CN1286653C - 图像记录装置 - Google Patents

Abstract

提供一种墨水式的图像记录装置，通过在作为彩色图像记录装置用的图像记录装置使用的彩色墨水组的明度顺序，与作为单色图像记录装置用的图像记录装置使用的单色调墨水组的密度顺序之间建立一定的关系，就能够以低价的记录高品质单色调高灰度图像，还提供该图像记录装置的控制装置和一种记录装置。

Description

图像记录装置

技术领域

本发明涉及一种图像记录装置及其控制方法，并涉及一种记录装置。

背景技术

近年来，随着数字照相机等的普及，希望提供照片像质的打印机输出，努力采用密度淡的彩色墨水等，使在彩色打印时，像素不明显。因此，能够打印照片般的高质彩色图像的打印机被广泛采用。

可是，在使用X射线照片、CT·MRI图像等的医疗领域和所谓艺术摄影的领域中，依然多采用单色调的图像。

其理由在于，由于人眼的密度分解能力高，所以可用人眼识别的信息量，单色调图像比彩色图像要多。

而且可知，与采用反射式的记录介质相比，采用穿透式的记录介质时，可由人眼识别的密度分解能力更高。一般，人眼对彩色图像的密度分解能力为8比特，而对单色调穿透图像据说可以达到10至11比特。

并且，通过将X射线照片和CT·MRI图像记录在穿透式的记录介质上，作为医疗用图像提供，医生在人眼的密度分解能力限度内通过读取图像，得到诊断结果。

然而，主要用于医疗领域的单色调高灰度图像专用的记录装置是十分昂贵的装置。

也有价格比较便宜、并且能够记录单色调图像的照片像质的彩色图像记录用的记录装置，但是与单色调图像专用的记录装置相比，这种记录装置存在灰度表现差的缺点。

作为这样的记录装置的一例，有升华式热转印方式的装置。该装置准备Y、M、C或者R、G、B的三种墨水色带(染料)，使墨水色带与被记录介质重叠，通过在热头上进行部分加热，使墨水色带的染料转印在介质上，形成图像。通过对三种墨水色带反复进行三遍相同的处理，就能够形成彩色图像。对于以这种方式记录单色调，将三种墨水全部均等重叠即可。

可是，在该方式中，由于将三种彩色重叠来表现单色调，所以很难表现出无色泽、中立的单色。另外，特别是对于穿透介质，无法表现出足够的单色密度(例如0D3)。

另一个方法是喷墨方式。这种情况，是准备好Y、M、C或者R、G、B的三种墨水，通过重叠三色能够表现出彩色图像。这种情况下，如果要表现单色调，可以将三色均等重叠来表现。然而，这种情况与升华式热转印方式一样，由于是三色重叠，所以很难表现出无色泽、中立的单色调。另外，特别是对于穿透介质，为了表现出足够的单色密度(例如0D3)，必须使墨水以相同的像素进行重叠，由于介质的墨水吸收容量有限，所以无法表现出足够的单色调密度。即，为了在图像上体现梯度，或为了增大密度，对同一像素重复施加墨水，而由于被记录介质的墨水吸收量有限，所以如果超过该界限地重叠，则墨水溢出，图像就洇了。

上述任何方式由于使用彩色墨水，都很难表现单色调，生成一些色泽。

并且，淡密度部分变成抖动明显的粗像质。

发明内容

本发明是鉴于上述课题而完成的，其目的在于，提供一种廉价的、可记录高品质的单色调高灰度图像的图像记录装置及其控制方法和一种记录装置。

为实现上述目的，根据本发明提供一种图像记录装置，包括：可排出三种或以上的墨水的记录喷嘴组；使该记录喷嘴组与记录介质相对移动的驱动装置；将输入图像的信息作为三种或以上的图像亮度信号输入的图像亮度信号输入装置；根据用该图像亮度信号输入装置输入的图像亮度信号，分类为与各墨水相对应的图像密度信号的密度分类装置；以及基于与该密度分类装置分类的各墨水对应的图像密度信号，通过使三种或以上的墨水从上述记录喷嘴组中排出，而使图像记录在上述记录介质上的记录和控制装置；其中，关于上述至少三种的墨水，使该图像记录装置作为单色调打印机使用时的单色调墨水组的各单色调墨水的密度从高到低的排列顺序，对应于该图像记录装置作为彩色打印机使用时的彩色墨水组的各彩色墨水的明度从低到高的排列顺序。

此外，为实现上述目的，还提供一种图像记录装置，其特征在于，包括：可排出三种或以上的墨水的记录喷嘴组；使该记录喷嘴组与记录介质相对移动的驱动装置；将输入图像的信息作为三种或以上的图像亮度信号输入的图像亮度信号输入装置；根据用该图像亮度信号输入装置输入的图像亮度信号，分类为与各墨水相对应的图像密度信号的密度分类装置；以及基于与该密度分类装置分类的各墨水对应的图像密度信号，通过使三种或以上的墨水从上述记录喷嘴组中排出，而使图像记录在上述记录介质上的记录和控制装置；其中，在上述密度分类装置中，当上述输入图像是彩色的时，对单色墨水组，进行与作为彩色打印机使用时的彩色墨水组的各墨水相对应的图像密度信号的分类，当上述输入图像是单色的时，进行与作为单色打印机使用时的单色调墨水组的各墨水相对应的图像密度信号的分类。

从结合附图所进行的如下描述，本发明的其他目的、特征和优点将更加明显。在附图中，相同的标号表示相同或相似的部件。

附图说明

构成申请文件一部分的附图说明了本发明的实施例，并且与说明书一起用来解释本发明的原理。

图1是表示本实施例的喷墨记录装置的主要部分的透视图。

图2是从图1的箭头A观看的侧面图。

图3是图1的部分的详细图。

图4是图1的部分的详细图。

图5是本实施例的喷墨记录装置的控制方框图。

图6是单色调图像处理单元的方框图。

图7是表示图8所示的图像信号处理电路的一例的方框图。

图8是彩色图像处理单元的方框图。

具体实施方式

<第1实施例>

下面，参照附图详细说明本发明的优选实施例。

[机械结构]

图1是表示本发明实施例的喷墨记录装置的主要部分(记录部)的透视图，图2是沿图1的箭头A看的侧面图，图3、图4A及图4B是图1的记录头部分的详细图。

在图1和图2中，标号501是记录图像的纸片，标号502与503、504与505分别成对，是将纸片沿X方向输送的辊。辊505在其长轴方向按预定间隔设置有多个扩径部506，扩径部506与纸片相接触。标号507是电机，标号508是安装在电机轴上的传动轮，标号509、510是安装在辊502、504的一端上的传动轮，辊502、504通过传送带511，与传动轮508相连接，通过电机507的旋转带动辊502、504旋转。另外，辊503、505的每一个通过没有图示的推动装置，沿辊502、504的加压方向推动，用各辊夹着纸片沿X方向输送。

标号512是安装了多个头513a-513f的托架，如图4A所示，各头中，在面向纸片表面的位置设置有多个喷嘴。标号516、517是可滑动支撑托架的轴，采用如下结构：轴516贯穿于设置在托架上的孔518，另外，托架512上延伸设置的突起部519搭在轴517上。

通过以上结构，设置头513的喷嘴的面是以预定间隔d面向纸片配置的。标号520是一部分固定在托架512上的传送带，连接在安装于电机521的驱动轴上的传动轮522和旋转安装于固定轴523上的传动轮524之间。

通过以上结构，随电机521的旋转，托架可沿Y方向往复移动，可在纸片的Y方向全区域、托架的待机位置512a及与待机位置512关于纸片相对称的位置之间移动。另外，在纸片上方移动时，喷嘴面与纸片的间隔d被设置成保持一定。标号526a-526f是装有墨水的墨盒，安装在头513a-513f上，为头提供墨水。头盒526在头513上可自由装卸，如果墨盒里的墨水用完了，可取下头盒526并安装新的头盒来补充墨水。

在本实施例中，墨盒准备了6种。其清单如下，对于一个利用该盒的彩色打印机，墨盒中的彩色墨水以所述的顺序，即从墨盒526a开始，按黄色墨水、品红色墨水、青色墨水、淡品红色墨水、淡青色墨水、黑色墨水的顺序构成。这些墨水的明度在本实施例中，按顺序分别为95、52、62、12、90、92。本实施例中使用的单色调墨水按密度高的顺序为100％、50％、25％、13％、6％、3％的6种。将这些密度不同的单色调墨水从彩色墨水的明度低的一方开始按顺序排列构成。

在本实施例中墨水的顺序如表1所示。

[表1]

墨盒	彩色墨水	彩色墨水明度	明度顺序	单色调墨水密度	密度顺序
						526a	黄色	95	1	3％	1
526b	品红色	52	5	50％	5
						526c	青色	62	4	25％	4
526d	淡品红色	90	3	13％	3
						526e	淡青色	92	2	6％	2
526f	黑色	12	6	100％	6

[表2]

526a	5％
		526b	48％
526c	38％
		526d	9％
526e	8％
		526f	88％

另外，根据用途，通过改变墨水组的色调，在维持高灰度的品质的同时可改变成深棕色调等色调。

例如，对于采用中性的单色图像的墨水组的情况，墨盒526f可以有黑色墨水，墨盒526a-526e分别具有按表2的比率那样的密度不同的灰色墨水。

标号525是设置在辊502和504间的纸片引导器，通过没有图示的吸引装置，从设置在与纸片接触的面上的多个小孔，通过空气向图2的下方吸引纸片，通过该吸引力，纸片紧密附着在纸片引导器上，据此防止纸片的上浮。如果纸片上浮，就不能保持固定间隔d，另外，还可能发生纸片和头相接触的情况。标号515是从喷嘴向纸片上排出墨水时，在纸片上形成的点。

另外，在本例中，对各种颜色分别用不同的头来构成该盒，但也可以将多种颜色或密度的头构成一体，将一个头中分成多个喷嘴组，对各喷嘴组分别分配密度。

[电路结构]

图5及图8是用于本实施例的喷墨式记录装置的各种控制的控制电路的方框图。

如图5所示，标号1是扫描仪等图像输入单元，通过外部机器或网络输入图像数据。

输入的图像数据作为彩色图像被色分解为黄色、品红色、青色，或者红色、绿色、蓝色的三色，对每一像素的各个色彩取得密度数据。另外，输入单元中还包含CT和MR那样的形式。

标号2是具有指示各种参数的设定及打印开始的键的操作单元，标号3是根据存储介质中的各种程序，控制本记录装置整体的CPU。

标号4是存储有用于根据控制程序和错误处理程序，使本记录装置进行操作的程序的存储介质。本实施例的操作完全是根据该程序进行的操作。作为存储该程序的存储介质4，可以使用ROM、FD、CD-ROM、HD、存储卡、光磁盘等。

标号5是作为存储介质4中的各种程序的工作区、错误处理时的临时存储区及图像处理时的工作区来使用的RAM。另外，RAM5在将存储介质4中的各种表复制后，可以改变该表的内容，参照该改变后的表进行图像处理。

标号6表示一个图像处理单元，其用喷墨基于输入图像形成排出图案，以便在喷墨打印机中取得高灰度。

标号7是基于记录时由图像处理单元生成的排出图案，形成点图像的打印机，含有图1所示的记录单元。标号8是传送本装置内的地址信号、数据、控制信号等的总线。

[图像处理单元]

下面，参照图8说明图像处理单元6。

输入的图像如果是彩色图像，则与通用的喷墨式彩色打印机的彩色打印的图像处理过程相同即可。

记录彩色图像的算法记述在例如日本特开平6-226998号中。

在图8的存储介质4中，标号4a是在后述的输入输出伽玛变换电路的处理中用于参照的输入输出伽玛变换表，标号4b是在后述的色彩校正(掩蔽)电路的处理中用于参照的掩蔽系数，标号4c是在后述的黑色生成及UCR电路的处理中用于参照的黑色生成及UCR表，标号4d是在后述的密度分类(墨水类型分配处理)电路的处理中用于参照的密度分类表，标号4e分别表示存储有上述各种程序的程序组。这些被使用在对彩色输入的图像处理中。

图7是表示构成本实施例的图像信号处理单元6的电路的一例的方框图。

从主装置等输送来的红色、绿色、蓝色各自的图像亮度信号R、G、B输入到输入伽玛校正+亮度和密度变换电路11中，在这里变换成黄色、品红色、青色各自的图像密度信号21Y、21M、21C。这些信号在色彩校正(掩蔽)电路12、黑色生成·UCR(除去底色)电路13中实施色处理，变换成黄色、品红色、青色、黑色的新的图像密度信号23Y、23M、23C、23K。

这些图像密度信号用输出伽玛校正电路14进行伽玛校正。

这时的输出伽玛校正值与使用彩色墨水的情况不同，彩色墨水的亮度比和单色调墨水的密度比的偏差在这里被校正。预先调整伽玛校正值使得灰色标度等的测试输出成线性。

伽玛校正后，用密度分类(墨水类型分配处理)电路15，分类成与黄色、品红色、青色、黑色的各墨水相对应的图像密度信号25Yk、25Mk、25Ck、25Kk以及与染料密度低的淡青色、淡品红色的各墨水相对应的图像密度信号25Mu、25Cu。

图像密度信号25Yk、25Mk、25Ck、25Mu、25Cu、25Kk这些分别被分离的各图像密度信号用二进制电路6，进行2值化处理。在打印机单元7中，将该2值数据作为各记录头的排出信号，根据信号值，通过对应的单色调墨水排出口，从各记录头中排出墨水，记录单色调图像。

另一方面，对于输入单元是CT或MR等形式的情况，输入图像一般是单色图像。对于输入图像是单色图像的情况，通过与上述彩色打印机不同的下面的算法进行记录。

在图5的存储介质4中，标号4f是在伽玛变换处理中用于参照的伽玛校正变换表，标号4g是在后述的墨水分类分配处理中用于参照的墨水分配表(墨水种类组合表)，标号4h分别表示存储有各种程序的程序组。这些都使用在对单色输入的图像处理中。

参照图6说明单色图像处理单元6。

伽玛校正处理31用伽玛校正变换表4f，将用图像输入单元1输入的图像信号CV变换成表示单色图像密度的信号CD，保存在RAM5的图像处理工作区的页存储区域中。

在关注像素选择32中，选择页存储区域内的将要进行处理的一个像素，取得密度数据CD。

在墨水分配处理33中，以关注像素的CD值为基础，参照墨水分配表4g，选择与关注像素的密度CD表现相近的密度的墨水组合。在密度误差计算35中，计算出用墨水分配处理33中选择的墨水的组合所能够表现的密度与关注像素的CD值的差量。基于该组合，还确定各密度的头的排出或不排出的2值信号d1、d2、d3、…

在误差扩散处理36中，将上述差量用预定方法分配到尚未进行墨水分配处理33的周围的像素中，对该关注像素的CD值进行加或减运算。

通过进行上述处理，该关注像素的处理就完成了。

能够进行在通常的彩色打印机中无法表现的高品质的照片像质单色调图像的记录。

进行记录时，在图2中，通过没有图示的装置，将纸片501从图的左边送入辊502和503之间。接着，通过电机507，纸片按预定距离间断地沿X方向输送。纸片停止时，电机521旋转，使托架沿Y方向以一定的速度移动。托架上的头在通过纸片上方时，通过图5、图6的控制电路发送出对应于图像信号的喷嘴排出指令信号，根据此信号从喷嘴中有选择地排出液滴。头通过纸片上方，处于没有与纸片表面相对的位置时，电机507将纸片按预定距离向X方向移动，并停止，在这里电机507再次使纸片以预定速度移动，同样使液滴有选择地排出。下面通过反复执行此操作，最终将所希望的图像记录在纸片上。记录完成后的纸片用辊504和506向图2的左边输送，接着用无图示的输送装置从图2的左边送出。

关于这样的用三种或以上的黑色浓淡墨水进行高灰度记录的算法，记述在例如日本特愿平9-78423号和特开平11-320924等中。

如上所述，根据输入图像改变记录算法进行记录。

如上所述，在本发明中，通过使单色调墨水组的密度结构顺序与彩色墨水的明度结构顺序相一致，即使按原样使用将图像处理进行彩色打印的算法，也可以输出与其相应的单色图像。

另外，通过使单色调墨水组的密度结构采用与彩色墨水的明度结构成比例的结构，可提供一种能够记录高品质的单色调高灰度图像的图像记录装置及其控制装置和一种记录装置。

因为这些可以原样沿用通用照片像质彩色打印机的图像处理LSI等的打印技术，故能作为廉价、高速的单色图像记录装置来使用，可以提供廉价的医疗用参照图像打印机。另一方面，需要更高品质的单色图像、特别是医疗用诊断图像那样的高灰度输出时，可以采用选择打印机驱动器等或者对从DICOM来的打印要求自动选择等方法来实施单色专用的图像处理，通过这些方法可输出高灰度单色图像。这样，就可提供与参照用途和诊断用途任何一种都能对应的单色打印机了。

另外，通过更换墨水组，可以提高通用性，即，根据用途适当地获得高灰度单色像质和高灰度色调单色调像质，或彩色照片像质的图像。

本发明不限于上述实施例，在本发明的精神和范围内能够进行多种改变和变更。因此，为了将本发明的范围告知予公众，附上如下权利要求书。

Claims (6)

1.一种图像记录装置，其特征在于，包括：

可排出至少三种墨水的记录喷嘴组；

使该记录喷嘴组与记录介质相对移动的驱动装置；

将输入图像的信息作为至少三种图像亮度信号输入的图像亮度信号输入装置；

将由该图像亮度信号输入装置输入的图像亮度信号，分类为与各墨水相对应的图像密度信号的密度分类装置；以及

基于与该密度分类装置分类的各墨水对应的图像密度信号，通过使至少三种的墨水从上述记录喷嘴组中排出，而使图像记录在上述记录介质上的记录和控制装置，

其中，关于上述至少三种的墨水，使该图像记录装置作为单色调打印机使用时的单色调墨水组的各单色调墨水的密度从高到低的排列顺序，对应于该图像记录装置作为彩色打印机使用时的彩色墨水组的各彩色墨水的明度从低到高的排列顺序。

2.根据权利要求1所述的图像记录装置，其特征在于：

上述墨水组以装有墨水的墨盒的形式构成，是可拆卸的。

3.根据权利要求1所述的图像记录装置，其特征在于：

上述图像记录装置是用于记录医疗用图像的装置。

4.一种图像记录装置，其特征在于，包括：

可排出三种或以上的墨水的记录喷嘴组；

使该记录喷嘴组与记录介质相对移动的驱动装置；

将输入图像的信息作为三种或以上的图像亮度信号输入的图像亮度信号输入装置；

将由该图像亮度信号输入装置输入的图像亮度信号，分类为与各墨水相对应的图像密度信号的密度分类装置；以及

基于与该密度分类装置分类的各墨水对应的图像密度信号，通过使三种或以上的墨水从上述记录喷嘴组中排出，而使图像记录在上述记录介质上的记录和控制装置，

其中，在上述密度分类装置中，当上述输入图像是彩色的时，对单色墨水组，进行与作为彩色打印机使用时的彩色墨水组的各墨水相对应的图像密度信号的分类，当上述输入图像是单色的时，进行与作为单色打印机使用时的单色调墨水组的各墨水相对应的图像密度信号的分类。

5.根据权利要求4所述的图像记录装置，其特征在于：

上述墨水组以装有墨水的墨盒的形式构成，是可拆卸的。

6.根据权利要求4所述的图像记录装置，其特征在于：

上述图像记录装置是用于记录医疗用图像的装置。

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