ファクシミリ
感熱記録紙は熱により黒色を発色する。FAXの場合は8個/mmの間隔で横一線に並べた発熱体(サーマルヘッド)を記録紙に密着させて画像を得る。多くの普及型FAXで採用されている。構造が簡単でコストが安いが、記録紙が長期保存により退色する短所がある。
感光ドラムを「帯電」させ、レーザーで照射すると、照射された箇所の電荷が放電して電荷像(潜像)を作る。帯電させた黒色の微細な粉末(トナー)を感光ドラムに近づけると電荷のない部分にのみトナーが付着する(「現像」)。感光ドラムに用紙を押しつけて、トナーを用紙に「転写」する。ドラムを通過した用紙に強いフラッシュ光を当てトナーを用紙に溶着させて「定着」をする。印字品質が良く印刷速度が速いが、複雑な構造で、コストが高い。現在ではレーザー・プリンタで使用されている。
普通紙の上にフィルム状の熱転写リボンを重ねて発熱体(サーマルヘッド)に接触させると、熱が加わった箇所にリボンの色(FAXの場合は黒)が転写される。初期のFAXはロール紙が使用されていたが、最近ではA4またはB4サイズのカット紙が使用されている。
1ラインごとに画像データを処理してデータを圧縮する符号化方式である。一般の文書の画素データ(pel)は黒または白の連続が多いことを利用したデータの圧縮方法である。黒(または白)画素の連続した数(ランレングスという)をコードに変換して送信し、受信側で元の画素に復元する。出現頻度の高いランレングスから順番に短いコードに変換して、画像データを符号化することにより、送信データを短く(圧縮)することができ、送信時間を短縮することができる。FAXでは従来の1/6になりA4原稿を約1分で電送できる。
1980年CCITTにおいて、G3規格の中でMH(Modified Huffman)符号化方式としてランレングスに対するコードが標準化され、「1次元符号化方式」として制定された。
文字や簡単な図形が中心の原稿は、画像データの上の行と下の行はほとんど同じで、変化は少ない。この性質を利用してデータ量の大幅な圧縮を図ったのがRAC(Relative Address Coding)である。RACは下の画像データを一段上のデータ(参照ライン)と比較して、変化している箇所を検出し、その位置を符号化してデータ圧縮をする方式である。
参照ラインのデータが圧縮なしの場合にMR(Modified Read)方式、参照ラインのデータがMH方式(上記「1次元符号化方式」)で圧縮されている場合はMMR(Modified Modified Read)方式という。1980年CCITTによるG3規格の中では上記「1次元符号化方式」のオプションとして「2次元符号化方式」として制定された。
1次元符号化方式(MH)は“白"と“黒"の2種の変化であるが、この方式は二ラインの“白・白"、“白・黒"、“黒・白"、“黒・黒"の4つの組み合わせがある。この組み合わせの変化とランレングスのデータを送信する。「2走査線一括ランレングス符号化方式」とも呼ばれている。
ファクシミリのG3規格には「標準モード」とオプションとして「ファインモード」がある。標準モードでは装置の縦方向(副走査)はmm当たり3.85ライン、ファインモードで7.7ラインであり解像度が良い。しかし、ファインモードはデータ量が2倍で、伝送時間が2倍長くなるという短所がある。ALDC(Adaptive Line Dencity Control)は、複雑な図や細かい文字かどうかを送信データのランレングスで判定してファインモードと標準モードに自動的に切り替える機能である。
FAXの送信データを蓄積交換装置に送ってメモリーし、後宛先FAXに送信する。1979年に商品化された蓄積交換装置は現在のFAXへ継承されている下記のように多数の機能を実現している。
複数のFAXをグループ化して、一つの電話番号で送信し、空いているFAXで受信できる
宛先のFAXが障害等で受信できない場合、予め設定されている他のFAXへ送信、又はメモリーに一時蓄積する
送信が完了した文書に送信済みスタンプを、受信した文書に受信時間等を印字する
上記の機能は1982年にはフロッピー・ディスク内蔵のファクシミリに受け継がれ、1986年にはRAMを画像メモリーとしたファクシミリ引き継がれた。
受信側のFAXから要求して送信側FAXのデータを送信させる機能である。受信側FAXのキー操作により、登録されたFAXに接続し、文書等を送信させて受信する。電話料金が安価になる遠距離・夜間等の通信に利用された。1980年に実用化された。その後、1984年以降では、メモリーを内蔵するFAXが商品化され、同報装置無しでこの機能を実現した。
FAXの画像データをメモリに蓄積し、宛先のFAXのメモリに高速で伝送する。1982年に世界で初めてフロッピーディスク内蔵のFAXが商品化され、A4サイズを世界最高速の9秒で電送(G3規格は1分)した。この方式を「スーパー伝送」と呼んだ。電話回線を利用してのファイル転送の先駆けとなった。
同報先の1台のFAXにデータを送信し、そのFAXから近隣のFAXに同報する。国際回線や東京・大阪間等の遠隔地の多数のFAXに同報する場合に効率が良く、低コストで伝送できるシステムである。1982年に商品化された。
FAXの画像データを圧縮して送信する際、途中の通信回線でノイズやひずみ等でデータが間違った場合、受信した画像が大きく乱れる。この対策として、受信データの間違いを修正する方法がECMである。FAXの画像データを分割して、その一つ一つの後に数ビットの補正データを附加して送信する。受信側では受信した画像データと補正データを照合して、正しく受信した場合はそのまま、エラーを起こしたデータに対しては補正データにより修正して印刷する。1987年(昭和62年)にCCITTがG3規格のオプションとして採用した。
電話回線経由の電気信号にはノイズや歪みがあり、送信したデータが正しく伝わらないことがある。FAXの画像データを送信した場合、データにエラーがあると画像が乱れ、ひどい場合には文字が読み取れない場合がある。高速伝送は送信時間を短縮できるがノイズや歪みの影響を受けやすい。低速での伝送は比較的にノイズや歪みの影響が少ない。モデムは伝送速度の切り替え機能があるが、当初は自動切り替えの機能を持っていなかった。モデムフォールバックは受信側で電話回線の状況を計測し(SQD : Signal Quality Detection)、品質が良くない場合には伝送速度を下げて品質を確保する機能である。この手法(フォールバック)は現在でもADSL等で採用されている。ステップアップはこの逆で、品質が良い場合に伝送速度を上げる方式である。
FAXは読取部、記録部、シーケンス制御部、データ圧縮・復元部、伝送制御部、モデム部で構成されている。自己診断プログラムにより各ユニットの機能の自動チェック、パターン発生器によるテスト、折り返し伝送テストができ、操作パネルにその結果を表示する。1979年に商品化されたFAXに採用された。
スキャナで読み込んだB4やA3サイズの原稿のデータを、宛先のFAXの記録紙のサイズに合わせて(A3→A4・B4、B4→A4)データ変換して送信する。
誤接続の防止をするために送信側のFAXに宛先FAXの電話番号を表示する。
自動受信待機時は主電源をOFFにし、受信の時点で自動的にONにすることで、大幅な省電力化が図られる。
(送信側は)精細度や原稿の濃さを設定し相手先電話番号を入力する。業務用の複合機ではここで用紙を1枚ずつ送り込んで、イメージ情報として読み取られ、一度内部のメモリに記憶される。
(送信側は)交換機へダイヤル信号を送出し、相手のFAXに発信する。
受信側が応答しなかったり、話中の場合は、一定時間経過後にリダイヤルする。
送信側から受信側へ、CNG信号(CalliNG。0.5秒間の1,100Hzのトーンと3秒間の無音の繰り返し。「ポー」「ポー」(繰り返し)と聞こえ、多くの機材では回線接続前から発している)を送出する。
回線接続後、受信側では送信側からのCNG信号を検出し、必要に応じて電話/FAX切替器を動作させてFAX装置を起動。CED信号(受信側から送られる「ピー」と聞こえる2,100Hzの連続音。FAX専用の電話回線に接続されている場合、CNGの有無にかかわらずCED信号を出す装置も少なくない)を発して応答する。
その後、送信側・受信側で互いに実装されている能力情報の受け渡しを行い利用可能な最大能力での通信速度・画像データの符号化・符号訂正方式などを決定、トレーニングによりモデムの調整を行う。
方式にあわせた画像信号形式で送信側からデータを送信する。家庭用など小型の機器はここで読み込みを開始し、同時にデータを送信する。
受信側のFAXからの受信完了信号を確認しながら送信側はデータを次々送信する。エラーの場合は、再送信を行う(送信側の設定で再送信せずに終了させることもできる)。
送信終了または、相手から一定時間応答無い場合、回線を切断する。
受信側では記録紙に印刷を行う(家庭用のように受信と同時に印刷する機種もあれば、業務用のように受信を完了した時点で印刷を開始する機種もある)。記録紙が切れた場合には内蔵メモリである程度まで受信(代行受信)を行う(対応機種のみ。代行受信できない機種の場合は異常終了として通信を切断する)。また、受信中は内蔵メモリで記録しておき、他のFAXやパソコンなどへの転送、ディスプレイでの確認を行った上で、必要なものだけ印刷することが可能なものもある。
送信側では、正常終了または異常終了のメッセージが出力される。
陸上用では、2011年現在は、家庭用・業務用とも、一般の電話回線やIP電話を利用したG3 FAXがほとんどである。同一メーカー同士の通信の場合には、メーカー独自の手法でデータを圧縮して通信時間の短縮を行っていることが多い。
その他に、パーソナルコンピュータやサーバのFAXソフトウェアの発売企業や、InternetFAXとオンラインストレージとを組み合わせたASPがある。ASPは、InternetFAX#蓄積交換方式を
テレメール(通信装置) : 日本電気が1970年代後半に販売していた装置。送信機にセットされた紙にボールペンで字を書くと、離れた場所にある受信機のX-Yプロッタがリアルタイムで書いたとおりにプロットした。
設置時にFAX本体の設定をダイヤル回線かプッシュホン回線かISDNの何れか契約している回線に正しく設定しなければ正常な送受信が出来ない。また、ADSL等を使用している場合、干渉を避けるため、間にフィルタを取り付ける必要がある。収容される隣接する回線がADSLを使用している場合、影響を受ける場合がある。