(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力画像データの主走査方向の解像度に対してｍ（ｍは２以上の自然数）倍の解像度で副走査方向に沿った印字を行うことができる画像形成手段と、
１画素における主走査方向に沿った面積階調でｎ（ｎは２以上の偶数）階調の画像データを、主走査方向に沿った面積階調でｎ／ｍ階調（ｍ＜ｎ）に変換する画像変換手段と、
前記画像変換手段で変換したｍ画素分の画像データを前記画像形成手段での印字における副走査方向に割り当てる画像制御手段とを備えることにより、主走査方向に沿ったパルス幅変調クロック周波数を低下させる
ことを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記画像形成手段は、前記画像変換手段で変換したｎ／ｍ階調のデータを主走査方向に沿ってｎ／ｍ等分した微画素によって表現する
ことを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記画像制御手段は、前記入力画像データを１ライン分保持するメモリと、
前記画像形成手段の主走査方向に沿った印字の同期信号に応じて前記メモリから入力画像データを読み出すメモリ読み出し手段と、
前記同期信号のｍライン出力毎に次ラインの入力画像データを前記メモリに書き込むための要求信号を出力する画像データ要求手段とを備える
ことを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記画像形成手段は、前記入力画像データの１画素に対応する画素内において、前記微画素を主走査方向および副走査方向に沿ったいずれかの方向に寄せるかを前記画像変換手段で変換する前の元データから、前記１画素内の微画素の配置を決定する
ことを特徴とする請求項２記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記画像形成手段は、前記入力画像データの１画素に対応する画素内において、前記微画素を主走査方向および副走査方向に沿ったいずれかの方向に寄せるかを前記画像変換手段で変換する前の元データに付されたタグ情報から、前記１画素内の微画素の配置を決定する
ことを特徴とする請求項２記載の画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、１画素で多階調を表現するパルス幅変調の画像処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般のレーザプリンタにおいて、中間階調を再現するために、レーザの点灯時間を１ピクセル以下の単位で制御できるパルス幅変調が用いられている。従来、各画素に対して生成した三角波等の比較波とそれぞれの画素の濃度とを比較し、比較波より画素の濃度が低い期間のみレーザを点灯することでパルス幅変調を実現している。
【０００３】
このような三角波等の比較波を用いるパルス幅変調方式では比較波発生回路、比較回路等を構成するアナログ回路が必要となり、コストアップの要因となっている。そこで、特開平８−３２１９５２号公報では、１ピクセルを規定するビデオクロック周波数のｘ倍の周波数をもつクロックを用いてパルス幅変調回路を実現することで、アナログ回路を必要としない技術が開示されている。このビデオクロック周波数のｘ倍の周波数をもつクロック生成回路はＰＬＬを用いることで容易に実現することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、近年のレーザプリンタの高階調化、高速化に伴うビデオクロックの高速化により、パルス幅制御に必要なクロックの周波数はＰＬＬの出力可能周波数を超える恐れが生じる。例えば1ピクセルの周期が２０ｎｓ（５０ＭＨｚ）であるとき、３２階調を実現するだけでも１．６ＧＨｚのクロックが必要となり、一般のＰＬＬで生成できる周波数の上限を超えてしまう。
【０００５】
一方、ＰＬＬを用いないクロック生成回路は構成が複雑となり、実装が困難であったり、コストアップ等の問題が発生する。このため、ＰＬＬを用いるクロック生成回路では、ＰＬＬの出力周波数を低減する必要があり、近年の高階調化、高速化に十分対応できないという問題が生じる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、このような課題を解決するために成されたものである。すなわち、本発明の画像処理装置は、入力画像データの主走査方向の解像度に対してｍ（ｍは２以上の自然数）倍の解像度で副走査方向に沿った印字を行うことができる画像形成手段と、１画素における主走査方向に沿った面積階調でｎ（ｎは２以上の偶数）階調の画像データを、主走査方向に沿った面積階調でｎ／ｍ階調（ｍ＜ｎ）に変換する画像変換手段と、画像変換手段で変換したｍ画素分の画像データを画像形成手段での印字における副走査方向に割り当てる画像制御手段とを備えることにより、主走査方向に沿ったパルス幅変調クロック周波数を低下させる画像処理装置である。
【０００７】
このような本発明では、１画素における主走査方向に沿った面積階調数がｎ／ｍになることから、主走査方向のパルス幅変調制御に必要なクロック周波数をｎ／ｍに低下させることができるようになる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。図１は、本実施形態の画像処理装置を説明するブロック図である。なお、本実施形態では、パルス幅変調によって主走査方向に沿って１６階調（面積階調法）の画像データを、副走査方向に沿って６００ｄｐｉと１２００ｄｐｉの２つの解像度で印字可能なレーザプリンタから成る画像処理装置を例として説明する。
【０００９】
すなわち、図１に示すように、本実施形態の画像処理装置は、主として画像形成手段１、画像データ変換手段２、画像制御手段３を備えており、画像制御手段３は、画像データ書き込み手段３１、ラインバッファ３２、画像データ読み出し手段３３、画像データ要求手段３４から構成されている。
【００１０】
画像形成手段１は、入力画像データの主走査方向の解像度に対してｍ（ｍは２以上の自然数）倍の解像度で副走査方向に沿った印字を行うことができる。また、画像変換手段２は、１画素における主走査方向に沿った面積階調でｎ（ｎは２以上の偶数）階調の画像データを、主走査方向に沿った面積階調でｎ／ｍ階調でｍ画素分に変換する。画像制御手段３は、画像変換手段２で変換したｍ画素分のデータを画像形成手段１での印字における副走査方向に割り当てる処理を行う。
【００１１】
具体的には、上記ｍを２、ｎを１６とした場合、画像形成手段１は入力画像データを主走査方向の解像度（６００ｄｐｉ）に対し、ｍ＝２倍の解像度である１２００ｄｐｉで副走査方向に沿った印字を行うことができるようになっている。
【００１２】
また、画像変換手段２は、１画素における主走査方向に沿った面積階調でｎ＝１６階調の画像データを、主走査方向に沿った面積階調でｎ／ｍすなわち１６／２＝８階調でｍ＝２画素分に変換する。
【００１３】
さらに、画像制御手段３は、画像変換手段２で変換したｍ＝２画素分のデータを副走査方向に割り当てるようにしている。すなわち、元の入力画像データの１画素（主走査方向に１６個の微画素で表すもの）を、主走査方向に８個×副走査方向に２個の微画素で表すようにする。
【００１４】
このように、本実施形態の画像処理装置では、主走査方向に沿った１６階調の面積階調画像データを、主走査方向８階調、副走査方向２画素に振り分けるように変換するため、主走査方向のパルス幅変調における周波数を１／ｍすなわち１／２にできる。
【００１５】
次に、画像処理装置の動作を説明する。先ず、画像制御手段３に送られた入力画像データは、画像データ書き込み手段３１によってラインバッファ３２へ書き込まれる。ラインバッファ３２には、１画素について１画素分以下の中間階調を表すことができる面積階調の入力画像データが１ライン分書き込まれる。
【００１６】
次に、画像データ読み出し手段３３によってラインバッファ３２の１ライン分の入力画像データを読み出し、画像データ変換手段２へ送る。画像データ読み出し手段３３は主走査同期信号に従いラインバッファ３２のデータを読み出す。
【００１７】
次いで、画像データ読み出し手段３３から送られた１ライン分の入力画像データは画像データ変換手段２によって所定の階調変換および解像度変換が施される。すなわち、１ライン分の入力画像データのうち、１画素分の主走査方向に沿った階調を低下させるとともに、副走査方向に沿った解像度を高める処理を行う。この処理によって、１ライン分の入力画像データがｍライン分（本実施形態では２ライン）分となって画像形成手段１へ出力される。
【００１８】
画像データ要求手段３４は、主走査同期信号のｍ回（本実施形態では２回）に１回の割合で次ラインデータ要求信号を出力する。これにより、ラインバッファ３２にはｍ回に１回の割合で次の１ライン分の入力画像データが画像データ書き込み手段３１より格納される。
【００１９】
ここで、画像データ読み出し手段３３は主走査同期信号が入力されるたびにラインバッファ３２から１ライン分の入力画像データを読み出す処理を行う。つまり、画像データ変換手段２には同じラインの入力画像データがｍ回繰り返し送られ、１ライン分の入力画像データをｍライン分に分ける処理に対応できるようになる。また、画像データ読み出し手段３３は、ｍライン繰り返し送る画像データとともに、ｍライン中何ライン目かを示す信号を画像データ変換手段２に送る。この信号により、画像データ読み出し手段３３は画像データ変換手段２で変換されたｍ画素の画像データの副走査方向への割り当てを制御する。
【００２０】
次に、画像データ変換手段２での処理の具体例を図２、図３に基づき説明する。図２は１ラインのある３画素に対応した面積階調データを示す模式図である。ここでは、１画素について主走査方向１６階調を表現するため、１６分割の面積階調法によってレーザ点灯時間をパルス幅変調している。例えば、画素Ａは濃度（階調）８／１６であり、左寄せで８個分に対応してレーザを点灯している。また、画素Ｂは濃度１１／１６であり、右寄せで１１個分に対応してレーザを点灯している。さらに、画素Ｃは濃度５／１６であり、左寄せで５個分に対応してレーザを点灯している。
【００２１】
画像データ変換手段２にはこのような入力画像データが入力され、１画素ずつ階調変換および解像度変換を行っている。ここで、主走査方向に沿った階調変換について説明する。階調数をｎ（ここでは１６階調）、主走査方向の解像度に対する副走査方向の解像度の倍率をｍ（ここでは２）、入力画像データの濃度をＳとした場合、主走査方向に沿った面積階調数Ｓ１、Ｓ２を以下の式によって計算する。
【００２２】
Ｓ１＝Ｓ／２、Ｓ２＝Ｓ／２
ただし、Ｓ１、Ｓ２が小数点になった場合、一方を切り上げ、他方を切り捨てにして整数値とする。
【００２３】
ここで、Ｓ１は１ライン分の入力画像データを副走査方向に沿って２ラインに分割されるうちの一方のラインに割り出される面積階調数、Ｓ２は副走査方向に沿って２ラインに分割されるうちの他方のラインに出力される面積階調数である。
【００２４】
具体的には、画素Ａにおいては濃度Ｓ＝８であるためＳ１＝４、Ｓ２＝４となり、図３に示す画素Ａのように副走査方向に沿って２分割したラインのうち一方のライン側に濃度４、他方のライン側に濃度４を出力する。
【００２５】
また、画素Ｂにおいては濃度１１であるためＳ１＝６（５．５の切り上げ）、Ｓ２＝５（５．５の切り捨て）となり、図３に示す画素Ｂのように副走査方向に沿って２分割したラインのうち一方のライン側に濃度６、他方のライン側に濃度５を出力する。
【００２６】
さらに、画素Ｃにおいては濃度５であるためＳが奇数の場合の式を当てはめＳ１＝３（２．５の切り上げ）、Ｓ２＝２（２．５の切り捨て）となり、図３に示す画素Ｃのように副走査方向に沿って２分割したラインのうち一方のライン側に濃度３、他方のライン側に濃度２を出力する。
【００２７】
なお、Ｓ１、Ｓ２をどちらのラインに配置するかは種々の方法がある。本実施形態では、元の入力画像データの寄せ方に合わせ、奇数濃度の場合に多い方の濃度を上下交互に寄せる方法を採用している。すなわち、画素Ａでは左上寄せ（偶数濃度では左下寄せでも同じ）、画素Ｂでは右上寄せ、画素Ｃでは左下寄せ…といった繰り返しになっている。
【００２８】
また、このＳ１、Ｓ２のデータの配置は、元の入力画像データに付されたタグ情報（１画素の四隅のいずれかに寄せる情報）を用いるようにしてもよい。
【００２９】
このような画像データ変換手段による階調変換および解像度変換によって、主走査方向に沿った階調数をｎ／ｍ（ここでは、１６／２＝８）階調に下げることができ、パルス幅変調におけるクロック周波数（ＰＬＬ回路の出力周波数）を１／ｍ（ここでは１／２）にすることが可能となる。
【００３０】
なお、本実施形態では、主走査方向の解像度６００ｄｐｉ、副走査方向の解像度１２００ｄｐｉ、ｎ＝１６、ｍ＝２として説明したが、これ以外であっても同様である。例えば、主走査方向の解像度１２００ｄｐｉ、副走査方向の解像度２４００ｄｐｉ、ｎ＝３２、ｍ＝４の場合には、１ライン分の入力画像データを４ライン分に割り当てて、１画素の主走査方向に沿った面積階調数を元の階調数の１／４にして４ライン分に割り当てるようにする（小数点の場合には、切り上げ、切り捨ての各整数を例えば４ラインの交互に割り振る）。これによって、主走査方向に沿った面積階調のパルス幅変調クロック周波数を３００ｄｐｉ（１２００／４）に低下できることになる。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば次のような効果がある。すなわち、アナログ回路を用いないクロック生成回路によってパルス幅変調を行う場合でも、画素全体の階調を変えることなく主走査方向の階調を下げることによってパルス幅変調のクロックの周波数を低下させることができ、クロック生成回路の実装を容易にすることが可能となる。これによって、アナログ回路を用いないクロック生成回路であっても高階調化に十分対応することが可能となる。また、クロック周波数の低減により低消費電力化やノイズ発生の抑制を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本実施形態の画像処理装置を説明するブロック図である。
【図２】  入力画像データの例を示す模式図である。
【図３】  変換後の画像データの例を示す模式図である。
【符号の説明】
１…画像形成手段、２…画像データ変換手段、３…画像制御手段、３１…画像データ書き込み手段、３２…ラインバッファ、３３…画像データ要求手段
【図１】
0003925254.tif 000002
【図２】
0003925254.tif 000003
【図３】
0003925254.tif 000004