JPH021350A - 光学式印刷装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ドツトをマトリクス配列した単位セルにより
面積階調を行なう面積階調法を使用した光学式印刷装置
に関するものである。

従来の技術 近年、各分野において静粛かつ高速な印刷機器が要望さ
れ、光学式印刷装置が開発された。これは、画像を網目
状に分割した画素であるドツトで構成するので形状の自
由度が高く、複雑な漢字や図形の印刷も可能である。こ
こで、光学式印刷装置の印刷部は、ドツト密度をかなり
高めることが可能なため、高密度印刷が期待されている
。しかし、このような印刷部に画像情報を出力する画像
読取装置などは一般に画素密度が低く、印刷部の画素密
度に比して約１／２〜１／４と低解像度である。そこで
、このように低解像度の画像情報から高品位な画像を得
るために、デイザ法や濃度パターン法等の面積階調法が
存している。

そこで、このような面積階調法を用いた光学式印刷Ｍ置
について第５図ないし第１４図に基づいて説明する。こ
の光学式印刷装置１は、光源であるレーザダイオード２
の前方にコリメータレンズ３が配され、照射光学系４が
構成されている。そして、この照射光学系４から発せら
れたレーザ光５の光軸上には、酢動源であるモータ６に
直結されたポリゴンミラー７の鏡面８が存している。こ
こで、このポリゴンミラー７は、例えば、８個の鏡面８
により構成された平たい正八角柱状である。

また、光学式記録媒体である感光ドラム９は光伝導性半
導体などから製作されており、その軸方向が前記ポリゴ
ンミラー７に反射された前記レーザ光５の主走査方向と
一致するよう、水平に配されている。つまり、回転する
前記ポリゴンミラー７に反射されて主走査するレーザ光
５が、前記感光ドラム９上に光スボツ１〜として結像さ
れるように各部材は配されている。

このような構成において、まず、１６個のドツト１０□
〜１０□６を４×４の７トリクス配列とした単位セル１
１を用いた場合の、１度パターン法による印刷について
説明する。このような印刷では、例えば、第６図及び第
７図に示したように、ドツト１０□〜１０□６の有無に
より、単位セル１１における黒色部の密度を段階的に増
減させ、視覚的に異なった明度或は濃度となる１６パタ
ーンの単位セル１１□〜１１１６を設定している。そし
て、これら単位セル１１□〜１１□６に、黒色部が存在
しない単位セル１１ｏを含めて、１７段階の明度の単位
セル１１を得ている。さらに、入力する画像情報に対応
して、これらの単位セル１１゜〜１１□６を′区分する
しきい値が設定されている。

そこで、このような濃度パターン法による印刷を、ある
画像１２を再現する場合を例として第８図に基づいて説
明する。この濃度パターン法では、画像１２の一つの画
素１３と一つの単位セル１１とが対応するので、一つの
画素１３に対して１６個のドツト１０が対応することに
なる。ここで、画像１２の明度をＯ（明）〜１６（暗）
の１７段階に分けて考えた時、画素１３の明度が８であ
ったとする。すると、設定したしきい値に基づいて、明
度８に相当する、黒色部が８個の単位セル１１８が選択
され、これが印刷される。同様に、この他の画素１３に
おいても単位セル１１ｏ〜１１１．が選択され、印刷さ
れる。このような面積階調法により、例えば、白黒二値
であるドラ１−１０から中間階調を得て、両像１２を再
現した印刷などが行なわれる。

なお、第７図に示した、上述の単位セル１１゜〜１１１
６のパターンは、ドツト集中型と言われ、黒色部を中央
から埋めて行くものである。これは、階調がリニアなた
め電子写真などに広く使用されている。また、この他の
面積階調法としてドラ１−１ｏを略均等に配してゆくド
ツト分散型なども存し、この場合は第９図に示したよう
なパターンの単位セル１４となる。

次に、デイザ法を用いた光学式印刷装置の印刷について
第１０図に基づいて説明する。このデイザ法でも、前述
の１度パターン法と同様に単位セル１５を用いて中間階
調を得ている。しかし、デイザ法では、前記単位セル１
５の一つのドツト１０と画像１２の一つの画素１３とが
対応している。

そこで、例えば、ドラ１−１０を４×４の７１へりクス
配列とした単位セル１５において、１６個の各ドツト１
０□〜１０□、毎に各々異なるしきい値が設定されてい
る。ここで、各しきい値は、中央のドツト１０１から外
周のドツト１０１．に向かって順次高く設定され、例え
ば、前述のドツト集中型のパターンにおける黒色部が増
す順序と同様な順番になっている。そこで、これらのド
ラ１−１０□〜１０１６の各しきい値と、対応する画素
１３６〜１３□６の明度とに基づき、各ドツト１０毎に
白黒二値の選択、印刷がなされる。この時１例えば、画
像１２に明度８の画素１３が連続していた場合、濃度パ
ターン法の単位セル１１８と同一形態の。

黒色部が８個の単位セル１５Ｉｌが印刷されることにな
る。

上述のような、濃度パターン法、デイザ法等の面積階調
法を用いた光学式印刷装置１は、白黒二値のドツト１０
から、近似的に数段階の明度或は濃度の中間階調が得ら
れ、効果的なものである。

しかし、このような単位セル１１．１５に基づいた面積
階調法では、例えば、再現する画像１２に明度が均一な
画素１３が連続した場合、これを再現した印刷は、同一
パターンの単位セル１１，１５を繰返し印刷したものに
なる。このような同一明度の単位セル１１などを連続に
印刷した画像は。

第１１図に示すグレースケールのように、明度の低いも
のに濃度むらが生じがちである。このような濃度むらは
、例えば、ポリゴンミラー７が正確に動作して印刷が行
なわれた場合には、第１２図に示すように同一パターン
の単位セル１１□、が均等に並ぶため、発生することは
ない。しかし、例えば、ポリゴンミラー７に、面倒れ、
鏡面８の反射率の不均一、鏡面８の歪み等が存した場合
、印刷した画像に濃度むらが発生する。この濃度むらは
、白色部１６□〜１６．の副走査方向の幅の増減により
生じる。ここで、例えば、単位セル１１は４Ｘ４のマト
リクス配列からなり、ポリゴンミラー７は８個の鏡面８
からなっている。従って、例えば、各単位セル１１の１
行目に相当する第１ライン１７□は１番目と５番目の鏡
面８が交互に走査し、４行目に相当する第４ライン１７
４は４番目と８番目の鏡面８が交互に走査することにな
る。

また、これら第１ライン１７□と第４ライン１７４とに
各白色部１６は存している。つまり、白色部１６□と白
色部１６□とは異なる鏡面８により走査されたことにな
る。すなわち、各鏡面８間に面倒れ等が存した場合、白
色部１６□〜１６．の副走査方向の幅が、例えば、交互
に増減することなどが生じる。このようにして印刷され
た画像には、ポリゴンミラー７の鏡面８の数と、単位セ
ル１１の走査ライン１７の数との公倍数に比例した濃度
むらが発生することがわかる。また１例えば、第１３図
に示すように、ポリゴンミラー７が偏心などし、連続す
る単位セル１１□１が副走査方向に０゜５ビツト分ずつ
交互に変位した場合などは、本来均等に配される黒色部
が離反、近接することにより錯視が生じ、例えば、第１
４図に示すように、あたかも横縞の模様があるかのよう
に見えることになる。

ここで、上述のようなポリゴンミラー７の面倒れを防止
するため、公知技術としてトロイダルレンズやシリンド
リカルレンズをポリゴンミラー７と感光ドラム９との間
に配するという方法が存している。しかし、この方法は
補正限度が低く、高密度印刷には十分ではない。さらに
、鏡面８の反射率の不均一や歪みなどは補正できない。

そこで、上述のような濃度むらを防止したものとして、
特開昭６１−２１３８２０号公報「画像記録装置」に開
示されているような光学式印刷装置が存する。そこで、
この光学式印刷装置を第二の従来例として第１５図ない
し第１７図に基づいて説明する。この光学式印刷装置１
８は、２個のレーザダイオード１９□、１９２を近接配
置したレーザアレイ１９を発光源とし、ポリゴンミラー
７と感光ドラム９との間に、結像レンズ２０をポリゴン
ミラー７に近接させて配している。さらに、主走査する
レーザ光５の左縁に相当する位置に反射ミラー２１が配
され、これと対面して受光素子２２が設けられている。

なお、この他の光学部材の構成は、前述の光学式印刷装
置１と同様になっており、感光ドラム９には二つの光ス
ポットが結像されることになる。

このような構成において、光学式印刷ＩＪ［１８の印刷
方法について説明する。まず、レーザアレイ１９の暉動
方法について第１６図に示すブロック図２３に基づいて
説明する。例えば、画像情報である８ビツトの画像信号
２４．を得た場合、これはγ変換回路２５によりその出
力が半分にされ二つに分けられる。そして、これら１／
２出力の画像信号２４１．２４□は、一方はそのままデ
イザ回路２６１に、他方はラインメモリ２７を介してデ
イザ回路２６□に入力される。ここで２画像信号２４１
．２４□は、遅延回路である前記ラインメモリ２７によ
り時間差を設けられ、さらに、デイザ回路２６□、２６
□により、例えば、２ピツ１への多個データ２４．，２
４．に圧縮される。そこで、これら多個データ２４３，
２４．は、レーザドライバ２８１．２８□に入力され、
適宜レーザダイオード１９１．１９□を州動する。

また１反射ミラー１９．受光素子２０は、頭出し信号を
出力して主走査方向のレジストレーションを向上させる
のに用いられる。

つぎに、このような暉動方法による印刷につぃて第１７
図に基づいて説明する。前述のデイザ回路２６１．２６
□は、同一形態の単位セル２９□、２９□を出力するこ
とになるため、これを単純に重ね合わせたのではモアレ
が生じる。従って、これを防止するため、単位セル２９
□、２９□にスクリーン角θを設け、順次ずらして配列
する。この時、各単位セル２９はデイザ法により構成さ
れているので、これらを順次ずらして重ねることにより
、しきい値が異なるドツト１１によって、画像３０は二
回走査されたことになる。これにより、各単位セル２９
に存するむらがランダムに重なることになり、モアレ等
が生ずることなく画像３０が印刷される。

発明が解決しようとする問題点 上述のような光学式印刷装置は、モアレなどのような画
像のむらが生じることもなく良好な印刷が行なえる。し
かし、前述のように、その陸動方法は複雑で、駐動回路
の設計、製作が困難であるばかりか、装置が高価なもの
となって、実際的でない。

問題点を解決するための手段 画像情報に対応した光を発する照射光学系の光軸上に駆
動源により回転されるポリゴンミラーを設け、このポリ
ゴンミラーに反射さ九で主走査する光を光スポットに収
束する収束光学系を設け、前記光スポットがドツトとし
て結像される位置に相対的に副走査される光学式記録媒
体を配した光学式印刷装置において、マトリクス配列し
たドツトの密度により数段階の濃度を表示する単位セル
の副走査方向のドツト数に対し、整数分の一の数の鏡面
を有するポリゴンミラーを設けた。

作用 ７トリクス配列したドツトの密度により数段階の濃度を
表示する単位セルの副走査方向のドツト数に対し、整数
分の一の数の鏡面を有するポリゴンミラーを設けたこと
により、各単位セルにおける同位置の主走査ラインが、
常に、ポリゴンミラーの同一鏡面により走査されるので
、ポリゴンミラーに面倒れ、鏡面の反射率の不均一、鏡
面の歪み等が存しても、印刷した画像に縞模様などが生
しることがなく、それでいて、装置の構成が単純である
。

実施例 本発明の一実施例を第１図ないし第４図に基づいて説明
する。なお、航速の従来例と同一の部分は同一の名称、
符号を使用し、説明も省略する。

まず、この光学式印刷装置３１のポリゴンミラー３２は
、例えば、６個の鏡面３３からなっている。

また、この他の光学部材の構成は、前述の光学式印刷装
置ｉＷ１と同様になっている。

このような構成において、本発明の光学式印刷装置３１
は、ポリゴンミラー３２の鏡面３３の数を、単位セル３
４の副走査方向のドツト１０の数の整数分の−とする。

つまり、ここでは、ドラ１−１００〜１０３６を６×６
のマトリクス配列とした単位セル３４により印刷が行な
われている。そこで、例えば、濃度パターン法などに基
づいて、ある画像（図示せず）を再現するため、黒色部
が３２個存在する単位セル３４，２を連続印刷した場合
、ポリゴンミラー３２が正確に動作したなら、第３図に
示すように、全面に均一な明度の画像３５□が得られる
。しかし、ポリゴンミラー３２に面倒れ等が存した場合
１例えば、１〜３番目の主走査ライン３６１〜３６３が
上方へ変位し、４〜６番目の主走査ライン３６４〜３６
Ｇが下方へ変位するようなことが起こる。この時、第４
図に示すように。

各変位量が０．５ドツト分と大きなものであっても、印
刷した画像３５□には、モアレ、横縞模様等の１度むら
は見受けられない。これは、単位セル３４の副走査方向
のドツト数とポリゴンミラー３２の面数とが一致してい
るため、各白色部３７□〜３７．が、それぞれ、同一の
鏡面３３により走査されたことによる。すなわち、各白
色部３７１〜３７３が、常に、１，２番目の鏡面３３１
，３３２により走査されるため、これらの鏡面３３□、
３３□に面倒れ等が存しても、各白色部３７１〜３７３
間で副走査方向の幅に格差が生じることはない。

また、ここでは、ポリゴンミラー３２の鏡面３３の数と
副走査方向のドツト１０の数とを１／１として一致させ
たが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば
、副走査方向のドツト数６に対して鏡面数が３個のポリ
ゴンミラー（図示せず）を設けても、装置は同様に作用
する。

発明の効果 本発明は、上述のようにドツトをマトリクス配列した単
位セルにおける副走査方向のドツト数に対し、整数分の
一の数の鏡面を有するポリゴンミラーを設けたことによ
り、各単位セルにおける同位置の主走査ラインが、常に
、ポリゴンミラーの同一鏡面により走査されるので、ポ
リゴンミラーに面倒れ、鏡面の反射率の不均一、鏡面の
歪み等が存しても、単位セルはその１度毎に均一に印刷
され、印刷した画像にモアレ、縞模様等が生じることが
ないので、緻密に高品位な画像を印刷することができ、
それでいながら、構造が単純で設計。

製作が容易なため、装置が安価である等の効果を有する
ものである。

図は単位セルの説明図、第３図は良好な印刷画像の平面
図、第４図は誤差を含む印刷画像の平面図、第５図は第
一の従来例の斜視図、第６図は単位セルの説明図、第７
図はドツト集中型のパターンの説明図、第８図は濃度パ
ターン法による印刷の説明図、第９図はドツト分散型の
パターンの説明図、第１０図はデイザ法による印刷の説
明図、第１１図はグレースケールによる濃度むらの説明
図、第１２図は良好な印刷画像の平面図、第１３図は誤
差を含む印刷画像の平面図、第１４図は濃度むらの説明
図、第１５図は第二の従来例の斜視図、第１６図はブロ
ック図、第１７図は印刷の説明図である。

４・・・照射光学系、５・・・光、６・・・駆動源、９
・・・光学式記録媒体、１０・・・ドツト、２４・・・
画像情報、３１・・・光学式印刷装置、３２・・・ポリ
ゴンミラー３３・・・鏡面、３４・・・単位セル

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す斜視図、第２１」０図 ７図 刀９ ノ」刀 」」月 　ＪＪｚ 」」Ｊ３ Ｕ 」」Ｊ５ 」」Ｊ６ ○ 図 ３１６図 Ｊ、７７図 −Ｊ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 画像情報に対応した光を発する照射光学系の光軸上に駆
   動源により回転されるポリゴンミラーを設け、このポリ
   ゴンミラーに反射されて主走査する光を光スポットに収
   束する収束光学系を設け、前記光スポットが相対的に副
   走査しドットとして結像される光学式記録媒体を設けた
   光学式印刷装置において、マトリクス配列したドットの
   密度により数段階の濃度を表示する単位セルの副走査方
   向のドット数に対して整数分の一の数の鏡面を有するポ
   リゴンミラーを設けたことを特徴とする光学式印刷装置
   。