した場合には、次の（式３）を用いて出力画像データ値を算出する。ここで、（式３）において、主走査座標ｘ、及び副走査座標ｙにおける入力画像データＤ［ｘ，ｙ］に対して、画像調整値格納部４０５に格納された画像調整値Ｋ［ｘ］を乗じた値を出力画像データＤ’［ｘ，ｙ］とする。
【数２】
2020001244.tif 000004
なお、副走査座標ｙは、図６におけるＬｉｎｅ同期信号が入力されるたびにインクリメントされる座標あり、感光ドラム１０２の回転方向の座標である。
【００６２】
［擬似中間調処理］
次に、擬似中間調処理部４２３が行う画像データ処理について説明する。擬似中間調処理部４２３には、画像調整部４０４が出力する発光量補正後の画像データが入力される。この発光量補正後の画像データの画素毎のデータ長は８ビットである。この画像に対し、擬似中間調処理部４２３で誤差拡散処理を行い、画素毎のデータ長を３ビットの画像データに変換する。これにより、入力画像に対する濃度保存を行いながらも、画素毎のデータのビット長を小さくでき、ケーブル４１７を介して露光ヘッド１０６に送信する画像データのデータ量を削減することが可能となる。その結果、駆動部３０３ａ、３０３ｂ内の回路をより簡略化することができる。なお、本実施例では、擬似中間調処理部４２３は、一例として３ビットの画像データを出力する多値誤差拡散処理を行うことで説明するが、誤差拡散処理後の画像データＤ’’［ｘ，ｙ］は３ビットに限定されるものではない。
【００６３】
続いて、本実施例における擬似中間調処理部４２３が行う誤差拡散処理について説明する。擬似中間調処理部４２３に入力される画像データをＤ’［ｘ，ｙ］、擬似中間調処理後の画像データをＤ’’［ｘ，ｙ］とすると、擬似中間調処理部４２３は、次の（式４）により、演算を行う。
【数３】
2020001244.tif 000005
【００６４】
ここで、（式４）中のＥ［ｘ，ｙ］は量子化時の誤差であり、誤差Ｅ［ｘ，ｙ］は、次の（式５）により算出することができる。
【数４】
2020001244.tif 000006
【００６５】
図１１を用いて、（式４）、（式５）について説明する。図１１は、量子化と量子化時の誤差の関係を説明する図である。縦軸は画像データが示す濃度値であり、画像データが８ビット長の場合の０〜２５５に対応している。一方、縦軸の括弧内の数字は、３ビットに量子化した場合に対応する濃度値を示している。縦軸の数字は、画像データが８ビット長、すなわち入力画像データＤ’のデータ値が０のときは、擬似中間調処理後（量子化後）の画像データＤ’’も０であることを示している。同様に、入力画像データＤ’のデータ値が１〜６３、６４〜９５、９６〜１２７、１２８〜１５９の場合には、画像データＤ’’は、それぞれ１、２、３、４であることを示している。更に、入力画像データＤ’のデータ値が１６０〜１９１、１９２〜２２３、２２４〜２５５の場合には、画像データＤ’’は、それぞれ５、６、７であることを示している。
【００６６】
また、横軸は擬似中間調処理部４２３に入力される、量子化前の入力画像データＤ’［ｘ，ｙ］と、擬似中間調処理部４２３にて量子化された後（量子化後）の画像データＤ’’［ｘ，ｙ］を示している。なお、入力画像データＤ’［ｘ，ｙ］は、１６０（量子化前）だった場合を表している。ここで、入力画像データＤ’［ｘ，ｙ］の周辺画素の誤差が０、すなわち誤差Ｅ［ｘ−１，ｙ−１］、Ｅ［ｘ，ｙ−１］、Ｅ［ｘ＋１，ｙ−１］、Ｅ［ｘ−１，ｙ］が全て０とする。すると、上述した（式４）より、擬似中間調処理後（量子化後）の画像データＤ’’［ｘ，ｙ］は、５（８ビット長での表現では１９１）となる。そして、この場合の誤差Ｅ［ｘ，ｙ］は、（式５）より、−３１（＝１６０−（（５×３２）＋３１））となる。なお、（式５）の右辺第二項は、３ビット長の擬似中間調処理後の画像データＤ’’［ｘ，ｙ］の値に３２を乗じ、３１を加えることで、８ビット長の値に変換している項である。そして、本実施例では、（式５）により算出された量子化誤差を、周辺画素に拡散させることで、複数画素を用いて濃度保存を行う。
【００６７】
図１２は、量子化による誤差の拡散方法を説明する図である。図１２において、縦軸は、画素の副走査方向の位置を示し、上からｙ、ｙ＋１を示す。横軸は、画素の主走査方向の位置を示し、左からｘ−１、ｘ、ｘ＋１を示す。図１２において、注目画素の画素位置を［ｘ，ｙ］とし、注目画素の誤差をＥ［ｘ，ｙ］とする。注目画素の誤差Ｅ［ｘ，ｙ］は、注目画素の周辺画素（近傍画素）に次のように分散される。すなわち、画素［ｘ＋１，ｙ］、［ｘ−１，ｙ＋１］、［ｘ，ｙ＋１］、［ｘ＋１，ｙ＋１］には、それぞれ、誤差Ｅ［ｘ，ｙ］のうちの７／１６、３／１６、５／１６、１／１６が設定される。例えば、図１１の場合の注目画素を［ｘ，ｙ］とすると、誤差Ｅ［ｘ，ｙ］の−３１は、画素［ｘ＋１，ｙ］、［ｘ−１，ｙ＋１］に、それぞれ、−１３（≒−３１×７／１６）、−６（≒−３１×３／１６）が設定される。同様に、画素［ｘ，ｙ＋１］、［ｘ＋１，ｙ＋１］に、それぞれ、−１０（≒−３１×５／１６）、−２（＝−３１×１／１６）が設定される。（式４）、（式５）を用いた演算により、擬似中間調処理部４２３からの出力は３ビットに量子化され、かつ、濃度保存を行うことが可能である。
【００６８】
以上説明したように、画像調整部４０４で各発光素子の光量調整を画像データで行い、光量調整後の画像データを擬似中間調処理部４２３で量子化を行う。これにより、光量調整を精度よく行え、かつ、画像データのデータ量を増やすことなく、光量補正を行うことができる。また、画像データのデータ量が少ないため、駆動部３０３の回路を複雑化することなく、構成することができる。
【００６９】
以上説明したように、本実施例によれば、面発光素子の発光量のばらつきをより少ない画像データ量で補正することができる。
【実施例２】
【００７０】
実施例１では、注目画素の誤差が分散される周辺画素の画像調整値は、注目画素の画像調整値と同じ値であるとして、画素の分散値を設定していた。実施例２では、注目画素の誤差を分散する場合には、誤差が分散される画素の画像調整値に応じて、分散する誤差値を設定する例について説明する。なお、画像形成装置全体の構成、露光ヘッド１０６の構成、駆動基板２０２の構成、制御基板４１５及び駆動基板２０２の制御ブロックの構成は実施例１と同様であり、ここでの説明を省略する。
【００７１】
［擬似中間調処理］
擬似中間調処理部４２３に入力される画像データをＤ’［ｘ，ｙ］、擬似中間調処理後の画像データをＤ’’［ｘ，ｙ］とすると、擬似中間調処理部４２３は、次の（式６）により、画像データＤ’’［ｘ，ｙ］の演算を行う。
【数５】
2020001244.tif 000007
【００７２】
図１３を用いて、（式６）の演算について説明する。図１３は、擬似中間調処理部４２３の出力結果である画像データＤ’’［ｘ，ｙ］の演算と、画像データが対応する面発光素子Ｘとの関係を説明する図である。図１３において、上図は、面発光素子アレイチップ１の面発光素子Ｘ−１、Ｘ、Ｘ＋１を示す図である。また、ここでは、面発光素子Ｘ−１、Ｘ、Ｘ＋１の画像調整値を、それぞれＫ［ｘ−１］、Ｋ［ｘ］、Ｋ［ｘ＋１］とする。図１３において、下側に示す表は、注目画素である画素［ｘ，ｙ］での誤差Ｅ［ｘ，ｙ］の拡散先である周辺画素の誤差値を示している。なお、表の縦方向は、上から画素位置ｙ、ｙ＋１を示し、横方向は、左から画素位置ｘ−１、ｘ、ｘ＋１を示す。画素［ｘ＋１，ｙ］に対しては、誤差Ｅ［ｘ，ｙ］×（７／１６）に、画像調整値Ｋ［ｘ］に対する画像調整値Ｋ［ｘ＋１］の割合である（Ｋ［ｘ＋１］／Ｋ［ｘ］）を乗じた値を画素［ｘ＋１，ｙ］に対する誤差値としている。同様に、画素［ｘ−１，ｙ＋１］に対しては、誤差Ｅ［ｘ，ｙ］×（３／１６）に、画像調整値Ｋ［ｘ］に対する画像調整値Ｋ［ｘ−１］の割合である（Ｋ［ｘ−１］／Ｋ［ｘ］）を乗じた値を画素［ｘ−１，ｙ＋１］に対する誤差値としている。また、画素［ｘ，ｙ＋１］に対しては、誤差Ｅ［ｘ，ｙ］×（５／１６）に、画像調整値Ｋ［ｘ］に対する画像調整値Ｋ［ｘ］の割合である１を乗じた値を画素［ｘ，ｙ＋１］に対する誤差値としている。更に、画素［ｘ＋１，ｙ＋１］に対しては、誤差Ｅ［ｘ，ｙ］×（１／１６）に、画像調整値Ｋ［ｘ］に対する画像調整値Ｋ［ｘ＋１］の割合である（Ｋ［ｘ＋１］／Ｋ［ｘ］）を乗じた値を画素［ｘ＋１，ｙ＋１］に対する誤差値としている。
【００７３】
擬似中間調処理部４２３が出力する画像データＤ’’［ｘ，ｙ］の値は、最終的に面発光素子Ｘが画像データＤ’’［ｘ，ｙ］の座標に対応する画素の点灯をするときの積算光量を決定する点灯時間となる。これは、前述したように、最終的にはＰＷＭ信号生成部４１２が画像データＤ’’［ｘ，ｙ］のデータ値に応じて、ＰＷＭ信号のパルス幅を設定するからである。本実施例では、画像データＤ’’［ｘ，ｙ］を算出する際に発生した誤差は、周辺の画素に拡散させることで濃度保存を行う。ところが、拡散先の画像データは、図１３に示すように、面発光素子［ｘ−１］、あるいは面発光素子［ｘ＋１］のように、主走査座標の異なる発光点である面発光素子の画像データとして拡散されることになる。
【００７４】
注目画素の誤差が周辺の画素に拡散されることにより生じる課題について、図を用いて説明する。図１４は、画像データの誤差と発光量の誤差の対応を説明する図である。図１４（ａ）は、座標［ｘ−１，ｙ］の光量補正後の画像データＤ’［ｘ−１，ｙ］と積算光量を表している図である。図１４（ａ）の縦軸は画素の単位時間当たりの光量（発光量）を示し、横軸は画素の点灯時間を示す画像データ値を示している。図１４（ａ）において、擬似中間調処理部４２３に入力される画像データＤ’［ｘ−１，ｙ］は１６０という値である。画像Ｄ’［ｘ−１，ｙ］は、ＰＷＭ信号のパルス幅、すなわち点灯時間に対応する。面発光素子の、画像データＤ’［ｘ−１，ｙ］に対応する単位時間あたりの光量をＲ［ｘ−１］とすると、積算光量は、図１４（ａ）の右図の斜線部分ａ１の面積、すなわち、光量Ｒ［ｘ−１］×画像データＤ’［ｘ−１，ｙ］となる。ここでいう単位時間とは、１画素の最大点灯時間を２５６（８ビット精度）で除した時間である。
【００７５】
図１４（ｂ）は、擬似中間調処理部４２３が入力された画像データＤ’［ｘ−１，ｙ］を量子化した結果である画像データＤ’’［ｘ−１，ｙ］を表している図である。なお、横軸、縦軸は、図１４（ａ）と同様であり、説明を省略する。ここでは、周辺の画素から画素［ｘ−１，ｙ］への誤差伝搬がないものとする。そのため、画像データＤ’［ｘ−１，ｙ］＝１６０の場合には、上述した（式６）より、画像データＤ’’［ｘ−１，ｙ］＝５となる。この５は３ビットデータでの値であり、８ビットデータに換算すると、上述した（式５）の右辺第二項より、点灯時間１９１に相当する。そのため、擬似中間調処理部４２３による量子化処理により、点灯時間の量子化による誤差Δｅ［ｘ−１，ｙ］分（この例では３１（＝１９１−１６０））だけ、画素［ｘ−１，ｙ］における点灯時間が長くなることになる。この場合、光量の量子化により、Δｅ［ｘ−１，ｙ］×Ｒ［ｘ−１］（図１４（ｂ）の右図の網掛け部ｂ１の面積）の誤差が発生していることになる。
【００７６】
図１４（ｃ）は、座標［ｘ，ｙ］の光量補正後の画像データＤ’［ｘ，ｙ］と積算光量を表している図である。なお、横軸、縦軸は、図１４（ａ）と同様であり、説明を省略する。図１４（ａ）と同様、本画素も画像データＤ’［ｘ，ｙ］＝１６０だとする。しかしながら、画像データＤ’［ｘ，ｙ］に対応する面発光素子の単位時間当たりの光量Ｒ［ｘ］は、画像データＤ’［ｘ−１］に対応する面発光素子の単位時間当たりの光量Ｒ［ｘ−１］より大きい。そのため、画像データＤ’［ｘ−１，ｙ］と画像データＤ’［ｘ，ｙ］は、点灯時間は同じ１６０であっても、図１４（ｂ）の右図の斜線部分ｃ１で示す積算光量は画像データＤ’［ｘ，ｙ］の方が大きくなる。
【００７７】
図１４（ｄ）は、画像データＤ’［ｘ−１，ｙ］の量子化時に発生した誤差をすべて画像データＤ’［ｘ，ｙ］に伝搬（拡散）させた場合の誤差を加味した点灯時間と積算光量を表している図である。図１４（ｂ）の通り、誤差Δｅ［ｘ−１，ｙ］は３１だったため、画像データＤ’［ｘ，ｙ］では、点灯時間を誤差Δｅ［ｘ−１，ｙ］（＝３１）だけ短くすること（図中、−Δｅ）で、濃度保存を行う。すなわち、画像データＤ’［ｘ，ｙ］を（画像データＤ’［ｘ，ｙ］−誤差Δｅ［ｘ−１，ｙ］）とすることになる。しかしながら、点灯時間だけで画像データの補正を行ってしまうと、図１４（ｄ）の右側に示す図における網掛け部ｄ１（図中、発光時間（画像データ）を誤差とした場合の誤差光量）で表現した積算光量が引かれてしまう。その結果、本来光量としては網点ｄ２（図中、光量としての誤差）で表現した分を引くべきところを、斜線部ｄ３（図中、過剰だった光量誤差）だけ過剰に補正してしまうことになる。そのため、光量としては誤差が生じていることになる。
【００７８】
そこで、本実施例では、面発光素子［ｘ］における誤差の拡散先が面発光素子［ｘ−１］の場合は、次のような補正を行う。すなわち、拡散させる誤差に、誤差の拡散先に対応した面発光素子［ｘ−１］の画像調整値Ｋ［ｘ−１］を、量子化した画素に対応する面発光素子［ｘ］の画像調整値Ｋ［ｘ］で除した値（Ｋ［ｘ−１］／Ｋ［ｘ］）を乗ずる。これにより、発光量の違いによる誤差の重みを補正し、発光量として精度の高い誤差を拡散することができ、より高精度な濃度保存を行うことができる。
【００７９】
以上説明したように、本実施例によれば、面発光素子の発光量のばらつきをより少ない画像データ量で補正することができる。
【実施例３】
【００８０】
実施例１、２では、同じ面発光素子アレイチップ内の面発光素子の誤差拡散処理について説明した。実施例３では、誤差拡散処理により生じる誤差の拡散先が、誤差の生じた面発光素子アレイチップとは異なる面発光素子アレイチップ内の面発光素子の場合の誤差拡散処理の例について説明する。なお、画像形成装置全体の構成、露光ヘッド１０６の構成、駆動基板２０２の構成、制御基板４１５及び駆動基板２０２の制御ブロックの構成は実施例１、２と同様であり、ここでの説明を省略する。
【００８１】
［面発光素子と発光量との関係］
図１５は、駆動電流調整を行った後の面発光素子アレイチップ（ＡＣ）の各面発光素子と面発光素子が発する光量との関係を示した図である。図１５において、縦軸は光量を示し、横軸は面発光素子アレイチップＡＣ１、ＡＣ２の各面発光素子（０〜１０３１）を示す。なお、Ｐｔｇｔは、駆動電流調整を行った後の各面発光素子が出力する光量の目標光量である。面発光素子アレイチップは、ウェハーからダイシングされて製造される。そのため、同じ面発光素子アレイチップ内の各面発光素子の光量は連続している傾向がある。すなわち、面発光素子アレイチップＡＣ１、ＡＣ２等の同一面発光素子アレイチップ（ＡＣ）領域内の隣接する面発光素子間の光量差は小さい。一方、面発光素子アレイチップをまたぐ、異なる面発光素子アレイチップの面発光素子は、面発光素子アレイチップが別ウェハー、又は同一ウェハーでも異なる位置のものである可能性がある。そのため、異なる面発光素子アレイチップの面発光素子では、図１５の矢印ｄＰで示すように、光量差が大きくなる。
【００８２】
［擬似中間調処理］
そこで、本実施例では、図１５のような各面発光素子の光量の傾向を加味し、擬似中間調処理部４２３では、次のような誤差拡散処理を行う。擬似中間調処理部４２３に入力される画像データをＤ’［ｘ，ｙ］、擬似中間調処理後の画像データをＤ’’［ｘ，ｙ］とすると、擬似中間調処理部４２３は、次の（式７）により、画像データＤ’’［ｘ，ｙ］の演算を行う。
【数６】
2020001244.tif 000008
【００８３】
本実施例の（式７）では、実施例１の（式４）に比べて、画素位置［ｘ−１］、［ｘ＋１］の誤差に、それぞれＢ１、Ｂ２を乗じている点が異なる。本実施例の（式７）におけるＢ１、Ｂ２は、画素位置［ｘ］に対応する面発光素子に隣接する面発光素子が別の面発光素子アレイチップの面発光素子の場合、拡散される誤差を補正する誤差補正係数である。誤差補正係数Ｂ１、Ｂ２は、それぞれ次の（式８）、（式９）により決定される。なお、（式８）、（式９）において、Ｎは、面発光素子アレイチップに対応する１〜２９の整数である。
【数７】
2020001244.tif 000009
（式８）より、誤差補正係数Ｂ１は、注目画素［ｘ，ｙ］の画素位置［ｘ］が面発光素子アレイチップの主走査座標が小さい方の端部（ｘ＝５１６Ｎ）の面発光素子の場合には、Ｂ１は（Ｋ［ｘ］／Ｋ［ｘ−１］）となり、それ以外の場合は１となる。一方、誤差補正係数Ｂ２は、注目画素［ｘ，ｙ］の画素位置［ｘ］が面発光素子アレイチップの主走査座標が大きい方の端部（ｘ＝５１６Ｎ−１）の面発光素子の場合には、Ｂ２は（Ｋ［ｘ］／Ｋ［ｘ＋１］）となり、それ以外の場合は１となる。
【００８４】
誤差補正係数Ｂ１、Ｂ２について、図１６を用いて説明する。図１６（ａ）は、擬似中間調処理部４２３が、主走査方向の画素位置［ｘ］が５１６である画素の処理を行う場合の概念図（上図）、及び周辺画素からの拡散誤差の算出式（下図）を示している。下図の拡散誤差は、注目画素の画素位置を［ｘ，ｙ］として、拡散誤差Ａは、画素位置［ｘ−１，ｙ−１］の画素からの注目画素［ｘ，ｙ］への拡散誤差を示し、拡散誤差Ｂは、画素位置［ｘ，ｙ−１］の画素からの注目画素［ｘ，ｙ］への拡散誤差を示す。同様に、拡散誤差Ｃは、画素位置［ｘ−１，ｙ］の画素からの注目画素［ｘ，ｙ］への拡散誤差を示し、拡散誤差Ｄは、画素位置［ｘ＋１，ｙ−１］の画素からの注目画素［ｘ，ｙ］への拡散誤差を示す。なお、拡散誤差Ａ〜Ｄは、図１６（ｂ）も同様である。
【００８５】
図１６（ａ）の上図に示すように、主走査方向の画素位置［ｘ］が５１６の面発光素子は、面発光素子アレイチップ２の面発光素子０に該当する。そのため、画素位置［ｘ］が５１６の画素を量子化する際は、次のような処理を行う。周囲画素の画像データＤ’［５１５，ｙ−１］、Ｄ’［５１６，ｙ−１］、Ｄ’［５１７，ｙ−１］、Ｄ’［５１５，ｙ］の各画像データを量子化した際の誤差に、重み係数をかけたものを画素位置［ｘ、ｙ］の画素の誤差として加算し、量子化を行う。その際、面発光素子アレイチップ１の面発光素子５１５で発光する画像データからの誤差は、面発光素子５１６が属する面発光素子アレイチップ２とは光量差が大きい可能性がある。そのため、画素位置［ｘ］が５１５、５１６における画像調整値を加味し、（画像調整値Ｋ［ｘ］／画像調整値Ｋ［ｘ−１］）の値を誤差に乗じることで補正する。また、このとき、誤差補正係数Ｂ２は、（式９）より１となる。
【００８６】
図１６（ｂ）は、擬似中間調処理部４２３が、主走査方向の画素位置［ｘ］が５１５である画素の処理を行う場合の概念図（上図）、及び周辺画素からの拡散誤差の算出式（下図）を示している。なお、下図の拡散誤差Ａ〜Ｄは、算出式は異なるが、注目画素の画素位置［ｘ，ｙ］に対する、拡散誤差Ａ〜Ｄの画素位置は、図１６（ａ）と同様であり、説明は省略する。
【００８７】
図１６（ｂ）の上図に示すように、主走査方向の画素位置［ｘ］が５１５の面発光素子は、面発光素子アレイチップ１の面発光素子５１５に該当する。そのため、画素位置［ｘ］が５１５の画素を量子化する際は、次のような処理を行う。周囲画素の画像データＤ’［５１４，ｙ−１］、Ｄ’［５１５，ｙ−１］、Ｄ’［５１６，ｙ−１］、Ｄ’［５１４，ｙ］の各画像データを量子化した際の誤差に、重み係数をかけたものを画素位置［ｘ、ｙ］の画素の誤差として加算し、量子化を行う。その際、面発光素子アレイチップ２の面発光素子５１６で発光する画像データからの誤差は、面発光素子５１５が属する面発光素子アレイチップ１とは光量差が大きい可能性がある。そのため、画素位置［ｘ］が５１５、５１６における画像調整値を加味し、（画像調整値Ｋ［ｘ］／画像調整値Ｋ［ｘ＋１］）の値を誤差に乗じることで補正する。また、このとき、誤差補正係数Ｂ１は、（式８）より１となる。
【００８８】
このように、面発光素子アレイチップをまたがって量子化誤差を伝搬させる場合のみ、拡散誤差の補正を行うことで、拡散誤差の演算量を削減でき、ハードウェアで実現する場合は回路の簡略化、ソフトウェアで実現する場合は演算時間の短縮化を実現できる。
【００８９】
以上説明したように、本実施例によれば、面発光素子の発光量のばらつきをより少ない画像データ量で補正することができる。
【実施例４】
【００９０】
実施例３では、誤差拡散処理により生じる誤差の拡散先が、誤差の生じた発光素子アレイチップとは異なる発光素子アレイチップ内の面発光素子の場合の誤差拡散処理の例について説明した。実施例４では、実施例３での誤差補正係数の決定方法とは異なる決定方法について説明する。なお、画像形成装置全体の構成、露光ヘッド１０６の構成、駆動基板２０２の構成、制御基板４１５及び駆動基板２０２の制御ブロックの構成は実施例３と同様であり、ここでの説明を省略する。
【００９１】
［擬似中間調処理］
本実施例では、上述した実施例３と同様に、各発光素子の光量の傾向を加味し、擬似中間調処理部４２３では、実施例３で説明した（式７）を用いて、誤差拡散処理を行う。その際、（式７）で用いられる誤差補正係数Ｂ１、Ｂ２は、それぞれ、次の（式１０）、（式１１）により決定される。
【数８】
2020001244.tif 000010
（式１０）、（式１１）において、Ｎは、面発光素子アレイチップに対応する１〜２９の整数である。また、（式１０）、（式１１）で用いられているＰｍａｘは、駆動電流調整を行った後に発生する最大光量である。この場合の最大光量は、製造ばらつきを含めた最大の光量値（最大発光量）とし、駆動電流調整後は、どの面発光素子もこのＰｍａｘを超えた光量を発生しない値であり、そのため、Ｐｍａｘは固定値とすることができる。
【００９２】
本実施例における誤差補正係数Ｂ１は、実施例３の（式８）と同様に、面発光素子の主走査方向の位置［ｘ］が５１６Ｎ、すなわち、隣接する面発光素子が互いに異なる面発光素子アレイチップに収容される面発光素子に対する係数である。すなわち、画素の演算による量子化誤差が、面発光素子アレイチップをまたがって伝搬する条件を指している。更に、画像調整値Ｋ［ｘ−１］＞画像調整値Ｋ［ｘ］の条件も満たした場合、誤差補正係数Ｂ１は、（目標光量Ｐｔｇｔ／最大光量Ｐｍａｘ）となる。
【００９３】
（画像調整値Ｋ［ｘ−１］＞画像調整値Ｋ［ｘ］）の条件について、図を用いて説明する。図１７は、駆動電流調整後の面発光素子アレイチップ１、２の各面発光素子の光量を表しているグラフであり、縦軸は光量を示し、Ｐｔｇｔは、目標光量を示す。横軸は面発光素子アレイチップ１、２の各面発光素子（０〜１０３１）を示し、面発光素子アレイチップ１（ＡＣ１）の面発光素子の位置は０〜５１５であり、面発光素子アレイチップ２（ＡＣ２）の面発光素子の位置は５１６〜１０３１である。ここで、面発光素子の位置が５１６である面発光素子の発光量Ｐ［５１６］（図中、ＡＣ２領域の一番左側の面発光素子）と、面発光素子の位置が５１５である面発光素子の発光量Ｐ［５１５］（図中、ＡＣ１領域の一番右側の面発光素子）の比較を行う。図１７（ａ）に示すように、発光量Ｐ［５１６］が発光量Ｐ［５１５］（ＡＣ１領域の一番右）より大きい場合（図中、ｄＰｕｐのような光量段差）、画像調整値Ｋ［５１５］と画像調整値Ｋ［５１６］は、Ｋ［５１５］＞Ｋ［５１６］となる。この場合、（式１０）より、誤差補正係数Ｂ１は、（目標光量Ｐｔｇｔ／最大光量Ｐｍａｘ）が設定される。一方、図１７（ｂ）に示すように、発光量Ｐ［５１６］が発光量Ｐ［５１５］以下の場合（図中、ｄＰｄｏｗｎのような光量段差）、画像調整値Ｋ［５１５］と画像調整値Ｋ［５１６］は、画像調整値Ｋ［５１５］≦画像調整値Ｋ［５１６］となる。この場合、（式１０）より、誤差補正係数Ｂ１は１が設定される。
【００９４】
誤差補正係数Ｂ２も、実施例３の（式９）と同様に、面発光素子の主走査方向の位置［ｘ］が（５１６Ｎ−１）、すなわち、隣接する面発光素子が互いに異なる面発光素子アレイチップに収容される面発光素子に対する係数である。更に、画像調整値Ｋ［ｘ＋１］＞画像調整値Ｋ［ｘ］の条件も満たした場合、誤差補正係数Ｂ１は、（目標光量Ｐｔｇｔ／最大光量Ｐｍａｘ）となり、画像調整値Ｋ［ｘ＋１］≦画像調整値Ｋ［ｘ］の場合には、誤差補正係数Ｂ２は１となる。
【００９５】
擬似中間調処理部４２３において、このような演算を行うことにより、拡散される量子化誤差の演算を（目標光量Ｐｔｇｔ／最大光量Ｐｍａｘ）という固定値の演算だけにすることができる。その結果、拡散される量子化誤差の演算をＣＰＵで行う場合には、演算処理を簡略化することができ、ハードウェアで演算を行う場合でも回路を簡略化することができる。
【００９６】
以上説明したように、本実施例によれば、面発光素子の発光量のばらつきをより少ない画像データ量で補正することができる。
【符号の説明】
【００９７】
１〜２９    面発光素子アレイチップ
１０２      感光ドラム
１０６      露光ヘッド
３０３      駆動部
４０４      画像調整部
４１５      制御基板
４２１      駆動電流設定部
４２３      擬似中間調処理部
【図１】
2020001244.tif 000011
【図２】
2020001244.tif 000012
【図３】
2020001244.tif 000013
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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