DE3120485A1

DE3120485A1 - Verfahren und vorrichtung zur bildwiedergabe bzw. -reproduktion

Info

Publication number: DE3120485A1
Application number: DE19813120485
Authority: DE
Inventors: Masahiko Matsunawa; Noriyoshi Tarumi; Hiroshi Hachioji Tokyo Tokunaga
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1980-05-26
Filing date: 1981-05-22
Publication date: 1982-03-04
Also published as: US4430661A; JPS56165163A

Description

Henkel, Kern, Feiler Cr Hänzel !Patentanwälte

Registered Representatives before the
. 3 · European Patent Office

Möhlstraße 37 D-8000 München 80

Konishiroku Photo Industry Co., Ltd. Tel.: 089/98 20 85-B7

Telex: 0529802 hnkld Tokio / Japan Telegramme: ellipsoid

22. Mai 1981

Verfahren und Vorrichtung zur Bildwiedergabe
bzw. -reproduktion

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bildwiedergabe bzw. -reproduktion unter Verwendung einer Ionenmodulationselektrode.

Mit den bisherigen Bildwiedergabevorrichtungen können auf einem Aufzeichnungsträger Bildsignale von Informationen, die von einem elektronischen Rechner abgenommen oder über eine Nachrichten-Übertragungsleitung übertragen werden, oder aber von solchen Informationen reproduziert werden, die durch Umsetzung des Vorlagenbilds in elektrische Signale mittels eines Festkörper-Bildabtasters, etwa einer Ladungsverschiebevorrichtung (CCD) geliefert werden.

Es sind bereits verschiedene Arten elektrostatischer Vorrichtungen vorgeschlagen worden. Bei der elektrostatischen Bildwiedergabe wird ein dem Bildsignal entsprechendes latentes (Ladungs-)Bild auf einem Ladungsabnehmer, etwa einem lichtempfindlichen Element, einem dielektrischen Element oder einem Aufzeichnungs- bzw. Kopierpapierblatt, geformt. Für die Bildung des latenten Bilds wurde bereits die Verwendung einer Ionenmodulationselektrode vorgeschlagen, welche die durch einen Korona(entladungs)-draht oder dgl. erzeugten Koronaionen in Übereinstimmung mit dem Bildsignal zu modulieren und dabei auf einem dielektrischen Körper ein dem Bildsignal entsprechendes latentes Bild zu formen vermag.

Fig. 1 veranschaulicht schematisch ein Beispiel für den Aufbau einer Bildwiedergabevorrichtung der beschriebenen Art. Diese Vorrichtung enthält eine Lampe 2 zum Belichten einer auf einem Vorlagenträger 1 aus Glas angeordneten Vor lage M. Das von der Vorlage M reflektierte Licht wird über einen Spiegel 3 und eine Linse 4 zu einer Ladungsverschiebevorrichtung (CCD) 5 geleitet, um ein dem Vorlagen-

bild entsprechendes Bildsignal zu erhalten. Das von der Ladungsverschiebevorrichtung 5 gelieferte Bildsignal wird nach der Verstärkung durch einen Verstärker 6 einer Signalverarbeitungsschaltung 7 eingespeist, welche die erforderliche verarbeitung durchführt. Die Ausgabeinformation eines elektronischen Rechners sowie die Informationen von einer Übertragungsleitung werden der Signalverarbeitungsschaltung 7 unmittelbar eingegeben. Das durch die Signalverarbeitungsschaltung 7 verarbeitete Signal wird einer Ionenmodulationselektroden-Treiberschaltung 8 eingespeist.

Die Ionenmodulationselektrode 9 umfaßt eine zwischen eine durchgehende Schicht 9a aus einem leitfähigen Material und eine segmentierte Schicht 9b aus einem leitfänigen Material eingefügte Isolierschicht, und sie ist mit mehreren, in einer Reihe angeordnete Öffnungen 9c versehen. Ein der zu reproduzierenden Bildinformation entsprechendes Bildsignal wird von der Treiberschaltung 8 an die segmentierte Schicht 9b aus leitfähigem Material angelegt und durch Steuerung des Potentials der segmentierten Schicht 9b durch das Potential der Schicht 9a einer Festkörper-Abtastung (solid-state scanned) unterworfen. Eine Steuerschaltung 10 mit einem Taktsignalgenerator liefertein Taktsignal und ein Steuersignal zur Ladungsverschiebevorrichtung 5, zur Signalverarbeitungsschaltung 7 und zur Treiberschaltung 8. Ein lonengenerator 11 ist über der Ionenmodulationselektrode 9 angeordnet, während unter dieser eine drehbare Trommel 12 angeordnet ist, um deren Mantelfläche ein dielektrisches Element herumgelegt ist. Um die Trommel 12 herum sind für «lie Durchführung eines gewöhnlichen elektrophotographischen Kopiervorgangs eine Entwicklungsvorrichtung 13, eine Übertragungselektrode 14, eine Trennvorrichtung 15, eine Ladungsbeseitigungselektrode 16 und eine Putzvorrichtung 17 angeordnet. Weiterhin ist eine an sich bekannte Fixiervorrichtung 18 vorgesehen. Die vom lonengenerator 11 erzeugten Ionen passieren die Öffnungen 9c in einer durch das an die segmentierte Schicht 9b der Elektrode 9 angelegte Steuersignal gesteuerte Men-

.0.

ge (rate), so daß auf dem dielektrischen Element der Trommel 12 ein latentes (Ladungs-)Bild entsprechend der wiederzugebenden Bildinformation entsteht. Dieses latente elektrostatische bzw. Ladungsbild wird nach der Entwicklung mittels eines Entwicklers (Toner) an der Entwicklungsvorrichtung 13 durch die Übertragungselektrode 14 auf ein Aufzeichnungs- bzw. Kopierpapierblatt P übertragen. Letzteres wird sodann durch die Trennvorrichtung 15 von der Trommel 12 getrennt und nach dem Fixieren des Tonerbilds durch die Fixiervorrichtung 18 aus dem Gerät ausgegeben.

Das Bildwiedergabeverfahren unter Verwendung der Ionenmodulationselektrode liefert zwar ein Bild hoher Güte mit hoher Auflösung und guter Halbtonwiedergabe, ist aber mit dem Nachteil einer niedrigen Aufzeichnungsgeschwindigkeit behaftet. Dies ist den folgenden beiden Gründen zuzuschreiben: 1. Praktische Grenze in der Koronaionen-Stromdichte (einge μΑ/cm²) und 2. praktische untere Grenze der Ionenmodulationszeit aufgrund der Ionenmobilität. Zur Erhöhung der Aufzeichnungsgeschwindigkeit wurde vorgeschlagen, die Dichte des Ionenstroms zu vergrößern. Diese Maßnahme bedingt jedoch eine höhere Spannung für den Ionengenerator, so daß wiederum eine Stromversorgung höherer Spannung nötig ist und die Neigung zu Funkenentladung zunimmt. Als Gegenmaßnahme muß dann eine verstärkte elektrische Isolierung vorgesehen werden.

Es wurde auch vorgeschlagen, eine Bildsignal-Haltetechnik anzuwenden, wie sie auf dem allgemeinen Faksimilegebiet angewandt wird, das nach einem elektrostatischen Wiedergabeverfahren unter Verwendung von Nadelelektroden arbeitet. Hierbei werden die in Reihe abgenommenen Bildsignale nicht fortlaufend an die Vielnadelelektroden (multi-stylus electrodes) abgegeben, sondern vorübergehend bzw. zwischengespeichert und nach dem Auflaufen einer vorbestimmten Zahl von Signalen an diese Nadeleiek-

•ί.

troden angelegt. Auf diese Weise können eine längere Ionenmodulationszeit erreicht und die Aufzeichnungsgeschwindigkeit erhöht werden.

Bei der Ausbildung des latenten Ladungsbilds mittels der Ionenmodulationselektroden benötigen die vom Ionengenerator erzeugten Ionen jedoch eine bestimmte Zeit für den Durchgang durch die Öffnungen der Ionenmodulationselektrode, weil der Abstand (20 - 100 μΐη) zwischen der durchgehenden Schicht und der segmentierten Schicht aus leitfähigem Material größer ist als die Entladungsstrecke der Vielnadelelektroden.

Aus diesem Grund besteht eine praktische Grenze für die Frequenz des Bildsignals, bei welcher die Bildwiedergabe erfolgen kann. Beispielsweise beträgt bei einer lonenmodulationselektrode einer Dicke von 0,1 mm die Grenzfrequenz etwa 250 kHz unter einem elektrischen Feld von 2,5 kV/cm, sofern die Mobilität der Ionen in der Luft 2 cm/V Sekunde beträgt. Es besteht somit bei der elektrostatischen Bildwiedergabe unter Verwendung einer Ionenmodulationselektrode in der Praxis eine obere Grenze für die Frequenz des Bildsignals.

Im folgenden ist die obere Grenzfrequenz des Bildsignals näher erläutert.

Die obere Grenzfrequenz bestimmt sich nach folgender Gleichung (1):

f max = ju - E/2d ..... (1)

Darin b.edeuten: μ = lonenmobilität in der Luft? E = Stärke des elektrischen Felds in der lonenmodulationselektrode; d = Dicke der lonenmodulationselektrode, einschließlich der durchgehenden leitenden Schxcht, der segmentierten leitenden Schicht und der dazwischen angeord-

-sr-

neten Isoliermaterialschicht.

Die Ionenmobilität in der Luft beträgt etwa 2 cm/V Sekunde. Unter der Voraussetzung, daß die Stärke E des elektrischen Felds 2,5 kV/cm und die Dicke d = 0,1 mm betragen, läßt sich die obere Grenzfrequenz f max zu 250 kHz berechnen. Bei Verwendung einer Ionenmodulationselektrode ist somit die obere Grenzfrequenz des Bildsignals auf etwa 250 kHz festgelegt. Diese obere Grenzfrequenz stellt einen kritischen Faktor bezüglich der Erzielung einer höheren Aufzeichnungsgeschwindigkeit dar.

Im Hinblick auf die vorstehend geschilderten Gegebenheiten bezweckt die Erfindung die Erhöhung der Aufzeichnungsgeschwindigkeit unter Ermöglichung der Anwendung einer höheren Frequenz.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren zur Bildwiedergabe bzw. -reproduktion unter Verwendung einer Ionenmodulationselektrode, die auf einem Ladungsempfanger oder -abnehmer Bilder entsprechend einem Bildsignal auszubilden vermag, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Ionenmodulationselektrode in mehrere Gruppen unterteilt wird, daß die Bildsignale in (Form von) Elementen entsprechend diesen Gruppen gehalten und zu parallelen Signalen geformt werden und daß die parallelen Signale an die betreffenden Gruppen angelegt werden.

Erfindungsgemäß wird also die Ionenmodulationselektrode in eine Anzahl von Gruppen unterteilt, wobei das Bildsignal für jede Gruppe getrennt gehalten wird.

Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer bisherigen Bildwiedergabevorrichtung unter Verwendung einer lonenmodulationselektrode und

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Steuerschaltung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Bildwiedergabeyerfahrens. .

Fig. 1 ist eingangs bereits erläutert worden.

Gemäß Fig. 2 ist die lonenmodulationselektrode 9 in mehrere Gruppen unterteilt. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind η Gruppen vorgesehen. Die durchgehende leitende Schicht und die segmentierte leitende Schicht der einzelnen Gruppen sind dabei mit 9a1, 9a2, ... 9an bzw. 9b1, 9b2, ... 9bn bezeichnet. Die Steuerschaltung nach Fig. 2 umfaßt ein Schieberegister 20 zur Abnahme eines Bildsignals von der Signalverarbeitungsschaltung 7 gemäß Fig. T, eine Verriegelungsschaltung 21 zum Halten des Ausgangssignals des Schieberegisters 20, einen Schalterkreis 22 zur Lieferung des von der Verriegelungsschaltung 21 gehaltenen Bildsignals in geschalteter Weise zu den segmentierten Schichten 9b1 usw. der lonenmodulationselektrode 9, eine Befehlssignal-Erzeugungsschaltung 23 zur Anlegung eines Ausgangs-Befehlssignals an das Schieberegister 20 und die Verriegelungsschaltung 21 sowie eine Treiberschaltung 24 zur Anlegung einer Spannung an die durchgehenden Schichten 9a1 usw. der lonenmodulationselektrode 9.

Es ist vorgesehen, daß die gesamte Steuerschaltung, mit Ausnahme der Befehlssignal-Erzeugungsschaltung 23, in der Treiberschaltung 8 für die lonenmodulationselektrode enthalten ist. Die Befehlssignal-Erzeugungsschaltung 23 entspricht dabei der den Taktsignalgenerator aufweisenden Steuerschaltung 10 nach Fig. 1.

• AO-

Wenn es sich beim Bildsignal um ein Digitalsignal· handelt, wird es nach Maßgabe des von der Erzeugungsschaltung 23 gelieferten Befehlssignals fortlaufend an das Schieberegister 20 angelegt, dessen Inhalt in Übereinstimmung mit dem Befehlssignal von der Erzeugungsschaltung 23 der Verriegelungsschaltung 21 eingegeben wird.

Der Schalterkreis 22 liefert die von der Verriegelungsschaltung 21 gehaltenen Bildsignale in Übereinstimmung mit einer vorbestimmten Reihenfolge oder Sequenz zu den segmentierten Schichten der Ionenmodulationselektrode 9.

Durch parallele Zufuhr der Bildsignale zu den Gruppen der Ionenmodulationselektrode kann eine längere Ionenmodulationszeit für jede Gruppe erzielt werden, so daß die Aufzeichnungsgeschwindigkeit erhöht werden kann und die Höchstfrequenz des Bildsignals ebenfalls erhöht wird.

Wenn insbesondere die Zahl der zu einem vorgegebenen Zeitpunkt von der Verriegelungsschaltung 21 gehaltenen Elememente des Bildsignals mit m bezeichnet wird, ergibt sich die Höchstfrequenz des Bildsignals zu mf, wenn die Höchstfrequenz bei nicht gehaltenem Bildsignal mit f vorausgesetzt wird. Die Höchstfrequenz des aufzuzeichnenden Bildsignals wird somit erhöht, wenn die Zahl der Gruppen der segmentierten Schicht klein ist, d. h. wenn die Zahl m der zu einem Zeitpunkt haltbaren Bildsignalelemente vergrößert wird.

Die Zahl der Haltebits (hold bits) zur Erzielung einer praktisch zweckmäßigen Auflösung und Abtastgeschwindigkeit bestimmt sich auf die im folgenden beschriebenen Weise. Die Abtastgeschwindigkeit bedeutet hierbei die Relativgeschwindigkeit zwischen der Ionenmodulationselektrode 9 und der drehbaren Trommel 12 (Fig. 1).

. /ff

Wenn die Auflösung P in Punkte/mm, die Aufzeichnungsbreite L in mm und die vertikale Abtastgeschwindigkeit V in mm/s angegeben werden, läßt sich die Frequenz F des Bildsignals durch folgende Gleichung ausdrücken:

F = P² χ L x V ... (2)

Anhand der Gleichungen (1) und (2) läßt sich die Mindestzahl der Haltebits gemäß folgender Tabelle angeben. Es sei hierbei jedoch vorausgesetzt, daß die Auflösung 12 Punkte/mm und die Aufzeichnungsbreite 300 mm betragen.

Tabelle

s)	100	200	300	1	400
	4320	8640	12960		7280
	18	35	44	70

Abtastgeschwindigkeit (mm/s) Bildsignalfrequenz (kHz) Mindestzahl der Haltebits

Bei modernen Büro-Kopiergeräten muß die vertikale Abtastgeschwindigkeit, d. h. die Zeilengeschwindigkeit beim Kopieren, mindestens etwa 100 mm/s betragen. Im Hinblick auf die Ionenmobilität ist daher die Haltebitzahl bei Verwendung der Ionenmodulationselektrode vorzugsweise größer als 18.

Die in Fig. 2 dargestellte Ausführungsform ist für die Verarbeitung von digitalen Bildsignalen ausgelegt, doch kann sie auch für die Verarbeitung von analogen Bildsignalen abgewandelt werden, indem das Schieberegister 20 durch einen Multiplexer, die Verriegelungsschaltung 21 durch eine Abtast/Halteschaltung und der Schalterkreis durch einen Verstärker ersetzt werden.

Erfindungsgemäß wird also die Ionenmodulationselektrode in mehrere Gruppen unterteilt, und die Bildsignale werden fortlaufend bzw. aufeinanderfolgend gehalten und an die betreffenden Gruppen angelegt, so daß die Aufzeichnungs-

• 4SL-

geschwindigkeit, ebenso wie die Höchstfrequenz des aufzuzeichnenden Bildsignals, vorteilhaft erhöht werden kann. Hierdurch wird dem mit Ionenmodulationselektrode arbeitenden Bildwiedergabeverfahren, das bereits gute Auflösung und Halbtonwiedergabe gewährleistet, ein erweiterter Anwendungsbereich eröffnet.

Leerseite

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Bildwiedergabe bzw. -reproduktion unter Verwendung einer Ionenmodulationselektrode, die auf einem Ladungsempfänger oder -abnehmer Bilder entsprechend einem Bildsignal auszubilden vermag, dadurch gekennzeichnet, daß die Ionenmodulationselektrode in mehrere Gruppen unterteilt wird, daß die Bildsignale in (Form von) Elementen entsprechend diesen Gruppen gehalten und zu parallelen Signalen geformt werden und daß die parallelen Signale an die betreffenden Gruppen angelegt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gehaltene bzw. Haltebitzahl (hold bit number) größer ist als 18.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildsignale digitale Bildsignale sind.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildsignale analoge Bildsignale sind.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ionenmodulationselektrode mit einer durchgehenden Schicht aus einem leitenden Material, einer segmentierten Schicht aus einem leitenden Material und einer Isolierschicht verwendet wird.

6. Bildwiedergabevorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den vorangehenden Ansprüchen, gekennzeichnet durch einen Ionengenerator, durch eine elektrisch in mehrere Gruppen unterteilte Ionenmodulationselektrode zum Modulieren eines vom Ionengenerator erzeugten Ionenstroms, durch einen Ladungsempfänger bzw. -abnehmer zur Abnahme des modulierten Ionenstroms und durch eine Einrichtung, um an diese Gruppen Bildsignale anzulegen, die in einem

der betreffenden Gruppe entsprechenden Element gehalten werden und zu parallelen Signalen geformt sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ionenmodulationselektrode eine durchgehende Schicht aus leitendem Material, eine segmentierte Schicht aus leitendem Material und eine dazwischen eingefügte Isolierschicht aufweist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Einrichtung eine Befehlssignal-Erzeugungsschaltung und eine Ionenmodulationselektroden-Treiberschaltung aufweist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ionenmodulationselektroden-Treiberschaltung ein Schieberegister, eine Verriegelungsschaltung, einen Schalterkreis und eine Treiberschaltung für die durchgehende Schicht umfaßt.