JP4268026B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、レーザプリンタ、ＬＥＤプリンタ等の画像形成装置に関する。

近年、この種のプリンタでは、６００ｄｐｉ、１２００ｄｐｉといった印刷解像度の機種が主流であるが、扱う入力データとしては、必ずしも印刷解像度に対応しておらず、例えば、ファクシミリ用の１６本／ｍｍなる解像度のデータ、即ち、４００ｄｐｉ相当のデータを扱わなくてはならない場合も多々ある。即ち、入力解像度４００ｄｐｉの入力画像データを印刷解像度６００ｄｐｉのプリンタで等倍出力させることが必要な場合がある。この他、例えば、２００ｄｐｉ、２４０ｄｐｉといった入力解像度の入力画像データを印刷解像度６００ｄｐｉのプリンタで等倍出力させることが必要な場合もある。

このようなことから、複数の解像度に対応可能としたレーザプリンタがある。ここに、１台のレーザプリンタで複数の解像度に対応する方法として、主走査方向にはＰＬＬ周波数シンセサイザ等を用いて印刷画素クロックを変更することで行い、副走査方向にはプロセス線速やポリゴンモータの回転数を変更する方法が一般的である（例えば、特許文献１参照）。また、入力解像度２００ｄｐｉ、印刷解像度６００ｄｐｉの組合せのように、印刷解像度が入力解像度の整数倍の場合には、同じデータを複数回形成することにより対処可能である。

さらには、複数の発光源を備えるマルチビーム方式のレーザプリンタにあっては、副走査解像度を変更するために、副走査方向のビームピッチを変更する機構を備えたものもある（例えば、特許文献２参照）。

さらには、例えば３００ｄｐｉの印刷解像度のプリンタで２００ｄｐｉの画像を形成する方法として、１ドット置きにドットを２倍にする、しないを繰返す方式がある（例えば、特許文献３参照）。
特開平８−１０８５７２号公報 特開２００２−２３０８７公報 特開平５−６８１６２号公報（図９）

入力解像度４００ｄｐｉ、印刷解像度６００ｄｐｉの組合せのように、印刷解像度が入力解像度の整数倍とならない場合には、前述したように、画素クロックや、プロセス線速、ポリゴンモータの回転数、マルチビームの場合はビームピッチを変更すればよいが、そのためには、以下のような機構が必要になり、コストが高くなってしまうという問題がある。

まず、画素クロックを変更するためには、ＰＬＬ周波数シンセサイザが必要である。これは近年、ＩＣで供給されたり、ＡＳＩＣに内蔵したりするため、比較的安価に具備することができるものの、主走査方向の解像度処理に限られ、これだけでは副走査方向の印刷解像度を変更することはできない。

また、プロセス線速の変更とは、紙送りや感光体のスピードを変更することで、６００ｄｐｉのプリンタのプロセス線速を３／２倍にすれば、４００ｄｐｉの副走査解像度になるが、プリンタは、最大線速で動作するように最適化されており、線速を上げることは容易にはできない。そこで、線速を遅くする方に変更する。例えば、６００ｄｐｉのプリンタの線速を３／４倍に下げれば、８００ｄｐｉの副走査解像度になり、前述したように同じデータを２回形成することで４００ｄｐｉの副走査解像度を実現できる。この場合、プリント速度は減少し、パフォーマンスを落とすことになる。例えば、６００ｄｐｉのプリンタを１／２の線速で動作させ、１２００ｄｐｉを実現しているプリンタが知られている。プロセス線速を遅くするためには、可変速度モータ、プロセス条件の変更、レーザパワーの変更が必要になり、そのための機構が必要となる。

ポリゴンモータの回転数変更は、回転速度を可変できるモータがあれば良く、比較的容易にこの種のモータは手に入る。ポリゴンモータの回転数を２／３倍にすれば、副走査解像度は２／３倍になる。主走査方向及び副走査方向解像度を６００ｄｐｉから４００ｄｐｉに変更するには、ポリゴンモータの回転数を２／３倍にするとともに、画素クロックは２／３の２乗で４／９倍にする必要がある。この変更は比較的容易に実現できるが、ポリゴンモータの回転数を変更するには数秒から十数秒が必要で、その切替時間はパフォーマンスを落とす原因になる。

さらに、マルチビームのプリンタでは、この他にビームピッチ切替機構が必要で、レーザユニットを回転させてビームピッチを変更する方法が知られているが、これも機構が必要でコストが高くなってしまうという問題がある。

このような点を考慮すると、特許文献３の場合のように、電気的な変倍処理で対処することが好ましいといえるが、１ドット置きにドットを２倍にする、しないを繰返す方式の場合、特許文献３中に記載されているように、画像が太くなったり細くなったりして、画像に歪みを生じてしまい、画像品質を損ねるものとなってしまう。

本発明の目的は、副走査解像度に関して、２値画像データの入力解像度に対して３／２倍、５／２倍、…、一般的にはｎ／２倍なる印刷解像度の画像形成装置で画像を形成する上で、プロセス線速、ポリゴンモータの回転数などの変更なしに、パフォーマンスを落とすことなく、また解像度対応のための機構部を必要せずに、歪みのない画像を形成できるようにすることである。

本発明の目的は、主走査解像度及び副走査解像度に関して、２値画像データの入力解像度に対して３／２倍、５／２倍、…、一般的にはｎ／２倍なる印刷解像度の画像形成装置で画像を形成する上で、画素クロック、プロセス線速、ポリゴンモータの回転数などの変更なしに、パフォーマンスを落とすことなく、また解像度対応のための機構部を必要せずに、歪みのない画像を形成できるようにすることである。

本発明の一態様による画像形成装置は、光ビームを主走査方向及び副走査方向に２次元的に走査させることにより画像を形成する画像形成装置において、印刷解像度の２／ｎ倍（ただし、ｎは２より大きな奇数）の副走査解像度を持つ入力解像度の２値画像データの入力を受付けるデータ入力手段と、前記２値画像データをその副走査解像度のｎ／２倍の印刷解像度の多値データに変換するデータ変換手段と、このデータ変換手段により変換された前記多値データの値に応じて光ビームの発光エネルギーを変調する光ビーム変調手段と、を備える。

従って、印刷解像度の２／ｎ倍の副走査解像度を持つ入力解像度の２値画像データを、ｎ／２倍の印刷解像度の多値データに変換し、この多値データに基づき光ビームの発光エネルギーを変調することで、副走査方向に関しては印刷解像度のまま印刷させることにより、あたかも印刷解像度の２／ｎ倍の副走査解像度で印刷したような画像を得ることができ、このためにも、プロセス線速やポリゴンモータの回転数などの機械的な変更を要しないものとなる。

また、本発明の別の態様による画像形成装置は、複数の光ビームを主走査方向及び副走査方向に２次元的に走査させることにより画像を形成する画像形成装置において、印刷解像度の２／ｎ倍（ただし、ｎは２より大きな奇数）の副走査解像度を持つ入力解像度の２値画像データの入力を受付けるデータ入力手段と、前記２値画像データを前記印刷解像度の多値データに変換する複数のデータ変換手段と、前記複数のデータ変換手段により変換された前記多値データの値に応じて前記複数の光ビームの発光エネルギーを変調する複数の光ビーム変調手段と、を備える。

従って、印刷解像度の２／ｎ倍の副走査解像度を持つ入力解像度の２値画像データを、印刷解像度の多値データに変換し、この多値データに基づき複数の光ビームの発光エネルギーを変調することで、あたかも印刷解像殿２／ｎ倍の副走査解像度で印刷したような画像を得ることができ、プロセス線速やポリゴンモータの回転数などの機械的な変更、及び光学的な変更を要しないものとなる。

本発明によれば、印刷解像度の２／ｎ倍（例えば、２／３倍、２／５倍、…）の副走査解像度を持つ入力解像度の２値画像データを、ｎ／２倍（例えば、３／２倍、５／２倍、…）の印刷解像度の多値データに変換し、この多値データに基づき光ビームの発光エネルギーを変調するようにしたので、副走査方向に関しては印刷解像度のまま印刷させることにより、あたかも印刷解像度の２／ｎ倍の副走査解像度で印刷したような画像を得ることができ、このためにも、プロセス線速やポリゴンモータの回転数などの機械的な変更を要せず実現することができる。

本発明の第一の実施の形態を図１乃至図１０に基づいて説明する。

本実施の形態の画像形成装置は、例えば、１ビームで６００ｄｐｉなる印刷解像度仕様のレーザプリンタへの適用例を示し、副走査方向の解像度（副走査解像度）が４００ｄｐｉなる入力解像度の２値画像データを当該レーザプリンタで印刷出力する場合の処理例を示す。なお、本実施の形態では、主走査方向の解像度変更（４００ｄｐｉ→６００ｄｐｉ＝３／２倍）は、前述の特許文献１に示されるような周知技術を利用して、印刷クロックを変更する（４００／６００＝２／３倍）ことにより行うものとする。

図１はその原理的構成例を示す概略図である。ドラム状の感光体１の周囲には、電子写真プロセスに従い、帯電器２、書込ユニット３、現像ユニット４、転写器５、クリーニングユニット６、除電器７等が配設され、通常の電子写真プロセスである帯電、露光、現像、転写により記録紙８上に画像が形成される。そして定着装置（図示せず）によって記録紙上の画像が定着される。

ここに、書込ユニット３は、図２に示すように、画像データに応じて点灯制御されるレーザ光源である半導体レーザ（ＬＤ）９を備え、このＬＤ９から出力される光ビームはコリメートレンズ１０により平行光束化され、シリンダレンズ１１を通り、ポリゴンモータＭによって高速回転するポリゴンミラー１２によって主走査方向に偏向され、ｆθレンズ１３、ＢＴＬ（Barrel Toroidal Lens＝バレル・トロイダル・レンズ）１４を通り、折返しミラー１５によって反射し、感光体１上を走査する。ＢＴＬ１４は、副走査方向のピント合わせ（集光機能と副走査方向の位置補正（Optical Face Tangle Error of Polygon Motor＝面倒れ等））を行う。このようにして、ラスタースキャニング方式により画像を形成するものである。

ＬＤ９とコリメートレンズ１０とはＬＤユニット１６としてユニット化されている。また、ポリゴンモータＭにより高速回転されて水平面内で偏向走査させるポリゴンミラー１２は、ポリゴンモータＭとともに偏向手段を構成するもので、例えば、正六角形に形成されて６つの反射面を有している。

また、主走査方向の所定位置、具体的には、非画像書込み領域の画像書出し位置より前方位置には、ポリゴンミラー１２で偏向された光ビームを受光することにより、主走査方向の書込み開始のタイミングをとるための同期信号を検知出力する同期検知センサ１７が同期検知器として設けられている。

図３に、このような書込ユニット３の制御を行う画像書込制御部の構成例を示す。まず、パーソナルコンピュータ等のホスト機側からの入力解像度（副走査解像度）が４００ｄｐｉの２値画像データを一時的に受付けるデータ入力手段としてのバッファメモリ２１が設けられている。このバッファメモリ２１は４００ｄｐｉの２値画像データを１ラインずつ一時的に記憶するもので、印刷画素クロックに従い２ライン（２走査線分）同時に読出される。このような２ライン分の２値画像データを入力として、当該レーザプリンタの印刷解像度である６００ｄｐｉの多値データに変換するデータ変換手段２２が設けられている。このデータ変換手段２２により変換された印刷解像度６００ｄｐｉの多値データは、光ビーム変調手段としてのＰＷＭ制御部２３に入力される。このＰＷＭ制御部２３は多値データの値に応じてＬＤ９が発する光ビームのパルスの幅及びその位置を変調制御するものであり、このパルス幅信号に基づきＬＤ９はＬＤドライバ２４を介して点灯制御される。パルス幅変調による駆動方式に関しては、周知技術を利用すればよい（例えば、特開平７−２６６６１２号公報、特開平９−１６３１３８号公報等参照）。

なお、書込ユニット３中の同期検知センサ（同期検知器）１７は、ライン走査に同期して、１ラインに１パルスの同期検知パルスを発生し、この同期検知パルスは、バッファメモリ２１に与えられ、この同期検知パルスに基づきバッファメモリ２１の読出し・書込みの制御がなされる。

また、本実施の形態では、２ライン単位でトグル動作を行わせるため、バッファメモリ２１としては、４ライン以上、本実施の形態では、図４に示すようにバッファメモリ＃０〜＃３なる４ライン分とされている。ここに、本来の入力解像度４００ｄｐｉの入力画像データ（２値画像データ）を印刷解像度６００ｄｐｉで書込む際には、このバッファメモリ２１は、入力画像と出力画像との速度変換や、画像処理用のマトリクスを作るために利用される。

ところで、本実施の形態で対象としている入力解像度４００ｄｐｉの２値画像データは、バッファメモリ２１には副走査解像度４００ｄｐｉの２値のドットマトリクスの画像データとして、１ラインずつ入力される。ここに、当該レーザプリンタの印刷解像度は副走査解像度６００ｄｐｉであるので、６００ｄｐｉの３ラインを印刷する期間に４００ｄｐｉの２値画像データが２ライン入力されることとなる。つまり、４００ｄｐｉ入力モード時には、バッファメモリ２１は書込み２ライン、読出し２ラインの構成となる。

このようなバッファメモリ２１の書込み／読出しの動作のタイムチャート例を図４に示す。ライン同期信号は、同期検知センサ１７による同期検知信号を基に生成される信号で、１主走査ライン毎に１パルス発生する。４００ｄｐｉの入力解像度（副走査解像度）の２値画像データはこのようなライン同期信号間に１走査ライン分入力されるが、６００ｄｐｉの３ライン走査に２ラインの割合で入力されるので、1ラインは休むことになる。

この図４に示すタイムチャートでは、０ライン目から順に入力されている様子を示している。ライン同期信号に同期して入力される０ライン目の２値画像データはバッファメモリ＃０に書込まれる（Ｗ０と表記）。次にライン同期信号に同期して１ライン目の画像データはバッファメモリ＃１に書込まれる（Ｗ１と表記）。次のライン同期信号ではバッファメモリ＃０，＃１から先ほど書込まれたライン０の２値画像データとライン１の２値画像データとが同時に読出される（Ｒ０，Ｒ１と表記）。この読出し動作は、３ライン周期分続けて行われる。その間、ラインメモリ＃０，＃１には、データは書込まれないので、同じラインデータが３回読出されることになる。

バッファメモリ＃０，＃１からの読出し動作の２回目のライン周期で、バッファメモリ＃２に２値画像データの２ライン目が書込まれる（Ｗ２と表記）。次のライン周期にはバッファメモリ＃３に２値画像データの３ライン目が書込まれる（Ｗ３と表記）。次のライン周期には、バッファメモリ＃２，＃３から先ほど書込まれたライン２の２値画像データとライン３の２値画像データとが同時に読出される（Ｒ２，Ｒ３と表記）。この読出し動作は、３ライン周期続けて行われる。バッファメモリ＃２，＃３からの読出し動作の２回目のライン周期で、バッファメモリ＃０に入力画像データの４ライン目が書込まれる（Ｗ４と表記）。

このような動作を繰返すことにより、バッファメモリ２１からは、２ライン同時に走査ライン３回分、同じ２値画像データが読出されることになる。

このようにして、副走査方向に隣り合う２ライン（２本の走査線）同時に読出された２値画像データはデータ変換手段２２に入力される。このデータ変換手段２２では印刷クロック１周期に、主走査１画素、副走査２ラインの２画素ずつ処理する。

ここで、本実施の形態におけるデータ変換手段２２でのデータ変換の仕方を図５を参照して説明する。ここで、図５中、左側が主走査、副走査とも４００ｄｐｉなる入力解像度の入力画像データのマトリクス（主走査１画素分、副走査２ライン分）、右側は、主走査４００ｄｐｉ、副走査６００ｄｐｉの変換後のマトリクス（主走査１画素分、副走査３ライン分）である。

３ライン分の走査で入力画素２ラインが処理されるのであるが、副走査６００ｄｐｉにおける１ライン目（ａ）、３ライン目（ｂ）は、入力画像の４００ｄｐｉにおける１ライン目（Ａ）、２ライン目（Ｂ）の白（０）又は黒（１）に各々対応した多値データが出力される。

中央の２ライン目（ｃ）の処理は以下のようになる。入力画像の２画素Ａ，Ｂが両方とも黒（１，１）の場合は黒に対応する多値画像データを出力し、両方とも白（０，０）の場合は白に対応する多値画像データを出力し、Ａ，Ｂのうちで片方が白、片方が黒の場合は中間調に対応する多値画像データを出力する。

例えば、入力画像の１ライン目（Ａ）が黒、２ライン目（Ｂ）が白の場合の、パルス幅変調データ（ＰＷＭデータ）への変換イメージを図６に示す。図で黒塗りで示す部分がＬＤ９を点灯させるタイミングであり、この場合、１ライン目（ａ）はフル点灯、中央の２ライン目（ｃ）はデューティ５０％なるパルス幅で点灯させることを示している。

図７は、図６で示すパターン（パルス幅）でＬＤ９を点灯させたときにできるドット潜像の模式図を示す。図７には、多値データａに対応する光ビームＰａにより形成されるドット潜像と、多値データｂに対応する光ビームＰｂにより形成されるドット潜像とを示した。また、図７のドット潜像を形成する光ビームＰａ、Ｐｂの、直線Ｘ−Ｘ´に沿った発光エネルギーの分布を図８に模式的に示した。破線は、光ビームＰａとＰｂを重ね合わせることによりできる合成ビームを示す。この図から判るように、発光エネルギーの異なる光ビームを重ね合わせることで、ドットの重心を光ビームの走査線上からずらすことができる。図示例の場合、６００ｄｐｉ間隔（印刷解像度の間隔）の２本の光ビームを２対１の発光エネルギー比で重ね合わせることにより、形成される潜像の重心を４００ｄｐｉ（入力解像度）の走査ライン上にずらすことができる。より詳細には、２本の光ビームのうちで、片側端の１本のライン上に位置する光ビームの発光エネルギーを他方の１本のライン上に位置する光ビームの発光エネルギーの略１／２倍とすることにより、４００ｄｐｉの２値画像データで表されるライン上に重心を持つ潜像（ドット）を形成させることができる。この場合、「略１／２倍」とは、厳密な意味での１／２倍を意味しておらず、対象となる当該レーザプリンタにおける感光体１、ＬＤ９等のエンジンの特性に応じて後述のようにチューニング補正される補正幅αを含む（１／２）±α倍を意味するものである。

ちなみに、図７及び図８では、入力される２値画像データとして、上ラインが黒画像、下ラインが白画像の場合を示しているが、下ラインが黒画像、上ラインが白画像の場合には、印刷ラインの３ラインのうち一番下のラインの光ビームと、中央のラインの光ビームとを、発光エネルギーが２：１の関係となるように発光させて重ね合わせればよいことはもちろんである。

データ変換手段２２は、このような原理に従い、入力解像度（副走査解像度）４００ｄｐｉで入力される２値画像データの２ドット（＝ＡＢに相当）から、６００ｄｐｉの印刷解像度に対応する３ドット（＝ａｃｂに相当）の多値データに変換して出力する。変換の模式図を図９に示す。即ち、入力データがＡＢ＝００の場合には出力データのＰＷＭデューティは０％（ａ＝ｂ＝ｃ＝０％）となり、入力データがＡＢ＝０１又はＡＢ＝１０の場合には出力データのＰＷＭデューティは５０％（ａ＝０％，ｂ＝１００％，ｃ＝５０％、又は、ａ＝１００％，ｂ＝０％，ｃ＝５０％）となり、入力データがＡＢ＝１１の場合には出力データのＰＷＭデューティは１００％（ａ＝ｂ＝ｃ＝１００％）となる。

このような変換方式として、図１０（ａ）に示すようなデータ変換テーブル２５を用いることが考えられる。データ変換テーブル２５の入力には２ライン分に相当する２画素各々の入力データ２bitと、６００ｄｐｉにおける３ライン中で上中下のどの走査ラインを走査しているかを示す位置情報（２bit）とが入力され、入力データに応じて、出力データ、即ちＰＷＭデューティが決定される。或いは、以下のようにすれば、中央の１本の走査ラインのデータのみデータ変換テーブル２５で変換させることでも用が足りる。つまり、３ドットのうち上下の２ドットは、入力画像データの上下各々のドットが白か黒かで決定される。中央ライン上のドットは、入力画像データの２ドット（２ビット）の状態により、多値レベルが決定されるので、入力画像データ２bitを入力とするデータ変換テーブル２５によって実現することができる。

図９では入力２ビットＡＢが０１又は１０の時、中央ライン上のドットのＰＷＭデューティを５０％としているが、実際には、ＬＤ９の光波形の乱れなどにより、理論上のＰＷＭデューティと実際の光ビームの発光エネルギーとは比例しないので、実際には、できあがった画像を見ながらＰＷＭデューティをいくつにするかを決定する。そのためにもデータ変換テーブル２５は有効である。

図１０（ｂ）はデータ変換テーブルの例を示した図である。図１０（ｂ）は、入力データとしてＡＢ＝１０、位置情報としてａｃｂが与えられたとき、出力データ（ＰＷＭデータ）はそれぞれ１００％、５０％、０％となることを示している。図９の入力データが１０ｂの場合に相当する。

或いは、このようなデータ変換テーブル２５を用いずに、次のような計算結果により、出力データを決定することもできる。図５で示される出力データａ，ｂ，ｃは、入力データＡ、Ｂが黒（１）か白（０）かにより、以下の計算で求められる。

ａ＝Ａ
ｂ＝Ｂ
ｃ＝（Ａ＋Ｂ）÷２
つまり、印刷解像度６００ｄｐｉの間隔で副走査方向に隣り合う３本のライン上の光ビームのうち、中央の１本のラインにより分離される１本ずつの２群のライン上の光ビームの出力データａ，ｂは２本のラインに対応する入力解像度４００ｄｐｉの２値画像データＡ，Ｂの各々に基づいてオン・オフさせる多値データとする一方、中央の１本のライン上の光ビームの出力データｃは２本のラインに対応する入力解像度４００ｄｐｉの２値画像データＡ，Ｂ同士の状態に基づいてその発光エネルギーを変調させる多値データにデータ変換すればよい。

求めた結果によって、ＰＷＭデータをいくつにするかをチューニングするためのデータ変換テーブルを後段に設けても良い。

従って、本実施の形態によれば、印刷解像度の２／３倍の副走査解像度を持つ入力解像度の２値画像データを、データ変換手段２２により、３／２倍の印刷解像度の多値データに変換し、この多値データに基づきＬＤ９が出射する光ビームの発光エネルギーをパルス幅変調することで、副走査方向に関しては印刷解像度６００ｄｐｉのまま印刷させることができ、その結果、あたかも印刷解像度６００の２／３倍の副走査解像度４００ｄｐｉ、即ち、入力解像度そのままで印刷したような画像を得ることができ、このためにも、印刷クロックの電気的な変更は要するものの、プロセス線速やポリゴンモータＭの回転数などの機械的な変更を要しないものとなる。

なお、本実施の形態では、ＬＤ９が出射する光ビームの発光エネルギーを変調させるためにパルス幅変調（ＰＷＭ）を利用するようにしたが、変調方式としては、光ビームの強度を変調させたり、パルス幅及び強度を変調させたりする方式でもよい。この場合にも、強度変調による駆動方式、或いは、パルス幅＋強度変調による駆動方式に関しては、周知技術を利用すればよい（例えば、特開平７−２６６６１２号公報、特開平９−１６３１３８号公報等参照）。

図１１は、強度変調方式の場合の変換の模式図を示す。即ち、入力データがＡＢ＝００の場合には出力データの強度は０％（ａ＝ｂ＝ｃ＝０％）となり、入力データがＡＢ＝０１又はＡＢ＝１０の場合には出力データの強度は５０％（ａ＝０％，ｂ＝１００％（黒塗りで示す），ｃ＝５０％（網掛けで示す）、又は、ａ＝１００％（黒塗りで示す），ｂ＝０％，ｃ＝５０％（網掛けで示す））となり、入力データがＡＢ＝１１の場合には出力データの強度は１００％（ａ＝ｂ＝ｃ＝１００％（黒塗りで示す））となる。

本実施の形態で用いる光ビームのビーム径は８０μｍ程度の大きさを有するため、このような強度変調による場合も、発光エネルギーの分布状態としては、パルス幅変調による場合と同様であり、図８に示した場合と同様となる。従って、６００ｄｐｉ間隔（印刷解像度の間隔）の２本の光ビームを２対１の強度比で重ね合わせることにより、形成される潜像の重心を４００ｄｐｉ（入力解像度）の走査ライン上にずらすことができる。

本発明の第二の実施の形態を図１２乃至図１６に基づいて説明する。第一の実施の形態で示した部分と同一部分は同一符号を用いて示し、説明も省略する（以降の各実施の形態でも同様とする）。

本実施の形態は、主走査方向及び副走査方向に６００ｄｐｉの印刷解像度のレーザプリンタで、主走査解像度及び副走査解像度がともに４００ｄｐｉなる入力解像度の２値画像データの入力を受けて印刷する場合への適用例を示す。第一の実施の形態では、印刷クロックを４００ｄｐｉ相当に低下させたが、本実施の形態では、印刷クロックは当該レーザプリンタの印刷解像度を実現する仕様通りの６００ｄｐｉのままでよい。

また、入力データを受付けるバッファメモリ２１の動作は、第一の実施の形態の場合とほぼ同じであるが、印刷クロック３周期続けて主走査方向に２画素分同じ入力画像データが読出されるのが、第一の実施の形態とは異なる。

２ライン分同時に読出された４００ｄｐｉの２値画像データはデータ変換手段２２に入力される。データ変換手段２２では印刷クロック３周期に、主走査２画素副走査２ラインの４画素ずつ処理される。

ここで、本実施の形態の場合のデータ変換手段２２での変換の仕方を図１２を参照して説明する。図１２中、左側に主走査方向、副走査方向がともに４００ｄｐｉの２×２入力画像マトリクス（主走査２画素、副走査２ライン）を示し、右側に主走査方向、副走査方向がとも６００ｄｐｉのデータ変換後の３×３出力画像マトリクス（主走査３画素、副走査３ライン）を示している。

３ラインの走査で入力画素２ラインが処理されるのであるが、３×３出力画像マトリクス中、中央の１本の画素列と中央の１本のラインとにより十字状に分離される４隅のドットの画像データａ，ｂ，ｃ，ｄは、入力画像のＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの白（０）、黒（１）に各々対応した多値データが出力される。他の出力ドット（ｅ，ｆ，ｇ，ｈ，ｉ）の処理は以下のようになる。例えば、ｅ，ｉは、入力画像の左右（Ａ，Ｂ或いはＣ，Ｄ）２画素の状態によるもので、両方黒（１，１）の場合は黒に対応する多値画像データを出力、両方白（０，０）の場合は白に対応する多値データを出力、片方が白、片方が黒の場合は中間調に対応する多値データを出力する。パルスの発生位置が変更できる場合は黒側のドットに近づけるように制御すると良い。ｆ，ｈは、入力画像の上下（Ａ，Ｃ或いはＢ，Ｄ）２画素の状態によるもので、両方黒（１，１）の場合は黒に対応する多値データを出力、両方白（０，０）の場合は白に対応する多値データを出力、片方が白、片方が黒の場合は中間調に対応する多値データを出力する。ｇは、入力画像のＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの４画素の状態によるもので、１つのみ黒の場合には１／４、２つ黒の場合には２／４＝１／２、３つ黒の場合には３／４、４つ黒の場合には４／４＝１に対応する多値データを出力する。

例えば、４００ｄｐｉで入力される２値画像データのＡ、Ｄが黒（１）、Ｂ、Ｃが白（０）の場合の、６００ｄｐｉの印刷解像度におけるＰＷＭデータへの変換イメージを図１３に示す。図１３中で黒塗り部分がＬＤ９を点灯させるタイミングを示している。即ち、２値画像データのＡ、Ｄの黒（１）に対応して、出力データａ，ｄは１００％発光、出力データｅ，ｉは各々２値画像データＡ，Ｂ、Ｃ，Ｄに従い５０％発光、出力データｆ，ｈは各々２値画像データＡ，Ｃ、Ｂ，Ｄに従い５０％発光、出力データｇは２値画像データＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄに従い５０％発光となるＰＷＭデータ（多値データ）とされている。さらには、出力データｅは５０％発光であっても黒（１）である２値画像データＡ（出力データａ）側に位相シフトさせた位置情報を持つパルスに従い発光させるように制御され、出力データｉは５０％発光であっても黒（１）である２値画像データＤ（出力データｄ）側に位相シフトさせた位置情報を持つパルスに従い発光させるように制御されている。

図１４は、図１３に示すようなＰＷＭデータに従いＬＤ９を発光させてできるドット潜像の模式図を示している。この図から判るように、発光エネルギー（パルス幅）の異なる光ビームを重ね合わせることで、ドットの重心を印刷解像度６００ｄｐｉに従う光ビームの画素列上、ライン上からずらし、入力解像度４００ｄｐｉの画素列上、ライン上に合わせることができる。特に、本実施の形態のように、パルス幅変調を利用する際には、２値画像データにおいて主走査方向の２画素分のデータ中でオン（１）画素側にパルス位置を位相シフトさせることにより、オン画素周りのまとまりをよくすることができ、画像品質を向上させることができる。

何れにしても、本実施の形態のデータ変換手段２２は、４００ｄｐｉの入力解像度（主走査解像度及び副走査解像度）で入力される２値画像データの４ドット（主走査方向２画素分×副走査方向２ライン分）から、６００ｄｐｉの印刷解像度（主走査解像度及び副走査解像度）で出力される９ドット（主走査方向３画素分×副走査方向３ライン分）の多値データに変換する。変換の模式図を図１５に示す（一部省略）。例えば、入力データがＡＢＣＤ＝００００の場合には出力データのＰＷＭデューティは０％（ａ〜ｉ＝０％）、入力データがＡＢＣＤ＝１０００の場合には出力データのＰＷＭデューティはａ＝１００％、ｅ＝ｆ＝５０％（ｅは左寄せ）、ｇ＝２５％、入力データがＡＢＣＤ＝１１００の場合には出力データのＰＷＭデューティはａ＝ｅ＝ｂ＝１００％、ｆ＝ｇ＝ｈ＝５０％、入力
データがＡＢＣＤ＝１０１０の場合には出力データのＰＷＭデューティはａ＝ｆ＝ｃ＝１００％、ｅ＝ｇ＝ｉ＝５０％（左寄せ）、入力データがＡＢＣＤ＝１００１の場合には出力データのＰＷＭデューティはａ＝ｄ＝１００％、ｅ＝ｆ＝ｇ＝ｈ＝ｉ＝５０％（ｅは左寄せ、ｉは右寄せ）、入力データがＡＢＣＤ＝１１１０の場合には出力データのＰＷＭデューティはａ＝ｅ＝ｂ＝ｆ＝ｃ＝１００％、ｇ＝７５％（左寄せ）、ｈ＝ｉ＝５０％（ｉは左寄せ）、入力データがＡＢＣＤ＝１１１１の場合には出力データのＰＷＭデューティはａ〜ｉ＝１００％、となる。

このような変換方式として、図１６（ａ）に示すようなデータ変換テーブル２６を用いることが考えられる。データ変換テーブル２６の入力には主走査方向２画素分×副走査方向２ライン分なる２×２＝４画素分の各々のデータ４bitと、印刷解像度６００ｄｐｉにおける３×３のマトリクス９画素のどの画素を参照しているかを示す位置情報（４bit）とが入力され、入力データに応じて、出力データ、即ちＰＷＭデューティが決定される。或いは、以下のようにすれば、３×３マトリクスの隅部４ドット（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）を除いた５ドット（ｅ，ｆ，ｇ，ｈ，ｉ）のデータのみデータ変換テーブルで変換させることでも用が足りる。

６００ｄｐｉ用の９ドットのうち上下左右の隅４ドットの出力データａ，ｂ，ｃ，ｄは、４００ｄｐｉの上下左右各々の対応する隅部のドットの入力データＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄが白か黒かで決定される。その他の５ドットの出力データｅ，ｆ，ｇ，ｈ，ｉは、これらの５ドットのうちどこの位置であるかという位置情報と入力画像データの４ドット（４ビット）とにより、多値レベルが決定される。具体的に、出力データｅ、ｉは、入力画像の左右（Ａ，Ｂ或いはＣ，Ｄ）２画素の状態に基づき決定され、出力データｆ、ｈは、入力画像の上下（Ａ，Ｃ或いはＢ，Ｄ）２画素の状態に基づき決定され、出力データｇは、入力画像Ａ〜Ｄの４画素の状態に基づき決定されるので、データ変換テーブルの前で以下のような変換を行っても良い。

例えば、３×３マトリクス上、４隅に位置する出力データａ，ｂ，ｃ，ｄは、入力データＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄに基づいて０００００（００Ｈ）又は１１１１１（１ＦＨ）とする。つまり、ａ＝Ａ，ｂ＝Ｂ，ｃ＝Ｃ，ｄ＝Ｄである。そして、残りの５ドットのデータとしては、
出力データｅ［５：０］＝（Ａ，Ｂ，０００）
出力データｉ［５：０］＝（Ｃ，Ｄ，０００）
出力データｆ［５：０］＝（Ａ，Ｃ，１００）
出力データｈ［５：０］＝（Ｂ，Ｄ，１００）
出力データｇ［５：０］＝（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，１）
（“０００”はＡ，ＢやＣ，Ｄが横並び位置（主走査方向）にある位置関係を示し、“１００”はＡ，ＣやＢ，Ｄが縦並び位置（副走査方向）にある位置関係を示し、“１”は中央交点位置にあることを示している）が出力される。このような９ドットに関する５ビットデータを後段のデータ変換テーブルにより、任意のパルス変調信号ＰＷＭに変換する。

図１６（ｂ）はデータ変換テーブルの例を示した図である。図１６（ｂ）は、入力データとしてＡＢＣＤ＝１１１０、位置情報としてａｂｃｄｅｆｇｈｉが与えられたとき、出力データ（ＰＷＭデータ）はそれぞれ１００％、１００％、１００％、０％、１００％、１００％、７５％、５０％、５０％となることを示しており、それぞれの位置における位相データがｅの位置では０（中央）、ｇの位置では−１（左寄せ）、ｉの位置では−１（左寄せ）となることを示している。図１５の入力データが１１１０ｂの場合に相当する。

或いは、このようなデータ変換テーブル２６を用いずに、次のような計算結果により、出力データを決定することもできる。

図１２で示される３×３マトリクスの９個の出力データａ〜ｉは、入力データＡ〜Ｄが黒（１）か白（０）かにより、以下の計算で求められる。

まず、４隅の出力データａ，ｂ，ｃ，ｄは入力データＡ〜Ｄの各々の値に基づいてそのまま白（０％）或いは黒（１００％）とする。つまり、ａ＝Ａ，ｂ＝Ｂ，ｃ＝Ｃ，ｄ＝Ｄである。残りの５の出力データｅ，ｆ，ｇ，ｈ，ｉの多値データ(ＰＷＭデータ)は、
ｅ＝（２Ａ＋２Ｂ）／４
ｆ＝（２Ａ＋２Ｃ）／４
ｇ＝（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ）／４
ｈ＝（２Ｂ＋２Ｄ）／４
ｉ＝（２Ｃ＋２Ｄ）／４
で求められる。

この際、パルス位置を示す位相データは、
ｅ＝Ｂ−Ａ
ｉ＝Ｄ−Ｃ
ｇ＝Ｂ＋Ｄ−（Ａ＋Ｃ）
で求める。これらの計算結果が−１又は−２の時には左寄せパルスとし、０の時には中央パルスとし、＋１又は＋２の時には右寄せパルスとする。

つまり、印刷解像度６００ｄｐｉの間隔で主走査方向に隣り合う３画素分、副走査方向に隣り合う３本のライン上の３×３の光ビームのうち、中央の１本の画素列ｅ，ｇ，ｉと中央の１本の走査線ｆ，ｇ，ｈとにより十字状に分離される１画素×１本ずつの４群の光ビームａ，ｂ，ｃ，ｄは主走査方向に２画素分、副走査方向に２走査線分とした２×２のマトリクスデータによる入力解像度４００ｄｐｉの２値画像データＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの各々に基づいてオン・オフさせる多値データとし、中央の１本の画素列上の光ビームｅ，ｉは２×２のマトリクスデータによる入力解像度の２値画像データ中で主走査方向の２画素分のデータＡ，Ｂ又はＣ，Ｄ同士の状態に基づいてそのパルス幅を変調させる多値データに変換し、中央の１本のライン上の光ビームｆ，ｈは２×２のマトリクスデータによる入力解像度の２値画像データ中で副走査方向に２ライン分のデータＡ，Ｃ又はＢ，Ｄ同士の状態に基づいてそのパルス幅を変調させる多値データに変換し、中央の１本の画素列と中央の１本の走査線との交点上の光ビームｇは２×２のマトリクスデータによる入力解像度の２値画像データの４画素分のデータＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ同士の状態に基づいてそのパルス幅を変調させる多値データに変換すればよい。

求めた結果によって、ＰＷＭデータをいくつにするかをチューニングするためのデータ変換テーブルを後段に設けても良い。

従って、本実施の形態によれば、副走査解像度だけでなく、主走査解像度も、印刷解像度６００ｄｐｉの２／３倍である４００ｄｐｉなる２値画像データを、データ変換手段２２により、その副走査解像度及び主走査解像度の各々の３／２倍の印刷解像度の多値データに変換し、この多値データに基づきＬＤ９が出射する光ビームの発光エネルギーをパルス幅変調することで、副走査方向及び主走査方向に関して印刷解像度６００ｄｐｉのまま印刷させることができ、その結果、あたかも印刷解像度６００ｄｐｉの２／３倍の副走査解像度、主走査解像度４００ｄｐｉ、即ち、入力解像度そのままで印刷したような画像を得ることができ、このためにも、印刷クロックやプロセス線速やポリゴンモータの回転数などの機械的な変更も要しないものである。

なお、本実施の形態では、ＬＤ９が出射する光ビームの発光エネルギーを変調させるためにパルス幅変調（ＰＷＭ）を利用するようにしたが、変調方式としては、光ビームの強度を変調させたり、パルス幅及び強度を変調させたりする方式でもよい。この場合にも、強度変調による駆動方式、或いは、パルス幅＋強度変調による駆動方式に関しては、周知技術を利用すればよい（例えば、特開平７−２６６６１２号公報、特開平９−１６３１３８号公報等参照）。

図１７は、強度変調方式の場合の変換の模式図を示す。即ち、入力データがＡＢＣＤ＝００００の場合には出力データの強度はａ〜ｉ＝０％となり、入力データがＡＢＣＤ＝１０００の場合には出力データの強度はａ＝１００％（黒塗りで示す）、ｅ＝ｆ＝５０％（網掛けで示す）、ｇ＝２５％（異なる網掛けで示す）、入力データがＡＢＣＤ＝１１００の場合には出力データの強度はａ＝ｅ＝ｂ＝１００％（黒塗りで示す）、ｆ＝ｇ＝ｈ＝５０％（網掛けで示す）、入力データがＡＢＣＤ＝１１００の場合には出力データの強度はａ＝ｆ＝ｃ＝１００％（黒塗りで示す）、ｅ＝ｇ＝ｉ＝５０％（網掛けで示す）、入力データがＡＢＣＤ＝１００１の場合には出力データの強度はａ＝ｄ＝１００％（黒塗りで示す）、ｅ＝ｆ＝ｇ＝ｈ＝ｉ＝５０％（網掛けで示す）、入力データがＡＢＣＤ＝１１１０の場合には出力データの強度はａ＝ｅ＝ｂ＝ｆ＝ｃ＝１００％（黒塗りで示す）、ｇ＝７５％（異なる網掛けで示す）、ｈ＝ｉ＝５０％（網掛けで示す）、入力データがＡＢＣＤ＝１１１１の場合には出力データの強度はａ〜ｉ＝１００％（黒塗りで示す）、となる。

本発明の第三の実施の形態を図１８乃至図２２に基づいて説明する。本実施の形態の画像形成装置は、基本的には、第一の実施の形態に準ずるものであり、例えば、１ビームで６００ｄｐｉなる印刷解像度仕様のレーザプリンタへの適用例を示すが、副走査方向の解像度（副走査解像度）が２４０ｄｐｉなる入力解像度の２値画像データを当該レーザプリンタで印刷出力する場合の処理例を示す。なお、本実施の形態では、主走査方向の解像度変更（２４０ｄｐｉ→６００ｄｐｉ＝５／２倍）は、前述の特許文献１等に示されるような周知技術を利用して、印刷クロックを変更する（２４０／６００＝２／５倍）ことにより行うものとする。

また、本実施の形態の場合のバッファメモリ２１の書込み／読出しの動作のタイムチャート例を図１８に示す。ライン同期信号は、同期検知センサ１７による同期検知信号を基に生成される信号で、１主走査ライン毎に１パルス発生する。２４０ｄｐｉの入力解像度（副走査解像度）の２値画像データはこのようなライン同期信号間に１走査ライン分入力されるが、６００ｄｐｉの５ライン走査に２ラインの割合で入力されるので、３ラインは休むことになる。

この図１８に示すタイムチャートでは、０ライン目から順に入力されている様子を示している。ライン同期信号に同期して入力される０ライン目の２値画像データはバッファメモリ＃０に書込まれる（Ｗ０と表記）。次にライン同期信号に同期して1ライン目の画像データはバッファメモリ＃１に書込まれる（Ｗ１と表記）。次のライン同期信号ではバッファメモリ＃０，＃１から先ほど書込まれたライン０の２値画像データとライン１の２値画像データとが同時に読出される（Ｒ０，Ｒ１と表記）。この読出し動作は、５ライン周期分続けて行われる。その間、ラインメモリ＃０，＃１には、データは書込まれないので、同じラインデータが５回読出されることになる。

バッファメモリ＃０，＃１からの読出し動作の２回目のライン周期で、バッファメモリ＃２に２値画像データの２ライン目が書込まれる（Ｗ２と表記）。次のライン周期にはバッファメモリ＃３に２値画像データの３ライン目が書込まれる（Ｗ３と表記）。次のライン周期には、バッファメモリ＃２，＃３から先ほど書込まれたライン２の２値画像データとライン３の２値画像データとが同時に読出される（Ｒ２，Ｒ３と表記）。この読出し動作は、５ライン周期続けて行われる。バッファメモリ＃２，＃３からの読出し動作の２回目のライン周期で、バッファメモリ＃０に入力画像データの４ライン目が書込まれる（Ｗ４と表記）。

このような動作を繰返すことにより、バッファメモリ２１からは、２ライン同時に走査ライン５回分、同じ２値画像データが読出されることになる。

このようにして、副走査方向に隣り合う２ライン（２本の走査線）同時に読出された２値画像データはデータ変換手段２２に入力される。このデータ変換手段２２では印刷クロック１周期に、主走査1画素、副走査２ラインの２画素ずつ処理する。

ここで、本実施の形態におけるデータ変換手段２２でのデータ変換の仕方を図１９を参照して説明する。ここで、図１９中、左側が主走査、副走査とも２４０ｄｐｉなる入力解像度の入力画像データのマトリクス（主走査1画素分、副走査２ライン分）、右側は、主走査２４０ｄｐｉ、副走査６００ｄｐｉの変換後のマトリクス（主走査1画素分、副走査５ライン分）である。

５ライン分の走査で入力画素２ラインが処理されるのであるが、副走査６００ｄｐｉにおける１ライン目（ａ）及び２ライン目（ｂ）は、入力画像の２４０ｄｐｉにおける１ライン目（Ａ）の白（０）又は黒（１）に各々対応した多値データが出力され、副走査６００ｄｐｉにおける４ライン目（ｄ）及び５ライン目（ｅ）は、入力画像の２４０ｄｐｉにおける２ライン目（Ｂ）の白（０）又は黒（１）に各々対応した多値データが出力される。中央の３ライン目（ｃ）の処理は以下のようになる。入力画像の２画素Ａ，Ｂが両方とも黒（１，１）の場合は黒に対応する多値画像データを出力し、両方とも白（０，０）の場合は白に対応する多値画像データを出力し、Ａ，Ｂのうちで片方が白、片方が黒の場合は中間調に対応する多値画像データを出力する。

例えば、入力画像の１ライン目（Ａ）が黒、２ライン目（Ｂ）が白の場合の、パルス幅変調データ（ＰＷＭデータ）への変換イメージを図２０に示す。図で黒塗りで示す部分がＬＤ９を点灯させるタイミングであり、この場合、１ライン目（ａ）及び２ライン目（ｂ）はフル点灯、中央の３ライン目（ｃ）はデューティ５０％なるパルス幅で点灯させることを示している。

図２１は、図２０で示すパターン（パルス幅）でＬＤ９を点灯させたときにできるドット潜像の模式図を示す。図２１には、このように発光エネルギーの異なる形態としてパルス幅の異なる光ビームを重ね合わせることにより、できる合成ビームを破線で示した。この図から判るように、発光エネルギーの異なる光ビームを重ね合わせることで、ドットの重心を光ビームの走査線上からずらすことができる。図示例の場合、６００ｄｐｉ間隔（印刷解像度の間隔）の３本の光ビームを２対２対１の発光エネルギー比で重ね合わせることにより、形成される潜像の重心を２４０ｄｐｉ（入力解像度）の走査ライン上にずらすことができる。より詳細には、３本の光ビームのうちで、片側端の１本のライン上に位置する光ビームの発光エネルギーを残りの２本のライン上に位置する光ビームの発光エネルギーの略１／２倍とすることにより、２４０ｄｐｉの２値画像データで表されるライン上に重心を持つ潜像（ドット）を形成させることができる。この場合も、「略１／２倍」とは、厳密な意味での１／２倍を意味しておらず、対象となる当該レーザプリンタにおける感光体１、ＬＤ９等のエンジンの特性に応じて後述のようにチューニング補正される補正幅αを含む（１／２）±α倍を意味するものである。

ちなみに、図２０及び図２１では、入力される２値画像データとして、上ラインが黒画像、下ラインが白画像の場合を示しているが、下ラインが黒画像、上ラインが白画像の場合には、印刷ラインの５ラインのうち下側２ライン分の光ビームと、中央のラインの光ビームとを、発光エネルギーが２：２：１の関係となるように発光させて重ね合わせればよいことはもちろんである。

データ変換手段２２は、このような原理に従い、入力解像度（副走査解像度）２４０ｄｐｉで入力される２値画像データの２ドット（＝ＡＢに相当）から、６００ｄｐｉの印刷解像度に対応する５ドット（＝ａｂｃｄｅに相当）の多値データに変換して出力する。変換の模式図を図２２に示す。即ち、入力データがＡＢ＝００の場合には出力データのＰＷＭデューティは０％（ａ〜ｅ＝０％）となり、入力データがＡＢ＝０１又はＡＢ＝１０の場合には出力データのＰＷＭデューティは５０％（ａ＝ｂ＝０％，ｄ＝ｅ＝１００％，ｃ＝５０％、又は、ａ＝ｂ＝１００％，ｄ＝ｅ＝０％，ｃ＝５０％）となり、入力データがＡＢ＝１１の場合には出力データのＰＷＭデューティは１００％（ａ〜ｅ＝１００％）となる。

このような変換方式として、図１０に示した場合と同様にデータ変換テーブル２５を用いることが考えられる。データ変換テーブル２５の入力には２ライン分に相当する２画素各々の入力データ２bitと、６００ｄｐｉにおける５ライン中で上中下のどの走査ラインを走査しているかを示す位置情報（２bit）とが入力され、入力データに応じて、出力データ、即ちＰＷＭデューティが決定される。或いは、以下のようにすれば、中央の１本の走査ラインのデータのみデータ変換テーブル２５で変換させることでも用が足りる。つまり、５ドットのうち上下端の２ドットずつは、入力画像データの上下各々のドットが白か黒かで決定される。中央ライン上の１ドットは、入力画像データの２ドット（２ビット）の状態により、多値レベルが決定されるので、入力画像データ２bitを入力とするデータ変換テーブル２５によって実現することができる。

図２２では入力２ビットＡＢが０１又は１０の時、中央ライン上のドットのＰＷＭデューティを５０％としているが、実際には、ＬＤ９の光波形の乱れなどにより、理論上のＰＷＭデューティと実際の光ビームの発光エネルギーとは比例しないので、実際には、できあがった画像を見ながらＰＷＭデューティをいくつにするかを決定する。そのためにもデータ変換テーブル２５は有効である。

或いは、このようなデータ変換テーブル２５を用いずに、次のような計算結果により、出力データを決定することもできる。図１９で示される出力データａ〜ｅは、入力データＡ、Ｂが黒（１）か白（０）かにより、以下の計算で求められる。

ａ＝ｂ＝Ａ
ｄ＝ｅ＝Ｂ
ｃ＝（Ａ＋Ｂ）÷２
つまり、印刷解像度６００ｄｐｉの間隔で副走査方向に隣り合う５本のライン上の光ビームのうち、中央の１本のラインにより分離される２本ずつの２群のライン上の光ビームの出力データａ，ｂ、ｄ，ｅは各々２本のラインに対応する入力解像度２４０ｄｐｉの２値画像データＡ，Ｂの各々に基づいてオン・オフさせる多値データとする一方、中央の１本のライン上の光ビームの出力データｃは２本のラインに対応する入力解像度２４０ｄｐｉの２値画像データＡ，Ｂ同士の状態に基づいてその発光エネルギーを変調させる多値データにデータ変換すればよい。

求めた結果によって、ＰＷＭデータをいくつにするかをチューニングするためのデータ変換テーブルを後段に設けても良い。

従って、本実施の形態によれば、印刷解像度の２／５倍の副走査解像度を持つ入力解像度の２値画像データを、データ変換手段２２により、５／２倍の印刷解像度の多値データに変換し、この多値データに基づきＬＤ９が出射する光ビームの発光エネルギーをパルス幅変調することで、副走査方向に関しては印刷解像度６００ｄｐｉのまま印刷させることができ、その結果、あたかも印刷解像度６００の２／５倍の副走査解像度２４０ｄｐｉ、即ち、入力解像度そのままで印刷したような画像を得ることができ、このためにも、印刷クロックの電気的な変更は要するものの、プロセス線速やポリゴンモータＭの回転数などの機械的な変更を要しないものとなる。

なお、本実施の形態では、ＬＤ９が出射する光ビームの発光エネルギーを変調させるためにパルス幅変調（ＰＷＭ）を利用するようにしたが、変調方式としては、光ビームの強度を変調させたり、パルス幅及び強度を変調させたりする方式でもよい。この場合にも、強度変調による駆動方式、或いは、パルス幅＋強度変調による駆動方式に関しては、周知技術を利用すればよい（例えば、特開平７−２６６６１２号公報、特開平９−１６３１３８号公報等参照）。

図２３は、強度変調方式の場合の変換の模式図を示す。即ち、入力データがＡＢ＝００の場合には出力データの強度は０％（ａ〜ｅ＝０％）となり、入力データがＡＢ＝０１又はＡＢ＝１０の場合には出力データの強度は５０％（ａ＝ｂ＝０％，ｄ＝ｅ＝１００％（黒塗りで示す），ｃ＝５０％（網掛けで示す）、又は、ａ＝ｂ＝１００％（黒塗りで示す），ｄ＝ｅ＝０％，ｃ＝５０％（網掛けで示す））となり、入力データがＡＢ＝１１の場合には出力データの強度は１００％（ａ〜ｅ＝１００％（黒塗りで示す））となる。

本実施の形態で用いる光ビームのビーム径は８０μｍ程度の大きさを有するため、このような強度変調による場合も、発光エネルギーの分布状態としては、パルス幅変調による場合と同様であり、図２１に示した場合と同様となる。従って、６００ｄｐｉ間隔（印刷解像度の間隔）の３本の光ビームを２対２対１の強度比で重ね合わせることにより、形成される潜像の重心を２４０ｄｐｉ（入力解像度）の走査ライン上にずらすことができる。

また、これらの第一、第三の実施の形態を考慮し、より一般的に考えた場合、印刷解像度の２／ｎ倍（ただし、ｎは２より大きな奇数）の副走査解像度を持つ入力解像度の２値画像データの入力をバッファメモリ２１で受付け、その２値画像データをデータ変換手段２２によりその副走査解像度のｎ／２倍の印刷解像度の多値データに変換し、変換された多値データの値に応じてＬＤ９の光ビームの発光エネルギーを変調すればよいといえる。この際、印刷解像度の間隔で副走査方向に隣り合う（ｎ＋１）／２本のライン上の光ビームを重ね合わせることにより、入力解像度の走査線上に重心を持つドットを形成することができる。そして、印刷解像度の間隔で副走査方向に隣り合うｎ本のライン上の光ビームのうち、中央の１本のラインにより分離される（ｎ−１）／２本ずつの２群のライン上の光ビームは２本のラインに対応する入力解像度の２値画像データの各々に基づいてオン・オフさせる多値データとする一方、中央の１本のライン上の光ビームは２本のラインに対応する入力解像度の２値画像データ同士の状態に基づいてその発光エネルギーを変調させる多値データにデータ変換すればよく、データ変換テーブルを用いてもよいものである。

本発明の第四の実施の形態を図２４乃至図２６に基づいて説明する。本実施の形態は、基本的には、第二の実施の形態に準ずるものであるが、主走査方向及び副走査方向に６００ｄｐｉの印刷解像度のレーザプリンタで、主走査解像度及び副走査解像度がともに２４０ｄｐｉなる入力解像度の２値画像データの入力を受けて印刷する場合への適用例を示す。第三の実施の形態では、印刷クロックを２４０ｄｐｉ相当に低下させたが、本実施の形態では、印刷クロックは当該レーザプリンタの印刷解像度を実現する仕様通りの６００ｄｐｉのままでよい。

また、入力データを受付けるバッファメモリ２１の動作は、第二の実施の形態の場合とほぼ同じであるが、印刷クロック５周期続けて主走査方向に２画素分同じ入力画像データが読出されるのが、第一の実施の形態とは異なる。

２ライン分同時に読出された２４０ｄｐｉの２値画像データはデータ変換手段２２に入力される。データ変換手段２２では印刷クロック５周期に、主走査２画素、副走査２ラインの４画素ずつ処理される。

ここで、本実施の形態の場合のデータ変換手段２２での変換の仕方を図２４を参照して説明する。図２４中、左側に主走査方向、副走査方向がともに２４０ｄｐｉの２×２入力画像マトリクス（主走査２画素、副走査２ライン）を示し、右側に主走査方向、副走査方向がとも６００ｄｐｉのデータ変換後の５×５出力画像マトリクス（主走査５画素、副走査５ライン）を示している。

５ラインの走査で入力画素２ラインが処理されるのであるが、５×５出力画像マトリクス中、中央の１本の画素列ｃ，ｈ，ｍ，ｒ，ｗと中央の１本のラインｋ，ｌ，ｍ，ｎ，ｏとにより十字状に分離される４ドットずつの４群の画像データ（ａ，ｂ，ｆ，ｇ），（ｄ，ｅ，ｉ，ｊ），（ｐ，ｑ，ｕ，ｖ），（ｓ，ｔ，ｘ，ｙ）は、入力画像のＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの白（０）、黒（１）に各々対応した多値データが出力される。即ち、ａ＝ｂ＝ｆ＝ｇ＝Ａ，ｄ＝ｅ＝ｉ＝ｊ＝Ｂ，ｐ＝ｑ＝ｕ＝ｖ＝Ｃ，ｓ＝ｔ＝ｘ＝ｙ＝Ｄである。

残りの中央の１本の画素列ｃ，ｈ，ｍ，ｒ，ｗと中央の１本のラインｋ，ｌ，ｍ，ｎ，ｏの多値データは、次のように処理される。例えば、（ｃ，ｈ），（ｒ，ｗ）は、入力画像の左右（Ａ，Ｂ或いはＣ，Ｄ）２画素の状態によるもので、両方黒（１，１）の場合は黒に対応する多値画像データを出力、両方白（０，０）の場合は白に対応する多値データを出力、片方が白、片方が黒の場合は中間調に対応する多値データを出力する。パルスの発生位置が変更できる場合は黒側のドットに近づけるように制御すると良い。（ｋ，ｌ），（ｎ，ｏ）は、入力画像の上下（Ａ，Ｃ或いはＢ，Ｄ）２画素の状態によるもので、両方黒（１，１）の場合は黒に対応する多値データを出力、両方白（０，０）の場合は白に対応する多値データを出力、片方が白、片方が黒の場合は中間調に対応する多値データを出力する。中央交点位置のｍは、入力画像のＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの４画素の状態によるもので、１つのみ黒の場合には１／４、２つ黒の場合には２／４＝１／２、３つ黒の場合には３／４、４つ黒の場合には４／４＝１に対応する多値データを出力する。

例えば、２４０ｄｐｉで入力される２値画像データのＡ、Ｄが黒（１）、Ｂ、Ｃが白（０）の場合の、６００ｄｐｉの印刷解像度におけるＰＷＭデータへの変換イメージを図２５に示す。図２５中で黒塗り部分がＬＤ９を点灯させるタイミングを示している。即ち、２値画像データのＡ、Ｄの黒（１）に対応して、出力データａ，ｂ，ｆ，ｇ，ｓ，ｔ，ｘ，ｙは１００％発光、出力データｃ，ｈ，ｒ，ｗは各々２値画像データＡ，Ｂ、Ｃ，Ｄに従い５０％発光、出力データｋ，ｌ，ｎ，ｏは各々２値画像データＡ，Ｃ、Ｂ，Ｄに従い５０％発光、出力データｍは２値画像データＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄに従い５０％発光となるＰＷＭデータ（多値データ）とされている。さらには、出力データｃ，ｈは５０％発光であっても黒（１）である２値画像データＡ（出力データｂ，ｇ）側に位相シフトさせた位置情報を持つパルスに従い発光させるように制御され、出力データｒ，ｗは５０％発光であっても黒（１）である２値画像データＤ（出力データｓ，ｘ）側に位相シフトさせた位置情報を持つパルスに従い発光させるように制御されている。

この図２５に示すようなＰＷＭデータに従いＬＤ９を発光させてできるドット潜像の模式図は前述の図１４の場合に準ずるものであり、発光エネルギー（パルス幅）の異なる光ビームを重ね合わせることで、ドットの重心を印刷解像度６００ｄｐｉに従う光ビームの画素列上、ライン上からずらし、入力解像度２４０ｄｐｉの画素列上、ライン上に合わせることができる。特に、本実施の形態のように、パルス幅変調を利用する際には、２値画像データにおいて主走査方向の２画素分のデータ中でオン（１）画素側にパルス位置を位相シフトさせることにより、オン画素周りのまとまりをよくすることができ、画像品質を向上させることができる。

何れにしても、本実施の形態のデータ変換手段２２は、２４０ｄｐｉの入力解像度（主走査解像度及び副走査解像度）で入力される２値画像データの４ドット（主走査方向２画素分×副走査方向２ライン分）から、６００ｄｐｉの印刷解像度（主走査解像度及び副走査解像度）で出力される２５ドット（主走査方向５画素分×副走査方向５ライン分）の多値データに変換する。変換の模式図を図２６に示す（一部省略）。例えば、入力データがＡＢＣＤ＝００００の場合には出力データのＰＷＭデューティは０％（ａ〜ｙ＝０％）、入力データがＡＢＣＤ＝１０００の場合には出力データのＰＷＭデューティはａ＝ｂ＝ｆ＝ｇ＝１００％、ｃ＝ｈ＝ｋ＝ｌ＝５０％（ｃ＝ｈは左寄せ）、ｍ＝２５％、入力データがＡＢＣＤ＝１１００の場合には出力データのＰＷＭデューティはａ〜ｊ＝１００％、ｋ〜ｏ＝５０％、入力データがＡＢＣＤ＝１０１０の場合には出力データのＰＷＭデューティはａ＝ｂ＝ｆ＝ｇ＝ｋ＝ｌ＝ｐ＝ｑ＝ｕ＝ｖ＝１００％、ｃ＝ｈ＝ｍ＝ｒ＝ｗ＝５０％（左寄せ）、入力データがＡＢＣＤ＝１００１の場合には出力データのＰＷＭデューティはａ＝ｂ＝ｆ＝ｇ＝ｓ＝ｔ＝ｘ＝ｙ＝１００％、ｃ＝ｈ＝ｍ＝ｒ＝ｗ＝ｋ＝ｌ＝ｎ＝ｏ＝５０％（ｃ＝ｈ＝左寄せ、ｒ＝ｗ＝右寄せ）、入力データがＡＢＣＤ＝１１１０の場合には出力データのＰＷＭデューティはａ〜ｊ＝ｋ＝ｌ＝ｐ＝ｑ＝ｕ＝ｖ＝１００％、ｏ＝ｒ＝ｗ＝５０％（ｒ＝ｗ＝左寄せ）、ｍ＝７５％、入力データがＡＢＣＤ＝１１１１の場合には出力データのＰＷＭデューティはａ〜ｙ＝１００％、となる。

このような変換方式として、図１６に示した場合と同様にデータ変換テーブル２６を用いることが考えられる。データ変換テーブル２６の入力には主走査方向２画素分×副走査方向２ライン分なる２×２＝４画素分の各々のデータ４bitと、印刷解像度６００ｄｐｉにおける５×５のマトリクス２５画素のどの画素を参照しているかを示す位置情報（４bit）とが入力され、入力データに応じて、出力データ、即ちＰＷＭデューティが決定される。或いは、以下のようにすれば、５×５マトリクスの隅部４群の画像データ（ａ，ｂ，ｆ，ｇ），（ｄ，ｅ，ｉ，ｊ），（ｐ，ｑ，ｕ，ｖ），（ｓ，ｔ，ｘ，ｙ）を除いた９ドット（ｃ，ｈ，ｍ，ｒ，ｗ，ｋ，ｌ，ｎ，ｏ）のデータのみデータ変換テーブルで変換させることでも用が足りる。

６００ｄｐｉ用の２５ドットのうち上下左右の隅部４群の画像データ（ａ，ｂ，ｆ，ｇ），（ｄ，ｅ，ｉ，ｊ），（ｐ，ｑ，ｕ，ｖ），（ｓ，ｔ，ｘ，ｙ）の出力データは、４００ｄｐｉの上下左右各々の対応するのドットの入力データＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄが白か黒かで決定される。その他の９ドットの出力データｃ，ｈ，ｍ，ｒ，ｗ，ｋ，ｌ，ｎ，ｏは、これらの９ドットのうちどこの位置であるかという位置情報と入力画像データの４ドット（４ビット）とにより、多値レベルが決定される。具体的に、出力データｃ，ｈ，ｒ，ｗは、入力画像の左右（Ａ，Ｂ或いはＣ，Ｄ）２画素の状態に基づき決定され、出力データｋ，ｌ，ｎ，ｏは、入力画像の上下（Ａ，Ｃ或いはＢ，Ｄ）２画素の状態に基づき決定され、出力データｍは、入力画像Ａ〜Ｄの４画素の状態に基づき決定されるので、データ変換テーブルの前で以下のような変換を行っても良い。

例えば、５×５マトリクス上、隅部４群の画像データ（ａ，ｂ，ｆ，ｇ），（ｄ，ｅ，ｉ，ｊ），（ｐ，ｑ，ｕ，ｖ），（ｓ，ｔ，ｘ，ｙ）は、入力データＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄに基づいて０００００（００Ｈ）又は１１１１１（１ＦＨ）とする。つまり、ａ＝ｂ＝ｆ＝ｇ＝Ａ，ｄ＝ｅ＝ｉ＝ｊ＝Ｂ，ｐ＝ｑ＝ｕ＝ｖ＝Ｃ，ｓ＝ｔ＝ｘ＝ｙ＝Ｄである。そして、残りの９ドットのデータとしては、
出力データｃ，ｈ［５：０］＝（Ａ，Ｂ，０００）
出力データｒ，ｗ［５：０］＝（Ｃ，Ｄ，０００）
出力データｋ，ｌ［５：０］＝（Ａ，Ｃ，１００）
出力データｎ，ｏ［５：０］＝（Ｂ，Ｄ，１００）
出力データｍ［５：０］＝（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，１）
（“０００”はＡ，ＢやＣ，Ｄが横並び位置（主走査方向）にある位置関係を示し、“１００”はＡ，ＣやＢ，Ｄが縦並び位置（副走査方向）にある位置関係を示し、“１”は中央交点位置にあることを示している）が出力される。このような２５ドットに関する５ビットデータを後段のデータ変換テーブルにより、任意のパルス変調信号ＰＷＭに変換する。

或いは、このようなデータ変換テーブル２６を用いずに、次のような計算結果により、出力データを決定することもできる。

図２４で示される５×５マトリクスの２５個の出力データａ〜ｙは、入力データＡ〜Ｄが黒（１）か白（０）かにより、以下の計算で求められる。

まず、隅部４群の画像データ（ａ，ｂ，ｆ，ｇ），（ｄ，ｅ，ｉ，ｊ），（ｐ，ｑ，ｕ，ｖ），（ｓ，ｔ，ｘ，ｙ）は入力データＡ〜Ｄの各々の値に基づいてそのまま白（０％）或いは黒（１００％）とする。つまり、ａ＝ｂ＝ｆ＝ｇ＝Ａ，ｄ＝ｅ＝ｉ＝ｊ＝Ｂ，ｐ＝ｑ＝ｕ＝ｖ＝Ｃ，ｓ＝ｔ＝ｘ＝ｙ＝Ｄである。残りの９の出力データｃ，ｈ，ｍ，ｒ，ｗ，ｋ，ｌ，ｎ，ｏの多値データ(ＰＷＭデータ)は、
ｃ＝ｈ＝（２Ａ＋２Ｂ）／４
ｋ＝ｌ＝（２Ａ＋２Ｃ）／４
ｍ＝（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ）／４
ｎ＝ｏ＝（２Ｂ＋２Ｄ）／４
ｒ＝ｗ＝（２Ｃ＋２Ｄ）／４
で求められる。

この際、パルス位置を示す位相データは、
ｃ＝ｈ＝Ｂ−Ａ
ｒ＝ｗ＝Ｄ−Ｃ
ｍ＝Ｂ＋Ｄ−（Ａ＋Ｃ）
で求める。これらの計算結果が−１又は−２の時には左寄せパルスとし、０の時には中央パルスとし、＋１又は＋２の時には右寄せパルスとする。

つまり、印刷解像度６００ｄｐｉの間隔で主走査方向に隣り合う５画素分、副走査方向に隣り合う５本のライン上の５×５の光ビームのうち、中央の１本の画素列ｃ，ｈ，ｍ，ｒ，ｗと中央の１本の走査線ｋ，ｌ，ｍ，ｎ，ｏとにより十字状に分離される２画素×２本ずつの隅部４群の画像データ（ａ，ｂ，ｆ，ｇ），（ｄ，ｅ，ｉ，ｊ），（ｐ，ｑ，ｕ，ｖ），（ｓ，ｔ，ｘ，ｙ）は主走査方向に２画素分、副走査方向に２走査線分とした２×２のマトリクスデータによる入力解像度２４０ｄｐｉの２値画像データＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの各々に基づいてオン・オフさせる多値データとし、中央の１本の画素列上の光ビームｃ，ｈ，ｒ，ｗは２×２のマトリクスデータによる入力解像度の２値画像データ中で主走査方向の２画素分のデータＡ，Ｂ又はＣ，Ｄ同士の状態に基づいてそのパルス幅を変調させる多値データに変換し、中央の１本のライン上の光ビームｋ．ｌ，ｎ，ｏは２×２のマトリクスデータによる入力解像度の２値画像データ中で副走査方向に２ライン分のデータＡ，Ｃ又はＢ，Ｄ同士の状態に基づいてそのパルス幅を変調させる多値データに変換し、中央の１本の画素列と中央の１本の走査線との交点上の光ビームｍは２×２のマトリクスデータによる入力解像度の２値画像データの４画素分のデータＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ同士の状態に基づいてそのパルス幅を変調させる多値データに変換すればよい。

求めた結果によって、ＰＷＭデータをいくつにするかをチューニングするためのデータ変換テーブルを後段に設けても良い。

従って、本実施の形態によれば、副走査解像度だけでなく、主走査解像度も、印刷解像度６００ｄｐｉの２／５倍である２４０ｄｐｉなる２値画像データを、データ変換手段２２により、その副走査解像度及び主走査解像度の各々の５／２倍の印刷解像度の多値データに変換し、この多値データに基づきＬＤ９が出射する光ビームの発光エネルギーをパルス幅変調することで、副走査方向及び主走査方向に関して印刷解像度６００ｄｐｉのまま印刷させることができ、その結果、あたかも印刷解像度６００ｄｐｉの２／５倍の副走査解像度、主走査解像度２４０ｄｐｉ、即ち、入力解像度そのままで印刷したような画像を得ることができ、このためにも、印刷クロックやプロセス線速やポリゴンモータの回転数などの機械的な変更も要しないものである。

なお、本実施の形態では、ＬＤ９が出射する光ビームの発光エネルギーを変調させるためにパルス幅変調（ＰＷＭ）を利用するようにしたが、変調方式としては、光ビームの強度を変調させたり、パルス幅及び強度を変調させたりする方式でもよい。この場合にも、強度変調による駆動方式、或いは、パルス幅＋強度変調による駆動方式に関しては、周知技術を利用すればよい（例えば、特開平７−２６６６１２号公報、特開平９−１６３１３８号公報等参照）。

また、これらの第二、第四の実施の形態を考慮し、より一般的に考えた場合、印刷解像度の２／ｎ倍（ただし、ｎは２より大きな奇数）の副走査解像度及び主走査解像度を持つ入力解像度の２値画像データの入力をバッファメモリ２１で受付け、その２値画像データをデータ変換手段２２によりその副走査解像度のｎ／２倍の印刷解像度の多値データに変換し、変換された多値データの値に応じてＬＤ９の光ビームの発光エネルギーを変調すればよいといえる。

この際、印刷解像度の間隔で主走査方向に隣り合うｎ画素分、副走査方向に隣り合うｎ本のライン上のｎ×ｎの光ビームのうち、中央の１本の画素列と中央の１本のラインとにより十字状に分離される（ｎ−１）／２画素×（ｎ−１）／２本ずつの４群の光ビームは主走査方向に２画素分、副走査方向に２ライン分とした２×２のマトリクスデータによる入力解像度の２値画像データの各々に基づいてオン・オフさせる多値データとし、中央の１本の画素列上の光ビームは２×２のマトリクスデータによる入力解像度の２値画像データ中で主走査方向の２画素分のデータ同士の状態に基づいてその発光エネルギーを変調させる多値データに変換し、中央の１本のライン上の光ビームは２×２のマトリクスデータによる入力解像度の２値画像データ中で副走査方向に２ライン分のデータ同士の状態に基づいてその発光エネルギーを変調させる多値データに変換し、中央の１本の画素列と中央の１本のラインとの交点上の光ビームは２×２のマトリクスデータによる入力解像度の２値画像データの４画素分のデータ同士の状態に基づいてその発光エネルギーを変調させる多値データに変換すればよいものである。

なお、これらの実施の形態では、画像書込制御部にデータ変換手段２２を設けた構成例で説明したが、例えば、コントローラ中にソフトウェア的にデータ変換手段の機能を持たせ、コントローラにおいて変換された多値データを多値用のインターフェースを介してＬＤドライバ側に供給させるように構成してもよい。

なお、前述の実施の形態では、画像形成装置として、ラスタスキャニング方式のレーザプリンタへの適用例として説明したが、このような方式に限らず、例えば、図２７に示すＬＥＤプリンタのような固体走査方式の画像形成装置であってもよい。図２７において、３１は多数の発光素子であるＬＥＤ３２が主走査方向に配設させた固体走査素子としてのＬＥＤアレイヘッドであり、回転駆動されるドラム状の感光体３３に対向配置されている。即ち、このようなＬＥＤアレイヘッド３１の各ＬＥＤ３２が出射する光ビームがスポットとして照射される位置に、感光体３３の周面からなる被走査面３４が副走査方向に相対的に移動自在に配置されている。このようなＬＥＤプリンタも、基本的には、電子写真プロセスに準ずるものであり、感光体３３の被走査面３４の周囲には、帯電チャージャや現像器や転写チャージャ等が対向配置されており、転写チャージャと感光体３３との間隙に転写紙の搬送路が形成されている。

さらに、ＬＥＤアレイヘッド３１には、各々のＬＥＤ３２に駆動電力を個々に出力する駆動回路３５が接続されており、この駆動回路３５には、画像データが入力されるＩ／Ｆ３６が接続されている。

このようなＬＥＤプリンタにおいても、各ＬＥＤ３２が例えば６００ｄｐｉ相当の密度で配列されていれば、６００ｄｐｉなる印刷解像度のプリンタとなる。また、個々のＬＥＤ３２の発光エネルギーはそのパルス幅や発光強度を変調制御することにより変更可能であり（例えば、特開平８−２０１２９号公報等参照）、入力解像度が４００ｄｐｉや２４０ｄｐｉのような場合に、前述のレーザプリンタの場合に準じて、第二又は第四の実施の形態を適用し得ることは明らかである。

本発明の第五の実施の形態を図２８及び２９に基づいて説明する。本実施の形態の画像形成装置は、例えば主走査方向及び副走査方向に６００ｄｐｉなる印刷解像度のマルチビームのレーザプリンタである。以下の説明では、本実施の形態のマルチビームレーザプリンタは、６００ｄｐｉなる印刷解像度を有する光ビームを２本（以下、第1の光ビーム及び第２の光ビームとする）備えており、この２本の光ビームで感光体を同時に走査することにより、第一の実施の形態で説明した1ビームのレーザプリンタより迅速に画像形成を行うことができるものとする。マルチビームレーザプリンタの構成は周知技術であるため、ここでは説明を省略する。

本実施の形態のマルチビームレーザプリンタの各光ビームの変調に、本発明を適用することができる。図２８は、４００ｄｐｉの入力画像データ（２値画像データ）を副走査方向の解像度が６００ｄｐｉの多値データに変換する場合のデータ変換手段によるデータ変換を示す図である。２値入力画像データＡ_１、Ｂ_１は、第一の実施の形態と同様に多値データａ_１、ｃ_１、ｂ_１に変換される。また、Ａ_１、Ｂ_１の副走査方向の次のデータＡ_２、Ｂ_２は、同様に多値データａ_２、ｃ_２、ｂ_２に変換される。

第一の実施の形態に係る１ビームレーザプリンタにおいては、多値データａ_１、ｃ_１、ｂ_１、ａ_２、ｃ_２、ｂ_２により１本の光ビームが変調され、感光体上に静電潜像を形成する。一方、本実施の形態に係るマルチビームレーザプリンタにおいては、多値データａ_１、ｃ_１はそれぞれ第１の光ビーム、第２の光ビームを変調する。第1の光ビームと第２の光ビームは、同時並行的に感光体を走査し静電潜像を形成する。次の多値データｂ_１、ａ_２はそれぞれ第１の光ビーム、第２の光ビームを変調し、変調された第１の光ビームと第２の光ビームは、同時並行的に感光体を走査し静電潜像を形成する。また、次の多値データｃ_２、ｂ_２はそれぞれ第１の光ビーム、第２の光ビームを変調し、変調された第１の光ビームと第２の光ビームは、同時並行的に感光体を走査し静電潜像を形成する。

このように複数の光ビームを有するマルチビームレーザプリンタは、第一の実施の形態で説明した１本のレーザプリンタと比較して、生成された多値データが複数の光ビームを変調する点で異なる。

図２９は、４００ｄｐｉの入力画像データ（２値画像データ）を主走査方向、副走査方向の解像度が６００ｄｐｉの多値データに変換する場合のデータ変換手段によるデータ変換を示す図である。２値入力画像データＡ_１，Ｂ_１、Ｃ_１、Ｄ_１は、第２の実施の形態と同様に、多値データａ_１、ｂ_１、ｃ_１、ｄ_１、ｅ_１、ｆ_１、ｇ_１、ｈ_１、ｉ_１に変換される。また、Ａ_１，Ｂ_１、Ｃ_１、Ｄ_１の副走査方向の次のデータＡ_２，Ｂ_２、Ｃ_２、Ｄ_２は、同様に多値データａ_２、ｂ_２、ｃ_２、ｄ_２、ｅ_２、ｆ_２、ｇ_２、ｈ_２、ｉ_２に変換される。

第二の実施の形態に係る１ビームレーザプリンタにおいては、多値データａ_１、ｅ_１、ｂ_１、ｆ_１、ｇ_１、ｈ_１、ｃ_１、ｉ_１、ｄ_１、ａ_２、ｅ_２、ｂ_２、ｆ_２、ｇ_２、ｈ_２、ｃ_２、ｉ_２、ｄ_２がこの順番で１本の光ビームを変調し、感光体上に静電潜像が形成される。一方本実施の形態に係るマルチビームレーザプリンタにおいては、多値データａ_１、ｆ_１がそれぞれ第1の光ビーム、第２の光ビームを変調し、次にｅ_１、ｇ_１がそれぞれ第1の光ビーム、第２の光ビームを変調し、ｂ_１、ｈ_１がそれぞれ第１の光ビーム、第２の光ビームを変調する。以下同様に、ｃ_１、ａ_２がそれぞれ第１の光ビーム、第２の光ビームを変調し、ｉ_１、ｅ_２がそれぞれ第１の光ビーム、第２の光ビームを変調し、ｄ_１、ｂ_２がそれぞれ第１の光ビーム、第２の光ビームを変調する。また、ｆ_２、ｃ_２がそれぞれ第１の光ビーム、第２の光ビームを変調し、ｇ_２、ｉ_２がそれぞれ第１の光ビーム、第２の光ビームを変調し、ｈ_２、ｄ_２がそれぞれ第１の光ビーム、第２の光ビームを変調する。変調された第１の光ビームと第２の光ビームは、同時並行的に感光体を走査し静電潜像を形成する。

このように複数の光ビームを有するマルチビームレーザプリンタは、第二の実施の形態で説明した１本のレーザプリンタと比較して、生成された多値データが複数の光ビームを変調する点で異なる。

以上、本発明の実施の形態を説明した。本発明は上述の具体的に開示された実施例に限定されず、本発明の範囲から逸脱することなく様々な変形、改良が可能であろう。

主走査及び副走査解像度に関して、２値画像データの入力解像度に対して３／２倍等のｎ／２倍なる印刷解像度の画像形成装置で画像を形成する上で、画素クロック、プロセス線速、ポリゴンモータの回転数などの変更なしに、パフォーマンスを落とすことなく、また解像度対応のための機構部を必要せずに、歪のない画像を形成できる画像形成装置を提供することができる。

本発明の第一の実施の形態のレーザプリンタの原理的構成例を示す概略図である。 書込ユニットの構成例を示す斜視図である。 画像書込制御部の構成例を示すブロック図である。 バッファメモリの書込み／読出しの動作例を示すタイムチャートである。 本実施の形態のデータ変換の仕方を説明するための原理図である。 パルス幅変調データへの変換イメージを示す説明図である。 図６に示す発光パターンにより形成されるドット潜像を示す模式図である。 その発光エネルギーの分布例を示す特性図である。 データ変換例をまとめて示す説明図である。 データ変換テーブル例を示すブロック図及びテーブルの一例である。 強度変調方式の場合のデータ変換例をまとめて示す説明図である。 本発明の第二の実施の形態のデータ変換の仕方を説明するための原理図である。 パルス幅変調データへの変換イメージを示す説明図である。 図１３に示す発光パターンにより形成されるドット潜像を示す模式図である。 データ変換例をまとめて示す説明図である。 データ変換テーブル例を示すブロック図及びテーブルの一例である。 強度変調方式の場合のデータ変換例をまとめて示す説明図である。 本発明の第三の実施の形態のバッファメモリの書込み／読出しの動作例を示すタイムチャートである。 本実施の形態のデータ変換の仕方を説明するための原理図である。 パルス幅変調データへの変換イメージを示す説明図である。 その発光エネルギーの分布例を示す特性図である。 データ変換例をまとめて示す説明図である。 強度変調方式の場合のデータ変換例をまとめて示す説明図である。 本発明の第四の実施の形態のデータ変換の仕方を説明するための原理図である。 パルス幅変調データへの変換イメージを示す説明図である。 データ変換例をまとめて示す説明図である。 変形例としてＬＥＤプリンタを示す概略斜視図である。 本発明の第五の実施の形態の多値データによる複数の光ビームの変調を説明するための図である。 本実施の形態の多値データによる複数の光ビームの変調を説明するための別の図である。

符号の説明

９ 発光源
１２ 偏向手段
２１ データ入力手段
２２ データ変換手段
２３ 光ビーム変調手段
２５，２６ データ変換テーブル
３１ 固体走査素子
３２ 発光素子

Claims (10)

1. 光ビームを主走査方向及び副走査方向に２次元的に走査させることにより画像を形成する画像形成装置において、
   印刷解像度の２／ｎ倍（ただし、ｎは２より大きな奇数）の副走査解像度及び主走査解像度を持つ入力解像度の２値画像データの入力を受付けるデータ入力手段と、
   前記２値画像データをその副走査解像度及び主走査解像度の各々のｎ／２倍の印刷解像度の多値データに変換するデータ変換手段と、
   このデータ変換手段により変換された前記多値データの値に応じて光ビームの発光エネルギーを変調する光ビーム変調手段とを有し、
   前記データ変換手段は、主走査方向に２画素分、副走査方向に２走査線分とした２×２のマトリクスデータによる入力解像度の前記２値画像データを、主走査方向にｎ画素分、副走査方向にｎ走査線分とした印刷解像度のｎ×ｎのマトリクスデータによる前記多値データに変換し、
   印刷解像度の間隔で主走査方向に隣り合うｎ画素分、副走査方向に隣り合うｎ本の走査線上のｎ×ｎの光ビームのうち、中央の１本の画素列と中央の１本の走査線とにより十字状に分離される（ｎ−１）／２画素×（ｎ−１）／２本ずつの４群の光ビームは主走査方向に２画素分、副走査方向に２走査線分とした２×２のマトリクスデータによる入力解像度の前記２値画像データの各々に基づいてオン・オフさせる多値データとし、
   中央の１本の画素列上の光ビームは２×２のマトリクスデータによる入力解像度の前記２値画像データ中で主走査方向の２画素分のデータ同士の状態に基づいてその発光エネルギーを変調させる多値データに変換し、
   中央の１本の走査線上の光ビームは２×２のマトリクスデータによる入力解像度の前記２値画像データ中で副走査方向の２走査線分のデータ同士の状態に基づいてその発光エネルギーを変調させる多値データに変換し、
   中央の１本の画素列と中央の１本の走査線との交点上の光ビームは２×２のマトリクスデータによる入力解像度の前記２値画像データの４画素分のデータ同士の状態に基づいてその発光エネルギーを変調させる多値データに変換し、
   中央の１本の画素列上の光ビームを２×２のマトリクスデータによる入力解像度の前記２値画像データ中で主走査方向の２画素分のデータ同士の状態に基づいてそのパルス幅を変調させる多値データに変換する際に、前記２値画像データにおいて主走査方向の２画素分のデータ中でオン画素側にパルス位置を位相シフトさせることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記光ビーム変調手段は、印刷解像度の間隔で副走査方向に隣り合う（ｎ＋１）／２本の走査線上の光ビームを重ね合わせることにより、入力解像度の走査線上に重心を持つ、前記画像を形成するドットを記録媒体上に形成することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記光ビーム変調手段は、印刷解像度の間隔で副走査方向に隣り合う（ｎ＋１）／２本の走査線上の光ビームのうちで、片側端の１本の走査線上に位置する光ビームの発光エネルギーを残りの走査線上に位置する光ビームの発光エネルギーの略１／２倍とすることを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
4. 前記光ビーム変調手段は、２本の走査線に対応する入力解像度の前記２値画像データに基づいて、印刷解像度の間隔で副走査方向に隣り合うｎ本の走査線上の光ビームを選択的に重ね合わせることにより、前記２値画像データで表される２本の走査線上に重心を持つ、前記画像を形成するドットを記録媒体上に形成することを特徴とする請求項１乃至３いずれか一項記載の画像形成装置。
5. 複数の光ビームを主走査方向及び副走査方向に２次元的に走査させることにより画像を形成する画像形成装置において、
   印刷解像度の２／ｎ倍（ただし、ｎは２より大きな奇数）の副走査解像度及び主走査解像度を持つ入力解像度の２値画像データの入力を受付けるデータ入力手段と、
   前記２値画像データをその副走査解像度及び主走査解像度の各々のｎ／２倍の多値データに変換する複数のデータ変換手段と、
   前記複数のデータ変換手段により変換された前記多値データの値に応じて前記複数の光ビームの発光エネルギーを変調する複数の光ビーム変調手段とを有し、
   前記データ変換手段は、主走査方向に２画素分、副走査方向に２走査線分とした２×２のマトリクスデータによる入力解像度の前記２値画像データを、主走査方向にｎ画素分、副走査方向にｎ走査線分とした印刷解像度のｎ×ｎのマトリクスデータによる前記多値データに変換し、
   印刷解像度の間隔で主走査方向に隣り合うｎ画素分、副走査方向に隣り合うｎ本の走査線上のｎ×ｎの光ビームのうち、中央の１本の画素列と中央の１本の走査線とにより十字状に分離される（ｎ−１）／２画素×（ｎ−１）／２本ずつの４群の光ビームは主走査方向に２画素分、副走査方向に２走査線分とした２×２のマトリクスデータによる入力解像度の前記２値画像データの各々に基づいてオン・オフさせる多値データとし、
   中央の１本の画素列上の光ビームは２×２のマトリクスデータによる入力解像度の前記２値画像データ中で主走査方向の２画素分のデータ同士の状態に基づいてその発光エネルギーを変調させる多値データに変換し、
   中央の１本の走査線上の光ビームは２×２のマトリクスデータによる入力解像度の前記２値画像データ中で副走査方向の２走査線分のデータ同士の状態に基づいてその発光エネルギーを変調させる多値データに変換し、
   中央の１本の画素列と中央の１本の走査線との交点上の光ビームは２×２のマトリクスデータによる入力解像度の前記２値画像データの４画素分のデータ同士の状態に基づいてその発光エネルギーを変調させる多値データに変換し、
   中央の１本の画素列上の光ビームを２×２のマトリクスデータによる入力解像度の前記２値画像データ中で主走査方向の２画素分のデータ同士の状態に基づいてそのパルス幅を変調させる多値データに変換する際に、前記２値画像データにおいて主走査方向の２画素分のデータ中でオン画素側にパルス位置を位相シフトさせることを特徴とする画像形成装置。
6. レーザ光源と、このレーザ光源から発せられた光ビームを主走査方向に偏向走査させる偏向手段とを備え、ラスタースキャニング方式により画像を形成することを特徴とする請求項１乃至５いずれか一項記載の画像形成装置。
7. 多数の発光素子を主走査方向に配列させた固体走査素子を備え、固体走査方式により画像を形成することを特徴とする請求項１乃至４いずれか一項記載の画像形成装置。
8. 前記光ビーム変調手段は、光ビームのパルス幅、光ビームの強度、又は、光ビームのパルス幅及び強度を変調することにより光ビームの発光エネルギーを変調することを特徴とする請求項６又は７記載の画像形成装置。
9. 光ビームを主走査方向及び副走査方向に２次元的に走査させることにより画像を形成する画像形成装置における画像形成方法であって、
   前記画像形成装置の印刷解像度の２／ｎ倍（ｎは２より大きな奇数）の副走査解像度及び主走査解像度を持つ入力解像度の２値画像データを記憶するデータ入力過程と、
   前記記憶した２値画像データを前記画像形成装置の印刷解像度を有する多値データに変換するデータ変換過程と、
   前記多値データの値に応じて光ビームの発光エネルギーを変調する光ビーム変調過程とを有し、
   前記データ変換過程において、主走査方向に２画素分、副走査方向に２走査線分とした２×２のマトリクスデータによる入力解像度の前記２値画像データを、主走査方向にｎ画素分、副走査方向にｎ走査線分とした印刷解像度のｎ×ｎのマトリクスデータによる前記多値データに変換し、
   前記データ変換過程において、
   印刷解像度の間隔で主走査方向に隣り合うｎ画素分、副走査方向に隣り合うｎ本の走査線上のｎ×ｎの光ビームのうち、中央の１本の画素列と中央の１本の走査線とにより十字状に分離される（ｎ−１）／２画素×（ｎ−１）／２本ずつの４群の光ビームは主走査方向に２画素分、副走査方向に２走査線分とした２×２のマトリクスデータによる入力解像度の前記２値画像データの各々に基づいてオン・オフさせる多値データとし、
   中央の１本の画素列上の光ビームは２×２のマトリクスデータによる入力解像度の前記２値画像データ中で主走査方向の２画素分のデータ同士の状態に基づいてその発光エネルギーを変調させる多値データに変換し、
   中央の１本の走査線上の光ビームは２×２のマトリクスデータによる入力解像度の前記２値画像データ中で副走査方向の２走査線分のデータ同士の状態に基づいてその発光エネルギーを変調させる多値データに変換し、
   中央の１本の画素列と中央の１本の走査線との交点上の光ビームは２×２のマトリクスデータによる入力解像度の前記２値画像データの４画素分のデータ同士の状態に基づいてその発光エネルギーを変調させる多値データに変換し、
   中央の１本の画素列上の光ビームを２×２のマトリクスデータによる入力解像度の前記２値画像データ中で主走査方向の２画素分のデータ同士の状態に基づいてそのパルス幅を変調させる多値データに変換する際に、前記２値画像データにおいて主走査方向の２画素分のデータ中でオン画素側にパルス位置を位相シフトさせることを特徴とする画像形成方法。
10. 光ビームを主走査方向及び副走査方向に２次元的に走査させることにより画像を形成する画像形成装置に用いる画像解像度変換回路であって、
    画像形成装置の印刷解像度の２／ｎ倍（ただし、ｎは２より大きな奇数）の副走査解像度及び主走査解像度を持つ入力解像度の２値画像データの入力を受付けるデータバッファ手段と、
    前記２値画像データをその副走査解像度及び主走査解像度の各々のｎ／２倍の印刷解像度の多値データに変換するデータ変換手段と、
    このデータ変換手段により変換された前記多値データの値に応じて光ビームの発光エネルギーを変調する光ビーム変調手段とを有し、
    前記データ変換手段は、主走査方向に２画素分、副走査方向に２走査線分とした２×２のマトリクスデータによる入力解像度の前記２値画像データを、主走査方向にｎ画素分、副走査方向にｎ走査線分とした印刷解像度のｎ×ｎのマトリクスデータによる前記多値データに変換し、
    前記画像形成装置の印刷解像度の間隔で主走査方向に隣り合うｎ画素分、副走査方向に隣り合うｎ本の走査線上のｎ×ｎの光ビームのうち、中央の１本の画素列と中央の１本の走査線とにより十字状に分離される（ｎ−１）／２画素×（ｎ−１）／２本ずつの４群の光ビームは主走査方向に２画素分、副走査方向に２走査線分とした２×２のマトリクスデータによる入力解像度の前記２値画像データの各々に基づいてオン・オフさせる多値データとし、
    中央の１本の画素列上の光ビームは２×２のマトリクスデータによる入力解像度の前記２値画像データ中で主走査方向の２画素分のデータ同士の状態に基づいてその発光エネルギーを変調させる多値データに変換し、
    中央の１本の走査線上の光ビームは２×２のマトリクスデータによる入力解像度の前記２値画像データ中で副走査方向の２走査線分のデータ同士の状態に基づいてその発光エネルギーを変調させる多値データに変換し、
    中央の１本の画素列と中央の１本の走査線との交点上の光ビームは２×２のマトリクスデータによる入力解像度の前記２値画像データの４画素分のデータ同士の状態に基づいてその発光エネルギーを変調させる多値データに変換し、
    中央の１本の画素列上の光ビームを２×２のマトリクスデータによる入力解像度の前記２値画像データ中で主走査方向の２画素分のデータ同士の状態に基づいてそのパルス幅を変調させる多値データに変換する際に、前記２値画像データにおいて主走査方向の２画素分のデータ中でオン画素側にパルス位置を位相シフトさせることを特徴とする画像解像度変換回路。

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