JP2004066712A - 画像形成装置および画像形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高速機における主走査方向の高解像度化を可能とする画像形成装置および画像形成方法を提供すること。
【解決手段】１８００ｄｐｉの２値データである画像データが，３ビット（あるいは２ビット）ずつに区切られ，入力部１１から階調設定部１２と印字位置制御部１３とに入力される。階調設定部１２と印字位置制御部１３で，３ビット分の画像データが８ビットの階調データと２ビットの属性データとに変換され，まとめてパルス幅変調部１５に入力される。３ビット分のデータが１度に扱われるので，入力側と出力側の動作クロックはいずれも６００ｄｐｉで可能である。
【選択図】　　　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，レーザプリンタ等に搭載される画像形成装置および画像形成方法に関する。さらに詳細には，高速機における画像形成装置および画像形成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より，レーザプリンタ等の画像形成装置では，被走査体上に照射されるレーザ光のＯＮ・ＯＦＦはパルス幅変調部の出力するパルスにより行われている。パルス幅変調部によれば，その出力するパルスの幅によって１ドット中のレーザ光の幅を制御することができ，階調表現が可能となるからである。このパルス幅変調部は，画像データの入力を受け，画像出力部の動作クロックである出力画素クロックに同期してパルス出力するものである。このようなレーザプリンタ等では，主走査方向の解像度は，１ライン中のドット数で決定される。そして印字ドット数は，パルス幅変調部によるレーザ光のＯＮ・ＯＦＦの回数に対応している。すなわち，１ライン中のドット数は１ライン中の出力画素クロックのクロック数に対応していることとなる。これにより，主走査方向の解像度は出力画素クロックの周波数に依存している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記した従来の画像形成装置で，主走査方向の解像度を上昇させるには，出力画素クロックの周波数を上昇させればよい。しかしながら，出力画素クロックの周波数を上昇させると，パルス幅変調部に入力する画像データを生成する画像処理部の動作周波数も上昇させなければならない。画像データの生成が画像出力に間に合わなくなってしまうからである。このことは，既に画像処理部の動作速度の限界近くで処理を行っている高速機においては，さらなる高解像度化を非常に困難なものとしているという問題点があった。
【０００４】
本発明は，前記した従来の画像形成装置が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは，高速機における主走査方向の高解像度化を可能とする画像形成装置および画像形成方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この課題の解決を目的としてなされた本発明の画像形成装置は，画像データを受けてその画像データに基づく画像を形成する画像形成装置であって，入力された画像データを主走査方向に所定の画素数ごとに組分けする組分け部と，組分け部で組分けされた組ごとに，組内における所定の値の画素の数により階調を設定する階調設定部と，組分け部で組分けされた組ごとに，組内における所定の値の画素の配置により位置属性を設定する位置属性設定部と，入力された画像データの精細度を組分け部で組分けする画素数で除した精細度に相当する駆動クロックに従いパルス幅変調を行うパルス幅変調部とを有し，パルス幅変調部は，階調設定部で設定された階調に従うパルス幅と，位置属性設定部で設定された位置属性に従う画素内位置とにより，出力画像の各画素を分割露光するものである。
【０００６】
本発明の画像形成装置では，入力された画像データが組分け部で組分けされ，その組ごとに，階調設定部と位置属性設定部とで処理される。そして，組内の画素の値や配置によって，組としての階調と位置属性とが設定される。また，パルス幅変調部では，組としての各データに従って，パルス幅と画素内位置を決定して分割露光する。従って，パルス幅変調部では，組単位の駆動クロックに従って駆動され，画素単位で分割露光することとなる。すなわち，この画像形成装置によれば，駆動クロックの周波数に比較して，精細度の高い画像が形成される。これにより，本発明の画像形成装置では，低速クロックで高解像度化が実現でき，特に高速機においても，過度の負担なく主走査方向を高解像度化できる。
【０００７】
また，本発明では，組分け部が受ける画像データが２値画像データであり，階調設定部は，組内における総画素数に対するオン画素数の割合により階調を設定し，位置属性設定部は，組内におけるオン画素の配置により位置属性を設定し，位置属性設定部により設定される位置属性に，右寄せと左寄せとが含まれることが望ましい。
このようにすれば，１組が２画素分のデータの場合には，半周波数のクロックで駆動でき，狙い通りの画像形成が可能である。オン画素が右側か左側かによって右寄せか左寄せかを選択すればよいからである。ここで，オン画素とは，２値画像データが「１」である画素のことを指す。
【０００８】
さらに，本発明では，組分け部における所定の画素数が３以上であり，位置属性設定部により設定される位置属性に，両端寄せと中央寄せとがさらに含まれることが望ましい。
このようにすれば，１組が３画素分のデータの場合には，３分の１周波数のクロックで駆動でき，狙い通りの画像形成が可能である。オン画素の配置によって位置属性を選択可能だからである。
【０００９】
また，本発明では，階調設定部および位置属性設定部の設定値を記憶するとともに，パルス幅変調部の駆動クロックに従い記憶内容を出力するスピード変換メモリ部を有することが望ましい。
このようにすれば，スピード変換メモリ部が間にはいることにより，階調設定部および位置属性設定部の処理速度とパルス幅変調部以降の画像形成部分の処理速度とがずれている場合でも，対処可能となる。
【００１０】
本発明は，画像データを受けてその画像データに基づく画像を形成する画像形成方法であって，入力された画像データを主走査方向に所定の画素数ごとに組分けし，組分けされた組ごとに，組内における所定の値の画素の数により階調を設定し，組分けされた組ごとに，組内における所定の値の画素の配置により位置属性を設定し，入力された画像データの精細度を１組の画素数で除した精細度に相当する駆動クロックに従いパルス幅変調を行い，パルス幅変調に際し，設定された階調に従うパルス幅と，設定された位置属性に従う画素内位置とにより，出力画像の各画素を分割露光する画像形成方法にも及ぶ。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下，本発明を具体化した実施の形態について，添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本実施の形態は，レーザプリンタ等の画像形成装置に本発明を適用したものである。
【００１２】
「第１の実施の形態」
本実施の形態の画像形成装置は，図１に示したように構成されている。画像データは，１８００ｄｐｉの２値画像データであり，１画素分の画像データは１ビット長である。そして，この画像形成装置は，この画像データを入力して３ビットずつに区切って組分けする入力部１１，組分けされた画像データから階調を設定する階調設定部１２と位置属性を設定する印字位置制御部１３，入力側と出力側のスピードを調整するスピード変換メモリ部１４，レーザドライバ用駆動パルスを出力するパルス幅変調部１５を有している。さらに，クロックパルスを発振する発振器１６，クロックパルスをラスタ同期信号に同期して出力する出力画素クロック生成部１７をも有している。ここで，入力部１１が組分け部に，印字位置制御部１３が位置属性設定部に相当する。
【００１３】
画像データは図中に矢印で示したように，入力部１１から階調設定部１２と印字位置制御部１３とに入力され変換された後，スピード変換メモリ部１４に入力される。階調設定部１２と印字位置制御部１３については後述する。スピード変換メモリ部１４は先入れ先出し型のメモリであり，入力画素クロックに同期してデータが書き込まれ，出力画素クロックに同期してデータが読み出される。出力画素クロックは，出力画素クロック生成部１７で生成され，スピード変換メモリ部１４とパルス幅変調部１５とに入力されている。
【００１４】
パルス幅変調部１５は，２ビットの属性データと８ビットの階調データとの１０ビット分のデータの入力を受けて，それらのデータに対応するパルスを出力するものである。パルス幅変調部１５は，２ビットの属性データに基づいて，出力するパルスの位置を図２に示すように決定する。つまり，属性データが「０１」のときは左側，「００」は中央，「１０」は右側，「１１」は両端に出力パルスを出力するのである。ここで示した各数値は，２ビットデータの２進表記である。以下，特に明記したもの以外の数値はすべて２進表記で表す。また，パルス幅変調部１５は，８ビットの階調データに基づいて，出力するパルスの幅を決定する。パルス幅変調部１５は，階調データが「８’ｄ２５５」のときに１ドット分の最大幅のパルスを出力し，一般には最大幅の「（階調データ）／８’ｄ２５５」倍の幅のパルスを出力する。ここで，「８’ｄ」は，８ビットデータを１０進表記したことを意味している。
【００１５】
図１の矢印上に示した数字は，その段階での画像データのビット数を表している。すなわち，図１では，入力部１１で組にされた画像データが３ビット分のデータであり，階調設定部１２と印字位置制御部１３とで変換されて，パルス幅変調部１５には１０ビットのデータが入力されていることを示している。また，入力画素クロックと出力画素クロックとは，ともに解像度６００ｄｐｉに対応したものである。入力画素クロックは，画像データの取込からデータ処理までの部分の同期を取るためのクロックである。出力画像クロックはパルス幅変調部１５の出力パルスと印字エンジン部との同期を取るためのクロックである。これらの入力画素クロックと出力画素クロックとは必ずしも同じ周波数ではないが，従来の画像形成装置において一般に使用されているクロック周波数である。従って，この周波数に同期して動作する場合，画像処理部の処理動作に支障はない。
【００１６】
次に，図３と図４とを利用して，階調設定部１２と印字位置制御部１３とにおけるデータ変換方法について説明する。まず，階調設定部１２は，入力された３ビットデータからパルス幅変調部１５に入力する階調データを作成する。先に述べたようにパルス幅変調部１５の階調データは８ビットで，２５６段階のパルス幅を生成することができる。つまり，３ビットの画像データを２進表記した際に含まれる「１」の個数によって，図３に示した関係に従って階調データを決定する。「１」が０個であれば階調データも「０」でパルスは出力されない。「１」が１個であれば「８’ｄ８５」で，これは「８’ｄ２５５」の１／３に相当する。「１」が２個であれば「８’ｄ１７０」で，「８’ｄ２５５」の２／３である。「１」が３個であれば「８’ｄ２５５」でこれは最大幅のパルスに相当する。つまり，入力データに含まれる「１」がｎ個のときは（「８’ｄ２５５」×ｎ／３）が階調データの値となっている。
【００１７】
さらに，パルス幅変調部１５では，先に述べた属性データによるパルス出力位置の調整が可能である。そこで，印字位置制御部１３では，入力された３ビットデータから図２に示した関係に従ってパルス幅変調部１５に入力する属性データを作成する。これは３ビット画像データを２進表記した際の「１」ビットの位置を示すものである。これらの階調設定部１２と印字位置制御部１３とでのデータ変換のために，図４に示した変換テーブル２１があらかじめ記憶されており，適宜参照される。変換テーブル２１には，入力データ欄２２と属性データ欄２３と階調データ欄２４とが設けられている。
【００１８】
階調設定部１２は，入力された画像データにより入力データ欄２２を検索して対応する階調データ欄２４を読み出す。印字位置制御部１３は，同様に対応する属性データ欄２３を読み出す。階調データ欄２４の内容は，入力データを２進表示したときに含まれる「１」の数に対応した値であり，属性データ欄２３の内容は「１」の位置に対応した値となっている。これによって，入力された３ビット画像データの「１」の配置に対応した出力パルスを出力するための階調データと属性データとが得られ，パルス幅変調部１５に入力される。なお，図４では，入力データ「０００」と「１１１」とに対応する属性データを便宜上「００」としたが，この属性データは実質上意味がないので何でもよい。
【００１９】
次に，この画像形成装置の動作を図５，図６，図７の例を利用して具体的に説明する。まず，入力部１１には２値化された１８００ｄｐｉ画像データが入力され，３画素分に相当する３ビットずつを１組として組分けされる。そして，この３ビットの画像データが，入力画素クロックに同期して，階調設定部１２と印字位置制御部１３とにそれぞれ入力される。　図５に示した例では，入力データ３１Ａが「１０１」，入力データ３１Ｂが「０１０」，入力データ３１Ｃが「０１１」の３データが入力されている。これらのデータを変換テーブル２１から検索して，階調設定部１２では階調データが，印字位置制御部１３では属性データが得られる。その結果，図６に示すように，入力データ３１Ａに対応する各データは，属性データ３２Ａが「１１」，階調データ３３Ａが「８’ｄ１７０」となる。同様に，属性データ３２Ｂ，３２Ｃと階調データ３３Ｂ，３３Ｃとが得られる。
【００２０】
次に，これらのデータはスピード変換メモリ部１４に記憶される。これは，画像入力部の同期を取る入力画素クロックと画像出力部の同期を取る出力画素クロックとのずれを吸収するためである。つまり，画像データの入力からスピード変換メモリ部１４への書き込みまでは入力画素クロックに同期して実行され，スピード変換メモリ部１４からの読み出し以降は出力画素クロックに同期させて実行されるのである。そして，出力画素クロックに同期してスピード変換メモリ部１４から読み出された属性データと階調データとは，パルス幅変調部１５へ入力される。それらのデータに従って，パルス幅変調部１５は図７に示したパルスを出力する。例えば，属性データ３２Ａは「１１」なので両端位置であり，階調データ３３Ａは「８’ｄ１７０」なので最大幅の２／３幅である。従って，図７に示したように２つの出力パルス３４Ａが出力される。同様に，属性データ３２Ｂと階調データ３３Ｂとから出力パルス３４Ｂが，属性データ３２Ｃと階調データ３３Ｃとから出力パルス３４Ｃが出力される。
【００２１】
従って，出力画素クロックの１クロックに対応して，それぞれ３ドット分に相当する出力パルスのバリエーションができたことになる。すなわち，従来と同じ周波数である６００ｄｐｉ相当の出力画素クロックによって，主走査方向解像度は１８００ｄｐｉに相当する出力パルスが形成された。
【００２２】
以上詳細に説明したように，本実施の形態の画像形成装置によれば，入力部１１が入力画素クロックのタイミングで，３ビット分の入力データを１組として階調設定部１２と印字位置制御部１３とに入力する。階調設定部１２と印字位置制御部１３とでは，この入力データを変換して，２ビットの属性データと８ビットの階調データとを作成する。すなわち，組内におけるオン画素の配置により属性データを設定し，組内における総画素数に対するオン画素数の割合によって階調データを設定する。パルス幅変調部１５は，この変換された属性データと階調データとの入力を受けて，出力画素クロックごとに３ドット分に相当する出力パルスを出力する。従って，入力画素クロックも出力画素クロックもともに変更することなく，クロック周波数の３倍の主走査方向解像度が得られる。これにより，高速機における主走査方向の高解像度化を可能とする画像形成装置となった。
【００２３】
「第２の実施の形態」
上記第１の実施の形態の画像形成装置では，各１クロックを３分割することによりクロック周波数の３倍の解像度を得る方法を示したが，各１クロックを２分割してクロック周波数の２倍の解像度を得るようにもできる。このようにすれば，６００ｄｐｉのクロックによって１２００ｄｐｉの解像度が得られる。この場合の例を，図９〜図１２を利用して説明する。
【００２４】
解像度を２倍にする場合には，入力データを２ビットずつに区切って組分けする。この場合の階調データは，図８に示すように変換される。すなわち，入力データの「１」の個数によって，階調データは「０」，最大幅の１／２の「８’ｄ１２８」，最大幅の「８’ｄ２５５」の３種類に分類される。このときの変換テーブル４１は，図９に示すようになる。入力データは２ビットであるので，入力データ欄４２は４種類に分類されている。なお，この変換テーブル４１においても，入力データ「００」と「１１」とに対応する属性データは何でもよい。
【００２５】
この実施の形態でも，第１の実施の形態と同様に，入力部１１から入力された入力データ（図１０参照）は，階調設定部１２と印字位置制御部１３とで階調データと属性データ（図１１参照）に変換される。さらに，これらのデータがスピード変換メモリ部１４を介してパルス幅変調部１５に入力され，出力パルス（図１２参照）が出力される。
【００２６】
従って，出力画素クロックの１クロックに対応して，それぞれ２ドット分に相当する出力パルスのバリエーションができたことになる。すなわち，従来と同じ周波数の６００ｄｐｉの出力画素クロックによって，主走査方向解像度は１２００ｄｐｉに相当する出力パルスが形成されたこととなる。
【００２７】
以上詳細に説明したように，本実施の形態の画像形成装置によれば，第１の実施の形態と同様に，入力画素クロックも出力画素クロックもともに変更することなく，従来より高い主走査方向解像度が得られる。この第２の実施の形態では，クロック周波数の２倍の解像度が得られている。これにより，高速機における主走査方向の高解像度化を可能とする画像形成装置となった。
【００２８】
なお，本実施の形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。
例えば，上記の各実施の形態では，画像データが「１」であるオン画素は，パルス幅変調部１５がパルスを出力する画素であり，ドットが印字される画素としている。しかし，このオン画素がパルス幅変調器１５によってパルス出力されない画素であり，画像データが「０」である画素がパルス出力される画素であるとした場合においても同様に実施できる。
【００２９】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように本発明によれば，高速機における主走査方向の高解像度化を可能とする画像形成装置および画像形成方法が提供されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態に係る画像形成装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】パルス幅変調部の属性データと印字位置の関係を示す図である。
【図３】階調設定部における入力データと階調データとの関係を示す図である。
【図４】第１の実施の形態に係る変換テーブルを示す図である。
【図５】第１の実施の形態に係る画像形成装置に入力される入力データの例を示す説明図である。
【図６】第１の実施の形態に係る画像形成装置において生成される出力データの例を示す説明図である。
【図７】第１の実施の形態に係る画像形成装置において出力される出力パルスの例を示す説明図である。
【図８】第２の実施の形態に係り，階調設定部における入力データと階調データとの関係を示す図である。
【図９】第２の実施の形態に係る変換テーブルを示す図である。
【図１０】第２の実施の形態に係る画像形成装置に入力される入力データの例を示す説明図である。
【図１１】第２の実施の形態に係る画像形成装置において生成される出力データの例を示す説明図である。
【図１２】第２の実施の形態に係る画像形成装置において出力される出力パルスの例を示す説明図である。
【符号の説明】
１１　入力部（組分け部）
１２　階調設定部
１３　印字位置制御部（位置属性設定部）
１４　スピード変換メモリ部
１５　パルス幅変調部

Claims (5)

1. 画像データを受けてその画像データに基づく画像を形成する画像形成装置において，
   入力された画像データを主走査方向に所定の画素数ごとに組分けする組分け部と，
   前記組分け部で組分けされた組ごとに，組内における所定の値の画素の数により階調を設定する階調設定部と，
   前記組分け部で組分けされた組ごとに，組内における所定の値の画素の配置により位置属性を設定する位置属性設定部と，
   入力された画像データの精細度を前記組分け部で組分けする画素数で除した精細度に相当する駆動クロックに従いパルス幅変調を行うパルス幅変調部とを有し，
   前記パルス幅変調部は，前記階調設定部で設定された階調に従うパルス幅と，前記位置属性設定部で設定された位置属性に従う画素内位置とにより，出力画像の各画素を分割露光することを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１に記載する画像形成装置において，
   前記組分け部が受ける画像データが２値画像データであり，
   前記階調設定部は，組内における総画素数に対するオン画素数の割合により階調を設定し，
   前記位置属性設定部は，組内におけるオン画素の配置により位置属性を設定し，
   前記位置属性設定部により設定される位置属性に，右寄せと左寄せとが含まれることを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項２に記載する画像形成装置において，
   前記組分け部における所定の画素数が３以上であり，
   前記位置属性設定部により設定される位置属性に，両端寄せと中央寄せとがさらに含まれることを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項１から請求項３までのいずれか１つに記載する画像形成装置において，
   前記階調設定部および前記位置属性設定部の設定値を記憶するとともに，前記パルス幅変調部の駆動クロックに従い記憶内容を出力するスピード変換メモリ部を有することを特徴とする画像形成装置。
5. 画像データを受けてその画像データに基づく画像を形成する画像形成方法において，
   入力された画像データを主走査方向に所定の画素数ごとに組分けし，
   組分けされた組ごとに，組内における所定の値の画素の数により階調を設定し，
   組分けされた組ごとに，組内における所定の値の画素の配置により位置属性を設定し，
   入力された画像データの精細度を１組の画素数で除した精細度に相当する駆動クロックに従いパルス幅変調を行い，
   パルス幅変調に際し，設定された階調に従うパルス幅と，設定された位置属性に従う画素内位置とにより，出力画像の各画素を分割露光することを特徴とする画像形成方法。

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