JP5283685B2 - 不良記録素子の検出装置及び方法、並びに画像形成装置及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、複数の記録素子を有する記録ヘッド（例えば、インクジェットヘッド）によるテストパターンの記録結果から不良記録素子を特定するための検出技術、並びにこれを適用した画像形成技術に関する。

記録用紙などの記録媒体に画像を記録する方法として、画像信号に応じて記録ヘッドからインク滴を吐出させ、そのインク滴を記録媒体上に着弾させるインクジェット描画方式がある。このようなインクジェット描画方式を用いた画像描画装置としては、インク滴を吐出する吐出部（複数のノズル）を記録媒体の１辺の全域に対応するようにライン状に配置し、記録媒体を吐出部に直交する方向に搬送することで、記録媒体の全域に画像を記録可能なフルラインヘッド型の画像描画装置がある。フルラインヘッド型の画像描画装置は、吐出部を移動させることなく記録媒体を搬送することで、記録媒体の全域に画像を描画することができるため、記録速度を高速化するのに適している。

しかしながら、フルラインヘッド型の画像描画装置は、吐出部を構成する記録素子（ノズル）の製造バラツキや経時劣化など、様々な原因で、記録媒体上に記録される実際のドット位置が理想的なドット位置からずれてしまい、記録位置誤差（着弾位置誤差）を生じることがある。その結果、記録媒体に記録した画像にスジ状のアーティファクトが発生するという問題がある。このような記録位置誤差に起因するアーティファクトの他にも、液滴が吐出しない異常（不吐出）、吐出体積の異常、吐出形状の異常（スプラッシュ）など、記録素子の不良によって、記録媒体上の記録画像にスジ状のアーティファクトが発生する現象がある。このような記録品質の低下の原因になる記録素子を総称して「不良吐出ノズル」或いは「不良記録素子」と呼ぶ。

フルラインヘッド型の記録ヘッドは記録用紙幅に等しい長さがあるため、例えば、記録解像度が1200DPIの場合、菊半裁（636mm×469mm）程度の用紙幅を持つ記録用紙に対応する装置においては、およそ３万ノズル／インク程度の記録素子がある。このような多数の記録素子の中で不良吐出ノズルが発生する時期は様々である。すなわち、記録ヘッド製造時に不良となったもの、経時変化によって不良となったもの、メンテナンス時に不良となったもの（メンテナンス起因の場合、しばしば次のメンテナンスで正常ノズルに復帰する場合も多い）、連続印刷途中から不良吐出ノズル化したもの、などがあり得る。

不良吐出ノズルが発生した場合には、その不良吐出ノズルを使用停止（不吐化処理）して、他の周辺ノズル（正常な吐出が可能なノズル）を使用して画像を補正する技術が知られている。かかる補正技術を適用する上で不良吐出ノズルを正確に特定することが重要である。

不良吐出ノズルを特定する技術として、不良吐出ノズルの検出を目的とした所定のテストパターンを印字して、その印字結果を画像読取装置によって読み取り、得られた読取画像データを解析して不良吐出ノズルを特定する方法が、特許文献１〜３に記載されている。

特開２００７−５４９７０号公報 特開２０００−２２１４２４号公報 特開平５−３０１４２６号公報

特許文献１には、記録ヘッドの解像度より低い解像度で読み取るスキャナーを使用し、その読取データを補間処理して不良ノズルを検出する技術が開示されている。しかし、特許文献１は、読み取られた画像の歪みについて言及しておらず、画像歪みの課題並びにその解決手段を開示していない。また、特許文献１の方法は、テストパターン上のドットで形成されたラインの幅がサンプリング定理を満たさない条件下では、特定されたライン位置に誤差（ドットで形成されたラインプロファイルの推定誤差）が一定量残るため、十分に高精度な検出結果が得られない。

特許文献２では、検出パターンとは別に画像変動用補正パターンを隣接して配置することによって読取画像変動を補正する技術が開示されている。しかし、特許文献２のように、検出パターンとは別に補正用パターンを配置する場合、用紙面積を更に多く使用するために、ユーザーにとって価値のない用紙面積が増大する問題がある。また、特許文献２は、読取画像の歪みによる像構造の補正の必要性に関する課題について言及がない。

特許文献３の段落００３７によれば「センサー３５の出力は、パターン印字前の記録材を白レベルとして出力補正、いわゆるシェーディング補正が行われている。」旨の記載があるが、パターンの読取画像からシェーディング補正用データを取得して補正する技術についての言及はない。

（読取画像を解析する上での課題）
テストパターンの印字結果をスキャナー等の画像読取装置で読み取り、その読取画像を解析する場合、読取画像を取得する段階でテストパターンの画像が歪んで読み取られてしまうことが起こりうる。

例えば、用紙の先端部をグリッパー（咥え爪）で挟み込んでドラム（胴）の周面に用紙を固定し、ドラムの回転によって用紙を搬送する搬送方式が採用されたインクジェット印刷装置において、印刷結果を読み取るための画像読取センサをドラムと対向する位置に設置した構成の場合、次のような問題がある。

（１）グリッパーによって用紙先端部を押さえ込んでいるため、その押さえ付け方や用紙の剛性などによって用紙の沈み込み量が異なり、紙面上の位置に応じて用紙と画像読取センサとの距離が変動する。この距離変動により読取画像が歪む。

（２）装置の振動等の影響により、画像読取光学系が揺れて、読取画像上にその振動を反映した線の揺れやうねりが発生し得る。

なお、本明細書では、上記（１）や（２）に例示される各種要因で発生する読取画像の歪みを総称して「歪み」と呼ぶ。このような読取画像の歪みは、不良吐出ノズルの検出精度を低下させる。

（３）画像読取センサを含んだ読取装置は、用紙上の読取位置に光を照射する照明用の光源が設けられる。用紙の沈み込み量の違いにより照明光の光分布が不均一になり、紙面上の位置に応じて照明光量が変動する。また、照明用光源自体の照射光量の変動や配光分布による光量差もある。

上記（１）〜（３）の現象は、再現性のない現象であり、用紙の掴み方や光源の状態など、用紙毎に毎回状況が異なる。したがって、これら再現性の無い歪みや光量変動（シェーディング）は、固定の補正テーブルなどを用いて補正することが困難な変動要因である。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、テストパターンの読取画像に歪みが発生する場合にも不良記録素子を正確に特定することができる不良記録素子の検出装置及び方法を提供することを目的とする。また、かかる検出技術を用いた画像形成装置及び方法を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明に係る不要記録素子の検出装置は、複数の記録素子を有する記録ヘッドによって記録媒体上に記録されたテストパターンの読取画像データを取得する読取画像データ取得手段と、前記読取画像データの画像内容を表す読取画像上で前記テストパターンの一部を含む基準領域を設定する基準領域設定手段と、前記読取画像上で前記基準領域と比較する比較領域を設定する比較領域設定手段と、前記基準領域に対して前記比較領域を相対的にシフトさせながら、当該比較領域における画像信号と前記基準領域における画像信号との相関演算を行う相関演算手段と、前記相関演算手段による相関演算が行われ、前記相関演算の結果から前記基準領域内の画像に対する前記比較領域内の画像のずれ量を補正するため歪補正値を特定する歪補正値決定手段と、前記歪補正値を用いて前記読取画像の画像歪みを補正する画像歪み補正手段と、前記画像歪み補正手段による補正後の読取画像に基づいて、前記記録ヘッドにおける前記複数の記録素子の中から不良記録素子を特定する不良記録素子判定手段と、を備え、前記テストパターンは、前記比較領域を相対的にシフトさせる方向に沿って、類似性があるパターンが繰り返し現れる画像内容であって、前記記録素子によって記録されたラインが規則的に並んだラインパターンであり、前記相関演算手段は、前記類似性があるパターンの繰り返し間隔よりも小さい所定範囲内で前記比較領域を相対的にシフトさせながら、当該比較領域と前記基準領域との画像信号の差の大きさを評価する相関評価関数を計算して評価値を求める相関演算を行い、前記歪補正値決定手段は、前記相関評価関数の計算によって得られる評価値から、比較領域における前記テストパターンの一部であるラインパターンと基準領域における前記テストパターンの一部であるラインパターンとがライン方向に互いに最もよく揃うことによって比較領域における画像信号と基準領域における画像信号との差の大きさが最も小さくなり、比較領域における画像信号と基準領域における画像信号との相関が最も高くなるシフト量を決定し、当該シフト量を前記歪補正値として特定し、前記画像歪み補正手段は、比較領域を前記歪補正値だけシフトさせることで、比較領域におけるラインパターンと基準領域におけるラインパターンとがライン方向に互いに最もよく揃うように基準領域と比較領域との間の画像歪みを補正することを特徴とする。
また、本発明に係る不良記録素子の検出方法は、複数の記録素子を有する記録ヘッドによって記録媒体上に記録されたテストパターンの読取画像データを取得する読取画像データ取得工程と、前記読取画像データの画像内容を表す読取画像上で前記テストパターンの一部を含む基準領域を設定する基準領域設定工程と、前記読取画像上で前記基準領域と比較する比較領域を設定する比較領域設定工程と、前記基準領域に対して前記比較領域を相対的にシフトさせながら、当該比較領域における画像信号と前記基準領域における画像信号との相関演算を行う相関演算工程と、前記相関演算工程による相関演算が行われ、前記相関演算の結果から前記基準領域内の画像に対する前記比較領域内の画像のずれ量を補正するため歪補正値を特定する歪補正値決定工程と、前記歪補正値を用いて前記読取画像の画像歪みを補正する画像歪み補正工程と、前記画像歪み補正工程による補正後の読取画像に基づいて、前記記録ヘッドにおける前記複数の記録素子の中から不良記録素子を特定する不良記録素子判定工程と、を含み、前記テストパターンは、前記比較領域を相対的にシフトさせる方向に沿って、類似性があるパターンが繰り返し現れる画像内容であって、前記記録素子によって記録されたラインが規則的に並んだラインパターンであり、前記相関演算工程は、前記類似性があるパターンの繰り返し間隔よりも小さい所定範囲内で前記比較領域を相対的にシフトさせながら、当該比較領域と前記基準領域との画像信号の差の大きさを評価する相関評価関数を計算して評価値を求める相関演算を行い、前記歪補正値決定工程は、前記相関評価関数の計算によって得られる評価値から、比較領域における前記テストパターンの一部であるラインパターンと基準領域における前記テストパターンの一部であるラインパターンとがライン方向に互いに最もよく揃うことによって比較領域における画像信号と基準領域における画像信号との差の大きさが最も小さくなり、比較領域における画像信号と基準領域における画像信号との相関が最も高くなるシフト量を決定し、当該シフト量を前記歪補正値として特定し、前記画像歪み補正工程は、比較領域を前記歪補正値だけシフトさせることで、比較領域におけるラインパターンと基準領域におけるラインパターンとがライン方向に互いに最もよく揃うように基準領域と比較領域との間の画像歪みを補正することを特徴とする。
また、前記目的を達成するために以下の発明態様を提供する。

（発明１）：発明１に係る不良記録素子の検出装置は、複数の記録素子を有する記録ヘッドによって記録媒体上に記録されたテストパターンの読取画像データを取得する読取画像データ取得手段と、前記読取画像データの画像内容を表す読取画像上で前記テストパターンの一部を含む基準領域を設定する基準領域設定手段と、前記読取画像上で前記基準領域と比較する比較領域を設定する比較領域設定手段と、前記基準領域に対して前記比較領域を相対的にシフトさせながら、当該比較領域と前記基準領域との相関演算を行う相関演算手段と、前記相関演算の結果から前記基準領域内の画像に対する前記比較領域内の画像のずれ量を補正するため歪補正値を特定する歪補正値決定手段と、前記歪補正値を用いて前記読取画像の画像歪みを補正する画像歪み補正手段と、前記画像歪み補正手段による補正後の読取画像に基づいて、前記記録ヘッドにおける前記複数の記録素子の中から不良記録素子を特定する不良記録素子判定手段と、を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、テストパターンの読取画像が歪んでいる場合であっても、その歪みを効果的に補正することができ、テストパターンの記録結果から不良記録素子を精度よく特定することが可能である。特に、読取画像データから相関演算を行って歪補正値を決定するため、再現性の無い画像歪みについても良好に補正することができる。

読取画像データ取得手段としては、記録媒体上に記録されたテストパターンを読み取って電子画像データに変換することによって読取画像データを生成する画像読取手段を採用することができる。また、画像読取手段によって生成された読取画像データをメモリカードなどの外部記憶媒体を介して取得したり、ＵＳＢやＬＡＮその他の通信インターフェース（有線、無線を問わない）を介して取得したりする構成も可能である。この場合、メディアインターフェースや通信インターフェースが「読取画像データ取得手段」に該当する。

（発明２）：発明２に係る不良記録素子の検出装置は、発明１において、前記テストパターンは、前記比較領域を相対的にシフトさせる方向に沿って、類似性があるパターンが繰り返し現れる画像内容であり、前記相関演算手段は、前記類似性があるパターンの繰り返し間隔よりも小さい所定範囲内で前記比較領域を相対的にシフトさせながら、当該比較領域と前記基準領域との相関演算を行うことを特徴とする。

「類似性があるパターン」として、例えば、概ね一定の間隔で規則的に配置されるパターンや、相似性のあるパターンなどがある。全記録素子が正常で理想的なテストパターンである場合に、規則的なパターンとして描かれるはずのテストパターンであっても、実際に記録されるテストパターンは不良記録素子などの影響により、その規則性が崩れることがある。しかし、全体としては、概ね規則性（相似性）を有している。ここでいう「類似性」とは、そのような規則性の崩れは容認して、概ね規則性(相似性)を有しているものを包含するものである。

（発明３）：発明３に係る不良記録素子の検出装置は、発明１又は２において、前記テストパターンは、前記記録素子によって記録されたラインが規則的に並んだラインパターンであることを特徴とする。

テストパターンの好適な例として、いわゆる１オンｎオフ型のラインパターンを採用することができる。

（発明４）：発明４に係る不良記録素子の検出装置は、発明１から３のいずれか１項において、前記相関演算手段によって、前記基準領域に対して前記比較領域を相対的にシフトさせながら相関評価関数が計算され、前記相関評価関数の計算結果から最も相関が高くなるシフト量が求められ、当該シフト量から前記歪補正値が決定されることを特徴とする。

読取画像の歪みが発生する方向（歪みを補正する方向）に比較領域をシフトさせながら、相関評価関数を計算することで、相関の高い位置を見つけることができる。記録媒体の搬送方向及びこれに直交する記録媒体の幅方向の２方向について読取画像が歪む可能性がある場合には、これら２方向について歪みを補正する。

（発明５）：発明５に係る不良記録素子の検出装置は、発明１から４のいずれか１項において、前記シフトさせる方向に前記比較領域の画像データを補間する補間処理手段を備え、前記補間処理手段による補間処理後に前記相関演算手段による相関演算が行われることを特徴とする。

かかる態様によれば、読取画像の１画素未満の単位でシフト量を設定することが可能であり、１画素未満の単位で歪みを精密に求めることができる。

（発明６）：発明６に係る不良記録素子の検出装置は、発明１から５のいずれか１項において、前記読取画像における複数の位置に、当該読取画像のシェーディング特性を解析するための解析領域を設定する解析領域設定手段と、前記解析領域設定手段により前記画像領域内に設定された複数の前記解析領域から、各解析領域内の画像信号のヒストグラムを生成するヒストグラムを生成手段と、前記各解析領域のヒストグラムの所定パーセント点に対応する階調値を求め、当該読取画像のシェーディング特性を示す分布情報を生成するシェーディング特性情報生成手段と、前記シェーディング特性を示す分布情報に基づいて前記読取画像のシェーディング補正を行うシェーディング補正手段と、を備え、前記不良記録素子判定手段は、前記シェーディング補正手段によるシェーディング補正及び前記画像歪み補正手段による画像歪み補正の補正結果に基づいて、前記不良記録素子を特定することを特徴とする。

かかる態様によれば、不良記録素子を検出するためのテストパターンの画像領域からシェーディング補正用のデータ（シェーディング特性を示す分布情報）を得て、シェーディング補正を行う。これにより、再現性の無いシェーディングに対しても良好に補正することができる。このシェーディング補正と画像歪み補正とが相まって、一層高精度に不良記録素子を検出することが可能である。

読取画像におけるテストパターンの画像領域内に、シェーディング特性を解析するための解析領域を２次元的に配置することにより、２次元的なシェーディング特性分布情報を得ることができる。この２次元分布情報を用いることにより、２次元的な光量差を補正することができる。

（発明７）：発明７に係る不良記録素子の検出装置は、発明１から６のいずれか１項において、前記記録ヘッドは、液滴の吐出口となるノズルと、前記ノズルから液滴を吐出させる吐出エネルギーを発生させる吐出エネルギー発生素子とを含んで構成される前記記録素子を備えたインクジェットヘッドであり、前記不良記録素子には、記録位置の誤差が所定の位置誤差許容範囲を超えるもの、不吐出による記録不能なもの、吐出液滴の体積の誤差が所定の体積誤差許容範囲を超えるもの、のうち少なくとも１つの異常を示すものが含まれることを特徴とする。

記録ヘッドの一例として、インクジェットヘッドを採用することができる。インクジェットヘッドにおける不良記録素子、すなわち不良吐出ノズルとしては、位置誤差異常、不吐出、吐出体積異常、などがあり得る。

（発明８）：発明８に係る不良記録素子の検出方法は、複数の記録素子を有する記録ヘッドによって記録媒体上に記録されたテストパターンの読取画像データを取得する読取画像データ取得工程と、前記読取画像データの画像内容を表す読取画像上で前記テストパターンの一部を含む基準領域を設定する基準領域設定工程と、前記読取画像上で前記基準領域と比較する比較領域を設定する比較領域設定工程と、前記基準領域に対して前記比較領域を相対的にシフトさせながら、当該比較領域と前記基準領域との相関演算を行う相関演算工程と、前記相関演算の結果から前記基準領域内の画像に対する前記比較領域内の画像のずれ量を補正するため歪補正値を特定する歪補正値決定工程と、前記歪補正値を用いて前記読取画像の画像歪みを補正する画像歪み補正工程と、前記画像歪み補正工程による補正後の読取画像に基づいて、前記記録ヘッドにおける前記複数の記録素子の中から不良記録素子を特定する不良記録素子判定工程と、を含むことを特徴とする。

なお、発明８における各工程は、コンピュータによって実現することが可能である。かかる読取画像の解析機能をコンピュータによって実現するためのプログラムは、プリンタなどに組み込まれる中央演算処理装置（ＣＰＵ）の動作プログラムとして適用することも可能であるし、パソコンなどのコンピュータシステムに適用することも可能である。このような解析処理用のプログラムをＣＤ−ＲＯＭや磁気ディスクその他の情報記憶媒体（外部記憶装置）に記録し、該情報記憶媒体を通じて当該プログラムを第三者に提供したり、インターネットなどの通信回線を通じて当該プログラムのダウンロードサービスを提供したり、ＡＳＰ（Application Service Provider）サービスとして提供したりすることも可能である。

（発明９）：発明９に係る不良記録素子の検出方法は、発明８において、前記複数の記録素子を有する前記記録ヘッドによって前記記録媒体上に前記テストパターンを記録するテストパターン形成工程と、前記ラインパターン形成工程において前記記録媒体上に記録された前記ラインパターンを画像読取手段によって読み取ることにより前記読取画像データを生成する画像読取工程と、を含むことを特徴とする。

（発明１０）：発明１０に係る画像形成装置は、複数の記録素子を有する記録ヘッドと、前記記録ヘッドに対して記録媒体を相対移動させる媒体搬送手段と、前記記録ヘッドによって前記記録媒体上にテストパターンを記録するように前記記録ヘッドの記録動作を制御するテストパターン出力制御手段と、前記記録媒体上に記録された前記テストパターンを読み取り、電子画像データに変換して読取画像データを生成する画像読取手段と、前記読取画像データの画像内容を表す読取画像上で前記テストパターンの一部を含む基準領域を設定する基準領域設定手段と、前記読取画像上で前記基準領域と比較する比較領域を設定する比較領域設定手段と、前記基準領域に対して前記比較領域を相対的にシフトさせながら、当該比較領域と前記基準領域との相関演算を行う相関演算手段と、前記相関演算の結果から前記基準領域内の画像に対する前記比較領域内の画像のずれ量を補正するため歪補正値を特定する歪補正値決定手段と、前記歪補正値を用いて前記読取画像の画像歪みを補正する画像歪み補正手段と、前記画像歪み補正手段による補正後の読取画像に基づいて、前記記録ヘッドにおける前記複数の記録素子の中から不良記録素子を特定する不良記録素子判定手段と、前記特定された不良記録素子の情報を記憶しておく記憶手段と、前記特定された不良記録素子による記録動作を停止させ、当該不良記録素子以外の記録素子によって前記不良記録素子の記録欠陥を補償して目的の画像を記録するように画像データを補正する画像補正手段と、前記画像補正手段による補正後の画像データに従い前記不良記録素子以外の記録素子の記録動作を制御して画像記録を行う記録制御手段と、を備えることを特徴とする。

かかる態様によれば、画像読取手段とその読取画像の解析処理機能とを具備した画像形成装置の構成を採用することにより、テストチャートの出力と共に、その出力結果の読み取りが可能である。これにより、効率的な解析と、その解析に基づく不良記録素子の特定、並びにその特定結果に基づく画像補正が可能となる。

ある１つの不良記録素子の描画不良を補償するために、その近傍の画素の記録を担う１つ又は複数個の記録素子の出力を補正するが、その出力補正の対象となる記録素子（不良記録補正記録素子）の範囲は、少なくとも当該不良記録素子による非記録位置の両側に隣接する記録位置（画素）の描画を担う２つの記録素子を含むことが好ましい。

画像形成装置に用いるプリントヘッド（記録ヘッド）の構成例として、複数個のヘッドモジュールを繋ぎ合わせて、被描画媒体の全幅以上の長さにわたる複数の吐出口（ノズル）を配列させたノズル列を有するフルライン型ヘッド（ページワイドヘッド）を用いることができる。このようなフルライン型のヘッドは、通常、記録媒体の相対的な送り方向（媒体搬送方向）と直交する方向に沿って配置されるが、搬送方向と直交する方向に対して、ある所定の角度を持たせた斜め方向に沿ってヘッドを配置する態様もあり得る。

なお、発明１０において、発明２から７で述べた特徴を組み合わせることができる。

（発明１１）：発明１１に係る画像形成方法は、複数の記録素子を有する記録ヘッドに対して記録媒体を相対移動させ、前記記録ヘッドによって前記記録媒体上に画像を形成する画像形成方法であって、前記記録ヘッドによって前記記録媒体上にテストパターンを記録するように前記記録ヘッドの記録動作を制御するテストパターン出力制御工程と、前記記録媒体上に記録された前記テストパターンを読み取り、電子画像データに変換して読取画像データを生成する画像読取工程と、前記読取画像データの画像内容を表す読取画像上で前記テストパターンの一部を含む基準領域を設定する基準領域設定工程と、前記読取画像上で前記基準領域と比較する比較領域を設定する比較領域設定工程と、前記基準領域に対して前記比較領域を相対的にシフトさせながら、当該比較領域と前記基準領域との相関演算を行う相関演算工程と、前記相関演算の結果から前記基準領域内の画像に対する前記比較領域内の画像のずれ量を補正するため歪補正値を特定する歪補正値決定工程と、前記歪補正値を用いて前記読取画像の画像歪みを補正する画像歪み補正工程と、前記画像歪み補正工程による補正後の読取画像に基づいて、前記記録ヘッドにおける前記複数の記録素子の中から不良記録素子を特定する不良記録素子判定工程と、前記特定された不良記録素子の情報を記憶手段に記憶させる記憶工程と、前記特定された不良記録素子による記録動作を停止させ、当該不良記録素子以外の記録素子によって前記不良記録素子の記録欠陥を補償して目的の画像を記録するように画像データを補正する画像補正工程と、前記画像補正工程による補正後の画像データに従い前記不良記録素子以外の記録素子の記録動作を制御して画像記録を行う記録制御工程と、を含むことを特徴とする。

なお、発明８、９、１１の方法発明において、発明２から７で述べた特徴を組み合わせることができる。すなわち、発明２から７で述べた手段に対応する工程を発明８、９、１１に付加することができる。

本発明によれば、テストパターンの読取画像に歪みがある場合であっても、その読取画像から不良記録素子を精度よく特定することができる。

ノズルから吐出されるインク滴の記録媒体上における着弾位置が理想的な着弾位置から逸脱する状態を模式的に説明する図 インクジェット記録装置における画像補正プロセスの例を示すフローチャート 不良吐出ノズルの検出及び入力画像データの補正処理に関わるシステムの機能ブロック図 不良吐出ノズルを検出して補正するシステムにおけるプリント用紙上のレイアウト図 記録用紙に記録されるテストパターンの基本形を示す図 テストパターンの一具体例を示す図 読取解像度を１２００ＤＰＩとした場合におけるテストパターンの読取画像の概念図 読取解像度を５００ＤＰＩとした場合におけるテストパターンの読取画像の概念図 不良吐出ノズルを検出する処理の流れを示すフローチャート 読取画像からライン位置特定のための基準位置を検出する方法を説明する図 基準位置に基づくラインブロックの切り出しを説明する図 テストパターンの読取画像とシェーディング特性を解析するための解析領域の位置の関係を示す説明図 読取装置のシェーディング特性（用紙の白地部分）を示すグラフ 読取装置のシェーディング特性（テストパターン画像領域の内外）を示すグラフ シェーディング補正処理の内容を示すフローチャート （ａ）は歪みの無い読取画像の例、（ｂ）は歪みのある読取画像の例を示す図 （ａ）は歪みの無い読取画像について設計値に基づいてラインブロックをシフトさせた画像の例、（ｂ）は歪みのある読取画像について設計値に基づいてラインブロックをシフトさせた画像の例を示す図 画像歪みのある読取結果の説明図 画像歪みのあるラインパターンの基準領域と比較領域の関係を示す図 画像歪補正処理のフローチャート 基準領域と比較領域の相関演算の説明図 画像歪みのある読取結果と歪み補正演算における基準領域と比較領域の関係の例を示す図 画像歪みのある読取結果と歪み補正演算における基準領域と比較領域の関係の例を示す図 画像歪みのある読取結果と歪み補正演算における基準領域と比較領域の関係の例を示す図 画像歪み補正後の画像例を示す図 （ａ）は歪みの無い読取画像の例、（ｂ）は横方向に補間処理後に画像歪み補正を実施した読取画像の例を示す図 歪み補正後の画像から不良吐出ノズルを判定する方法の説明図 傾きがある読取画像からのラインブロックの切り出し方法を説明する図 歪み補正後の画像において各ノズルに対応するラインを横切る位置の濃度分布プロファイルを求めることを示す説明図 ラインブロック内の濃度分布プロファイルを２値化する様子を示すグラフ 読取画像上のテストパターンの装置位置の算出方法を模式的に示す図 本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置の全体構成図 インクジェットヘッドの構成例を示す平面透視図 複数のヘッドモジュールを繋ぎ合わせて構成されるインクジェットヘッドの例を示す図 図３３中のＡ−Ａ線に沿う断面図 インクジェット記録装置の制御系の構成を示すブロック図 本実施形態による画像印刷の流れを示すフローチャート

以下、添付図面に従って本発明の実施形態について詳細に説明する。

（着弾位置誤差の説明）
はじめに、不良吐出ノズルの一例として、着弾位置（記録位置）の誤差について説明する。図１（ａ）〜図１（ｃ）は、ノズルから吐出されるインク滴の記録媒体上における着弾位置が理想的な着弾位置から逸脱する状態を模式的に説明する図である。図１（ａ）はヘッド５０における複数のノズル５１のライン配列を示す平面図である。図１（ｂ）はノズル５１から記録紙（記録媒体）１６に向かってインク滴を吐出する状態を横方向から見た図であり、図中の矢印Ａによってノズル５１からのインク滴の吐出方向が概略的に示されている。図１（ｃ）は、ノズル５１から吐出されるインク滴によって記録紙１６上に形成されるテストパターン１０２の例を示す図であり、理想的な着弾位置（符号１０４）が点線で示され、実際の着弾位置（符号１０２）が太い黒線で示されている。

なお、図１（ａ）及び図１（ｂ）では、図示の簡略化のために、複数のノズル５１が１列に並んだヘッド５０を示すが、複数のノズルが２次元配列されて成るマトリクスヘッドに対しても当然に適用できる。即ち、２次元配列のノズル群は主走査方向に沿う直線上に正射影される実質的なノズル列を考慮することにより、１列のノズル列と実質的に同等のものとして取り扱うことができる。

図１（ａ）〜図１（ｃ）に示されるように、ヘッド５０の複数のノズル５１には、通常の吐出特性を示す正常ノズルとともに、吐出されるインク滴の飛翔軌道が本来の軌道から過大に外れてしまう不良吐出ノズルが含まれる。この不良吐出ノズルから吐出され記録紙１６上の着弾したインク滴により形成されるライン状のドットパターン（テストパターン）１０２は、理想的な着弾位置１０４からずれて、画像品質の劣化の一因となる。

高速記録技術であるシングルパス記録方式において、記録紙１６の用紙幅に対応するノズル数は１インク当たり数万個に及び、またフルカラー記録では更にインク色数（例えば、シアン、マゼンタ、イエロー及びブラックの４色）の分だけ記録素子が存在する。このように多数の記録素子を備えるシングルパス記録方式のインクジェット記録装置（画像形成装置）における基本的な動作手順を図２に示す。図２は、多数の記録素子の中から不良記録素子（不良吐出ノズル）を検知し、不良記録素子による描画不良を他の正常な記録素子によって補正する画像補正プロセスの例である。

まず、各ノズルの吐出特性を把握するために、図１（ａ）〜図１（ｃ）に示されるように、各ノズル５１から記録紙１６に向かってインク滴を吐出させて、テストパターン１０２を記録紙１６に印刷する（図２のＳ１０）。

このテストパターン１０２は、インクジェット記録装置に備え付けられている撮像ユニット（インラインセンサ）や、外部のスキャナー（オフラインスキャナー）などの画像読取装置によって読み取られ、テストパターン１０２の記録結果を示す電子画像データ（読取画像データ）が生成される。この読取画像データが所定の検出アルゴリズムに従って解析処理されることにより、不吐出ノズルの位置やテストパターン１０２の理想的な着弾位置１０４からの着弾位置誤差が求められる。このとき、所定値（所定の許容範囲を規定する値）以上の過大な位置誤差を有するノズルや不吐出ノズルは、不良吐出ノズルとして検出特定される（Ｓ１２）。この不良吐出ノズルの検出の具体的なフローについては後述する（図９）。

このようにして特定された不良吐出ノズルはマスク処理が施されて、画像形成時にインク滴を吐出しない（記録に使用しない）不吐出ノズルとして扱われる（Ｓ１４）。そして、この不吐出ノズル（不吐出化処理されたノズル）による描画欠陥を他の吐出ノズル（例えば、隣接ノズル）から吐出されるインク滴により補償するように考慮された画像処理によって入力画像データが補正される（Ｓ１６）。この補正後の入力画像データに基づいて記録紙１６上に所望の画像が良好な品質で記録される。

次に、不良吐出ノズルの検出及び入力画像データの補正処理を含む一連の処理フローについて説明する。図３は、不良吐出ノズルの検出及び入力画像データの補正処理に関わるシステムの機能ブロック図である。

プリント対象のプリント画像データは、色変換処理部１１０において所定の色変換処理が施され、記録インク（本例ではＣＭＹＫインク）に対応する各版の画像データが得られる。このようにして得られるインク色別の画像データは、色変換処理部１１０から不吐出ノズル補正画像処理部１１２に送られる。

不良吐出補正判断部１２２では、不良ノズル補正情報が総合的に取得され、画像位置（画像ドット位置）とノズル位置との対応関係から、本来であれば不良吐出ノズルによってドットの記録が行われる画像上の位置である補正画像位置が特定される。なお、ここでいう「位置」とは、記録ヘッドのノズル並び方向（主走査方向）の位置を意味している。

不良吐出ノズルでは補正画像位置の画像部分を適切には記録することができないため、不良吐出補正判断部１２２では、この不良吐出ノズルに対応する補正画像位置の部分の記録情報が、当該不良吐出ノズルの両隣のノズルを含む近隣の単数又は複数の正常ノズルに振り分けられる。ここでいう不良吐出ノズルに対応する記録情報の振り分けとは、不良吐出ノズルに対応する補正画像位置の部分の記録が他のノズルからのインク吐出により補償されるように、他のノズルからインクを吐出させるためのデータ処理（補正処理）を意味する。さらに、不良吐出補正判断部１２２は、このようにして振り分けられた画像情報を記録特性に応じて補正する。

なお、不良吐出補正判断部１２２は、画像解析部１２４からの情報（画像位置情報データ）と不良吐出ノズル判断部１３０からの不良吐出ノズル情報とを照合して、不良吐出ノズルで記録する画像部分のみに対して補正情報を作成する。このとき不良吐出補正判断部１２２は、補正情報設定部１２０から提供される補正の必要性を示すデータ（例えばプリント画像上において設定される補正領域を示すデータや、ヘッド５０の印字部において設定される補正領域（ノズル単位）を示すデータ）を参照することによって、より高度に、必要性の高い領域のみに対して補正情報を作成することもできる。このようにして作成される補正情報は、不良吐出補正判断部１２２から不吐出ノズル補正画像処理部１１２に送られる。

不吐出ノズル補正画像処理部１１２では、色変換処理部１１０から送られてくる画像データに対し、不良吐出補正判断部１２２から送られてくる不良吐出ノズルに関する補正情報に基づく補正処理が行われる。このようにして不良吐出ノズルからの不吐出の情報が反映された補正処理後の画像データは、不吐出ノズル補正画像処理部１１２からハーフトーン処理部１１４に送られる。

ハーフトーン処理部１１４では、不吐出ノズル補正画像処理部１１２から送られてくる画像データに対してハーフトーン処理が行われ、記録ヘッド５０を駆動するための多値の画像データを生成する。このとき、生成される多値の画像データ（記録ヘッド駆動多値）が画像階調値数よりも少なくなるように（すなわち、画像階調値数＞記録ヘッド駆動多値を満たすように）、ハーフトーン処理が行われる。

ハーフトーン処理が施された画像データは、ハーフトーン処理部１１４から画像メモリ１１６に送られる。また画像メモリ１１６に送られるハーフトーン処理済みの画像データは、画像解析部１２４にも送られる。そして、ハーフトーン処理が施された画像データは、画像メモリ１１６に記憶されると共に、画像解析部１２４により解析されて画像情報が存在する位置（画像位置）と存在しない位置に関する情報（画像位置情報データ）が生成される。このようにして生成された画像位置情報データは、画像解析部１２４から不良吐出補正判断部１２２に送られ、不良吐出補正判断部１２２における不良吐出ノズルに対する補正情報の作成に供される。

ハーフトーン処理が施された画像データ（ハーフトーン画像データ）は、画像メモリ１１６からテストパターン合成部１１８にも送られる。

テストパターン合成部１１８では、画像メモリ１１６から送られてくるハーフトーン画像データとテストパターンに関する画像データ（テストパターン画像データ）とが合成され、合成後の画像データがヘッドドライバ１２８に送られる。テストパターンは、詳細については後述するが、不良吐出ノズルの検出を目的として各ノズルにより記録紙上に形成されるドットパターンのことである。このテストパターンが記録紙端部に印刷されるように、テストパターン画像データとハーフトーン画像データとがテストパターン合成部１１８で合成される。

ハーフトーン画像データとテストパターン画像データとが合成された画像データは、テストパターン合成部１１８からヘッドドライバ１２８に送られる。ヘッドドライバ１２８は、テストパターン合成部１１８から送られてくる画像データに基づきヘッド５０を駆動し、記録紙に対して所望画像及びテストパターンの記録を行う。このように、ノズルから吐出されるインク滴によって、当該ノズルの各々に対応する複数のテストパターンを記録紙に形成するパターン形成手段は、テストパターン合成部１１８及びヘッドドライバ１２８を含んで構成されることとなる。

なお、読取画素ピッチ未満の単位でテストパターンの位置を特定することができる本実施形態の方法によれば、テストパターンは読取方向に関して読取画素ピッチと略等しい幅を有する場合や、読取画素ピッチの３〜５倍以下の幅を有する場合であっても、テストパターンの位置を適切に特定することが可能である。

画像及びテストパターンが記録された記録紙は、搬送路に沿って排紙部に向けて送られる（図３の矢印Ｂ参照）。このとき、搬送路の途中に設置されたテストパターン読取り部（画像読取手段）１３６によって、記録紙に記録されたテストパターンが読み取られてテストパターン読取画像のデータが生成される。

テストパターン読取り部１３６には、例えば、ＲＧＢ３色のカラーフィルターを備えた色別のフォトセル（画素）アレイを有し、ＲＧＢの色分解によりカラー画像の読み取りが可能なカラーＣＣＤラインセンサが用いられる。テストパターン読取り部１３６は、テストパターン１０２が形成された記録紙１６を、所定の読取画素ピッチでヘッド５０の長手方向（ノズル列方向、主走査方向、Ｘ方向）に読み取って、読取画素ピッチに基づくテストパターン読取画像データを取得する。このテストパターン読取画像のデータは、テストパターン読取り部１３６から不良吐出ノズル検出部１３２に送られる。

不良吐出ノズル検出部１３２では、テストパターン読取り部１３６から送られてくるテストパターン読取画像のデータから、不良吐出ノズル（吐出するインク滴の記録紙上における着弾位置誤差が所定値より大きい不良ノズル及びインク滴を吐出しない不吐出ノズルを含む）が検出される。検出された不良吐出ノズルに関する情報データ（不良吐出ノズル情報）は、不良吐出ノズル検出部１３２から不良吐出ノズル判断部１３０に送られる。

不良吐出ノズル判断部１３０は、不良吐出ノズル検出部１３２から送られてくる不良吐出ノズル情報を所定回数分記憶することができる図示しないメモリを備える。この不良吐出ノズル判断部１３０では、メモリに蓄えられている過去の不良吐出ノズル情報が参照されて、過去に所定回数以上不良吐出ノズルとして検出されたかどうかで、不良吐出ノズルの確定が行われる。また過去に所定回数以上不良吐出ノズルではない正常ノズルであると判断されている場合は、例えそれまで不良吐出ノズルとして扱われていたノズルであっても扱いを変更し、正常ノズルとして扱われるように不良吐出ノズル情報が修正される。

このようにして確定した不良吐出ノズル情報は、不良吐出ノズル判断部１３０からヘッドドライバ１２８及び不良吐出補正判断部１２２に送られる。また所定の条件を満たす場合（例えば所定枚数を印刷後、ＪＯＢ後、ユーザー指示時、等）には、確定した不良吐出ノズル情報が不良吐出ノズル判断部１３０から不良ノズル情報蓄積部１２６にも送られる。

ヘッドドライバ１２８は、不良吐出ノズル判断部１３０から送られてくる不良吐出ノズル情報に基づいて、不良吐出ノズルに対応するノズルを非駆動とする。

また、不良ノズル情報蓄積部１２６に送られる不良吐出ノズル情報は、不良ノズル情報蓄積部１２６に蓄積記憶され、不良吐出ノズルの統計的な情報として利用される。なお、不良ノズル情報蓄積部１２６に蓄えられている不良吐出ノズル情報は、初期不良ノズル情報として適当なタイミングで不良吐出ノズル判断部１３０に送られる。ここでいう初期不良ノズル情報は、どのノズル（ＣＭＹＫインクに対応）が不良ノズルであるかを示す情報であり、ヘッド出荷時の検査情報を初期不良ノズル情報の初期値とし、特定周期で不良ノズル情報蓄積部１２６に蓄積される不良吐出ノズル情報に基づいて、初期不良ノズル情報は適時更新される。不良吐出ノズル判断部１３０は、この初期不良ノズル情報のうち必要分の不良吐出ノズル情報を、印刷開始時等に図示しないメモリに蓄えて、不良吐出ノズルの確定処理に使用する。

不良吐出補正判断部１２２は、不良吐出ノズル判断部１３０から送られてくる不良吐出ノズル情報から補正すべき画像部分（不良吐出ノズルで記録する画像部分）に対する補正情報を生成し、当該補正情報を不吐出ノズル補正画像処理部１１２に送る。

また不良吐出補正判断部１２２は、このようにして生成される補正情報と直前の補正情報とを比較して、新規に不良吐出ノズルが発生（好ましくは所定数以上発生）して補正情報が増加しているか否かを検出する。補正情報が増加していると認められる場合には、不良吐出補正判断部１２２から不良吐出検出表示部１３４に所定の指示が送られる。

この所定の指示を受け取った不良吐出検出表示部１３４は、新規の不良吐出ノズルによる記録が行われている不良吐出印刷物（すなわち新規の不良吐出ノズルに対する補正が行われずに印刷された印刷物）を識別可能にする処理を行う。具体的には、不良を検出した印刷物（記録用紙）から補正が完了した印刷が開始されるまでの印刷物に付箋を着けること等が不良吐出検出表示部１３４により行われる。そして、新規の不良吐出ノズルに対する補正処理が完了した後の印刷時（補正処理完了後の画像データ（ハーフトーン画像データ）に基づく印刷時）には、上記所定の指示が無効化されるように、不良吐出補正判断部１２２から不良吐出検出表示部１３４に指示信号が送られ、不良吐出検出表示部１３４は通常動作（通常表示）を行う。

上述の一連の処理フローに基づいて、不良吐出ノズルの検出及び入力画像データの補正処理が適切に行われる。なお記録ヘッド５０の安定性によっては、上記の検出及び補正処理を、印刷開始時の最初の所定枚数の記録紙に対してだけ実施する（オフラインスキャナーを使用する構成もあり得る）ことや、ユーザーが指示した時だけ実施する構成も可能である。

<<印刷レイアウトの説明>>
次に、記録紙１６上の印刷レイアウトの例について説明する。図４は、不良吐出ノズルを検出して補正するシステムにおけるプリント用紙上のレイアウトを示す図である。図４の上側が記録紙１６の先端側であり、記録紙１６は図４の下から上に向かって（矢印Ｃで示す搬送方向に）搬送される。例えば、図示せぬドラムの周面に記録紙１６を固定して、ドラムの回転によって記録紙１６を搬送するドラム搬送方式の場合、ドラムに設けられたグリッパーによって記録紙１６の先端部分を保持する構成が採用される。

記録紙１６は、用紙端部に設けられる検出用駆動波形区域１５０と通常駆動波形区域１５２とに分けられる。検出用駆動波形区域１５０は、上述のテストパターン１０２を印刷するためのテストパターン領域１５４と余白領域１５６とを含み、通常駆動波形区域１５２は、所望の画像を印刷するためのユーザー領域１５８を含んで構成される。

テストパターン領域１５４とユーザー領域１５８との間に設けられる余白領域１５６は、テストパターン印刷から通常印刷への切り換えのための遷移区間であり、記録紙１６の搬送速度に基づいて当該切り換えに必要な領域が余白領域１５６として確保されることになる。特に、特別な駆動波形信号を使用してテストパターン領域１５４に対しテストパターンを形成する場合には、この特別な駆動波形信号から通常の駆動波形信号に切り換えるのに必要な時間に相当する余白領域が確保される。この余白領域１５６は、記録紙１６の搬送方向Ｃに関して、少なくともヘッド５０のノズル領域１６０に相当する分を設けることが好ましい。なお、テストパターン１０２を印刷するための特別な駆動波形信号は、不良吐出ノズルと正常吐出ノズルを区別しやすくするために用いられ、位置誤差を増幅するような駆動波形信号や、不良吐出ノズルが不吐出ノズルとして機能しやすくするような駆動波形信号を特別に設計して使用することもできる。

<<テストパターンの説明>>
次に、テストパターンの具体例について説明する。図５は、記録紙（記録媒体）に記録されるテストパターンの基本形を示す図である。図６は、テストパターンの一具体例を示す図であり、基準位置検出バーを含むテストパターンが示されている。なお、図５及び図６は、テストパターン１０２が印刷される記録紙１６の端部が拡大されて示されている。

記録ヘッドに対して記録紙１６を搬送するとともに記録ヘッドの複数のノズルを一定間隔で駆動することにより、記録紙１６上にライン状のテストパターン１０２の基本部分が作成される。すなわち、記録ヘッドの複数のノズルのうち所定間隔を有するノズル群から構成されるノズルブロック毎にインク滴が吐出されてライン状のテストパターン１０２が形成され、記録紙１６の搬送と共にインク滴を吐出するノズルブロックを順次変えることによって、図５に示されるようにテストパターン１０２が千鳥状に形成される。

図５のテストパターン１０２は、いわゆる「１オンｎオフ」型のラインパターンである（ｎは自然数）。１つのラインヘッドにおいて、実質的に用紙幅方向（ｘ方向）に沿って１列に並ぶノズル列（正射影によって得られる実質的なノズル列）を構成するノズルの並びについて、そのｘ方向の端から順番にノズル番号を付与したとき、ノズル番号を２以上の整数「Ａ」で除算したときの剰余数「Ｂ」（Ｂ＝０，１・・Ａ−１）によって同時吐出するノズル群をグループ分けし、ＡＮ＋０、ＡＮ＋１、・・・ＡＮ＋Ｂのノズル番号のグループごとに打滴タイミングを変えて（ただし、Ｎは０以上の整数）、それぞれ各ノズルからの連続打滴によるライン群を形成することにより、図５のような１オンｎオフ型のラインパターンが得られる。

図５は、「１オン１１オフ」（Ａ＝１２、Ｂ＝０〜１１）の例である。本実施形態ではＡ＝１２を例示するが、一般にＡＮ＋Ｂ（Ｂ＝０、１、…Ａ−１）、Ａは２以上の整数について適応可能である。

このような１オンｎオフ型のテストパターンを用いることにより、各ラインブロック内で隣接ライン同士が重なり合わず、全ノズルについてそれぞれ他のノズルと区別可能な独立した（ノズル別の）ラインを形成できる。テストパターン１０２を構成する各ラインはそれぞれ各ノズルからのインク吐出に対応しているため、それぞれのラインが適切に形成されているか否かを判定することによって、対応のノズルからインク滴が適切に吐出されているか否かを検出することが可能である。

なお、テストパターンには、上述したいわゆる「１オンｎオフ」タイプのラインパターン以外に、他のラインブロック（例えば、ラインブロック相互間の位置誤差確認用のブロック）やラインブロック間を区切る横線（仕切り線）、図６のような基準位置検出バー１０６ａ、１０６ｂなど、他のパターンを含んでも良い。

本実施形態では、特に図６に示すように、テストパターン１０２の上部及び下部の各々において基準位置検出バー１０６ａ、１０６ｂも記録される。この基準位置検出バー１０６ａ、１０６ｂは、後述するように、テストパターン１０２の位置検出の基準となる。

インク色の異なる複数のヘッドを有するインクジェット印刷装置の場合、各インク色に対応するヘッド（例えば、ＣＭＹＫの各色に対応したヘッド）について、同様のラインパターンが形成される。

ただし、記録紙１６上における非画像部（図４のテストパターン領域１５４と余白領域１５６を含んだ余白部）の面積には制限があるため、１枚の記録紙１６に全色ヘッド全ノズル分のラインパターン（テストチャート）を形成できないことがある。このような場合は、複数枚の記録紙に分けてテストパターンが形成される。

（テストパターンの読取画像の説明）
図７は、印刷装置の解像度を１２００ＤＰＩ（ドット／インチ）とした場合におけるテストパターンの読取画像の概念図である。図７の読取画像において、各ライン状のパターンの長手方向（Ｙ方向、副走査方向、用紙搬送方向）の長さは、１００ＤＰＩでは４画素分に相当し、１２００ＤＰＩでは４８画素分に相当する。

図８は、読取解像度（Ｘ方向）を５００ＤＰＩとした場合におけるテストパターンの読取画像の概念図である。図８からも明らかなように、５００ＤＰＩの読取解像度では、テストパターン１０２の読取画像の各ラインがぼやけてしまい、明確な輪郭を識別することは困難である。

高解像度の読取画像によれば各ラインの位置を明確に特定することが可能である一方で、低解像度の読取画像では輪郭がぼやけてしまい各ラインの位置を単純には特定することが難しい。しかしながら、高解像度の画像読取装置（スキャナー）は装置自体が高価であるため、コスト低減の観点からは、低解像度の画像読取装置であってもテストパターンの各ラインの位置を精度良く特定することができる方法が望まれている。

そこで、低解像度の読取画像からテストパターンの位置を精度良く特定する方法の一例を以下に示す。

なお、以下の説明において、読取画像を一方向（Ｘ方向）に切断した際の画像濃度（濃淡）分布をプロファイルと呼ぶ。このプロファイルは必ずしも１画素だけの濃度（濃淡）分布を指すものではなく、例えばＹ方向に平均化した濃度（濃淡）を用いてＸ方向に関する濃度（濃淡）分布をプロファイルとして採用してもよい。

（不良吐出ノズル検出フロー）
次に、テストパターン（ラインパターン）の各ライン位置の位置誤差を求める方法について説明する。

図９は、テストパターンの各ライン位置の位置誤差を求める一連の流れを示すフローチャートである。図１０は、読取画像からライン位置特定のための基準位置を検出する方法を説明する図である。図１１は、基準位置に基づくノズルのラインブロックの切り出しを説明する図である。

記録ヘッドのノズルによって記録紙１６に印刷されたテストパターン１０２は、テストパターン読取り部１３６（図３参照）により画像データとして読み取られ、テストパターン１０２の読取画像データが生成される（図９のＳ２０）。このときのテストパターン１０２の読取条件を、一例として、Ｘ方向（主走査方向）５００ＤＰＩとし、Ｙ方向（副走査方向）１００ＤＰＩとする。

そして、テストパターン１０２の読取画像データから、各テストパターン１０２のライン位置を特定する際に用いられる基準位置（基準位置検出バー１０６ａ、１０６ｂ）が決定される（図９のＳ２２）。

<<基準位置を決定する処理の説明>>
具体的には、図１０に示すように、テストパターン１０２の端部を必ず含むような矩形領域である基準位置検出ウインドウ１４０を、テストパターン１０２の両端（Ｘ方向に関する左右端）の各々に設定する。このとき読取画像（ＲＧＢカラー）に関し、テストパターン１０２と記録紙１６と読取装置（図３のテストパターン読取り部１３６）との位置関係から、読取画像内におけるテストパターン１０２の位置はある程度特定できているものとする。ある程度分かっているテストパターン位置範囲に関して、テストパターン１０２の一方の端部を必ず含むように基準位置検出ウインドウ１４０は設定される。

そして、この基準位置検出ウインドウ１４０を上下２つの領域に分けて、それぞれの領域においてＸ方向及びＹ方向に関する光学濃度の投影グラフ１４２ａ〜１４２ｄ（Ｘ座標投影グラフＬ１、Ｘ座標投影グラフＬ２、Ｙ座標投影グラフＬ１、Ｙ座標投影グラフＬ２、Ｘ座標投影グラフＲ１、Ｘ座標投影グラフＲ２、Ｙ座標投影グラフＲ１、Ｙ座標投影グラフＲ２）が作成される。ここでいうＸ座標投影グラフＬ１（１４２ａ）及びＹ座標投影グラフＬ１（１４２ｃ）は、図１０の左端側の基準位置検出ウインドウ１４０の上方領域の投影グラフを示す。同様に、Ｘ座標投影グラフＬ２（１４２ｂ）及びＹ座標投影グラフＬ２（１４２ｄ）は、左端側の基準位置検出ウインドウ１４０の下方領域の投影グラフを示す。また図示は省略するが、右端側の基準位置検出ウインドウ１４０の上方領域の投影グラフをＸ座標投影グラフＲ１及びＹ座標投影グラフＲ１と呼び、右端側の基準位置検出ウインドウ１４０の下方領域の投影グラフをＸ座標投影グラフＲ２及びＹ座標投影グラフＲ２と呼ぶ。これらの投影グラフはＲＧＢ各色について作成され、最もコントラストの高いＸ（Ｙ）座標投影グラフが使用される。これ以降は最もコントラストの高いカラー画像プレーンに対する演算とする。

Ｙ座標投影グラフＬ１を例にして説明する。Ｙ座標投影グラフＬ１は、左端側の矩形領域（基準位置検出ウインドウ１４０）の上方における濃度階調値をＸ軸方向に平均化することによって作成される。この矩形領域には、用紙白地部、テストパターン１０２の第１の基準位置検出バー１０６ａ、そしてライン状の各テストパターン１０２が含まれる。したがって、Ｙ座標投影グラフＬ１（１４２ｃ）には、白地部（白色）、第１の基準位置検出バー１０６ａ（濃い濃度）及びライン部（薄い濃度）を示す箇所が順番に並ぶ。このため、白色から濃い濃度に変化するエッジを検出することで、第１の基準位置検出バー１０６ａの左側上端Ｙ座標を求めることができる。

また、Ｘ座標投影グラフＬ１（１４２ａ）は、左端側の矩形領域（基準位置検出ウインドウ１４０）の上方における濃度階調値をＹ軸方向に平均化することによって作成される。この矩形領域には、用紙白地部、及びテストパターン１０２の第１の基準位置検出バー１０６ａ（及び第１の基準位置検出バー１０６ａと重なるライン状のテストパターン１０２）が含まれる。したがって、Ｘ座標投影グラフＬ１（１４２ａ）には、白地部（白色）と、基準位置検出バー１及びライン部（濃い濃度）とを示す箇所が順番に並ぶ。このため、白色から濃い濃度に変化するエッジを検出することで第１の基準位置検出バー１０６ａの左側上端Ｘ座標を求めることができる。

他の投影グラフも同様にして解析可能である。結果として、図１１に示されるような、第１の基準位置検出バー１０６ａ及び第２の基準位置検出バー１０６ｂの各々の角部（テストパターンコーナーＣＬ１、ＣＬ２、ＣＲ１、ＣＲ２）のＸＹ座標を求めることができる。このテストパターンコーナーＣＬ１、ＣＬ２、ＣＲ１、ＣＲ２は、基準位置として用いられる。

なおヘッド５０が不吐出ノズルを含み、第１の基準位置検出バー１０６ａ及び第２の基準位置検出バー１０６ｂが不吐出ノズルを含むノズル群によって印刷される場合であっても、第１の基準位置検出バー１０６ａ及び第２の基準位置検出バー１０６ｂはＸ方向（ノズル方向）及びＹ方向に連続したベタ部であるため、不良吐出ノズル（不吐出ノズル）に対応する印刷箇所５１ａの位置検出結果への影響は少ない。また第１の基準位置検出バー１０６ａ及び第２の基準位置検出バー１０６ｂの各々の部分についてＲＧＢカラーを解析することで対応するインクを決定することもできる。

<<各ラインブロックの位置を決定する処理の説明>>
次に、基準位置であるテストパターンコーナーＣＬ１、ＣＬ２、ＣＲ１、ＣＲ２から各ラインブロック１４６の位置が求められる（図９のＳ２４）。各ラインブロック１４６は、図１１に示されるように、Ｘ方向に概ね一定間隔で並ぶ一群のラインによって構成され、Ｙ方向に隣接するラインブロック１４６は、１列のノズル配列（投影ノズル配列）において隣接するノズルからのインク滴によって印刷される。したがって、テストパターン１０２における各ラインは、Ｙ方向に順次並ぶラインブロック１４６のいずれかに割り当てられることとなる。

まず、テストパターンコーナーＣＬ１、ＣＬ２、ＣＲ１、ＣＲ２の位置関係から、テストパターン１０２の回転角とＸ方向及びＹ方向の倍率誤差（実際の倍率と設計上の倍率とのずれ）が算出される。テストパターン１０２のレイアウトは既知の情報であるので、既知のテストパターン設計情報（例えばテストパターン１０２のＸ方向ピッチ、Ｙ方向ピッチ、Ｘ方向幅、Ｙ方向長さ、等）に基づいてラインブロック１４６の位置（テストパターンコーナーＣＬ１、ＣＬ２、ＣＲ１、ＣＲ２からの相対位置や矩形の４つのコーナー座標）が求められる。各ラインブロック１４６の読取画像上の相対位置は、先に求めておいた倍率誤差及び回転角に基づいて、テストパターンコーナーＣＬ１から算出される。このとき不良吐出ノズルによって印刷される箇所５１ａが存在しても、第１の基準位置検出バー１０６ａ及び第２の基準位置検出バー１０６ｂは不良吐出ノズルに対応する箇所５１ａの影響をほとんど受けないため、ラインブロック１４６の位置を正確に算出することができる。このようにして、全てのラインブロック１４６の位置が特定される。

<<シェーディング補正の説明>>
次に、読取画像データを基にシェーディング補正が行われる（図９のＳ２６）。以下、本実施形態におけるシェーディング補正の内容について説明する。

図１２（ａ）は、テストパターン全体の読取画像に対するシェーディング特性データの取得位置（解析位置）を示した模式図である。用紙搬送方向については、用紙先端（図１２（ａ）における上側の端）から用紙後方（図１２（ａ）の下方）に向かって順に、位置Ａ、位置Ｂ、位置Ｃ、位置Ｄの４箇所を採用した。用紙幅方向（Ｘ方向）については、均等間隔で１１箇所の位置を採用した。図中、グレートーンで示した矩形領域が、図１３及び図１４のプロット点に相当する。

図１２（ｂ）は、図１２（ａ）の一部を拡大した図である。図１２（ａ）、（ｂ）に示したように、位置Ａ、位置Ｃはテストパターンの端部の領域に対応し、位置Ｂはテストパターン内部の領域に対応し、位置Ｄはテストパターン外部の領域に対応している。

読取画像としては、シェーディング補正の実施によって、用紙白地の部分が平坦な読取信号分布になることが期待されている。図３で説明したように、用紙先端に近い領域は、用紙を保持するグリッパーの影響で、読取り部１３６（のセンサ）と用紙との距離が変化する。つまり、グリッパーによって抑え付けられている用紙先端が最も距離が遠く、先端から離れるにつれて徐々に正常な位置（距離）に近づく。読取り部１３６に設けられている照明用光源の光拡散性が十分でない場合、距離変化の影響により、距離に応じて配光特性が変化する。その結果、用紙上の位置によってシェーディング特性が変わる。

読取り部１３６（センサ）と用紙の距離は、用紙の剛性によって変化し、更に、再現性が低いため、事前にシェーディング補正テーブルを作成しても十分な補正精度が出ないという問題がある。

また、テストパターン１０２に隣接してシェーディング補正用の領域を設けたとしても、搬送方向にシェーディング特性が変化するため、搬送方向に位置を変えて用紙上の複数箇所に（例えば、テストパターン１０２の前後に）、シェーディング補正用の領域を設けるなどの工夫が必要となる。しかし、このようなシェーディング補正用の領域を設けることは、テストパターン１０２の領域及びシェーディング補正用領域を含む検出パターン面積の増大となるデメリットがある。

図１３は、図１２（ａ）、（ｂ）で示した読取画像内の所定領域（矩形領域）毎にヒストグラムを作成し、その９５％点の特性と、矩形領域の平均値とを比較したものである。ヒストグラム９５％点とは、所定領域のヒストグラムを作成し、信号が小さい方から数え上げて、画素数がその所定領域内全画素の９５％に達する信号値を示す。テストパターン１０２は、１オン１１オフなど、主に白地が５０％以上の面積を占めるため（図５，図６参照）、ヒストグラム９５％点は白地部分だけの情報を含んでいる。そのため、ヒストグラム９５％点の特性は、読取装置の照明の配光分布を反映した結果になっている。

図１３では、位置Ａについてのヒストグラム９５％点及び平均値の分布と位置Ｄについてのヒストグラム９５％点及び平均値の分布を示した。

図１３のように、２つの特性（ヒストグラム９５％点特性と平均値特性）は合致している。なお、平均値と９５％点なので、信号の絶対値はオフセットしている。

図１４は、位置Ａ、位置Ｂ、位置Ｃ、位置Ｄについて、ヒストグラム９５％点を比較した図である。図１４に示すように、各位置Ａ〜Ｄの特性は、搬送方向に変化するシェーディング特性を反映している。

図１３及び図１４の考察によって得られた知見から、本実施形態では読取画像に基づいてシェーディング補正を実施する（図９のＳ２６）。具体的には図１５に示す手順に従う。

図１５はシェーディング補正処理のフローチャートである。まず、読取画像に対してシェーディング特性を測定する領域を、照明光の光量分布の変化に沿って設定する（Ｓ４２）。本実施形態では、図１２（ａ）で説明したように、用紙幅方向と用紙搬送方向の２方向について、複数の位置に測定領域（「解析領域」に相当）を設定する。用紙幅方向は、主に光源の配光分布に応じた光量差があり、用紙搬送方向は、グリッパー保持による用紙の沈み込み量の変化に応じた光量差がある。このような２次元的な光量分布に対応して、測定領域を２次元的に配置することにより、シェーディング特性の２次元分布を把握することができる。

図１５のＳ４２で設定した各測定領域（シェーディング特性補正領域）において、ヒストグラムを作成し、所定のパーセント点（例えば、９５％点）に相当する信号を求め、２次元的なシェーディング特性分布Shd（x,y,rgb）を作成する（Ｓ４４）。

次に、シェーディング特性分布Shd（x,y,rgb）が平坦になるように、補正係数CorrectShd（x,y,rgb）＝Const／Shd（x,y,rgb）を求める（Ｓ４６）。なお、式中の「Const」は所定の定数を表す。

こうして得られた補正係数CorrectShd（x,y,rgb）を用いて、読取画像に対して補正係数CorrectShd（x,y,rgb）に基づいてシェーディング補正を行う（Ｓ４８）。読取画像の各画素の信号値に対して補正係数を適用し、シェーディング補正済みの読取画像データを得る。

なお、補正係数が画像位置に対して間引かれている場合は、公知の補間演算（例えば、線形補間、ニアレストネイバー、スプライン補間など）を用いて、画像位置に対して１対１の関係でシェーディング補正係数が対応するように演算する。

また、図１３及び図１４では、ヒストグラムの９５％点を例示したが、９５％点以外のパーセント点を採用することも有効である。テストパターンのデューティー（１オンＮオフのＮの値が大きいほど、低デューティーとなる）に応じて、有効なパーセント点は変わる。低デューティーであるほど、低パーセント点を採用でき、高デューティーであるほど高パーセント点を採用する。ただし、１００％点付近は読取系のノイズの影響が大きいときは避けることが望ましい。

<<画像歪補正の説明>>
次に、読取画像の歪みを補正するための画像歪補正が行われる（図９のＳ２８）。以下、本実施形態における画像歪補正の内容について説明する。まず、読取画像の歪について簡単に説明する。

図１６に歪みの無い読取画像と歪みのある読取画像とを比較して示した。図１６（ａ）は歪みの無い読取画像、図１６（ｂ）は歪みのある読取画像の例である。ここでは１オンｎオフ型のテストパターン１０２の読取画像において、グリッパーによる用紙の押さえ込みに起因する用紙先端部の沈み込みと、用紙の剛性による用紙の浮き上がりに起因する歪みが発生している様子が示されている。このように、読取画像に歪みが発生すると、用紙の横方向（Ｘ方向）及び縦方向（Ｙ方向）に、描画ラインが揺れるような画像となる。

図５、図６で説明したように、不良吐出ノズル検出パターン（テストパターン１０２）は、Ｘ方向に規則的な間隔のラインパターン（ラインブロック）をＹ方向に位置を変えて１段毎に１ノズルシフトした構成である。１ノズルのシフト量を設計値として、読取画像における各段のラインブロックをＸ方向にシフトした結果が図１７である。図１７（ａ）は、歪みの無い読取画像（図１６（ａ）をシフトしたもの）、図１７（ｂ）は歪みのある読取画像（図１６（ｂ）をシフトしたもの）である。

図１７（ａ）に示すように、歪無読取画像では、各段のラインの位置が搬送方向に揃うため、各ノズル位置の特定は容易であり、図１７（ａ）のように、各段のラインを含んだ矩形領域（ノズルに対応する不吐出判定領域）１７０内の濃度分布に基づいて不吐出など不良吐出を判断可能である。

これに対し、図１７（ｂ）に示すように、歪有読取画像では、歪みの影響で各ラインの位置が揺らぐため、不吐出検出判定領域１７２を歪み量程度まで広げなければ、ノズル位置をカバーできない。特に、ラインパターンの端部（図１７（ｂ）の下側の端部）は、歪み量が大きいため、不吐出検出判定領域１７２を広く設定しないと、正しい判定ができない。つまり、図１７（ａ）と同等の不吐出判定領域１７０では、正確な判定ができない。また、図１７（ｂ）の場合、ライン位置の大きな揺らぎを判断することが困難である。

図１８は、画像歪みのある読取結果の説明図である。図１８では、１オン９オフのテストパターンの読取画像において、用紙先端部に近い第１段目のラインブロックと、第２段目のラインブロックについて、歪みが発生している様子が描かれている。このような画像歪は用紙先端部を固定するグリッパーの影響によって発生しやすい。

図１９は、画像歪みを補正する処理内容の説明図であり、ラインパターンを含む画像領域内に設定される基準領域と比較領域の関係を示す図である。読取画像上で歪み方向に対して歪みを無視できる領域サイズを決定する。このサイズは歪みの性質によって大きさが変わる。振動のように横方向に対しては歪みがない場合は、領域の横方向の大きさは用紙幅サイズまで利用可能である。縦方向に歪みがある場合でも読取解像度に対して十分歪み周期が大きければ、縦方向を複数画素サイズとして領域サイズを利用できる。

縦方向にも横方向にも歪みが有る場合は、縦方向を１画素とし、横方向は、ライン数が所定数以上含まれ、かつ歪みが無視できるサイズに設定する。

図１９では、縦方向を１画素、横方向は５本のラインが含まれる領域サイズを有する基準領域Ｓが設定され、これと同じ領域サイズで基準領域Ｓの縦方向の前後に隣接して接する比較領域Ｃ１、Ｃ２の例が示されている。

図２０は、画像歪補正処理のフローチャートである。

まず、読取画像上で基準領域Ｓを設定する（Ｓ５２）。基準領域Ｓの領域サイズについては、図１９で説明した条件に合致するものとする。次に、標準領域Ｓと比較する比較領域Ｃ１を設定する（Ｓ５４、図１９参照）。

そして、基準領域Ｓと比較領域Ｃ１を相対的に所定範囲内でシフトさせながら、相関評価関数Ｅ（Ｓ，Ｃ１，ｓｘ）を計算する（Ｓ５６）。ここでいうｓｘは、Ｘ方向のシフト量を表している。

図２１（ａ）は、図２０のＳ５６にて横方向にプラス１画素、比較領域Ｃ１をシフトさせた様子を示している。図２１（ｂ）は、図２０のＳ５６にて横方向にマイナス１画素、比較領域Ｃ１をシフトさせた様子を示している。図２１（ａ）（ｂ）に示したように、横方向に１画素単位で領域をシフトさせながら、相関評価関数Ｅを計算する。横方向にシフトさせるときの刻み量は１画素とすることが最も好ましいが、複数画素単位でシフトさせることも可能である。

相関評価関数Ｅとして、例えば、以下に示す〔数式１〕や〔数式２〕に示す関数を用いることができる。

〔数式１〕
相関評価関数Ｅ（Ｓ，Ｃ１，ｓｘ）＝ΣＡＢＳ（Ｉｓ（ｘ）−Ｉｃ１（ｘ＋ｓｘ））
〔数式２〕
相関評価関数Ｅ（Ｓ，Ｃ１，ｓｘ）＝Σ（Ｉｓ（ｘ）−Ｉｃ１（ｘ＋ｓｘ））^２
なお、数式中のＩｓ（ｘ）は基準領域Ｓの画像信号を表し、ｘは横方向の位置（画素位置）を表す。Ｉｃ１（ｘ）は比較領域Ｃ１の画像信号を表し、ｘは横方向の位置（画素位置）を表す。

数式１では、両領域における画像信号の差分の絶対値の総和を計算している。数式２では、両領域における画像信号の差分の２乗和を計算している。これら数式１，２で定義される相関評価関数Ｅは、評価値が最小となるときに、相関が最大となる。

基準領域Ｓが縦方向の複数画素として設定されている場合は、下記〔数式３〕で示すように、縦方向の平均値を求めて、数式１又は数式２中のＩｓ（ｘ）に代えて、プロファイルＩＰｓ（ｘ）を利用する。

〔数式３〕
ＩＰｓ（ｘ）＝｛Σ（Ｉｓ（ｘ，ｙ））｝／Ｎ （Ｎは領域内の縦方向画素数）
同様に、比較領域Ｃ１が縦方向の複数画素として設定されている場合は、下記〔数式４〕で示すように、縦方向の平均値を求めて、数式１又は数式２中のＩｃ１（ｘ）に代えて、プロファイルＩＰｃ１（ｘ）を利用する。

〔数式４〕
ＩＰｃ１（ｘ）＝｛Σ（Ｉｃ１（ｘ，ｙ））｝／Ｎ （Ｎは領域内の縦方向画素数）
シフト量ｓｘを変えながら相関評価関数Ｅ（Ｓ，Ｃ１，ｓｘ）を計算し（図２０のＳ５６）、相関評価関数Ｅが最小値となるシフト量ｓｘの値を「歪み補正位置」としてメモリに記憶する（Ｓ５８）。

テストパターン１０２の読取画像上で基準領域Ｓが横方向（用紙幅方向）に分割されている場合には（Ｓ６０でＹＥＳ判定時）、演算対象としている領域が横方向についての最後の領域であるか否かを判定する（Ｓ６２）。横方向に他の領域が存在していれば、Ｓ６２の判定でＮＯ判定となり、演算対象とする基準領域Ｓと比較領域Ｃ１を横方向に１つ移動して（Ｓ６４）、Ｓ５２に戻る。こうして、基準領域Ｓを変えて、上述のＳ５２〜Ｓ６４の処理が繰り返される。

領域が横方向に分割されている場合であって、横方向の最後の領域について比較演算（相関評価関数Ｅの計算による歪み補正位置の決定）を終了した場合には、Ｓ６２の判定でＹＥＳ判定となり、Ｓ６６に進む。

また、領域が横方向に分割されていない場合（Ｓ６０でＮＯ判定時）もＳ６６に進む。Ｓ６６では、演算対象としている比較領域が縦方向の最後の領域であるか否かを判定する（Ｓ６６）。縦方向に他の比較領域があれば、Ｓ６６でＮＯ判定となり、比較領域を縦方向に１つ移動して（Ｓ６８）、Ｓ５２に戻り、比較領域Ｃ１をＣｋ（ｋ＝２，３，・・・）に変更して、同様の処理（Ｓ５２〜６８）を繰り返す。

縦方向の最後の領域について比較演算（相関評価関数Ｅの計算による歪み補正位置の決定）を終了した場合には、Ｓ６８の判定でＹＥＳ判定となり、本処理を終了して、図９のメインルーチンに戻る。

（基準領域と比較領域の関係について）
図２２は、画像歪みのある読取結果における歪み補正演算の基準領域と比較領域の関係の第１例を示した説明図である。図２２のように、基準領域Ｓを固定し、基準領域Ｓを中心にして、基準領域Ｓから連続して（隣接領域同士が接しながら）次第に基準領域Ｓから離れる方向に比較領域Ｃｉ（ｉ＝１，２，３・・・・）を順次設定していく形態を採用することができる。図２２において基準領域Ｓを中心にして、図２２の上方向に向かって比較領域Ｃ１，Ｃ３，Ｃ５・・・・・が設定される。また、基準領域Ｓから図２２の下方向に向かって、比較領域Ｃ２，Ｃ４，Ｃ６・・・・・が設定される。このように、基準領域Ｓを中心にして上下方向に連続的に比較領域Ｃｉを設定し、これらを順次比較する場合、隣接するＣｉとＣｉ＋２（Ｃｉの次にＣｉ＋２の領域について演算を行う場合）では、先に求めたＣｉの歪み補正位置を初期値として、Ｃｉ＋２を所定範囲シフトすることが望ましい。これにより、演算時間の短縮を達成できる。

図２３は、画像歪みのある読取結果における歪み補正演算の基準領域と比較領域の関係の第２例を示した説明図である。

図２３に示すように、テストパターンの一端を基準領域Ｓとして、比較領域Ｃｉ（ｉ＝１，２，３・・・・）を基準領域Ｓから離れる方向で順次設定していく形態を採用することができる。図２３の場合、隣接領域同士は互いに接している。このように基準領域Ｓから次第に遠ざかる方向に並ぶ比較領域Ｃｉ（ｉ＝１，２，３・・・・）を順次基準領域Ｓと比較する演算を行う場合、隣接するＣｉとＣｉ＋１（Ｃｉの次にＣｉ＋１の領域について演算を行う場合）では、Ｃｉ＋２の演算に際し、Ｃｉの歪み補正位置を初期値として、所定範囲シフトすることが望ましい。

図２４は、画像歪みのある読取結果における歪み補正演算の基準領域と比較領域の関係の第３例を示した説明図である。

図２４に示すように、基準領域Ｓから離れる方向に設定される比較領域Ｃｉ（ｉ＝１，２，３・・・・）について、領域同士が接しておらず、互いに離れている場合でも、信頼できる初期値（設計値）に基づいて所定範囲シフトして比較することもできる。

なお、各段のラインパターンは、横方向（Ｘ方向）について周期性を持つため、相関評価関数Ｅの演算はライン周期毎に極値を持つ。シフトさせる所定範囲を広げすぎると、別周期の極値に陥る可能性がある。したがって、（ラインパターンの繰り返し周期）＞（所定範囲）を目安に比較演算を実施する。

例えば、プリンタ解像度１２００ＤＰＩ、読取解像度５００ＤＰＩのように、ライン幅に対して低解像度の場合は、歪みが大きい場合は、十分ライン周期を広くする（１オンｎオフのｎの値を大きくする）必要がある（図８参照）。

<<歪み補正後の画像について>>
図２５（ｂ）に歪み補正後の読取画像の例を示した。図２５（ａ）は、歪みの無い読取画像に対して本例の画像歪み補正を適用した画像の例であり、図１７（ａ）のデータと概ね一致している。図２５（ｂ）は、歪みのある読取画像に対して歪み補正処理を実施した画像の例である。図２５（ｂ）と図１７（ｂ）を比較すると明らかなように、図２５（ｂ）では、各段のライン位置が概ね揃っている。したがって、この歪み補正後の読取画像に対しては、図２５（ａ）の場合と同等の判定領域（解析用のウインドウ）１７０の広さで、正確な不良吐出ノズル判定が可能である。

上述の説明では、単純に１画素単位でシフトさせる比較演算を説明したが、図２６に示すように、比較領域を横方向に補間処理（ここでは、横方向に拡大処理）した後で歪み補正演算を実施する場合、１画素未満の単位で歪みを精密に求めることが可能である。例えば、補間処理によって元の読取画像に対して画素数を２倍にすれば、読取解像度の０．５画素単位（１/２画素単位）で歪みを補正することができ、補間処理によって元の読取画像に対して画素数を４倍にすれば、読取解像度の０.２５画素単位（１／４画素単位）で歪みを補正することができる。このような態様によれば、更に精度良く不良吐出ノズル判定が可能になる。

なお、本実施形態による画像歪みの補正方法によれば、テストパターン１０２におけるライン間の歪みを補正することも可能であるし、ライン内の歪みを補正することも可能である。再現性の無い画像歪みは、読取画像内のどの位置に発生するか事前に特定することはできないため、読取画像の全体にわたって（テストパターン内の全ラインブロックについて）、上述の画像歪み補正の演算（基準領域と比較領域との相関演算）を行うことが好ましい。異なるラインブロックについて歪みを補正する場合でも、共通の基準領域を用いることができる。

＜歪補正後の画像から不良吐出ノズルを検出する方法の説明＞
ここで、歪補正後の画像を用いて不吐出判定、位置誤差大となるノズルを検出する方法について説明する。

図２７は、歪補正後の画像の一部を示したものである。図２５（ｂ）で説明したとおり、歪補正後の画像は各ノズルで記録したラインが概ね1列に（直線的に）並んだものとなる。すなわち、１オンｎオフで描かれた「ｎ＋１」段のラインブロックの画像位置が修正され、各段に対応した「ｎ＋１」個のノズルによる各ライン（「ｎ＋１」本分のライン）が概ね1列に並ぶ。

このように、歪補正後に図２７の画像縦方向（Ｙ方向）に略１列に並んだラインは、複数のノズルの打滴結果を反映したものである。これら複数のノズルに対応した略１列に並んだラインを含む範囲について、不良吐出を判定するための判定領域（符号１７０）が設定される。そして、複数ノズルに対応する略１列に並んだラインについて、Ｙ方向（画像縦方向）に信号値の平均を計算し、複数ノズルに対応する範囲の平均プロファイルPaveall（ｘ）を計算する。

また、複数ノズルに対応する範囲内における各ノズルに対応する個々のラインの範囲（１ノズルに対応する範囲）毎に、Ｙ方向に信号値の平均を計算し、１ノズルに対応する範囲の平均プロファイルPavenzj（ｘ）を計算する。変数ｘは、画像内でおよそノズルに対応する範囲（図２７において符号１７０で示した矩形の範囲）内のＸ方向位置を表す。

また「nzj」は、各ノズルの位置を変数ｊで表したものであり、複数ノズルに対応する範囲内の１オンｎオフによる「ｎ＋１」段のライン列の場合、ｊは「１」から「ｎ＋１」まで（或いは、０からｎまで）取り得る。

こうして求めたPaveall（ｘ）と、各ノズルのPavenzj（ｘ）の間で相関計算（若しくは、差分計算）を行う。例えば、次式（数式５）に示される差の二乗和よって評価値Ｅ（nzj）が計算される。

〔数式５〕 Ｅ（nzj）＝Σ（Paveall（ｘ）−Pavenzj（ｘ））^２
なお、式中のΣは、演算対象範囲内の全てのｘについての和を計算する。

こうして求めた評価値の計算結果が所定値（判定用の基準値）から外れる場合を「不吐出」又は「位置誤差が大きい」ノズルであると判断する。

不吐出の場合、Pavenzj（ｘ）は、ほぼ紙白（用紙の白地部分）と等しい階調値となり、上記評価値Ｅ（nzj）の演算結果は大きい値となる。

また、位置誤差が大きい場合は、階調値の紙白位置と、ノズル描画ラインの位置がPaveall（ｘ）とPavenzj（ｘ）で異なるため、上記評価値Ｅ（nzj）の演算結果は大きい値となる。

逆に、位置誤差が少ない場合（平均プロファイルがほぼ一致する場合）、上記評価値Ｅ（nzj）の演算結果は、ほぼゼロになるため、相対的に小さな値となる。

したがって、評価値Ｅ（nzj）の演算結果を所定値と比較することにより、不吐出判定並びに位置誤差大となるノズルの検出が可能である。

<<ラインブロックに傾きがある場合の対処>>
図９のＳ２６、Ｓ２８で説明したとおり、ラインブロック位置に基づいて、シェーディング補正データを作成し、シェーディングを補正する（Ｓ２６）。また、ラインブロック位置に基づいて画像歪みを補正する（Ｓ２８）。

ラインブロックに傾きがある場合は、以下のような処理を行う。

（１）縦方向の画像歪みがラインブロックの切り出し高さで無視できる場合は、図２８に示すように、プロファイルを作成するための解析領域１４８をラインブロック１４６内の一部分においてオーバーラップさせ、このオーバーラップ部分については平均化してプロファイルを作成する。その後、上述の画像歪みを補正する。

（２）縦方向の画像歪みがラインブロックの切り出し高さで無視できない場合は、先に画像として画像歪みを補正する。次に、画像歪み補正後のデータからラインブロック位置に基づいて、図２８に示すように、解析領域１４８の一部分をオーバーラップさせて、オーバーラップ部分については平均化してプロファイルを作成する。なお、ラインブロックの傾きの有無や傾き量（角度）は、テストパターンコーナーＣＬ１、ＣＬ２、ＣＲ１、ＣＲ２から検出される。

<<プロファイルの２値化処理について>>
次に、各段のラインブロック１４６（図１１参照）内のプロファイルを所定の閾値により２値化して、テストパターン１０２のライン位置を読取画像の画素単位（読取画素ピッチ単位）で決定する（図９のＳ３０）。このとき用いられる所定の閾値は、白地階調値に対する相対値を使用してもよく、記録紙１６の用紙種類毎に変更してもよい。また、用紙依存でインク濃度に一定以上の濃度差がある場合は、画像を解析して閾値を決定することもできる。閾値の決定に際しては、判別分析法やＰタイル法などの既知の閾値決定方法を利用することが可能である。

あるいは、第１の基準位置検出バー１０６ａ及び第２の基準位置検出バー１０６ｂの階調値と白地階調値との相対的な値を使用することもできる。例えば、第１の基準位置検出バー１０６ａ及び第２の基準位置検出バー１０６ｂの階調値を１００％とすると共に白地階調値を０％として、Ｘ％に相当する階調値を閾値とすることができる。

この閾値によるプロファイルの２値化処理では、注目するラインブロック（設定したラインブロック）内のうち、上下に隣接する他のラインブロック１４６からの影響がない部分（中心付近）を選択してプロファイルを作成した後に、当該プロファイルに対して２値化が行われる。

図２９は、図２５（ｂ）で説明した歪補正後の画像の一部を示したものであり、歪補正後の画像においてプロファイルの２値化を行うときの説明図である。

図２９に示したように、歪補正後の画像において、各ノズルに対応するラインを横切る位置についてプロファイルを求める（図３０参照）。当該プロファイルについて所定の閾値で２値化が行われ、２値化結果に基づいて、不吐出／吐出が判定される。

なお、このプロファイルは、１画素よりもＹ方向（画像縦方向）に多画素を平均した方が精度上好ましい。

また、図２９では、縦方向に略１列に並ぶ複数のライン（複数のノズルに対応したライン）のうち、１つのノズルに対応するラインを横切る位置に２値化プロファイル位置を設定する様子を図示したが、他のノズルに対応する各ラインを、横切る位置についても、それぞれプロファイルが求められる。

図３０は、プロファイルを２値化する様子を示している。図３０のグラフＧ１は、テストパターン１０２の読取画像の画素位置（読取位置）を横軸とし、ラインパターンの読取画像の階調値（光学濃度）の読取信号値（８ビット）を縦軸としている（図３０の左側のＹ軸参照）。グラフＧ１には閾値Ｔ１が設定されており、この閾値Ｔ１より下側にある（閾値Ｔ１より読取信号値が小さい）画素位置を「ライン位置」とする。連続する複数画素が閾値より下側にある場合は、複数画素の中心画素をライン位置とする。また、例えば連続する複数画素が２個の場合にはより小さい値（階調値）を示す画素位置をライン位置としてもよい。

<<ライン位置とノズルの対応付けについて>>
上記の手順により、各ラインブロックＬＢk（k=１，２，３・・・）内の全てのラインについて、ライン位置を求めた後で、各ライン位置と基準位置（テストパターンコーナーＣＬ１、ＣＲ１、ＣＬ２、ＣＲ２（図１１参照））との関係に基づいて、各ライン位置と対応するノズル番号の関係が特定される。なおテストパターンコーナーＣＬ１、ＣＲ１、ＣＬ２、ＣＲ２の位置関係から、テストパターン１０２の回転角、及びＸ方向及びＹ方向の倍率誤差は計算される。

テストパターン１０２のレイアウトは既知の情報として扱うことが可能であるため、既知のテストパターン設計情報から、ラインブロック位置内の各ノズルの位置（テストパターンコーナーＣＬ１（相当）からの相対位置）が求められる。図３１に示すように、テストパターン１０２の各ライン位置は、先に求められる倍率誤差及び回転角に基づいて、テストパターンコーナーＣＬ１からの読取画像上の相対位置Ｒｄが算出され、この算出値Ｒｄからプロファイル上の座標を求めることができる。

このようにして、各ラインの位置とノズル位置との対応関係が特定される（図９のＳ３２）。

そして、図２５〜図２７で説明したように、ラインを含んだ判定領域１７０内の濃度分布に基づき不良吐出ノズルを特定する（図９のＳ３４）。或いは、図２９〜図３０で説明したようにプロファイルの２値化により不良吐出ノズルを特定する。

本実施形態によれば、再現性のない画像変動（像歪みやシェーディング）を効果的に補正することができ、不良吐出ノズルを精度良く検出することができる。また、本実施形態によれば、記録媒体上にシェーディング補正のための専用のパターン領域を設けることなく、不良吐出ノズル検知用のテストパターンの画像領域からシェーディング補正用のデータを取得することができる。これにより、ユーザーにとって商品価値のないパターン領域の面積を増大させることがない。

次に、上述した不良吐出ノズルの検出機能及びその検出結果を利用した画像補正機能を具備した画像形成装置の例を説明する。

＜インクジェット記録装置の説明＞
図３２は、本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置２００の構成例を示す図である。インクジェット記録装置２００は、主として、給紙部２１２、処理液付与部２１４、描画部２１６、乾燥部２１８、定着部２２０、及び排紙部２２２を備えて構成される。このインクジェット記録装置２００は、描画部２１６の圧胴（描画ドラム２７０）に保持された記録媒体２２４（便宜上「用紙」と呼ぶ場合がある。）にインクジェットヘッド（「描画ヘッドに相当」）２７２Ｍ，２７２Ｋ，２７２Ｃ，２７２Ｙから複数色のインクを打滴して所望のカラー画像を形成するオンデマンドドロップ方式の画像形成装置である。

（給紙部）
給紙部２１２には、枚葉紙である記録媒体２２４が積層されている。給紙部２１２の給紙トレイ２５０から記録媒体２２４が一枚ずつ処理液付与部２１４に給紙される。本例では、記録媒体２２４として、枚葉紙（カット紙）を用いるが、連続用紙（ロール紙）から必要なサイズに切断して給紙する構成も可能である。

（処理液付与部）
処理液付与部２１４は、記録媒体２２４の記録面に処理液を付与する機構である。処理液は、描画部２１６で付与されるインク中の色材（本例では顔料）を凝集させる色材凝集剤を含んでおり、この処理液とインクとが接触することによって、インクは色材と溶媒との分離が促進される。

処理液付与部２１４は、給紙胴２５２、処理液ドラム２５４、及び処理液塗布装置２５６を備えている。処理液ドラム２５４は、その外周面に爪形状の保持手段（グリッパー）２５５を備え、この保持手段２５５の爪と処理液ドラム２５４の周面の間に記録媒体２２４を挟み込むことによって記録媒体２２４の先端を保持できるようになっている。処理液ドラム２５４は、その外周面に吸引孔を設けるとともに、吸引孔から吸引を行う吸引手段を接続してもよい。これにより記録媒体２２４を処理液ドラム２５４の周面に密着保持することができる。

処理液ドラム２５４の外側には、その周面に対向して処理液塗布装置２５６が設けられる。処理液塗布装置２５６は、処理液が貯留された処理液容器と、この処理液容器の処理液に一部が浸漬されたアニックスローラと、アニックスローラと処理液ドラム２５４上の記録媒体２２４に圧接されて計量後の処理液を記録媒体２２４に転移するゴムローラとで構成される。この処理液塗布装置２５６によれば、処理液を計量しながら記録媒体２２４に塗布することができる。本実施形態では、ローラによる塗布方式を適用した構成を例示したが、これに限定されず、例えば、スプレー方式、インクジェット方式などの各種方式を適用することも可能である。

処理液付与部２１４で処理液が付与された記録媒体２２４は、処理液ドラム２５４から中間搬送部２２６を介して描画部２１６の描画ドラム２７０へ受け渡される。

（描画部）
描画部２１６は、描画ドラム２７０、用紙抑えローラ２７４、及びインクジェットヘッド２７２Ｍ，２７２Ｋ，２７２Ｃ，２７２Ｙを備えている。描画ドラム２７０は、処理液ドラム２５４と同様に、その外周面に爪形状の保持手段（グリッパー）２７１を備える。本例の描画ドラム２７０では、回転方向について１８０度の間隔で周面の２箇所にグリッパー２７１が設けられ、１回転で２枚の記録媒体２２４が搬送できるように構成されている。

描画ドラム２７０の周面には、図示しない吸着穴が所定のパターンで多数形成されており、この吸着穴からエアが吸引されることにより、記録媒体２２４が描画ドラム２７０の周面に吸着保持される。なお、負圧吸引によって記録媒体２２４を吸引吸着する構成に限らず、例えば、静電吸着により、記録媒体２２４を吸着保持する構成とすることもできる。

インクジェットヘッド２７２Ｍ，２７２Ｋ，２７２Ｃ，２７２Ｙはそれぞれ、記録媒体２２４における画像形成領域の最大幅に対応する長さを有するフルライン型のインクジェット方式の描画ヘッドであり、そのインク吐出面には、画像形成領域の全幅にわたってインク吐出用のノズルが複数配列されたノズル列が形成されている。各インクジェットヘッド２７２Ｍ，２７２Ｋ，２７２Ｃ，２７２Ｙは、記録媒体２２４の搬送方向（描画ドラム２７０の回転方向）と直交する方向に延在するように設置される。

描画ドラム２７０上に密着保持された記録媒体２２４の記録面に向かって各インクジェットヘッド２７２Ｍ，２７２Ｋ，２７２Ｃ，２７２Ｙから、対応する色インクの液滴が吐出されることにより、処理液付与部２１４で予め記録面に付与された処理液にインクが接触し、インク中に分散する色材（顔料）が凝集され、色材凝集体が形成される。これにより、記録媒体２２４上での色材流れなどが防止され、記録媒体２２４の記録面に画像が形成される。

描画ドラム２７０によって記録媒体２２４を一定の速度で搬送し、この搬送方向について、記録媒体２２４と各インクジェットヘッド２７２Ｍ，２７２Ｋ，２７２Ｃ，２７２Ｙを相対的に移動させる動作を１回行うだけで（即ち１回の副走査で）、記録媒体２２４の画像形成領域に画像を記録することができる。かかるフルライン型（ページワイド）ヘッドによるシングルパス方式の画像形成は、記録媒体の搬送方向（副走査方向）と直交する方向（主走査方向）に往復動作するシリアル（シャトル）型ヘッドによるマルチパス方式を適用する場合に比べて高速印字が可能であり、プリント生産性を向上させることができる。

なお、本例では、ＣＭＹＫの標準色（４色）の構成を例示したが、インク色や色数の組み合わせについては本実施形態に限定されず、必要に応じて淡インク、濃インク、特別色インクを追加してもよい。例えば、ライトシアン、ライトマゼンタなどのライト系インクを吐出するインクジェットヘッドを追加する構成も可能であり、各色ヘッドの配置順序も特に限定はない。

描画部２１６で画像が形成された記録媒体２２４は、描画ドラム２７０から中間搬送部２２８を介して乾燥部２１８の乾燥ドラム２７６へ受け渡される。

（乾燥部）
乾燥部２１８は、色材凝集作用により分離された溶媒に含まれる水分を乾燥させる機構であり、乾燥ドラム２７６、及び溶媒乾燥装置２７８を備えている。乾燥ドラム２７６は、処理液ドラム２５４と同様に、その外周面に爪形状の保持手段（グリッパー）２７７を備える。溶媒乾燥装置２７８は、乾燥ドラム２７６の外周面に対向する位置に配置され、複数のハロゲンヒータ２８０と、各ハロゲンヒータ２８０の間にそれぞれ配置された温風噴出しノズル２８２とで構成される。各温風噴出しノズル２８２から記録媒体２２４に向けて吹き付けられる温風の温度と風量、各ハロゲンヒータ２８０の温度を適宜調節することにより、様々な乾燥条件を実現することができる。

乾燥部２１８で乾燥処理が行われた記録媒体２２４は、乾燥ドラム２７６から中間搬送部２３０を介して定着部２２０の定着ドラム２８４へ受け渡される。

（定着部）
定着部２２０は、定着ドラム２８４、ハロゲンヒータ２８６、定着ローラ２８８、及びインラインセンサ２９０構成される。定着ドラム２８４は、処理液ドラム２５４と同様に、その外周面に爪形状の保持手段（グリッパー）２８５を備える。

定着ドラム２８４の回転により、記録媒体２２４は記録面が外側を向くようにして搬送され、この記録面に対して、ハロゲンヒータ２８６による予備加熱と、定着ローラ２８８による定着処理と、インラインセンサ２９０による検査が行われる。

定着ローラ２８８は、乾燥させたインクを加熱加圧することによってインク中の自己分散性ポリマー微粒子を溶着し、インクを被膜化させるためのローラ部材であり、記録媒体２２４を加熱加圧するように構成される。具体的には、定着ローラ２８８は、定着ドラム２８４に対して圧接するように配置されており、定着ドラム２８４との間でニップローラを構成するようになっている。これにより、記録媒体２２４は、定着ローラ２８８と定着ドラム２８４との間に挟まれ、所定のニップ圧（例えば、０．１５ＭＰａ）でニップされ、定着処理が行われる。

また、定着ローラ２８８は、熱伝導性の良いアルミなどの金属パイプ内にハロゲンランプを組み込んだ加熱ローラによって構成され、所定の温度（例えば６０〜８０℃）に制御される。この加熱ローラで記録媒体２２４を加熱することによって、インクに含まれるラテックスのＴｇ温度（ガラス転移点温度）以上の熱エネルギーが付与され、ラテックス粒子が溶融される。これにより、記録媒体２２４の凹凸に押し込み定着が行われるとともに、画像表面の凹凸がレベリングされ、光沢性が得られる。

一方、インラインセンサ２９０は、記録媒体２２４に形成された画像（不吐出検出用のテストパターンや濃度補正用のテストパターン、印刷画像なども含む）について、吐出不良チェックパターンや画像の濃度、画像の欠陥などを計測するための計測手段であり、ＣＣＤラインセンサなどが適用される。このインラインセンサ２９０は、図３の符号１３６で説明したテストパターン読取り部に相当する。

なお、高沸点溶媒及びポリマー微粒子（熱可塑性樹脂粒子）を含んだインクに代えて、ＵＶ露光にて重合硬化可能なモノマー成分を含有していてもよい。この場合、インクジェット記録装置２００は、ヒートローラによる熱圧定着部（定着ローラ２８８）の代わりに、記録媒体２２４上のインクにＵＶ光を露光するＵＶ露光部を備える。このように、ＵＶ硬化性樹脂などの活性光線硬化性樹脂を含んだインクを用いる場合には、加熱定着の定着ローラ２８８に代えて、ＵＶランプや紫外線ＬＤ（レーザダイオード）アレイなど、活性光線を照射する手段が設けられる。

（排紙部）
定着部２２０に続いて排紙部２２２が設けられている。排紙部２２２は、排出トレイ２９２を備えており、この排出トレイ２９２と定着部２２０の定着ドラム２８４との間に、これらに対接するように渡し胴２９４、搬送ベルト２９６、張架ローラ２９８が設けられている。記録媒体２２４は、渡し胴２９４により搬送ベルト２９６に送られ、排出トレイ２９２に排出される。搬送ベルト２９６による用紙搬送機構の詳細は図示しないが、印刷後の記録媒体２２４は無端状の搬送ベルト２９６間に渡されたバー（不図示）のグリッパーによって用紙先端部が保持され、搬送ベルト２９６の回転によって排出トレイ２９２の上方に運ばれてくる。

また、図３２には示されていないが、本例のインクジェット記録装置２００には、上記構成の他、各インクジェットヘッド２７２Ｍ，２７２Ｋ，２７２Ｃ，２７２Ｙにインクを供給するインク貯蔵／装填部、処理液付与部２１４に対して処理液を供給する手段を備えるとともに、各インクジェットヘッド２７２Ｍ，２７２Ｋ，２７２Ｃ，２７２Ｙのクリーニング（ノズル面のワイピング、パージ、ノズル吸引、ノズル洗浄等）を行うヘッドメンテナンス部や、用紙搬送路上における記録媒体２２４の位置を検出する位置検出センサ、装置各部の温度を検出する温度センサなどを備えている。

＜インクジェットヘッドの構成例＞
次に、インクジェットヘッドの構造について説明する。各色に対応するインクジェットヘッド２７２Ｍ，２７２Ｋ，２７２Ｃ，２７２Ｙの構造は共通しているので、以下、これらを代表して符号３５０によってヘッドを示すものとする。

図３３(ａ) はヘッド３５０の構造例を示す平面透視図であり、図３３(ｂ) はその一部の拡大図である。図３４はヘッド３５０を構成する複数のヘッドモジュールの配置例を示す図である。また、図３５は記録素子単位（吐出素子単位）となる１チャンネル分の液滴吐出素子（１つのノズル３５１に対応したインク室ユニット）の立体的構成を示す断面図（図３３中のＡ−Ａ線に沿う断面図）である。

図３３に示したように、本例のヘッド３５０は、インク吐出口であるノズル３５１と、各ノズル３５１に対応する圧力室３５２等からなる複数のインク室ユニット（液滴吐出素子）３５３をマトリクス状に二次元配置させた構造を有し、これにより、ヘッド長手方向（紙送り方向と直交する方向）に沿って並ぶように投影（正射影）される実質的なノズル間隔（投影ノズルピッチ）の高密度化を達成している。

記録媒体２２４の送り方向（矢印Ｓ方向；「ｙ方向」に相当）と略直交する方向（矢印Ｍ方向；「ｘ方向」に相当）に記録媒体２２４の描画領域の全幅に対応する長さ以上のノズル列を構成するために、例えば、図３４（a）に示すように、複数のノズル３５１が二次元に配列された短尺のヘッドモジュール３５０’を千鳥状に配置して、長尺のライン型ヘッドを構成する。或いはまた、図３４（ｂ）に示すように、ヘッドモジュール３５０”を１列に並べて繋ぎ合わせる態様も可能である。

なお、シングルパス印字用のフルライン型プリントヘッドは、記録媒体２２４の全面を描画範囲とする場合に限らず、記録媒体２２４の面上の一部が描画領域となっている場合には、所定の描画領域内の描画に必要なノズル列が形成されていればよい。

各ノズル３５１に対応して設けられている圧力室３５２は、その平面形状が概略正方形となっており（図３３（ａ)、(ｂ) 参照）、対角線上の両隅部の一方にノズル３５１への流出口が設けられ、他方に供給インクの流入口（供給口）３５４が設けられている。なお、圧力室３５２の形状は、本例に限定されず、平面形状が四角形（菱形、長方形など）、五角形、六角形その他の多角形、円形、楕円形など、多様な形態があり得る。

図３５に示すように、ヘッド３５０は、ノズル３５１が形成されたノズルプレート３５１Ａと圧力室３５２や共通流路３５５等の流路が形成された流路板３５２Ｐ等を積層接合した構造から成る。ノズルプレート３５１Ａは、ヘッド３５０のノズル面（インク吐出面）３５０Ａを構成し、各圧力室３５２にそれぞれ連通する複数のノズル３５１が二次元的に形成されている。

流路板３５２Ｐは、圧力室３５２の側壁部を構成するとともに、共通流路３５５から圧力室３５２にインクを導く個別供給路の絞り部（最狭窄部）としての供給口３５４を形成する流路形成部材である。なお、説明の便宜上、図３５では簡略的に図示しているが、流路板３５２Ｐは一枚又は複数の基板を積層した構造である。

ノズルプレート３５１Ａ及び流路板３５２Ｐは、シリコンを材料として半導体製造プロセスによって所要の形状に加工することが可能である。

共通流路３５５はインク供給源たるインクタンク（不図示）と連通しており、インクタンクから供給されるインクは共通流路３５５を介して各圧力室３５２に供給される。

圧力室３５２の一部の面（図３５において天面）を構成する振動板３５６には、個別電極３５７を備えたピエゾアクチュエータ（圧電素子）３５８が接合されている。本例の振動板３５６は、ピエゾアクチュエータ３５８の下部電極に相当する共通電極３５９として機能するニッケル（Ｎｉ）導電層付きのシリコン（Ｓｉ）から成り、各圧力室３５２に対応して配置されるピエゾアクチュエータ３５８の共通電極を兼ねる。なお、樹脂などの非導電性材料によって振動板を形成する態様も可能であり、この場合は、振動板部材の表面に金属などの導電材料による共通電極層が形成される。また、ステンレス鋼（ＳＵＳ）など、金属（導電性材料）によって共通電極を兼ねる振動板を構成してもよい。

個別電極３５７に駆動電圧を印加することによってピエゾアクチュエータ３５８が変形して圧力室３５２の容積が変化し、これに伴う圧力変化によりノズル３５１からインクが吐出される。インク吐出後、ピエゾアクチュエータ３５８が元の状態に戻る際、共通流路３５５から供給口３５４を通って新しいインクが圧力室３５２に再充填される。

かかる構造を有するインク室ユニット３５３を図３３（ｂ）に示す如く、主走査方向に沿う行方向及び主走査方向に対して直交しない一定の角度θを有する斜めの列方向に沿って一定の配列パターンで格子状に多数配列させることにより、本例の高密度ノズルヘッドが実現されている。かかるマトリクス配列において、副走査方向の隣接ノズル間隔をＬｓとするとき、主走査方向については実質的に各ノズル３５１が一定のピッチＰ＝Ｌｓ／tanθで直線状に配列されたものと等価的に取り扱うことができる。

また、本発明の実施に際してヘッド３５０におけるノズル３５１の配列形態は図示の例に限定されず、様々なノズル配置構造を適用できる。例えば、図３３で説明したマトリクス配列に代えて、Ｖ字状のノズル配列、Ｖ字状配列を繰り返し単位とするジグザク状（Ｗ字状など）のような折れ線状のノズル配列なども可能である。

なお、インクジェットヘッドにおける各ノズルから液滴を吐出させるための吐出用の圧力（吐出エネルギー）を発生させる手段は、ピエゾアクチュエータ（圧電素子）に限らず、サーマル方式（ヒータの加熱による膜沸騰の圧力を利用してインクを吐出させる方式）におけるヒータ（加熱素子）や、静電アクチュエータ、その他の方式による各種アクチュエータなど、様々な圧力発生素子（吐出エネルギー発生素子）を適用し得る。ヘッドの吐出方式に応じて、相応のエネルギー発生素子が流路構造体に設けられる。

＜制御系の説明＞
図３６は、インクジェット記録装置２００のシステム構成を示すブロック図である。図３６に示すように、インクジェット記録装置２００は、通信インターフェース３７０、システムコントローラ３７２、画像メモリ３７４、ＲＯＭ３７５、モータドライバ３７６、ヒータドライバ３７８、プリント制御部３８０、画像バッファメモリ３８２、ヘッドドライバ３８４等を備えている。

通信インターフェース３７０は、ホストコンピュータ３８６から送られてくる画像データを受信するインターフェース部（画像入力手段）である。通信インターフェース３７０にはＵＳＢ（Universal Serial Bus）、ＩＥＥＥ１３９４、イーサネット（登録商標）、無線ネットワークなどのシリアルインターフェースやセントロニクスなどのパラレルインターフェースを適用することができる。この部分には、通信を高速化するためのバッファメモリ（不図示）を搭載してもよい。

ホストコンピュータ３８６から送出された画像データは通信インターフェース３７０を介してインクジェット記録装置２００に取り込まれ、一旦画像メモリ３７４に記憶される。画像メモリ３７４は、通信インターフェース３７０を介して入力された画像を格納する記憶手段であり、システムコントローラ３７２を通じてデータの読み書きが行われる。画像メモリ３７４は、半導体素子からなるメモリに限らず、ハードディスクなど磁気媒体を用いてもよい。

システムコントローラ３７２は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）及びその周辺回路等から構成され、所定のプログラムに従ってインクジェット記録装置２００の全体を制御する制御装置として機能するとともに、各種演算を行う演算装置として機能する。すなわち、システムコントローラ３７２は、通信インターフェース３７０、画像メモリ３７４、モータドライバ３７６、ヒータドライバ３７８等の各部を制御し、ホストコンピュータ３８６との間の通信制御、画像メモリ３７４及びＲＯＭ３７５の読み書き制御等を行うとともに、搬送系のモータ３８８やヒータ３８９を制御する制御信号を生成する。

また、システムコントローラ３７２は、インラインセンサ（インライン検出部）２９０から読み込んだテストチャートの読取画像データから、不吐出ノズルの位置や着弾位置誤差のデータ、濃度分布を示すデータ（濃度データ）等を生成する演算処理を行う着弾誤差測定演算部３７２Ａと、測定された着弾位置誤差の情報や濃度情報から濃度補正係数を算出する濃度補正係数算出部３７２Ｂとを含んで構成される。なお、着弾誤差測定演算部３７２Ａ及び濃度補正係数算出部３７２Ｂの処理機能はＡＳＩＣやソフトウエア又は適宜の組み合わせによって実現可能である。更に、システムコントローラ３７２は、図９で説明した読取画像の解析処理手段として機能する。濃度補正係数算出部３７２Ｂにおいて求められた濃度補正係数のデータは、濃度補正係数記憶部３９０に記憶される。

ＲＯＭ３７５には、システムコントローラ３７２のＣＰＵが実行するプログラム及び制御に必要な各種データ（不良吐出ノズルを検出するためのテストチャートを打滴するためのデータ、不良吐出ノズル情報などを含む）が格納されている。ＲＯＭ３７５には、ＥＥＰＲＯＭのような書換可能な記憶手段を用いることができる。また、このＲＯＭ３７５の記憶領域を活用することで、ＲＯＭ３７５を濃度補正係数記憶部３９０として兼用する構成も可能である。

画像メモリ３７４は、画像データの一時記憶領域として利用されるとともに、プログラムの展開領域及びＣＰＵの演算作業領域としても利用される。

モータドライバ３７６は、システムコントローラ３７２からの指示に従って搬送系のモータ３８８を駆動するドライバ（駆動回路）である。ヒータドライバ３７８は、システムコントローラ３７２からの指示に従って乾燥部２１８等のヒータ３８９を駆動するドライバである。

プリント制御部３８０は、システムコントローラ３７２の制御に従い、画像メモリ３７４内の画像データ（多値の入力画像のデータ） から打滴制御用の信号を生成するための各種加工、補正などの処理を行う信号処理手段として機能するとともに、生成したインク吐出データをヘッドドライバ３８４に供給してヘッド３５０の吐出駆動を制御する駆動制御手段として機能する。

すなわち、プリント制御部３８０は、濃度データ生成部３８０Ａと、補正処理部３８０Ｂと、インク吐出データ生成部３８０Ｃと、駆動波形生成部３８０Ｄとを含んで構成される。これら各機能ブロック（３８０Ａ〜３８０Ｄ）は、ＡＳＩＣやソフトウエア又は適宜の組み合わせによって実現可能である。

濃度データ生成部３８０Ａは、入力画像のデータからインク色別の初期の濃度データを生成する信号処理手段であり、濃度変換処理（ＵＣＲ処理や色変換を含む）及び必要な場合には画素数変換処理を行う。

補正処理部３８０Ｂは、濃度補正係数記憶部３９０に格納されている濃度補正係数を用いて濃度補正の演算を行う処理手段であり、不良吐出ノズル等に起因する画像欠陥を改善するためのムラ補正処理を行う。

インク吐出データ生成部３８０Ｃは、補正処理部３８０Ｂで生成された補正後の画像データ（濃度データ）から２値又は多値のドットデータに変換するハーフトーニング処理手段を含む信号処理手段であり、画像データの２値（多値）化処理を行う。

インク吐出データ生成部３８０Ｃで生成されたインク吐出データはヘッドドライバ３８４に与えられ、ヘッド３５０のインク吐出動作が制御される。

駆動波形生成部３８０Ｄは、ヘッド３５０の各ノズル３５１に対応したピエゾアクチュエータ３５８（図３５参照）を駆動するための駆動信号波形を生成する手段であり、該駆動波形生成部３８０Ｄで生成された信号（駆動波形）は、ヘッドドライバ３８４に供給される。なお、駆動波形生成部３８０Ｄから出力される信号は、デジタル波形データであってもよいし、アナログ電圧信号であってもよい。

駆動波形生成部３８０Ｄは、記録用波形の駆動信号と、異常ノズル検知用波形の駆動信号とを選択的に生成する。各種波形データは予めＲＯＭ３７５に格納され、必要に応じて使用する波形データが選択的に出力される。本例に示すインクジェット記録装置２００は、ヘッド３５０を構成するモジュールの各ピエゾアクチュエータ３５８に対して、共通の駆動電力波形信号を印加し、各ノズル３５１の吐出タイミングに応じて各ピエゾアクチュエータ３５８の個別電極に接続されたスイッチ素子（不図示）のオンオフを切り換えることで、各ピエゾアクチュエータ３５８に対応するノズル３５１からインクを吐出させる駆動方式が採用されている。

プリント制御部３８０には画像バッファメモリ３８２が備えられており、プリント制御部３８０における画像データ処理時に画像データやパラメータなどのデータが画像バッファメモリ３８２に一時的に格納される。なお、図３６において画像バッファメモリ３８２はプリント制御部３８０に付随する態様で示されているが、画像メモリ３７４と兼用することも可能である。また、プリント制御部３８０とシステムコントローラ３７２とを統合して１つのプロセッサで構成する態様も可能である。

画像入力から印字出力までの処理の流れを概説すると、印刷すべき画像のデータは、通信インターフェース３７０を介して外部から入力され、画像メモリ３７４に蓄えられる。この段階では、例えば、ＲＧＢの多値の画像データが画像メモリ３７４に記憶される。

インクジェット記録装置２００では、インク（色材）による微細なドットの打滴密度やドットサイズを変えることによって、人の目に疑似的な連続階調の画像を形成するため、入力されたデジタル画像の階調（画像の濃淡）をできるだけ忠実に再現するようなドットパターンに変換する必要がある。そのため、画像メモリ３７４に蓄えられた元画像（ＲＧＢ）のデータは、システムコントローラ３７２を介してプリント制御部３８０に送られ、該プリント制御部３８０の濃度データ生成部３８０Ａ、補正処理部３８０Ｂ、インク吐出データ生成部３８０Ｃを経てインク色ごとのドットデータに変換される。

ドットデータは、一般に画像データに対して色変換処理、ハーフトーン処理を行って生成される。色変換処理は、ｓＲＧＢなどで表現された画像データ（たとえば、ＲＧＢ８ビットの画像データ）をインクジェット印刷機で使用するインクの各色の色データ（本例では、ＫＣＭＹの色データ）に変換する処理である。

ハーフトーン処理は、色変換処理により生成された各色の色データに対して誤差拡散法や閾値マトリクス法等の処理で各色のドットデータ（本例では、ＫＣＭＹのドットデータ）に変換する処理である。

すなわち、プリント制御部３８０は、入力されたＲＧＢ画像データをＫ，Ｃ，Ｍ，Ｙの４色のドットデータに変換する処理を行う。このドットデータへの変換処理に際して、不良吐出ノズルによる画像欠陥を補正する不吐出補正処理が行われる。

こうして、プリント制御部３８０で生成されたドットデータは、画像バッファメモリ３８２に蓄えられる。この色別ドットデータは、ヘッド３５０のノズルからインクを吐出するためのＣＭＹＫ打滴データに変換され、印字されるインク吐出データが確定する。

ヘッドドライバ３８４は、アンプ回路（電力増幅回路）を含み、プリント制御部３８０から与えられるインク吐出データ及び駆動波形の信号に基づき、印字内容に応じてヘッド３５０の各ノズル３５１に対応するピエゾアクチュエータ３５８を駆動するための駆動信号を出力する。ヘッドドライバ３８４にはヘッドの駆動条件を一定に保つためのフィードバック制御系を含んでいてもよい。

こうして、ヘッドドライバ３８４から出力された駆動信号がヘッド３５０に加えられることによって、該当するノズル３５１からインクが吐出される。記録媒体２２４の搬送速度に同期してヘッド３５０からのインク吐出を制御することにより、記録媒体２２４上に画像が形成される。

上記のように、プリント制御部３８０における所要の信号処理を経て生成されたインク吐出データ及び駆動信号波形に基づき、ヘッドドライバ３８４を介して各ノズルからのインク液滴の吐出量や吐出タイミングの制御が行われる。これにより、所望のドットサイズやドット配置が実現される。

インラインセンサ（検出部）２９０は、図３２で説明したように、イメージセンサを含むブロックであり、記録媒体２２４に印字された画像を読み取り、所要の信号処理などを行って印字状況（吐出の有無、打滴のばらつき、光学濃度など）を検出し、その検出結果をプリント制御部３８０及びシステムコントローラ３７２に提供する。

プリント制御部３８０は、必要に応じてインラインセンサ（検出部）２９０から得られる情報に基づいてヘッド３５０に対する各種補正を行うとともに、必要に応じて予備吐出や吸引、ワイピング等のクリーニング動作（ノズル回復動作）を実施する制御を行う。

図中のメンテナンス機構３９４は、インク受け、吸引キャップ、吸引ポンプ、ワイパーブレードなど、ヘッドメンテナンスに必要な部材を含んだものである。

また、ユーザインターフェースとしての操作部３９６は、オペレータ（ユーザ）が各種入力を行うための入力装置３９７と表示部（ディスプレイ）３９８を含んで構成される。入力装置３９７には、キーボード、マウス、タッチパネル、ボタンなど各種形態を採用し得る。オペレータは、入力装置３９７を操作することにより、印刷条件の入力、画質モードの選択、付属情報の入力・編集、情報の検索などを行うことができ、入力内容や検索結果など等の各種情報は表示部３９８の表示を通じて確認することができる。この表示部３９８はエラーメッセージなどの警告を表示する手段としても機能する。

なお、図３で説明した色変換処理部１１０、不吐出ノズル補正画像処理部１１２、ハーフトーン処理部１１４、画像メモリ１１６、画像解析部１２４、テストパターン合成部１１８、ヘッドドライバ１２８、不良吐出ノズル判断部１３０、不良吐出ノズル検出部１３２、不良ノズル情報蓄積部１２６、不良吐出補正判断部１２２、補正情報設定部１２０等は、図３６に示した制御系の構成要素が単独で、又は複数組み合わされて構成される。

図３の画像メモリ１１６、ヘッドドライバ１２８、ヘッド５０は、図３６における画像メモリ３７４、ヘッドドライバ３８４、ヘッド３５０に対応している。

図３６のシステムコントローラ３７２及びプリント制御部３８０の組み合わせが、「基準領域設定手段」、「比較領域設定手段」、「相関演算手段」、「歪補正値決定手段」、「画像歪み補正手段」、「不良記録素子判定手段」、「補間処理手段」、「解析領域設定手段」、「ヒストグラム生成手段」、「シェーディング特性情報生成手段」、「シェーディング補正手段」、「テストパターン出力制御手段」、「画像補正手段」、「記録制御手段」として機能する。

なお、図３６で説明した着弾誤差測定演算部３７２Ａ、濃度補正係数算出部３７２Ｂ、濃度データ生成部３８０Ａ、補正処理部３８０Ｂが担う処理機能の全て又は一部をホストコンピュータ３８６側に搭載する態様も可能である。

上述のように、本実施形態のインクジェット記録装置によれば、テストパターンの読取画像を解析することによって、各ノズルから吐出されるインク滴の記録紙上の着弾位置を正確に把握することができるため、不良吐出ノズルの位置を精度よく特定することができる。これにより、不良吐出ノズルによる画像欠陥を補償する緻密な補正処理を入力画像データに施すことが可能である。上述の各種処理に基づく全体の処理の流れについて、以下説明する。

（画像印刷プロセスの説明）
図３７は、画像印刷全体の流れを示すフローチャートである。ホストコンピュータ３８６（図３６参照）から送られてくる所望画像の入力画像データが通信インターフェース（受信手段）３７０を介して受信されると（図３７のＳ８０に示す受信ステップ）、色変換処理（図３の色変換処理部１１０）、不良吐出ノズル補正処理（不吐出ノズル補正画像処理部１１２）、ハーフトーン処理（ハーフトーン処理部１１４）、テストパターン合成処理（テストパターン合成部１１８）等によって入力画像データが補正される（図３７のＳ８２に示す補正ステップ）。

そして、補正された入力画像データに基づき、ヘッドドライバ３８４（図３の１２８）によって、各ヘッド３５０のノズル３５１からインク滴を記録媒体２２４に向かって吐出させることにより（図３７のＳ８４に示す吐出ステップ）、所望の画像を鮮明に記録媒体２２４に印刷することができる。

上記の補正ステップ（Ｓ８２）では、不良吐出ノズルからのインク滴の吐出を他の正常なノズルによって補償すると共に、不良吐出ノズルからインク滴が吐出されないようにするための不良吐出ノズル補正処理（不吐出ノズル補正画像処理部１１２）が、入力画像データに対して行われる。不良吐出ノズル補正処理は、不良吐出ノズル検出部１３２（図３参照）において、テストパターン読取り部１３６から送られてくるテストパターン１０２の読取画像データに基づいて行われる。

なお、不良吐出ノズルを不吐出化処理して、他のノズルによってその描画欠陥を補償する補正技術としては、例えば、（１）出力画像を矯正する方法、（２）吐出信号を強めて吐出ドット径を大きめに矯正する方法など、様々な手段がある。

（１）出力画像を矯正する方法
周囲の描画における画像濃度をＤ^defaultとしたとき、不吐出補正ノズルにおける画像濃度をＤ^{No Print}(＞Ｄ^default)とすることで不吐出補正ノズルの描画濃度を高め、白筋視認性を低減させることができる。これらの画像濃度間の比率を不吐出補正用ノズル画像濃度増幅量Ｐ^densityと定義できる。

（２）吐出信号を強めて吐出ドット径を大きくする方法
周囲の描画におけるドット径をＲ^defaultとしたとき、不吐出補正ノズルのドット径をＲ^{No Print}(＞Ｒ^default)とすることで不吐出補正ノズルの描画濃度を高め、白筋視認性を低減させることができる。これらのドット径間の比率を不吐出補正用ノズルドット径増幅量Ｐ^dotと定義できる。

前記２つの代表例における不吐出補正用ノズル画像濃度増幅量Ｐ^density、不吐出補正用ノズルドット径増幅量Ｐ^dotのような、不吐出補正ノズルによる描画の強め量、或いはそれに類する補償量を総じて不吐出補正パラメータＰと定義すると、この不吐出補正パラメータＰを用いて、画像補正を行う。

＜変形例１＞
図９ではシェーディング補正後に画像歪みを補正したが、シェーディング補正工程と、画像歪み補正工程の順番は入れ替えることができる。

＜変形例２＞
テストパターン１０２として、１オンｎオフ型のラインパターンを例示したが、１ノズルに対応したラインに限らず、複数本（例えば、２〜３本）のラインが一体に組み合わされた帯状のブロックなどが概ね規則的に並ぶパターンであってもよい。

＜オフラインスキャナーを用いる構成例について＞
図３２から図３７では、インクジェット記録装置２００に内蔵されたインラインセンサ２９０を用いてテストパターンを読み取り、その読取画像の解析処理装置もインクジェット記録装置２００に搭載されている例を説明したが、本発明の実施に際しては、インクジェット記録装置２００とは別体のオフラインスキャナー等を用いてテストパターンの印刷結果を読み取り、その読取画像のデータをパソコン等の装置によって解析する構成も可能である。

＜記録媒体について＞
「記録媒体」は、記録素子によってドットが記録される媒体の総称であり、印字媒体、被記録媒体、被画像形成媒体、受像媒体、被吐出媒体など様々な用語で呼ばれるものが含まれる。本発明の実施に際して、被記録媒体の材質や形状等は、特に限定されず、連続用紙、カット紙、シール用紙、ＯＨＰシート等の樹脂シート、フイルム、布、配線パターン等が形成されるプリント基板、ゴムシート、その他材質や形状を問わず、様々な媒体に適用できる。

＜ヘッドと用紙を相対移動させる手段について＞
上述の実施形態では、停止したヘッドに対して被記録媒体を搬送する構成を例示したが、本発明の実施に際しては、停止した被記録媒体に対してヘッドを移動させる構成も可能である。なお、シングルパス方式のフルライン型の記録ヘッドは、通常、被記録媒体の送り方向（搬送方向）と直交する方向に沿って配置されるが、搬送方向と直交する方向に対して、ある所定の角度を持たせた斜め方向に沿ってヘッドを配置する態様もあり得る。

＜ヘッド構成の変形例について＞
上記実施形態では、記録媒体の全幅に対応する長さのノズル列を有するページワイドのフルライン型ヘッドを用いたインクジェット記録装置を説明したが、本発明の適用範囲はこれに限定されず、シリアル型（シャトルスキャン型）ヘッドなど、短尺の記録ヘッドを移動させながら、複数回のヘッド走査により画像記録を行うインクジェット記録装置についても本発明を適用可能である。なお、インクジェット方式の印字ヘッドを用いてカラー画像を形成する場合は、複数色のインク（記録液）の色別にヘッドを配置してもよいし、１つの記録ヘッドから複数色のインクを吐出可能な構成としてもよい。

＜本発明の応用例について＞
上記の実施形態では、グラフィック印刷用のインクジェット記録装置への適用を例に説明したが、本発明の適用範囲はこの例に限定されない。例えば、電子回路の配線パターンを描画する配線描画装置、各種デバイスの製造装置、吐出用の機能性液体として樹脂液を用いるレジスト印刷装置、カラーフィルター製造装置、マテリアルデポジション用の材料を用いて微細構造物を形成する微細構造物形成装置など、液状機能性材料を用いて様々な形状やパターンを描画するインクジェットシステムに広く適用できる。

＜インクジェット方式以外の記録ヘッドの利用形態について＞
上述の説明では、記録ヘッドを用いる画像形成装置の一例としてインクジェット記録装置を例示したが、本発明の適用範囲はこれに限定されない。インクジェット方式以外では、サーマル素子を記録素子とする記録ヘッドを備えた熱転写記録装置、ＬＥＤ素子を記録素子とする記録ヘッドを備えたＬＥＤ電子写真プリンタ、ＬＥＤライン露光ヘッドを有する銀塩写真方式プリンタなど、ドット記録を行う各種方式の画像形成装置についても本発明を適用することが可能である。

１６…記録用紙、５０…ヘッド、５１…ノズル、１０２…テストパターン、１１２…不吐出ノズル補正画像処理部、１２２…不良吐出補正判断部、１２４…画像解析部、１２６…不良ノズル情報蓄積部、１３０…不良吐出ノズル判断部、１３２…不良吐出ノズル検出部、１３６…テストパターン読取り部、１５４…テストパターン領域、２００…インクジェット記録装置、２２４…記録媒体、２７０…描画ドラム、２７２Ｍ，２７２Ｋ，２７２Ｃ，２７２Ｙ…インクジェットヘッド、２９０…インラインセンサ、３５０…ヘッド、３５１…ノズル、３５８…ピエゾアクチュエータ、３７２…システムコントローラ、３８０…プリント制御部

Claims (12)

1. 複数の記録素子を有する記録ヘッドによって記録媒体上に記録されたテストパターンの読取画像データを取得する読取画像データ取得手段と、
   前記読取画像データの画像内容を表す読取画像上で前記テストパターンの一部を含む基準領域を設定する基準領域設定手段と、
   前記読取画像上で前記基準領域と比較する比較領域を設定する比較領域設定手段と、
   前記基準領域に対して前記比較領域を相対的にシフトさせながら、当該比較領域における画像信号と前記基準領域における画像信号との相関演算を行う相関演算手段と、
   前記相関演算手段による相関演算が行われ、前記相関演算の結果から前記基準領域内の画像に対する前記比較領域内の画像のずれ量を補正するため歪補正値を特定する歪補正値決定手段と、
   前記歪補正値を用いて前記読取画像の画像歪みを補正する画像歪み補正手段と、
   前記画像歪み補正手段による補正後の読取画像に基づいて、前記記録ヘッドにおける前記複数の記録素子の中から不良記録素子を特定する不良記録素子判定手段と、
   を備え、
   前記テストパターンは、前記比較領域を相対的にシフトさせる方向に沿って、類似性があるパターンが繰り返し現れる画像内容であって、前記記録素子によって記録されたラインが規則的に並んだラインパターンであり、
   前記相関演算手段は、前記類似性があるパターンの繰り返し間隔よりも小さい所定範囲内で前記比較領域を相対的にシフトさせながら、当該比較領域と前記基準領域との画像信号の差の大きさを評価する相関評価関数を計算して評価値を求める相関演算を行い、
   前記歪補正値決定手段は、前記相関評価関数の計算によって得られる評価値から、比較領域における前記テストパターンの一部であるラインパターンと基準領域における前記テストパターンの一部であるラインパターンとがライン方向に互いに最もよく揃うことによって比較領域における画像信号と基準領域における画像信号との差の大きさが最も小さくなり、比較領域における画像信号と基準領域における画像信号との相関が最も高くなるシフト量を決定し、当該シフト量を前記歪補正値として特定し、
   前記画像歪み補正手段は、比較領域を前記歪補正値だけシフトさせることで、比較領域におけるラインパターンと基準領域におけるラインパターンとがライン方向に互いに最もよく揃うように基準領域と比較領域との間の画像歪みを補正することを特徴とする不良記録素子の検出装置。
2. 前記相関評価関数は、前記比較領域と前記基準領域の両領域における画像信号の差分の絶対値の総和を計算して前記評価値を求める請求項１に記載の不良記録素子の検出装置。
3. 前記相関評価関数は、前記比較領域と前記基準領域の両領域における画像信号の差分の２乗和を計算して前記評価値を求める請求項１に記載の不良記録素子の検出装置。
4. 前記相関演算手段は、前記比較領域を１画素単位で相対的にシフトさせながら、前記相関評価関数を計算する請求項１から３のいずれか１項に記載の不良記録素子の検出装置。
5. 前記基準領域と前記比較領域が前記ラインの方向に複数画素の領域として設定され、
   前記相関評価関数として、前記基準領域における前記ラインの方向に並ぶ前記複数画素の画像信号の平均値を求めて得られる前記基準領域のプロファイルと、
   前記比較領域における前記ラインの方向に並ぶ前記複数画素の画像信号の平均値を求めて得られる前記比較領域のプロファイルとの差分の大きさを評価する評価値が計算されることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の不良記録素子の検出装置。
6. 前記読取画像における複数の位置に、当該読取画像のシェーディング特性を解析するための解析領域を設定する解析領域設定手段と、
   前記解析領域設定手段により前記画像領域内に設定された複数の前記解析領域から、各解析領域内の画像信号について信号値に対する画素の数の分布を示すヒストグラムを生成するヒストグラムを生成手段と、
   前記読取画像における白地部分の情報を得るように、前記各解析領域のヒストグラムにおいて信号が小さい方から画素の数を数え上げた画素数がその解析領域内全画素の所定パーセントに達する信号値を求め、その信号値から当該読取画像のシェーディング特性を示す分布情報を生成するシェーディング特性情報生成手段と、
   前記シェーディング特性を示す分布情報に基づいて、前記シェーディング特性の分布が平坦になるように、前記読取画像のシェーディング補正を行うシェーディング補正手段と、
   を備え、
   前記不良記録素子判定手段は、前記シェーディング補正手段によるシェーディング補正及び前記画像歪み補正手段による画像歪み補正の補正結果に基づいて、前記不良記録素子を特定することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の不良記録素子の検出装置。
7. 前記記録ヘッドは、液滴の吐出口となるノズルと、前記ノズルから液滴を吐出させる吐出エネルギーを発生させる吐出エネルギー発生素子とを含んで構成される前記記録素子を備えたインクジェットヘッドであり、
   前記不良記録素子には、記録位置の誤差が所定の位置誤差許容範囲を超えるもの、不吐出による記録不能なもの、吐出液滴の体積の誤差が所定の体積誤差許容範囲を超えるもの、のうち少なくとも１つの異常を示すものが含まれることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の不良記録素子の検出装置。
8. 前記シフトさせる方向に前記比較領域の画像データを補間する補間処理手段を備え、
   前記補間処理手段による補間処理後に前記相関演算手段による相関演算が行われることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の不良記録素子の検出装置。
9. 複数の記録素子を有する記録ヘッドによって記録媒体上に記録されたテストパターンの読取画像データを取得する読取画像データ取得工程と、
   前記読取画像データの画像内容を表す読取画像上で前記テストパターンの一部を含む基準領域を設定する基準領域設定工程と、
   前記読取画像上で前記基準領域と比較する比較領域を設定する比較領域設定工程と、
   前記基準領域に対して前記比較領域を相対的にシフトさせながら、当該比較領域における画像信号と前記基準領域における画像信号との相関演算を行う相関演算工程と、
   前記相関演算工程による相関演算が行われ、前記相関演算の結果から前記基準領域内の画像に対する前記比較領域内の画像のずれ量を補正するため歪補正値を特定する歪補正値決定工程と、
   前記歪補正値を用いて前記読取画像の画像歪みを補正する画像歪み補正工程と、
   前記画像歪み補正工程による補正後の読取画像に基づいて、前記記録ヘッドにおける前記複数の記録素子の中から不良記録素子を特定する不良記録素子判定工程と、
   を含み、
   前記テストパターンは、前記比較領域を相対的にシフトさせる方向に沿って、類似性があるパターンが繰り返し現れる画像内容であって、前記記録素子によって記録されたラインが規則的に並んだラインパターンであり、
   前記相関演算工程は、前記類似性があるパターンの繰り返し間隔よりも小さい所定範囲内で前記比較領域を相対的にシフトさせながら、当該比較領域と前記基準領域との画像信号の差の大きさを評価する相関評価関数を計算して評価値を求める相関演算を行い、
   前記歪補正値決定工程は、前記相関評価関数の計算によって得られる評価値から、比較領域における前記テストパターンの一部であるラインパターンと基準領域における前記テストパターンの一部であるラインパターンとがライン方向に互いに最もよく揃うことによって比較領域における画像信号と基準領域における画像信号との差の大きさが最も小さくなり、比較領域における画像信号と基準領域における画像信号との相関が最も高くなるシフト量を決定し、当該シフト量を前記歪補正値として特定し、
   前記画像歪み補正工程は、比較領域を前記歪補正値だけシフトさせることで、比較領域におけるラインパターンと基準領域におけるラインパターンとがライン方向に互いに最もよく揃うように基準領域と比較領域との間の画像歪みを補正することを特徴とする不良記録素子の検出方法。
10. 前記複数の記録素子を有する前記記録ヘッドによって前記記録媒体上に前記テストパターンを記録するテストパターン形成工程と、
    前記ラインパターン形成工程において前記記録媒体上に記録された前記ラインパターンを画像読取手段によって読み取ることにより前記読取画像データを生成する画像読取工程と、
    を含むことを特徴とする請求項９に記載の不良記録素子の検出方法。
11. 複数の記録素子を有する記録ヘッドと、
    前記記録ヘッドに対して記録媒体を相対移動させる媒体搬送手段と、
    前記記録ヘッドによって前記記録媒体上にテストパターンを記録するように前記記録ヘッドの記録動作を制御するテストパターン出力制御手段と、
    前記記録媒体上に記録された前記テストパターンを読み取り、電子画像データに変換して読取画像データを生成する画像読取手段と、
    前記読取画像データの画像内容を表す読取画像上で前記テストパターンの一部を含む基準領域を設定する基準領域設定手段と、
    前記読取画像上で前記基準領域と比較する比較領域を設定する比較領域設定手段と、
    前記基準領域に対して前記比較領域を相対的にシフトさせながら、当該比較領域における画像信号と前記基準領域における画像信号との相関演算を行う相関演算手段と、
    前記相関演算手段による相関演算が行われ、前記相関演算の結果から前記基準領域内の画像に対する前記比較領域内の画像のずれ量を補正するため歪補正値を特定する歪補正値決定手段と、
    前記歪補正値を用いて前記読取画像の画像歪みを補正する画像歪み補正手段と、
    前記画像歪み補正手段による補正後の読取画像に基づいて、前記記録ヘッドにおける前記複数の記録素子の中から不良記録素子を特定する不良記録素子判定手段と、
    前記特定された不良記録素子の情報を記憶しておく記憶手段と、
    前記特定された不良記録素子による記録動作を停止させ、当該不良記録素子以外の記録素子によって前記不良記録素子の記録欠陥を補償して目的の画像を記録するように画像データを補正する画像補正手段と、
    前記画像補正手段による補正後の画像データに従い前記不良記録素子以外の記録素子の記録動作を制御して画像記録を行う記録制御手段と、
    を備え、
    前記テストパターンは、前記比較領域を相対的にシフトさせる方向に沿って、類似性があるパターンが繰り返し現れる画像内容であって、前記記録素子によって記録されたラインが規則的に並んだラインパターンであり、
    前記相関演算手段は、前記類似性があるパターンの繰り返し間隔よりも小さい所定範囲内で前記比較領域を相対的にシフトさせながら、当該比較領域と前記基準領域との画像信号の差の大きさを評価する相関評価関数を計算して評価値を求める相関演算を行い、
    前記歪補正値決定手段は、前記相関評価関数の計算によって得られる評価値から、比較領域における前記テストパターンの一部であるラインパターンと基準領域における前記テストパターンの一部であるラインパターンとがライン方向に互いに最もよく揃うことによって比較領域における画像信号と基準領域における画像信号との差の大きさが最も小さくなり、比較領域における画像信号と基準領域における画像信号との相関が最も高くなるシフト量を決定し、当該シフト量を前記歪補正値として特定し、
    前記画像歪み補正手段は、比較領域を前記歪補正値だけシフトさせることで、比較領域におけるラインパターンと基準領域におけるラインパターンとがライン方向に互いに最もよく揃うように基準領域と比較領域との間の画像歪みを補正することを特徴とする画像形成装置。
12. 複数の記録素子を有する記録ヘッドに対して記録媒体を相対移動させ、前記記録ヘッドによって前記記録媒体上に画像を形成する画像形成方法であって、
    前記記録ヘッドによって前記記録媒体上にテストパターンを記録するように前記記録ヘッドの記録動作を制御するテストパターン出力制御工程と、
    前記記録媒体上に記録された前記テストパターンを読み取り、電子画像データに変換して読取画像データを生成する画像読取工程と、
    前記読取画像データの画像内容を表す読取画像上で前記テストパターンの一部を含む基準領域を設定する基準領域設定工程と、
    前記読取画像上で前記基準領域と比較する比較領域を設定する比較領域設定工程と、
    前記基準領域に対して前記比較領域を相対的にシフトさせながら、当該比較領域における画像信号と前記基準領域における画像信号との相関演算を行う相関演算工程と、
    前記相関演算工程による相関演算が行われ、前記相関演算の結果から前記基準領域内の画像に対する前記比較領域内の画像のずれ量を補正するため歪補正値を特定する歪補正値決定工程と、
    前記歪補正値を用いて前記読取画像の画像歪みを補正する画像歪み補正工程と、
    前記画像歪み補正工程による補正後の読取画像に基づいて、前記記録ヘッドにおける前記 複数の記録素子の中から不良記録素子を特定する不良記録素子判定工程と、
    前記特定された不良記録素子の情報を記憶手段に記憶させる記憶工程と、
    前記特定された不良記録素子による記録動作を停止させ、当該不良記録素子以外の記録素子によって前記不良記録素子の記録欠陥を補償して目的の画像を記録するように画像データを補正する画像補正工程と、
    前記画像補正工程による補正後の画像データに従い前記不良記録素子以外の記録素子の記録動作を制御して画像記録を行う記録制御工程と、
    を含み、
    前記テストパターンは、前記比較領域を相対的にシフトさせる方向に沿って、類似性があるパターンが繰り返し現れる画像内容であって、前記記録素子によって記録されたラインが規則的に並んだラインパターンであり、
    前記相関演算工程は、前記類似性があるパターンの繰り返し間隔よりも小さい所定範囲内で前記比較領域を相対的にシフトさせながら、当該比較領域と前記基準領域との画像信号の差の大きさを評価する相関評価関数を計算して評価値を求める相関演算を行い、
    前記歪補正値決定工程は、前記相関評価関数の計算によって得られる評価値から、比較領域における前記テストパターンの一部であるラインパターンと基準領域における前記テストパターンの一部であるラインパターンとがライン方向に互いに最もよく揃うことによって比較領域における画像信号と基準領域における画像信号との差の大きさが最も小さくなり、比較領域における画像信号と基準領域における画像信号との相関が最も高くなるシフト量を決定し、当該シフト量を前記歪補正値として特定し、
    前記画像歪み補正工程は、比較領域を前記歪補正値だけシフトさせることで、比較領域におけるラインパターンと基準領域におけるラインパターンとがライン方向に互いに最もよく揃うように基準領域と比較領域との間の画像歪みを補正することを特徴とする画像形成方法。