JP2020138428A - 画像処理装置、画像処理方法、及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】インクジェットプリンタ等の画像記録装置が有する記録素子の位置を正しく検出する。【解決手段】画像記録装置が有する複数の記録素子のうち異常が発生している記録素子の位置に基づいて、マーカーの形状情報と配置情報のうち少なくともいずれかを変更する。そそして、変更後の情報に基づきマーカーを均一パッチの周囲に配置したテスト画像を生成し、それを画像記録装置で出力する。そして、それを光学的に読み取ったスキャン画像におけるマーカーの位置を検出する。【選択図】図７

Description

本発明は、インクジェットプリンタ等の画像記録装置によるプリント物上の画像のスジムラを低減するための技術に関し、特に、紙面上に形成したマーカーを用いて、画像記録装置が有する記録素子の位置を検出する技術に関する。

従来、記録媒体上に画像記録を行う装置として、個々のノズルからインクを吐出することにより、紙面上に画像形成を行うインクジェットプリンタがある。このインクジェットプリンタでは、記録ヘッドを構成するノズル列の取付誤差やノズル毎のインク吐出特性のばらつきにより、出力結果であるプリント物上の画像にスジムラ（濃度不均一）が生じることがあり、印刷品質上の問題となっている。この点、記録位置の調整やノズル毎のインク吐出特性の導出において、所定のマーカーを配置したテスト画像を紙面上に出力し、そのスキャン画像からマーカー位置を検出することでノズルの位置を特定する方法が知られている。そして、特許文献１には、ノズル列方向の重心が互いに一致する複数の領域を組み合わせて成る検知マークを紙面上に出力し、そのスキャン画像から各々の領域の重心位置を求め、その平均値を検知マークの位置として検出する技術が開示されている。

特開２００９−２１９５５号公報

上記特許文献１の技術によれば、検知マークを形成するノズル群の中にインクを正常に吐出できない不良ノズルがあっても、その影響が軽減される。しかしながら、領域単位でみた場合、不良ノズルがあると、その領域の重心位置の算出においては少なからず影響する。そのため、各領域の重心位置を平均化して得られた検知マークの位置には、不良ノズルによるズレを含んでしまう。

本発明に係る装置は、画像記録装置が有する記録素子の位置を検出する装置であって、前記記録素子の位置を検出するためのマーカーの形状情報と配置情報のうち少なくともいずれかを、前記画像記録装置が有する複数の記録素子のうち異常が発生している記録素子の位置に基づいて、変更する変更手段と、マーカーの形状情報と配置情報に基づいて、均一パッチの周囲に前記マーカーを配置したテスト画像を生成する生成手段と、前記テスト画像を前記画像記録装置で出力したものを光学的に読み取ったスキャン画像における前記マーカーの位置を検出する検出手段と、を備え、前記変更手段にて前記形状情報と配置情報のうち少なくともいずれかの変更が行われた場合、前記生成手段は、当該変更後の情報を用いて前記マーカーを配置したテスト画像を生成する、ことを特徴とする。

本発明によれば、マーカーを形成する記録素子群の中に不良記録素子が存在しても、それによる影響を抑え、検出したマーカー位置にズレが含まれないようにすることができる。これにより、画像記録装置が有する記録素子の位置を正しく検出することができる。

インクジェットプリンタの模式図 画像形成システムのハードウェア構成の一例を示すブロック図 プリント処理回路の内部構成を示す機能ブロック図 ノズル列の取付誤差を説明する図 （ａ）〜（ｃ）は、実施形態の概要を説明する図 マーカー形状の変更用テーブルの一例を示す図 実施形態１に係る、ホストＰＣの機能ブロック図 実施形態１に係る、変形補正パラメータの生成処理の流れを示すフローチャート 実施形態１に係る、テスト画像の一例を示す図 （ａ）及び（ｂ）は、マーカー形状の変更の一例を示す図 マーカー形状の変更用テーブルの一例を示す図 マーカー形状の変更用テーブルの一例を示す図 ノズル毎の一次元ルックアップテーブルの一例を示す図 実施形態２に係る、ホストＰＣの機能ブロック図 実施形態２に係る、ノズル毎の階調再現関数の導出処理の流れを示すフローチャート 実施形態２に係る、テスト画像の一例を示す図 （ａ）及び（ｂ）は、輝度変換後のスキャン画像の一例を示す図 （ａ）及び（ｂ）は、局所領域設定の説明図 （ａ）〜（ｄ）は、経路設定の説明図

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の各実施形態は、本発明を限定するものではなく、各実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが本発明の解決手段に必須のものとは限らない。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれ、また、以下の各実施形態の一部を適宜組み合わせることもできる。

［実施形態１］
（プリンタの構成）
図１は、本実施形態において想定する画像記録装置としての、インクジェットプリンタの模式図である。プリンタ１０は、その筐体内に記録ヘッド１００を備える。記録ヘッド１００は、所謂フルラインタイプの記録ヘッドであり、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの各インク色に対応した４つのヘッドセットを有する。ヘッドセット１０１〜１０４はそれぞれ、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローのインクを吐出する３つのノズル列（ブラックの場合、１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ）が互いにオーバーラップするように連結されている。各ノズル列にはインクを吐出するノズルが一定の間隔でＸ方向に配列されており、例えば、長さが５インチで６００ｄｐｉのノズル列であれば、約３０００個のノズルが並んでいることになる。

記録媒体としての用紙１０６は、搬送ローラ１０５（および他の不図示のローラ）がモータ（不図示）の駆動力によって回転することにより、Ｙ方向に搬送される。そして、用紙１０６が搬送される間に、ヘッドセット１０１〜１０４内のノズル列それぞれの各ノズルが記録用データに応じてインクを吐出することで紙面上に画像が形成される。以下の説明において、用紙搬送方向の記録解像度は６００ｄｐｉとする。

また、記録ヘッド１００よりも下流の位置には、インラインセンサ１０７が備えられている。インラインセンサ１０７は、Ｘ方向に一定の間隔で配列した光学読取素子によって、プリント物上の画像の色を光学的に読み取り、色をＲＧＢ色空間で表現したスキャン画像を出力する。以下の説明において、用紙搬送方向の読取解像度は６００ｄｐｉとする。

なお、本実施形態を適用可能な画像記録装置は、フルラインタイプのインクジェットプリンタに限られない。例えば、記録ヘッドを用紙の搬送方向と交差する方向に走査して画像を形成する所謂シリアルタイプのインクジェットプリンタでもよい。また、各ノズル列におけるノズルの間隔および用紙搬送方向の記録解像度は６００ｄｐｉに限定されない。同様に、インラインセンサ１０７の光学読取素子の間隔および、用紙搬送方向の読取解像度も６００ｄｐｉに限定されない。また、画像記録を行う方式もインクジェット方式に限定されるものではなく、記録素子としてＬＥＤや発熱体を使用するプリンタにも適用可能である。具体的には、露光のための光源としてＬＥＤアレイを用いた電子写真プリンタや、固形インクを気化させるための熱源として微小な発熱体が並んだサーマルヘッドを用いた昇華型プリンタにも適用可能である。

（画像形成システムの構成）
図２は、本実施形態に係る、上述のプリンタ１０を含む画像形成システムのハードウェア構成の一例を示すブロック図である。この画像形成システムは、図１に示したプリンタ１０と、そのホスト装置としてのパーソナルコンピュータ（ＰＣ）２０を有する。
ホストＰＣ２０は、ＣＰＵ２０１、ＲＡＭ２０２、ＨＤＤ２０３、データ転送Ｉ／Ｆ２０４、キーボード・マウスＩ／Ｆ２０５、ディスプレイＩ／Ｆ２０６を有する。ＣＰＵ２０１は、ＲＡＭ２０２やＨＤＤ２０３に保持されているプログラムに従って所定の処理を実行する。ＲＡＭ２０２は、揮発性の記憶装置であり、プログラムやデータを一時的に保持する。ＨＤＤ２０３は、不揮発性の記憶装置であり、同じくプログラムやデータを保持する。データ転送Ｉ／Ｆ２０４は、プリンタ１０との間におけるデータの送受信を制御するインタフェースである。このデータ送受信の接続方式としては、ＵＳＢやＬＡＮが用いられる。キーボード・マウスＩ／Ｆ２０５は、キーボードやマウス等のＨＩＤ（Human Interface Device）を制御する。ディスプレイＩ／Ｆ２０６は、液晶モニタなどのディスプレイ（不図示）の表示を制御するインタフェースである。

プリンタ１０は、ＣＰＵ２１１、ＲＡＭ２１２、ＲＯＭ２１３、データ転送Ｉ／Ｆ２１４、ヘッドコントローラ２１５、プリント処理回路２１６、センサコントローラ２１７を有する。ＣＰＵ２１１は、ＲＡＭ２１２やＲＯＭ２１３に保持されているプログラムに従って所定の処理を実行する。ＲＡＭ２１２は、揮発性の記憶装置であり、プログラムやデータを一時的に保持する。ＲＯＭ２１３は、不揮発性の記憶装置であり、同じくプログラムやデータを保持する。データ転送Ｉ／Ｆ２１４は、ホストＰＣ２０との間におけるデータの送受信を制御するインタフェースである。ヘッドコントローラ２１５は、ＲＡＭ２１２に格納された例えば二値に量子化されたハーフトーン画像に基づいて、記録ヘッド１００の各ノズル列におけるインク吐出動作を制御する。プリント処理回路２１６は、画像処理に特化したデジタル回路で、シェーディング補正、記録位置調整、量子化といったプリント関連の画像処理を実行する。センサコントローラ２１７は、インラインセンサ１０７の個々の光学読取素子を制御する。

なお、本実施形態で説明する変形補正パラメータの生成処理や、実施形態２で説明する記録素子毎（ノズル毎）の階調再現関数の導出処理は、ホストＰＣ２０にて行うものとする。一方、変形補正パラメータを用いた記録位置調整処理や、ノズル毎の階調再現関数を用いたシェーディング補正などは、プリンタ１０のプリント処理回路２１６にて行うものとする。すなわち、プリント時の処理で用いる各種パラメータを生成する処理はホストＰＣ２０側で行い、色変換処理や量子化処理を含むプリント時に実行する処理はプリンタ１０側で行なう。ただし、プリント関連の画像処理の全部又は一部を、ホストＰＣ２０側で行なってもよいし、或いはプリンタ１０のＣＰＵ２１１で実行しても構わない。

（プリント処理回路の構成）
図３は、プリンタ１０が有するプリント処理回路２１６の内部構成を示すブロック図である。プリント処理回路２１６は、色変換部３０１、色分解部３０２、ヘッドシェーディング部３０３、記録位置調整部３０４、ガンマ補正部３０５、量子化部３０６を有する。以下、各部について説明する。

色変換部３０１は、ホストＰＣ２０から入力された印刷対象のＲＧＢ色空間で表現された画像（入力ＲＧＢ画像）を、三次元ルックアップテーブル（３Ｄ-ＬＵＴ）を用いて、プリンタ１０の色再現域に対応したＲＧＢ画像に変換し、色分解部３０２に出力する。なお、プリント処理回路２１６で扱われる画像の解像度は全て、プリンタ１０に搭載されている記録ヘッド１００のノズル解像度と同じ６００ｄｐｉである。また、入力ＲＧＢ画像や色変換後のＲＧＢ画像を含め、以降、プリント処理回路２１６で扱われる画像の各色成分のビット深度は、量子化部３０５が出力するハーフトーン画像を除き、全て１６ビットであるものとする。

色分解部３０２は、色変換後のＲＧＢ画像を、３ＤＬＵＴを用いて、プリンタ１０で使用される各インク色に対応したインク値画像に変換し、ヘッドシェーディング部３０３に出力する。プリンタ１０が、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの４色のインクを使用する場合、色分解部３０２に入力されたＲＧＢ画像は、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの４チャンネルから成るインク値画像に変換される。

ヘッドシェーディング部３０３は、色分解部３０２が出力する色版毎のインク値画像に対して、各ノズルの吐出特性に応じた補正（以下、「シェーディング補正」と呼ぶ。）を行い、シェーディング補生後のインク値画像を記録位置補正部３０４に出力する。シェーディング補正処理については、実施形態２で詳しく説明する。

記録位置調整部３０４は、ヘッドシェーディング部３０３が出力するインク値画像に対して、各ヘッドセットを構成するノズル列それぞれの記録位置を調整する処理を行ない、ガンマ補正部３０５に出力する。記録位置調整処理の詳細は、後述する。

ガンマ補正部３０５は、記録位置調整部３０４が出力する記録位置調整後のインク値画像に対し、色版毎に、一次元ルックアップテーブル（１Ｄ-ＬＵＴ）を用いて、紙面上に形成されることになるドットの数を調整する。具体的には、各ノズルが吐出するインク滴によって形成されるドットの数と、当該数のドットによって実現される明度との関係が略線形になるように、シェーディング補正後のインク値画像の画素値を変更する。ガンマ補正後のインク値画像は量子化部３０６に出力される。

量子化部３０６は、ガンマ補正部３０５が出力するガンマ補正後のインク値画像に対し、色版毎に、ディザ法や誤差拡散法といった公知の量子化処理を適用して、ドットのオン又はオフを二値で表したハーフトーン画像を生成する。生成されたハーフトーン画像のデータはＲＡＭ２１２に一旦格納された後、ヘッドコントローラ２１５によって読み出される。なお、各ノズルが吐出するインク滴のサイズ（ドットサイズ）を制御可能なプリンタの場合は、ドットサイズの種類に対応した階調数（ビット深度）に量子化する処理を行ってハーフトーン画像を生成すればよい。この場合、ヘッドコントローラ２１５は、４値や１６値といった多値のハーフトーン画像に基づいて各ノズルのインク吐出動作を制御することになる。

（本実施形態の概要）
ここで、本実施形態の概要を、その背景を含めて説明する。複数のノズル列が互いにオーバーラップするように連結したフルラインタイプのヘッドセット（前述の図１を参照）は、それぞれのノズル列が交換できるよう脱着可能な設計になっている。そのため、ノズル列の取付誤差が発生しやすい。図４にその一例を示す。図４の上段は記録ヘッド１００を構成する４つのヘッドセット１０１〜１０４の模式図であり、ヘッドセット１０１〜１０４それぞれにおいて各ノズル列の取付位置に誤差が生じている状態を示している。図４の下段は、このような取付誤差のある状態のノズル列を用いてテスト画像を印刷出力したものを光学的に読み取ったスキャン画像（輝度変換後）であり、これについては後述する。図４の上段に示すように各ノズル列が傾くなどし、ｘ方向に直線的に並んでいない状態のままでは、紙面上に画像を正しく形成することができない。図５（ａ）は、ブラックのヘッドセット１０１を構成するノズル列１０１ａ〜１０１ｃが所定の取付位置に誤差なく取り付けられた理想状態が示されている。さらに図５（ａ）には、当該理想状態の各ノズル列１０１ａ〜１０１ｃによって記録された、ヘッドセット１０１の幅と略一致する横長の矩形オブジェクト５０１が示されている。ヘッドセット１０１を構成する各ノズル列１０１ａ〜１０１ｃが、所定の取付位置に対して誤差なく取り付けられている場合、それぞれのノズル列が担当する記録領域５１１〜５１３は歪んだりズレたりすることなく形成される。その結果、所期の横長の長方形が紙面上に再現される。一方、図５（ｂ）は、ノズル列１０１ａ〜１０１ｃが傾くなどし、所定の取付位置に対して誤差のある状態を示している。この場合、それぞれのノズル列が担当する記録領域５１１’〜５１３’が歪んで形成される結果、記録領域同士の境界に段差が生じるなどし、矩形オブジェクト５０１は、歪な横長の矩形オブジェクト５０１’のようになってしまう。これでは、印刷対象の画像が正しく再現できないことになり、品質上の大きな問題となる。

そこで、記録位置調整部３０４において、ヘッドセットを構成するそれぞれのノズル列が担当する記録領域毎に、アフィン変換を用いた変形補正処理を行って、各ノズル列の記録位置を調整する。例えば、上述の図５（ｂ）に示したように歪んでしまう場合は、図５（ａ）に示す横長の矩形オブジェクト５０１を、図５（ｃ）に示すように、図５（ｂ）の歪みを相殺する方向に歪みを与えた横長の矩形オブジェクト５０１”に補正する。いま、ノズル列１０１ａに対応する長方形の記録領域５１１は右下がりの平行四辺形に変形し、記録領域５１１’のようになっている。この場合は、右上がりの平行四辺形の記録領域５１１”に補正する。また、ノズル列１０１ｃに対応する記録領域５１３は、変形に加え、左方向にズレて記録領域５１２に近づき、記録領域５１２’と記録領域５１３’とのオーバーラップ量が大きくなりすぎている。この場合は、記録領域５１３”を右方向（離す方向）に位置を補正して、適切なオーバーラップ量となるようにする。このような補正後の矩形オブジェクト５０１”の画像データを用いて印刷出力することで、プリント物上で変形のない画像が得られる。記録位置調整部３０４は、このような変形補正処理を、シェーディング補生後のインク値画像の各色版に対して行う。

そして、本実施形態は、上記変形補正処理で使用する、アフィン変換のパラメータ（以下、「変形補正パラメータ」と呼ぶ）を生成する方法に関する。本実施形態では、複数のマーカーを所定位置に配置したテスト画像を印刷出力し、得られたプリント物を光学的に読取って各マーカーの位置を検出することにより、変形補正パラメータを求める。テスト画像に配置された各マーカーは、ノズル列に並んだ複数のノズル（ノズル群）から吐出されるインク滴によって紙面上に形成されるが、ノズル群の中に吐出不良のノズル（以下、「不良ノズル」と呼ぶ）があると、出来上がったプリント物でマーカーの一部が欠けるなどし、不完全なマーカーが形成されることになる。そのような不完全なマーカーに基づくマーカーの検出位置には意図しない誤差が含まれてしまう。ここで、十字形のマーカーを用いた場合の具体例を示す。このような十字形マーカーをテスト画像の所定位置に複数配置し、そのプリント物のスキャン画像から当該十字形マーカーに対応する領域内の画素値の重心位置を求めることでその位置を検出する。なお、「不良ノズル」には、インクを全く吐出できないノズルに加え、インク吐出状態が悪いために企図するドットを形成できないようなノズルも含まれる。

本実施形態では図６に示すようなテーブルを予め保持しておき、不良ノズルの位置に応じて、マーカーの形状を変更する。図６に示すテーブルにおいて、１行目は元のマーカー形状を示し、２行目は不吐を含む吐出不良が発生したときのマーカー形状を示し、３行目は変更後のマーカー形状を示す。元のマーカーは１画素幅の縦線と横線が直交する十字形で、サイズは１１画素四方であり、横方向はノズル列方向、縦方向は用紙搬送方向である。元のマーカーのノズル列方向のサイズが１１画素の場合、吐出不良によるマーカー形状の変化の組み合わせは１１通り存在することになる。よって、図６のテーブルでは、１１画素幅の十字形マーカーの中央を基準位置“０”として、−５〜＋５の範囲でノズル列方向の不良ノズルの位置を特定している。そして、１１通りの不良ノズルの位置に応じた、変更後のマーカー形状が用意されている。テーブル２行目における下向き矢印は、不良ノズルの位置を表し、テーブル３行目における下向き矢印は、除去ドットの位置を表している。つまり、本実施形態では、吐出不良が起きたドット位置の、マーカー中央の位置（“０”の位置）を軸として対称な位置のドットを敢えて形成しないことで、元のマーカーと重心位置を一致させる。不良ノズルの位置が“０”の場合は、重心位置が変化しないため、マーカー形状は変更しない。例えば、不良ノズルの位置が“−２”であった場合、左から４つ目のドットが正しく形成されない不完全な十字形マーカーとなってしまう結果、画素値の重心位置が右方向にズレてしまう。このように、不完全なマーカーが形成されてしまうと、それに基づき生成される変形補正パラメータに意図しない誤差を含むことになり、記録位置調整部３０４において正確な変形補正処理ができなくなってしまう。

そこで、本実施形態では、不良ノズルにより不完全なマーカーが形成される場合は、図６のテーブル３行目に示すように、元のマーカー形状（テーブル１行目参照）と重心位置が一致するように、マーカーの形状を変更する。これにより、不良ノズルによるマーカー検出位置のズレを回避する。以下、本実施形態における処理を詳細に説明する。

（変形補正パラメータの生成処理）
図７は、本実施形態に係る、変形補正パラメータの生成処理を実現する、ホストＰＣ２０の機能ブロック図である。そして、図８は、本実施形態に係る、変形補正パラメータの生成処理の流れを示すフローチャートである。なお、以下の説明において「Ｓ」はステップを意味する。

Ｓ８０１では、形状変更部７０２が、上述したマーカー形状の変更を行う。従来であれば、テスト画像パラメータ記憶部７０１に記憶されているテスト画像パラメータとしてのマーカーの配置情報と形状情報をそのまま用いてテスト画像は生成される。しかし、本実施形態の場合、マーカーの形状情報については、形状変更部７０２にて変更されたものを用いる。形状変更部７０２は、テスト画像パラメータ記憶部７０１に保持されているマーカーの形状情報を取得し、当該形状情報で特定されるマーカー形状を、別途入力される不良ノズルの位置情報と前述の図６に示すテーブルに基づいて変化させる。ここで、不良ノズルの位置情報は、予め生成したものをＨＤＤ２０３等に格納しておけばよい。不良ノズルは、例えば階段状パターンを配置したテスト画像を用紙に出力し、それを光学センサで読み取ることでその位置を把握することができる。あるいは、記録ヘッド１００に搭載したセンサによって不良ノズルの位置を検出してもよい。

Ｓ８０２では、テスト画像生成部７０３が、テスト画像パラメータ記憶部７０１に記憶されているマーカーの配置情報と、Ｓ８０１で形状変更がなされたマーカーの形状情報とに基づいて、テスト画像を生成する。図９に、本実施形態で使用するテスト画像の一例を示す。図９においては、所定位置に配置された各マーカーと各ノズル列との位置関係が分かるよう、テスト画像９０１に加え、ヘッドセット１０１〜１０４がそれぞれ有する３つのノズル列の模式図を示している。図９において、２本の破線で挟まれた領域９０２は左側のノズル列における左端領域、同領域９０５は右側のノズル列における右端領域、同領域９０３と９０４は中央のノズル列が左右のノズル列それぞれとオーバーラップする領域を示す。図９の例では、各ノズル列がマーカーを３個ずつ形成するように配置している。例えば、ブラックのヘッドセット１０１の左側のノズル列１０１ａは、破線の三角形９１０の各頂点に相当する３箇所９１１、９１２、９１３にマーカーを形成する。テスト画像９０１の各画素列は常に同じノズルで記録されるため、テスト画像９０１の座標が分かれば、当該座標の位置にてインクを吐出するノズルを特定できる。なお、本明細書において、上述の図９を含むテスト画像に関する図では、説明の便宜上、実際のテスト画像と寸法や要素の数を変えていることに留意されたい。

テスト画像が用意できると、次に、シェーディング補正と変形補正をＯＦＦにした条件下で、ブラックのヘッドセット１０１のみを用いて、テスト画像が印刷出力される。そして、得られたプリント物上の画像をインラインセンサ１０７で読み取り、読み取った画像のＲＧＢ値の重み和を画素毎に求める輝度変換処理を行なって、テスト画像の出力結果における輝度を示すスキャン画像（前述の図４の下段を参照）を得る。この輝度変換後のスキャン画像は、グレイ成分を例えば１６ビットで表した画像である。以下の説明では、テスト画像９０１の座標系と、スキャン画像４０１の座標系とが異なることを明示するために、前者を大文字で表記し、後者を小文字で表記するものとする。すなわち、テスト画像９０１におけるノズル列方向の座標を“Ｘ”、用紙搬送方向の座標を“Ｙ”と表記し、スキャン画像４０１におけるノズル列方向の座標を“ｘ”、用紙搬送方向の座標を“ｙ”と表記する。図４においても、前述の図９と同様、スキャン画像４０１上の各マーカーと各ノズル列との位置関係が分かるよう、ヘッドセット１０１〜１０４のノズル列の模式図が示されている。図８のフローチャートの説明に戻る。

Ｓ８０３では、マーカー検出部７０４が、マーカーを検出するための枠を、輝度変換後のスキャン画像上に設定する。この検出枠は、十字形のマーカーを使用する本実施形態の場合、前述の図４で破線で示すとおり、各マーカーを囲むような枠４２０を設定する。検出枠の設定には、マーカーの配置情報と形状情報を用い、スキャン画像上の固定された位置を検出枠として設定する。具体的には、まず、検出枠の中心となる位置をマーカーの配置情報に基づいて設定し、次に、検出枠のサイズをマーカーの形状情報に基づいて設定する。この場合において、検出枠のサイズには、ノズル列の取付位置の公差を考慮し、マーカーの記録位置がバラついても、検出対象のマーカーの全体が囲まれるようマージンを持たせる。

Ｓ８０４では、マーカー検出部７０４が、スキャン画像上に存在するすべてのマーカーを検出する。具体的には、Ｓ８０３で設定した各検出枠について、その領域内における画素値の重心位置を求める。例えば、前述の図４において、マーカー４１１の中心位置は、検出枠４２０の領域内における画素値の重心位置とする。なお、図４に示す輝度変換後のスキャン画像４０１では、暗い領域ほど画素値が小さくなる。そこで、重心位置を求める際は、画素値を反転した画像を用いるのが望ましい。なお、マーカーの中心位置は、公知のテンプレートマッチング手法を用いて検出しても構わない。具体的には、例えば、マーカー４１１を検出する場合は、検出枠の領域４２０内の画素毎に、マーカーの元画像との類似度を求め、求めた類似度が最大となる画素位置を、マーカー４１１の中心位置として特定する。類似度の尺度としては、例えばＺＮＣＣ（Zero Means Normalized Cross Correlation）などを適用すればよい。このようにテンプレートマッチングを用いる場合であっても、形状変更部７０２において、理想的なマーカーと重心位置が一致するようにマーカー形状を変更することで、不良ノズルに起因するマーカー検出位置の誤差を抑制できる。

Ｓ８０５では、変形補正パラメータ生成部７０５が、マーカーの配置情報と、Ｓ８０４で得られたマーカー検出位置に基づいて、プリンタ１０の記録位置調整部３０４で用いる変形補正パラメータを生成する。前述の通り、着脱可能に設計されたノズル列は取付時に誤差が発生しやすく、ヘッドセット１０１〜１０４内の各ノズル列はｘ方向に直線的に並ばないのが通常である。そのため、例えばテスト画像９０１の３つのマーカー９１１、９１２、９１３は、スキャン画像４０１においてはそれぞれマーカー４１１、４１２、４１３として現れる。すなわち、ノズル列の取付誤差に起因する記録位置のズレにより、テスト画像９０１上の三角形９１０が変形し、スキャン画像４０１上では右下がりに傾いた三角形４１０のようになる。なお、図４における符号４０２〜４０５は、図９における符号９０２〜９０５に相当する。このような変形が生じることを踏まえ、記録位置調整部３０４にて印刷対象の画像に対して変形補正処理が実行される。ここで、二次元空間におけるアフィン変換のパラメータは６個であり、一般的に、三角形の変形の度合いから求められることが知られている。二次元空間における三角形の頂点の位置は２個のパラメータで規定されるため、３つの頂点から構成される三角形は６個のパラメータで規定できる。６個のパラメータで規定される三角形に関し、アフィン変換前後の座標が分かれば、６本の一次方程式から構成される連立方程式を解くことにより、二次元空間におけるアフィン変換のパラメータを求めることができる。本実施形態では、ノズル列毎に三角形の頂点の座標の対応関係を求め、アフィン変換のパラメータを生成する。すなわち、マーカーの配置情報に基づきアフィン変換前の三角形を、Ｓ８０４で得られたマーカー検出位置に基づきアフィン変換後の三角形をそれぞれ求める。そして、これらの対応関係に基づいて連立方程式を解き、対象とするノズル列についての変形補正パラメータを生成する。例えば、ノズル列１０１ａについては、テスト画像９０１上の３つのマーカー（９１１、９１２、９１３）と、スキャン画像４０１上の３つのマーカー（４１１、４１２、４１３）との対応関係に基づいて連立方程式を解くことにより、変形補正パラメータが得られる。

以上が、本実施形態に係る、変形補正パラメータの生成処理の内容である。こうして生成された変形補正パラメータは、プリンタ１０データ転送Ｉ／Ｆ２０４を介してプリンタ１０に送られる。そして、プリント処理回路２１６の記録位置調整部３０４において、ホストＰＣ２０から提供された変形補正パラメータを用いて、各ノズル列で記録する画像領域に対する変形補正処理がなされることになる。

＜変形例＞
マーカーとして１画素幅の十字形マーカーを用いる場合、“０”の位置のノズルが不良ノズルとなった場合、中央の縦線が抜けた不完全マーカーとなる（図６のテーブルの２行目を参照）。このように中央の縦線が抜けたマーカーは、用紙に付着した汚れやインラインセンサ１０７のノイズなどにより、重心位置がバラつきやすい。そこで、十字形マーカーの中央の縦線が欠けてしまう場合は、図１０（ａ）に示すように、代替の縦線が形成されるようにドットを追加してもよい。これにより、元のマーカーと重心位置が一致しやすくなる。その結果、縦線のないマーカーを使用するのに比べて、用紙に付着した汚れやインラインセンサ１０７のノイズなどに起因する重心位置のバラつきを抑制できる。

また、同様の効果を得る方法として、図１１のテーブルに示すように、縦線の幅が横線の幅に比べて広い十字形マーカーを用いてもよい。図１１の例では、縦線の幅を横線の３倍（３画素幅）としている。この場合、“０”の位置のノズルが不良ノズルとなっても、上述の図１０（ａ）と同じ形状になる。なお、図１１のテーブルにおいて、不良ノズルの位置が“−１”と“＋１”の場合は、３画素幅の縦線が１画素幅に変化し、汚れやノイズの影響を受けやすくなる。そのため、この場合は、図１０（ｂ）に示すように縦線に相当するドットを追加してもよい。これにより、元のマーカーと重心位置が一致しやすくなる。

なお、マーカーの形状は十字形に限定されず、矩形や菱形であっても構わない。図１２は図６に相当する、元のマーカーとして５×６のサイズの矩形マーカーを使用する場合のテーブルである。なお、図１２のテーブルにおいて、２行目の下向き矢印は不良ノズルの位置を示し、３行目の下向き矢印は追加ドットの位置を示す。

また、本実施形態では、ノズル列の取付位置の誤差に起因する画像変形を補正するために、プリンタ１０が備える記録位置調整部３０４にて印刷対象の画像データを補正したが、このようなソフト的な処理に代えてハード的な処理を行ってもよい。例えば、プリンタ１０が備える機械的な手段によって、ノズル列の取付位置の誤差を直接的に修正しても構わない。

以上のとおり、本実施形態によれば、記録素子の不良によるマーカー検出位置のズレを回避できる。これにより、記録位置調整のためのアフィン変換用のパラメータを高精度に取得できる。その結果、インクジェットプリンタの場合であれば、ノズル列の取付位置の誤差に起因する画像の変形を好適に補正でき、画質が向上する。

［実施形態２］
実施形態１では、記録位置調整部３０４で用いる変形補正パラメータを生成するためのテスト画像上に形成するマーカーの形状を、不良ノズルの位置に応じて変更する態様を説明した。次に、ヘッドシェーディング部３０３で用いるノズル毎の階調再現関数を導出するためのテスト画像上に形成するマーカーの配置を、不良ノズルの位置に応じて変更する態様を、実施形態２として説明する。なお、画像形成システムの基本構成といった実施形態１と共通の内容については説明を省略し、以下では本実施形態の特徴であるノズル毎の再現階調関数を導出する処理を中心に説明を行うものとする。

（本実施形態の概要）
ここで、本実施形態の概要を、その背景を含めて説明する。所謂フルラインタイプのヘッドセットを搭載したインクジェットプリンタ（前述の図１を参照）は、紙面上に画像をシングルパスで記録するため、各ノズルのインク吐出特性のばらつきによるスジムラ（濃度不均一）が生じやすい。そこで、入力階調値とプリント物上の画像濃度との関係を示す階調再現関数を予めノズル毎に用意しておき、この逆関数を用いることで、意図する濃度を正確に再現可能な入力階調値を求めるシェーディング補正処理を、印刷時に行う。

本実施形態は、ヘッドシェーディング部３０３で使用する、ノズル毎の階調再現関数を好適に導出する方法に関する。ノズル毎の階調再現関数を取得する際には、まず、複数種類の同一階調の均一パッチの周囲に複数のマーカーが配置されたテスト画像を、シェーディング補正をＯＦＦにした条件下で、例えばブラックのヘッドセットのみを用いて用紙上に出力する。そして、出力結果（プリント物上の画像）をインラインセンサ１０７で読取り、色をＲＧＢ色空間で表現した光学読取画像（スキャン画像）をホストＰＣ２０に転送する。ホストＰＣ２０は、受け取ったスキャン画像に対し、その画素値（ＲＧＢ値）の重み和を画素毎に求める輝度変換処理を行ない、輝度変換後のスキャン画像を生成する。次に、輝度変換後のスキャン画像から各マーカーを検出し、その検出位置に基づいてスキャン画像を複数の局所領域に分割する。そして、テスト画像とスキャン画像との座標の対応関係を示す座標変換パラメータを局所領域毎に求め、この座標変換パラメータを用いて、対象とするノズルが紙面上にドットを記録する経路を、スキャン画像の座標系で求める。最後に、求めた経路に沿ってスキャン画像の画素値を積分することで、対象とするノズルの階調再現関数を得る。上述のように、座標変換パラメータを局所領域毎に求めることで、用紙の伸縮やインラインセンサの光学収差などによりスキャン画像が局所的に歪んでいても、当該スキャン画像における画素値を、対象とするノズルの位置に正確に対応付けることができる。これによりシェーディング補正によるスジムラ低減効果を高めることができる。

上述のようにテスト画像を用いてノズル毎の階調再現関数を導出する場合において、マーカーを形成するノズルに不良ノズルがあると、実施形態１の場合と同様、検出したマーカー位置に意図しない誤差が含まれてしまう。そうなると、画素値を積分する経路として、誤った経路が設定されてしまい、正確なノズル毎の階調再現関数を導出できなくなる。これでは、シェーディング補正によって誤った補正がなされ、かえってスジムラを悪化させかねない。

上記問題の解決策の１つとして、実施形態１で説明した方法が挙げられる。すなわち、不良ノズルの位置に応じてマーカー形状を変更する手法は、ノズル毎の階調再現関数を導出する場合にも有効である。本実施形態では、別の解決策として、テスト画像におけるマーカーの配置を変更して、異常が発生していない正常なノズルのみでマーカーを形成する方法について説明する。

なお、実施形態１では、変形補正パラメータを高精度に生成するために、ノズル列内の左右端に近い所にあるノズルの位置を検出する必要があった。そのため、マーカーの配置そのものを変更する方法は馴染まない。しかし、ノズル毎の階調再現関数を導出する場合は、検出対象のノズルが、ノズル列内の左右端に近いところのノズルである必要がなく、複数のノズル列から成るヘッドセットにおいて略均等な間隔でノズル位置を検出できればよい。そのため、不良ノズルを避けるようにマーカーの配置を変更しても、全体のマーカー数が変化しなければ、ノズル毎の階調再現関数の導出精度はほとんど悪化しない。

そこで、本実施形態では、マーカーを形成するノズルの一部に不良ノズルがあり不完全なマーカーになる場合は、当該不良ノズルが担当する列のマーカーを除去し、これに代わる新たなマーカーの列を追加する。そして、追加されたマーカー位置を考慮して局所領域の設定を行う。

（シェーディング補正）
まず、ヘッドシェーディング部３０３におけるシェーディング補正について詳しく説明する。このシェーディング補正は、色版毎のインク値画像それぞれに対して同様に適用される。以下では、ブラックのインク値画像に適用する場合を例に説明を行い、他の色版については省略するものとする。

ここで、ノズル列方向の座標をｘ、ノズル列方向に直交する用紙搬送方向の座標をｙで表すこととする。このとき、シェーディング補正前のインク値画像における座標（ｘ，ｙ）で表される位置の階調値をＤpre_Ｋ（ｘ，ｙ）、シェーディング補正後のインク値画像における座標（ｘ，ｙ）で表される位置の階調値をＤaft_Ｋ（ｘ，ｙ）のように表すこととする。この補正後の階調値Ｄaft_Ｋ（ｘ，ｙ）は、補正前の階調値Ｄpre_Ｋ（ｘ，ｙ）に対し、ノズル位置毎（すなわちｘの値毎）に、異なる１Ｄ-ＬＵＴを適用することで生成する。ｘの値が同じ場合、ｙ方向の各画素には、同一の１Ｄ-ＬＵＴが適用されることになる。１Ｄ-ＬＵＴを用いるシェーディング補正は、前述の特許文献１にも記載されている公知の手法である。ここで、あるノズル位置ｘ（以下、単に「位置ｘ」と表記）における一次元ルックアップテーブルを、１Ｄ-ＬＵＴ_Ｋ_ｘとしたとき、シェーディング補正後の階調値Ｄaft_Ｋ（ｘ，ｙ）は、以下の式（１）によって表される。
Ｄaft_Ｋ（ｘ，ｙ）＝１Ｄ-ＬＵＴ_Ｋ_ｘ（Ｄpre_Ｋ（ｘ，ｙ））・・・式（１）

図１３（ａ）は、位置ｘ＝５１３のノズルに適用する１Ｄ-ＬＵＴ_Ｋ_５１３の一例、同（ｂ）は位置ｘ＝５１７のノズルに適用する１Ｄ-ＬＵＴ_Ｋ_５１７の一例である。図１３（ａ）及び（ｂ）に示すグラフの横軸は、シェーディング補正を行う前後の階調値を示しており、グラフの縦軸は、プリント物上の画像を光学的に読み取って得られた輝度値を示している。なお、グラフの縦軸は、輝度値に代えて濃度値であっても構わない。グラフの横軸における「紙白」はインク量が最小となるときの階調値である。また、グラフの横軸における「ベタ」はインク量が最大となるときの階調値である。

図１３（ａ）及び（ｂ）のグラフにおいて共通の直線１３０１は、入力階調値に対応する目標輝度値を示す関数（以下、「目標輝度関数」と表記）Ｉ_Ｔ（ｄ）を示している。この場合おいて、ｄは階調値を表す。いま、Ｉ_Ｔ（ｄ）は、「紙白」の輝度値と「ベタ」の輝度値を直線で結んだ一次関数であるが、プリンタの階調再現特性を決める設計パラメータとして任意の関数を設定できる。なお、この目標輝度関数Ｉ_Ｔ（ｄ）は、全てのノズルで同じものを用いる。そして、図１３（ａ）のグラフにおける曲線１３０２及び図１３（ｂ）のグラフにおける曲線１３０３は、それぞれ異なるノズル位置ｘに対応するノズルの階調再現関数Ｉ_ｘ（ｄ）を表している。いま、曲線１３０２は位置ｘ＝５１３のノズルの階調再現関数であり、曲線１３０３は位置ｘ＝５１７のノズルの階調再現関数である。このノズル毎の階調再現関数Ｉ_ｘ（ｄ）は、位置ｘのノズルで階調値ｄの画像を、シェーディング補正をＯＦＦにして記録したときの、紙面上において対応する位置の輝度値を示す関数である。なお、シェーディング補正をＯＦＦにして記録を行う際は、色分解部３０２から出力されるインク値画像を、ヘッドシェーディング３０３部を通さずに、記録位置調整部３０４に入力すればよい。

例えば、位置ｘ＝５１３における、シェーディング補正後の階調値Ｄaft_Ｋ（ｘ，ｙ）を求める場合は、以下のような手順となる。まず、目標輝度関数Ｉ_Ｔ（ｄ）により、シェーディング補正前の階調値Ｄpre_Ｋ（５１３，ｙ）に対応する目標輝度値Ｉ_Ｔ（Ｄpre_Ｋ（５１３、ｙ））を求める。そして、位置ｘ＝５１３のノズルに対応する紙面上の位置において目標輝度値Ｉ_Ｔ（Ｄpre_Ｋ（５１３，ｙ））を正確に再現するための、シェーディング補正後の階調値Ｄaft_Ｋ（５１３，ｙ）＝Ｉ_５１３（Ｉ_Ｔ（Ｄpre_Ｋ（５１３，ｙ）））^-1 を求める。すなわち、位置ｘ＝５１３における１Ｄ-ＬＵＴ_Ｋ_５１３は、階調再現関数Ｉ_５１３（ｄ）の逆関数Ｉ_５１３^-1と、目標輝度関数Ｉ_Ｔ（ｄ）を合成した関数により実現される。他の位置ｘのノズルの１Ｄ-ＬＵＴについても同様である。なお、こうして作成された１Ｄ-ＬＵＴに存在しない値が引数として入力された場合は、公知の補間処理により出力値を算出すればよい。また、シェーディング補正で用いるノズル毎の１Ｄ−ＬＵＴ_Ｋ_ｘは、階調再現関数の逆関数Ｉ_ｘ^-1と、目標輝度関数Ｉ_Ｔ（ｄ）とを組み合わせて実現する。もしくは、階調再現関数の逆関数Ｉ_ｘ^-1と、目標輝度関数Ｉ_Ｔ（ｄ）とを用いて事前に算出しておいた値を、単独のテーブルとして保持することにより実現する。

図１３（ａ）のグラフにおいて、曲線１３０２が示す階調再現関数Ｉ_５１３（ｄ）は、直線１３０１が示す目標輝度関数Ｉ_Ｔ（ｄ）を常に下回っている。これは、シェーディング補正がＯＦＦの場合、位置ｘ＝５１３のノズルに対応する紙面上の位置に黒スジが発生していることを示している。しかし、シェーディング補正をＯＮにすると、補正前の階調値Ｄpre_Ｋ（５１３，ｙ）はＤaft_Ｋ（５１３，ｙ）へと補正され、紙面上に吐出されるインク量が少なくなるため、黒スジが低減することになる。一方、図１３（ｂ）のグラフにおいて、曲線１３０３の階調再現関数Ｉ_５１７（ｄ）は、直線１３０１が示す目標輝度関数Ｉ_Ｔ（ｄ）を常に上回っている。これは、シェーディング補正がＯＦＦの場合、位置ｘ＝５１７のノズルに対応する紙面上の位置に白スジが発生していることを示している。しかし、シェーディング補正をＯＮにすると、補正前の階調値Ｄpre_Ｋ（５１７、ｙ）はＤaft_Ｋ（５１７、ｙ）へと補正され、紙面上に吐出されるインク量が多くなるため、白スジが低減することになる。

（ノズル毎の階調再現関数の導出処理）
図１４は、本実施形態に係る、ノズル毎の階調再現関数Ｉ_ｘ（ｄ）の導出処理を実現する、ホストＰＣ２０の機能ブロック図である。そして、図１５は、本実施形態に係る、ノズル毎の階調再現関数Ｉ_ｘ（ｄ）の導出処理の流れを示すフローチャートである。前述のとおり、ノズル毎の階調再現関数Ｉ_ｘ（ｄ）の導出は、各ノズル列で共通なので、以下では、ブラックのノズル列１０１を例として説明するものとする。なお、以下の説明において「Ｓ」はステップを意味する。

Ｓ１５０１では、配置変更部１４０２が、上述したマーカー配置の変更を行う。従来であれば、テスト画像パラメータ記憶部１４０１に記憶されているテスト画像パラメータとしてのマーカーの配置情報と形状情報をそのまま用いて、生成過程のテスト画像上にマーカーが描画される。しかし、本実施形態の場合、マーカーの配置情報については、配置変更部１４０２にて変更されたものを用いる。配置変更部１４０２は、テスト画像パラメータ記憶部１４０１に保持されているマーカーの配置情報を取得し、当該配置情報で特定されるマーカーの配置を、別途入力される不良ノズルの位置情報に基づいて、マーカーの配置を変更する。具体的には、まず、マーカーの形状情報からマーカーのサイズを取得し、当該サイズとマーカーの配置情報とに基づいて、各マーカーが描画される領域を特定する。そして、不良ノズルの位置情報と、各マーカーが描画される範囲とを比較し、各マーカーが不良ノズルによって不完全なマーカーとなるか否かを判定する。そして、不完全マーカーになると判定されたマーカーが存在した場合は、正常ノズルのみで全てのマーカーを形成できるように、マーカーのノズル列方向の位置を変更する。なお、不良ノズルの位置情報は、実施形態１と同様、予め生成したものをＨＤＤ２０３等に格納しておけばよい。

Ｓ１５０２では、テスト画像生成部１４０３が、テスト画像パラメータ記憶部７０１に記憶されているテスト画像パラメータとしてのマーカーの配置情報と形状情報及び均一パッチの配置情報に基づいて、テスト画像を生成する。この際、マーカーの配置情報については、Ｓ１５０１で配置変更がなされている場合は、当該変更後の配置情報が用いられる。ここで、テスト画像パラメータについて確認しておく。マーカーの配置情報は、各マーカーの位置を、テスト画像の座標系で設定した数値データである。本実施形態では、配置変更部１４０２にてマーカー位置を変更する前の状態では、マーカーを均等間隔で配置し、マーカーを均等間隔で、Ｘ方向には８５個、Ｙ方向には１８個を配置する。配置を開始する位置はＸ＝４２、Ｙ＝７４２とし、Ｘ方向の配置間隔は７９画素、Ｙ方向の配置間隔は５０４画素とする。マーカーの形状情報は、マーカーの形状を示す画像データである。本実施形態では、１１画素四方の白背景の上に１画素幅の黒の縦線と横線が直交する十字が描かれた画像データを用いる。均一パッチの配置情報は、各均一パッチの位置を、テスト画像の座標系で設定した数値データである。本実施形態では、均一パッチをＹ方向に均等間隔で１７個配置する。配置を開始するＸ位置は４７画素目、Ｙ位置は７８７画素目とし、Ｙ方向の配置間隔は５０４画素とする。均一パッチの配置情報には、均一パッチのサイズ情報も含んでおり、いま、Ｘ方向のサイズは６６３７画素、Ｙ方向のサイズは４２５画素とする。また、均一パッチの配置情報には、各均一パッチの階調情報も含まれる。本実施形態では、濃度の高い順に以下の１７種類（全１７階調）の均一パッチを描画する。すなわち、階調値ｄが上から順に、６５５３５、６１４４０、５７３４４、５３２４８、４９１５２、４５０５６、４０９６０、３６８６４、３２７６８、２８６７２、２４５７６、２０４８０、１６３８４、１２２８８、８１９２、４０９６、０の１７通りである。なお、マーカー及び均一パッチは、不等間隔で配置しても構わない。また、配置する個数は、上記のものに限定されない。

図１６の（ａ）及び（ｂ）に、本実施形態で使用するテスト画像の一例を示す。図１６（ａ）のテスト画像１６０１は配置変更を行わなかった場合のテスト画像を示し、各マーカーが均等間隔で格子点状に配置されている。図１６（ｂ）のテスト画像１６０１’は、均一パッチ１６０２の上に配置されたマーカー１６０４が不完全マーカーになると判定されて配置変更が行われた場合のテスト画像を示す。図１６（ｂ）のテスト画像１６０１’を見ると、マーカー１６０４の列の全マーカーが除去され、その代わりに、マーカー１６０６及び１６０７の２列分のマーカーが新たに追加されている。マーカー１６０６と１６０７の位置は、マーカー１６０３と１６０５との間を３等分する位置となっている。すなわち、新たにマーカーを追加した後も、マーカー同士の間隔が均等になるようにしている。なお、マーカーと均一パッチは、不等間隔で配置しても構わない。また、配置する個数は、上記のものに限定されない。また、マーカーの形状は十字に限定されず、矩形や菱形などであっても構わない。

テスト画像が用意できると、次に、シェーディング補正をＯＦＦにした条件下で、ブラックのノズル列１０１のみを用いて、テスト画像が印刷出力される。そして、得られたプリント物上の画像をインラインセンサ１０７で読み取り、読み取った画像（スキャン画像）のＲＧＢ値の重み和を画素毎に求める輝度変換処理を行なう。図１７（ａ）及び（ｂ）に、輝度変換後のスキャン画像の一例を示す。図１７（ａ）のスキャン画像１７０１は配置変更を行わなかったテスト画像１６０１のスキャン画像を示し、図１７（ｂ）のスキャン画像１７０１は配置変更が行われたテスト画像１６０１’のスキャン画像を示す。いま、スキャン画像１７０１及び１７０１’のノズル列方向のサイズは６９６７画素、用紙搬送方向のサイズは１０３２８画素である。画像解像度は、光学読取素子の解像度および、用紙搬送方向の記録解像度と同じ６００ｄｐｉである。両スキャン画像において、斜めの矩形の枠１７０２及び１７０２’は、テスト画像１６０１及び１６０１’にそれぞれ対応する領域を示している。この対応領域は、用紙搬送の位置の誤差、用紙の伸縮、インラインセンサの光学収差などにより、通常の場合はテスト画像１６０１及び１６０１’と一致しない。そのため、一般的には、ノズル列方向の各位置をどのノズルが画像記録を行うのかをスキャン画像９１１の座標から特定することは困難である。以降に示す図では、この事実を示すために、領域１７０２及び１７０２’に傾きを与えている。

なお、以下の説明では、テスト画像１６０１及び１６０１’の座標系と、スキャン画像１７０１及び１７０１’の座標系とが異なる座標系であることを明示するために、前者を大文字で表記し、後者を小文字で表記するものとする。すなわち、テスト画像１６０１及び１６０１’におけるノズル列方向の座標を“Ｘ”、用紙搬送方向の座標を“Ｙ”と表記し、スキャン画像１７０１及び１７０１’におけるノズル列方向の座標を“ｘ”、用紙搬送方向の座標を“ｙ”と表記する。

Ｓ１５０３では、マーカー検出部１４０４が、実施形態１のＳ８０３と同様、マーカーを検出するための枠をスキャン画像上に設定する。このとき、Ｓ１５０１にてマーカーの配置情報が変更されている場合は、変更後のマーカー配置情報に基づいて、検出枠が設定される。なお、検出枠を設定する際は、用紙の傾きを考慮しても構わない。用紙の傾きは、インラインセンサ１０７を用いて用紙の各頂点を検出することにより求めればよい。前述の図１７（ａ）及び（ｂ）において、各マーカーを囲む破線の枠が、設定された検出枠を示している。

Ｓ１５０４では、マーカー検出部１４０４が、実施形態１のＳ８０４と同様、スキャン画像上に存在するすべてのマーカーを検出する。具体的には、Ｓ１５０３で設定した各検出枠について、その領域内における画素値の重心位置を求める。

Ｓ１５０５では、１７種類（すなわち、１７階調）の均一パッチそれぞれに対して以下のＳ１５０６〜Ｓ１５１３の処理を適用するべく、注目する均一パッチが決定される。そして、Ｓ１５０６では、ブラックのノズル列１０１が有する全てのノズルそれぞれに対して以下のＳ１５０７〜Ｓ１５１２の処理を適用するべく、注目するノズルが決定される。本実施形態では、均一パッチのＸ方向のサイズを６６３７画素とした。そのため、Ｓ１５０７〜Ｓ１５１２の処理が、６６３７個のノズルに対して順に適用されることになる。

Ｓ１５０７では、経路設定部１４０５が、Ｓ１５０４で検出したマーカーの位置に基づいて、スキャン画像１７０１又は１７０１’の画素値を積分する経路を設定する。この経路は、各ノズルの記録経路でもある。積分によって得られた累積加算後の画素値を要素数で割った値は、各ノズルの記録経路における平均的な輝度値である。この輝度値を各ノズルに対応付けることにより、ノズル毎の階調再現関数が得られる。ここで、図１８（ａ）及び（ｂ）と図１９（ａ）〜（ｄ）を参照して、どのようにして経路設定を行うのかを具体的に説明する。図１８（ａ）は前述の図１７（ａ）に対応し、図１８（ｂ）は前述の図１７（ｂ）に対応する。

いま、図１８（ａ）及び（ｂ）における領域１７０２及び１７０２’は、「＋」で示すマーカーの検出位置の間を結ぶ点線により、複数の領域（以下、「局所領域」と呼ぶ）に分割されている。局所領域内の下向きの矢印は、ある同一ノズルの記録経路上に位置し、画素値を積分する経路を示す。なお、均一パッチの上端と下端は、紙白との境界に近く、画素値の信頼度が低いため、積分の対象とはしない。以下、マーカーの配置情報を変更しなかった図１８（ａ）のケースを例に、スキャン画像１７０１の画素値を積分する経路の求め方を説明する。

図１９（ａ）はテスト画像１６０１における座標を示しており、図１９（ｂ）はスキャン画像１７０１における対応する座標を示している。そして、図１９（ｂ）における９つの黒丸１８１８〜１８２６は、検出した各メインマーカーの位置であり、図１８（ａ）における同一番号の「＋」マークの位置を示している。なお、図１９（ｂ）では説明のために、スキャン画像１７０１に極端な歪みが発生した状態としていることに留意されたい。図１９（ｂ）における実線の矢印１８０２は、図１８（ａ）における矢印１８０２に相当し、図１８（ａ）における上から２つ目の均一パッチ１８０１の画素値を積分する経路を示している。また、図１９（ｂ）における×印１９１２は、矢印１８０２で示す経路上の任意の点を示す。図１９（ａ）における９つの黒丸１９０１〜１９０９は、テスト画像１６０１において、図１９（ｂ）の黒丸１８１８〜１８２６に対応する位置を示す。図１９（ａ）の実線の矢印１９１０は、図１９（ｂ）において矢印１８０２で示す経路を、テスト画像１６０１の座標系で示したもので、各ノズルのインク吐出方向である用紙搬送方向（Ｙ方向）と向きが同じである。図１９（ａ）において、×印１９１１は、図１９（ｂ）において矢印１８０２で示す経路上の任意の点１９１２を、テスト画像１６０１の座標系で示すものであり、矢印１９１０で示す経路上に位置している。

経路設定部１４０５は、まず、図１９（ａ）の矢印１９１０に示すような経路を、テスト画像１６０１の座標系で、ノズル毎に設定する。そして、×印１９１１で示すような経路上の点毎に、スキャン画像１７０１において対応する点を求める。例えば、点１９１１に対応するスキャン画像１７０１上の点は、図１９（ｂ）における点１９１２である。このとき、点１９１２の座標は、以下の方法で求めることができる。

まず、座標変換前の点（ここでは、点１９１１）を含む局所領域を求める。これは、座標変換前の点１９１１の座標と、マーカーの配置情報とを比較することで求められる。点１９１１を含む局所領域は、４つの黒丸（１９０５、１９０６、１９０８、１９０９）で囲まれる矩形領域である。そして、座標変換前の点を含む局所領域内において、座標変換前の点の位置を、Ｘ方向とＹ方向のそれぞれについて０〜１の比率で表現する。図１９（ａ）において、α_Xとα_Yは、点１９１１を含む局所領域内において、点１９１１の位置をそれぞれ０〜１の比率で表現した値である。

次に、点１９１１を含む局所領域に含まれる点の座標変換に用いる、座標変換パラメータを設定する。いま、図１９（ａ）において４つの黒丸（１９０５、１９０６、１９０８、１９０９）で囲まれる局所領域は、スキャン画像１７０１においては、同じく４つの黒丸（１８２２、１８２３、１８２５、１８２６）で囲まれる領域に対応する。このような、スキャン画像１７０１において対応する局所領域は、Ｓ１５０４で検出した各マーカーの位置に基づいて設定する。そして、４つの黒丸（１９０５、１９０６、１９０８、１９０９）で囲まれる局所領域に含まれる点の座標変換に用いる座標変換パラメータとして、図１９（ｂ）に示すベクトルｖ_a〜ｖ_dを設定する。そして、点１９１１に対応する位置である、点１９１２の位置を特定するベクトルｖ_outを、以下の式（２）により求める。これにより、テスト画像１６０１の座標を、スキャン画像１７０１の座標に変換することができる。
ｖ_out＝ｖ_a＋α_Xｖ_b＋α_Yｖ_c＋α_Xα_Yｖ_d ・・・式（２）

なお、座標変換前の点が、異なる局所領域に含まれる場合は、α_Xとα_Y、および座標変換パラメータは別途設定する。例えば、座標変換前の点が、図１９（ｃ）の点１９１３の場合、当該点は、４つの黒丸（１９０１、１９０２、１９０４、１９０５）で囲まれる局所領域に含まれる。そのため、まず、この局所領域内において、座標変換前の点の位置を、Ｘ方向とＹ方向のそれぞれについて０〜１の比率で表現する。すなわち、図１９（ｃ）に示すようにα_Xとα_Yの値を設定する。また、この局所領域に対応する領域は、図１９（ｄ）において、４つの黒丸（１８１８、１８１９、１８２１、１８２２）で囲まれる領域である。そのため、座標変換パラメータとして、図１９（ｄ）に示すベクトルｖ_a〜ｖ_dを設定する。そして、点１９１３に対応する点１９１４の位置を、前述の式（２）により求める。

このようにして経路設定部１４０５は、テスト画像１６０１の座標系でノズル毎に設定した経路上の全ての点（画素位置）に対して、上述の、局所領域毎に異なる座標変換パラメータを用いた座標変換処理を適用する。これにより、スキャン画像１７０１の画素値を積分する各ノズルに対応した経路を求める。図１５のフローチャートの説明に戻る。

Ｓ１５０８では、画素値取得部１４０６が、Ｓ１５０７で設定された経路上の全ての点に対しＳ１５０９とＳ１５１０の処理を順次適用するべく、経路上の点のうち注目する点を決定する。そして、続くＳ１５０９にて、Ｓ１５０８で決定した注目点における画素値を取得する。この場合において、Ｓ１５０７で設定された経路上の注目点の座標値は、一般的に、整数値にはならず、小数を含む値となる。そのため、経路上において注目点として決定された各点の画素値（サブピクセル位置の画素値）を、例えばバイリニア補間といった補間処理によって取得する。そして、Ｓ１５１０では、補間処理で取得した画素値を、Ｓ１５０７で設定された経路に沿って積分（累積加算）する。

Ｓ１５１１では、経路上の全ての点に対して画素値の取得処理が完了したか否かが判定される。未処理の点があればＳ１５０８に戻って、次の点が注目点に決定されて処理が続行される。一方、経路上の全てについて画素値の取得処理が完了していれば、Ｓ１５１２に進む。

Ｓ１５１２では、平均化部１４０７が、累積加算後の画素値（積分値）に対して平均化処理、具体的には、積分値を累積加算に用いた要素の数で割る処理を行う。これにより、各ノズルの記録経路における平均的な輝度値が求まる。こうして求めた値を、注目ノズルの階調再現関数の値として決定する。

Ｓ１５１３では、ノズル列内の全てのノズルに対してＳ１５１２までの処理が完了したか否かが判定される。未処理のノズルがあればＳ１５０６に戻って、次のノズルが注目ノズルに決定されて処理が続行される。一方、ノズル列内の全てのノズルが処理されていれば、Ｓ１５１４に進む。

Ｓ１５１４では、１７種類の均一パッチの全てに対してＳ１５１３までの処理が完了したか否かが判定される。未処理の均一パッチがあればＳ１５０５に戻って、次の均一パッチが注目パッチに決定されて処理が続行される。一方、１７種類の全ての均一パッチが処理されていれば、本処理を終える。

以上が、本実施形態に係る、ノズル毎の階調再現関数Ｉ_ｘ（ｄ）の導出処理の内容である。なお、マーカーの配置情報を変更した図１８（ｂ）のケースでは、局所領域の数が増えることになる。そのため、処理負荷も増えるが、スキャン画像における画素値を積分する経路がより正確に設定されるため、ノズル毎の階調再現関数の導出精度は向上する。なお、図１６（ｂ）に示すテスト画像１６０１’において新たに配置したマーカー１６０６と１６０７が、不完全マーカーとなる場合は、例えばその旨をユーザに通知して本処理を終了するなどすればよい。もしくは、実施形態１で示したように、マーカーの形状を変更し、重心位置のズレが発生しないようにしてもよい。

以上のとおり本実施形態によれば、不吐によるマーカー検出位置のズレを回避できるため、シェーディング補正で使用するノズル毎の階調再現関数を高精度に取得できる。その結果、各ノズルのインク吐出特性のばらつきに起因するスジムラ（濃度不均一）を好適に低減できる。

なお、実施形態１においても、本実施形態と同様に、不良ノズルを避けるようにマーカー位置を変更しても構わない。また、不良ノズルが発生した場合において、実施形態１で示したマーカーの形状変更と、本実施形態で示したマーカーの配置変更とを組み合わせてよい。例えば、不良ノズルによってマーカーの一部が欠けてしまう位置に応じて、マーカーの形状変更を行うか、配置変更を行うかを選択的に切り替えるようにする。例えば、図１１のテーブルに従ってマーカー形状を変更する場合において、不良ノズルの位置がノイズなどにより重心位置がバラつきやすくなる位置（−１、０、＋１）のときは、マーカー形状を変更せず、マーカー位置を変更するといった具合である。

また、実施形態１及び２で説明した、不良ノズルの位置情報に基づいてマーカーの形状情報又は配置情報を変更する手法は、変形補正パラメータの生成やノズル毎の階調再現関数の導出だけでなく、ノズル位置を検出する処理全般に対して幅広く適用可能である。

［その他の実施形態］
また、本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

Claims (11)

1. 画像記録装置が有する記録素子の位置を検出する装置であって、
   前記記録素子の位置を検出するためのマーカーの形状情報と配置情報のうち少なくともいずれかを、前記画像記録装置が有する複数の記録素子のうち異常が発生している記録素子の位置に基づいて、変更する変更手段と、
   マーカーの形状情報と配置情報に基づいて、均一パッチの周囲に前記マーカーを配置したテスト画像を生成する生成手段と、
   前記テスト画像を前記画像記録装置で出力したものを光学的に読み取ったスキャン画像における前記マーカーの位置を検出する検出手段と、
   を備え、
   前記変更手段にて前記形状情報と配置情報のうち少なくともいずれかの変更が行われた場合、前記生成手段は、当該変更後の情報を用いて前記マーカーを配置したテスト画像を生成する、
   ことを特徴とする装置。
2. 前記検出手段は、前記マーカーの重心位置を検出し、
   前記変更手段は、前記異常が発生している記録素子を用いて前記マーカーを記録媒体上に形成しても、当該マーカーの重心位置が変化しないように、前記形状情報を変更することを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 前記変更手段は、前記マーカーの中央の位置を軸として、前記異常が発生している記録素子によって形成されるはずのドット位置の対称な位置のドットが形成されないように、前記形状情報を変更することを特徴とする請求項２に記載の装置。
4. 前記マーカーは、縦線と横線とが直交する十字形マーカーであり、
   前記異常が発生している記録素子によって前記縦線が欠ける場合、前記変更手段は、代替の縦線が形成されるように、前記形状情報を変更することを特徴とする請求項２に記載の装置。
5. 前記マーカーは、縦線と横線とが直交する十字形マーカーであり、
   前記異常が発生している記録素子によって前記縦線が欠ける場合、前記変更手段は、異常が発生していない記録素子によって前記縦線が形成されるように、前記形状情報を変更することを特徴とする請求項２に記載の装置。
6. 前記変更手段は、前記異常が発生している記録素子を用いずに前記マーカーを記録媒体上に形成できるように、前記配置情報を変更することを特徴とする請求項１に記載の装置。
7. 前記変更手段は、前記異常が発生している記録素子によって形成されるはずのマーカーを除去し、新たなマーカーを異なる位置に複数配置して、マーカー同士の間隔が均等になるように、前記配置情報を変更することを特徴とする請求項６に記載の装置。
8. 前記配置情報と、前記検出手段が出力する前記マーカーの検出位置とに基づいて、前記画像記録装置における記録位置調整処理で用いるパラメータを生成するパラメータ生成手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の装置。
9. 前記検出手段が出力する前記マーカーの検出位置に基づいて、前記記録素子それぞれが記録する経路を、前記スキャン画像の座標系で設定する設定手段と、
   設定された前記経路に沿って、前記スキャン画像の画素値を積分し、前記記録素子毎の階調再現関数を導出する導出手段と、
   をさらに備えたことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の装置。
10. 画像記録装置が備える記録素子の位置を検出する方法であって、
    前記記録素子の位置を検出するためのマーカーの形状情報と配置情報のうち少なくともいずれかを、前記画像記録装置が有する複数の記録素子のうち異常が発生している記録素子の位置に基づいて、変更する変更ステップと、
    前記変更後の形状情報及び配置情報に基づいて、均一パッチの周囲に前記マーカーを配置したテスト画像を生成する生成ステップと、
    前記テスト画像を前記画像記録装置で出力したものを光学的に読み取ったスキャン画像における前記マーカーの位置を検出する検出ステップと、
    を含むことを特徴とする方法。
11. コンピュータを、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の装置として機能させるためのプログラム。

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