JP7482691B2 - 画像処理装置、画像処理方法、テストパターン - Google Patents

Description

本発明は、記録素子における記録特性を取得するための技術に関するものである。

記録媒体上に画像形成を行う装置として、個々の記録素子（以下、ノズルと称する場合がある）からインクを吐出することにより記録媒体上に画像形成を行うインクジェットプリンタがある。インクジェットプリンタでは、記録ヘッドに備えられた複数のノズルのインク吐出特性のばらつきや記録媒体の搬送精度のばらつき等により、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）が発生し、印刷品質上の問題となる場合があった。

この対策として、スジムラを検出するためのテストパターンをプリントし、スキャナ等の読み取り装置で読み取った画像に基づき、各ノズルから形成される記録濃度が均一な画像をプリントする際に一定となるようにノズル個々の特性に応じて画像データを補正するヘッドシェーディング補正技術が知られている。以下では、ヘッドシェーディングをＨＳ（Ｈｅａｄ Ｓｈａｄｉｎｇの略称）と表記する。特許文献１には、スジムラを検出するための複数の階調パターンのそれぞれの前後に基準マークを複数配置したテストパターンを用いるスジムラ検出技術が開示されている。

特開２００５－１４１２３２号公報

特許文献１の技術によれば、テストパターンの読み取り画像において、階調パターン毎に各ノズルの記録位置を特定することで、スジムラの検出精度を高めることができる。しかしながら、各階調パターンの間に設けた基準マークの領域が一定の面積を占有するため、テストパターン全体を所定のサイズのテスト用紙に収める場合に、階調パターンを割り当て可能な面積が制限される。これにより、テストパターン内に配置可能な階調パターンの階調数の低下や、それによりスジムラ検出精度が不十分となる課題があった。

本発明では、テストパターンにおける基準マークが占有する面積を削減し、パッチの面積及び階調数を増加させることで、スジムラ検出精度を向上させるための技術を提供する。

本発明の一様態は、それぞれ異なる階調のパッチを含むテストパターンを複数の記録素子を用いて印刷した印刷物を読み取ることで得られる画像を取得する第１取得手段と、前記画像におけるパッチごとに、該パッチ内の基準マークの位置に対応する画素値を含めて平均画素値を取得し、前記画像におけるパッチごとに取得した平均画素値に基づいて、記録素子の記録特性を取得する第２取得手段とを備えることを特徴とする。

本発明の構成によれば、テストパターンにおける基準マークが占有する面積を削減し、パッチの面積及び階調数を増加させることで、スジムラ検出精度を向上させることができる。

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例を示すブロック図。 プリント処理回路２１６の機能構成例を示すブロック図。 ＨＳ処理のためにホストＰＣ２０およびプリンタ１０が行う処理のフローチャート。 （ａ）は測定曲線および目標特性を説明するための図、（ｂ）は補正後入力値の取得方法を説明するための図。 ステップＳ４０２における処理の詳細を示すフローチャート。 テストパターンの一例を示す図。 階調パッチにおける基準マーク領域を説明する図。 基準マークの検出方法を説明する図。 テストパターンの特徴を説明する図。 図７で示した多値のテストパターンをディザ法により二値化した結果を示す図。 階調値が均一な領域を極端に省略した結果を示す図。 テストパターン（インク値画像を示す多値のテストパターン）の一例を示す図。 階調パッチにおける基準マーク領域を説明する図。 テストパターン（インク値画像を示す多値のテストパターン）の一例を示す図。 テストパターン（インク値画像を示す多値のテストパターン）の一例を示す図。 テストパターン（インク値画像を示す多値のテストパターン）の一例を示す図。

以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。尚、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。実施形態には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。さらに、添付図面においては、同一若しくは同様の構成に同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。

［第１の実施形態］
先ず、本実施形態で用いる画像形成装置の一例であるインクジェットプリンタ（以下、単に「プリンタ」と称する）について、図１の模式図を用いて説明する。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、いわゆる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つのノズル列１０１～１０４を有する。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（ノズルの並び方向）に配列されている。以下の説明において、各ノズル列のノズル解像度は１２００ｄｐｉとする。例えば、Ｘ方向におけるノズル列の長さが１０インチである場合は、約１２０００個のノズルがＸ方向に並んでいることになる。このとき、Ｙ方向（Ｘ方向と直交する方向で、印刷時における用紙の搬送方向）におけるノズル位置は、同一である必要はなく、互い違いにずれていてもよい。なお、各ノズル列はそれぞれ別々な記録ヘッドとして用意され、Ｙ方向に並行して配置する構成であってもよい。

記録媒体としての用紙１０６は、搬送ローラ１０５（及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、ノズル列１０１～１０４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、用紙１０６の紙面上に画像が形成される。以下の説明において、Ｙ方向の記録解像度は１２００ｄｐｉとする。

また、Ｙ方向において記録ヘッド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、用紙１０６（印刷済み）上の画像の色を光学的に読み取り、該読み取った色をＲＧＢ色空間で表現した読取画像を出力する。以下の説明において、光学読取素子の解像度を１２００ｄｐｉ、用紙搬送方向の読取解像度を１２００ｄｐｉとする。

次に、このようなプリンタ１０を含む画像形成システムのハードウェア構成例について、図２のブロック図を用いて説明する。図２に示す如く、本実施形態に係る画像形成システムは、上記のプリンタ１０と、該プリンタ１０における各ノズルの記録特性を取得する画像処理装置の一例であるホストＰＣ（パーソナルコンピュータ）２０と、を有する。

先ず、ホストＰＣ２０について説明する。

ＣＰＵ２０１は、ＲＡＭ２０２に格納されているコンピュータプログラムやデータを用いて各種の処理を実行する。これによりＣＰＵ２０１は、ホストＰＣ２０全体の動作制御を行うとともに、ホストＰＣ２０が行うものとして説明する各処理を実行もしくは制御する。

ＲＡＭ２０２は、ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）２０３からロードされたコンピュータプログラムやデータ、データ転送Ｉ／Ｆ２０４を介してプリンタ１０から受信したデータ、等を格納するためのエリアを有する。さらにＲＡＭ２０２は、ＣＰＵ２０１が各種の処理を実行する際に用いるワークエリアを有する。このようにＲＡＭ２０２は、各種のエリアを適宜提供することができる。

ＨＤＤ２０３には、ＯＳ（オペレーティングシステム）や、ホストＰＣ２０が行うものとして説明する各種の処理をＣＰＵ２０１に実行もしくは制御させるためのコンピュープログラムやデータが保存されている。ＨＤＤ２０３に保存されているコンピュータプログラムやデータは、ＣＰＵ２０１による制御に従って適宜ＲＡＭ２０２にロードされ、ＣＰＵ２０１による処理対象となる。

データ転送Ｉ／Ｆ２０４は、プリンタ１０との間のデータ通信を行うための通信インターフェースである。このデータ通信の接続方式としては、例えば、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）を制御するためのインターフェースである。ディスプレイＩ／Ｆ２０６は、液晶モニタやタッチパネル画面等のディスプレイ（不図示）の表示を制御するためのインターフェースである。

次に、プリンタ１０について説明する。ＣＰＵ２１１は、ＲＡＭ２１２やＲＯＭ２１３に格納されているコンピュータプログラムやデータを用いて各種の処理を実行する。これによりＣＰＵ２１１は、プリンタ１０全体の動作制御を行うとともに、プリンタ１０が行うものとして説明する各処理を実行もしくは制御する。

ＲＡＭ２１２は、ＲＯＭ２１３からロードされたコンピュータプログラムやデータ、データ転送Ｉ／Ｆ２１４を介してホストＰＣ２０から受信したデータ、を格納するためのエリアを有する。さらにＲＡＭ２１２は、センサコントローラ２１７による制御に従ってインラインセンサ１０７から出力されたデータを格納するためのエリアを有する。さらにＲＡＭ２１２は、ＣＰＵ２１１が各種の処理を実行する際に用いるワークエリアを有する。このようにＲＡＭ２１２は、各種のエリアを適宜提供することができる。

ＲＯＭ２１３には、プリンタ１０の設定データ、プリンタ１０の起動に係るコンピュータプログラムやデータ、プリンタ１０の基本動作に係るコンピュータプログラムやデータ、等が格納されている。

データ転送Ｉ／Ｆ２１４は、ホストＰＣ２０との間のデータ通信を行うための通信インターフェースである。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、色変換、色分解、ＨＳ、ガンマ補正、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、本実施形態では、プリントやＨＳ処理に必要となる各種パラメータやテストパターンを作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側のプリント処理回路２１６にて行うものとする。ただし、プリント関連の画像処理の全部または一部をホストＰＣ２０側で行ってもよいし、あるいはプリンタ１０のＣＰＵ２１１で実行しても構わない。このように、処理の主体については特定の形態に限らない。

次に、プリンタ１０が有するプリント処理回路２１６の機能構成例について、図３のブロック図を用いて説明する。図３に示した各機能部はハードウェアで実装されているものとして説明するが、一部をソフトウェアにて実装し、該ソフトウェアをＣＰＵ２１１等が実行することで対応する機能部の機能を実現させてもよい。

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」（色変換後のＲＧＢ画像）に変換する。

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、前述のノズル解像度１２００ｄｐｉ及び用紙搬送方向の記録解像度１２００ｄｐｉに対応する１２００×１２００ｄｐｉであるものとする。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、３Ｄ－ＬＵＴ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は、「色変換後のＲＧＢ画像」を、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの４チャンネルからなるインク値画像に変換する。

ＨＳ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、各ノズルの記録特性に応じたＨＳ処理を行う。ＨＳ部３０３におけるＨＳ処理の詳細については後述する。

ガンマ補正部３０４は、ＨＳ部３０３によりＨＳ処理が施された色版毎のインク値画像に対し、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、ガンマ補正部３０４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、該数のドットによって実現される輝度と、の関係が略線形になるように、ＨＳ処理後のインク値画像の画素値を変更する。これによりガンマ補正部３０４は、色版毎にガンマ補正後のインク値画像を生成することができる。

量子化部３０５は、ガンマ補正部３０４による色版毎のガンマ補正後のインク値画像に対し、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、ドットのオンまたはオフを二値で表したハーフトーン画像を生成する。そして量子化部３０５は、このハーフトーン画像をＲＡＭ２１２に格納する。ＲＡＭ２１２に格納されたハーフトーン画像はヘッドコントローラ２１５によって読み出され、ヘッドコントローラ２１５は、該読みだし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。

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。

次に、ＨＳ処理のためにホストＰＣ２０およびプリンタ１０が行う処理について、図４のフローチャートに従って説明する。ステップＳ４０１では、色変換部３０１は、ホストＰＣ２０から入力された入力ＲＧＢ画像を３Ｄ－ＬＵＴを用いて変換する。色分解部３０２は、色変換部３０１によって変換されたＲＧＢ画像を３Ｄ－ＬＵＴを用いて色版毎のインク値画像に変換し、該色版毎のインク値画像をＨＳ部３０３に対して出力する。そしてＨＳ部３０３は、色分解部３０２が出力した色版毎のインク値画像を入力画像として取得する。

ステップＳ４０２では、インラインセンサ１０７が「記録ヘッド１００によってテストパターンが印刷された印刷物」を読み取ることで得られる読取画像から、記録ヘッド１００における各ノズルの測定曲線（記録特性）を取得する。ステップＳ４０２における処理の詳細については後述する。

ここで、測定曲線について、図５（ａ）を用いて説明する。図５のグラフにおいて横軸は入力画素値を示しており、縦軸は読取画像の画素値を示している。点線５０１は入力画素値の上限値を示している。曲線５０２は、読取画像において着目ノズルにより記録された部分の画素値および補間処理によって得られた測定曲線である。本実施形態では、補間処理には、区分線形補間を用いるが、補間処理にはスプライン曲線を用いた補間処理等の様々な補間処理があり、どのような補間処理を適用しても構わない。例えば、吐出量がより大きいノズルでは、測定曲線はより下方向（暗い方向）にシフトする。

ステップＳ４０３では、ＨＳ部３０３は、入力画像においてこれから補正する画素（注目画素）に対応するノズルの測定曲線に対応する目標特性を取得する。図５（ａ）には、曲線５０２に対応する目標特性５０４を示している。本実施形態では、図５（ａ）に示すように、階調に対して線形となる測定値を目標特性とする。

ステップＳ４０４では、ＨＳ部３０３は、注目画素に対応するノズルの測定曲線と、ステップＳ４０３で取得した目標特性と、を用いて、注目画素の補正後の画素値（補正後入力値）を取得する。ここで、図５（ｂ）を用いて、補正後入力値の取得方法について説明する。図５（ｂ）において、注目画素の画素値５０５に対応する目標特性５０４の値を目標値５０６として取得し、該目標値５０６に対応する曲線５０２の値（階調値）５０７を「注目画素の補正後入力値」として取得する。そして注目画素の画素値を補正後入力値に置き換える。入力画像における各画素を注目画素としてステップＳ４０３およびステップＳ４０４の処理を行うことで、該入力画像に対するＨＳ処理を実施することができる。

次に、上記のステップＳ４０２における処理の詳細について、図６のフローチャートに従って説明する。ステップＳ６０１では、ホストＰＣ２０のＣＰＵ２０１はテストパターンを取得する。テストパターンの取得方法は特定の取得方法に限らない。例えばＣＰＵ２０１は、ユーザがキーボードやマウスを用いて作成したテストパターンを取得してもよいし、外部装置から送信されたテストパターンを受信することで取得してもよいし、ＨＤＤ２０３に予め保存されているテストパターンを取得してもよい。テストパターンはインク値画像を示す多値のテストパターンである。テストパターンの詳細については後述する。

ステップＳ６０２では、ＣＰＵ２０１は、ステップＳ６０１で取得した多値のテストパターンを二値化して二値テストパターンを生成する。そしてＣＰＵ２０１は、該二値テストパターンと、該二値テストパターンを単一のインク色のみで印刷させるための印刷設定と、を含む印刷指示をプリンタ１０に出力する。

この印刷指示を受けたプリンタ１０におけるプリント処理回路２１６では、色変換部３０１、色分解部３０２、ＨＳ部３０３の各処理をスキップし、ホストＰＣ２０から受けた印刷指示に含まれる二値テストパターンをガンマ補正部３０４に入力する。そして該二値テストパターンに対するガンマ補正部３０４および量子化部３０５による処理によって得られるハーフトーン画像が記録ヘッド１００において単一色のインクに対応するノズル列によって用紙上に印刷される。以下では、単一色のインクに対応するノズル列が「ノズル列（ブラック）１０１」であるケースを例にとり説明する。この印刷により、テストパターンが印刷された印刷物が得られる。

ステップＳ６０３では、インラインセンサ１０７は、該印刷物を読み取って該印刷物の読取画像を生成する。ＣＰＵ２１１は、読取画像をＲＧＢの３チャンネルで取得した後、インラインセンサ１０７の色特性に合わせて、事前に用意された色変換テーブルにより１チャンネルの読取画像に変換する。本実施形態では、ＣＩＥＸＹＺ色空間のＹに対して線形な１６ｂｉｔ値に変換する色変換テーブルを用いる。なお、読取画像の色空間は任意であり、ＣＩＥＬａｂ＊のＬ＊や、濃度でもよい。また、テストパターンがＣ、Ｍ、Ｙ等のカラーインクで記録されている場合には、明るさに相当する値ではなく彩度に相当する値を用いることもできる。例えば、Ｃ、Ｍ、Ｙそれぞれの補色に対応する値として、Ｒ、Ｇ、Ｂチャンネルの値を用いてもよい。

ステップＳ６０４では、ＨＳ部３０３は、ステップＳ６０３で得られた読取画像に含まれている複数の階調パッチのうち未選択の階調パッチを１つ注目階調パッチとして選択する。本実施形態では、最も明るい階調パッチから順に選択するものとするが、選択順は特定の順番に限らない。

ステップＳ６０５では、ＨＳ部３０３は、注目階調パッチの上端領域（一方側の端部領域）に埋め込まれた位置合わせ用の基準マーク群および注目階調パッチの下端領域（他方側の端部領域）に埋め込まれた位置合わせ用の基準マーク群を検出する。階調パッチ内の基準マークについては後述するが、例えば、基準マークが、図９に示すような、計１６個の個々のノズルに対応するライン状のマーク（Ｙ方向に沿うライン）であるとする。この場合には、基準マーク毎に、基準マークを含むように注目領域（９０１をはじめとする点線で囲った領域）を割り当て、各注目領域内において、基準マークの重心位置を算出することで基準マークの位置を検出する。

ステップＳ６０６では、ＨＳ部３０３は、注目階調パッチの上端領域に埋め込まれた基準マーク群と、注目階調パッチの下端領域に埋め込まれた基準マーク群と、で対応する基準マークのペアごとに、該ペアにおける一方の基準マークの位置と該ペアにおける他方の基準マークの位置と、を通るラインを設定する。各ペアのラインの上端は注目階調パッチの上端であり、下端は注目階調パッチの下端である。つまり、注目ペアについて注目階調パッチ内のラインを設定することは、該注目ペアに対応するノズルの該注目階調パッチ内における記録位置を特定することである。

そしてＨＳ部３０３は、ペアごとに、該ペアのライン上の画素の画素値の平均値（平均画素値）を求める。ノズル列１０１において左端（一端）のノズルから順にノズル１、ノズル２、ノズル３、…と称する場合、左端のペアのラインは、ノズル１が記録したドット列、左端から２番目のペアのラインは、ノズル２が記録したドット列、左端からＮ（Ｎは３以上の整数）のペアのラインは、ノズルＮが記録したドット列、ということになる。つまり、注目ペアについて求めた平均画素値は、該注目ペアに対応するノズルに対応する平均画素値でもある。

ステップＳ６０７では、ＨＳ部３０３は、読取画像に含まれている全ての階調パッチを注目階調パッチとして選択したか否かを判断する。この判断の結果、読取画像に含まれている全ての階調パッチを注目階調パッチとして選択した場合には、処理はステップＳ６０８に進む。一方。読取画像に含まれている階調パッチのうち未だ注目階調パッチとして選択していない階調パッチが残っている場合には、処理はステップＳ６０４に進む。

ステップＳ６０８では、ＨＳ部３０３は、ノズルごとに測定曲線を求める。以下に、注目ノズルの測定曲線を求める方法について説明する。読取画像に含まれているそれぞれの階調パッチを階調パッチ１、階調パッチ２、…、階調パッチＮ（Ｎは２以上の整数）と称する。この場合、図５（ａ）の座標系における座標位置（階調パッチ１の背景の画素値、階調パッチ１で注目ノズルについて求めた平均画素値）、座標位置（階調パッチ２の背景の画素値、階調パッチ２で注目ノズルについて求めた平均画素値）、…、座標位置（階調パッチＮの背景の画素値、階調パッチＮで注目ノズルについて求めた平均画素値）、…を通る曲線を「注目ノズルの測定曲線」として求める。この曲線を求める際に、上記の補間技術を用いる。

次に、本実施形態に係るテストパターン（ステップＳ６０１で取得する、インク値画像を示す多値のテストパターン）について説明する。テストパターンの一例を図７に示す。ここでは、説明を簡単にするため、ノズル数２５６の記録ヘッドにおいて、ブラックインク用の４階調分のテストパターンについて説明する。テストパターンの階調数は、４階調に限らず、所定のテスト用紙内のサイズを考慮し、例えば、９、１７、３３等の任意の階調数とすることができる。また、ノズル数についても、記録ヘッドのノズル数に応じて、Ｘ方向のテストパターンのサイズを決めればよい。

図７に示す如く、テストパターンには階調パッチ７０１～７０４がＹ方向（用紙の搬送方向）に並んでいる。階調パッチ７０１は最も明るい階調の階調パッチ、階調パッチ７０２は２番目に明るい階調の階調パッチ、階調パッチ７０３は３番目に明るい階調の階調パッチ、階調パッチ７０４は４番目に明るい階調の階調パッチ、である。階調パッチ７０１～７０４は何れも、階調値が均一な領域を背景領域とし、該背景領域の上端領域および下端領域に位置合わせ用の基準マークが重畳されている。

階調パッチ７０１は、均一の階調値Ａを有する背景の領域７０１ｂと、階調値Ａを有する背景に位置合わせ用の基準マークを重畳させた基準マーク領域７０１ａ、７０１ｃと、を有する。基準マーク領域７０１ａは用紙搬送方向（Ｙ方向）において階調パッチ７０１の上端に設けられている。基準マーク領域７０１ｃは用紙搬送方向（Ｙ方向）において階調パッチ７０１の下端に設けられている。

階調パッチ７０２は、均一の階調値Ｂ（階調値Ａよりも暗い階調値）を有する背景の領域７０２ｂと、階調値Ｂを有する背景に位置合わせ用の基準マークを重畳させた基準マーク領域７０２ａ、７０２ｃと、を有する。基準マーク領域７０２ａは用紙搬送方向（Ｙ方向）において階調パッチ７０２の上端に設けられている。基準マーク領域７０２ｃは用紙搬送方向（Ｙ方向）において階調パッチ７０２の下端に設けられている。

階調パッチ７０３は、均一の階調値Ｃ（階調値Ｂよりも暗い階調値）を有する背景の領域７０３ｂと、階調値Ｃを有する背景に位置合わせ用の基準マークを重畳させた基準マーク領域７０３ａ、７０３ｃと、を有する。基準マーク領域７０３ａは用紙搬送方向（Ｙ方向）において階調パッチ７０３の上端に設けられている。基準マーク領域７０３ｃは用紙搬送方向（Ｙ方向）において階調パッチ７０３の下端に設けられている。

階調パッチ７０４は、均一の階調値Ｄ（階調値Ｃよりも暗い階調値）を有する背景の領域７０４ｂと、階調値Ｃを有する背景に位置合わせ用の基準マークを重畳させた基準マーク領域７０４ａ、７０４ｃと、を有する。基準マーク領域７０４ａは用紙搬送方向（Ｙ方向）において階調パッチ７０４の上端に設けられている。基準マーク領域７０４ｃは用紙搬送方向（Ｙ方向）において階調パッチ７０４の下端に設けられている。

従来のＨＳ処理では、領域７０１ｂ、７０２ｂ、７０３ｂ、７０４ｂのような階調値が均一な領域のみから各ノズルの記録特性を取得していた。一方、本実施形態では、階調値が均一な領域に加えて基準マーク領域も含めた、階調パッチ内の全領域を用いてＨＳ処理を行う。つまり、本実施形態では、階調パッチ７０１、７０２、７０３、７０４のそれぞれの全領域を使ってＨＳ処理を行う。基準マーク領域を含めても各ノズルの記録特性、すなわちスジムラを取得できる理由については後述する。
なお、インラインセンサの読み取り時に、テストパターンの周辺部では、読み取り値（階調値）が明るくなる、いわゆる、白かぶりの影響を受ける場合もある。そのような場合には、白かぶりの影響を受ける範囲のノズルについては、ＨＳ処理を適用しなくてよい。あるいは、記録ヘッドが通常使用するノズル列の両端外部に予備のノズルを有する場合は、それらのノズルを用いて、通常使用するノズル列のＨＳ処理に影響がでないように、テストパターンの周辺部に、白かぶりの影響を緩和するパターンを設けてもよい。

次に、階調パッチにおける基準マーク領域について、図８を用いて説明する。先ず、図７の階調パッチ７０１における基準マーク領域７０１ａ、７０１ｃについて、図８（ａ）を用いて説明する。

基準マーク領域７０１ａにおいて、ライン７０１ａ－０～７０１ａ－３はそれぞれ、ノズル列において左端のノズル、左端から２番目のノズル、左端から３番目のノズル、左端から４番目のノズルに対応する基準マークである。このように、基準マーク領域７０１ａには、Ｘ方向に２５６個分の各ノズルにライン状の基準マーク（黒線）が１本ずつ対応するように基準マークが設けられている。

基準マーク領域７０１ｃにおいて、ライン７０１ｃ－０～７０１ｃ－３はそれぞれ、ノズル列において左端のノズル、左端から２番目のノズル、左端から３番目のノズル、左端から４番目のノズルに対応する基準マークである。このように、基準マーク領域７０１ｃには、Ｘ方向に２５６個分の各ノズルにライン状の基準マーク（黒線）が１本ずつ対応するように基準マークが設けられている。

よって、ライン７０１ａ－０とライン７０１ｃ－０とを通るライン（該ラインの上端および下端はそれぞれ階調パッチ７０１の上端および下端）は、ノズル列において左端のノズルに対応するラインとなる。

ライン７０１ａ－１とライン７０１ｃ－１とを通るライン（該ラインの上端および下端はそれぞれ階調パッチ７０１の上端および下端）は、ノズル列において左端から２番目のノズルに対応するラインとなる。

ライン７０１ａ－２とライン７０１ｃ－２とを通るライン（該ラインの上端および下端はそれぞれ階調パッチ７０１の上端および下端）は、ノズル列において左端から３番目のノズルに対応するラインとなる。

ライン７０１ａ－３とライン７０１ｃ－３とを通るライン（該ラインの上端および下端はそれぞれ階調パッチ７０１の上端および下端）は、ノズル列において左端から４番目のノズルに対応するラインとなる。

ここで、階調パッチ７０１において、基準マーク（黒線）以外の背景（７０１ｂａｃｋ）の画素値は、全て、同一の階調値である。また、基準マーク領域７０１ａと基準マーク領域７０１ｃの基準マーク（ライン）の画素値（黒）と、背景の画素値（グレイ）は、位置合わせ用の基準マークが識別できるようにするため、階調値のコントラストが大きくなっている。

次に、図７の階調パッチ７０４における基準マーク領域７０４ａ、７０４ｃについて、図８（ｂ）を用いて説明する。基準マーク領域７０４ａにおいて、ライン７０４ａ－０～７０４ａ－３はそれぞれ、ノズル列において左端のノズル、左端から２番目のノズル、左端から３番目のノズル、左端から４番目のノズルに対応する基準マークである。このように、基準マーク領域７０４ａには、Ｘ方向に２５６個分の各ノズルにライン状の基準マーク（黒線）が１本ずつ対応するように基準マークが設けられている。

基準マーク領域７０４ｃにおいて、ライン７０４ｃ－０～７０４ｃ－３はそれぞれ、ノズル列において左端のノズル、左端から２番目のノズル、左端から３番目のノズル、左端から４番目のノズルに対応する基準マークである。このように、基準マーク領域７０４ｃには、Ｘ方向に２５６個分の各ノズルにライン状の基準マーク（黒線）が１本ずつ対応するように基準マークが設けられている。

よって、ライン７０４ａ－０とライン７０４ｃ－０とを通るライン（該ラインの上端および下端はそれぞれ階調パッチ７０４の上端および下端）は、ノズル列において左端のノズルに対応するラインとなる。

ライン７０４ａ－１とライン７０４ｃ－１とを通るライン（該ラインの上端および下端はそれぞれ階調パッチ７０４の上端および下端）は、ノズル列において左端から２番目のノズルに対応するラインとなる。

ライン７０４ａ－２とライン７０４ｃ－２とを通るライン（該ラインの上端および下端はそれぞれ階調パッチ７０４の上端および下端）は、ノズル列において左端から３番目のノズルに対応するラインとなる。

ライン７０４ａ－３とライン７０４ｃ－３とを通るライン（該ラインの上端および下端はそれぞれ階調パッチ７０４の上端および下端）は、ノズル列において左端から４番目のノズルに対応するラインとなる。

ここで、図８（ａ）と図８（ｃ）との違いは、基準マーク領域７０４ａと基準マーク領域７０４ｃの基準マークのラインの画素値と、背景の画素値が、位置合わせ用の基準マークが識別できるようにするため、反転している点である。ここでは、図８（ａ）と図８（ｂ）の２階調分を例として説明したが、各階調パッチに埋め込まれた位置合わせ用の基準マークが識別できるように、階調パッチの画素値と、基準マークの画素値とがコントラストがつくように、適宜階調値が設定される。

次に、本実施形態に係るテストパターンの特徴について、図１０を用いて説明する。図１０において横軸はノズル列各ノズルの位置（Ｘ方向の位置）、縦軸は平均画素値（Ｙ方向平均画素値）を示す。

図１０（ａ）において線分１００１ａは、Ｘ方向における各ノズルの位置に対する、該位置のノズルの階調パッチ７０１内のラインにおいて基準マーク領域７０１ａ／７０１ｃの区間における平均画素値を表している。図１０（ａ）において線分１００１ｂは、Ｘ方向における各ノズルの位置に対する、該位置のノズルの階調パッチ７０１内のラインにおける平均画素値を表している。図１０（ａ）において線分１００１ｃは、Ｘ方向における各ノズルの位置に対する、該位置のノズルの階調パッチ７０１内のラインにおいて領域７０１ｂの区間における平均画素値を表している。以降、ここでの分布を階調値プロファイルと称する。

このとき、それぞれの階調値プロファイルは、Ｙ方向平均画素値こそ異なるものの、Ｘ方向の位置に関わらずいずれも一定値となる。すなわち、階調パッチ内で記録されるノズル毎のドット数が等しい。特に、基準マークを埋め込んだ階調パッチ７０１の階調値プロファイルが一定となることが本実施形態の特徴であり、位置合わせ用の基準マークを埋め込んでも、各ノズルの記録特性を取得する際に、ノズル毎の記録量を一定に保つことができる。そのため、従来のＨＳ処理で用いていた均一な階調パッチと同様に、位置合わせ用の基準マークを除外することなく、ＨＳ処理に本実施形態のテストパターン（テストチャート）を使用することができる。しかも、基準マーク領域の背景部分は、各階調パッチの階調値であるため、基準マーク領域からも記録特性を有効的に取得することが可能である。これにより、従来、テストパターンにおいて、基準マークが占有していた面積を削減し、階調パターンの面積及び階調数の増加によるスジムラ検出精度の向上が可能となる。

図１０（ｂ）において線分１００２ａは、Ｘ方向における各ノズルの位置に対する、該位置のノズルの階調パッチ７０２内のラインにおいて基準マーク領域７０２ａ／７０２ｃの区間における平均画素値を表している。図１０（ｂ）において線分１００２ｂは、Ｘ方向における各ノズルの位置に対する、該位置のノズルの階調パッチ７０２内のラインにおける平均画素値を表している。図１０（ｂ）において線分１００２ｃは、Ｘ方向における各ノズルの位置に対する、該位置のノズルの階調パッチ７０２内のラインにおいて領域７０２ｂの区間における平均画素値を表している。

図１０（ｃ）において線分１００３ａは、Ｘ方向における各ノズルの位置に対する、該位置のノズルの階調パッチ７０３内のラインにおいて領域７０３ｂの区間における平均画素値を表している。図１０（ｃ）において線分１００３ｂは、Ｘ方向における各ノズルの位置に対する、該位置のノズルの階調パッチ７０３内のラインにおける平均画素値を表している。図１０（ｃ）において線分１００３ｃは、Ｘ方向における各ノズルの位置に対する、該位置のノズルの階調パッチ７０３内のラインにおいて基準マーク領域７０３ａ／７０３ｃの区間における平均画素値を表している。

図１０（ｄ）において線分１００４ａは、Ｘ方向における各ノズルの位置に対する、該位置のノズルの階調パッチ７０４内のラインにおいて領域７０４ｂの区間における平均画素値を表している。図１０（ｄ）において線分１００４ｂは、Ｘ方向における各ノズルの位置に対する、該位置のノズルの階調パッチ７０４内のラインにおける平均画素値を表している。図１０（ｄ）において線分１００４ｃは、Ｘ方向における各ノズルの位置に対する、該位置のノズルの階調パッチ７０４内のラインにおいて基準マーク領域７０４ａ／７０４ｃの区間における平均画素値を表している。

次に、図１０を用いて、ステップＳ４０３における目標特性の取得について説明する。従来のＨＳ処理では、階調値が均一な階調パッチでスジムラを取得することが前提であった。そのため、ガンマ補正部３０４によって、入力階調値と出力階調値とが線形に設計されていれば、各階調パッチにおける階調値プロファイルの平均値そのものが目標特性に相当していた。本実施形態においては、位置合わせ用の基準マーク領域も含めた階調パッチ全体の平均値が目標特性に相当する。

よって、ステップＳ４０３では、階調パッチ全体の画素値の平均値と、該階調パッチのオリジナルの平均階調値と、の関係を目標特性として算出する。なお、位置合わせ用の基準マーク領域の階調値プロファイルの平均値を算出した後、階調値が均一な領域の階調値プロファイルの平均値から、位置合わせ用の基準マーク領域と階調値が均一な領域のＹ方向のサイズの相対的な関係（重み）を踏まえた上で、位置合わせ用の基準マーク領域の平均値分を差し引く（除去する）ことで、階調パッチ全体の平均値を算出することもできる。

次に、上記の二値テストパターンについて説明する。実際の画像形成装置では、多値のテストパターンを二値化してから記録するため、図１１で示すような、ドットのオンまたはオフで表される二値テストパターンが記録される。図１１に示した二値テストパターンは、図７で示した多値のテストパターンをディザ法により二値化したものである。１１０１～１１０４、１１０１ａ～１１０１ｃ、１１０２ａ～１１０２ｃ、１１０３ａ～１１０３ｃ、１１０４ａ～１１０４ｃはそれぞれ、図７の７０１～７０４、７０１ａ～７０１ｃ、７０２ａ～７０２ｃ、７０３ａ～７０３ｃ、７０４ａ～７０４ｃに対応する。

図１１に示した二値テストパターンは、説明を簡単にするため比較的サイズの小さなテストパターンを例にして説明したため、基準マークが多少崩れた状態に見受けられる。しかし、実際のテストパターンでは、階調パッチのサイズや基準マークのサイズを必要な分だけ確保することで、このような状態は回避できる。

ただし、ハーフトーン処理の性能によっては、テストパターンを二値化する影響によって、図１０で説明した階調値プロファイルを図１１で示すような二値テストパターンで求めた場合に、階調値プロファイルの値が多少変動する場合もあり得る。例えば、位置合わせ用の基準マーク領域７０１ａ、７０１ｃの階調値プロファイルが、均一な階調値の領域７０１ｂの階調値プロファイルと比較して大きくがたつくような場合には、位置合わせ用の基準マーク領域７０１ａ、７０１ｃの階調値プロファイルが、均一な階調値の領域７０１ｂの階調値プロファイルとほぼ等しくなるように、位置合わせ用の基準マーク領域７０１ａ、７０１ｃの二値パターンを補正してもよい。あるいは、Ｘ方向の位置毎に、Ｙ方向のドットの発数が略一定となるように、位置合わせ用の基準マーク領域７０１ａ及び７０１ｃ、あるいは、領域７０１ｂの二値パターンを変更してもよい。以上の説明では明るい階調を例に説明したが、その他の階調でも同様に、二値パターンを補正できることは言うまでもない。

なお、階調値が均一な領域のＹ方向のサイズを大きくするほど、スジムラ検出の精度は高くなり、テストパターンのサイズとスジムラ検出の精度はトレードオフ関係にある。例えば、スジムラ検出の精度よりもテストパターンのサイズを小さくすることを優先する場合には、図１２に示すように、階調値が均一な領域を極端に省略してもよい。その場合は、位置合わせ用の基準マークの上下の領域が接することになる。しかし、位置合わせ用の基準マークの背景の階調値が、均一な領域で設けるはずであった階調値と等しいため、階調値が均一な領域を設けなくとも、位置合わせ用の基準マーク領域のみで各ノズルの記録特性を検出することが可能である。

このように、本実施形態によれば、階調パッチ内の上下に、記録されるノズル毎のドット数が等しい、同一の位置合わせ用の基準マークを埋め込み、該基準マークに基づいて各ノズルの記録位置を特定し、位置合わせ用の基準マークも含む階調パッチ内の読み取り値を用いて各ノズルの記録特性を取得する。これにより、テストパターンにおける基準マークが占有する面積を削減し、階調パターンの面積及び階調数を増加させることで、スジムラ検出精度を向上させることができる。

［第２の実施形態］
本実施形態を含む以下の各実施形態では、第１の実施形態との差分について説明し、以下で特に触れない限りは第１の実施形態と同様であるものとする。第１の実施形態では、階調パッチ内の上下に、記録されるノズル毎のドット数が等しい、同一の位置合わせ用の基準マークを埋め込み、該基準マークに基づいて各ノズルの記録位置を特定し、位置合わせ用の基準マークも含む階調パッチ内の読み取り値を用いて各ノズルの記録特性を取得する態様を説明した。

本実施形態では、階調パッチ内の上下に、配置パターンが異なる位置合わせ用の基準マークを埋め込み、上下の基準マークの両方で記録されるノズル毎のドット数が等しいテストパターンの様態について説明する。階調パッチ内の上下で位置合わせ用の基準マークの配置パターンが異なっていても第１の実施形態と同様、上下の位置合わせ用の基準マークも含めてＸ方向のそれぞれの位置に対してＹ方向に画素値の平均値を取ると一定の階調値を有するテストパターンを用いる。

本実施形態に係るテストパターン（インク値画像を示す多値のテストパターン）の一例について図１３を用いて説明する。本実施形態でも第１の実施形態と同様、説明を簡単にするため、ノズル数２５６の記録ヘッドにおいて、ブラックインク用の４階調分のテストパターンを用いて説明する点は共通である。

図１３に示す如く、テストパターンには階調パッチ１３０１～１３０４がＹ方向（用紙の搬送方向）に並んでいる。階調パッチ１３０１は最も明るい階調の階調パッチ、階調パッチ１３０２は２番目に明るい階調の階調パッチ、階調パッチ１３０３は３番目に明るい階調の階調パッチ、階調パッチ１３０４は４番目に明るい階調の階調パッチ、である。階調パッチ１３０１～１３０４は何れも、階調値が均一な領域を背景領域とし、該背景領域の上端領域および下端領域に位置合わせ用の基準マークが重畳されている。

本実施形態では、各階調パッチにおいて、上端の基準マーク領域と下端の基準マーク領域とで互いに異なる配置パターンの基準マークが設けられている。図１３の例では、階調パッチ１３０１では、基準マーク領域１３０１ａと基準マーク領域１３０１ｃとで互いに異なる配置パターンの基準マークが設けられている。また、階調パッチ１３０２では、基準マーク領域１３０２ａと基準マーク領域１３０２ｃとで互いに異なる配置パターンの基準マークが設けられている。また、階調パッチ１３０３では、基準マーク領域１３０３ａと基準マーク領域１３０３ｃとで互いに異なる配置パターンの基準マークが設けられている。また、階調パッチ１３０４では、基準マーク領域１３０４ａと基準マーク領域１３０４ｃとで互いに異なる配置パターンの基準マークが設けられている。

次に、階調パッチにおける基準マーク領域について、図１４を用いて説明する。先ず、図１３の階調パッチ１３０１における基準マーク領域１３０１ａ、１３０１ｃについて、図１４（ａ）を用いて説明する。

基準マーク領域１３０１ａにおいて、ライン１３０１ａ－０、１３０１ａ－２はそれぞれ、ノズル列において左端から（Ｎ×４）番目のノズル、左端から（Ｎ×４＋２）番目のノズルに対応している（Ｎは０以上の整数で、左端は０番目に相当する）。このように、基準マーク領域１３０１ａには、Ｘ方向に対して、２５６個の各ノズル位置において、偶数番目（０スタート）のノズル（偶数ノズル）に対応するようにライン状の基準マーク（黒線）が１本ずつ対応するように基準マークが設けられている。

基準マーク領域１３０１ｃにおいて、ライン１３０１ｃ－１、１３０１ｃ－３はそれぞれ、ノズル列において左端から（Ｎ×４＋１）番目のノズル、左端から（Ｎ×４＋３）番目のノズルに対応している（Ｎは０以上の整数で、左端は０番目に相当する）。このように、基準マーク領域１３０１ｃには、Ｘ方向に対して、２５６個の各ノズル位置において、奇数番目（０スタート）のノズル（奇数ノズル）に対応するようにライン状の基準マーク（黒線）が１本ずつ対応するように基準マークが設けられている。

すなわち、位置合わせ用の基準マーク領域１３０１ａと基準マーク領域１３０１ｃの両方を、Ｙ方向にたどった時に、２５６個の各ノズル位置に対して、１本ずつの基準マークが割り当てられるように基準マーク領域が作成される。より具体的には、基準マーク領域１３０１ａと基準マーク領域１３０１ｃのパターンを比較すると、Ｘ方向に対して両者の基準マークが、位相が異なるようにパターンが形成されている。

なお、基準マーク（黒線）以外の背景（１３０１ｂａｃｋ）の画素値については、第１の実施形態と同様、全て、同一の階調値（明色）で、基準マーク領域１３０１ａと基準マーク領域１３０１ｃの基準マークのラインの画素値（黒）と、背景の画素値（グレイ）についても、位置合わせ用の基準マーク領域が識別できるようにするため、階調値のコントラストが大きくなっている。

次に、図１３の階調パッチ１３０４における基準マーク領域１３０４ａ、１３０４ｃについて、図１４（ｂ）を用いて説明する。基準マーク領域１３０４ａにおいて、ライン１３０４ａ－０、１３０４ａ－２はそれぞれ、ノズル列において左端から（Ｎ×４）番目のノズル、左端から（Ｎ×４＋２）番目のノズルに対応している（Ｎは０以上の整数で、左端は０番目に相当する）。このように、基準マーク領域１３０４ａには、Ｘ方向に対して、２５６個の各ノズル位置において、偶数番目（０スタート）のノズル（偶数ノズル）に対応するようにライン状の基準マーク（黒線）が１本ずつ対応するように基準マークが設けられている。

基準マーク領域１３０４ｃにおいて、ライン１３０４－１、１３０４ｃ－３はそれぞれ、ノズル列において左端から（Ｎ×４＋１）番目のノズル、左端から（Ｎ×４＋３）番目のノズルに対応している（Ｎは０以上の整数で、左端は０番目に相当する）。このように、基準マーク領域１３０４ｃには、Ｘ方向に対して、２５６個の各ノズル位置において、奇数番目（０スタート）のノズル（奇数ノズル）に対応するようにライン状の基準マーク（黒線）が１本ずつ対応するように基準マークが設けられている。

すなわち、位置合わせ用の基準マーク領域１３０４ａと基準マーク領域１３０４ｃの両方を、Ｙ方向にたどった時に、２５６個の各ノズル位置に対して、１本ずつの基準マークが割り当てられるように基準マーク領域が作成される。より具体的には、基準マーク領域１３０４ａと基準マーク領域１３０４ｃのパターンを比較すると、Ｘ方向に対して両者の基準マークが、位相が異なるようにパターンが形成されている。なお、第１の実施形態と同様、暗部の階調パッチにおいては、位置合わせ用の基準マークは、階調値のコントラストが大きくなるように、白、または明色となっている。

次に、本実施形態に係るテストパターンの特徴について説明する。本実施形態に係るテストパターンは、階調パッチ内の上下に、配置パターンが異なる位置合わせ用の基準マークが埋め込まれ、上下の基準マークの両方でノズル毎のドット数が等しいテストパターンである。そのため、第１の実施形態と同様、位置合わせ用の基準マークを埋め込んでも、いずれの階調パッチにおいても、Ｘ方向のそれぞれの位置に対して、Ｙ方向に画素値の平均値を取ると、一定の階調値を有することが特徴となる。本実施形態に係るテストパターンは、このような特徴を有するため、前述のように、各階調パッチで、スジムラを取得する際に、位置合わせ用の基準マーク領域も含めて、注目階調パッチ内の全領域の読み取り値を用いてノズルの記録特性を取得することができる。これにより、位置合わせ用の基準マーク領域も含めて、スジムラを取得することができるため、本実施形態においても、テストパターンにおける基準マークが占有する面積を削減し、階調パターンの面積及び階調数を増加させることで、スジムラ検出精度を向上することができる。

なお、第１の実施形態では、各階調パッチ内において、Ｙ方向に対して、ノズル位置毎に２本ずつの基準マークが割り当てられる様態であったが、本実施形態では、各ノズルに対して１本ずつのみが設けられる。そのため、基準マーク領域のＹ方向のサイズを第１の実施形態よりもコンパクトにすることができる。ただし、基準マーク領域のＹ方向のサイズが小さくなる分、基準マーク領域の背景から算出される記録特性、すなわちスジムラの検出精度がその分低下する場合もあり得る。そのような場合には、各基準マークのＹ方向の長さを長くして、基準マーク領域のＹ方向のサイズを確保することで、スジムラ成分の検出精度を改善することができる。それによって、基準マークのＹ方向の長さが長くなるため、位置合わせ精度が向上するという副次的な効果も得られる。

次に、本実施形態に係るテストパターンからノズルごとの測定曲線を求める方法について説明する。例えば、階調パッチの上側の基準マーク領域において左端からｍ番目の基準マーク（Ｘ方向の位置ｘ１）と、左端から（ｍ＋１）番目の基準マーク（Ｘ方向の位置ｘ２）と、の中間位置に仮想基準マークＡを設定する。そして、該階調パッチの下側の基準マーク領域においてＸ方向の位置がｘ１～ｘ２の間にある基準マークと、該仮想基準マークＡと、でペアを構成する。同様に、階調パッチの下側の基準マーク領域において左端からｍ番目の基準マーク（Ｘ方向の位置ｘ３）と、左端から（ｍ＋１）番目の基準マーク（Ｘ方向の位置ｘ４）と、の中間位置に仮想基準マークＢを設定する。そして、該階調パッチの上側の基準マーク領域においてＸ方向の位置がｘ３～ｘ４の間にある基準マークと、該仮想基準マークＢと、でペアを構成する。このように構成したそれぞれのペアは、ノズル列における各ノズルに対応しているので、あとは第１の実施形態と同様にして、ペアごとに平均画素値を求め、階調パッチごとの平均画素値に基づいて測定曲線を求める。

このように、本実施形態によれば、階調パッチ内の上下に配置パターンが異なる位置合わせ用の基準マークを埋め込み、それらに基づいて各ノズルの記録位置を特定し、位置合わせ用の基準マークも含む階調パッチ内の読み取り値を用いて各ノズルの記録特性を取得する。これにより、テストパターンにおける基準マークが占有する面積を、さらに削減し、階調パターンの面積及び階調数を増加させることで、スジムラ検出精度を向上させることができる。

［第３の実施形態］
第１，２の実施形態では、階調パッチ内の上下に、記録されるノズル毎のドット数が等しい、同一または異なる位置合わせ用の基準マークを埋め込み、それらに基づいて各ノズルの記録位置を特定し、位置合わせ用の基準マークも含む階調パッチ内の読み取り値を用いて各ノズルの記録特性を取得する態様を説明した。

本実施形態では、階調パッチ内の一か所、例えば、上側のみに位置合わせ用の基準マークを埋め込み、記録されるノズル毎のドット数が等しいテストパターンの様態について説明する。第１，２の実施形態と同様、位置合わせ用の基準マークも含めて、Ｘ方向のそれぞれの位置に対して、Ｙ方向に画素値の平均値を取ると、一定の階調値を有するような基準マークが、階調パッチ内の１か所のみに埋め込まれていることを特徴とする。

本実施形態に係るテストパターン（インク値画像を示す多値のテストパターン）の一例について、図１５を用いて説明する。本実施形態でも第１，２の実施形態と同様、説明を簡単にするため、ノズル数２５６の記録ヘッドにおいて、ブラックインク用の４階調分のテストパターンを用いて説明する点は共通である。

図１５に示す如く、テストパターンには階調パッチ１５０１～１５０４がＹ方向（用紙の搬送方向）に並んでいる。階調パッチ１５０１は最も明るい階調の階調パッチ、階調パッチ１５０２は２番目に明るい階調の階調パッチ、階調パッチ１５０３は３番目に明るい階調の階調パッチ、階調パッチ１５０４は４番目に明るい階調の階調パッチ、である。階調パッチ１５０１～１５０４は何れも、階調値が均一な領域を背景領域とし、該背景領域の上端領域のみに位置合わせ用の基準マークが重畳されている。

階調パッチ１５０１は、階調パッチ７０１から基準マーク領域７０１ｃを省いたものである。階調パッチ１５０２は、階調パッチ７０２から基準マーク領域７０２ｃを省いたものである。階調パッチ１５０３は、階調パッチ７０３から基準マーク領域７０３ｃを省いたものである。階調パッチ１５０４は、階調パッチ７０４から基準マーク領域７０４ｃを省いたものである。

次に、本実施形態に係るテストパターンの特徴について説明する。図１５から分かるように、本実施形態に係るテストパターンにおいても、位置合わせ用の基準マークも含めて、Ｘ方向のそれぞれの位置に対して、Ｙ方向に画素値の平均値を取ると、一定の階調値を有するようにテストパターンが作成される。

次に、本実施形態に係るテストパターンからノズルごとの測定曲線を求める方法について説明する。本実施形態では、第１，２の実施形態とは異なり、階調パッチ内に基準マークは一か所のみしか埋め込まれていない。そのため、基準マークからノズルの記録位置を特定する際には、隣接する階調パッチの基準マークを利用する。

例えば、図１５の階調パッチ１５０２内におけるノズルの記録位置は次のようにして特定する。階調パッチ１５０２内の基準マーク領域７０２ａを第１領域、階調パッチ１５０３内の基準マーク領域７０３ａあるいは階調パッチ１５０１内の基準マーク領域７０１ａを第２領域とする。そして第１領域における基準マーク群と第２領域における基準マーク群とで対応する基準マークのペアごとに、該ペアにおける一方の基準マークの位置と該ペアにおける他方の基準マークの位置と、を通るラインを設定する。ここで、各ペアのラインの上端は階調パッチ１５０２の上端であり、下端は階調パッチ１５０２の下端である。あとは第１の実施形態と同様にして、ペアごとに平均画素値を求め、階調パッチごとの平均画素値に基づいて測定曲線を求める。

本実施形態では、基準マーク領域を一か所とするため、第１，２の実施形態よりもテストパターンの大きさを小さくすることができる。基準マークの領域を小さくする分、基準マークの領域の背景から得ていたスジムラの信号成分が少なくなるため、スジムラ検出精度を維持するため、階調値が均一な領域（図１５の領域７０１ｂ、７０２ｂ、７０３ｂ、７０４ｂ）のＹ方向サイズを長くしてもよい。

このように、本実施形態によれば、階調パッチ内の一か所のみに基準マークを埋め込み、それらに基づいて各ノズルの記録位置を特定し、位置合わせ用の基準マークも含む階調パッチ内の読み取り値を用いて各ノズルの記録特性を取得する。これにより、テストパターンにおける基準マークが占有する面積を削減し、階調パターンの面積及び階調数を増加させることで、スジムラ検出精度を向上させることができる。

［第４の実施形態］
第１～３の実施形態では、階調パッチ内の上下または一か所のみに、記録されるノズル毎のドット数が等しい、同一または異なる位置合わせ用の基準マークを埋め込み、それらに基づいて各ノズルの記録位置を特定し、位置合わせ用の基準マークも含む階調パッチ内の読み取り値を用いて各ノズルの記録特性を取得する態様を説明した。

本実施形態では、階調パッチ内の上下に、階調パッチ内の領域の階調値に対して、画素値がキャンセルし合うように設計された位置合わせ用の基準マークを埋め込み、ノズル毎のドット数が等しいテストパターンの様態について説明する。

本実施形態に係るテストパターン（インク値画像を示す多値のテストパターン）の一例について、図１６を用いて説明する。本実施形態でも第１～３の実施形態と同様、説明を簡単にするため、ノズル数２５６の記録ヘッドにおけるブラックインク用のテストパターンとし、以下では一例として、該テストパターンにおける明部の１階調分のみの階調パッチについて説明する。同様の説明は他の階調パッチについても同様に適用可能である。

階調パッチ１６０１は、均一の階調値Ａを有する領域１６０１ｂと、階調値Ａを有する背景に位置合わせ用の基準マークを重畳させた基準マーク領域１６０１ａ、１６０１ｃと、を有する。基準マーク領域１６０１ａは用紙搬送方向（Ｙ方向）において階調パッチ１６０１の上端に設けられている。基準マーク領域１６０１ｃは用紙搬送方向（Ｙ方向）において階調パッチ１６０１の下端に設けられている。

ここで、領域１６０１ｂにおける階調値Ａ（画素値）＝６４である。また、基準マーク領域１６０１ａにおけるライン１６０３の画素値は０である。また、基準マーク領域１６０１ｃにおけるライン１６０４の画素値は１２８である。ライン１６０３とライン１６０４とは同じノズルに対応するラインである。

このような階調パッチ１６０１において、Ｙ方向に画素値の平均値を求めると、階調値が均一な領域１６０１ｂの画素値である６４と等しくなる。すなわち、基準マーク領域１６０１ａのラインの画素値「０」と基準マーク領域１６０１ｃのラインの画素値「１２８」との平均値が、階調値が均一な領域１６０１ｂの画素値「６４」と等しくなり、結果的に画素値がキャンセルされる。

このように、位置合わせ用の基準マーク領域における画素値同士がキャンセルされるように設定することで、階調値が均一な領域１６０１ｂの画素値そのものが階調パッチの目標特性になる。そのため、複数の階調パッチを設ける際に、階調間で均等な目標特性を有するテストパターンを設計できるという利点がある。

なお、図１６の説明では、１階調のみ説明したが、その他の階調値を有する階調パッチにおいても同様に、位置合わせ用の基準マーク同士の画素値がキャンセルし合うように設定すればよい。

また、基準マークのドット比率（ドットがＯＮとなる比率）を階調パッチのドット比率となるように生成すれば（例えば、ドットＯＮの長さとドットＯＦＦの長さを調整する等）、基準マークを埋め込んでも濃度は変化しない。このような基準マークであれば、階調パッチの読み取り値への影響を最小化できるので、テストパターン上の任意の位置に必要数分だけ埋め込むことが容易となる。

このように、本実施形態によれば、階調パッチ内の上下に、階調パッチ内の領域の階調値に対して、画素値がキャンセルし合うように設計された位置合わせ用の基準マークを埋め込み、それらに基づいて各ノズルの記録位置を特定し、位置合わせ用の基準マークも含む階調パッチ内の読み取り値を用いて各ノズルの記録特性を取得する。これにより、テストパターンにおける基準マークが占有する面積を削減し、階調パターンの面積及び階調数を増加させることで、スジムラ検出精度を向上させることができる。

［第５の実施形態］
第１～４の実施形態では、基準マークがライン状のマークである形態について説明した。本実施形態では、基準マークとしてライン状のマーク以外のマークを用いたテストパターンの例について説明する。第１～４の実施形態で説明したように、位置合わせ用の基準マークも含めて、Ｘ方向のそれぞれの位置に対して、Ｙ方向に画素値の平均値を取ると、一定の階調値を有するような基準マークであれば、任意の形状のパターンとすることができる。本実施形態に係るテストパターン（インク値画像を示す多値のテストパターン）の一例について、図１７を用いて説明する。

図１７（ａ）は、Ｘ方向に配列されたノズルの数が１６個の記録ヘッド１７０１における、明部側の階調パッチに含まれる位置合わせ用の基準マークの一例を示している。各ノズルが記録するＹ方向のドットの画素値を参照した時に、いずれのノズルにおいても、基準マークを構成する黒画素（規定画素値を有する画素）が５つ（端部のノズルは除く）、と等しく存在する。

また、図１７（ｂ）は、暗部側の階調パッチに含まれる位置合わせ用の基準マークの一例を示している。図１７（ａ）と同様に、各ノズルが記録するＹ方向のドットの画素値を参照した時に、いずれのノズルにおいても、基準マークを構成する白画素（規定画素値を有する画素）が５つ（端部のノズルは除く）、と等しく存在する。

このようにライン状の基準マーク以外であっても第１～４の実施形態で説明したライン状の基準マークの場合と同様、位置合わせ用の基準マークも含めてＸ方向のそれぞれの位置に対してＹ方向に画素値の平均値を取ると一定の階調値を有するという特徴がある。

基準マークは、上記特徴を満たすものであれば、任意のマークとすることができる。より具体的には、Ｘ方向の各位置において、Ｙ方向からみたときに、所定個数分の位置を決定し、それらの位置に対して、基準マークを畳み込む（貼り付ける）ことで、基準マーク領域を作成することができる。その際、隣接する基準マークが重ならないように、基準マーク間で任意の距離を設ければよい。

なお、中間調の階調パッチの場合、基準マークと背景とで階調値のコントラストの差を付けにくく、検出が難しくなる場合が起こり得る。そのような場合には、均一な背景との境界をはっきりとさせるために、基準マークの周辺を均一な背景の階調値とは異なる階調値とした基準マークでもよい。その場合であっても、位置合わせ用の基準マークも含めて、Ｘ方向のそれぞれの位置に対して、Ｙ方向に画素値の平均値を取ると、一定の階調値を有するような基準マークであればよい。

また、位置合わせ用の基準マークも含めて、Ｘ方向のそれぞれの位置に対して、Ｙ方向に画素値の平均値を取ると、一定の階調値を有するという特徴を満たしさえすれば、Ｘ方向の各位置において、基準マークの形状が異なっていてもよい。

このように、本実施形態によれば、Ｘ方向のそれぞれの位置に対して、Ｙ方向に画素値の平均値を取ると、一定の階調値を有するような任意の形状の基準マークを、階調パッチ内に埋め込み、それらに基づいて各ノズルの記録位置を特定し、位置合わせ用の基準マークも含む階調パッチ内の読み取り値を用いて各ノズルの記録特性を取得する。これにより、テストパターンにおける基準マークが占有する面積を削減し、階調パターンの面積及び階調数を増加させることで、スジムラ検出精度を向上させることができる。

＜変形例＞
第１～５の実施形態では、画像形成装置としてインクジェットプリンタを用いたが、画像形成装置は、フルラインタイプのインクジェットプリンタに限らない。例えば、画像形成装置は、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いわゆる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及び用紙搬送方向の記録解像度は１２００ｄｐｉに限定されない。同様に、インラインセンサ１０７の光学読取素子の解像度、及び、用紙搬送方向の読取解像度も１２００ｄｐｉに限定されない。

また、画像形成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、画像形成装置は、記録素子としてＬＥＤや発熱体を使用するプリンタであってもよい。具体的には、画像形成装置は、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であってもよい。

また、第１～５の実施形態で説明した基準マークは、テストパターン中の全ての階調に適用しなくてもよく、用紙の搬送等による位置ズレの特性等から、ノズル位置のトレースに必要な位置に形成される階調パッチのみに適用する等の変形も可能である。

上記の説明において使用した数値、処理タイミング、処理順、などは、具体的な説明を行うために一例として挙げたものであり、この一例に限定することを意図したものではない。

また、以上説明した各実施形態の一部若しくは全部を適宜組み合わせて使用しても構わない。また、以上説明した各実施形態の一部若しくは全部を選択的に使用しても構わない。

（その他の実施形態）
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。

発明は上記実施形態に制限されるものではなく、発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、発明の範囲を公にするために請求項を添付する。

３０１：色変換部 ３０２：色分解部 ３０３：ＨＳ部 ３０４：ガンマ補正部 ３０５：量子化部

Claims (13)

1. それぞれ異なる階調のパッチを含むテストパターンを複数の記録素子を用いて印刷した印刷物を読み取ることで得られる画像を取得する第１取得手段と、
   前記画像におけるパッチごとに、該パッチ内の基準マークの位置に対応する画素値を含めて平均画素値を取得し、前記画像におけるパッチごとに取得した平均画素値に基づいて、記録素子の記録特性を取得する第２取得手段と
   を備えることを特徴とする画像処理装置。
2. 前記パッチの一方側の端部領域を第１端部領域、他方側の端部領域を第２端部領域とし、該第１端部領域および該第２端部領域のそれぞれには、前記複数の記録素子のそれぞれに対応する基準マークが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
3. 前記第１端部領域における基準マークの配置パターンと前記第２端部領域における基準マークの配置パターンとは同じであり、
   前記第１端部領域におけるそれぞれの基準マークおよび前記第２端部領域におけるそれぞれの基準マークは前記複数の記録素子のそれぞれに対応することを特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。
4. 前記第１端部領域における基準マークの配置パターンと前記第２端部領域における基準マークの配置パターンとは異なり、
   前記第１端部領域におけるそれぞれの基準マークは前記複数の記録素子において一端から偶数番目の記録素子に対応しており、
   前記第２端部領域におけるそれぞれの基準マークは前記複数の記録素子において一端から奇数番目の記録素子に対応している
   ことを特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。
5. 前記第１端部領域における基準マークの画素値と前記第２端部領域における基準マークの画素値との平均画素値は、前記パッチにおける背景の画素値であることを特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。
6. 前記パッチの一方側の端部領域を第１端部領域、他方側の端部領域を第２端部領域とし、該第１端部領域には、前記複数の記録素子のそれぞれに対応する基準マークが設けられており、該第２端部領域には該基準マークは設けられていないことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
7. 前記基準マークは、前記テストパターンの印刷時における搬送方向に沿うラインであることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の画像処理装置。
8. 前記基準マークは、前記テストパターンの印刷時における搬送方向における規定画素値を有する画素の数が、それぞれの記録素子で同じとなるように構成されていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の画像処理装置。
9. 前記それぞれ異なる階調のパッチは、前記テストパターンの印刷時における搬送方向に並んでいることを特徴とする請求項１ないし８の何れか１項に記載の画像処理装置。
10. 前記パッチ内で記録される記録素子ごとのドット数は等しいことを特徴とする請求項１ないし９の何れか１項に記載の画像処理装置。
11. 更に、
    入力画像における画素の画素値を、該画素に対応する記録素子の記録特性に基づいて補正する手段を備えることを特徴とする請求項１ないし１０の何れか１項に記載の画像処理装置。
12. 画像処理装置が行う画像処理方法であって、
    前記画像処理装置の第１取得手段が、それぞれ異なる階調のパッチを含むテストパターンを複数の記録素子を用いて印刷した印刷物を読み取ることで得られる画像を取得する第１取得工程と、
    前記画像処理装置の第２取得手段が、前記画像におけるパッチごとに、該パッチ内の基準マークの位置に対応する画素値を含めて平均画素値を取得し、前記画像におけるパッチごとに取得した平均画素値に基づいて、記録素子の記録特性を取得する第２取得工程と
    を備えることを特徴とする画像処理方法。
13. コンピュータを、請求項１ないし１１の何れか１項に記載の画像処理装置の各手段として機能させるためのコンピュータプログラム。

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