JPS588626B2 - 多階調画像記録装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は記録媒体上に多階調の画像を記録するようにし
た記録装置に関するものである。

例えばファクシミリ受信記録機或はデータ出力機器等に
おいては記録媒体上に画像を形成させる場合において、
入力信号を画素の濃淡の集積として記録するようになさ
れている。

又、この種の記録装置においては、より高速度で画像を
記録させるために複数個の画素を同時に記録するよう構
成されており、殊に一列に多数の記録子を配列した、い
わゆる一列並置多針電極を用いることにより、記録媒体
上の横方向の全画素を同時に記録できるよう構成された
ものも知られている。

第１図は複数個の記録子に同時に記録信号を与えるよう
にした従来のものの一例をブロック図で示したものであ
る。

すなわちａ，ｂ，ｃ・・・ｍ，ｎは記録媒体上の画素を
表示し、この各画素ａ〜ｎ上に対応して記録子１ａ〜１
ｎがそれらの画素上に接触して、設けられる。

２ａ〜２ｎは該記録子に外部情報に応じて情報を印加す
るための付勢増幅器である。

３ａ〜３ｎは論理積機能を有する回路であり、４ａ〜４
ｎは時間順次に到達する各画素に対応する情報を蓄積し
複数の記録子１ａ〜１ｎにその画素情報を同時に付勢印
加するためのｎビットのシフトレジスタである。

５で示すものは、１ａ〜１ｎで示した複数の記録子に各
画素ａ〜ｎに応じた信号を一定時間印加するための制御
信号の入力端子であり、記録時間の間だけ該端子に指示
信号が入力される。

６は、画素情報の入力端子すなわち画像を形成するため
の信号であり、例えばファクシミリ画像信号などが印加
される。

ファクシミリ受信記録機、データ出力装置などでは、通
常全画素に対応して、その濃淡（白黒）情報は時間的に
順次直列的信号形態で回線などを通して与えられるもの
であり、決して、全画素分が並列に同時に与えられるこ
とはない。

そのため、直列形態の信号を６で示す入力端子に受け入
れ、縦続接続されたシフトレジスタ４ａ〜４ｎにおいて
順次１画素づつシフトさせ、そのシフトを停止した期間
において信号を直列形態より、並列形態に変換して、同
時に各画素ａ〜ｎに対応した記録子１ａ〜１ｎに各々の
情報に対応した信号を印加させるように構成されている
。

７で示すものは、一画素に対応して同期して到着した入
力端子６の画像信号をシフトレジスタにシフトするため
に必要なるクロックパルス入力端子である。

この第１図に示したものにおいては入力端子５，６，７
に印加される信号はそれぞれ無関係に動作するのではな
く、端子６および７は、画像信号と、それに同期したク
ロツクパルスとして密接に関係し、端子５の入力信号は
端子６，７の入力がないときのみ存在するようになって
いる。

すなわちこの第１図の回路は画像信号の受信及びその記
録が時間順次で分離して行われるように構成されている
。

このような信号系の直列並列変換機能は、現在の回路技
術によって容易に達成し得ることは当然であるが、一つ
の問題点がある。

それは回路がシフトレジスタなどを用いていることから
、記録子に印加される情報は、二値しかとり得ないこと
である。

すなわち、第１図に示したような従来のものにおいては
、各画素は発色するか、発色しないかの二値以外は取り
得す、例えば中間的階調の記録は不可能であった。

このようなことから、従来、感熱記録法などを用いたフ
ァクシミリ受信画像においては、中間調の発色は不可能
とされており、このため中間調を必要としない文書の電
送記録用にのみ用いられるのが実情である。

このことは感熱記録に限らず、記録子を用いたその他の
複数画素同時記録法を用いた記録装置においては宿命的
な欠点となっていたわけである。

しかしながら通常の場合階調として５階調程度を必要と
する場合が多く、このように二値表示を原則とする回路
素子を用いていては、これを実現させることは困難であ
るとされてきた。

それ故、本発明の目的とするところはこのような観点よ
り、複数画素同時記録法を用いた記録装置において各画
素の発色が、従来のもののように二値状態に限定される
ことなく中間調の発色も可能とするような記録装置を提
供する点にある。

以下この発明の実施例を第２図を用いて詳しく説明する
。

感熱記録など一般的記録においては、その発色の濃淡は
その記録発色要因の印加時間に関供あることは容易に予
想されることである。

たとえば、感熱記録を例にとって説明すれば、これら記
録子は抵抗成分を有する電気的双極子より形成され、そ
れに通電する際発生するジュール熱により記録媒体に熱
記録要因を与えて発色を促するのであるが、この発色の
濃淡は、与えられる熱エネルギー量に依存する。

すなわち熱エネルギー量が大きければ発色は濃く、小さ
ければ淡くなる。

しかるにこの熱エネルギー量は当然発生するジュール熱
によるものであり、従って記録子に印加される電圧電流
が大きければ大きくなり、或いは電圧電流が一定値なら
ば、その通電時間が長ければ大きくなる。

このような記録発色の濃度と記録要因たる電圧電流値及
びその通電時間との間には非常に強い関係があることは
、たいがいの記録法においては疑いもない事実である。

しかし、発色濃度とこれに印加した記録要因との関係は
必ずしも線形関係になるとは限らず、種種の記録法によ
って様々な関係が存するものである。

しかし、電圧電流値を一定として通電時間によって発色
濃度が影響を受けることは、電気的に通電時間を制御す
ることによって、任意に発色濃度を制御し得ることにな
り、誠に好都合である。

第１図で示したような二値化されたデジタル回路の場合
印加電圧などは、あらかじめ二値に限定されるのでその
通電時間を制御することにより、発色濃度を制御する方
法が採用されることは理解し得よう。

このようなことから本発明を実施する際のブロック図を
第２図に示す。

第２図においてａ〜ｎは記録媒体上の各画素を示し、又
１１ａ〜１１ｎで示すものは第１図で示すと同様なる記
録子である。

１２ａ〜１２ｎは付勢増幅器である。

１３ａ〜１３ｎは選択スイツチであり、これらはそれぞ
れａ〜ｎまで連動するものである。

１４１ａ〜１４１ｎ・・・・・・１４４ａ〜１４４ｎは
時間順次に到達する各画素に対応した情報を蓄積し、同
時に複数の記録子１１ａ〜１１ｎに付勢印加するための
シフトレジスタであるが、白黒二情報の第１図の場合と
異なり多階調を発色させるために１４１ａ〜１４１ｎ，
１４２ａ〜１４２ｎ，１４３ａ〜１４３ｎ，１４４ａ〜
１４４ｎの如く各画素に対応して、しかも各階調毎に複
数個のシフトレジスタ群を形成している。

第２図の実施例においては４階調の発色（無発色は含ま
ず）を行うために４つの群のシフトレジスタを設けてい
る。

これら各群のシフトレジスタは第１図と同様に各系列別
に縦続的に接続され個別にシフトレジスタ動作を行って
いる。

各シフトレジスタのクロックパルス入力は共通に接続さ
れる。

その入力端子を１７で示す。

ここで第１図と異なる点は画像信号の制御部分である。

第１図では白黒の二値画像入力であるので、６で示す画
像信号系は一系統であるが、第２図では４階調を発色さ
せるため１６１，１６２，１６３，１６４の４系統の画
像信号系を備えている。

さらに１８に示す変換回路も備えており、端子１９より
入力されるアナログ画像信号形態の直列信号を４値に分
解する機能を持たせている。

すなわちこのアナログデジタル変換回路１８においては
、第３図にＶで示すような濃淡を振幅で表示したアナロ
グ画像信号に対して、あらかじめＶ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ
４の如くの閾値を設けて、振幅方向に弁別する回路を内
蔵している。

閾値ｖＶ に対してはＶ１以上の画像信号値に対して“
１”を呈し、それ以下に対しては ０”を呈する、いわ
ゆるシュミットトリガ回路などが用いられる。

すなわち、このシュミットトリガ回路のトリガ電圧をそ
れぞれＶ１〜Ｖ４の異なった値に設定させることにより
、そのアナログ画像信号を複数の閾値で弁別し、各出力
１６１〜１６４に二値のデジタル信号をもたらすことが
できる。

さて、このような４つの閾値を設定した変換回路によっ
て、一番低い閾値Ｖ１によって振輻弁別した出力１６１
を縦続接続された第１群のシフトレジスタ１４１ａ〜１
４１ｎの第１段の入力端に印加し、二番目に低い閾値Ｖ
２によって振幅弁別した１６２を縦続接続された第２群
のシフトレジスタ１４２ａ〜１４２ｎの第１段の入力端
に印加する。

以下同様に出力１６３，１６４を第３，第４群のシフト
レジスタ１４３ａ〜１４３ｎ，１４４ａ〜１４４ｎの第
１段の入力端にそれぞれ印加する。

仮りに発色の階調をＮ階調必要とする場合には、シフト
レジスタをＮ群設け、変換回路１８においてもＮ個の閾
値を設定し、前述の如く接続すればよいのである。

当然各シフトレジスタの桁数は記録子の総数ｎに対応し
てｎビット必要である。

各振幅弁別した情報をシフトレジスタによってシフトさ
せる。

記録の際はシフトレジスタのシフトを休止するので、各
記録子に対応する情報はそれに対応したシフトレジスタ
の所定の位置に蓄積されている。

発色の階調を４階調にした第２図の例の場合、各シフト
レジスタの情報の蓄積状況は次のようになる。

すなわち階調を０（発色せず）１，２，３，４とした場
合各記録子に対応するシフトレジスタの各該当成分は第
４図に示した表の如くなる。

かくの如く、シフトレジスタの該当各桁に各記録子１１
ａ〜１１ｎに対応する情報が蓄積され、シフトが停止さ
れた状態において各記録子に該情報が記録されるのであ
るが、選択スイッチ１３ａ〜１３ｎの各接触子は中点状
態ＮＣより、１４１系統すなわち第１群のシフトレジス
タの各出力に接続すべく端子Ｐに移動接続し順次、第２
、第３、第４群のシフトレジスタの各出力に接続される
ようｑ，ｖ，ｓと移動接続する。

この際各接点状態に所定の時間だけ留まるように設計さ
れさらに各選択スイッチ１３ａ〜１３ｎの接触子は同期
して切換動作される。

このようにシフトレジスタの蓄積情報内容及び選択スイ
ッチの選択移動によって、記録子１１ａ〜１１ｎに加え
られる記録信号の印加時間は、発色の濃淡に応じて長短
を持たせるよう設定してある。

このような選択スイッチは現在デジタル回路で容易に実
現し得る。

この選択スイッチ１３ａ〜１３ｎの接点保留及び遷移時
間の設定は、例えば感熱記録法、静電記録法或は電解記
録法等の各種の記録法によって異なる。

このことは記録信号の印加時間と発色濃度が必ずしも線
形でない場合が多いからである。

例えば、記録時間と階調が正比例する関係範囲で記録を
行う場合は各接点ｎｃ〜ｓに留まる時間を同一にすれば
良い。

しかしながら、通常記録時間と発色の階調は正比例関係
になく、飽和特性を有する単調増加関係にあるので、各
接点ｎｃ〜ｓの保留時間、遷移時間は各記録法によって
、実験によって定めればよいのである。

このような回路にて接点に関するこれらの時間を設定す
れば、如何なる記録法においても適用することができる
のが本発明の利点である。

上記したようにシフトレジスタ群の数は必要なる階調数
に応じて設定すればよいのである。

現在では半導体集積技術の進歩により、これらシフトレ
ジスタ及び選択スイッチなどは小形に集積化でき、これ
らの回路の実現には何等支障はない。

具体例として低速記録の代表として感熱記録を例にとる
と、画素記録発色させるのに５ミリセコンドは必要とす
る。

記録紙に４階調の記録を行なわせたい場合、第２図の設
定回路にて、選択スイッチ１３ａ〜１３ｎの接点がＮＣ
→ｐ→ｑ→ｒ→ｓ→ＮＣと一巡する時間を５ミリセコン
ドに設定する。

電子回路を用いてこの選択スイッチを実現する場合、各
接点に遷移する時間はほとんど零にすることができる。

従って感熱記録の場合、記録時間と階調は正比例しない
ので、最初の接点ｐの保留時間を３ミリセコンド、次の
ｑの保留時間を１ミリセコンド、ｒのそれを０．６ミリ
セコンド、ｓのそれを０．４ミリセコンドと設定し、こ
のタイムスケジュールによって、各該当群シフトレジス
タの桁内容を順に記録子１１ａ〜１１ｎに増幅器１２ａ
〜１２ｎにより付勢して与えれば、４階調の画像を得る
ことができる。

このようなタイムスケジュールの設定は、その絶対値及
び配分の差異のみですべての記録法に適用が可能である
。

以上説明したように本発明によれば、濃淡を振幅で表示
したアナログ画像信号をその振幅に対応する複数の閾値
で弁別し各閾値に対応した複数の二値信号に変換するア
ナログーデジタル変換回路と、上記複数の二値信号をそ
れぞれ入力とする縦続接続された複数系統のシフトレジ
スタ群と、該シフトレジスタ群からの記録信号を各群毎
に同期して引き出す選択スイッチと、この選択スイッチ
による選択出力が印加される複数個の記録子とを備え、
上記各群のシフトレジスタはそれぞれ同一のクロックタ
イムでシフトされるとともに、上記各群のシフトレジス
タのシフト停止時において上記選択スイッチを所定の保
留時間をもって順次切換えるようにしたので、従来多階
調記録は不可能とされてきた感熱記録法を代表とするこ
の種の画像記録方法において、充分な階調性を有する画
像を高速度に記録することが可能となり、上記した感熱
記録法以外の静電記録法或は電解記録法又はこれらと同
様の発色作用を呈するその他の画像記録法に広範囲に利
用することが出来、画像記録技術分野に果たす貢献は非
常に大きなものが期待される。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の画像記録装置の一例を示したブロックダ
イヤグラム、第２図は、この発明の記録装置の一例を示
したブロックダイヤグラム、第３図は、この発明に利用
されるアナログ・デジタル変換回路における人力信号に
対する閾値の設定状況を示す機能説明図、第４図は、シ
フトレジスタの対応する群の内容の蓄積状態を示す表で
ある。 １１ａ〜１１ｎ・・・・・・記録子、１２ａ〜１２ｎ・
・・・・増幅器、１３ａ〜１３ｎ・・・・・・選択スイ
ッチ、１４１ａ〜１４４ｎ・・・・・・シフトレジスタ
、１７・・・・・・クロツクパルス入力端子、１８・・
・・・・アナログ・デジタル変換回路、１９・・・・・
・記録情報入力端子。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 濃淡を振幅で表示したアナログ画像信号をその振幅
   に対応する複数の閾値で弁別し各閾値に対応した複数の
   二値信号に変換するアナログ・デジタル変換回路と、上
   記複数の二値信号をそれぞれ入力とする縦続接続された
   複数系統のシフトレジスタ群と、該シフトレジスタ群か
   らの記録信号を各群毎に同期して引き出す選択スイッチ
   と、この選択スイッチによる選択出力が印加される複数
   個の記録子とを備え、上記各群のシフトレジスタはそれ
   ぞれ同一のクロックタイムでシフトされるとともに、上
   記各群のシフトレジスタのシフト停止時において上記選
   択スイッチを所定の保留時間をもって順次切換えるよう
   にしてなる多階調画像記録装置。