JP6484059B2 - 画像形成装置および画像形成方法 - Google Patents

Description

本発明は、レーザビームプリンタやデジタル複写機、デジタルファクシミリ等の画像形成装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置は感光体を露光して静電潜像を形成するための光学走査ユニットを有している。光学走査ユニットは、画像データに基づいてレーザ光を出射し、そのレーザ光を回転多面鏡で反射し、走査レンズを通過させることで感光体へ照射して感光体の画像形成面を露光する。走査レンズは所謂ｆθ特性を有するレンズである。ｆθ特性とは、回転多面鏡が一定の角速度で回転しているときにレーザ光のスポットが感光体の表面上を一定の速度で移動するようにレーザ光を感光体の表面に結像させる光学的特性である。このようにｆθ特性を有する走査レンズを用いることにより、主走査方向における画素あたりの露光長（ドットの幅）が一定の長さに維持される。

ｆθ特性を有する走査レンズは比較的にサイズが大きくコストも高い。画像形成装置の小型化やコストダウンを図るには、走査レンズを使用しないか、またはｆθ特性を有していない小型の走査レンズを使用することが考えられる。特許文献１は感光体の表面に生じるレーザ光のスポットが感光体の表面上を一定の速度で移動しない光学走査ユニットにおいて感光体の表面上に形成されるドットの幅が一定となるよう画像クロックの周波数を変更することを開示している。

特開昭５８−１２５０６４号公報

特許文献１によれば、ｆθ特性を有しない走査レンズを用いても感光体の表面上に形成されるドットの幅が一定となる利点がある。しかし、感光体表面上でのレーザ光のスポットの移動速度が等速でないため、感光体端部のドットと感光体中央部のドットについての単位面積あたりの露光量が異なってしまう。つまり、同一の画像データを用いたとしても感光体端部のドットの画像濃度と感光体中央部のドットの画像濃度が異なってしまい、濃度ムラや色むらの原因になってしまう。そこで、本発明は、感光体表面上でのレーザ光のスポットの移動速度が等速でない光学系を用いても画像濃度のムラの少ない画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明は、たとえば、
感光体と、
レーザ光を主走査方向の複数の区間に対して一定でない走査速度で走査することで、前記感光体に潜像を形成する走査手段と、
前記主走査方向のいずれの区間に対応するレーザ光であるかに応じて、レーザ光の発光間隔を補正する幅補正手段と、
前記主走査方向における第１区間における単位時間あたりの露光量より、前記第１区間における走査速度よりも早い第２区間における単位時間あたりの露光量が大きくなるように、潜像を形成するための前記レーザ光の輝度を補正する輝度補正手段と、
前記主走査方向のいずれの区間に対応するレーザ光であるかに応じて画像データにおける各画素の濃度値を補正する濃度補正手段と
を有することを特徴とする画像形成装置を提供する。

本発明によれば、感光体表面上でのレーザ光のスポットの移動速度が等速でない光学系を用いても画像濃度のムラの少ない画像形成装置を提供することができる。

画像形成装置の構成概略図。 （Ａ）は光走査装置の主走査断面図であり、（Ｂ）は光走査装置の副走査断面図。 像高に対する部分倍率の特性を示す図。 露光制御部を示すブロック図。 （Ａ）は同期信号と画像信号を示すタイムチャートであり（Ｂ）は被走査面上でのドットイメージを示す図。 画像変調部を示すブロック図。 （Ａ）はスクリーンの一例を示す図であり、（Ｂ）は画素と画素片を説明する図。 画像変調部の動作を示すタイムチャート。 （Ａ）はハーフトーン部に入力される画像信号の一例を示す図であり、（Ｂ）はスクリーンを示す図であり、（Ｃ）はハーフトーン処理後の画像信号の一例を示す図。 （Ａ）は画素片の挿入を説明する図であり、（Ｂ）は画素片の抜き去りを説明する図。 部分倍率補正と輝度補正を説明するタイムチャート。 輝度補正部を示すブロック図。 発光部の電流と輝度の特性を示すグラフ。 濃度補正を示すフローチャート。 （Ａ）は濃度補正のためのエリアを説明する図であり、（Ｂ）は濃度補正値を説明する表。 部分倍率補正と輝度補正を説明するタイムチャート。 画像変調部を示すブロック図。 強制ＯＦＦによる濃度補正を示すフローチャート。 強制ＯＦＦした場合の１画素あたりの発光データの一例を示した図。 部分倍率補正と輝度補正を説明するタイムチャート。

［実施例１］
＜画像形成装置＞
図１は画像形成装置９の構成概略図である。光走査装置４００の筐体４１０内には光源を駆動するレーザ駆動部３００が収容されている。光走査装置４００は画像信号生成部１００から出力された画像信号および制御部１から出力される制御信号に基づき光源からレーザ光２０８を出力する。帯電器３０１は感光体である感光ドラム４の表面（画像形成面）を一様な電位に帯電させる。光走査装置４００は一様に帯電した感光ドラム４の表面に画像データに応じたレーザ光を照射および走査することで静電潜像を形成する。感光ドラム４は静電潜像やトナー画像を担持する感光体や像担持体と呼ばれることもある。現像器３０２は感光ドラム４の表面に形成された潜像をトナーにより現像し、トナー画像を形成する。搬送ローラ５は給紙ユニット８から給紙された記録媒体を搬送する。トナー画像は、感光ドラム４と転写ローラとにより構成された転写部において記録媒体に転写される。定着器６は記録媒体に転写されたトナー画像に熱と圧力を加えて定着させる。なお、トナー画像は中間転写体に一次転写され、中間転写体から記録媒体に二次転写されてもよい。

＜光走査装置＞
図２（Ａ）は光走査装置４００の主走査断面を示し、図２（Ｂ）は光走査装置４００の副走査断面を示している。光走査装置４００の筐体４１０は、光源４０１、カップリングレンズ４０３、アナモフィックレンズ４０４、結像レンズ４０６および偏向器４０５等の各種光学部材を収納している。

光走査装置４００の光源４０１は画像データに基づいてレーザ光を出力する光源である。光源４０１から出射した光束であるレーザ光２０８は、開口絞り４０２によって楕円形状に整形されてカップリングレンズ４０３に入射する。カップリングレンズ４０３を通過した光束は、略平行光に変換されて、アナモフィックレンズ４０４に入射する。なお、略平行光とは、弱収束光および弱発散光を含むものである。アナモフィックレンズ４０４は、主走査断面内において正の屈折力を有しており、入射する光束を主走査断面内においては収束光に変換する。アナモフィックレンズ４０４は、副走査断面内において偏向器４０５の偏向面４１１の近傍に光束を集光しており、主走査方向に長い線像を形成している。偏向器４０５は光源４０１から出力されたレーザ光２０８を走査する走査手段の一例である。図２（Ｂ）が示すように偏向器４０５はモータＭ１により駆動されて回転する回転多面鏡であってもよいが、往復振動する共振ミラーであってもよい。

アナモフィックレンズ４０４を通過した光束は、偏向器４０５の偏向面（反射面）４１１にて反射される。偏向面４１１で反射したレーザ光２０８は結像レンズ４０６を透過し、感光ドラム４の表面に入射する。結像レンズ４０６は、レーザ光２０８の光路において偏向器４０５と感光ドラム４との間に設けられ、レーザ光２０８が通過する光学系の一例である。なお、結像レンズ４０６は、レーザ光２０８のスポットが感光ドラム４の表面上を移動する速度である走査速度が等速とならない光学系であってもよい。結像レンズ４０６と感光ドラム４の表面との間には結像ミラーが設けられていてもよい。結像レンズ４０６は結像光学素子である。本実施例においては結像レンズ４０６のみ、つまり単一の結像光学素子で結像光学系が構成されている。結像レンズ４０６を通過（透過）したレーザ光２０８が入射する感光ドラム４の表面は、レーザ光２０８によって走査される被走査面４０７である。結像レンズ４０６によって被走査面４０７上でレーザ光２０８が結像し、所定のスポット状の像（スポット）を形成する。不図示の駆動部が偏向器４０５を矢印Ａ方向に一定の角速度で回転させる。これにより、被走査面４０７上でスポットが主走査方向に移動し、被走査面４０７上に静電潜像を形成する。なお、主走査方向とは、感光ドラム４の表面に平行で且つ感光ドラム４の表面の移動方向に直交する方向である。つまり、主走査方向は感光ドラム４の回転軸と並行になっている。副走査方向とは、主走査方向およびレーザ光２０８の光軸に直交する方向である。ＢＤセンサ４０９とＢＤレンズ４０８は、被走査面４０７上に静電潜像を書き込むタイミングを決定する同期用光学系である。ＢＤはビームディテクトの略称である。ＢＤレンズ４０８を通過した光束は、フォトダイオードを含むＢＤセンサ４０９に入射し検知される。ＢＤセンサ４０９が光束を検知したタイミングに基づいて、制御部１は書き込みタイミングを制御する。

光源４０１は、たとえば、半導体レーザチップである。本実施例の光源４０１は１つの発光部１１（図４参照）を備えている。しかし、光源４０１は、独立して発光制御可能な複数の発光部を備えたマルチビーム光源であってもよい。マルチビーム光源から出力される複数の光束は、それぞれカップリングレンズ４０３、アナモフィックレンズ４０４、偏向器４０５および結像レンズ４０６を経由して被走査面４０７へ到達する。被走査面４０７上では副走査方向にずれた位置に各レーザ光２０８に対応するスポットがそれぞれ形成される。

＜結像レンズ＞
図２に示すように、結像レンズ４０６は、入射面（第１面）４１２および出射面（第２面）４１３の２つの光学面（レンズ面）を有する。結像レンズ４０６は、主走査断面内において、偏向面４１１にて偏向されたレーザ光２０８が被走査面４０７上を所望の走査特性で走査させる。また、結像レンズ４０６は、被走査面４０７上でのレーザ光２０８のスポットを所望の形状にする。結像レンズ４０６により、副走査断面内においては、偏向面４１１の近傍と被走査面４０７の近傍とが共役の関係となっている。これにより、面倒れが補償（偏向面４１１が倒れた際の被走査面４０７上での副走査方向の走査位置ずれを低減すること）される。

本実施例に係る結像レンズ４０６は、たとえば、射出成形によって形成されたプラスチックモールドレンズであるが、結像レンズ４０６としてガラスモールドレンズが採用されてもよい。いずれのモールドレンズであっても、非球面形状の成形することが容易であり、かつ大量生産に適している。そのため、結像レンズ４０６としてモールドレンズを採用することで、その生産性および光学性能の向上を図ることができる。

本実施例の結像レンズ４０６は所謂ｆθ特性を有していないものとする。つまり、結像レンズ４０６は、偏向器４０５が等角速度で回転しているにもかかわらず、結像レンズ４０６を通過する光束のスポットを被走査面４０７上で等速に移動させるような走査特性を有していない。このように、ｆθ特性を有していない結像レンズ４０６を用いることにより、結像レンズ４０６を偏向器４０５に近接して（距離Ｄ１が短くなるような位置に）配置することが可能となる。ｆθ特性を有していない結像レンズ４０６はｆθ特性を有する結像レンズよりも、サイズを小さくすることができる。つまり、主走査方向における結像レンズ４０６の幅ＬＷを狭くすることが可能となり、かつ、光軸方向における結像レンズ４０６の厚みＬＴを薄くすることが可能となる。このように、ｆθ特性を有していない結像レンズ４０６を採用することで光走査装置４００の筐体４１０の小型化が実現される。また、ｆθ特性を有するレンズでは、主走査断面における入射面と出射面の形状に急峻な変化がある。このような形状の制約は結像性能を低下させる。これに対して、結像レンズ４０６はｆθ特性を有していないため、主走査断面における入射面４１２と出射面４１３の形状に急峻な変化が少ない。よって、結像レンズ４０６では相対的に良好な結像性能が得られる。

このような本実施例に係る結像レンズ４０６の走査特性は以下の式（１）で表される。

Ｙ ＝ （Ｋ／Ｂ） × ｔａｎ（Ｂ×θ） ・・・（１）
θは偏向器４０５による走査角度（走査画角）を示す。Ｙ［ｍｍ］はレーザ光２０８の被走査面４０７上での主走査方向の集光位置（像高）を示す。Ｋ［ｍｍ］は軸上像高における結像係数を示している。Ｂは結像レンズ４０６の走査特性を決定する係数（走査特性係数）である。本実施例において、軸上像高は、光軸上の像高（Ｙ＝０＝Ｙｍｉｎ）を指し、走査角度θ＝０に対応する。また、軸外像高は、中心光軸（走査角度θ＝０となるときの光軸）よりも外側の像高（Ｙ≠０）を指し、走査角度θ≠０に対応している。最軸外像高とは、走査角度θが最大（最大走査画角）となるときの像高（Ｙ＝＋Ｙｍａｘ、または−Ｙｍａｘ）を指す。Ｗは被走査面４０７上の潜像を形成可能な所定の領域（走査領域）の主走査方向の幅である。走査幅Ｗは、Ｗ＝｜＋Ｙｍａｘ｜＋｜−Ｙｍａｘ｜で表される。走査領域の中央が軸上像高であり、走査領域の端部が最軸外像高となる。

結像係数Ｋは、結像レンズ４０６に平行光が入射する場合の走査特性（ｆθ特性、Ｙ＝ｆθ）におけるｆに相当する係数である。すなわち、結像係数Ｋは、結像レンズ４０６に平行光以外の光束が入射する場合に、ｆθ特性と同様に集光位置Ｙと走査角度θとを比例関係にする係数である。

走査特性に関する係数について補足する。Ｂ＝０の時に式（１）は、Ｙ＝Ｋθとなる。つまり、Ｂが０のときの走査特性は、従来の光走査装置に用いられる結像レンズの走査特性Ｙ＝ｆθに相当する。また、Ｂ＝１の時の式（１）は、Ｙ＝Ｋｔａｎθとなる。これは、撮像装置（カメラ）などに用いられるレンズの射影特性Ｙ＝ｆｔａｎθに相当する。すなわち、式（１）において、走査特性係数Ｂを０≦Ｂ≦１の範囲で設定することで、射影特性Ｙ＝ｆｔａｎθとｆθ特性Ｙ＝ｆθとの間の走査特性を得ることができる。

ここで、式（１）を走査角度θで微分すると、式（２）に示すように走査角度θに対する被走査面４０７上での光束の走査速度が得られる。

ｄＹ／ｄθ ＝ Ｋ ／ｃｏｓ＾２（Ｂθ） ・・・（２）
さらに、式（２）を軸上像高における速度ｄＹ／ｄθ＝Ｋで除すると、式（３）が得られる。

（ｄＹ／ｄθ）／Ｋ −１ ＝ ｃｏｓ＾２（Ｂθ） ・・・（３）
式（３）は、軸上像高の走査速度に対する各軸外像高の走査速度のずれ量（部分倍率）を表現したものである。本実施例に係る光走査装置４００は、Ｂ＝０の場合以外においては、軸上像高と軸外像高とで光束の走査速度が異なる。

図３は、本実施例に係る被走査面４０７上での走査位置をＹ＝Ｋθの特性でフィッティングした際の、像高と部分倍率との関係を示している。本実施例においては、式（１）に示した走査特性が結像レンズ４０６に与えられている。図３に示したように、軸上像高から軸外像高に向かうにつれて徐々に走査速度が速くなるため、部分倍率が大きくなっている。部分倍率３０％は、単位時間だけ光照射した場合、被走査面４０７での主走査方向の照射長（露光長）が、１．３倍となることを意味している。従って、画像クロックの周期によって決めた一定の時間間隔で主走査方向の画素幅を決めてしまうと、軸上像高と軸外像高とで画素密度が異なってしまう。

像高Ｙが、軸上像高から離れて最軸外像高に近づくに連れて（像高Ｙの絶対値が大きくなるほど）、徐々に走査速度が速くなる。これにより、被走査面４０７上の像高が軸上像高付近の時に単位長さを走査するのにかかる時間よりも、像高が最軸外像高付近の時に単位長さを走査するのにかかる時間の方が短くなる。これは、光源４０１の発光輝度が一定の場合、像高が軸上像高付近の時の単位長さあたりの総露光量よりも、像高が最軸外像高付近の時の単位長さあたりの総露光量の方が少なくなることを意味する。つまり、走査領域の端部では露光量が相対的に不足し、走査領域の中央では露光量が相対的に過剰となる。

上述したような光学構成を有する場合、主走査方向に関する部分倍率および単位長さあたりの総露光量のばらつきが、良好な画質を維持する上では問題となる。そこで本実施例の画像形成装置９は、良好な画質を得るために、部分倍率の補正と、単位長さあたりの総露光量を補正する輝度補正を実行する。

特に、偏向器４０５から感光ドラム４までの光路長Ｄ２が短くなるほど、画角が大きくなるため、上述した軸上像高と最軸外像高とで走査速度の差が大きくなる。発明者の鋭意検討によれば、最軸外像高における走査速度が軸上像高におけるそれの１２０％以上であるような、つまり、走査速度の変化率が２０％以上となるような光学構成では、良好な画質の維持が難しくなる。とりわけ、主走査方向に関する部分倍率のばらつきおよび単位長さあたりの総露光量のばらつきが顕在化する。

走査速度の変化率Ｃ（％）は以下の式（４）で表現される。

Ｃ＝（（Ｖｍａｘ−Ｖｍｉｎ）／Ｖｍｉｎ）＊１００ ・・・（４）
ここで、Ｖｍｉｎは最も遅い走査速度であり、Ｖｍａｘは最も速い走査速度である。本実施例の光学構成では、軸上像高（走査領域の中央部）で最も遅い走査速度となり、最軸外像高（走査領域の端部）で最も速い走査速度となる。

発明者の鋭意検討によれば、画角が５２°以上の光学構成の場合、走査速度の変化率Ｃが３５％以上となることがわかっている。画角が５２°以上となる条件としては以下に示す通りである。たとえば、主走査方向に関してＡ４シートの短辺に相当する幅の潜像を形成する光学構成の場合、走査幅Ｗが２１４ｍｍでとなり、走査画角が０°の時の偏向面４１１から被走査面４０７までの光路長Ｄ２（図２参照）が１２５ｍｍ以下となる。主走査方向に関してＡ３シートの短辺に相当する幅の潜像を形成する光学構成の場合、走査幅Ｗが３００ｍｍであり、走査画角が０°の時の偏向面４１１から被走査面４０７までの光路長Ｄ２（図２参照）が２４７ｍｍ以下となる。このような光学構成を有する画像形成装置９では、以下に説明する本実施例の構成を用いることで、良好が画質を得ることが可能となる。

＜露光制御＞
図４は、画像形成装置９における露光制御構成を示すブロック図である。画像信号生成部１００は、ホストコンピュータやイメージスキャナから画像データ（画像信号）を受信し、画像データに対応するビデオ信号（ＶＤＯ信号）を生成する画像変調部１０１を有している。ＣＰＵ１０２はＣＰＵバス１０３を介して画像変調部１０１を制御する。画像信号生成部１００は画素幅補正手段としての機能、および、画像濃度を補正する濃度補正手段としての機能を有する。制御部１は、画像形成装置９の制御と、輝度補正手段として光源４０１の光量制御を実行する。制御部１はＩＣ３を備えている。ＩＣ３はＣＰＵコア２、クロック信号を生成するクロック生成部２２およびＰＷＭ信号を生成するＰＷＭ生成部２１を備えている。ＣＰＵコア２はシリアル通信線１１３を介してＣＰＵ１０２とシリアル通信を実行する。

レーザ駆動部３００は、レーザドライバＩＣ１６、フィルタ回路３０５、ＶＩ変換部３０６およびメモリ３０４を有している。レーザドライバＩＣ１６はスイッチ１４や定電流回路１５を有している。フィルタ回路３０５はＰＷＭ信号をフィルタリングする。ＶＩ変換部３０６はフィルタリングされたＰＷＭ信号の電圧を電流に変換する。メモリ３０４は不揮発性の記憶部であり、レーザ駆動部３００に関する制御パラメータを記憶している。制御パラメータはシリアル通信線３０７を通じてＣＰＵコア２により読み出される。レーザ駆動部３００は、さらに、ダミー抵抗１０、発光部１１、フォトディテクタ１２および可変抵抗１３を有している。レーザドライバＩＣ１６はＶＤＯ信号に基づいてスイッチ１４制御し、光源４０１の発光部１１を発光させる。

画像信号生成部１００のＣＰＵ１０２はＶＤＯ信号を出力する準備が整ったら、シリアル通信線１１３を通じて、制御部１のＣＰＵコア２に印刷開始を指示する。制御部１のＣＰＵコア２は、印刷の準備が整ったら、副走査同期信号であるＴＯＰ信号と主走査同期信号であるＢＤ信号を画像信号生成部１００に送信する。画像信号生成部１００は、これらの同期信号を基準とした所定のタイミングで画像信号であるＶＤＯ信号をレーザ駆動部３００に出力する。

図５（Ａ）は、記録媒体１ページ分に相当する画像形成を行った際の各種同期信号と画像信号のタイミングチャートである。図中の左から右に向かって時間が経過する。ＴＯＰ信号の「ＨＩＧＨ」は、記録媒体の先端が搬送路の所定の位置に到達したことをあらわす。画像信号生成部１００はＴＯＰ信号の「ＨＩＧＨ」を検知すると、ＢＤ信号に同期して、ＶＤＯ信号を送信する。このＶＤＯ信号に基づいて光源４０１が発光し、感光ドラム４に潜像を形成する。

図５（Ａ）では図の簡略化のため、ＶＤＯ信号が複数のＢＤ信号を跨いで連続的に出力されているように記載されている。しかし、実際には、ＶＤＯ信号はＢＤ信号が出力されてから次のＢＤ信号が出力されるまでの間のうちの所定の期間に出力されるものである。

＜部分倍率の補正＞
次に部分倍率の補正について説明する。その説明に先立って部分倍率の要因および補正原理について図５（Ｂ）を用いて説明する。図５（Ｂ）は、ＢＤ信号とＶＤＯ信号の各タイミング、被走査面４０７上の潜像により形成したドットイメージを示している。図中の左から右に向かって時間が経過する。

画像信号生成部１００はＢＤ信号の立ち上がりエッジを検知したタイミングから所定時間が経過したタイミングにＶＤＯ信号を送信する。これにより、感光ドラム４の左端から所望の距離だけ離れた位置を起点として潜像が形成される。そしてＶＤＯ信号に基づき光源４０１が発光し、被走査面４０７上にＶＤＯ信号に応じた潜像を形成する。

ここでは、ＶＤＯ信号に基づき軸上像高および最軸外像高において同じ期間だけ光源４０１を発光させてドット形状の潜像を形成した場合について説明する。このドットのサイズは６００ｄｐｉの１ドット（主走査方向４２．３ｕｍの幅）に相当する。光走査装置４００では、上述したように、被走査面４０７上の中央部（軸上像高）の走査速度に比べて、端部（最軸外像高）の走査速度がより速い。潜像Ａが示すように、軸上像高での潜像ｄｏｔ２に比べて、最軸外像高の潜像ｄｏｔ１が主走査方向に肥大する。そのため、本実施例では部分倍率を補正するために、主走査方向の位置（像高）に応じてＶＤＯ信号の周期や時間幅を補正する。すなわち、部分倍率補正により、最軸外像高での発光時間間隔を軸上像高の発光時間間隔と比べて短くする。これにより、潜像Ｂが示すように最軸外像高の潜像ｄｏｔ３と軸上像高の潜像ｄｏｔ４とを同等のサイズに補正する。このような補正によって、主走査方向に関して、実質的に等間隔に各画素に対応するドット形状の潜像を形成できるようにする。

次に、図６から図１０を用いて、軸上像高から軸外像高に移るにしたがって部分倍率の増加分だけ画像データにおける１つの画素あたりの光源４０１の照射時間（露光時間）を短くする部分倍率補正の具体的な処理を説明する。図６は、画像変調部１０１の一例を示すブロック図である。濃度補正部１２１はホストコンピュータなどから受信した画像信号を適正な濃度で印刷するための濃度補正テーブル（例：階調補正テーブルなど）を格納している。ハーフトーン部１２２は、濃度補正部１２１からパラレルに入力される８ビットの画像信号をスクリーン（ディザ）処理し、１６ビットのパラレル信号１２９を生成して出力する。

図７（Ａ）はスクリーンの一例を示している。このスクリーンは、主走査で３画素、副走査で３画素を有する２００線のマトリクス１５３で濃度表現を行なう。図中の白い部分が光源４０１を発光させない（オフ）部分で、黒い部分が光源４０１を発光させる（オン）部分である。マトリクス１５３は階調毎に設けられている。図７（Ａ）において矢印で示す順に階調が上がっていく（濃度が濃くなる）。本実施例において１つの画素１５７は、被走査面４０７で６００ｄｐｉの１ドットを形成するために画像データを区切る単位である。図７（Ｂ）に示すように、画素幅を補正する前の状態において、１画素は１画素未満の画素片で構成されている。この例では、１画素が、１画素の１／１６の幅の画素片で構成されている。つまり、１画素が１６個の画素片により構成されている。ＶＤＯ信号に基づきスイッチ１４は画素片毎に光源４０１のオン／オフを切り替える。これにより１画素で１６ステップの階調が表現可能となっている。ＰＳ変換部１２３はパラレル−シリアル変換部である。ＰＳ変換部１２３はハーフトーン部１２２から入力された１６ビットのパラレル信号１２９をシリアル信号１３０に変換してＦＩＦＯ１２４に出力する。

挿抜制御部１２８およびＦＩＦＯ１２４は画像データの各画素に対応する潜像の幅であってレーザ光２０８のスポットの移動方向における幅が一定となるよう各画素に対応する潜像の露光時間（走査時間）を補正する幅補正手段（倍率補正手段）として機能する。まず、ＦＩＦＯ１２４は、シリアル信号１３０を受信し、不図示のラインバッファに蓄積する。所定時間後に、ＦＩＦＯ１２４はラインバッファからシリアル信号１３０を読み出すことでシリアル信号であるＶＤＯ信号を生成し、レーザ駆動部３００に出力する。ＦＩＦＯ１２４のライトおよびリードの制御は、挿抜制御部１２８が担当する。

挿抜制御部１２８はＣＰＵ１０２からＣＰＵバス１０３を介して受信する倍率情報に基づきライトイネーブル信号ＷＥとリードイネーブル信号ＲＥを制御する。ＰＬＬ部１２７は、１画素に相当するクロックＶＣＬＫの周波数を１６倍に逓倍してクロックＶＣＬＫｘ１６を生成し、ＰＳ変換部１２３やＦＩＦＯ１２４に供給する。これにより、挿抜制御部１２８、ＰＳ変換部１２３やＦＩＦＯ１２４は画素片ごとに動作する。

次に、図８の画像変調部１０１の動作に関するタイムチャートを用いてハーフトーン処理以降の動作について説明する。前述した通り、ＰＳ変換部１２３は、ハーフトーン部１２２から１６ビットのパラレル信号１２９をクロックＶＣＬＫに同期して取り込み、クロックＶＣＬＫｘ１６に同期してシリアル信号１３０をＦＩＦＯ１２４に送出する。

ＦＩＦＯ１２４は、ライトイネーブル信号ＷＥが有効「ＨＩＧＨ」の場合のみシリアル信号１３０を取り込む。部分倍率を補正する（主走査方向に画像を短くする）場合は、挿抜制御部１２８は、部分的にライトイネーブル信号ＷＥを無効「ＬＯＷ」にすることで、ＦＩＦＯ１２４にシリアル信号１３０を取り込ませないように制御する。これにより、所望の位置の画素片が抜き去られる。図８には、挿抜制御部１２８が１ｓｔ画素を構成する１６個の画素片のうち１つの画素片を抜き去ることで、１５個の画素片で構成される１ｓｔ画素に補正する例を示す。つまり、１ｓｔ画素の画素幅が１つの画素片だけ短くなる。

また、ＦＩＦＯ１２４は、リードイネーブル信号ＲＥが有効「ＨＩＧＨ」の場合のみ蓄積されたデータをクロックＶＣＬＫｘ１６（ＶＣＬＫｘ１６）に同期してラインバッファから読み出し、ＶＤＯ信号として出力する。部分倍率を補正する（主走査方向に画像を長くする）ために、挿抜制御部１２８は、部分的にリードイネーブル信号ＲＥを無効「ＬＯＷ」にする。これにより、ＦＩＦＯ１２４は読み出しデータを更新せず、クロックＶＣＬＫｘ１６における１クロック前のデータを継続して出力する。つまり、直前に処理した画素片のデータと同じデータの画素片が挿入される。図８には、挿抜制御部１２８が２ｎｄ画素を構成する１６個の画素片に対して２つの画素片を挿入することで、１８個の画素片で構成される２ｎｄ画素に補正する例を示す。本実施例で用いたＦＩＦＯ１２４は、リードイネーブル信号ＲＥを、無効を意味する「ＬＯＷ」とした場合、出力がＨｉ−Ｚ状態となるのではなく、直前の出力を継続するように構成されているものとする。

図９（Ａ）ないし図９（Ｃ）と図１０（Ａ）および図１０（Ｂ）は、ハーフトーン部１２２から入力される画像データである１６ビットのパラレル信号１２９とＦＩＦＯ１２４の出力であるＶＤＯ信号とを、画像の例を用いて説明した図である。とりわけ、図９（Ａ）はハーフトーン部１２２にパラレルで入力される８ビットの画像信号の一例を示している。各画素は８ビットの濃度情報を有している。画素１５０の濃度はＦ０ｈである。画素１５１の濃度は８０ｈである。画素１５２の濃度は６０ｈである。白地部の濃度は００ｈである。図９（Ｂ）はスクリーンの一例を示している。このスクリーンは図７で説明した通り、２００線で中央から成長するスクリーンである。図９（Ｃ）は、ハーフトーン処理後の１６ビットのパラレル信号１２９の画像信号の一例を示している。上述したように各画素１５７は１６個の画素片で構成されている。

図１０（Ａ）はシリアル信号１３０に対して、図９（Ｃ）の主走査方向に８画素のエリア１５８に着目して、画素片を挿入して画像を伸ばす例を示している。図１０（Ｂ）は画素片を抜き去って画像を短くする例を示している。図１０（Ａ）および図１０（Ｂ）において画像データ（補正前）はＰＳ変換部１２３が出力するシリアル信号１３０に相当する。画像データ（挿入位置）は、画像データ（補正前）に対する画素片の挿入位置を示している。画像データ（補正後）はＦＩＦＯ１２４が出力するＶＤＯ信号に相当する。図１０（Ｂ）において画像データ（抜去位置）は、画像データ（補正前）に対する画素片の抜去位置を示している。

とりわけ、図１０（Ａ）では部分倍率を８％増やす例を取り扱っている。挿抜制御部１２８は１００個の連続する画素片群に対し、均等又は略均等な間隔で計８個の画素片を挿入する。これにより、部分倍率を８％増やすように画素幅が変更され、潜像が主走査方向に伸ばされる。

図１０（Ｂ）は、部分倍率を７％減らす例を取り扱っている。挿抜制御部１２８は１００個の連続する画素片群に対し、均等又は略均等な間隔で、計７個の画素片を抜き去る。これにより、部分倍率を７％減らすように画素幅が変更され、潜像が主走査方向に短くされる。このように部分倍率の補正では、主走査方向の長さが１画素未満の画素片を単位として１画素の幅が変更される。これにより、画像データの各画素に対応するドット形状の複数の潜像を主走査方向に関して実質的に等間隔で形成できるようになる。なお、主走査方向に関して実質的に等間隔とは、各画素が等間隔に配置されていないものも含む。つまり、部分倍率補正を行った結果、画素間隔に多少のばらつきがあってもよく、所定の像高範囲の中で平均的に画素間隔が等間隔となっていればよい。画素間隔の許容ばらつきは画像形成装置９の製品グレードによって予め決定されうる。上述したように、均等又は略均等な間隔で画素片を挿入又は抜き去る場合、隣り合う２つの画素同士で画素を構成する画素片の数を比較すると、画素を構成する画素片数の差は０又は１となる。このため、元の画像データと比較した時の主走査方向の画像濃度のばらつきが低減されるので、良好な画質が得られる。また、画素片を挿入される位置、又は、画素片を抜き去さられる位置は、主走査方向に関して、各走査線（ライン）毎に同じ位置としてもよいし、位置をずらしてもよい。位置をずらすことにより、画素片の挿抜に伴う副走査方向での濃度ムラが緩和されよう。

上述したように、像高Ｙの絶対値が大きくなるほど、走査速度が速くなる。このため部分倍率補正では、像高Ｙの絶対値が大きくなるほど、画像が短くなるよう（１画素の長さが短くなるよう）、像高Ｙに応じて画素片の挿入および又は抜去が実行される。このようにして、主走査方向に関して実質的に等間隔に各画素に対応する潜像が形成され、適切に部分倍率を補正することが可能となる。

＜部分倍率補正の動作説明＞
図１１は、部分倍率補正、輝度補正、および濃度補正を説明するタイミングチャートである。ここでは、部分倍率補正に関するタイミングチャートに絞って説明する。メモリ３０４には、光走査装置４００の部分倍率特性を示す倍率情報３１３が記憶されている。この倍率情報３１３は工場で光走査装置４００を組み立て後に個体ごとに測定されてメモリ３０４に記憶されてもよい。個体間のばらつきが少ない場合、倍率情報３１３は個体ごとに測定される必要なく、代表的な倍率情報３１３がメモリ３０４に記憶されてもよい。ＣＰＵコア２はシリアル通信線３０７を介してメモリ３０４から倍率情報３１３を読み出し、画像信号生成部１００にあるＣＰＵ１０２に送出する。ＣＰＵ１０２は、倍率情報３１３を基に部分倍率を補正するための倍率補正情報３１４を生成し、画像変調部１０１にある挿抜制御部１２８に送る。図１１では、走査速度の変化率Ｃが３５％である。これは、軸上像高を基準としたとき最軸外像高で３５％の部分倍率が発生することを意味する。倍率補正情報３１４では、部分倍率が１７％である像高に適用される倍率補正値がゼロに設定されている。また、最軸外像高に適用される倍率補正値が−１８％（−１８／１００）に設定されている。さらに、軸上像高に適用される倍率補正値が＋１７％（＋１７／１００）に設定されている。そのため、図１１のＶＤＯ信号が示すように、主走査方向において、像高の絶対値が大きい主走査位置（端部付近）では画素片が抜き去られ、端部付近の画像長が短くなる。ＶＤＯ信号が示すように、像高の絶対値が小さい主走査位置（中央付近）では画素片が挿入され、中央付近の画像長が伸ばされる。挿抜制御部１２８は、最軸外像高で−１８％の補正を行うにために、１００個の画素片からなる区画に対し１８個の画素片を抜き去る。また、挿抜制御部１２８は、軸上像高で＋１７％の補正を行うためには、１００個の画素片からなる区画に対し１７個の画素片を挿入する。これにより、軸上像高（中央）の部分倍率を基準に見たときに、最軸外像高（端部）付近の部分倍率は１００個の画素片からなる区画に対して３５個の画素片が抜き去られたのと実質的に同じ部分倍率に補正される。これにより部分倍率が３５％補正される。つまり、レーザ光２０８のスポットが被走査面４０７上を１画素の幅（４２．３ｕｍ（６００ｄｐｉ））だけ移動する移動時間に関して、最軸外像高での移動時間が軸上像高での移動時間の０．７４倍に補正される。この移動時間は１画素あたりの走査時間と呼ばれてもよいし、１画素当たりの露光時間と呼ばれてもよい。

軸上像高に対する最軸外像高における１画素あたりの走査時間の比率Ｔｒは、走査速度の変化率Ｃを用いると以下の式（５）により表すことができる。

Ｔｒ ＝ １００［％］／（１００［％］＋Ｃ［％］）
＝ １００［％］／（１００［％］＋３５［％］）
＝ ０．７４ ・・・（５）
このような１画素未満の幅の画素片の挿抜により、潜像の画素幅が補正され、主走査方向に関して実質的に等間隔に各画素に対応する潜像が形成されるようになる。なお、軸上像高を基準とし、軸上像高付近では画素片の挿入も抜去も行わないような倍率補正手法が採用されてもよい。たとえば、挿抜制御部１２８は、軸上像高の画素幅を基準の画素幅のまま不変とし、像高が最軸外像高に近づくにつれて画素片の抜去割合を増加させてもよい。またその逆に、最軸外像高を基準とし、最軸外像高付近では画素片の挿入も抜去も行わないような倍率補正手法が採用されてもよい。挿抜制御部１２８は、最軸外像高の画素幅を基準の画素幅として不変とし、像高が軸上像高に近づくにつれて画素片の挿入割合を増加させてもよい。但し、軸上像高と最軸外像高の中間の像高の画素の画素幅が基準の画素幅（１６個の画素片の幅に相当する画素幅）となるように画素片の挿抜を行う方が画質は良好となる。これは、基準の画素幅と画素片を挿抜された画素の画素幅との差の絶対値が小さい程、主走査方向における画像濃度が元の画像データの画像濃度に対して忠実なものとなるからである。

＜輝度補正＞
図４と図１１を用いて輝度補正の基本的な動作について説明する。まず、輝度補正を行う理由について説明する。部分倍率補正では、像高Ｙの絶対値が大きくなるほど１画素の長さが短くなるように画素片が挿抜される。そのため、像高Ｙの絶対値が大きくなるほど光源４０１による１画素あたりの総露光量（積分光量）が低下する。つまり、部分倍率補正の弊害として露光量の低下が発生する画素についてはレーザ光２０８の輝度を補正することが必要となる。このように、輝度補正を適用することで、光源４０１の輝度を変化させることで、１画素への総露光量（積分光量）が各像高で均一となる。すなわち、主走査方向における画像濃度が概ね均一になる。

図４を用いて説明したように制御部１はレーザ駆動部３００と合わせて輝度補正手段を形成する。つまり、制御部１やレーザ駆動部３００は幅補正された各画素に対応する潜像の露光時間に応じて各潜像あたりの露光量が調整されるよう、各潜像についてのレーザ光２０８の輝度を補正する。とりわけ、感光体上の露光位置（主走査位置や像高）のうち走査速度が速い位置ほど単位時間あたりの露光量が大きくなるようにレーザ光２０８の輝度が補正される。これにより各主走査位置における露光量が均一となる。

レーザ駆動部３００はレーザドライバＩＣ１６により光源４０１のレーザダイオードである発光部１１へ駆動電流を供給する。メモリ３０４には、倍率情報３１３に加えて、輝度補正に必要な輝度補正情報３１５と、濃度補正に必要な濃度補正情報３１９が保存されている。なお、濃度補正情報３１９は必ずしも必要ではない。輝度補正情報３１５による輝度補正だけでは濃度ムラを十分に低減できないときに、濃度補正情報３１９が用いられて濃度度補正が実施される。倍率情報３１３は、主走査方向における各像高についての部分倍率を示す情報である。なお、倍率情報に代えて、主走査方向における走査速度の特性情報が記憶されていてもよい。上述したように、部分倍率と走査速度とは相関しているからである。

次に、レーザ駆動部３００の動作を説明する。制御部１のＩＣ３に設けられているＰＷＭ生成部２１はメモリ３０４に格納されている輝度補正情報３１５に応じてデューティを増加または減少させることで輝度補正用のＰＷＭ信号を生成する。クロック生成部２２はＰＷＭ生成部２１に原振周波数（原振クロック）を供給する。ＩＣ３はＢＤ信号に同期してＰＷＭ信号をレーザ駆動部３００へ出力する。レーザ駆動部３００のフィルタ回路３０５は予め設定されたカットオフ周波数（遮断周波数）に応じてＰＷＭ信号を平滑化してＤＣ電圧（以下、輝度補正電圧と呼ぶ）３１２を生成する。ＶＩ変換部３０６は輝度補正電圧を電流Ｉｄに変換し、レーザドライバＩＣ１６に出力する。

図１２を用いて輝度補正部３３０について説明する。輝度補正部３３０は、たとえば、ＰＷＭ生成部２１やＶＩ変換部３０６により構成される。つまり、ＰＷＭ生成部２１、フィルタ回路３０５およびＶＩ変換部３０６によって輝度補正手段が形成されうる。フィルタ回路３０５は、オプションであり、ＰＷＭ生成部２１が出力するＰＷＭ信号を平滑化し、輝度補正電圧３１２を滑らかに変化させる。フィルタ回路３０５は、たとえばオペアンプを使用したアクティブフィルタ回路で構成可能である。フィルタ回路３０５によりＰＷＭ信号から周波数成分が除去され、ＰＷＭ信号が平滑化される。フィルタ回路３０５のカットオフ周波数に応じて、ＰＷＭ信号の周波数成分がカットされる。フィルタ回路３０５を設けることで、ＰＷＭ信号のＨｉｇｈレベルとＬｏｗレベルとの切り替えに応じたレーザ光２０８の光量変化が緩やかになり、画像上での筋や濃度ムラが低減される。

レーザドライバＩＣ１６は、ＶＤＯ信号に応じてスイッチ１４を制御し、電流ＩＬを発光部１１に流すか、ダミー抵抗１０に流すかを切り換える。これにより光源４０１の発光部のＯＮ（点灯）／ＯＦＦ（消灯）が制御される。発光部１１に供給される電流ＩＬ（第３電流）は、定電流回路１５で設定された電流Ｉａ（第１電流）からＶＩ変換部３０６から出力される電流Ｉｄ（第２電流）を差し引いた電流となる。発光部１１の光量をモニタするために光源４０１にはフォトディテクタ１２が設けられている。レーザドライバＩＣ１６は、フォトディテクタ１２により検知される輝度が所望の輝度Ｐａｐｃ１となるように、定電流回路１５に流れる電流Ｉａを調整する。この調整はＡＰＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ）として知られている。可変抵抗１３は、工場組立て時に、発光部１１が所定輝度で発光するように調整される。

以上説明したように、所望の輝度で発光させるために必要な電流Ｉａに対して、ＶＩ変換部３０６が出力する電流Ｉｄを差し引くことで得られた電流ＩＬが発光部１１に供給される。この構成により、レーザを駆動するための電流ＩＬは電流Ｉａ以上とならないように制御されている。なお、ＶＩ変換部３０６は輝度補正手段の一部を構成している。

図１３は発光部１１の電流と輝度の特性を示したグラフである。発光部１１を所定輝度で発光するために必要な電流Ｉａは、発光部１１の周囲温度に応じて変化する。図１３においてグラフ５１は標準温度（２５℃）環境下での電流−輝度の特性を示している。グラフ５２は高温（３０℃）環境下での電流−輝度特性を示している。一般的にレーザダイオードは、環境温度が変化すると、所定輝度を出力させるために必要な電流Ｉａが変化する。しかし、レーザダイオードの効率（グラフ５１、５２の傾き）はほとんど変化しない。つまり、所定輝度Ｐａｐｃ１でレーザダイオードを発光させるには、標準温度環境下では電流ＩａとしてＡ点で示した電流値が必要である。高温環境下では電流ＩａとしてＣ点で示した電流値が必要となる。前述した通り、レーザドライバＩＣ１６は、環境温度が変化しても、フォトディテクタ１２で発光部１１の輝度をモニタすることで所定輝度Ｐａｐｃ１となるように発光部１１へ供給する電流Ｉａを調整する。効率は環境温度が変化してもほぼ変化しない。レーザドライバＩＣ１６は、所定輝度Ｐａｐｃ１で発光させるための電流Ｉａから所定電流△Ｉ（Ｎ）または△Ｉ（Ｈ）を差し引くことで、Ｐａｐｃ１の０．７４倍の輝度に低下させる。なお、環境温度を測定するセンサはレーザドライバＩＣ１６に内蔵されていてもよいし、外付けされていてもよい。また、環境温度に応じて所定電流△Ｉ（Ｎ）または△Ｉ（Ｈ）はメモリ３０４に記憶されていてもよい。効率は環境温度が変化してもほぼ変化しないため、△Ｉ（Ｎ）、△Ｉ（Ｈ）はほぼ同じ電流である。そのため、メモリ３０４には△Ｉ（Ｎ）と△Ｉ（Ｈ）のうちいずれか一方が記憶されていればよい。本実施例では、中央部（軸上像高）から端部（最軸外像高）に行く（像高Ｙの絶対値が大きくなる）に従って、徐々に発光部１１の輝度が増加される。中央部では図１３のＢ点やＤ点で示す輝度で発光部１１が発光し、端部ではＡ点やＣ点で示す輝度で発光部１１が発光する。

輝度補正は、所望の輝度で発光部１１が発光するように調整された電流Ｉａから所定電流△Ｉ（Ｎ）または△Ｉ（Ｈ）に対応する電流Ｉｄを差し引くことにより実行される。上述したように、像高Ｙの絶対値が大きくなるほど走査速度が速くなる。そして、像高Ｙの絶対値が大きくなるほど潜像の１画素あたりの総露光量（積分光量）が低下する。このため輝度補正では、像高Ｙの絶対値が大きくなるほど輝度が大きくなるように輝度が補正される。具体的には、像高Ｙの絶対値が大きくなるほど電流Ｉｄが小さくなるようにＣＰＵコア２がＰＷＭ信号を通じて電流Ｉｄを設定することで、像高Ｙの絶対値が大きくなるほど電流ＩＬが大きくなる。このようにして、部分倍率を補正しつつ、部分倍率の補正にともなう露光量不足が低減される。

ここでは、ＣＰＵコア２が輝度補正情報３１５に応じてＰＷＭ信号のデューティを増減させることで発光部１１の輝度を補正するものとして説明した。しかし、電圧を生成するレギュレータが代わりに設けられ、輝度補正情報３１５に応じてＤＡコンバータからのアナログ電圧をレギュレータが増減してもよい。

＜濃度補正＞
輝度補正によって部分倍率補正に起因した主走査方向の濃度ムラが軽減される。しかし、輝度補正だけでは十分に濃度ムラを低減できないこともあろう。そこで、濃度ムラをさらに低減するための濃度補正について説明する。

図１４は本実施例の濃度補正処理を示すフローチャートである。濃度補正処理は図４に示した画像変調部１０１により行われる。とりわけ、濃度補正部１２１は輝度補正によりレーザ光２０８の輝度を補正することによって生じる潜像の画像濃度の段差が低減されるよう、当該潜像の画像濃度を補正する濃度補正手段として機能する。

Ｓ１で画像変調部１０１の濃度補正部１２１は、ＣＰＵ１０２および制御部１を通じてメモリ３０４から濃度補正情報３１９を読み出す。ＣＰＵ１０２はシリアル通信線３０７を介してＣＰＵコア２に濃度補正情報３１９の読み出し要求を送信する。ＣＰＵコア２は濃度補正情報３１９の読み出し要求を受信すると、シリアル通信線１１３を介してメモリ３０４から濃度補正情報３１９を読み出し、シリアル通信線３０７を介してＣＰＵ１０２に送信する。ＣＰＵ１０２は受信した濃度補正情報３１９を濃度補正部１２１にセットする。つまり、濃度補正情報３１９は最終的に濃度補正部１２１の内部バッファに濃度補正値として格納される。なお、制御部１のＩＣ３は輝度補正情報３１５をもとに輝度補正値を生成し、ＰＷＭ生成部２１に設定する。濃度補正情報３１９には、輝度補正を実施した結果に対して、さらに主走査方向において均一な画像濃度にするために必要となる変化量（濃度補正値）が予め設定されている。輝度補正情報３１５や濃度補正情報３１９は、画像形成装置９の製造時に個体ごとに測定されてメモリ３０４に格納されるか、複数の個体に共通のものとして求められてメモリ３０４に格納される。

Ｓ２で濃度補正部１２１は、バッファに格納された濃度補正値をもとに画像データに対して濃度補正を実行する。たとえば、図１１に示すように、濃度補正部１２１は、ＢＤ信号に同期して濃度補正値をバッファから読み出し、各像高において単位長さあたりの総露光量が適切になるように、画像データの画像濃度（濃度値や階調値など）を補正する。これにより主走査方向において均一な画像濃度が得られる。

Ｓ３で、濃度補正部１２１は濃度補正された画像データをハーフトーン部１２２に出力する。ハーフトーン部１２２は、濃度補正部１２１から入力された画像データに対して、図９等を用いて説明されたハーフトーン処理を実行する。

このような濃度補正により、輝度補正だけでは十分に低減できなかった濃度ムラが削減されるようになる。つまり、軸上像高から軸外像高にかけて画像濃度が均一化される。なお、本実施例における画像濃度とは、印刷後の画像のトナー濃度（光学濃度）を測定することにより求められる画素毎の値である。

＜輝度補正および濃度補正の動作説明＞
本実施例では、部分倍率補正に加えて輝度補正および濃度補正を合わせて実行する方法について、図４と図１１などを参照しながら説明する。上述したように部分倍率補正に対して輝度補正が組み合わされるが、輝度補正に代えて濃度補正が組み合わされてもよい。ここでは、部分倍率補正に対して輝度補正と濃度補正を組み合わせることで、さらに濃度ムラを削減する上で有利となる。

図１１に示すように、印刷領域は主走査方向に対して複数のエリアに分割される。ＣＰＵコア２はエリア毎に輝度補正情報３１５に応じた輝度補正値、つまりＰＷＭ生成部２１から出力されるＰＷＭ信号のデューティを設定する。図１１によれば、軸上像高に対する輝度補正値はＦＦｈであり、最軸外像高に対する輝度補正値は００ｈである。像高Ｙの絶対値が大きくなるほど、輝度補正値が小さくなるように輝度補正情報３１５が作成されている。輝度補正値に基づき生成されたＰＷＭ信号を平滑することで得られる輝度補正電圧３１２も同様の関係となる。これにより、像高Ｙの絶対値が大きくなるほどＶＩ変換部３０６から出力される電流Ｉｄは少なくなり、電流ＩＬは逆に多くなる。その結果、発光部１１が出力するレーザ光２０８のレーザ発光量３１６は、最軸外像高でＰａｐｃ１となり、軸上像高ではＰａｐｃ１の０．７４倍となるように補正される。言い換えると、輝度の減衰率Ｒは２６％となる。つまり、最軸外像高での輝度は軸上像高の輝度の１．３５倍となる。なお、減衰率Ｒ％は走査速度の変化率Ｃを用いると次の式（６）により表せる。

Ｒ＝ （Ｃ／（１００＋Ｃ））＊１００
＝ ３５［％］／（１００［％］＋３５［％］）＊１００
＝ ２６［％］ ・・・（６）
輝度補正値と輝度の減衰率Ｒは比例関係にある。輝度補正値がＦＦｈのときに輝度が２６％減衰するように減衰率Ｒと輝度補正値との関係が設定されたと仮定する。この場合、輝度補正値が８０ｈのときは輝度が１３％減衰する。このような輝度の減衰率Ｒに対する輝度補正値の調整は、ＶＩ変換部３０６の回路定数を変更することで、容易に実現される。

次に、ＰＷＭ信号の周波数仕様およびデューティの設定方法についての一例を説明する。画像形成装置９のＢＤ周期は６００μｓであり、印刷領域の幅は２００μｓであり、８ｂｉｔのＰＷＭ信号が使用されるものと仮定する。ＰＷＭ信号を平滑するフィルタ回路３０５のカットオフ周波数は、印刷領域を構成する各分割エリアにおいて、平滑後の輝度補正電圧３１２が極力リニアリティをもつように設定される。フィルタ回路３０５の回路定数で決定されるカットオフ周波数が不適切であったり、分割エリアの数が多すぎたりすると、問題が生じることがある。たとえば、ＰＷＭ信号のデューティに対する輝度補正電圧３１２のリニアリティが得られなくなる。逆に分割エリアの数が少なすぎると、輝度補正の主走査方向における分解能が必然的に低くなる。また、隣り合う分割エリアでの輝度補正値の差が大きくなり、画像濃度として濃度ムラが目立つようになってしまう。

ここでは、経験的に１つの分割エリアにおけるＰＷＭ信号のパルス数が５パルスに設定される。図３で示したように、像高と部分倍率の関係は軸上像高を中心として最軸外像高に向けて緩やかに変化する。したがって、軸上像高を中心に両側に同じエリア数ずつ印刷領域を分割すればよい。画像形成装置９がもつ特性や要求される画像濃度の精度によっては、隣り合う２つの分割エリアの画像濃度間の段差を０．５％以下にしなければならない場合がある。輝度補正のみによってこの条件を満足しようとすると、ＰＷＭ信号のために、クロック生成部２２で生成する原振周波数を７６８ＭＨｚ以上とし、ＰＷＭ信号の通信周波数を３ＭＨｚ以上とし、分割エリアの数を１２０以上とする必要がある。このような条件を満たすＩＣは製造コストが高くなりやすい。また、ＩＣを高周波数で動作させたときに放射ノイズ源となったり、外乱に対して影響を受けやすくなったりする。つまり、画像形成装置９のハードウエアやソフトウエアにおける設計自由度が低下する可能性がある。よって、輝度補正に関する主走査方向における分解能および輝度補正に関わるハードウエアの仕様を弊害の生じにくい無理のないものとするために、輝度補正に加えて濃度補正を行うことは利点がある。つまり、輝度補正に加えて濃度補正を併用することで、ＩＣ３の製造コストが低減され、放射ノイズが減少し、ＩＣ３が受ける外乱の影響も小さくなる。

輝度補正において弊害の生じにくい設定として、たとえば次のような仕様が考えられる。本実施例では、輝度補正が隣り合う分割エリアの画像濃度間の段差（濃度差）を最大２．７％程度まで低減し、濃度補正がさらに濃度段差を０．５％以下に低減する。たとえば、ＰＷＭ信号の原振周波数を１２８ＭＨｚとし、ＰＷＭ信号の通信周波数を５００ｋＨｚとし、分割エリアの数を２２エリアとする。図１１によれば印刷領域における倍率情報３１３の数とＶＤＯ信号の分割エリアの数は同じであるが、これらは必ずしも同じにする必要はない。

図１１において輝度補正だけによる画像濃度３１７の補正目標値に対する濃度差Δは２．７％以下となる。よって、さらに濃度差Δを０．５％以下になるように濃度補正が必要となる。濃度補正では画像形成装置９により形成可能な最も濃い画像の画像濃度については減らすようにしか補正できない。したがって、濃度補正の基準値が最大画像濃度になるように輝度補正は設計される。すなわち、輝度補正の結果、濃度差Δが２．７％になった場合、これは、画像濃度の上限値と画像濃度の下限値との差が２．７％となったことを意味する。よって、画像濃度の下限値が最大画像濃度に設定される。

本実施例では、００ｈが濃度補正の基準値、つまり濃度補正をしない値として使用される。濃度補正値のとり得る範囲は００ｈからＦＦｈまでである。また、濃度は減少するように補正されるものとする。００ｈ以外の値を濃度補正の基準値とすることもできる。しかし、補正レンジを最大とするため基準値を００ｈとしている。

図１１に示すように、濃度補正をするために輝度補正と同様に印刷領域は主走査方向に対して複数のエリアに分割される。各分割エリアの濃度補正値は濃度補正情報３１９に含まれている。濃度補正の分割エリアの数は輝度補正の分割エリアの数よりも多くてもよい。つまり、濃度補正の主走査における分解能が輝度補正の分解能よりも増加する。これにより、濃度補正の能力が向上するため、主走査方向においてより均一な画像濃度が得られるようになる。ここでは、印刷領域において濃度補正の分割エリアの数を１３２エリアに設定される。すなわち、濃度補正の分解能は輝度補正の分解能に比べ６倍に設定されている。印刷領域外において最軸外像高近傍の領域は、濃度が変更されない領域である。この領域についての濃度補正値は００ｈが割り当てられている。それ以外の領域では、画像濃度を最大で２．７％下げるように、濃度補正値には００ｈからＦＦｈまでの値が割り当てられる。

図１５（Ａ）は、図１１に示した印刷領域における最軸外像高のエリアを示している。図１５（Ａ）が示すようにこのエリアの濃度差Δは２．７％となっている。図１５（Ａ）が示すように、濃度補正では１つのエリアがさらに６つのサブエリアに分割される。サブエリア毎に濃度差Δが０．５％以内となるよう、画像濃度が線形補間で近似される。輝度補正によりサブエリア１〜６の画像濃度の変化量は＋０．４５％、＋０．９％、＋１．３５％、＋１．８％、＋２．２５％、＋２．７％となる。これらが各サブエリアでの濃度補正値ｘとなる。

図１５（Ｂ）が示す表は、図１５（Ａ）に示したサブエリア３とサブエリア６について、濃度補正部１２１に入力される画像データＤＡＴＡ＿Ａに対して、出力される画像データＤＡＴＡ＿Ｂの値を示している。ＤＡＴＡ＿Ａの値は００ｈ、４０ｈ、８０ｈ、Ｃ０ｈ、ＦＦｈを例としている。サブエリア３の画像濃度は１．３５％削減されるよう、ＤＡＴＡ＿Ａの値の９８．６５％がＤＡＴＡ＿Ｂとなる。サブエリア６の画像濃度は２．７％減少されるよう、ＤＡＴＡ＿Ａの値の９７．３％がＤＡＴＡ＿Ｂとなる。ＤＡＴＡ＿ＡからＤＡＴＡ＿Ｂを求めるための計算式（７）は以下の通りである。

ＤＡＴＡ＿Ｂ ＝ ＤＡＴＡ＿Ａ ＊ （１００−ｘ） ／ １００ ・・・（７）
なお、濃度補正部１２１は、演算器であっても、メモリなどで構成されたルックアップテーブルであってもよい。

このような輝度補正と濃度補正を行った結果が図１１の一番下に記載されている。画像濃度３１８は、補正目標値に対してΔ０．５％以下の幅を持ったものとなり、主走査方向において大凡均一な画像濃度が得られる。

以上説明したように、本実施例によれば、部分倍率補正とレーザ光を主走査方向において変化させる輝度補正とが使用される。これにより、ｆθ特性を有する走査レンズを用いることなく、部分倍率が概ね一定で、かつ、濃度ムラの少ない画像が形成されるようになる。さらに、画像データの画像濃度を補正する濃度補正が使用されてもよい。これにより、輝度補正だけでは削減できなかった濃度ムラ（濃度の段差）を削減できるようになる。とりわけ、濃度補正の主走査方向における分解能を輝度補正の分解能よりも高くすることにより、輝度補正の性能が向上し、さらに効率よく画像濃度の濃度ムラが削減される。また、本実施例では画素片の挿抜により部分倍率補正を行ったが、特許文献１に示されているような構成が採用されてもよい。たとえば、複数の異なる周波数のクロックを出力可能なクロック生成手段を設け、クロック周波数を主走査方向で変化させることにより部分倍率が補正されてもよい。

本実施例の輝度補正では、印刷領域のうち中央部に比べて走査速度が速い端部では、レーザの発光輝度と点灯時間での合算となる単位時間当たりの露光量が増大するように輝度が制御される。このような輝度補正を行うことで、感光ドラム４の表面の単位面積あたりの露光量は、主走査位置に依存することなくほぼ一定となり、画像濃度が一定となる。

本実施例では、濃度補正を行った後にハーフトーン処理が実行され、その後に輝度補正が適用される。そのため、主走査方向で３ドット、副走査方向で３ドットに相当する単位時間での露光量が、走査速度が速いほど、増大される。このような輝度補正と濃度補正とによって、感光ドラム４における単位面積当たりで露光量が一定となる。なお、本実施例では、主走査方向で３ドット、副走査方向で３ドットを補正の単位としているが、主走査方向や副走査方向のドットの数は他の数であってもよい。

［実施例２］
図１６を用いて実施例２を説明する。実施例１と同様に、部分倍率補正に加えて輝度補正および濃度補正を合わせて実行する方法である。実施例１では濃度補正手段がもつ主走査方向に対する分解能が、輝度補正手段がもつ主走査方向に対する分解能よりも高くすることの利点について説明した。実施例２では、さらに、濃度補正手段がもつ単位時間当たりの露光量に対する分解能についても輝度補正手段がもつ分解能よりも高くすることについて説明する。これにより実施例２は実施例１と同等以上の効果を得られる。実施例２における部分倍率補正、輝度補正および濃度補正の基本的な補正方法については、実施例１と同様である。実施例２におおいて実施例１と同様の部分については同様の参照符号を付すことで説明を簡明化する。

＜輝度補正＞
まず、実施例２の輝度補正について説明する。輝度補正の方法自体は実施例１と実施例１とでは基本的に同じであるが、輝度補正値が変更される。図１６に示すように、印刷領域は主走査方向において複数のエリアに分割され、エリア毎に輝度補正値、つまりＰＷＭ信号のデューティが設定される。実施例１と同様に、ＰＷＭ信号の原振周波数を１２８ＭＨｚとし、ＰＷＭ信号の通信周波数を５００ｋＨｚとし、印刷領域の全体における分割エリアの数を２２エリアと仮定する。印刷領域における輝度補正情報３１５の輝度補正値は軸上像高でＦＦｈであり、最軸外像高で００ｈであるものと仮定する。つまり、像高Ｙの絶対値が大きくなるほど、輝度補正値が小さくなるように予め設定され、輝度補正情報３１５としてメモリ３０４に記憶されている。輝度補正値がＦＦｈであるときに輝度が１８％減衰するようにＶＩ変換部３０６の回路定数が調整されているものとする。この場合、発光部１１は、ＰＷＭ信号のデューティ（輝度補正値）にしたがって最軸外像高ではＰａｐｃ１の輝度で発光し、軸上像高ではＰａｐｃ１の０．８２倍の輝度で発光する。つまり、最軸外像高の輝度は軸上像高の輝度の１．２２倍となる。減衰率Ｒ％と輝度の変化率Ｃ´の関係は、次の式（８）により表せる。

Ｒ ＝（Ｃ´／（１００＋Ｃ´））＊１００ ・・・（８）
よって、Ｒ＝１８［％］であれば、Ｃ´ ＝ ２２［％］が得られる。ここで、輝度補正部がもつ単位時間当たりの露光量に対する分解能は、１ＬＳＢ（これは輝度補正値の最小単位に相当する。）あたり以下の式（９）に基づき算出される。

（１８％÷ＦＦｈ）×１００＝（１８％÷２５５）×１００≒０．０７１ ・・・（９）
図１６において画像濃度３１７は輝度補正だけを用いた場合に得られる画像濃度を示している。最軸外像高での印刷画像濃度が補正目標値となるようにレーザドライバＩＣ１６がレーザ電流ＩＬを制御すれば、軸上像高での画像濃度と補正目標値と間には１７％の差が生じることになる。実施例１と異なり、実施例２における輝度補正後の画像濃度３１７は、軸上像高を中心として軸外像高に対してなだらかに低下する特性となっている。

＜濃度補正＞
続いて、実施例２の濃度補正について説明する。濃度補正情報３１９に含まれている濃度補正値は、主走査方向を分割して得られる複数のエリアのうちの各エリアに対して割り当てられる。図１６が示すように、軸上像高付近では濃度補正のための分割エリアの数は輝度補正のための分割エリアの数の２倍に設定されている。また、軸外像高付近では濃度補正のための分割エリアの数は輝度補正のための分割エリアの数の４倍に設定されている。つまり、主走査方向における濃度補正手段の分解能が輝度補正手段の分解能よりも増加されている。ここでは、印刷領域における濃度補正のための分割エリアの数は５６に設定されている。また、濃度補正を用いて印刷領域において画像濃度のばらつきが０．５％以下となるように各分割エリアの画像濃度が補正される。ここで、濃度補正値は次のように予め設定されるものとする。濃度補正値が最小値である００ｈに設定されると画像濃度は１００％のまま、つまり、画像濃度は補正されない。濃度補正値が最大値であるＦＦｈに設定されると画像濃度が１７％低減される。軸上像高近傍の分割エリアでは画像濃度が低減される必要があるため、濃度補正値がＦＦｈに設定される。最軸外像高近傍の分割エリアでは画像濃度を変更する必要がないため、濃度補正値が００ｈに設定される。それ以外の分割エリアにおいては、補正後の画像濃度になるべく段差が発生しないように段階的に濃度補正値が設定される。ここで、濃度補正手段がもつ単位時間当たりの露光量についての分解能（１ＬＳＢ当たり）は、以下の式（１０）に基づき算出される。

（１７％÷ＦＦｈ）×１００＝（１７％÷２５５）×１００≒０．０６６ ・・・（１０）
式（９）と式（１０）とを比較すると分かるように、実施例２においては、濃度補正手段がもつ単位時間当たりの露光量に対する分解能は、輝度補正手段がもつ単位時間当たりの露光量に対する分解能よりも高く設定されている。図１６が示すように、輝度補正に加えて濃度補正が施された画像濃度３１８の補正目標値に対するばらつきは０．５％以下に削減される。よって、主走査方向において大凡均一な画像濃度が得られるようになる。

以上説明したように、本実施例によれば、部分倍率補正、輝度補正および濃度補正が適用される。とりわけ、濃度補正手段がもつ主走査方向における分解能が輝度補正手段の分解のよりも高く設定され、かつ、濃度補正手段がもつ単位時間当たりの露光量に対する分解能についても輝度補正の分解能よりも高くされている。これにより、ｆθ特性を有する走査レンズを用いることなく画像不良が低減された画像を形成できるようになる。実施例２におけるその他の利点や変形例については実施例１と同様である。

［実施例３］
実施例３では濃度補正方法の他の例について説明する。実施例１では濃度補正部１２１が画像データを直接変更することで画像濃度を変更していた。なお、実施例３における部分倍率補正や輝度補正については実施例２と同様であるものと仮定する。もちろん実施例１で説明した部分倍率補正や輝度補正も実施例３に適用可能である。実施例３におおいて実施例２と同様の部分については同様の参照符号を付すことで説明を簡明化する。

実施例３では、実施例１、２のように画像データの濃度値（階調値）自体を補正するのではなく、画素ごとに高解像度で（１画素幅未満の幅の画素片を単位として）光源４０１を強制的にＯＦＦする強制ＯＦＦを行うことで画像濃度が補正される。

図１７は画像変調部１０１の一例を示すブロック図である。実施例３では濃度補正部１２１の代わりに、ハーフトーン部１２２とＰＳ変換部１２３との間に光源４０１を強制的にＯＦＦさせる強制ＯＦＦ部１３３が設けられている。強制ＯＦＦ部１３３は濃度補正部１２１と同様に印刷画像濃度を補正する濃度補正手段として機能する。強制ＯＦＦ部１３３は、ハーフトーン部１２２が出力する１６ビットのパラレル信号１２９に対して強制ＯＦＦを施して１６ビットのパラレル信号１３４をＰＳ変換部１２３に出力する。

次に図１８のフローチャートを用いて強制ＯＦＦ部１３３による強制ＯＦＦについて説明する。Ｓ１１で強制ＯＦＦ部１３３は、ＣＰＵ１０２およびＣＰＵコア２を通じてメモリ３０４に記憶されている強制ＯＦＦ用の処理値を読み出し、強制ＯＦＦ部１３３の内部に設けられているバッファメモリに格納する。この処理値は濃度補正情報３１９としてメモリ３０４に記憶されている。Ｓ１２で強制ＯＦＦ部１３３はバッファメモリに格納されている処理値に基づいて１画素の１６分の１の露光時間を単位として強制ＯＦＦを実行する。図７（Ｂ）に示した通り、１画素は６００ｄｐｉの１ドットを１６分割された画素片で構成されている。処理値は発光部１１を強制的に消灯（強制ＯＦＦ）する画素片の数に相当する値である。強制ＯＦＦは１画素を主走査方向に１６分割した画素片を１つの処理単位として主走査方向に関して所定の割合（頻度）で強制的に発光部１１を消灯（ＯＦＦ）する処理のことである。

図１９（Ａ）ないし図１９（Ｃ）は、強制ＯＦＦが施される前の画像データの画像濃度値がＦＦｈである場合において、強制ＯＦＦが施された場合の１画素の発光データを示している。斜線部は発光部１１が点灯されることを示し、空白部は強制消灯されることを示している。とりわけ、図１９（Ａ）は強制ＯＦＦされる画素片の数が０個である場合の１画素分の発光データを示している。つまり、処理値は０である。図１９（Ｂ）は強制ＯＦＦされる画素片の数が１個である場合の１画素分の発光データを示している。つまり処理値は１である。図１９（Ｃ）は強制ＯＦＦされる画素片の数が２個である場合の１画素分の発光データを示している。つまり処理値は２である。本実施例では、強制ＯＦＦの処理値は、最軸外像高から軸上像高にかけて（印刷領域の端部から中央にかけて）強制ＯＦＦする画素片の数が大きくなるように濃度補正情報３１９によって設定されている。つまり、像高Ｙが軸上像高に近くなるにつれて、強制ＯＦＦにより濃度が低下されるようになる。これは、軸上像高では走査速度が最も遅くなり、単位面積当たりの露光量が最大となり、単位面積当たりの画像濃度が最も高くなってしまうからである。

強制ＯＦＦ部１３３が強制ＯＦＦを画像データに適用して生成した１６ビットのパラレル信号１３４がＰＳ変換部１２３へ出力される。ＰＳ変換部１２３を含む後段の処理は実施例１と同様である。

図２０は、部分倍率補正、輝度補正に加えて濃度補正として強制ＯＦＦを行った場合を示すタイミングチャートである。実施例３における部分倍率補正と輝度補正の説明は実施例２と同じであるため省略する。濃度補正のために、主走査方向（印刷領域）は複数のエリアに分割されている。各分割エリアに対して濃度補正情報３１９により濃度補正値（処理値）が設定されている。ここでは濃度補正のための分割エリア数と輝度補正のための分割エリア数はいずれも同じである。つまり、分割エリア数は２２である。

濃度補正値は、画像データの画像濃度値がＦＦｈである場合に、強制ＯＦＦ部１３３が１画素内での強制的にＯＦＦする画素片の数を示している。画像濃度３１８は部分倍率補正、輝度補正に加えて濃度補正として強制ＯＦＦを行って印刷を行ったときの画像濃度である。これは印刷された画像の画像濃度から測定されたものである。

濃度補正情報３１９の濃度補正値を、最軸外像高から軸上像高にかけて（印刷領域の端部から中央にかけて）大きくなるように設定することで、強制ＯＦＦ部１３３は走査速度が遅いほど画像の濃度が薄くなるよう発光データを補正する。これにより、実質的に画像濃度を下げて画像を記録媒体上に印刷することが可能となり、最軸外像高から軸上像高にかけて、最終的に適正な画像濃度が得られるようになる。特に画像データの画像濃度値が主走査方向に関して一定の場合、図１６に示した補正後の画像濃度３１８に示すとおり、各主走査位置における画像濃度を一定にすることが可能となる。

なお、強制ＯＦＦされる画素片は１画素のうちのどの画素片であってもよい。強制ＯＦＦのための処理値が２以上である場合、１画素内で複数の画素片が強制ＯＦＦされることになる。この場合は、強制ＯＦＦされる画素片同士の間に強制ＯＦＦされない画素片が少なくとも１つ配置されるように、濃度補正情報３１９が作成される。これは、画像濃度はより均一にする効果がある。また、強制ＯＦＦ用の処理値は１未満の値であってもよい。たとえば、処理値が０．５であることは、主走査方向に連続する２つの画素において画素片１つが強制ＯＦＦされることを示している。

以上説明したように、本実施例によれば、部分倍率補正、輝度補正に加えて、濃度補正として強制ＯＦＦを行うことにより、ｆθ特性を有する走査レンズを用いることなく画像不良を低減できるようになる。

［まとめ］
図２（Ａ）を用いて説明したように、レーザ光２０８の光路において偏向器４０５と感光ドラム４との間には、レーザ光２０８のスポットが感光ドラム４の表面上を移動する速度である走査速度が等速とならない結像レンズ４０６が設けられうる。結像レンズ４０６は走査レンズとして機能している。さらに図４ないし図６、図８、図１１などを用いて説明したように、挿抜制御部１２８などは幅補正手段として機能する。つまり、挿抜制御部１２８などは画像データの各画素に対応する潜像の幅であってレーザ光２０８のスポットの移動方向における幅が一定となるように各画素に対応する潜像の露光時間（走査時間）を補正する。これにより、各露光位置での部分倍率が一定となる。さらに図１２などを用いて説明したように輝度補正部３３０は、幅補正された各画素に対応する潜像の露光時間に応じて各潜像あたりの露光量が調整されるよう、各潜像についてのレーザ光２０８の輝度を補正する輝度補正手段として機能する。図１１が示すように、ＶＩ変換部３０６などは感光ドラム４上の露光位置（主走査位置）のうち走査速度が速い位置ほど単位時間あたりの露光量が大きくなるようにレーザ光２０８の輝度を補正する。図１１が示すように露光位置が印刷領域の端部に近くなるほど走査速度が速くなるため、輝度が増加される。この結果、感光体表面上でのレーザ光のスポットの移動速度が等速でない光学系を用いても、部分倍率のばらつきが少なく、かつ、画像濃度のムラの少ない画像形成装置９が提供されるようになる。

なお、図１１を用いて説明したように、輝度補正だけでは画像濃度のムラを十分に削減できないことも考えられる。とりわけ、画像濃度の段差が目立ってくることもある。そこで、濃度補正部１２１は、レーザ光２０８の輝度を補正することによって生じる潜像の画像濃度の段差が低減されるよう潜像の画像濃度を補正してもよい。これにより、さらに画像濃度のムラの少ない画像形成装置９が提供されるようになる。

図１５などを用いて説明したように、濃度補正部１２１がもつ主走査方向に対する濃度補正の分解能は、輝度補正部３３０がもつ主走査方向に対する輝度補正の分解能以上に設定されてもよい。これにより、輝度補正により生じた濃度段差を精度よく削減することが可能となる。

実施例２を用いて説明したように、濃度補正部１２１がもつ単位時間当たりの露光量に対する濃度補正の分解能は、輝度補正部３３０がもつ単位時間当たりの露光量に対する輝度補正の分解能以上に設定されてもよい。これにより、輝度補正により生じた濃度段差をさらに精度よく削減することが可能となる。

実施例１を用いて説明したように、濃度補正部１２１は、感光ドラム４の表面（周面）におけるレーザ光２０８の走査位置に応じて画像データにおける各画素の濃度値を補正することで潜像の画像濃度を補正してもよい。また、実施例３を用いて説明したように、強制ＯＦＦ部１３３が濃度補正部１２１の代わりに濃度補正手段として機能してもよい。強制ＯＦＦ部１３３はレーザ光２０８のスポットの移動方向に関する長さが１画素未満の画素片に相当する時間にわたり光源４０１を消灯することで、潜像の画像濃度を補正する。これにより、輝度補正により生じた濃度段差を精度よく削減することが可能となる。

図３に関して説明したように、レーザ光２０８の走査速度は、感光ドラム４の画像形成領域の中央から端部にかけて速くなる。そのため、各走査位置ごとの部分倍率が異なってしまう。とりわけ、ｆθ特性を有する走査レンズが省略されると、この現象は顕著となる。それゆえ、上述した幅補正、つまり部分倍率の補正が必要となる。

感光ドラム４の画像形成領域の中央におけるレーザ光２０８の走査速度と感光ドラム４の画像形成領域の端部におけるレーザ光２０８の走査速度との変化率は２０％以上であってもよい。上述したよう、走査速度の変化率が２０％以上となるような光学構成では、良好な画質の維持が難しくなる。とりわけ、主走査方向に関する部分倍率のばらつきおよび単位長さあたりの総露光量のばらつきが顕在化する。それゆえに、本実施例に係る部分倍率補正および輝度補正が必要となる。図２を用いて説明したように、変化率は２０％以上となる光学構成を許容できれば、偏向器４０５から被走査面４０７までの距離Ｄ２を短縮できるようになるため、光走査装置４００を小型化できるようになる。

幅補正を行うには、たとえば、挿抜制御部１２８が、画素片を画像データから挿入または抜き去ることより、各画素に対応する潜像の露光時間（走査時間）を補正してもよい。レーザ光２０８のスポットの移動方向（主走査方向）における画素片の幅は１画素未満の幅である。たとえば、挿抜制御部１２８は、感光ドラム４の印刷領域（画像形成領域）のうち主走査方向における中央領域では画素片を挿入してもよい。また、挿抜制御部１２８は、画像形成領域のうち主走査方向における端部領域では画素片を抜き去ってもよい。これにより、適切に部分倍率を補正することが可能となる。

挿抜制御部１２８に代えてＣＰＵ１０２が幅補正手段として機能してもよい。ＣＰＵ１０２はＰＬＬ部１２７を制御し、画像データを搬送するビデオ信号に同期したクロックの周波数（ＶＣＬＫ×Ｎ、Ｎは逓倍数）を主走査方向の走査位置に応じて変更することで、各画素に対応する潜像の露光時間を補正してもよい。これにより、各走査位置における部分倍率が一定となるように、潜像の露光時間が調整されるようになる。とりわけ、ＣＰＵ１０２はビデオ信号に同期したクロックの周波数を、感光ドラム４の画像形成領域の中央から端部にかけて高くすることで、画像形成領域の中央から端部にかけて走査時間を短くすることが可能となる。つまり、画像データにおける各画素に対応する潜像の幅のばらつきが削減されるようになる。

図４を用いて説明したように、レーザ駆動部３００は、第１電流Ｉａを流す定電流回路１５を有していてもよい。レーザ駆動部３００は、第１電流Ｉａから輝度補正部３３０が出力する第２電流Ｉｄを差し引いて得られる第３電流ＩＬを光源４０１に供給することで、光源４０１を駆動してもよい。制御部１やレーザ駆動部３００によって構成される輝度補正部３３０は、感光ドラム４の表面におけるレーザ光２０８の走査位置に応じて第２電流Ｉｄを変更することでレーザ光２０８の輝度を補正してもよい。これにより精度よく輝度を補正することが可能となる。

１・・・制御部、 ４・・・感光ドラム、 ９・・・画像形成装置、 １００・・・画像信号生成部、 ４０１・・・光源、 ４０５・・・偏向器

Claims (19)

1. 感光体と、
   レーザ光を主走査方向の複数の区間に対して一定でない走査速度で走査することで、前記感光体に潜像を形成する走査手段と、
   前記主走査方向のいずれの区間に対応するレーザ光であるかに応じて、レーザ光の発光間隔を補正する幅補正手段と、
   前記主走査方向における第１区間における単位時間あたりの露光量より、前記第１区間における走査速度よりも早い第２区間における単位時間あたりの露光量が大きくなるように、潜像を形成するための前記レーザ光の輝度を補正する輝度補正手段と、
   前記主走査方向のいずれの区間に対応するレーザ光であるかに応じて画像データにおける各画素の濃度値を補正する濃度補正手段と
   を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記レーザ光の光路において前記走査手段と前記感光体との間に設けられ、前記レーザ光が通過する光学系であって、前記レーザ光のスポットが前記感光体の表面上を移動する速度である走査速度が等速とならない、光学系をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記輝度補正手段は、前記感光体上の露光位置のうち走査速度が速い位置ほど単位時間あたりの露光量が大きくなるように前記レーザ光の輝度を補正することを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 前記濃度補正手段がもつ主走査方向に対する濃度補正の分解能は、前記輝度補正手段がもつ主走査方向に対する輝度補正の分解能以上であることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
5. 前記濃度補正手段がもつ単位時間当たりの露光量に対する濃度補正の分解能は、前記輝度補正手段がもつ単位時間当たりの露光量に対する輝度補正の分解能以上であることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
6. 前記濃度補正手段は、前記感光体の表面における前記レーザ光の走査位置に応じて前記画像データにおける各画素の濃度値を補正することで前記潜像の画像濃度を補正することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記濃度補正手段は、前記レーザ光のスポットの移動方向に関する長さが１画素未満の画素片に相当する時間にわたり光源を消灯することで、前記潜像の画像濃度を補正することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
8. 前記レーザ光の走査速度は、前記感光体の画像形成領域の中央から端部にかけて速くなることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
9. 前記感光体の画像形成領域の中央における前記レーザ光の走査速度と前記感光体の画像形成領域の端部における前記レーザ光の走査速度との変化率は２０％以上であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
10. 前記幅補正手段は、前記レーザ光のスポットの移動方向に関する長さが１画素未満の画素片を前記画像データに挿入または前記画像データから抜き去ることより、各画素に対応する潜像の露光時間を補正することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
11. 前記幅補正手段は、前記感光体の画像形成領域のうち前記レーザ光のスポットの移動方向における中央領域では前記画素片を挿入し、前記画像形成領域のうち前記レーザ光のスポットの移動方向における端部領域では前記画素片を抜き去ることを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。
12. 前記幅補正手段は、前記画像データを搬送するビデオ信号に同期したクロックの周波数を主走査方向の走査位置に応じて変更することで、各画素に対応する潜像の露光時間を補正することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
13. 前記幅補正手段は、前記ビデオ信号に同期したクロックの周波数を、前記感光体の画像形成領域の中央から端部にかけて高くすることを特徴とする請求項１２に記載の画像形成装置。
14. 第１電流を出力する定電流回路を有し、前記第１電流から前記輝度補正手段が出力する第２電流を差し引いて得られる第３電流を光源に供給することで、前記光源を駆動する駆動手段をさらに有し、
    前記輝度補正手段は、前記感光体の表面における前記レーザ光の走査位置に応じて前記第２電流を変更することで当該レーザ光の輝度を補正することを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
15. 光源は前記画像データに応じて決定されるデューティを有するパルス幅変調信号を供給されて前記レーザ光を出力するように構成されており、
    前記濃度補正手段は前記画像データに対応するデューティを制御することで各画素の濃度値を補正することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
16. 前記輝度補正手段は、前記幅補正手段により補正された潜像ごとの露光時間にしたがって当該潜像ごとの露光量が補正されるよう、潜像を形成するための前記レーザ光の輝度を補正するように構成されており、
    前記濃度補正手段は、前記輝度補正手段による前記レーザ光の輝度によって生じる画像濃度のレベル差が小さくなるよう、前記画像データの各画素の濃度値を補正するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
17. 前記幅補正手段は、前記主走査方向において一画素あたりの潜像の幅が一定に近づくように、レーザ光の露光時間を補正することを特徴とする請求項１ないし１６のいずれか一項に記載の画像形成装置。
18. 感光体と、
    レーザ光を主走査方向の複数の区間に対して一定でない走査速度で走査することで、前記感光体に潜像を形成し、
    前記主走査方向のいずれの区間に対応するレーザ光であるかに応じて、レーザ光の発光間隔を補正し、
    前記主走査方向における第１区間における単位時間あたりの露光量より、前記第１区間における走査速度よりも早い第２区間における単位時間あたりの露光量が大きくなるように、潜像を形成するための前記レーザ光の輝度を補正し、
    前記主走査方向のいずれの区間に対応するレーザ光であるかに応じて画像データにおける各画素の濃度値を補正することを特徴とする画像形成方法。
19. 前記レーザ光の輝度を補正する工程では、前記補正された潜像ごとの露光時間にしたがって当該潜像ごとの露光量が補正されるよう、潜像を形成するための前記レーザ光の輝度が補正され、
    前記濃度値を補正する工程では、前記輝度を補正する工程による前記レーザ光の輝度の補正によって生じる画像濃度のレベル差が小さくなるよう、前記画像データの各画素の濃度値が補正されことを特徴とする請求項１８に記載の画像形成方法。