JPH02118679A - Full-color copying printer - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To obtain full-color copied print with high picture quality by means of simple optical and control systems by performing density modulation through the use of a photoshutter. CONSTITUTION:After collimator lens 15 turns a laser beam, sent from a laser 13, into parallel light, the photoshutter 24 divides a laser luminous flux 25 in the cross-sectional direction, and modulates it according to an image signal. Then, the laser beam is moved in a scanning direction by means of a polygon scanner 12 rotating speedily, by means of a ftheta lens, the deflected laser beam is converged in a beam diameter system corresponding to the required photographic density, and then image-formed onto a photosensitive body 7. Thus, gradation display by a density pattern method can be accomplished by means of the concise optical system, and a full-color copy printer with satisfactory quality is obtained.

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は主に光書き込み式の印画機構を用いたフルカラ
ー複写プリンタに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention mainly relates to a full-color copy printer using an optical writing type printing mechanism.

［従来の技術］ 従来のフルカラー複写プリンタはレーザーによる像露光
系と電子写真方式記録機構を用いていた。[Prior Art] Conventional full-color copy printers have used a laser image exposure system and an electrophotographic recording mechanism.

［発明が解決しようとする課題］ しかし前述のフルカラー複写プリンタは画像の階調表現
をする際、濃度パターン法を用いていた。従ってレーザ
光束を画素ピッチの１／４〜１／８倍に絞らなければな
らないので、光学系の構成が複雑になり、精度調整も難
しかった。また濃度データを２次元的な２値変調信号に
展開しなければならず、その信号処理・制御も煩雑を極
めていた。[Problems to be Solved by the Invention] However, the aforementioned full-color copy printer used a density pattern method when expressing the gradation of an image. Therefore, the laser beam must be narrowed down to 1/4 to 1/8 times the pixel pitch, making the configuration of the optical system complicated and making precision adjustment difficult. Further, the density data had to be developed into a two-dimensional binary modulated signal, and the signal processing and control thereof were extremely complicated.

本発明は上記のような問題を解決するもので、その目的
とするところは、簡潔な光学系を用いて濃度パターン法
による階調表現を実現し、品質良好なフルカラー複写プ
リンタを提供することにある。・ ［課題を解決するための手段］ 本発明のフルカラー複写プリンタは、少なくともレーザ
光源と前記レーザ光源より発せられたレーザ光路上に配
された独立に開閉可能な複数のセルを有する光シャッタ
と前記レーザ光の光学的刺激により像形成を行なう印画
機構より構成されることを特徴とする。The present invention is intended to solve the above-mentioned problems, and its purpose is to realize gradation expression by the density pattern method using a simple optical system, and to provide a full-color copy printer with good quality. be. - [Means for Solving the Problems] A full-color copy printer of the present invention includes at least a laser light source, an optical shutter having a plurality of independently openable and closable cells disposed on a laser light path emitted from the laser light source, and the aforementioned laser light source. It is characterized by comprising a printing mechanism that forms an image by optical stimulation of laser light.

［実施例コ ・実施例１ 本発明による印画速度１０枚／分、解像度３００　ｄｏ
ｔ／１ｎｃｈのフルカラー複写プリンタを製作した。[Example 1] Printing speed of 10 sheets/min and resolution of 300 do according to the present invention
We have manufactured a t/1nch full color copy printer.

第２図に本発明によるフルカラー複写プリンタの構成の
概略を示す。FIG. 2 schematically shows the configuration of a full-color copy printer according to the present invention.

本装置は画像読取部３・記録部１９・制御部２０から構
成される。This apparatus is composed of an image reading section 3, a recording section 19, and a control section 20.

読取部３は透明ガラス製の原稿台４の直下に３色光源１
１とライン型イメージセンサ５と原稿像をセンサ受光面
に等倍結像するためのロッドレンズアレイ（図示せず）
からなるセンサユニット２１を有す。さらに前記センサ
ユニット２１をイメージセンサ５のライン方向（以後走
査方向と略称する）に対して直角の方向（以後副走査方
向と略称する）に平行走査させるための機構（図示せず
）を有する。The reading section 3 is equipped with a three-color light source 1 directly below a document table 4 made of transparent glass.
1, a line-type image sensor 5, and a rod lens array (not shown) for forming an image of the original on the sensor light receiving surface at the same magnification.
It has a sensor unit 21 consisting of. Furthermore, it has a mechanism (not shown) for causing the sensor unit 21 to scan in parallel in a direction (hereinafter referred to as the sub-scanning direction) perpendicular to the line direction of the image sensor 5 (hereinafter referred to as the scanning direction).

３色光源１１には希ガス冷陰極蛍光管を用い、−ライン
の読み取り毎に発光色をレッド、ブルーグリーンに変化
させ原稿を読みとる機構とした。A rare gas cold cathode fluorescent tube was used as the three-color light source 11, and a mechanism was used to read the document by changing the emitted color to red, blue-green, and so on each time a - line is read.

またイメージセンサ５にはＣＯＤを約６３μｍピッチで
１６２２個配したセンサチップを３本直列に接続し、有
効読み取り幅３０４ｍｍとしたものを用いた。又原稿台
４のサイズは約３００Ｘ４２０ｍｍとしＡ３サイズの原
稿の読み取りを可能とした。Further, the image sensor 5 used was one in which three sensor chips each having 1622 CODs arranged at a pitch of about 63 μm were connected in series, and the effective reading width was 304 mm. The size of the document table 4 is approximately 300 x 420 mm, making it possible to read A3 size documents.

前記記録部１９には電子写真方式を用いた。The recording section 19 used an electrophotographic method.

記録部１９はおもに露光ユニット２２・感光ドラム７・
現像器９・転写ドラム３６・紙搬送機構２３より構成さ
れる。感光ドラム７は導電性樹脂を成形した直径１５０
ｍｍの円柱−状ドラムの表面に有機光導電体を塗布した
物を用いた。現像器９は円柱状の回転体であり、その円
周を４分して各々シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエ
ロー（Ｙ）、ブラック（Ｂｋ）の現像器９を配しである
。トナーには各色とも液体インクを直径１〜１０μｍの
マイクロカプセルに封入した物を用い、ジャンピング現
像法により現像する。The recording section 19 mainly includes an exposure unit 22, a photosensitive drum 7, and
It is composed of a developing device 9, a transfer drum 36, and a paper transport mechanism 23. The photosensitive drum 7 is made of conductive resin and has a diameter of 150 mm.
A cylindrical drum having a diameter of 1 mm and an organic photoconductor coated on the surface was used. The developing device 9 is a cylindrical rotating body, and its circumference is divided into four, and developing devices 9 for cyan (C), magenta (M), yellow (Y), and black (Bk) are arranged in each quarter. The toner used for each color is a liquid ink encapsulated in microcapsules with a diameter of 1 to 10 μm, and the toner is developed by a jumping development method.

次に本装置の動作を説明する。カラー原稿２を原稿台４
上に置きコピースイッチ（図示せず）を押すとセンサユ
ニット２１が副走査方向に走査し原稿２を読みとり、画
像データを画像処理ユニット６に送る。画像処理ユニッ
ト６では色分解、補正処理等を行ない記録部１９の動き
に同期して露光ユニット２２に画像信号を送る。そして
露光ユニット２２から発せられる変調されたレーザ光に
より感光ドラム７上に潜像を形成した後、現像器９によ
り可視像を形成し、あらかじめ紙カセット８から移送さ
れ転写ドラム３６に巻き付けられた記録用紙に転写され
る。上記上記露光→潜像形成→可祝像形成→転写の過程
を１色毎に４回繰り返した後、フルカラー画像の印刷さ
れた記録紙をトレイ１０に排出し記録がなされる。Next, the operation of this device will be explained. Place the color original 2 on the original table 4.
When the copy switch (not shown) is pressed, the sensor unit 21 scans in the sub-scanning direction, reads the document 2, and sends the image data to the image processing unit 6. The image processing unit 6 performs color separation, correction processing, etc., and sends an image signal to the exposure unit 22 in synchronization with the movement of the recording section 19. After a latent image is formed on the photosensitive drum 7 by modulated laser light emitted from the exposure unit 22, a visible image is formed by the developing device 9, and the paper is transferred from the paper cassette 8 in advance and wrapped around the transfer drum 36. Transferred to recording paper. After repeating the above-mentioned process of exposure, latent image formation, acceptable image formation, and transfer four times for each color, the recording paper on which the full-color image has been printed is discharged to the tray 10, and recording is performed.

次に本発明による露光ユニットの詳細を第１図をもって
説明する。露光部はレーザ１３、コリメートレンズ１５
、光シャッタ２４、ポリゴンスキャナ１２、ｆθレンズ
１４からなる。Next, details of the exposure unit according to the present invention will be explained with reference to FIG. The exposure section includes a laser 13 and a collimating lens 15.
, an optical shutter 24, a polygon scanner 12, and an fθ lens 14.

レーザ１３から発信されたレーザ光はコリメートレンズ
１５により平行光に補正された後、光シャッタ２４によ
りレーザ光束２５を断面方向に分割し、画像信号に応じ
た変調をかける。そして高速回転するポリゴンスキャナ
１２により走査方向にレーザ光を振り、偏向されたレー
ザ光をｆθレンズ１４により必要とする印画密度に応じ
たビーム径系に絞り込み感光体上に結像する。After the laser beam emitted from the laser 13 is corrected into parallel light by the collimating lens 15, the laser beam 25 is divided in the cross-sectional direction by the optical shutter 24 and modulated according to the image signal. Laser light is then swung in the scanning direction by a polygon scanner 12 that rotates at high speed, and the deflected laser light is focused by an fθ lens 14 into a beam diameter system corresponding to the required printing density to form an image on the photoreceptor.

レーザ１３にはＨｅ−Ｎｅガスレーザを用いたが、その
他のガスレーザ、半導体レーザを用いる事も可能である
。又レーザ１３の出力光の平行度がよい場合にはコリメ
ートレンズ１５は省くことも可能である。光シャッタ２
４には高速応答性の強誘電性液晶を用いたが、液晶に留
まらずあらゆる種類の光シャッタを用いることが可能で
ある。Although a He-Ne gas laser is used as the laser 13, other gas lasers or semiconductor lasers may also be used. Further, if the output light of the laser 13 has good parallelism, the collimating lens 15 can be omitted. light shutter 2
Although a ferroelectric liquid crystal with high-speed response is used in No. 4, it is possible to use not only liquid crystal but also any type of optical shutter.

第３図に本発明による階調再現の一例を示す。FIG. 3 shows an example of gradation reproduction according to the present invention.

第３図（ａｌは中間濃度のドツトを露光する際の光シャ
ッタ２４の動作を示す図である。又第３図（ｂ）はその
際の感光体上のレーザ光の露光状態を示す図である。光
シャッタ２４は４列×４行、計１６個のセルからなり、
各々独立に光学的開閉ができる。セルの大きさは１辺約
８５μｍである。図では今フル濃度に対して１０／１６
の濃度値を変調するために１６個中１０個のセルか開口
している。Figure 3 (al) is a diagram showing the operation of the optical shutter 24 when exposing dots of intermediate density. Figure 3 (b) is a diagram showing the exposure state of the laser beam on the photoreceptor at that time. The optical shutter 24 consists of 4 columns x 4 rows, a total of 16 cells,
Each can be optically opened and closed independently. The size of the cell is approximately 85 μm on one side. In the figure, it is now 10/16 for full concentration.
10 out of 16 cells are open to modulate the concentration value of .

従って第３図（ｂｌのごとく感光体上でも同様のパター
ンの露光が可能となる。上記セルの開ロバターンは濃度
パターン法にもとすき、Ｂａｙｅｒ型、渦巻型、網店型
等任意に設定可能である。またセル形状は正方形にこだ
わらず、円形、平行四辺形、印刷で使用されるチェーン
ドツト形状等の形状のセルを製作することにより、任意
のドツト形状を感光体上に露光することが可能である。Therefore, the same pattern can be exposed on the photoreceptor as shown in Fig. 3 (bl).The opening pattern of the cell described above can be set to any desired pattern such as Bayer type, spiral type, net store type, etc. In addition, the cell shape is not limited to a square, but by manufacturing cells in shapes such as circles, parallelograms, and chain dot shapes used in printing, it is possible to expose any dot shape on the photoreceptor. It is possible.

光シャッタ２４の透過率は、閉口特約５％、開口特約８
０％であり、ｏ　ｎ　／　ｏ　ｆ　ｆ比は１：　１６で
あり、実用上十分な値であった。上記のように光シャッ
タ２４の開閉を全開口、全閉口の２状態により制御した
場合しめて１６階調の表現が可能である。The transmittance of the optical shutter 24 is 5% for closing and 8% for opening.
0%, and the on/off ratio was 1:16, which was a practically sufficient value. When the opening and closing of the optical shutter 24 is controlled in two states, fully open and fully closed, as described above, it is possible to express 16 gradations.

また第２図の矢印Ａの方向に光シャッタ２４の角度を色
毎に、例えば１５°　４５°　７５°と変化させること
により、簡単に網角度を変化させる事ができ、モアレ発
生の防止等が可能である。Furthermore, by changing the angle of the optical shutter 24 for each color in the direction of arrow A in FIG. It is possible.

また多階調画像を印画する際には上記構成により画素密
度７５　（ｌｏｔ／１ｎｃｈの印画が可能であり、又２
値画像を印画する際には上記光シャッタ２４のセル各々
が３００　ｄｏｔ／１ｎｃｈの画素に対応する。Furthermore, when printing a multi-tone image, the above configuration allows printing at a pixel density of 75 (lot/1nch), and
When printing a value image, each cell of the optical shutter 24 corresponds to a pixel of 300 dots/1 nch.

第４図は本発明のフルカラー複写プリンタの≠≠奔古参
信号処理系ブロック構成図である。イメージンサより読
みとられた濃度値は、Ａ／Ｄ変換され適宜補正された後
、−旦メモリ２６に蓄えられる。記録時にはメモリ２６
よりデータを読みだしγ変換２７を行なった後シアン（
Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｂ
ｋ）に分解され、パターンジェネレータ２８により前記
濃度パターン信号に変換される。前記濃度パターン信号
は前記記録部１９の動作と同期して光シヤツタドライバ
３７により光シャッタ２４を駆動する。FIG. 4 is a block diagram of the signal processing system of the full-color copy printer of the present invention. The density value read by the image sensor is A/D converted, corrected as appropriate, and then stored in the memory 26. Memory 26 when recording
After reading the data and performing γ conversion 27, it is converted to cyan (
C), magenta (M), yellow (Y), black (B
k) and converted into the density pattern signal by the pattern generator 28. The density pattern signal drives the optical shutter 24 by an optical shutter driver 37 in synchronization with the operation of the recording section 19.

以上の構成によるフルカラー複写プリンタによりフルカ
ラー原稿の複写を行なったところ、原稿と寸分違わぬフ
ルカラー印画を得ることができた。When a full-color original was copied using the full-color copying printer configured as described above, a full-color print that was exactly the same as the original could be obtained.

実施例２ 第５図に本発明による階調再現の他の一例を示す。第５
図は中間濃度のドツトを露光する際の光シャッタ２４の
動作を示す図である。光シャッタ２４は計４個のセルか
らなり、セルａ３２、セルｂ３３、セルｃ３４、セルｄ
３５のセルの面積比は１：　３：　９：　２７とした。Embodiment 2 FIG. 5 shows another example of gradation reproduction according to the present invention. Fifth
The figure shows the operation of the optical shutter 24 when exposing dots of intermediate density. The optical shutter 24 consists of a total of four cells, cell a32, cell b33, cell c34, and cell d.
The area ratio of the 35 cells was 1:3:9:27.

光シャッタ２４の開口状態は全開口（透過率８０％）、
半開口（透過率３５％）、全閉口（透過率１０％）の３
状態を制御した。この場合表現可能な階調数は、（１＋
３　＋　９　＋　２７　）　Ｘ　２　＋１で８１階調で
ある。第５図はセルｂが全開口、セルＣが半開口の状態
を示し、１６／８１階調の濃度を表わしている。The opening state of the optical shutter 24 is fully open (transmittance 80%),
3 types: half-open (transmittance 35%), fully closed (transmittance 10%)
The condition was controlled. In this case, the number of gradations that can be expressed is (1+
3 + 9 + 27) X 2 +1, which is 81 gradations. FIG. 5 shows a state where cell b is fully open and cell C is half open, representing a density of 16/81 gradation.

上記の構造の光シャッタ２４をのぞいては、実施例１と
同様の機構を用いてフルカラー複写プリンタを製作した
所、階調表現のなめらかな複写原稿を高速で得ることが
できた。A full-color copy printer was manufactured using the same mechanism as in Example 1, except for the optical shutter 24 having the above structure, and a copy original with smooth gradation expression could be obtained at high speed.

［発明の効果］ 以上述べたように、本発明によれば光シャッタを用いて
濃度変調をかけることにより、簡素な光学系と制御系に
より、高画質のフルカラー複写プリンタが実現できる。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, by applying density modulation using an optical shutter, a high-quality full-color copy printer can be realized with a simple optical system and control system.

また光シャッタの角度を変スたり、セル形状を変えるこ
とにより、多種多様なドツトパターンを容易に形成する
ことができる。Further, by changing the angle of the optical shutter or changing the cell shape, a wide variety of dot patterns can be easily formed.

又レーザー光束を小さく絞る必要もなくなり、光学系の
構成も簡素になり、調整も容易になる。Furthermore, there is no need to narrow down the laser beam, and the configuration of the optical system becomes simple and adjustment becomes easy.

又光シャッタのセルの開口度合を多値的に制御すること
により少ないセル数で多階調表現が可能である。Furthermore, by controlling the opening degree of the cells of the optical shutter in a multivalued manner, it is possible to express multiple gradations with a small number of cells.

なお本発明はフルカラー複写プリンタにとどまらず、モ
ノクロプリンタ、複写機、フルカラー複写プリンタに画
像ファイル機能、外部画像信号入出力機能、ファクシミ
リ機能、その他通信機能等を付加した総合的画像入出力
装置等にも有効である。Note that the present invention is not limited to full-color copy printers, but also applies to monochrome printers, copiers, and comprehensive image input/output devices that add image file functions, external image signal input/output functions, facsimile functions, and other communication functions to full-color copy printers. is also valid.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図は本発明による露光ユニットの構造を示す図。 第２図は本発明によるフルカラー複写プリンタの構造を
示す図。 第３図は本発明による階調再現の方法を示す図。 第４図は本発明によるフルカラー複写プリンタの画像信
号処理系を説明する図。 第５図は本発明による他の実施例の階調再現の方法を示
す図。 開口セル 原稿 画像読取部 原稿台 イメージセンサ 画像処理ユニット 感光ドラム 紙カセット 現像器 １０　・・・トレイ １１　・・・３色光源 １２　・・・ポリゴンスキャナ １．３　　・　・　・レーザ １４　・・・ｆθレンズ １５　・・・コリメートレンズ １９　・・・記録部 ２０　・・・制御部 ２１　・・・センサユニット ２２　・・・露光ユニット ２３　・・・紙搬送機構 ２４　・・・光シャッタ ２５　・・・レーザー光束 ２６　・・・メモリ ２７　・・・γ変換 ２８　・・・パターンジェネレータ ３６　・・・転写ドラム ３７　・・・光シヤツタドライバ 以上 出願人　セイコーエプソン株式会社 代理人　弁理士　鈴木喜三部他１名FIG. 1 is a diagram showing the structure of an exposure unit according to the present invention. FIG. 2 is a diagram showing the structure of a full-color copy printer according to the present invention. FIG. 3 is a diagram showing a method of gradation reproduction according to the present invention. FIG. 4 is a diagram illustrating an image signal processing system of a full-color copy printer according to the present invention. FIG. 5 is a diagram showing a gradation reproduction method according to another embodiment of the present invention. Opening cell Original image reading unit Original platen Image sensor Image processing unit Photosensitive drum Paper cassette Developing device 10...Tray 11...Three color light source 12...Polygon scanner 1.3...Laser 14...Fθ lens 15...Collimating lens 19...Recording unit 20...Control unit 21...Sensor unit 22...Exposure unit 23...Paper transport mechanism 24...Optical shutter 25...Laser beam 26 ...Memory 27 ...γ conversion 28 ...Pattern generator 36 ...Transfer drum 37 ...Optical shutter driver and above Applicant Seiko Epson Corporation agent Patent attorney Kizobe Suzuki and one other person

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 少なくともレーザ光源と前記レーザ光源より発せられた
レーザ光路上に配された独立に開閉可能な複数のセルを
有する光シャッタと前記レーザ光の光学的刺激により像
形成を行なう印画機構より構成されることを特徴とする
フルカラー複写プリンタ。It is composed of at least a laser light source, an optical shutter having a plurality of independently openable and closable cells disposed on a laser light path emitted from the laser light source, and a printing mechanism that forms an image by optical stimulation of the laser light. A full-color copy printer featuring