JPH05197242A - 階調画像記録装置 - Google Patents

階調画像記録装置

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JPH05197242A
JPH05197242A JP925992A JP925992A JPH05197242A JP H05197242 A JPH05197242 A JP H05197242A JP 925992 A JP925992 A JP 925992A JP 925992 A JP925992 A JP 925992A JP H05197242 A JPH05197242 A JP H05197242A
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JP
Japan
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pulse width
time constant
waveform
rising
conversion circuit
Prior art date
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Pending
Application number
JP925992A
Other languages
English (en)
Inventor
Akira Shibuya
彰 渋谷
Hiroyuki Kadowaki
門脇広幸
Tomohiro Shinpo
新保朋弘
Masayuki Iijima
飯嶋正行
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dai Nippon Printing Co Ltd
Original Assignee
Dai Nippon Printing Co Ltd
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Publication date
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Priority to CA002417125A priority patent/CA2417125C/en
Priority to EP93100998A priority patent/EP0552803B1/en
Priority to CA002087885A priority patent/CA2087885C/en
Priority to DE69329350T priority patent/DE69329350T2/de
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 交流駆動の固体放電型アパーチャ制御方式の
画像記録装置において、パルス幅に対する記録体の表面
電位の変化を滑らかにする。 【構成】 記録ヘッドに印加するパルス幅変調信号の立
ち上がり、または立ち下がりの少なくとも一方に時定数
をもたせる。 【効果】 記録ヘッドに印加される交流周波数に応じた
イオン流の離散的な発生の影響が無くなり、記録体上に
形成される表面電位がパルス幅に応じて滑らかに変化
し、質のよい階調再現を行うことが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、イオン等の電荷流を制
御して階調画像記録を行う階調画像記録装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、コロトロン放電によって生成され
たイオンをスリット部に導入し、スリット壁内の電界を
変えてイオン流を制御し、記録媒体上に電荷パターンを
形成するコロトロン放電型スリット制御方式の画像記録
装置、コロトロンによって生成されたイオンを、開孔部
を有する2枚の制御電極間の電界を制御して開孔部を通
して記録媒体へ向かうイオン流をON/OFF制御し、
記録媒体上に電荷パターンを形成するコロトロン放電型
アパーチャ制御方式の画像記録装置、絶縁体を介して配
置された電極間に高周波電圧を印加して放電を生じさ
せ、放電により生じたイオンを電界制御により選択的に
引き出し、記録媒体上に電荷パターンを形成する固体放
電型アパーチャ制御方式の画像記録装置が提案されてい
る。
【0003】このようなイオン流を用いた画像記録装置
においては、イオン流を制御する電極間の電界の大きさ
が小さいとイオン流が絞られて形成されるドット径が小
さくなり、またイオン流を制御する電極間の電界が大き
いとイオン流の径が大きくなってドット径が大きくな
り、電極間の電界制御により階調画像を形成することが
できる。また、イオン流を制御する電極間の電界の大き
さは一定にしておき、電界を加えている時間を変化させ
ると、記録媒体上に形成される電荷量が変化し、この電
荷によって電界の歪曲される度合が変わるため、その結
果、形成された潜像電位が高くなるとドット径が拡大す
ることを利用して階調画像を形成することができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】イオン流を制御して階
調画像を形成する場合、イオン流を制御する電極への印
加電圧は数百Vと高いため、制御電極間の電界強度を変
えるために印加電圧を制御することは装置構成上極めて
困難である。これに対して、制御電極への印加電圧を一
定にしておき、電圧印加時間を制御することはパルス幅
変調技術を使用すればよく、装置構成上容易であるの
で、このような階調再現法を用いた画像記録装置が提案
されている(特開昭60ー175062号公報、特開昭
61ー228771号公報)。
【0005】ところで、固体放電型アパーチャ制御方式
の画像記録装置において、パルス幅変調制御により階調
再現を行おうとすると、パルス幅の変化に対して潜像電
位の大きさが直線的に変化せず階段状に変化する。この
現象を図10〜図12により説明する。
【0006】図10は交流駆動される固体放電型アパー
チャ制御方式の画像記録装置を説明する図である。記録
ヘッド1は、絶縁体1a上にライン電極1b、絶縁体1
cが順次積層され、さらに中心部に開孔が形成されるよ
うにフィンガ電極1d、絶縁体1e、スクリーン電極1
fが形成され、ライン電極1bとフィンガ電極1d間に
高周波電源5が接続され、フィンガ電極1dとスクリー
ン電極1f間に信号源6が接続されて信号電圧が印加さ
れる構造になっている。記録ヘッド1に対向して電極3
が形成された絶縁性の記録体2が形成され、記録ヘッド
1と記録体間には直流電源Eが接続されてイオン流を加
速できるようになっている。
【0007】次に、動作を説明すると、イオンの発生
は、ライン電極1bとフィンガ電極1d間に数KV、数
MHzの高周波高電圧を印加することによりヘッドの内
部で放電を生じさせることにより行う。放電により生じ
たイオンは、フィンガ電極1dとスクリーン電極1f間
の信号電圧に応じてその流れが制御される。この信号電
圧を図11に示すように、パルス幅変調信号、例えば最
大パルス幅T0とし、信号強度に応じて幅tを変化させ
ることにより、記録体上に階調を有する静電潜像が形成
される。
【0008】このようなパルス幅変調した信号を記録ヘ
ッド1に印加する場合、パルス幅の変化に対して、記録
体上の表面電位は図12に示すように階段状に変化し、
パルス幅に応じてリニアで滑らかな変化は得られない。
これは、記録ヘッドへの高周波電圧として、図13
(a)に示すような正弦波を用いてそのときのイオン流
を測定したところ、図13(b)に示すように、イオン
流は高周波電圧のピーク時にしか検出されず、このよう
な離散的なイオン流の発生に対して、図13(c)に示
すように、パルス幅がイオン流の発生位置であるt1と
t2間で変化してもその間ではイオン流は発生せず、パ
ルス幅を変化させても記録体の表面電位は変化しない。
そして、t2を僅かに越えたとたんにイオン流が増加す
るので、表面電位が階段状に変化してしまい滑らかな階
調再現を行うことは困難であった。
【0009】本発明は上記課題を解決するためのもの
で、交流駆動の固体放電型アパーチャ制御方式の画像記
録装置において、パルス幅に対する記録体の表面電位の
変化を滑らかにして質のよい階調再現を行うことができ
る階調画像記録装置を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明の階調画像記録装
置は、記録媒体に電荷流による電荷パターンを形成する
交流駆動の記録ヘッドと、被記録画像の濃度レベルに応
じて記録ヘッドに印加する信号電圧のパルス幅を変調す
る波形変換回路とを備え、記録ヘッドに印加する信号電
圧のパルス幅を変調して形成される電荷パターンのドッ
ト径を制御する画像記録装置において、前記波形変換回
路は、パルス幅変調信号の立ち上がり、または立ち下が
りの少なくとも一方に時定数を持たせた波形に変換する
ことを特徴とする。
【0011】
【作用】本発明は、記録ヘッドに印加するパルス幅変調
信号の立ち上がり、または立ち下がりの少なくとも一方
に時定数をもたせることにより、記録ヘッドに印加され
る交流周波数に応じたイオン流の離散な発生の影響を無
くして、記録体上に形成される表面電位をパルス幅に応
じて滑らかに変化させ、質のよい階調再現を行うことが
可能となる。
【0012】
【実施例】図1〜図3は本発明において使用される画像
情報に応じてパルス幅変調された信号波形を示す図、図
4は波形変換回路の実施例を示す図、図5は階調表現の
原理説明図、図6は立ち上がりに時定数をもたせた波形
と、これを用いたときの表面電位を示す図、図7は立ち
上がり、立ち下がりに時定数をもたせた波形と、これを
用いたときの表面電位を示す図、図8は三角波、方形波
を用いたときのパルス幅と表面電位の関係を示す図、図
9は三角波のパルス幅変調信号を示す図である。
【0013】本発明は、記録ヘッドに印加するパルス幅
変調信号の立ち上がり、または立ち下がりの少なくとも
一方に時定数をもたせることを特徴としており、例え
ば、図1に示すような画像信号に応じてパルス幅変調さ
れた信号10、11を後述する波形変換回路で立ち下が
り部分に時定数をもたせた波形の信号12、13とす
る。
【0014】図2は画像信号に応じてパルス幅変調され
た信号10、11を、立ち上がり部分に時定数をもたせ
た波形の信号14、15としたものであり、図3は画像
信号に応じてパルス幅変調された信号10、11を、立
ち上がり、立ち下がり部分に時定数をもたせた波形の信
号16、17としたものである。
【0015】図1の波形信号12、13は、図4(a)
に示すように、パルス幅変調した信号を発生する信号電
源6の出力を波形変換回路20で波形変換するものであ
る。波形変換回路20は、スイッチS1、S2、抵抗R
1、コンデンサCからなり、パルスの立ち上がり時にス
イッチS1を閉、S2を開としてコンデンサCにパルス
電圧を印加し、立ち下がり時にスイッチS1を開、S2
を閉としてコンデンサCと抵抗R1による時定数回路で
放電させることにより実現できる。なお、コンデンサC
は記録ヘッド自体が容量をもっているので、単にスイッ
チS1と抵抗R1の接続点を記録ヘッドの電極に印加す
ればよい。
【0016】図2の波形信号14、15は、図4(b)
に示す波形変換回路21により得られる。波形変換回路
21においては、パルスの立ち上がりでスイッチS1を
閉、スイッチS2を開として、抵抗R1とコンデンサC
からなる時定数回路による充電カーブで時定数が与えら
れ、パルスの立ち下がり時にはスイッチS1を開、スイ
ッチS2を閉として、コンデンサCが短絡され、瞬時に
放電してアース電位となる。
【0017】図3の波形信号16、17は、図4(c)
に示す波形変換回路22により得られる。波形変換回路
22においては、パルスの立ち上がりでスイッチS1を
閉、スイッチS2を開として、抵抗R2とコンデンサC
からなる時定数回路による充電カーブで時定数が与えら
れ、パルスの立ち下がり時にはスイッチS1を開、スイ
ッチS2を閉としてコンデンサC、抵抗R1、R2から
なる時定数回路による放電カーブで時定数が与えられ
る。
【0018】なお、図2(b)、図3(b)において立
ち上がり部分に時定数を持たせた場合、所定時間で近似
的にパルス波高値になるとして説明したが、厳密には一
定電圧となるまでには十分な時間を要する。したがっ
て、図示のように所定時間で一定電圧にするためには、
その時点でスイッチS1を開き(このときスイッチS2
は開いている)、コンデンサCによりピークホールドす
ることにより達成される。これらスイッチS1、S2の
開閉制御は予めプログラム化しておき、マイクロコンピ
ュータ等を利用して制御するようにすればよい。
【0019】このように、画像信号に応じてパルス幅変
調された信号を、波形変換して立ち上がり、立ち下がり
に時定数をもたせると、図5(a)に示すような高周波
電圧によって図5(b)に示すように離散的にイオン流
が発生しても、図5(c)に示す時定数部分の存在によ
り、図5(b)に示す期間T1、あるいは期間T2に離
散的に発生するイオン流も取り込まれるので、パルス幅
がt1、t2の間で変化した場合にも寄与するイオン電
流に変化が生ずるため、表面電位が階段的に変化するこ
とはなく、パルス幅に応じて近似的にリニアに(滑らか
に)変化することになる。
【0020】例えば、図6(a)に示すように矩形波の
立ち下がり部分にいろいろな値の時定数をもたせて表面
電位を検出したところ、図6(b)に示すような結果が
得られた。図6(a)において立ち下がり部分の時定数
を大きくしていくと、図6(b)において得られる表面
電位は階段状のものから、順次滑らかに変化する曲線に
なる。したがって、時定数を適当な値に選ぶことにより
パルス幅に対して表面電位を滑らかに変化させて質のよ
い階調再現性を得ることができる。
【0021】図7(a)は矩形波の立ち上がり部分と立
ち下がり部分に時定数を持たせた場合を示し、波形Pの
場合は時定数を大きくして電圧一定部分を無くした三角
波であり、図7(b)に示すように、時定数が小さい間
はパルス幅に対する表面電位には階段状変化が見られる
が、立ち上がり、立ち下がりの時定数を大きくして三角
波に近づくにつれて滑らかに変化する特性が得られる。
【0022】パルス幅に対する表面電位の変化を三角波
(特性A)、方形波(特性B)を用いて測定したとこ
ろ、図8に示すような結果が得られた。なお、三角波と
しては図9に示すような充電カーブと放電カーブとから
なる波形を使用した。図8から分かるように、三角波の
場合には方形波に比して、パルス幅の変化に対する表面
電位の変化が滑らかになることが分かる。
【0023】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、記録ヘッ
ドに印加される交流周波数に応じたイオン流の離散的な
発生の影響が無くなり、記録体上に形成される表面電位
がパルス幅に応じて滑らかに変化し、質のよい階調再現
を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 立ち下がりに時定数をもたせたパルス幅変調
された信号波形を示す図である。
【図2】 立ち上がりに時定数をもたせたパルス幅変調
された信号波形を示す図である。
【図3】 立ち上がり、立ち下がりに時定数をもたせた
パルス幅変調された信号波形を示す図である。
【図4】 波形変換回路の実施例を示す図である。
【図5】 本発明の階調表現の原理説明図である。
【図6】 立ち上がりに時定数をもたせた波形と、これ
を用いたときの表面電位を示す図である。
【図7】 立ち上がり、立ち下がりに時定数をもたせた
波形と、これを用いたときの表面電位を示す図である。
【図8】 三角波、方形波を用いたときのパルス幅と表
面電位の関係を示す図である。
【図9】 立ち上がり、立ち下がりに時定数をもたせた
三角波を示す図である。
【図10】 交流駆動される固体放電型アパーチャ制御
方式の画像記録装置を説明する図である。
【図11】 矩形波パルス幅変調信号を示す図である。
【図12】 パルス幅と表面電位との関係を示す図であ
る。
【図13】 高周波電圧と矩形波パルス幅変調信号との
位相関係を説明する図である。
【符号の説明】
1…記録ヘッド1、1a,1c,1e…絶縁体、1b…
ライン電極、1d…フィンガ電極、1f…スクリーン電
極、2…記録体、3…電極、5…高周波電源、6…信号
源、10,11…パルス幅変調された信号、12〜17
…波形変換された信号。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 飯嶋正行 東京都新宿区市谷加賀町一丁目1番1号大 日本印刷株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 記録媒体に電荷流による電荷パターンを
    形成する交流駆動の記録ヘッドと、被記録画像の濃度レ
    ベルに応じて記録ヘッドに印加する信号電圧のパルス幅
    を変調する波形変換回路とを備え、記録ヘッドに印加す
    る信号電圧のパルス幅を変調して形成される電荷パター
    ンのドット径を制御する画像記録装置において、前記波
    形変換回路は、パルス幅変調信号の立ち上がり、または
    立ち下がりの少なくとも一方に時定数を持たせた波形に
    変換することを特徴とする階調画像記録装置。
JP925992A 1992-01-22 1992-01-22 階調画像記録装置 Pending JPH05197242A (ja)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP925992A JPH05197242A (ja) 1992-01-22 1992-01-22 階調画像記録装置
US08/007,143 US5687001A (en) 1992-01-22 1993-01-21 Halftone image ion printer
EP99120972A EP0982928A3 (en) 1992-01-22 1993-01-22 Halftone image device and its driving circuit
CA002417125A CA2417125C (en) 1992-01-22 1993-01-22 Halftone image device and its driving circuit
EP93100998A EP0552803B1 (en) 1992-01-22 1993-01-22 Halftone image recording device
CA002087885A CA2087885C (en) 1992-01-22 1993-01-22 Halftone image device and its driving circuit
DE69329350T DE69329350T2 (de) 1992-01-22 1993-01-22 Halbtonbildaufnahmegerät
US08/420,308 US5541542A (en) 1992-01-22 1995-04-11 Halftone image device and its driving circuit

Applications Claiming Priority (1)

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JP925992A JPH05197242A (ja) 1992-01-22 1992-01-22 階調画像記録装置

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Publication Number Publication Date
JPH05197242A true JPH05197242A (ja) 1993-08-06

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ID=11715431

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JP925992A Pending JPH05197242A (ja) 1992-01-22 1992-01-22 階調画像記録装置

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