JP2013215962A - 階調補正装置および印刷システム - Google Patents

Abstract

【課題】別途の基準マークを配置せずにコントロールストリップ内の各パッチを精度よく読み取って階調補正データを生成可能な階調補正装置を提供する。
【解決手段】複数のパッチを直線状に配列したコントロールストリップ６０は、その長手方向の両端に白または淡色のパッチ６１を有し、かつこれら両端のパッチ６１の周縁に枠線を描く。この枠線は直交する２直線（細線ａと直交細線ｂ）を含み、その交点として基準点を規定する機能を果たす。読み取り画像上で２直線を検出して基準点の位置を特定し、該基準点の位置から読み取り画像上でのコントロールストリップ内の各パッチの位置を特定して、各パッチの濃度データを取得して階調補正データを生成する。
【選択図】図４

Description

本発明は、複数のパッチを直線状に配列したコントロールストリップを用紙の端部に印刷させ、これを読み取って得た濃度データから階調補正データを作成する階調補正装置およびこれを含む印刷システムに関する。

印刷システムにおいては、同一の印刷データに対して常に同一の印刷結果が得られるような安定した階調再現性が求められる。特に高速大量印刷を行う印刷システムではその要請が強い。

電子写真プロセスをはじめとして一般的な印刷システムでは、環境条件、連続プリントによる経時変化、機器の個体差などによって出力特性が変化するため、それらの出力結果を測定し、その結果を階調補正にフィードバックすることで出力特性を一定化することが一般に行われる。

高速大量印刷を行う印刷システムでは、処理能力を維持するためテストチャートを本来の印刷物とは別に印刷することは好ましくない。そのため、印刷物の裁断領域外の空き部分にコントロールストリップを印刷し、それを読み取ることできめ細やかな階調補正を行う、といったことが行われる。

用紙上のコントロールストリップ内の各パッチ位置は、たとえば、コントロールストリップの近傍に十字型などの基準マークを印刷し、この基準マークからの相対位置によって検出される（特許文献１参照。）。

特開２００３−１０３７６２号公報

裁断領域外の空き部分には、裁断位置の目印となるトンボが配置されることが多く、また階調補正以外の何らかの補正を目的とする別のテストチャートが印刷される場合もあるので、コントロールストリップに割り当て可能な領域の面積が制限される。

一方、印刷物の粒状性や印刷の安定性（パッチ内でのムラ）などから１パッチ当たりの面積が広く、また、１つのコントロールストリップの構成については階調ステップがきめ細かく、１次色だけでなく２次色、３次色を含めたより多色系でのコントロールストリップの配置が求められており、この要求に対応するには、コントロールストリップに対して多くの用紙面積が必要になる。

このため、特許文献１に開示されるように、各コントロールストリップの近傍に別途、基準マークを配置する方法では、基準マークの配置スペースが余計に必要になり、コントロールストリップに割り当て可能な面積が減ってしまう。

また、コントロールストリップの用紙への印刷時や印刷されたコントロールストリップの読み取り時における用紙の固定や搬送における不完全性から、本来意図したコントロールストリップに対して、位置ずれしたり、傾斜したり、伸縮したり、歪んだりするといった事態が生じ得る。そのため、基準マークの位置からコントロールストリップの各パッチの位置を高い精度で推定するには、基準マークをきめ細かく配置しなければならない。ところが、基準マークを多く配置すればするほど、コントロールストリップの配置に余裕がなくなるので、配置可能なコントロールストリップの種類が減って階調補正を高精度で行うことができなくなってしまう。

また、印刷時の解像度と読み取り時の解像度との関係が一定でないケースや、システムの都合から、コントロールストリップの詳細な配置位置情報や印刷時・読み取り時の解像度情報などを得られない、あるいは不明な場合もあり、さらには、読み取り画像以外の情報が何もないということも想定される。

しかし、基準マークから所定の相対位置にパッチが存在すると推定してパッチを読み取る方法の場合、基準マークとコントロールストリップを構成するパッチとの位置関係を表す情報や、解像度情報などが必要になるため、これらの情報を入手できないシステムでは、この方法でパッチの位置を特定することはできない。

本発明は、上記の問題を解決しようとするものであり、別途の基準マークを配置せずにコントロールストリップ内の各パッチを精度よく読み取って階調補正データを生成することのできる階調補正装置および印刷システムを提供することを目的としている。

かかる目的を達成するための本発明の要旨とするところは、次の各項の発明に存する。

［１］濃度の異なる複数のパッチを直線状に配列したコントロールストリップを用紙の端部に配置した画像を印刷装置に印刷させ、この用紙を読み取り装置に読み取らせ、該読み取りで得た読み取り画像を解析して前記コントロールストリップの各パッチの濃度データを取得し、この濃度データから求めた前記印刷装置で使用する階調補正データを作成する階調補正装置であって、
前記コントロールストリップは、長手方向の両端に白または淡色のパッチを配置してあり、かつこれらのパッチの周縁のうち隣接するパッチとの境界以外の部分の少なくも一部に描いた細線を含む２直線によって規定される少なくとも１つの基準点を当該コントロールストリップの長手方向の両端部にそれぞれ有し、
前記読み取り画像上で前記コントロールストリップの両端部の前記基準点を検出し、該基準点の位置から前記読み取り画像上での前記コントロールストリップ内の各パッチの位置を特定して各パッチの濃度データを取得する
ことを特徴とする階調補正装置。

上記発明では、コントロールストリップの両端のパッチを白または淡色としその周縁に描いた細線を含む２直線によって、コントロールストリップの位置を読み取り画像上で検出するための基準点が規定される。このように、両端のパッチの周縁に描いた細線を含む２直線によって基準点を規定するので、基準点を定めるためのマークなどをコントロールストリップの近傍などに別途配置する必要がなく、用紙端部の余白の効率的な利用が図られる。なお、両端のパッチを白または淡色とすることでその周縁（枠部分）に細線を明確に描くことができる。また、コントロールストリップの長手方向の両端に基準点を配置したので、それらの間に配置された各パッチの位置を基準点の位置から的確に特定することができる。

［２］前記細線は、コントロールストリップの長手方向の端位置にあって前記長手方向に垂直方向の直線であり、
前記基準点は、前記細線と該細線に垂直な直交細線との交点もしくは少なくとも一方を延長した場合の交点として規定される
ことを特徴とする［１］に記載の階調補正装置。

上記発明では、細線は、端部のパッチの周縁のうち、コントロールストリップの長手方向の端位置の辺を成す部分に描かれ、該細線と直交細線とによって基準点は規定される。すなわち、基準点は、端部のパッチの周縁の中でも、コントロールストリップの長手方向の最も端の位置に規定される。

［３］前記基準点の検出方法は、
コントロールストリップの長手方向と垂直な幅方向の概略の端位置を求める第１ステップと、
前記第１ステップで求めた概略の端位置に対応する幅方向の範囲を解析してコントロールストリップの長手方向の端位置を特定する第２ステップと、
前記第２ステップで特定された長手方向の端位置の近傍を解析してコントロールストリップの幅方向の端位置を特定する第３ステップと、
前記特定した幅方向の端位置と前記長手方向の端位置とから定まる前記コントロールストリップの４隅の位置より前記基準点の位置を特定する第４ステップと、
を含む
ことを特徴とする［２］に記載の階調補正装置。

上記発明では、各ステップにて段階的に探索範囲を絞って基準点の位置を求めるので、解析量を減らしつつ、基準点の位置をより正確に特定することができる。

［４］前記第２ステップでは、
コントロールストリップの長手方向の一方の端位置近傍のエッジの位置を検出し、
前記検出したエッジの位置から最近接の前記細線の位置を検出し、
検出した前記エッジの位置と前記細線の位置との距離と前記コントロールストリップの設計情報とから該コントロールストリップの長手方向の他方の端位置を概略推定する
ことを特徴とする［３］に記載の階調補正装置。

上記発明では、たとえば、用紙の端部から用紙の内側方向へ探索して、最初のエッジ位置を検出する。このエッジは、コントロールストリップ端部のパッチと端部から２番目のパッチとの境界にあるエッジである。次に、このエッジに最近接の細線を検出する。この細線はコントロールストリップの長手方向の一端に描かれている細線になる。このような手順を踏むことで、コントロールストリップの端部の外側近傍に、たとえば、裁断用のトンボなどが描かれていたとしても、これをコントロールストリップ端部の細線として誤認することが回避される。また、エッジと細線との距離が判明すれば、設計情報（たとえば、設計上のサイズ）と対比することで、読み取り画像上でのコントロールストリップの他方の端位置を特定することができる。

［５］コントロールストリップを構成する各パッチは同一サイズであり、
前記設計情報は、前記コントロールストリップを構成するパッチ数であり、前記距離と前記パッチ数とから前記他方の端位置を概略推定する
ことを特徴とする［４］に記載の階調補正装置。

上記発明では、エッジと細線との距離は１つのパッチのサイズに相当し、各パッチのサイズが同一なので、距離×パッチ数から他方の端位置を推定することができる。

［６］前記細線は、前記コントロールストリップの幅方向の画素の３分の１以上の画素を高濃度画素とする実線もしくは破線である
ことを特徴とする［２］乃至［５］のいずれか１項に記載の階調補正装置。

上記発明では、細線を、コントロールストリップの幅方向の画素の３分の１以上の画素を高濃度画素とする実線もしくは破線とすることで、細線の位置（たとえば、細線に対応する直線の式）をより正確に特定することができる。

［７］前記直交細線は、前記コントロールストリップの幅方向の端位置にある
ことを特徴とする［２］乃至［６］のいずれか１項に記載の階調補正装置。

上記発明では、パッチが矩形ならば、直交細線も端部のパッチの周縁に描かれることになる。

［８］前記細線と２つの前記直交細線とにより、コントロールストリップの端部のパッチの枠線を形成する
ことを特徴とする［２］乃至［７］のいずれか１項に記載の階調補正装置。

上記発明では、矩形のパッチの枠線が、基準点を規定する２直線として機能する。つまり、枠線の角が基準点となる。各端部は基準点を２つ規定するので、コントロールストリップの４隅に基準点が規定される。

［９］［１］乃至［８］のいずれか１項に記載の階調補正装置と、
前記階調補正装置が生成した階調補正データに基づいて印刷時の階調補正を行う印刷装置と、
用紙を光学的に読み取る読み取り装置と、
を備え、
前記階調補正装置は、前記コントロールストリップを用紙の端部に配置した画像を前記印刷装置に印刷させ、この用紙の読み取り画像を前記読み取り装置から取得する
ことを特徴とする印刷システム。

上記発明では、印刷装置、読み取り装置、階調補正装置を備えた印刷システムが構成される。

本発明に係る階調補正装置、印刷システムによれば、別途の基準マークを配置せずにコントロールストリップ内の各パッチを精度よく読み取って階調補正データを作成する、もしくは階調補正することができる。

本発明の実施の形態に係る階調補正装置としての機能を含む印刷システムの概略構成を示す説明図である。 本発明の実施の形態に係る階調補正装置としての機能を含む印刷システムの電気的概略構成を示すブロック図である。 端部にコントロールストリップの印刷された用紙の一例を示す正面図である。 コントロールストリップの一例を示す説明図である。 端部パッチの周縁に描いた細線を含む２直線の交点として基準点を規定する各種の態様を示す図である。 端部パッチの周縁に描いた細線を含む２直線の交点として基準点を規定する各種の態様を示す図である。 印刷システムが行う階調補正動作の全体の流れを示す流れ図である。 パッチデータ取得処理（図７のステップＳ１０３）を示す流れ図である。 幾何変換によって座標系に変換する様子を示す説明図である。 パッチ群概略位置推定処理（図８のステップＳ２０１）の詳細を示す流れ図である。 コントロールストリップの印刷された用紙を読み取り部にて読み取って得た読み取り画像の一例を示す図である。 解析手順（１）から（４）の概要を説明する図である。 解析手順（２）におけるコントロールストリップの幅方向の概略端位置の検出を説明する図である。 解析手順（１）から（３）で適応される立下りエッジ（白から黒方向へのエッジ）の検出手順を示す流れ図である。 立下りエッジ付近のプロファイルの一例を示す図である。 解析手順（１）から（３）で適応される立上りエッジ（黒から白方向へのエッジ）の検出手順を示す流れ図である。 立上りエッジ付近のプロファイルの一例を示す図である。 白地内での細線検出処理を示す流れ図である。 細線付近のプロファイルの一例を示す図である。 解析手順（３）の処理手順を示す流れ図である。 解析手順（３）による具体的な解析例の概要を示す図である。 基準点詳細位置推定処理の全体を示す流れ図である。 水平方向探索処理（図２２のステップＳ８０１）の詳細を示す流れ図である。 線分検出の具体例の概要を示す図である。 垂直方向探索処理（図２２のステップＳ８０２）の詳細を示す流れ図である。 交点座標算出処理（図２２のステップＳ８０３）の詳細を示す流れ図である。 ２直線の式とその交点座標との関係を示す図である。 射影変換を示す説明図である。 射影変換係数の演算式を示す図である。 読み取り座標系におけるパッチ領域内の測定範囲を示す図である。

以下、図面に基づき本発明の実施の形態を説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係る階調補正装置としての機能を含む印刷システム１０の概略を示す説明図である。印刷システム１０は、ネットワークなどを通じて入力された印刷データに基づくカラー画像を用紙上に印刷して出力する印刷機能、原稿を光学的に読み取って得た画像の複製を用紙上に印刷して出力するコピー機能などを果たす。なお、印刷システム１０は必ずしもカラー印刷を行う必要はなく、モノクロ印刷を行うシステムであってもよい。

印刷システム１０は、無端で環状に掛け渡された所定幅の中間転写ベルト１１と、この中間転写ベルト１１上に、それぞれ単一色のトナー像を形成するイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の色別の４つの像形成部１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋ、用紙を給紙する給紙部１３、給紙された用紙を搬送する搬送部１４、定着装置１５、印刷された用紙を光学的に読み取る読み取り部１８などを備えて構成される。

像形成部１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋは、使用されるトナーの色は異なるが互いに構造は同一である。像形成部１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋは、表面に静電潜像が形成される静電潜像担持体としての円筒状の感光体ドラム１６を有し、その周囲に帯電装置、現像装置、転写装置、クリーニング装置などを配置して備える。またレーザーダイオード、ポリゴンミラー、各種レンズおよびミラー等で構成されたレーザーユニット１７を備えている。

各像形成部１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋにおいて、感光体ドラム１６は図示省略の駆動部に駆動されて一定方向に回転し、帯電装置は感光体ドラム１６を一様に帯電させ、レーザーユニット１７は対応する色の画像データに応じてオン／オフされたレーザー光で感光体ドラム１６を走査することによって感光体ドラム１６の表面に静電潜像を形成する。現像装置は、感光体ドラム１６上の静電潜像をトナーによって顕像化する。感光体ドラム１６の表面に形成されたトナー像は、中間転写ベルト１１と接触する箇所で中間転写ベルト１１に転写される。クリーニング装置は、転写後に感光体ドラム１６の表面に残留するトナーをブレード等で擦って除去し回収する。

中間転写ベルト１１は複数のローラに掛け渡すようにして巻回されて図中の矢印Ａ方向に周回する。周回する過程で、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの順に各色の画像（トナー像）が像形成部１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋによって中間転写ベルト１１上に重ね合わせるように形成されてカラー画像が合成される。このカラー画像は、二次転写位置Ｄで中間転写ベルト１１から用紙に転写される。

給紙部１３は、印刷（画像形成）に供される用紙を収納する複数の給紙トレイ１３ａを有し、選択された給紙トレイ１３ａから用紙を１枚ずつ搬送部１４に向けて送り出す。搬送部１４は、給紙トレイ１３ａから繰り出された用紙を搬送し、二次転写位置Ｄおよび定着装置１５を通過させ、さらに読み取り部１８の読み取り位置を経て、排紙トレイに排出する機能を果たす。搬送部１４は、搬送経路を構成する搬送ローラやガイドのほか、搬送ローラを駆動するモータなどで構成される。

さらに印刷システム１０は、ユーザがセットした原稿を読み取るスキャナ部２１、ユーザの操作の受け付けや各種画面の表示などを行う操作パネル部２２などを備えている。

図２は、印刷システム１０の電気的概略構成を示すブロック図である。印刷システム１０は、当該印刷システム１０の動作を統括制御するＣＰＵ（Central Processing Unit）３１を備えている。ＣＰＵ３１にはバス３２を通じてＲＯＭ（Read Only Memory）３３、ＲＡＭ（Random Access Memory）３４、不揮発メモリ３５、ＨＤＤ（ハードディスク装置）３６、操作パネル部２２、スキャナ部２１、ネットワークＩ／Ｆ部３７、画像処理部３８、読み取り部１８、プリンタエンジン部４０などが接続される。

ＣＰＵ３１はＯＳ（Operating System）プログラムをベースとし、その上で、ミドルウェアやアプリケーションプログラムなどが実行される。ＲＯＭ３３には各種のプログラムが格納されており、これらのプログラムに従ってＣＰＵ３１が処理を実行することで階調補正に係る動作のほか印刷システム１０の各機能が実現される。

ＲＡＭ３４はＣＰＵ３１がプログラムを実行する際に各種のデータを一時的に格納するワークメモリや画像データを格納する画像メモリなどとして使用される。

不揮発メモリ３５は、電源がオフにされても記憶が保持できる書き換え可能なメモリ（フラッシュメモリ）である。不揮発メモリ３５には、装置固有の情報や各種の設定情報などが記憶される。

ＨＤＤ３６は、大容量の不揮発の記憶装置であり、印刷データや画像データ、後述するコントロールストリップを印刷するためのデータなどが記憶されている。

プリンタエンジン部４０は、用紙に画像を印刷（画像形成）する機能を果たす部分であり、図１に示した、中間転写ベルト１１、像形成部１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋ、給紙部１３、搬送部１４、定着装置１５などを備えて構成される。プリンタエンジン部４０はＣＰＵ３１からの制御に基づいて動作する。

読み取り部１８は、読み取り位置を通過する用紙に光を照射する光源と、その反射光を受けて用紙を幅方向に１ライン分読み取るラインイメージセンサなどで構成される。読み取り部１８は、搬送部１４によって搬送される用紙の幅方向（搬送方向に垂直方向）の１ライン分の画像の読み取り動作を繰り返し行うことで、搬送される用紙を２次元の画像として読み取る。読み取り部１８は搬送され得る用紙の最大幅より若干広い読み取り幅を備えている。読み取り部１８はＲ（レッド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ（ブルー）の３ｃｈデータを出力する。

操作パネル部２２は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ…Liquid Crystal Display）、および液晶ディスプレイの画面上に設けられてペンや指などで押下された座標位置を検出するタッチパネルのほかテンキーやスタートキーなどの操作スイッチなどで構成される。操作パネル部２２は、各種の操作画面、設定画面、装置状態画面を表示するほか、ユーザからジョブの投入や設定など各種の操作を受け付ける。

スキャナ部２１は、原稿を光学的に読み取って画像データを取得する機能を果たす。スキャナ部２１は、たとえば、原稿に光を照射する光源と、その反射光を受けて原稿を幅方向に１ライン分読み取るラインイメージセンサと、ライン単位の読取位置を原稿の長さ方向に順次移動させる移動手段と、原稿からの反射光をラインイメージセンサに導いて結像させるレンズやミラーなどからなる光学経路、ラインイメージセンサの出力するアナログ画像信号をデジタルの画像データに変換する変換部などを備えて構成される。また、スキャナ部２１は、原稿台にセットされた原稿束から原稿を１枚ずつ繰り出し、読取位置を経由して排紙位置へと搬送する自動原稿搬送装置を備えている。

ネットワークＩ／Ｆ部３７は、ＬＡＮ（Local Area Network）などのネットワークを通じて接続されている外部装置などと通信を行い、たとえば、外部装置から印刷データを受信する。

画像処理部３８は、画像の拡大縮小、回転などの処理のほか、印刷データをイメージデータに変換するラスタライズ処理、画像データの圧縮、伸張処理などを行う。また、プリンタエンジン部４０へ出力する印刷対象の画像データに対して階調補正データに基づく階調補正処理を施す。

印刷システム１０のＣＰＵ３１は、プリンタエンジン部４０に印刷を行わせる際に、濃度の異なる複数のパッチを直線状に配列したコントロールストリップを用紙の端部に印刷させ、この用紙を読み取り部１８で光学的に読み取らせ、該読み取りで得た読み取り画像を解析してコントロールストリップの各パッチの濃度データを取得し、この濃度データから階調補正データを生成する。そして、階調補正データに基づいて次回以降の印刷における階調補正を行う。

図３は、端部にコントロールストリップ６０の印刷された用紙５０の一例を示している。用紙５０の中央には、外部端末から印刷指示された印刷データに基づく画像などが印刷される有効領域５１があり、その外側（用紙の端部）は余白領域５２になっている。余白領域５２には、用紙の周縁に沿って複数のコントロールストリップ６０が印刷される。なお、余白領域５２にはコントロールストリップ６０のほか、裁断位置決め用のトンボなども印刷されるが図示省略する。

図４は、コントロールストリップ６０の一例を示している。コントロールストリップ６０は、濃度の異なる複数種類のパッチを直線状に隣接して配列した階調テスト用の画像である。ここでは、各パッチは正方形であって同一サイズである。コントロールストリップ６０の長手方向（パッチ配列方向）の両端のパッチは白もしくは淡色のパッチにされている。両端に配置されたパッチを端部パッチ６１と呼ぶものとする。

各端部パッチ６１の周縁には、コントロールストリップ６０の位置を特定するための少なくとも１つの基準点が規定されている。基準点は、端部パッチ６１の周縁に描いた細線を含む２直線の交点として規定される。この２直線は必ずしも交差しなくてもよく、いずれか一方もしくは双方の延長上で交点があればよい。また、２直線は、直交する関係になくてもよく、斜めに交差してもよい。この２直線は高濃度の画素で構成される。

図４のコントロールストリップ６０の場合、正方形の端部パッチ６１の周縁を一周する細い枠線が描かれており、この枠線の角（コントロールストリップ６０全体の４隅となる位置の角）が基準点に規定される。コントロールストリップ６０の長手方向の両端に位置してコントロールストリップ６０の長手方向に対して垂直方向（幅方向とする）の細線ａと、該細線ａに垂直な直交細線ｂとの交点として基準点が規定されている。図４の場合、端部パッチ６１の枠線のうち、コントロールストリップ６０の長手方向の端位置の辺は細線ａ、端部パッチ６１の枠線のうちコントロールストリップ６０の長手方向に沿った２つの辺は直交細線ｂとなっている。

図５、図６は、端部パッチ６１の周縁に描いた細線を含む２直線の交点として基準点を規定する場合の各種の態様を示している。図５、図６ではコントロールストリップ６０の一方の端部側のみ示してある。図５（ａ）は、図４と同一の方法で基準点を規定している。端部パッチの周縁を一周する細い枠線（細線ａおよび２つの直交細線ｂ）を描き、コントロールストリップの端となる角位置を基準点としている。枠線は実線である。

図５（ｂ）は、図５（ａ）に対して枠線（細線ａおよび２つの直交細線ｂ）を破線とした例を示している。なお、細線ａ、直交細線ｂはそれぞれ、端部パッチ６１の１辺の長さの３分の１以上が有効画素となるようにする。

図５（ｃ）は、コントロールストリップ６０の両端に１つずつ基準点を設ける例である。コントロールストリップ６０の長手方向の端に位置してコントロールストリップ６０の長手方向に垂直な細線ａと、この細線ａに直交する短い直交細線ｂとの交点として基準点を規定している。このような直交細線ｂを複数本として、基準点を複数規定してもよい。本例では、直交細線ｂは細線ａのほぼ中央で交差しているが、いずれか一方にシフトした位置でもよい。

図５（ｄ）もコントロールストリップ６０の両端に１つずつ基準点を設けた例である。図５（ｄ）の場合、枠線の角の１つを基準点の位置としている。細線ａと直交細線ｂはＬ字状に繋がっており、その角が基準点となっている。細線ａの他方の端にも直交細線ｂを設けて、基準点を２つにしてもよい。

図６（ａ）は、細線ａと直交細線ｂとが交差しない場合の例を示している。直交細線ｂの延長上で細線ａとの交点が基準点にされる。

図６（ｂ）は、細線ａの両端に接する位置に直交細線ｂがあり、かつ直交細線ｂが細線ａよりコントロールストリップ６０の長手方向の外方および内方にそれぞれ僅かに延びている場合を示している。

図６（ｃ）（ｄ）は、端部パッチ６１のコントロールストリップ６０の長手方向の長さが、他のパッチより短い場合の例を示している。端部パッチ６１は他のパッチより小さくされている。

次に、印刷システム１０が行う階調補正動作の流れを説明する。

図７は、印刷システム１０が行う階調補正動作の全体の流れを示している。印刷システム１０は、外部端末などから印刷指示された画像を印刷する際に、その画像を用紙の有効領域５１内（図３参照）に配置し、その周囲（用紙の端部近傍の所定位置）にコントロールストリップ６０を配置した画像をプリンタエンジン部４０にて用紙に印刷する（ステップＳ１０１）。この用紙が排紙トレイに向かって搬送される途中で読み取り部１８によって該用紙を光学的に読み取ってその画像データ（読み取り画像）を取得する（ステップＳ１０２）。

印刷した用紙が排紙トレイに向かう途中で読み取りを行うようにしたが、印刷後の用紙を、読み取り部１８の機能を果たす別体の読取装置で読み取り、その読み取り画像のデータを印刷システム１０に入力するように構成されてもよい。

次に、印刷システム１０のＣＰＵ３１は、読み取り画像を解析してコントロールストリップ６０の各パッチの位置を特定してそれぞれの濃度データを取得するパッチデータ取得処理を行う（ステップＳ１０３）。この処理の詳細は後述する。

次に、パッチデータ取得処理で取得した濃度データに基づいて階調補正データを作成して保存する（ステップＳ１０４）。階調補正データは、コントロールストリップ６０を構成する各パッチの本来の濃度と、パッチデータ取得処理で取得した各パッチの濃度データとから、印刷データの示す本来の濃度が印刷時に再現されるようにプリンタエンジン部４０に与える画像データを補正するための階調補正データを作成する。印刷システム１０は、以降の印刷において、この階調補正データで階調補正を行って印刷を実行する。

図８は、パッチデータ取得処理（図７のステップＳ１０３）の流れを示している。ＣＰＵ３１は、読み取り画像を解析して、まず、用紙の端部に配置されているコントロールストリップ６０（パッチ群とも呼ぶ）の概略の位置を推定する（ステップＳ２０１）。

この概略位置から基準点の存在する概略の位置を推定できるので、その範囲に絞って詳細な解析を行って基準点の詳細位置を推定する（ステップＳ２０２）。

基準点は、たとえば、コントロールストリップ６０の４隅に配置されているので、図９に示すように、設計座標上の基準点の位置と読み取り画像上の基準点の位置との関係から、たとえば用紙が斜めに搬送された場合における読み取り画像の傾斜に対応するように、設計座標上のコントロールストリップ６０や各パッチの位置を幾何変換によって射影する。ステップＳ２０３ではこの射影のための係数を求める。

次に、設計座標系のコントロールストリップ６０や各パッチの位置を読み取り座標系の読み取り画像上に射影して、読み取り画像上での各パッチの位置を特定して、各パッチの濃度データ（平均階調値）を取得して（ステップＳ２０４）、本処理を終了する。

なお、幾何変換は、図９に示すように、１つのコントロールストリップの部分（４つの基準点で囲まれた領域）を１つのブロックとし、ブロック単位に幾何変換を行う。こうすれば、処理量が少なくて済むと共にそれぞれのコントロールストリップに対してより正確な幾何変換を施すことができる。すなわち、用紙の端部にコントロールストリップを複数配置した場合、その配置位置（たとえば用紙の先端と後端との違い）によって、僅かに用紙の傾斜や歪みが異なることがあるので、コントロールストリップ毎にその４隅の基準点に基づいて幾何変換を行うことで、より正確に射影することができる。

図１０は、パッチ群概略位置推定処理（図８のステップＳ２０１）の詳細を示している。この処理は、印刷システム１０のＣＰＵ３１が行う。

図１１は、コントロールストリップ６０の印刷された用紙を読み取り部１８にて読み取って得た読み取り画像７０の一例を示している。読み取り画像７０は、長さ方向、幅方向共に僅かに用紙５０より広い範囲を読み取った画像になっており、用紙５０の周縁が画像内で認識可能になっている。また、用紙５０は白、用紙５０の外側は暗くて読み取り画像において十分濃度の高い黒に近い画素になるものとする。

パッチ群概略位置推定処理においてＣＰＵ３１は、Ｒ（レッド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ（ブルー）の３ｃｈデータで構成されている読み取り画像の画像データを、各画素においてＲ、Ｇ、Ｂの画素値の最小値を選択した１ｃｈデータに変換する（ステップＳ３０１）。なお、濃度が高い（濃い）ほど画素値は小さくなるものとする。

続いて、１ｃｈに変換した読み取り画像の画像データを間引き（ダウンサンプリング）してそのデータ量を低減する（ステップＳ３０２）。なお、処理スピードが許すならば、間引きせずに以後の処理を行ってもよい。

次に、上記の画像データにおいて濃度別の出現頻度を表したヒストグラムを作成して白レベルを推定し、白レベルの閾値を決定する（ステップＳ３０３）。

以後、４つの解析手順（１）から（４）を行うことで、パッチ群の概略位置を推定する。図１２はこの解析手順（１）から（４）の概要を示している。

まず、解析手順（１）として、用紙のエッジを検出する（ステップＳ３０４）。詳細には、１ｃｈにした読み取り画像の四隅近傍（解析対象範囲７２）において水平方向および垂直方向に最大値をピックアップし、この最大値のプロファイルを解析することで、用紙の四隅の概略の位置を推定する。用紙の外側周囲は暗く（濃度が高く）、用紙は白なので、各方向での濃度の変化状況から用紙のエッジを検出する。

なお、図中、実線もしくは破線で囲む長方形の範囲が解析対象範囲７２であり、解析対象範囲７２の内部に描かれている細線の方向をライン方向として、このライン単位に、画素値の最大値のピックアップや解析手順（２）以降での積算が行われる。

解析手順（２）では、解析手順（１）で求めた用紙の４隅の位置によって規定される用紙の各辺から用紙内側方向の所定範囲を解析対象範囲７２として解析を行い、用紙の辺に沿って配置されているコントロールストリップ６０の幅方向の概略の端位置を求める（ステップＳ３０５）。詳細には、図１３（ａ）に示すように、解析対象範囲７２は、用紙のある辺と、この辺から用紙内側方向へ向かう長さＷの辺とを直交する２辺に持つ長方形に設定される。Ｗは、用紙の端からこれに最も近いコントロールストリップ６０が解析対象範囲７２に内包される長さに設定される。

解析対象範囲７２内において用紙の辺に沿う方向に１ライン分の画素値を積算する処理を、ラインの位置を用紙の内側方向に順次移動させて解析対象範囲７２内の各ラインについて行う。そして、これらの積算値のプロファイルを解析して、具体的には積算値の変化のエッジを検出して、コントロールストリップ６０の幅方向の概略の端位置（用紙の辺に近い外側端および用紙の内側寄りの内側端の各位置）を推定する。

なお、図１３（ｂ）に示すように、用紙が傾斜しているような場合には、上記の方法では、積算値のプロファイルに対応するグラフのエッジが緩やかになってコントロールストリップ６０の幅方向の端位置を正確に求められないので、この段階では概略の端位置として推定する。

図１２の解析手順（２）から（４）の概要図では、各手順で推定した概略の端位置を丸印で示してある。

解析手順（３）では、解析手順（２）で求めたコントロールストリップ６０の幅方向の概略の端位置に対応する範囲を解析対象範囲７２として解析し、コントロールストリップ６０の長手方向の端位置を特定する（ステップＳ３０６）。解析対象範囲７２は、解析手順（２）で求めたコントロールストリップ６０の幅方向の範囲を一辺とし、これと直交する方向で用紙の存在範囲を他方の辺とする長方形である（図１２の解析手順（３）を参照）。

この解析対象範囲７２内のコントロールストリップ６０の幅方向の１ラインについて画素値を積算する処理を、該ラインの位置をコントロールストリップ６０の長手方向に解析対象範囲７２内で順次移動させながら繰り返し行い、この積算値のプロファイルを解析して、具体的には積算値の変化のエッジを検出して、コントロールストリップ６０の長手方向の概略の端位置を推定する。

概略とするのは、解析手順（２）で幅方向の端位置を検出する場合と同様の理由による。ただし、積算値を求める各ラインの長さが解析手順（２）の場合に比べて短いので、長手方向の概略の端位置は幅方向の概略の端位置に比べて高い精度で求められる。

解析手順（４）では、解析手順（３）で求めた長手方向の概略の端位置の近傍を解析対象範囲７２に設定して解析し、コントロールストリップ６０の幅方向の端位置を解析手順（２）よりも高い精度で特定し直す（ステップＳ３０７）。

詳細には、コントロールストリップ６０の長手方向の概略の端位置の近傍の所定範囲においてコントロールストリップ６０の長手方向に１ライン分の画素値を積算することを、解析手順（２）で求めた幅方向の概略の端位置が示すコントロールストリップ６０の幅方向の範囲を内包する、やや広範囲において１ラインの位置を順次移動させながら行う。そして、求めた積算値のプロファイルを解析して、具体的には積算値の変化のエッジを検出して、コントロールストリップ６０の幅方向の概略の端位置を推定する。この端位置は、解析手順（２）に比べて高い精度になっている。

図１４は、前述した解析手順（１）から（３）で適応される立下りエッジ（白から黒方向へのエッジ）の検出処理を示す流れ図である。図１５は、立下りエッジ付近における積算平均値のプロファイルの一例を示している。

図１４の処理において、フラグ（flg）は、立下りエッジらしき変化の開始を検出済みなら「１」にされ、未検出なら「０」にされる。また、pos［０］は、立下りエッジの領域に入る直前のライン位置が設定され、pos［１］は、立下りエッジの領域を出た直後のライン位置が設定される。

まず、ＣＰＵ３１はフラグ（flg）の値を初期値の０にリセットする（ステップＳ４０１）。次に、以下の処理を、解析対象範囲７２内で画素値を積算するライン単位に行う。

まず、着目するラインについて、各画素のＲＧＢ各チャンネルの最小値（最も濃度の低いチャンネルの値）の積算平均値を算出する（ステップＳ４０２）。なお、積算範囲が広い場合（たとえば、解析手順（２）の場合）には、ダウンサンプリングを行ってもよい。

次に着目ラインとその近傍の所定ラインを含む比較範囲内での積算平均値の最大値をｄmax、最小値をｄminの各変数に代入する（ステップＳ４０３）。図１５は、積算平均値のプロファイルをグラフ化したものである。たとえば、プロファイル解析方向の先頭ラインを着目ラインとし、該着目ラインとその手前の２ラインとを含む３ラインを比較範囲として、比較範囲内でｄmax、ｄminを決定する。

最小値ｄminが閾値より大きい場合は比較範囲全体が濃度の低い（白寄りの）領域にあることがわかり、最大値ｄmaxが閾値より小さい場合は比較範囲全体が濃度の高い（黒寄りの）領域にあることがわかる。また、（最大値ｄmax−最小値ｄmin）が所定値未満の場合、エッジ領域が比較範囲に含まれないことが分かる。

フラグが０の間は（ステップＳ４０４；Ｙｅｓ）、「最小値ｄminが閾値より大きく、かつ、（最大値ｄmax−最小値ｄmin）が所定値未満」との第１条件が満たされているか否かを調べる（ステップＳ４０５）。上記の第１条件が満たされるときは、着目ラインを含む比較範囲全体が白寄りの領域にありかつエッジ領域にないと判断できるので、pos［０］に現在位置（着目ラインの位置）を設定して更新して（ステップＳ４０６）、次ラインの処理に向かう。

上記第１条件が満たされない場合は（ステップＳ４０５；Ｎｏ）、立下りエッジの領域に入った可能性があるので、フラグを１にセットして（ステップＳ４０７）次ラインの処理に向かう。

フラグが０でない場合は（ステップＳ４０４；Ｎｏ）、ステップＳ４０５と同じ第１条件の成否を再びチェックし（ステップＳ４０８）、第１条件が満たされる場合は（ステップＳ４０８；Ｙｅｓ）、立下りエッジの領域に入ったとした前ラインでの判断はノイズ等による誤判断として取り消す。すなわち、フラグを０に戻し、かつ、pos［０］に現在位置（着目ラインの位置）を設定し（ステップＳ４０９）、次ラインの処理に向かう。

フラグが０でなく（ステップＳ４０４；Ｎｏ）かつ第１条件が満たされない場合（ステップＳ４０８；Ｎｏ）、すなわち、第１条件が満たされない状態が２ライン続いたときは、「最大値ｄmaxが閾値より小さく、かつ、（最大値ｄmax−最小値ｄmin）が所定値未満」との第２条件が満たされているか否かを調べる（ステップＳ４１０）。上記の第２条件が満たされるときは、着目ラインを含む比較範囲全体が黒寄りの領域にありかつエッジ領域にないと判断できる。一方、上記第２条件が満たされない場合は、立下りエッジの途中の領域にあると推定される。

そこで、上記第２条件が満たされないときは（ステップＳ４１０；Ｎｏ）、そのまま次ラインの処理に向かう。

第２条件が成立したときは（ステップＳ４１０；Ｙｅｓ）、着目ラインを含む比較範囲全体が黒寄りの領域に入った（白からの立下りエッジの領域を抜けた）と判断できるので、pos［１］に、現在の比較範囲内で最も立下りエッジ寄りのライン位置を設定する（ステップＳ４１１）。そして、pos［０］が示す立下りエッジの領域に入る直前のライン位置と、pos［１］が示す立下りエッジの領域を出た直後のライン位置との中間位置を立下りエッジの位置に特定して（ステップＳ４１２）処理を終了する。

図１５のプロファイル解析では、最終的なpos［０］と、pos［１］とは図示するライン位置に判定され、その中間のライン位置が立下りエッジの位置として検出される。

図１６は、前述した解析手順（１）から（３）で適応される立上りエッジ（黒から白方向へのエッジ）の検出処理を示す流れ図である。図１７は、立上りエッジ付近における積算平均値のプロファイルの一例を示している。

図１６の処理において、フラグ（flg）は、立上りエッジらしき変化の開始を検出済みなら「１」にされ、未検出なら「０」にされる。また、pos［０］は、立上りエッジの領域に入る直前のライン位置が設定され、pos［１］は、立上りエッジの領域を出た直後のライン位置が設定される。

まず、ＣＰＵ３１はフラグ（flg）の値を初期値の０にリセットする（ステップＳ５０１）。次に、以下の処理を、解析対象範囲７２内で画素値を積算するライン単位に行う。

着目するラインについて、各画素のＲＧＢ各チャンネルの最小値（最も濃度の低いチャンネルの値）の積算平均値を算出する（ステップＳ５０２）。なお、積算範囲が広い場合（たとえば、解析手順（２）の場合）には、ダウンサンプリングを行ってもよい。

次に着目ラインとその近傍の所定ラインを含む比較範囲内での積算平均値の最大値をｄmax、最小値をｄminの各変数に代入する（ステップＳ５０３）。

フラグが０の間は（ステップＳ５０４；Ｙｅｓ）、「最大値ｄmaxが閾値より小さく、かつ、（最大値ｄmax−最小値ｄmin）が所定値未満」との第３条件が満たされているか否かを調べる（ステップＳ５０５）。上記の第３条件が満たされるときは、着目ラインを含む比較範囲全体が黒寄りの領域にありかつエッジ領域にないと判断できるので、pos［０］に現在位置（着目ラインの位置）を設定して更新して（ステップＳ５０６）、次ラインの処理に向かう。

上記第３条件が満たされない場合は（ステップＳ５０５；Ｎｏ）、立上りエッジの領域に入った可能性があるので、フラグを１にセットして（ステップＳ５０７）次ラインの処理に向かう。

フラグが０でない場合は（ステップＳ５０４；Ｎｏ）、ステップＳ５０５と同じ第３条件の成否を再びチェックし（ステップＳ５０８）、第３条件が満たされる場合は（ステップＳ５０８；Ｙｅｓ）、立上りエッジの領域に入ったとした前ラインでの判断はノイズ等による誤判断として取り消す。すなわち、フラグを０に戻し、かつ、pos［０］に現在位置（着目ラインの位置）を設定して更新し（ステップＳ５０９）、次ラインの処理に向かう。

フラグが０でなく（ステップＳ５０４；Ｎｏ）かつ前述の第３条件が満たされない場合（ステップＳ５０８；Ｎｏ）、すなわち、第３条件が満たされない状態が２ライン続いたときは、「最小値ｄminが閾値より大きく、かつ、（最大値ｄmax−最小値ｄmin）が所定値未満」との第４条件が満たされているか否かを調べる（ステップＳ５１０）。上記の第４条件が満たされるときは、着目ラインを含む比較範囲全体が白寄りの領域にありかつエッジ領域にないと判断できる。一方、上記第４条件が満たされない場合は、立上りエッジの途中の領域にあると推定される。

そこで、上記第４条件が満たされないときは（ステップＳ５１０；Ｎｏ）、そのまま次ラインの処理に向かう。

第４条件が成立したときは（ステップＳ５１０；Ｙｅｓ）、着目ラインを含む比較範囲全体が白寄りの領域に入った（黒からの立上りエッジの領域を抜けた）と判断できるので、pos［１］に、現在の比較範囲内で最も立上りエッジ寄りのライン位置を設定する（ステップＳ５１１）。そして、pos［０］が示す立上りエッジの領域に入る直前のライン位置と、pos［１］が示す立上りエッジの領域を出た直後のライン位置との中間位置を立上りエッジの位置に特定して（ステップＳ５１２）処理を終了する。

図１７のプロファイル解析では、最終的なpos［０］と、pos［１］とは図示するライン位置に判定され、その中間のライン位置が立下りエッジの位置として検出される。

次に、細線の検出手順について説明する。

図１８は、白地内での細線検出処理の流れを示している。図１９は、細線付近のプロファイルの一例を示している。

図１８の処理において、フラグ（flg）は、細線の領域に入ったら「１」にされ、それまでは「０」にされる。また、pos［０］は、細線の領域に入る直前のライン位置が設定され、pos［１］は、細線の領域を出た直後のライン位置が設定される。

まず、ＣＰＵ３１はフラグ（flg）の値を初期値の０にリセットする（ステップＳ６０１）。次に、以下の処理を解析対象範囲７２内で画素値を積算するライン単位に行う。

次に、着目するラインについて、各画素のＲＧＢ各チャンネルの最小値（最も濃度の低いチャンネルの値）の積算平均値を算出する（ステップＳ６０２）。また積算範囲が広い場合はダウンサンプリングを行う。

次に着目ラインとその近傍の所定ラインを含む比較範囲内での積算平均値の最大値をｄmax、最小値をｄminの各変数に代入する（ステップＳ６０３）。

フラグが０の間は（ステップＳ６０４；Ｙｅｓ）、「最小値ｄminが閾値より大きい」との第５条件が満たされているか否かを調べる（ステップＳ６０５）。上記の第５条件が満たされるときは（ステップＳ６０５；Ｙｅｓ）、着目ラインを含む比較範囲全体が白寄りの領域にあると判断できるので、pos［０］に現在位置（着目ラインの位置）を設定して（ステップＳ６０６）更新して、次ラインの処理に向かう。

上記第５条件が満たされない場合は（ステップＳ６０５；Ｎｏ）、細線の領域に入った可能性があるので、フラグを１にセットして（ステップＳ６０７）、次ラインの処理に向かう。

フラグが０でない場合は（ステップＳ６０４；Ｎｏ）、ステップＳ６０５と同じ第５条件の成否を再びチェックし、第５条件が満たされない場合は（ステップＳ６０８；Ｎｏ）、細線の領域が継続していると判断されるので、そのまま、次ラインの処理に向かう。

第５条件が再び満たされたら（ステップＳ６０８；Ｙｅｓ）、細線の領域を抜けたと判断し、線幅を、（現在位置−比較範囲分のライン数−POS［０］）として求める（ステップＳ６０９）。

求めた線幅が、想定される線幅の許容範囲にあるか否かを調べ（ステップＳ６１０）、許容範囲になければ（ステップＳ６１０；Ｎｏ）、この細線はノイズと判断して取り消す。すなわち、フラグを０に戻し、かつ、pos［０］に現在位置（着目ラインの位置）を設定し（ステップＳ６１１）、次ラインの処理に向かう。

線幅が許容範囲にあれば（ステップＳ６１０；Ｙｅｓ）、pos［１］に、現在の比較範囲内で最も解析方向手前にあるライン位置を設定する（ステップＳ６１２）。そして、pos［０］が示す細線の開始位置（白領域から細線に入る位置）とpos［１］が示す細線の終了位置（細線から白領域に抜ける位置）との中間位置を細線の位置に特定して（ステップＳ６１３）処理を終了する。

図１９の例では、最終的なpos［０］と、pos［１］とは図示するライン位置に判定され、その中間のライン位置が細線位置として検出される。

次に、解析手順（３）の処理をより詳細に説明する。

図２０は、解析手順（３）の処理手順を示す流れ図である。図２１は、解析手順（３）による具体的な解析例の概要を示している。まず、コントロールストリップ６０の長手方向の端位置を解析する際の解析開始点に、用紙の一端もしくは隣接するコントロールストリップ６０の後端を設定する（ステップＳ７０１）。なお、長手方向の端位置の検出対象となっているコントロールストリップ６０のうち解析開始点に近い側の端部を先端、他方の端部を後端とする。

解析開始点から、先端→後端の方向にプロファイル解析を行い、最初に検出したエッジ位置を特定する（ステップＳ７０２、図２１：Ｐ１）。

次に、検出したエッジ位置を基点として、後端→先端方向にプロファイル解析を行い、最初に検出した細線位置を特定する（ステップＳ７０３、図２１：Ｐ２）。

次に、先ほど検出したエッジ位置と細線位置と当該コントロールストリップ６０の設計情報とから、当該コントロールストリップ６０の概略の後端位置を推定する（ステップＳ７０４、図２１：Ｐ３）。ここでは、エッジ位置と細線位置との差分を１個のパッチの長さＬｐとし、この長さＬｐと、コントロールストリップ６０を構成するパッチ数Ｃの情報とから、Ｌｐ×Ｃをコントロールストリップ６０の長手方向の長さとして、該コントロールストリップ６０の後端の概略位置を推定する。

該推定した後端位置より所定の短い距離（たとえば、パッチ１個の長さの半分程度）だけ先端寄りの位置から後端方向に解析を行い、最初に検出した細線位置を該コントロールストリップ６０の後端に特定する（ステップＳ７０５、図２１：Ｐ４）。

上記のように、解析開始点から後端方向に解析して最初のエッジを検出し、このエッジから先端方向に解析して最初の細線を検出するという手順を踏むことで、解析開始点からコントロールストリップ６０までの間に、裁断位置決め用のトンボなどの紛らわしい他の細線があっても、コントロールストリップ６０の端部（先端側端部）の細線を的確に検出することができる。

また、ステップＳ７０４によりコントロールストリップ６０の概略の後端位置を推定し、ステップＳ７０５ではその近傍範囲でのみ細線の検出処理を行ってコントロールストリップ６０の後端位置を特定するので、少ない探索処理量で後端の細線位置を特定することができる。

次に、基準点詳細位置推定処理（図８のステップＳ２０２）の詳細について説明する。

基準点詳細位置推定処理は、パッチ群概略位置推定処理（図８のステップＳ２０１）で求めたコントロールストリップ６０（パッチ群）の四隅の概略位置から基準点の詳細位置を検出する。

図２２は、基準点詳細位置推定処理の全体の流れを示している。コントロールストリップ６０の４隅の概略位置が求まることで基準点の詳細位置を検出するために探索すべきエリアが定まるので、本処理ではそのエリアを探索する。探索エリアは、基準点を規定する２直線を含むエリアに設定される。図４から図６に示す例においては、細線ａと直交細線ｂとを検出可能な範囲が探索エリアに設定される。

まず、基準点を規定する２直線のうち垂直方向の線分を検出する水平方向探索処理を行い（ステップＳ８０１）、続いて水平方向の線分を検出する垂直方向探索処理を行う（ステップＳ８０２）。そして、これら検出した２直線の交点を基準点として求める交点座標算出処理を行い（ステップＳ８０３）本処理を終了する。

図２３は水平方向探索処理（図２２のステップＳ８０１）の流れの詳細を示し、図２４は該処理による線分検出の具体例の概要を示している。水平方向探索処理は、探索エリアの画像内を水平方向に１ライン分探索し、その水平ラインが垂直方向（ある程度傾斜していてもよい）の細線を横切っている点の検出を、該水平ラインの位置を探索エリア内で垂直方向に順次移動させて繰り返し行い、検出した点の並びから回帰計算により垂直方向の線分を検出する。

詳細には、水平方向の１ライン内の各画素の画素値をその画素を構成する各チャンネルの画素値の中の最小値として、該水平方向の１ライン内での濃度の最小値Ｄminと、最大値Ｄmaxを求める（ステップＳ８２１）。

次に、「Ｄmaxが所定値１以上、かつ、Ｄminが所定値以下」との条件が成立するか否かを判断する（ステップＳ８２２）。所定値１は、取り得る画素値の範囲の中央値より十分に黒寄り（高濃度）の値とし、所定値は該中央値より十分に白寄り（低濃度）の値とする。

上記条件が成立しない場合は（ステップＳ８２２；Ｎｏ）、次の水平ラインのチェックに進む。

上記の条件が成立する場合は（ステップＳ８２２；Ｙｅｓ）、ＤminとＤmaxの中央値を閾値に設定する（ステップＳ８２３）。そして、この閾値を下回る領域（閾値より濃度の高い領域）の中で、最も端側にある領域の幅が所定範囲内か否かを判断する（ステップＳ８２４）。所定範囲は、想定している細線の幅の許容範囲である。

最も端側の領域の幅が所定範囲内になければ（ステップＳ８２４；Ｎｏ）、次の水平ラインのチェックに進む。

最も端側の領域の幅が所定範囲内にあれば（ステップＳ８２４；Ｙｅｓ）、その領域の重心位置を計算し、この重心位置を回帰計算用の点として登録して（ステップＳ８２５）、次の水平ラインのチェックに進む。

上記の処理を探索エリアの全ての水平ラインについて行い、登録されている複数の点から一次式回帰によって水平方向の直線（式の係数）を求めて（ステップＳ８２６）本処理を終了する。

たとえば、図２４の例では、第１の水平ライン８１において最も端側にある領域８２を対象にその領域幅が所定範囲内か否かが判断され、次の領域８３は無視される。領域８２は領域幅が所定範囲内なので、その重心位置が計算され、回帰計算用の１点として登録される。

第２の水平ライン８４の場合、Ｄminが所定値以下にならず、ステップＳ８２２においてＮｏの判断となる。第３の水平ライン８５の場合、領域幅が所定範囲を超えるため、ステップＳ８２４においてＮｏの判断となる。

図２５は垂直方向探索処理（図２２のステップＳ８０２）の詳細を示している。垂直方向探索処理は、探索エリアの画像内を垂直方向に１ライン分探索し、その垂直ラインが水平方向（ある程度傾斜していてもよい）の細線を横切っている点の検出を、該垂直ラインの位置を探索エリア内で水平方向に順次移動させて繰り返し行い、検出した点の並びから回帰計算により水平方向の線分を検出する。

詳細には、垂直方向の１ライン内の各画素の画素値をその画素を構成する各チャンネルの画素値の中の最小値として、該垂直方向の１ライン内での濃度の最小値Ｄminと、最大値Ｄmaxを求める（ステップＳ８４１）。

次に、「Ｄmaxが所定値１以上、かつ、Ｄminが所定値以下」との条件が成立するか否かを判断する（ステップＳ８４２）。所定値１は、取り得る画素値の範囲の中央値より十分に黒寄り（高濃度）の値とし、所定値は該中央値より十分に白寄り（低濃度）の値とする。

上記条件が成立しない場合は（ステップＳ８４２；Ｎｏ）、次の垂直ラインのチェックに進む。

上記の条件が成立する場合は（ステップＳ８４２；Ｙｅｓ）、ＤminとＤmaxの中央値を閾値に設定する（ステップＳ８４３）。そして、この閾値を下回る領域（閾値より濃度の高い領域）の中で、最も端側の領域の幅が所定範囲内か否かを判断する（ステップＳ８４４）。所定範囲は、想定している細線の幅の許容範囲である。

最も端側の領域の幅が所定範囲内になければ（ステップＳ８４４；Ｎｏ）、次の垂直ラインのチェックに進む。

最も端側の領域の幅が所定範囲内にあれば（ステップＳ８４４；Ｙｅｓ）、その領域の重心位置を計算し、この重心位置を回帰計算用の点として登録して（ステップＳ８４５）、次の垂直ラインのチェックに進む。

上記の処理を探索エリアの全ての垂直ラインについて行い、登録されている複数の点から一次式回帰によって垂直方向の直線（式の係数）を求めて（ステップＳ８４６）本処理を終了する。

なお、ステップＳ８０１、８０２の処理で直線の係数を正確に求めるためには、一次式回帰に供される点の数が一定以上必要になる。そのため、基準点を求めるための２直線（細線ａ、直交細線ｂ）は、一定以上の有効な画素数を有することが必要であり、端部パッチ６１の各辺の長さの３分の１以上に相当する画素数が好ましい。必要な画素数があれば、細線ａや直交細線ｂは、実線でも破線でもよく、画素の分散状況は任意でよい。

図２６は、交点座標算出処理（図２２のステップＳ８０３）の詳細を示している。水平方向探索処理（図２２のステップＳ８０１）で求めた垂直方向の直線の式（ステップＳ８６１）と、垂直方向探索処理（図２２のステップＳ８０２）で求めた水平方向の直線の式と（ステップＳ８６２）から、これら２直線の交点の座標を基準点の位置として求めて（ステップＳ８６３）本処理を終了する。

図２７は、２直線の式とその交点座標との関係を示している。このようにして基準点の座標が算出される。

次に、幾何変換計数算出処理（図８のステップＳ２０３）の詳細を説明する。図２８に示すように、コントロールストリップ６０の４隅の基準点の設計座標系での位置座標（Ｐ_１（Ｘ_１、Ｙ_１）、Ｐ_２（Ｘ_２、Ｙ_２）、Ｐ_３（Ｘ_３、Ｙ_３）、Ｐ_４（Ｘ_４、Ｙ_４））と、ステップＳ２０２で求めた読み取り画像上（読み取り座標系）での位置座標（Ｐ´_１（Ｘ´_１、Ｙ´_１）、Ｐ´_２（Ｘ´_２、Ｙ´_２）、Ｐ´_３（Ｘ´_３、Ｙ´_３）、Ｐ´_４（Ｘ´_４、Ｙ´_４））との関係から、設計座標系を読み取り座標系に射影する射影変換式を求める。図２９は、射影変換係数の演算式を示している。

上記の射影変換式を用いて、設計座標系でのコントロールストリップ６０の各パッチの位置から、読み取り画像上でのそれらの位置を特定し、各パッチの平均階調値を算出する（図８のステップＳ２０４）。

詳細には、コントロールストリップ６０の各パッチの設計座標上での座標位置を、射影変換式を用いて、読み取り座標系での座標位置に変換し、各パッチの読み取り座標系での座標位置を求める。そして、読み取り座標系で特定した各パッチの領域内の濃度（階調値）の平均値を求める。この際、図３０に示すように、読み取り座標系におけるパッチの領域（平行四辺形などになっている）に内接する、各辺が水平方向、垂直方向の四角形を濃度の測定範囲９０として単純化し、該測定範囲内の濃度の積算平均値を該パッチの濃度として求める。これにより処理量が軽減されると共に、測定範囲が実際のパッチ領域からはみ出ることがより確実に防止される。

以上のように、本発明では、コントロールストリップ６０の両端のパッチ６１を白もしくは淡色とし、これらのパッチ６１の周縁のうち隣接するパッチとの境界以外の部分の少なくも一部に描いた細線を含む２直線によって規定される基準点をコントロールストリップ６０の長手方向の両端部に設け、この２直線から両端の基準点の位置を高精度に特定してコントロールストリップ６０内の各パッチを読み取る。このように、両端のパッチ６１の周縁に描いた細線を基準点の位置を特定するための情報に利用するので、コントロールストリップの近くに基準マークなどを別途配置する必要がなく、余分なスペースを必要とせず、用紙の端部の余白領域を有効に利用することができる。

また、本発明では、コントロールストリップ６０が、用紙の端部近傍に配置され、そのパッチ数情報が分かっていれば、詳細な位置情報など特にそれ以外の情報がなくてもパッチの位置検出ができる。また、コントロールストリップの描画パターンに関するデータベースなどを予め用意しなくても、様々なパターンに適用でき、必要に応じてパッチ数パッチサイズなど自由に対応できる。

そのため、コントロールストリップ６０を印刷する印刷装置、印刷された用紙を読み取る読み取り装置、読み取った画像からパッチデータを解析する解析装置がそれぞれ独立し、印刷や読み取りの条件などを自動的にやりとりできないオープンなシステムにも適用することができる。

また、基準位置の検出は、精度の得られる細線検出を利用しながら、近傍位置にあるエッジ位置検出を組み合せているので、他のオブジェクトを誤検知することが回避できる。

さらにエッジと細線の距離の範囲、細線の線幅の範囲などの条件調整により検出の信頼性を高めることができる。

パターンマッチングなどによらず比較的処理の軽い一般的な１次元方向のエッジ検出と細線検出のアルゴリズムを利用して基準点の位置を特定することができる。

コントロールストリップの両端のパッチ枠の各１〜２つの特徴点を基準点とすることで、検出した基準点の位置よりコントロールストリップ全体に適用できる幾何変換パラメータを決定することができる。これにより、パッチ毎に最近接の基準点を判断する必要がなく、また、パッチの相対位置に応じて適切な位置補正が可能であり、印刷時や読み取り時の解像度情報の取得を必要としない。

以上、本発明の実施の形態を図面によって説明してきたが、具体的な構成は実施の形態に示したものに限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。

実施の形態で示した印刷システム１０は、コントロールストリップ６０を用紙の端部に配置した印刷を行う印刷装置と、印刷された用紙を光学的に読み取る読み取り装置と、読み取った画像を解析して基準点から各パッチの位置を特定し濃度を求めて階調補正データを生成する階調補正装置としての各機能を１つの装置内に収めた印刷システム１０を例示したが、これらは独立した複数の装置に分けて構成されてもよい。

たとえば、印刷装置と読み取り装置とを１つの装置とし、階調補正装置を別体の独立した装置として構成してもよい。階調補正装置は、実施の形態で示した、コントロールストリップ６０を印刷装置に印刷させる機能、コントロールストリップ６０の印刷された用紙を読み取り装置で読み取って得た読み取り画像を入力する機能、この読み取り画像を解析して基準点位置を検出し、コントロールストリップ６０を構成する各パッチの位置を特定してそれらの濃度データを取得し、この濃度データから階調補正データを生成する機能を有するように構成される。階調補正装置は、データの入出力Ｉ／ＦとＣＰＵ、ＲＯＭ，ＲＡＭなどを主要部とする処理部などにより構成することができる。

また、基準点はコントロールストリップ６０の４隅に配置されることが好ましいが、３箇所でも同様の効果を得ることができる。また両端に１つずつであってよく、この場合は対角位置に配置することが望ましい。基準点は、必ずしも端部パッチの周縁上になくてもよい。

コントロールストリップ６０において両端以外のパッチの濃度をどのようにするかは任意であるが、端部のパッチに隣接するパッチ（端から２番目のパッチ）は、濃度の高いものにすることが望ましい。特に、解析手順（３）にて最初に見つける長手方向の端位置においてはエッジ検出のためにも、隣のパッチを高濃度にするとよい。

実施の形態では各パッチを同一形状としたが、サイズや形状が相違してもよく、設計上のサイズ・形状が分かっていれば、それを元に、基準点から各パッチの領域を推定することができる。また、パッチは矩形に限定されない。

実施の形態に示した細線検出やエッジ検出のアルゴリズムは例示であり、これに限定されるものではない。

画像形成の方式は実施の形態で例示した電子写真方式に限定されない。インクジェット方式などでもかまわない。

１０…印刷システム
１１…中間転写ベルト
１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋ…像形成部
１３…給紙部
１３ａ…給紙トレイ
１４…搬送部
１５…定着装置
１６…感光体ドラム
１７…レーザーユニット
１８…読み取り部
２１…スキャナ部
２２…操作パネル部
３１…ＣＰＵ
３２…バス
３３…ＲＯＭ
３４…ＲＡＭ
３５…不揮発メモリ
３６…ＨＤＤ
３７…ネットワークＩ／Ｆ部
３８…画像処理部
４０…プリンタエンジン部
５０…用紙
５１…有効領域
５２…余白領域
６０…コントロールストリップ
６１…端部パッチ
７０…読み取り画像
７２…解析対象範囲
８１…第１の水平ライン
８２…最も端側の領域
８３…無視される領域
８４…第２の水平ライン
８５…第３の水平ライン
９０…測定範囲
Ａ…転写ベルトの周回方向
Ｄ…二次転写位置

Claims (9)

1. 濃度の異なる複数のパッチを直線状に配列したコントロールストリップを用紙の端部に配置した画像を印刷装置に印刷させ、この用紙を読み取り装置に読み取らせ、該読み取りで得た読み取り画像を解析して前記コントロールストリップの各パッチの濃度データを取得し、この濃度データから求めた前記印刷装置で使用する階調補正データを作成する階調補正装置であって、
   前記コントロールストリップは、長手方向の両端に白または淡色のパッチを配置してあり、かつこれらのパッチの周縁のうち隣接するパッチとの境界以外の部分の少なくも一部に描いた細線を含む２直線によって規定される少なくとも１つの基準点を当該コントロールストリップの長手方向の両端部にそれぞれ有し、
   前記読み取り画像上で前記コントロールストリップの両端部の前記基準点を検出し、該基準点の位置から前記読み取り画像上での前記コントロールストリップ内の各パッチの位置を特定して各パッチの濃度データを取得する
   ことを特徴とする階調補正装置。
2. 前記細線は、コントロールストリップの長手方向の端位置にあって前記長手方向に垂直方向の直線であり、
   前記基準点は、前記細線と該細線に垂直な直交細線との交点もしくは少なくとも一方を延長した場合の交点として規定される
   ことを特徴とする請求項１に記載の階調補正装置。
3. 前記基準点の検出方法は、
   コントロールストリップの長手方向と垂直な幅方向の概略の端位置を求める第１ステップと、
   前記第１ステップで求めた概略の端位置に対応する幅方向の範囲を解析してコントロールストリップの長手方向の端位置を特定する第２ステップと、
   前記第２ステップで特定された長手方向の端位置の近傍を解析してコントロールストリップの幅方向の端位置を特定する第３ステップと、
   前記特定した幅方向の端位置と前記長手方向の端位置とから定まる前記コントロールストリップの４隅の位置より前記基準点の位置を特定する第４ステップと、
   を含む
   ことを特徴とする請求項２に記載の階調補正装置。
4. 前記第２ステップでは、
   コントロールストリップの長手方向の一方の端位置近傍のエッジの位置を検出し、
   前記検出したエッジの位置から最近接の前記細線の位置を検出し、
   検出した前記エッジの位置と前記細線の位置との距離と前記コントロールストリップの設計情報とから該コントロールストリップの長手方向の他方の端位置を概略推定する
   ことを特徴とする請求項３に記載の階調補正装置。
5. コントロールストリップを構成する各パッチは同一サイズであり、
   前記設計情報は、前記コントロールストリップを構成するパッチ数であり、前記距離と前記パッチ数とから前記他方の端位置を概略推定する
   ことを特徴とする請求項４に記載の階調補正装置。
6. 前記細線は、前記コントロールストリップの幅方向の画素の３分の１以上の画素を高濃度画素とする実線もしくは破線である
   ことを特徴とする請求項２乃至５のいずれか１項に記載の階調補正装置。
7. 前記直交細線は、前記コントロールストリップの幅方向の端位置にある
   ことを特徴とする請求項２乃至６のいずれか１項に記載の階調補正装置。
8. 前記細線と２つの前記直交細線とにより、コントロールストリップの端部のパッチの枠線を形成する
   ことを特徴とする請求項２乃至７のいずれか１項に記載の階調補正装置。
9. 請求項１乃至８のいずれか１項に記載の階調補正装置と、
   前記階調補正装置が生成した階調補正データに基づいて印刷時の階調補正を行う印刷装置と、
   用紙を光学的に読み取る読み取り装置と、
   を備え、
   前記階調補正装置は、前記コントロールストリップを用紙の端部に配置した画像を前記印刷装置に印刷させ、この用紙の読み取り画像を前記読み取り装置から取得する
   ことを特徴とする印刷システム。