(57)【要約】【課題】適切に発光量を調整することで画像ムラを補正する画像形成装置を提供する。【解決手段】感光体ドラムに、画素データにより発光量が決められる光を照射して、画像を形成する画像形成装置である。画像形成装置は、感光体ドラム上の注目画素に対する入力画素データ及び直前の画素への処理により生じた所定の光量分布からの誤差に基づいて、該注目画素を含む周辺の複数の画素である周辺画素の周辺画素データを取得するとともに、この周辺画素データにより生じる誤差を算出する第１の演算部４５１と、第１の演算部４５１により取得された周辺画素データに応じて各画素の画素データを生成する第２の演算部４５２と、を備える。【選択図】図６
2015179150.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光の照射により像が形成される感光体と、
前記感光体に、画素データにより発光量が決められる光を照射する露光機と、
前記感光体上の注目画素に対する入力画素データ及び直前の画素への処理により生じた所定の光量分布からの誤差に基づいて、該注目画素を含む周辺の複数の画素である周辺画素の周辺画素データを取得するとともに、この周辺画素データにより生じる誤差を算出する第１の演算手段と、
前記第１の演算手段により取得された前記周辺画素データに応じて各画素の前記画素データを生成する第２の演算手段と、を備えることを特徴とする、
画像形成装置。
【請求項２】
前記感光体上の複数の位置について、前記周辺画素データに基づく光量分布から得られる特性値を記録する記録手段を更に備え、
前記第１の演算手段は、前記記録手段から前記注目画素の位置に応じて取得する特性値により、前記誤差を算出することを特徴とする、
請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記第１の演算手段は、前記特性値の目標値を設定しておき、この目標値と前記入力画素データと前記感光体上の前記注目画素の位置とに応じて前記周辺画素データを取得することを特徴とする、
請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記第１の演算手段は、取得した前記周辺画素データに基づく光量分布から得られる特性値と前記目標値とから、前記誤差を算出することを特徴とする、
請求項３記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記第１の演算手段は、前記目標値を直前の画素への処理により生じた所定の光量分布からの誤差に応じて設定することを特徴とする、
請求項３又は４記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記特性値は、前記周辺画素データに基づく光量分布の重心位置であることを特徴とする、
請求項２〜５のいずれか１項記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記特性値は、前記周辺画素データに基づく光量分布のスポット径であることを特徴とする、
請求項２〜５のいずれか１項記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記特性値は、前記周辺画素データに基づく光量分布のピーク光量であることを特徴とする、
請求項２〜５のいずれか１項記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記第２の演算手段は、前記注目画素により得られる周辺画素データ及び当該注目画素に隣接する画素により得られる周辺画素データに基づいて、当該注目画素の画素データを算出することを特徴とする、
請求項１〜８のいずれか１項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、電子写真プロセスを用いて画像形成を行うコピー機や複写機等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真プロセスを用いる画像形成装置は、感光体上に静電潜像を形成するためにレーザ光を照射する露光機を備える。露光機は、半導体レーザから出射したレーザ光を偏向走査して感光体表面で結像させる。露光機は、半導体レーザによりレーザ光を出射する光源部、光源部からのレーザ光をポリゴンミラーにより偏向走査する偏向走査部、光源部からのレーザ光を偏向走査部に導き且つ偏向走査部で偏向走査されたレーザ光を感光体上に結像する光学部を備える。
【０００３】
このような画像形成装置では、特に露光機の構成部品や支持体等の製造誤差及び組み立て誤差による歪みの発生が避けられない。歪みが生じることで、感光体表面に結像する光強度分布（以下、「スポット形状」という。）が変形することがある。スポット形状の変形は、感光体上の走査方向（長手方向）の位置に応じて異なって発生する。スポット形状の変形は、出力画像の濃度や線幅等の変化として表れ、画質ムラとして視認される。別の露光機として、ライン上に配置された複数のＬＥＤ（Laser Electric Diode）等の光源を用いて感光体表面を露光するものがある。このような露光機おいても、各光源のスポット形状のばらつきにより、同様の画質ムラが視認されることがある。
【０００４】
特許文献１、２は、このような画質ムラを補正する技術を開示する。特許文献１では、濃度ムラを補正して均一化するように、予め算出された光量補正データを感光体上の長手方向の位置毎に記憶しておき、当該光量補正データに基づいて光量補正を行う。特許文献２では、感光体の電位減衰特性のムラにより発生する濃度ムラを補正する方法として、感光体の表面全域において特性テーブルを記憶しておき、当該特性テーブルに応じて光量補正を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−６２１００号公報
【特許文献２】特開２００２−６７３８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１、２の技術は、いずれも注目画素に照射される総発光量を調整するのみであり、光量分布を一致させることはできない。「注目画素」とは、現在、処理対象（露光対象）の画素である。光量分布を一致させることができないために、孤立点や細線の再現、ガンマ特性が変化してしまう。そこで、周辺画素（注目画素を含む周辺の複数画素）への発光量をＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御することで、周辺画素の光量分布を積算した積算光量分布を所望のスポット形状に一致させるように補正する方法が提案されている。
【０００７】
しかし、周辺画素への発光量をＰＷＭ制御により補正する場合、補正候補の数（以下、「補正自由度」という。）が有限である。この場合、補正自由度は、ＰＷＭ分割数及び制御範囲（周辺画素の範囲）に制限される。有限個の補正自由度の中から、周辺画素の積算光量分布が所望のスポット形状に最も近くなる条件を選択して用いることになる。
【０００８】
しかし、周辺画素の発光量をＰＷＭ制御により補正する場合であっても、周辺画素の積算光量分布がスポット形状に一致するとは限らず、形状誤差が生じることがある。また、周辺画素の積算光量分布の重心位置は、注目画素の中心位置であることが好ましいが、ずれて重心誤差が生じる。補正誤差（形状誤差及び重心誤差）が生じることで、ＰＷＭ制御による十分な補正効果が得られない。
【０００９】
ＰＷＭ分割数及び制御範囲に応じて定まる補正自由度が低いほど、補正誤差は大きくなる。ＰＷＭ分割数を増やすことで補正誤差を小さくすることができるが、この場合、装置が複雑化してコストが上がってしまう。
【００１０】
本発明は、上記の問題を解決するために、適切に発光量を調整することでスポット形状の変形により生じる画像ムラを補正する画像形成装置を提供することを主たる課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決する本発明の画像形成装置は、光の照射により像が形成される感光体と、前記感光体に、画素データにより発光量が決められる光を照射する露光機と、前記感光体上の注目画素に対する入力画素データ及び直前の画素への処理により生じた所定の光量分布からの誤差に基づいて、該注目画素を含む周辺の複数の画素である周辺画素の周辺画素データを取得するとともに、この周辺画素データにより生じる誤差を算出する第１の演算手段と、前記第１の演算手段により取得された前記周辺画素データに応じて各画素の前記画素データを生成する第２の演算手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、周辺画素データを直前の画素への処理により生じた所定の光量分布からの誤差を考慮して取得するために、適切に発光量を調整して、スポット形状の変形により生じる画像ムラを補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】画像形成装置の構成例示図。
【図２】スポット形状の変形状態の説明図。
【図３】（ａ）、（ｂ）は、積算光量分布を表す図。
【図４】ドットの重心位置のズレを表す図。
【図５】画素間隔とスポット径との関係を表す図。
【図６】コントローラの機能ブロック図。
【図７】スポット径テーブルの例示図。
【図８】周辺画素データテーブルの例示図。
【図９】第１の演算により得られる周辺画素データの説明図。
【図１０】第２の演算の説明図。
【図１１】第１の演算のフローチャート。
【図１２】（ａ）、（ｂ）はスポット径の説明図。
【図１３】スポット径誤差の説明図。
【図１４】（ａ）〜（ｃ）は、スポット径誤差による画質の劣化を説明図。
【図１５】コントローラの機能ブロック図。
【図１６】周辺画素データテーブルの例示図。
【図１７】第１の演算のフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、実施形態を添付の図面を参照して詳細に説明する。
【００１５】
［第１実施形態］
＜画像形成装置の構成＞
図１は、本実施形態の画像形成装置の構成例示図である。この画像形成装置１００は、レーザ光を感光体上に走査して画像形成処理を行う。画像形成装置１００は、コントローラ４００から入力される各画素の画素データに応じてレーザ光の発光量をＰＷＭ制御する。そのために画像形成装置１００は、ＰＷＭ信号生成部２６０及びレーザ駆動回路２７０を備える。画素データは、画素毎に照射するレーザ光の発光量を決めるためのデータである。コントローラ４００は、すべての画素の画素データを１つの画像の画像データとして画像形成装置１００に入力する。
【００１６】
画像形成装置１００は、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の各色の画像を形成するために画像形成部２５０ａ、２５０ｂ、２５０ｃ、２５０ｄを備える。画像形成部２５０ａは、シアンのトナー像を形成する。画像形成部２５０ｂは、マゼンタのトナー像を形成する。画像形成部２５０ｃは、イエローのトナー像を形成する。画像形成部２５０ｄは、ブラックのトナー像を形成する。画像形成部２５０ａ、２５０ｂ、２５０ｃ、２５０ｄは、中間転写ベルト２１０に沿って設けられる。中間転写ベルト２１０は、矢印Ｒ１の方向に回転駆動される。中間転写ベルト２１０は、回転駆動により、画像形成部２５０ａ、２５０ｂ、２５０ｃ、２５０ｄで形成されたトナー像が順次重ねて転写（一次転写）される。
【００１７】
中間転写ベルト２１０に転写されたトナー像は、二次転写部２２０により、矢印Ｒ２の方向に搬送される用紙等の記録媒体に転写（二次転写）される。これにより、記録媒体にトナー像が転写される。二次転写後に中間転写ベルト２１０に残留する残トナーは、中間転写ベルトクリーナ２４０により除去される。
【００１８】
トナー像が転写された記録媒体は、定着部２３０に搬送される。定着部２３０は、記録媒体に転写されたトナー像を、例えば熱圧着する。その後、記録媒体は、画像形成装置１００の外部に排出される。このようにして記録媒体への画像形成処理が行われる。
【００１９】
画像形成部２５０ａ、２５０ｂ、２５０ｃ、２５０ｄの構成について説明する。上記の通り、画像形成部２５０ａはシアンのトナー像を、画像形成部２５０ｂはマゼンタのトナー像を、画像形成部２５０ｃはイエローのトナー像を、画像形成部２５０ｄはブラックのトナー像を形成する。トナー像の形成は、画像形成部２５０ａ、２５０ｂ、２５０ｃ、２５０ｄの順に一定時間ずつタイミングをずらして、並行して行われる。なお、画像形成部２５０ａ、２５０ｂ、２５０ｃ、２５０ｄで形成される画像の色はこれに限らず、例えば淡インクやクリアインクを用いてもよい。また、画像形成部２５０ａ、２５０ｂ、２５０ｃ、２５０ｄの並びも図１に限定されるものではない。以下、画像形成部２５０ａの構成について説明する。画像形成部２５０ｂ、２５０ｃ、２５０ｄは、画像形成部２５０ａと同様の構成であるので説明を省略する。
【００２０】
画像形成部２５０ａは、ドラム形状の感光体である感光体ドラム２５１ａを有する。感光体ドラム２５１ａの周囲には、帯電器２５２ａ、露光機２５３ａ、現像器２５４ａ、クリーナ２５６ａが設けられる。
【００２１】
感光体ドラム２５１ａは、外周面に帯電極性が負極性である有機光導電体層を有し、矢印Ｒ３方向に回転する。帯電器２５２ａは、負極性の電圧を印加され、感光体ドラム２５１ａの表面に帯電粒子を照射することで、感光体ドラム２５１ａの表面を一様な負極性の電位に帯電する。
【００２２】
表面が帯電した感光体ドラム２５１ａには、露光機２５３ａによりレーザ光が照射される。露光機２５３ａは、コントローラ４００から入力される画像データに応じてレーザ光を照射する。コントローラ４００は、画像データをＰＷＭ信号生成部２６０に入力する。ＰＷＭ信号生成部２６０は、画像データに応じて、画素毎にレーザ光の点灯パルス幅を指示するＰＷＭ信号を生成してレーザ駆動回路２７０に入力する。ＰＷＭ分割数は、任意に決めることができる。レーザ駆動回路２７０は、ＰＷＭ信号に応じて露光機２５３ａを駆動してレーザ光を照射させる。レーザ光の照射により、感光体ドラム２５１ａの表面には画像データに応じた静電潜像が形成される。
【００２３】
現像器２５４ａは、略等速度で回転する現像ローラを用いて、負極性に帯電させた現像材（本実施形態ではトナー）を感光体ドラム２５１ａに供給する。現像器２５４ａは、シアンのトナーを感光体ドラム２５１ａに供給する。これにより、感光体ドラム２５１ａの表面に形成された静電潜像にトナーが付着して、静電潜像が反転現像されてトナー像が形成される。なお、現像ローラは、本実施形態では、アルミ円筒上に、カーボンを分散させることで電気抵抗が調整された導電ゴムをコートしたものを用いる。
【００２４】
トナー像が形成された感光体ドラム２５１ａは、一次転写部２５５ａにより、中間転写ベルト２１０にトナー像が転写される。一次転写部２５５ａは、正極性の電荷が印加されて、負極性に帯電しているトナー像を中間転写ベルト２１０に一次転写する。一次転写後に感光体ドラム２５１ａに残留する残トナー像は、クリーナ２５６ａにより除去される。一次転写後は、上記の通り、二次転写、定着の各工程が行われる。以下、感光体ドラム２５１ａ、２５１ｂ、２５１ｃ、２５１ｄを区別しない場合に、感光体ドラム２５１と記載する。
【００２５】
＜スポット形状の変化＞
感光体ドラム２５１上に照射されるレーザ光の結像位置によって、スポット形状は変化する。図２は、感光体ドラム２５１の長手方向の位置によるスポット形状の変化状態を表す図である。感光体ドラム２５１は、長手方向にレーザ光が走査されて静電潜像が形成される。そのために、感光体ドラム２５１上の長手方向の位置によりスポット形状が変化する。図２では、感光体ドラム２５１の長手方向の端部のスポット形状が、中央付近のスポット形状と比較して感光体ドラム２５１の円周方向に変化する。本実施形態では、このようなスポット形状の変化を補正する場合について説明する。
【００２６】
スポット形状が変化する場合、全画素を同じ光量で照射すると、スポット径の違いによって画素毎に光量分布が異なってしまう。本実施形態では、複数の画素の集合でドットの形成を行い、各画素の画素データの重み付けを変えることで光量分布を調整する。各画素の画素データは、コントローラ４００による第１の演算及び第２の演算により決定される。第１の演算及び第２の演算により、スポット形状の補正が行われる。第１の演算では、すべての画素について、スポット形状の変化を補正するために、周辺の画素に付すべき画素データ（周辺画素データ）を算出する。第２の演算では、第１の演算ですべての画素に対して算出した周辺画素データを加算して、各画素の画素データを決定する。
【００２７】
図３は、第１の演算で算出する周辺画素データ及び該周辺画素データに基づいて画像形成する際の積算光量分布を表す。周辺画素は、感光体ドラム２５１の円周方向で注目画素に隣接する画素により構成される。図３（ａ）は、スポット径が小さい場合、図３（ｂ）は、スポット径が大きい場合を表す。
【００２８】
図３（ａ）に示すようにスポット径が小さい場合、注目画素の画素データを、注目画素を中心とする周辺の３画素（周辺画素）に多く分配することで周辺画素における積算光量分布を大きく広げることができる。図３（ａ）では、周辺画素データを「１」、「１」、「１」とする、すなわち、周辺画素に１：１：１の重み付けで画素データを分配することで、スポット径を大きく広げる。
【００２９】
図３（ｂ）に示すようにスポット径が大きい場合、注目画素の画素データを、注目画素を中心とする周辺の３画素（周辺画素）に少なく分配することで周辺画素における積算光量分布を小さく広げることができる。図３（ｂ）では、周辺画素データを「１」、「２」、「０」とする、すなわち、周辺画素に１：２：０の重み付けで画素データを分配することで、スポット径を小さくする。
【００３０】
このようにスポット径に対して重み付けの異なる周辺画素データを選択することで、各位置でスポット径が異なる場合であっても、周辺画素（図３では「１×３」の周辺画素）における積算光量分布を均一化することができる。つまり、個々の画素についての光量分布は図３の細線で表されるが、周辺画素を積算することで積算光量分布が図３の太線となり、スポット径の大きさが異なる場合であっても均一の光量分布とすることができる。
【００３１】
しかし、円周方向に隣接する画素で各々異なるＰＷＭ制御を行う場合、ドットを形成する光量分布の重心位置にズレ（誤差）が生じる。図４は、このようなズレを表す図である。ドットを形成する積算光量分布の重心位置は、理想的には注目画素の中心に重なるが、実際は円周方向にズレが生じることがある。理想的な積算光量分布の重心位置にからのズレが生じることで、近接する他のドットとの距離が変わってガンマ特性が変化し、画像の濃度ムラ等の画質劣化が生じる。
【００３２】
本実施形態では、光量分布の重心位置の誤差による画質劣化を抑制するために、スポット形状の補正処理を行う際に、発生する重心位置の誤差を算出し、後続の画素に対する処理において算出した誤差を相殺する。そのために、本実施形態では、選択されるべき周辺画素データが、注目画素の画素データと、注目画素の位置におけるスポット径と、直前の画素に対する処理による重心位置の誤差に応じて決まる。
【００３３】
本実施形態では「１×３」の周辺画素データを用いて処理を行うが、周辺画素データのサイズはこれに限らない。例えば、図５に示すように、画素間隔に対してスポット径が大きい場合には、複数のスポットが重なり合う。この場合、周辺画素に含まれる画素を多くして、隣接する画素と更に隣の画素を含めた演算を行うことによって、より大きなスポット径の変動に対して光量分布を補正する。
【００３４】
図６は、コントローラ４００の機能ブロック図である。コントローラ４００は、画像入力部４１０、色分解処理部４２０、ガンマ補正処理部４３０、ハーフトーン処理部４４０、及びスポット径補正処理部４５０を備える。これらの機能ブロックは、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）が所定のコンピュータプログラムを実行することで実現される。
【００３５】
画像入力部４１０は、外部から多値（例えば各色８ビット）のＲＧＢデータを取得する。色分解処理部４２０は、画像入力部４１０で取得したＲＧＢデータをＣＭＹＫデータに変換する。ガンマ補正処理部４３０は、予め保持する濃度補正テーブルを参照して、ＣＭＹＫデータに対してガンマ補正処理を行う。ガンマ補正処理により、ＣＭＹＫデータがＣ1Ｍ1Ｙ1Ｋ1データに変換される。ハーフトーン処理部４４０は、Ｃ1Ｍ1Ｙ1Ｋ1データ対する中間変調処理を行い、例えば２ビットのＣ2Ｍ2Ｙ2Ｋ2データに変換する。なお、各データのビット数は、任意に決めることができる。
【００３６】
スポット径補正処理部４５０は、第１の演算部４５１、第２の演算部４５２、周辺画素データ格納部４５３、及びスポット径格納部４５４を備える。スポット径補正処理部４５０は、入力画素データとしてＣ2Ｍ2Ｙ2Ｋ2データが入力され、上述の第１の演算及び第２の演算によりスポット形状の補正処理を行う。
【００３７】
スポット径格納部４５４は、感光体ドラム２５１の長手方向の位置と、各位置のスポット径（積算光量分布）との関係を表すスポット径テーブルを格納する。図７は、スポット径テーブルの例示図である。スポット径テーブルに設定される長手方向の位置は、感光体ドラム２５１の長手方向の中心を基準に、長手方向の長さを「２」に正規化して、長手方向の相対位置により表される。スポット径は、組み立て調整時に計測するなどして予め設定される。
【００３８】
周辺画素データ格納部４５３は、注目画素の画素データ（入力画素データ）とスポット径とに対応した周辺画素データを表す周辺画素データテーブルを格納する。図８は、周辺画素データテーブルの例示図である。注目画素の画素データは、周辺画素の画素データに分配される。周辺画素毎に重み付けがされており、重み付けに応じて注目画素の画素データが分散される。例えば、注目画素の画素データ「３」が、周辺画素の画素データ「１」、「２」、「０」に分散される。周辺画素データテーブルには、各周辺画素データに基づいて画像形成する際の積算光量分布による重心位置（補正重心位置）も記録される。補正重心位置は、注目画素を基準として、隣接する画素間の距離を「１」に正規化した円周方向の相対位置で表される。補正重心位置により、周辺画素の重み付けによる重心のズレが補正される。補正重心位置は、特性値の一例である。
【００３９】
第１の演算部４５１は、Ｃ2Ｍ2Ｙ2Ｋ2データの各画素に対して、スポット径テーブル及び周辺画素データテーブルを用いて、上述の第１の演算を行う。第１の演算部４５１は、第１の演算により、注目画素の画素データ（入力画素データ）と、スポット径格納部４５４から読み出した注目画素の位置に対応するスポット径とに応じて周辺画素データを周辺画素データテーブルから読み出す。図９は、第１の演算により得られる周辺画素データの説明図である。図９は、画素「ａ」〜「ｉ」を注目画素として、それぞれの周辺画素データが読み出された例を示す。例えば、画素「ａ」に対して「１×３」の周辺画素データ「ａ1」〜「ａ3」が読み出される。
【００４０】
第２の演算部４５２は、第１の演算部４５１による演算結果（周辺画素データ）に基づいて第２の演算を行い、各画素の画素データを生成する。上述の第１の演算では、各画素に対して「１×３」の周辺画素データを取得した。そのため、画素数に対して、第１の演算後の画素数が増えてしまう。第２の演算においては、スポット径補正処理部４５０に入出力される画素数を等しくするために、近傍の画素に対して選択された周辺画素データとの加算処理を行う。図１０は、第２の演算の説明図である。第２の演算では、周辺画素の演算結果と、注目画素の演算結果の加算を行う。以下に式を示す。
（第２の演算結果）＝（上画素）3＋（注目画素）2＋（下画素）1
【００４１】
例えば、図９の注目画素ｅに対する第２の演算の結果、画素Ｅの画素データは、円周方向に隣接する画素ｂ，ｅ，ｈの第１の演算の結果を用いて、以下の式で算出される。
Ｅ＝ｂ3＋ｅ2＋ｈ1
【００４２】
このように、第２の演算によって、スポット径補正処理部４５０に入出力される画素数を等しくすることができる。ただし、スポット径補正処理部４５０に入力される画素数がビーム数の３分の１である場合は、第２の演算を行わずに、第１の演算結果を基に各画素の画素データを生成してもよい。
【００４３】
図１１は、コントローラ４００の第１の演算部４５１が実行する第１の演算のフローチャートである。
【００４４】
第１の演算部４５１は、補正処理を行う画素を選択する（Ｓ９０１）。本実施形態では、すべての画素に対して補正処理を行う。ここでは、すべての画素から処理の対象とする画素（注目画素）を一つ選択する。注目画素を選択した第１の演算部４５１は、注目画素を含んで形成されるドットの目標重心位置を算出する（Ｓ９０２）。図４で説明した通り、周辺画素データによるＰＷＭ制御を行うことでドットの重心位置に誤差が生じる。そのために、ドットの重心位置を、ズレを相殺する方向にずらす必要がある。その際の目標となる目標重心位置を、後述の重心誤差を用いて以下の式により算出して設定する。
（目標重心位置）＝−（直前画素の重心誤差）
【００４５】
ただし、各走査線で最初に処理を行う画素に対しては、目標重心位置は「０」である。目標重心位置は、注目画素を基準として、隣接する画素間の距離を「１」に正規化した円周方向の相対位置で表される。
【００４６】
目標重心位置の決定後、第１の演算部４５１は、注目画素のスポット径を取得する（Ｓ９０３）。第１の演算部４５１は、スポット径格納部４５４に格納されたスポット径テーブル（図７参照）を参照して、注目画素の感光体ドラム２５１の長手方向の位置に対応したスポット径を取得する。第１の演算部４５１は、スポット径テーブルに注目画素の位置に対応するスポット径が格納されている場合、該スポット径を取得する。スポット径テーブルに注目画素の位置に対応するスポット径が格納されていない場合、第１の演算部４５１は、例えば、注目画素の位置に最も近い位置に対応するスポット径を取得する。
【００４７】
スポット径を取得した第１の演算部４５１は、周辺画素データを取得する（Ｓ９０４）。第１の演算部４５１は、注目画素の画素データ（入力画素データ）、Ｓ９０２で算出した目標中心座標、及びＳ９０３で取得したスポット径に応じて、周辺画素データ格納部４５３に格納された周辺画素データテーブルから周辺画素データを取得する。第１の演算部４５１は、周辺画素データテーブルから、注目画素の画素データ及びＳ９０３で取得したスポット径に対応する周辺画素データのうち、補正重心位置がＳ９０２で算出した目標重心位置に最も近いものを選択する。第１の演算部４５１は、選択した周辺画素データと、対応する補正重心位置を取得する。なお、該当する周辺画素データが複数存在する場合、第１の演算部４５１は、予め定めた規則に従って任意の一つを選ぶ。
【００４８】
周辺画素データ及び補正重心位置を取得した第１の演算部４５１は、重心誤差を算出する（Ｓ９０５）。第１の演算部４５１は、Ｓ９０２で算出した目標重心位置と、Ｓ９０４で取得した補正重心位置により、重心誤差を以下の式から算出する。
（重心誤差）＝（補正重心位置）−（目標重心位置）
【００４９】
第１の演算部４５１は、以上のようなＳ９０１〜Ｓ９０５の処理を、すべての画素に対して行う。すべての画素に対して処理が終了すると、第１の演算が終了する（Ｓ９０６：Y）。
【００５０】
このように本実施形態では、スポット径に応じて注目画素及び周辺画素の画素データの演算を行い、複数の画素で形成するドットに対して均一な濃度の画像形成を行う。また、各画素に対する演算により生じる重心誤差を算出して、後続の画素に対する処理で当該誤差を相殺する。これにより、簡易な構成であっても重心誤差の発生を抑制することができる。また、濃度の変動が少ない画像を形成することができる。
【００５１】
以上は、感光体ドラム２５１の端部のスポット形状が中央のスポット形状と比較して円周方向に変形する場合で説明した。この他に、スポット形状が感光体ドラム２５１の長手方向に変形する場合でも、上記と同様の処理により補正を行うことができる。また、スポット形状が、円周方向及び感光体ドラム２５１の長手方向に変形する場合も、同様の処理により補正を行うことができる。
【００５２】
［第２実施形態］
第１実施形態では、スポット形状の補正処理の際に重心位置の誤差が発生することに着目して、後続の画素に対する処理でこれを相殺することとした。第２実施形態では、スポット形状の補正処理の際にスポット径の誤差が発生することに着目して、後続の画素に対する処理ではこれを相殺することとする。
【００５３】
第２実施形態では、第１実施形態と同様に、図１の画像形成装置１００を用いて、レーザ光を感光体ドラム２５１上で走査して画像形成を行う。半導体レーザは、発光量がＰＷＭ制御される。また、感光体ドラム２５１の長手方向の端部に形成されるスポット形状が、図２に示すように、感光体ドラム２５１の長手方向の中央に形成されるスポット形状よりも円周方向に変形する。
【００５４】
図１２は、第２実施形態のスポット径の説明図である。スポット径は、図１２（ａ）に破線で示すように、感光体ドラム２５１の長手方向にはその全領域、感光体ドラム２５１の円周方向には、光量分布の重心を中心にした一定幅（積分幅）で光量を積分した積算光量が予め定めた基準値となるような幅、で表される。図２（ｂ）は、積算光量と積分幅との関係を表す図である。積算光量の基準値は、例えば誤差関数ｅｒｆを用いて以下の式で表される。
（基準値）＝（総積算光量）×ｅｒｆ（２＾（１／２））
【００５５】
スポット形状の補正処理では、感光体ドラム２５１の長手方向の位置によらず、スポット径が一定となるように処理を行う。つまり、周辺画素への発光量をＰＷＭ制御することで、周辺画素データの積分光量分布によるスポット径（積算スポット径）が所望の値に一致するように補正する。周辺画素をＰＷＭ制御により補正する場合、ＰＷＭ分割数と制御範囲の２つの補正自由度しかない。このように有限個の補正自由度の中から積算スポット径が所望の値に最も近くなるものを選択して用いることになる。しかし、積算スポット径が所望のスポット径に一致するとは限らない。
【００５６】
図１３は、周辺画素をＰＷＭ制御により補正する場合に積算スポット径が所望のスポット径に一致せずに生じるスポット径誤差の説明図である。図１３は、積算スポット径が所望のスポット径よりも小さくなった場合を表している。スポット径誤差は、画像の見え濃度変化等の画質劣化につながる。図１４により、スポット径誤差による画質の劣化を説明する。図１４（ａ）は、スポット径誤差がない場合の画像を表す。図１４（ｂ）は、スポット径が所望の値より小さくなった場合の画像を表す。この場合、スポット径誤差がない場合の画像と比較して、画像の見え濃度が低くなる。図１４（ｃ）は、スポット径が所望の値よりも大きくなった場合の画像を表す。この場合、スポット径誤差がない場合の画像と比較して、画像の見え濃度が高くなる。
【００５７】
第２実施形態では、スポット形状の補正処理を行う際に、発生するスポット径誤差を算出して、後続の画素に対する補正処理時に該スポット径誤差を相殺する。図１５は、第２実施形態のコントローラ４０１の機能ブロック図である。コントローラ４０１と図６の第１実施形態のコントローラ４００とは、スポット径補正処理部の構成が異なる。第２実施形態のスポット径補正処理部４５５は、第１実施形態のスポット径補正処理部４５０からスポット径格納部４５４を除いた構成である。また、第１の演算部４５６は、第１実施形態の第１の演算部４５１とは異なる処理により第１の演算を行い、周辺画素データ格納部４５７に格納される周辺画素データテーブルも第１実施形態とは異なる。これらの機能ブロックも、第１実施形態と同様に、例えば、ＣＰＵが所定のコンピュータプログラムを実行することで実現される。
【００５８】
図１６は、周辺画素データ格納部４５７に格納される周辺画素データテーブルの例示図である。周辺画素データテーブルは、感光体ドラム２５１上の長手方向の位置に対応した周辺画素データを記録する。長手方向の位置は、感光体ドラム２５１の長手方向の中心を基準に、長手方向の長さを「２」に正規化して、長手方向の相対位置により表される。周辺画素データテーブルには、周辺画素データに基づいて画像形成する際の積算光量分布による積算スポット径も記録される。積算スポット径は、組み立て調整時に計測する等により、予め取得して記録される。この例では、周辺画素データテーブルとして、長手方向「−１」の位置の周辺画素データ及び積算スポット径が記録される。積算スポット径は、特性値の一例である。周辺画素データ格納部４５７には、長手方向の位置毎に、同様の周辺画素データテーブルが格納される。
【００５９】
図１７は、コントローラ４０１により実行される第２実施形態の第１の演算のフローチャートである。
【００６０】
第２実施形態では、スポット形状の補正処理を行う場合、感光体ドラム２５１の位置によらずにスポット径を一定にする。目標とするスポット径（図１３の所望のスポット径）を、本実施形態では「グローバル目標スポット径」という。第１の演算部４５６は、まず、このグローバル目標スポット径の設定を行う（Ｓ１６０１）。第１の演算部４５６は、画素データが多値である場合、すべての値についてグローバル目標スポット径を設定する。
【００６１】
グローバル目標スポット径を設定した第１の演算部４５６は、補正処理を行う画素を選択する（Ｓ１６０２）。本実施形態では、すべての画素に対して補正処理を行う。ここでは、すべての画素から処理の対象とする画素（注目画素）を一つ選択する。第１の演算部４５６は、同一走査線の画素については、一方向から順に連続して選択する。
【００６２】
注目画素を選択した第１の演算部４５６は、ローカル目標スポット径を設定する（Ｓ１６０３）。第１の演算部４５６は、注目画素に対応して形成される積算光量分布のスポット径を、直前に発生したスポット径誤差を相殺する分だけ変形する。その際のスポット径の目標値が「ローカル目標スポット径」である。ローカル目標スポット径は、後述の直前の画素のスポット径誤差を用いて、例えば以下の式で求められる。
（ローカル目標スポット径）＝（グローバル目標スポット径）−（スポット径誤差）
【００６３】
ただし、各走査線で最初に処理を行う画素に対しては、スポット径誤差が「０」である。画素データが多値である場合、グローバル目標スポット径は、注目画素の画素データに対応するものである。
【００６４】
第１の演算部４５６は、周辺画素データ格納部４５７に格納された周辺画素データテーブルを参照して、注目画素の位置及びローカル目標スポット径に対応する周辺画素データに応じた積算スポット径を取得する（Ｓ１６０４）。注目画素の位置は、第１実施形態と同様に、感光体ドラム２５１の長手方向の中心を基準として表される。第１の演算部４５１は、注目画素の感光体ドラム２５１の長手方向の位置に対応する周辺画素データのうち、積算スポット径がローカル目標スポット径に最も近いものを選択する。そして、選択した周辺画素データと、対応する積算スポット径を取得する。なお、該当する周辺画素データが複数存在する場合は、予め定めた規則に従って一つを選ぶ。
【００６５】
周辺画素データを取得した第１の演算部４５６は、スポット径の誤差を算出する（Ｓ１６０５）。第１の演算部は、ローカル目標スポット径と積算スポット径に応じて、例えば以下の式によりスポット径の誤差を算出する。
（スポット径誤差）＝（積算スポット径）−（ローカル目標スポット径）
【００６６】
第１の演算部４５６は、以上のようなＳ１６０２〜Ｓ１６０５の処理を、すべての画素に対して行う。すべての画素に対して処理が終了すると、第１の演算が終了する（Ｓ１６０６：Y）。
【００６７】
以上のような第２実施形態の第１の演算により、スポット径に応じて注目画素及び周辺画素の画素データの演算を行い、複数の画素で構成されるドットを均一な画質で形成することができる。また、各画素に対する演算により生じるスポット径誤差を算出し、後続の画素に対する処理において該誤差を相殺する。これにより、簡易な構成でスポット径誤差の発生を抑制することができる。そのために、見え濃度の変動が少ない高画質な画像を形成することができる。
【００６８】
なお、周辺画素データテーブルは、積算スポット径を組み立て調整時に計測等により予め取得し保持しておくこととしたが、これに限定されない。例えば各位置でのスポット形状を記憶しておき、スポット形状と周辺画素データとから積算光量分布を予測した後に、予測した積算光量分布のスポット径を算出して用いてもよい。
【００６９】
第１、第２実施形態では、ＰＷＭ制御により各画素の光量を設定するが、これに限らず、各画素の発光量を多段階に調整可能であればよい。例えばレーザの駆動電流を制御する構成であってもよい。また、各画素に対する処理において、周辺画素の積算光量分布の重心誤差やスポット径誤差を算出して相殺することとしたが、積算光量分布のピーク光量が一定となるようにしてもよい。つまり、積算光量分布もしくは積算光量分布から算出される特性値が一定となるように処理を行ってもよい。
【符号の説明】
【００７０】
２５０ａ，２５０ｂ，２５０ｃ，２５０ｄ…画像形成部、２５１，２５１ａ，２５１ｂ，２５１ｃ，２５１ｄ…感光体ドラム、２１０…中間転写ベルト、２２０…二次転写部、２３０…定着部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【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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