JP2004177680A - 画像形成方法及び画像形成プログラム - Google Patents
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Abstract
【課題】通常の有色トナーを用いた電子写真法において、画像内容の種類別に最適な画質、あるいは画像の内容によらず平均的に好ましい画質、を得るための画像形成方法を提供する。
【解決手段】画像の種類に応じて好ましい光沢度範囲となるように、表面粗さの範囲を設定する。すなわち、複数または単一のトナー層を画像として転写体上に定着する画像形成方法において、定着された層におけるＲＭＳ（Ｒｏｏｔ・Ｍｅａｎ・Ｓｑｕａｒｅ）表面粗さ（Ｒｑ）を、６０度光沢度の範囲（最小値Ｇｍｉｎ［％］、最大値Ｇｍａｘ［％］）において、５／Ｇｍａｘ［％］＜Ｒｑ［μｍ］＜５／Ｇｍｉｎ［％］とする。
【選択図】 図６
【解決手段】画像の種類に応じて好ましい光沢度範囲となるように、表面粗さの範囲を設定する。すなわち、複数または単一のトナー層を画像として転写体上に定着する画像形成方法において、定着された層におけるＲＭＳ（Ｒｏｏｔ・Ｍｅａｎ・Ｓｑｕａｒｅ）表面粗さ（Ｒｑ）を、６０度光沢度の範囲（最小値Ｇｍｉｎ［％］、最大値Ｇｍａｘ［％］）において、５／Ｇｍａｘ［％］＜Ｒｑ［μｍ］＜５／Ｇｍｉｎ［％］とする。
【選択図】 図６
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機やプリンタ等に用いられ、電子写真法、静電記録法によって、モノクロ画像またはフルカラー画像を形成する際の最適な条件を決定するための画像形成方法及び画像形成プログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、画像の光沢度は定着後の画像表面の３次元構造に依存するので、表面粗さの定着条件の目標値を設定し、表面粗さを制御する画像形成方法がいくつか提案されている。
例えば、比較的高い光沢度が望まれるという仮定のもとで、透明トナーを用いて定着された画像面の表面平均粗さ（Ｒａ）を０＜Ｒａ＜１．５μｍとすることで、好ましい画質が得られるとしている技術がある（特許文献１、特許文献２、特許文献３）。
【０００３】
また、フルカラー定着画像の標準定着温度−１０〜＋１０℃の範囲で定着した時の定着画像の光沢度が１０〜４０％、表面粗さＲｚを１０μｍより小さくするフルカラートナー定着方式を用いることにより、オフセット発生までの余裕度の十分ある安定した中光沢の鮮明なフルカラー画像が得られるとしている技術がある（特許文献４）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−１９７８５８号公報
【特許文献２】
特開２００１−３０５８１６号公報
【特許文献３】
特開２００１−３１２１６６号公報
【特許文献４】
特開平１１―２１９０５７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら雑誌・書籍などの印刷物においては、高い光沢度は高級感をもたらすという意味で好まれることがあるが、電子写真法による複写機やプリンタにより出力される画像においては、必ずしも高い光沢度が好まれると限らないことが明らかになり、光沢を抑制する電子写真方法が提案されるようになった。
【０００６】
実際、カラー複写機は、会議用プレゼンテーションなどで使用するような文字と図が混在したドキュメントを出力することが多く、文字の判読性から低光沢度が望まれる。また、上記従来技術で主張する表面平均粗さ（Ｒａ）の範囲は下限が０であることから、限りなく鏡面に近い画像までも含まれてしまい、光沢度の上限を考慮した場合には適さないことは明らかである。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、通常の有色トナーを用いた電子写真法において、画像内容の種類別に最適な画質、あるいは画像の内容によらず平均的に好ましい画質、を得るための画像形成方法及び画像形成プログラムを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために本発明は以下のような特徴を有する。
請求項１記載の発明は、複数または単一のトナー層を画像として転写体上に定着する画像形成方法において、定着された層における画像のＲＭＳ表面粗さ（Ｒｑ）を、６０度鏡面光沢度の範囲（最小値をＧｍｉｎ［％］、最大値をＧｍａｘ［％］とする）において、５／Ｇｍａｘ［％］＜Ｒｑ［μｍ］＜５／Ｇｍｉｎ［％］とすることを特徴とする。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の画像形成方法において、定着された画像のＲＭＳ表面粗さ（Ｒｑ）は、少なくとも２００μｍ平方の高さ分布測定領域に対し、２０μｍ平方以下に区分した各小領域で計測した２次元ＲＭＳ表面粗さの相加平均値とすることを特徴とする。
【００１０】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の画像形成方法において、定着された画像のＲＭＳ表面粗さ（Ｒｑ）は、人物が主要な構成要素となる写真画像とする場合に、０．２５μｍ＜Ｒｑとすることを特徴とする。
【００１１】
請求項４記載の発明は、請求項１から３の何れか１項に記載の画像形成方法において、定着された画像のＲＭＳ表面粗さ（Ｒｑ）は、物品が主要な構成要素となる写真画像とする場合に、０．２μｍ＜Ｒｑ＜１μｍとすることを特徴とする。
【００１２】
請求項５記載の発明は、請求項１から４の何れか１項に記載の画像形成方法において、定着された画像のＲＭＳ表面粗さ（Ｒｑ）は、背景色中に文字を含む画像とする場合に、０．２μｍ＜Ｒｑとすることを特徴とする。
【００１３】
請求項６記載の発明は、請求項１から５の何れか１項に記載の画像形成方法において、定着された画像のＲＭＳ表面粗さ（Ｒｑ）は、文字や図を含む文書画像とする場合に、０．２５μｍ＜Ｒｑとすることを特徴とする。
【００１４】
請求項７記載の発明は、請求項１から６の何れか１項に記載の画像形成方法において、定着された画像のＲＭＳ表面粗さ（Ｒｑ）は、画像の種類において違和感を有する画像とする場合に、Ｒｑ＜０．２μｍとすることを特徴とする。
【００１５】
請求項８記載の発明は、請求項１から７の何れか１項に記載の画像形成方法において、定着された画像のＲＭＳ表面粗さ（Ｒｑ）は、画像の種類を２種類以上含む画像とする、または、画像内容の種類に依存しないとする場合に、０．３μｍ＜Ｒｑ＜１μｍとすることを特徴とする。
【００１６】
請求項９記載の発明は、複数または単一のトナー層を画像として転写体上に定着する画像形成装置において実行させる画像形成プログラムであって、画像形成装置において、定着された層における画像のＲＭＳ表面粗さ（Ｒｑ）を、６０度鏡面光沢度の範囲（最小値をＧｍｉｎ［％］、最大値をＧｍａｘ［％］とする）において、５／Ｇｍａｘ［％］＜Ｒｑ［μｍ］＜５／Ｇｍｉｎ［％］とする処理を実行させることを特徴とする。
【００１７】
請求項１０記載の発明は、請求項９記載の画像形成プログラムにおいて、定着された画像のＲＭＳ表面粗さ（Ｒｑ）は、少なくとも２００μｍ平方の高さ分布測定領域に対し、２０μｍ平方以下に区分した各小領域で計測した２次元ＲＭＳ表面粗さの相加平均値とする処理を画像形成装置において実行させることを特徴とする。
【００１８】
請求項１１記載の発明は、請求項９または１０記載の画像形成プログラムにおいて、定着された画像のＲＭＳ表面粗さ（Ｒｑ）は、人物が主要な構成要素となる写真画像とする場合に、０．２５μｍ＜Ｒｑとする処理を画像形成装置において実行させることを特徴とする。
【００１９】
請求項１２記載の発明は、請求項９から１１の何れか１項に記載の画像形成プログラムにおいて、定着された画像のＲＭＳ表面粗さ（Ｒｑ）は、物品が主要な構成要素となる写真画像とする場合に、０．２μｍ＜Ｒｑ＜１μｍとする処理を画像形成装置において実行させることを特徴とする。
【００２０】
請求項１３記載の発明は、請求項９から１２の何れか１項に記載の画像形成プログラムにおいて、定着された画像のＲＭＳ表面粗さ（Ｒｑ）は、背景色中に文字を含む画像とする場合に、０．２μｍ＜Ｒｑとする処理を画像形成装置において実行させることを特徴とする。
【００２１】
請求項１４記載の発明は、請求項９から１３の何れか１項に記載の画像形成プログラムにおいて、定着された画像のＲＭＳ表面粗さ（Ｒｑ）は、文字や図を含む文書画像とする場合に、０．２５μｍ＜Ｒｑとする処理を画像形成装置において実行させることを特徴とする。
【００２２】
請求項１５記載の発明は、請求項９から１４の何れか１項に記載の画像形成プログラムにおいて、定着された画像のＲＭＳ表面粗さ（Ｒｑ）は、画像の種類において違和感を有する画像とする場合に、Ｒｑ＜０．２μｍとする処理を画像形成装置において実行させることを特徴とする。
【００２３】
請求項１６記載の発明は、請求項９から１５の何れか１項に記載の画像形成プログラムにおいて、定着された画像のＲＭＳ表面粗さ（Ｒｑ）は、画像の種類を２種類以上含む画像とする、または、画像内容の種類に依存しないとする場合に、０．３μｍ＜Ｒｑ＜１μｍとする処理を画像形成装置において実行させることを特徴とする。
【００２４】
【発明の実施の形態】
（本発明の概要）
まず、本発明の概要について説明する。
本発明にかかる画像形成方法は、画像の種類に応じて好ましい光沢度範囲となるように、表面粗さの範囲を設定する。すなわち、複数または単一のトナー層を画像として転写体上に定着する画像形成方法において、定着された層におけるＲＭＳ（Ｒｏｏｔ・Ｍｅａｎ・Ｓｑｕａｒｅ）表面粗さ（Ｒｑ）を、６０度光沢度の範囲（最小値Ｇｍｉｎ［％］、最大値Ｇｍａｘ［％］）において、
５／Ｇｍａｘ［％］＜Ｒｑ［μｍ］＜５／Ｇｍｉｎ［％］・・・（式１）
とする。
【００２５】
以下、添付図面を参照しながら本発明にかかる実施の形態について詳細に説明する。
まず、本発明に適用されるＲＭＳ表面粗さＲｑの測定条件について説明する。まず、機種（トナー）、出力条件、紙種を様々変えて光沢を変えた（２％〜８０％）、ブラック単色またはプロセスブラックのベタ画像サンプルを作製し、鏡面光沢度計ＧＭ−２６Ｄ（村上色彩社製）を使用して６０度鏡面光沢度を測定する。次に、該作製した各画像サンプルを、超深度形状測定顕微鏡（Ｋｅｙｅｎｃｅ社製）を用いて、０．０１μｍの高さ分解能で、３００μｍ×２２０μｍの領域における３次元構造を測定する。
【００２６】
図１〜図４は、上記測定した高さ分布データを、等高線で表示した図の例である。なお、等高線の間隔は０．５μｍである。等高線の密集度合いは起伏の度合いを表し、例えば図１の光沢度５％のサンプルでは、他のサンプルよりも起伏が激しいことが読み取れる。図２〜図４では、等高線が同心円的に密集している個所が見られるが、それらは窪み（凹面）となっており、光沢度が高くなるに従い数が減少し、表面が滑らかになる傾向がある。
なお、図１〜図４に記した数値は高さデータを測定したポイントを含むように測定した６０度鏡面光沢度である。
高さ分布のデータサイズは１，０２４×７６８で、分解能（ピッチ）は約０．３μｍである。次に、図５に示すように、高さ分布データを３２×２４個の正方形ブロックに等分割（サイズ３２×３２（９．６μｍ□相当））して、ブロック毎に２次元ＲＭＳ表面粗さ（高さの標準偏差）を算出してＲｑ（ｉ，ｊ）を得て、その相加平均値を（式２）に示す。なお□は、一辺が９．６μｍ×９．６μｍの分割ブロックを示す。
【００２７】
【数１】
【００２８】
本発明は、上記（式２）をＲＭＳ表面粗さ（Ｒｑ）とする。なお、この測定条件はＪＩＳやＩＳＯで規定されている測定条件とは異なる。さらに、各ブロックのＲＭＳ表面粗さにはばらつきがあるので、分割後のブロック数が多いほど平均値の精度がよくなることを考慮する。さらに、長周期のうねりを除去することも考慮する。また、分割ブロックのサイズは、２０μｍ以下であることが望ましく、さらには、１０μｍ以下であることが望ましい。以上述べたＲＭＳ表面粗さ（Ｒｑ）の測定条件を本発明において適用する。
【００２９】
図６は、各画像サンプルのＲＭＳ表面粗さと、６０度鏡面光沢度と、の関係を示すグラフである。べき乗に回帰させた（両対数目盛上で直線）結果、べき指数は−０．９９、比例係数は約５．１となり、結局、ＲＭＳ表面粗さ（Ｒｑ）との関係は概算で、
Ｇｓ［％］＝５／Ｒｑ［μｍ］・・・（式３）
となり、表面粗さと６０度鏡面光沢度とを結びつける関係式となる。
【００３０】
ＲＭＳ表面粗さ（Ｒｑ）の代わりに、高さ分布から算術平均粗さ（Ｒａ）を算出した場合、
Ｒａ＝ｒｏｏｔ（２／π）Ｒｑ・・・（式４）
という比例関係が導かれる（但し、高さ分布がガウス分布であるとする）。ｒｏｏｔ（２／π）を約０．８として（式４）のＲｑを（式３）に代入することで、
Ｇｓ［％］＝４／Ｒａ・・・（式５）
が得られる。電子写真画像において高さ分布は、ほぼガウス分布となるため算術平均粗さ（Ｒａ）を使用してもよい。なお、ｒｏｏｔは平方根を示す。
【００３１】
ここで、好ましい画像の範囲：最小光沢度（Ｇｍｉｎ）および最大光沢度（Ｇｍａｘ）を指定すれば、対応するＲＭＳ表面粗さ（Ｒｑ）の範囲は、
５／Ｇｍａｘ［％］＜Ｒｑ［μｍ］＜５／Ｇｍｉｎ［％］・・・（式６）
または、表面平均粗さ（Ｒａ）の場合には、
４／Ｇｍａｘ［％］＜Ｒａ［μｍ］＜４／Ｇｍｉｎ［％］・・・（式７）
となる。
【００３２】
従って、特許文献１の特開平９−１９７８５８号公報において主張する０．０＜Ｒａ［μｍ］＜１．５は、（式５）または（式６）から６０度鏡面光沢度に換算すると、２．７＜Ｇｓ［％］＜∞となって、ほぼ全範囲の光沢度に該当することになり、好ましい光沢を発現させるための条件ではないことがわかる。
【００３３】
（実施例）
次に、本発明にかかる実施例について表１を参照しながら詳細に説明する。
【００３４】
【表１】
【００３５】
表１は、リコー製カラー複写機を使用し、出力条件として実験的に定着温度を変えることで光沢度を６水準変化させて作製した４種類の画像サンプルに対し、特に光沢に起因する画質の好ましさや見やすさを順位付けする官能評価を行い、各光沢度の順位の平均を求めた結果から、良い○、普通△、悪い×の３水準にランクづけしたものである。官能評価は画像技術の専門家と非専門家をそれぞれ半数づつ含む２２名に対して行われた。光沢度は定着温度を決定するために出力した赤のベタ画像を、村上色彩社製鏡面光沢度計ＧＭ−２６Ｄを使用して６０度鏡面光沢度を測定した値である。以上の結果から、画像の種類別に好ましい光沢度の範囲を判断し、そのときの画像のＲＭＳ表面粗さを（式５）により決定した。
【００３６】
画像の種類は以下の４種類とする。
画像タイプ１：主に人物が主要な構成要素となる写真画像。
画像タイプ２：カタログなどに含まれる静物や物品が主要な構成要素となる写真画像。
画像タイプ３：背景色中に文字を含むような、地図、ポスター、イラストなどの画像。
画像タイプ４：文字や図を含むようなビジネス文書や技術報告書などの文書画像。
【００３７】
画像表面の高さ分布データからＲＭＳ表面粗さ（Ｒｑ）を算出する際には、２箇所以上表面形状を測定してＲＭＳ表面粗さを求めて平均化することで、構造上の微視的あるいは巨視的なムラに起因する測定ばらつきを低減することができる。
【００３８】
（１）画像タイプ１に対しては、Ｇｓ＜２０％が好まれ、画像表面のＲＭＳ表面粗さ（Ｒｑ）は、０．２５μｍ＜Ｒｑであることが望ましい（Ｇｓは６０度鏡面光沢度）。また光沢度は、Ｇｓ＜５％が最も好まれるので、画像表面のＲＭＳ表面粗さは、１μｍ＜Ｒｑであればさらに望ましい。
【００３９】
（２）画像タイプ２に対しては、５％＜Ｇｓ＜２５％が好まれ、画像表面のＲＭＳ表面粗さは、０．２５μｍ＜Ｒｑ＜１μｍであることが望ましい。また光沢度は、１０％＜Ｇｓ＜２０％が最も好まれるので、画像のＲＭＳ表面粗さは、０．２５［μｍ］＜Ｒｑ＜０．５μｍであればさらに望ましい。
【００４０】
（３）画像タイプ３に対しては、Ｇｓ＜２０％が好まれ、画像表面のＲＭＳ表面粗さは、０．２μｍ＜Ｒｑであることが望ましい。また光沢度は、Ｇｓ＜５％が最も好まれるので、画像表面のＲＭＳ表面粗さは、１μｍ＜Ｒｑであればさらに望ましい。
【００４１】
（４）画像タイプ４に対しては、Ｇｓ＜２０％が好まれ、画像表面のＲＭＳ表面粗さは、０．２５μｍ＜Ｒｑであることが望ましい。また、光沢度はＧｓ＜１０％が最も好まれるので、画像表面のＲＭＳ表面粗さは、０．５μｍ＜Ｒｑであればさらに望ましい。
【００４２】
（５）タイプ１からタイプ４までの画像、特にタイプ３またはタイプ４の画像に属し違和感のある画質とする必要がある場合は、光沢度が２０％より大きい場合には好ましくないので、光沢度は２５％＜Ｇｓが適当であるとして、画像表面のＲＭＳ表面粗さ（Ｒｑ）は、Ｒｑ＜０．２μｍであることが望ましい。また、３０％＜Ｇｓであれば完全に違和感があるのでＲｑ＜１．７μｍであることがさらに望ましい。
【００４３】
従って、違和感のある光沢度とすることで明らかに実物とは異なるように見せかけ、誤使用を未然に防ぐ必要がある内容の画像に適用できる。なお、適用される画像としては、例えば証書や届け出書類の見本印刷、逆に違和感を持たせることで積極的に注目されることを狙う画像等が挙げられる。
【００４４】
（６）通常の画像一般に対し光沢度は総合的に、５％＜Ｇｓ＜１５％が好まれると判断されるので、画像表面のＲＭＳ表面粗さは、０．３μｍ＜Ｒｑ＜１μｍであることが望ましい。
【００４５】
画像形成装置としては、標準状態として上記（６）のケースでの最適条件の中央値として定着温度を１６５℃として、その他のケースの場合には、表１に○で示した最適条件の中央値に対応した定着温度に切り替えて画像を出力すればよい。すなわち、
（１）画像タイプ１ ：１４０℃
（２）画像タイプ２ ：１６０℃
（３）画像タイプ３ ：１４０℃
（４）画像タイプ４ ：１５５℃
（５）違和感のある画質：１８５℃（以上）
（６）標準状態 ：１６５℃
【００４６】
なお、温度設定は、紙幣等の偽造が禁じられた画像であるかを画像形成装置が自動認識して出力を強制的に中止または色を完全に変化させるなどの従来技術による不正コピー防止手段が設けられている上で、通常の画像に対しては、アプリケーションソフトやドライバソフトにおけるプリンタ出力設定メニュー、または画像形成装置本体の出力条件設定メニューで、ユーザに指定画像タイプ指定させるか、画像の種類を判別する手段を設けて自動的に画像タイプを特定して、定着温度を変更すればよい。画像に違和感を付与する場合には、手動以外にもあらかじめ設定された条件の画像を認識する手段を設けることにより、手動による設定に関係なく定着温度を強制的に変更する。
【００４７】
また、定着温度制御による方法以外にも、トナーと接触する側の表面粗さの異なる定着ローラを複数備えておき、画像タイプに応じて切り替えるか、加圧ローラの圧力を画像タイプに応じて制御するようにしてもよい。
【００４８】
また、上述した機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを画像形成装置に供給し、その画像形成装置がプログラムコードを読み出して実行することも可能である。
【００４９】
なお、上述する実施の形態は、本発明の好適な実施の形態であり本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変更実施が可能である。
【００５０】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように本発明は以下のような効果を奏する。
定着温度などを画像タイプに応じて切り替え画像構造を制御することで、好ましい画質を得ることができるようになる。また、本発明により光沢度の範囲に対応した画像の表面粗さの範囲がわかるので、定着ローラの表面粗さ、定着温度や定着圧力、トナーの成分などのプロセス条件を決定するための目標仕様ないしは目安として利用することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】画像表面の高さ分布データを示す第１の図（光沢度（ＧＳ（６０°）＝５％）である。
【図２】画像表面の高さ分布データを示す第２の図（光沢度（ＧＳ（６０°）＝１１％）である。
【図３】画像表面の高さ分布データを示す第３の図（光沢度（ＧＳ（６０°）＝２３％）である。
【図４】画像表面の高さ分布データを示す第４の図（光沢度（ＧＳ（６０°）＝３０％）である。
【図５】本発明にかかるＲＭＳ表面粗さ測定方法を示す模式図である。
【図６】本発明にかかる画像表面のＲＭＳ表面粗さ（Ｒｑ）と６０度鏡面光沢度の関係とを示す両対数目盛のグラフ図である（およびベキ乗依存性を仮定した回帰式と寄与率）。
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機やプリンタ等に用いられ、電子写真法、静電記録法によって、モノクロ画像またはフルカラー画像を形成する際の最適な条件を決定するための画像形成方法及び画像形成プログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、画像の光沢度は定着後の画像表面の３次元構造に依存するので、表面粗さの定着条件の目標値を設定し、表面粗さを制御する画像形成方法がいくつか提案されている。
例えば、比較的高い光沢度が望まれるという仮定のもとで、透明トナーを用いて定着された画像面の表面平均粗さ（Ｒａ）を０＜Ｒａ＜１．５μｍとすることで、好ましい画質が得られるとしている技術がある（特許文献１、特許文献２、特許文献３）。
【０００３】
また、フルカラー定着画像の標準定着温度−１０〜＋１０℃の範囲で定着した時の定着画像の光沢度が１０〜４０％、表面粗さＲｚを１０μｍより小さくするフルカラートナー定着方式を用いることにより、オフセット発生までの余裕度の十分ある安定した中光沢の鮮明なフルカラー画像が得られるとしている技術がある（特許文献４）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−１９７８５８号公報
【特許文献２】
特開２００１−３０５８１６号公報
【特許文献３】
特開２００１−３１２１６６号公報
【特許文献４】
特開平１１―２１９０５７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら雑誌・書籍などの印刷物においては、高い光沢度は高級感をもたらすという意味で好まれることがあるが、電子写真法による複写機やプリンタにより出力される画像においては、必ずしも高い光沢度が好まれると限らないことが明らかになり、光沢を抑制する電子写真方法が提案されるようになった。
【０００６】
実際、カラー複写機は、会議用プレゼンテーションなどで使用するような文字と図が混在したドキュメントを出力することが多く、文字の判読性から低光沢度が望まれる。また、上記従来技術で主張する表面平均粗さ（Ｒａ）の範囲は下限が０であることから、限りなく鏡面に近い画像までも含まれてしまい、光沢度の上限を考慮した場合には適さないことは明らかである。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、通常の有色トナーを用いた電子写真法において、画像内容の種類別に最適な画質、あるいは画像の内容によらず平均的に好ましい画質、を得るための画像形成方法及び画像形成プログラムを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために本発明は以下のような特徴を有する。
請求項１記載の発明は、複数または単一のトナー層を画像として転写体上に定着する画像形成方法において、定着された層における画像のＲＭＳ表面粗さ（Ｒｑ）を、６０度鏡面光沢度の範囲（最小値をＧｍｉｎ［％］、最大値をＧｍａｘ［％］とする）において、５／Ｇｍａｘ［％］＜Ｒｑ［μｍ］＜５／Ｇｍｉｎ［％］とすることを特徴とする。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の画像形成方法において、定着された画像のＲＭＳ表面粗さ（Ｒｑ）は、少なくとも２００μｍ平方の高さ分布測定領域に対し、２０μｍ平方以下に区分した各小領域で計測した２次元ＲＭＳ表面粗さの相加平均値とすることを特徴とする。
【００１０】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の画像形成方法において、定着された画像のＲＭＳ表面粗さ（Ｒｑ）は、人物が主要な構成要素となる写真画像とする場合に、０．２５μｍ＜Ｒｑとすることを特徴とする。
【００１１】
請求項４記載の発明は、請求項１から３の何れか１項に記載の画像形成方法において、定着された画像のＲＭＳ表面粗さ（Ｒｑ）は、物品が主要な構成要素となる写真画像とする場合に、０．２μｍ＜Ｒｑ＜１μｍとすることを特徴とする。
【００１２】
請求項５記載の発明は、請求項１から４の何れか１項に記載の画像形成方法において、定着された画像のＲＭＳ表面粗さ（Ｒｑ）は、背景色中に文字を含む画像とする場合に、０．２μｍ＜Ｒｑとすることを特徴とする。
【００１３】
請求項６記載の発明は、請求項１から５の何れか１項に記載の画像形成方法において、定着された画像のＲＭＳ表面粗さ（Ｒｑ）は、文字や図を含む文書画像とする場合に、０．２５μｍ＜Ｒｑとすることを特徴とする。
【００１４】
請求項７記載の発明は、請求項１から６の何れか１項に記載の画像形成方法において、定着された画像のＲＭＳ表面粗さ（Ｒｑ）は、画像の種類において違和感を有する画像とする場合に、Ｒｑ＜０．２μｍとすることを特徴とする。
【００１５】
請求項８記載の発明は、請求項１から７の何れか１項に記載の画像形成方法において、定着された画像のＲＭＳ表面粗さ（Ｒｑ）は、画像の種類を２種類以上含む画像とする、または、画像内容の種類に依存しないとする場合に、０．３μｍ＜Ｒｑ＜１μｍとすることを特徴とする。
【００１６】
請求項９記載の発明は、複数または単一のトナー層を画像として転写体上に定着する画像形成装置において実行させる画像形成プログラムであって、画像形成装置において、定着された層における画像のＲＭＳ表面粗さ（Ｒｑ）を、６０度鏡面光沢度の範囲（最小値をＧｍｉｎ［％］、最大値をＧｍａｘ［％］とする）において、５／Ｇｍａｘ［％］＜Ｒｑ［μｍ］＜５／Ｇｍｉｎ［％］とする処理を実行させることを特徴とする。
【００１７】
請求項１０記載の発明は、請求項９記載の画像形成プログラムにおいて、定着された画像のＲＭＳ表面粗さ（Ｒｑ）は、少なくとも２００μｍ平方の高さ分布測定領域に対し、２０μｍ平方以下に区分した各小領域で計測した２次元ＲＭＳ表面粗さの相加平均値とする処理を画像形成装置において実行させることを特徴とする。
【００１８】
請求項１１記載の発明は、請求項９または１０記載の画像形成プログラムにおいて、定着された画像のＲＭＳ表面粗さ（Ｒｑ）は、人物が主要な構成要素となる写真画像とする場合に、０．２５μｍ＜Ｒｑとする処理を画像形成装置において実行させることを特徴とする。
【００１９】
請求項１２記載の発明は、請求項９から１１の何れか１項に記載の画像形成プログラムにおいて、定着された画像のＲＭＳ表面粗さ（Ｒｑ）は、物品が主要な構成要素となる写真画像とする場合に、０．２μｍ＜Ｒｑ＜１μｍとする処理を画像形成装置において実行させることを特徴とする。
【００２０】
請求項１３記載の発明は、請求項９から１２の何れか１項に記載の画像形成プログラムにおいて、定着された画像のＲＭＳ表面粗さ（Ｒｑ）は、背景色中に文字を含む画像とする場合に、０．２μｍ＜Ｒｑとする処理を画像形成装置において実行させることを特徴とする。
【００２１】
請求項１４記載の発明は、請求項９から１３の何れか１項に記載の画像形成プログラムにおいて、定着された画像のＲＭＳ表面粗さ（Ｒｑ）は、文字や図を含む文書画像とする場合に、０．２５μｍ＜Ｒｑとする処理を画像形成装置において実行させることを特徴とする。
【００２２】
請求項１５記載の発明は、請求項９から１４の何れか１項に記載の画像形成プログラムにおいて、定着された画像のＲＭＳ表面粗さ（Ｒｑ）は、画像の種類において違和感を有する画像とする場合に、Ｒｑ＜０．２μｍとする処理を画像形成装置において実行させることを特徴とする。
【００２３】
請求項１６記載の発明は、請求項９から１５の何れか１項に記載の画像形成プログラムにおいて、定着された画像のＲＭＳ表面粗さ（Ｒｑ）は、画像の種類を２種類以上含む画像とする、または、画像内容の種類に依存しないとする場合に、０．３μｍ＜Ｒｑ＜１μｍとする処理を画像形成装置において実行させることを特徴とする。
【００２４】
【発明の実施の形態】
（本発明の概要）
まず、本発明の概要について説明する。
本発明にかかる画像形成方法は、画像の種類に応じて好ましい光沢度範囲となるように、表面粗さの範囲を設定する。すなわち、複数または単一のトナー層を画像として転写体上に定着する画像形成方法において、定着された層におけるＲＭＳ（Ｒｏｏｔ・Ｍｅａｎ・Ｓｑｕａｒｅ）表面粗さ（Ｒｑ）を、６０度光沢度の範囲（最小値Ｇｍｉｎ［％］、最大値Ｇｍａｘ［％］）において、
５／Ｇｍａｘ［％］＜Ｒｑ［μｍ］＜５／Ｇｍｉｎ［％］・・・（式１）
とする。
【００２５】
以下、添付図面を参照しながら本発明にかかる実施の形態について詳細に説明する。
まず、本発明に適用されるＲＭＳ表面粗さＲｑの測定条件について説明する。まず、機種（トナー）、出力条件、紙種を様々変えて光沢を変えた（２％〜８０％）、ブラック単色またはプロセスブラックのベタ画像サンプルを作製し、鏡面光沢度計ＧＭ−２６Ｄ（村上色彩社製）を使用して６０度鏡面光沢度を測定する。次に、該作製した各画像サンプルを、超深度形状測定顕微鏡（Ｋｅｙｅｎｃｅ社製）を用いて、０．０１μｍの高さ分解能で、３００μｍ×２２０μｍの領域における３次元構造を測定する。
【００２６】
図１〜図４は、上記測定した高さ分布データを、等高線で表示した図の例である。なお、等高線の間隔は０．５μｍである。等高線の密集度合いは起伏の度合いを表し、例えば図１の光沢度５％のサンプルでは、他のサンプルよりも起伏が激しいことが読み取れる。図２〜図４では、等高線が同心円的に密集している個所が見られるが、それらは窪み（凹面）となっており、光沢度が高くなるに従い数が減少し、表面が滑らかになる傾向がある。
なお、図１〜図４に記した数値は高さデータを測定したポイントを含むように測定した６０度鏡面光沢度である。
高さ分布のデータサイズは１，０２４×７６８で、分解能（ピッチ）は約０．３μｍである。次に、図５に示すように、高さ分布データを３２×２４個の正方形ブロックに等分割（サイズ３２×３２（９．６μｍ□相当））して、ブロック毎に２次元ＲＭＳ表面粗さ（高さの標準偏差）を算出してＲｑ（ｉ，ｊ）を得て、その相加平均値を（式２）に示す。なお□は、一辺が９．６μｍ×９．６μｍの分割ブロックを示す。
【００２７】
【数１】
本発明は、上記（式２）をＲＭＳ表面粗さ（Ｒｑ）とする。なお、この測定条件はＪＩＳやＩＳＯで規定されている測定条件とは異なる。さらに、各ブロックのＲＭＳ表面粗さにはばらつきがあるので、分割後のブロック数が多いほど平均値の精度がよくなることを考慮する。さらに、長周期のうねりを除去することも考慮する。また、分割ブロックのサイズは、２０μｍ以下であることが望ましく、さらには、１０μｍ以下であることが望ましい。以上述べたＲＭＳ表面粗さ（Ｒｑ）の測定条件を本発明において適用する。
【００２９】
図６は、各画像サンプルのＲＭＳ表面粗さと、６０度鏡面光沢度と、の関係を示すグラフである。べき乗に回帰させた（両対数目盛上で直線）結果、べき指数は−０．９９、比例係数は約５．１となり、結局、ＲＭＳ表面粗さ（Ｒｑ）との関係は概算で、
Ｇｓ［％］＝５／Ｒｑ［μｍ］・・・（式３）
となり、表面粗さと６０度鏡面光沢度とを結びつける関係式となる。
【００３０】
ＲＭＳ表面粗さ（Ｒｑ）の代わりに、高さ分布から算術平均粗さ（Ｒａ）を算出した場合、
Ｒａ＝ｒｏｏｔ（２／π）Ｒｑ・・・（式４）
という比例関係が導かれる（但し、高さ分布がガウス分布であるとする）。ｒｏｏｔ（２／π）を約０．８として（式４）のＲｑを（式３）に代入することで、
Ｇｓ［％］＝４／Ｒａ・・・（式５）
が得られる。電子写真画像において高さ分布は、ほぼガウス分布となるため算術平均粗さ（Ｒａ）を使用してもよい。なお、ｒｏｏｔは平方根を示す。
【００３１】
ここで、好ましい画像の範囲：最小光沢度（Ｇｍｉｎ）および最大光沢度（Ｇｍａｘ）を指定すれば、対応するＲＭＳ表面粗さ（Ｒｑ）の範囲は、
５／Ｇｍａｘ［％］＜Ｒｑ［μｍ］＜５／Ｇｍｉｎ［％］・・・（式６）
または、表面平均粗さ（Ｒａ）の場合には、
４／Ｇｍａｘ［％］＜Ｒａ［μｍ］＜４／Ｇｍｉｎ［％］・・・（式７）
となる。
【００３２】
従って、特許文献１の特開平９−１９７８５８号公報において主張する０．０＜Ｒａ［μｍ］＜１．５は、（式５）または（式６）から６０度鏡面光沢度に換算すると、２．７＜Ｇｓ［％］＜∞となって、ほぼ全範囲の光沢度に該当することになり、好ましい光沢を発現させるための条件ではないことがわかる。
【００３３】
（実施例）
次に、本発明にかかる実施例について表１を参照しながら詳細に説明する。
【００３４】
【表１】
表１は、リコー製カラー複写機を使用し、出力条件として実験的に定着温度を変えることで光沢度を６水準変化させて作製した４種類の画像サンプルに対し、特に光沢に起因する画質の好ましさや見やすさを順位付けする官能評価を行い、各光沢度の順位の平均を求めた結果から、良い○、普通△、悪い×の３水準にランクづけしたものである。官能評価は画像技術の専門家と非専門家をそれぞれ半数づつ含む２２名に対して行われた。光沢度は定着温度を決定するために出力した赤のベタ画像を、村上色彩社製鏡面光沢度計ＧＭ−２６Ｄを使用して６０度鏡面光沢度を測定した値である。以上の結果から、画像の種類別に好ましい光沢度の範囲を判断し、そのときの画像のＲＭＳ表面粗さを（式５）により決定した。
【００３６】
画像の種類は以下の４種類とする。
画像タイプ１：主に人物が主要な構成要素となる写真画像。
画像タイプ２：カタログなどに含まれる静物や物品が主要な構成要素となる写真画像。
画像タイプ３：背景色中に文字を含むような、地図、ポスター、イラストなどの画像。
画像タイプ４：文字や図を含むようなビジネス文書や技術報告書などの文書画像。
【００３７】
画像表面の高さ分布データからＲＭＳ表面粗さ（Ｒｑ）を算出する際には、２箇所以上表面形状を測定してＲＭＳ表面粗さを求めて平均化することで、構造上の微視的あるいは巨視的なムラに起因する測定ばらつきを低減することができる。
【００３８】
（１）画像タイプ１に対しては、Ｇｓ＜２０％が好まれ、画像表面のＲＭＳ表面粗さ（Ｒｑ）は、０．２５μｍ＜Ｒｑであることが望ましい（Ｇｓは６０度鏡面光沢度）。また光沢度は、Ｇｓ＜５％が最も好まれるので、画像表面のＲＭＳ表面粗さは、１μｍ＜Ｒｑであればさらに望ましい。
【００３９】
（２）画像タイプ２に対しては、５％＜Ｇｓ＜２５％が好まれ、画像表面のＲＭＳ表面粗さは、０．２５μｍ＜Ｒｑ＜１μｍであることが望ましい。また光沢度は、１０％＜Ｇｓ＜２０％が最も好まれるので、画像のＲＭＳ表面粗さは、０．２５［μｍ］＜Ｒｑ＜０．５μｍであればさらに望ましい。
【００４０】
（３）画像タイプ３に対しては、Ｇｓ＜２０％が好まれ、画像表面のＲＭＳ表面粗さは、０．２μｍ＜Ｒｑであることが望ましい。また光沢度は、Ｇｓ＜５％が最も好まれるので、画像表面のＲＭＳ表面粗さは、１μｍ＜Ｒｑであればさらに望ましい。
【００４１】
（４）画像タイプ４に対しては、Ｇｓ＜２０％が好まれ、画像表面のＲＭＳ表面粗さは、０．２５μｍ＜Ｒｑであることが望ましい。また、光沢度はＧｓ＜１０％が最も好まれるので、画像表面のＲＭＳ表面粗さは、０．５μｍ＜Ｒｑであればさらに望ましい。
【００４２】
（５）タイプ１からタイプ４までの画像、特にタイプ３またはタイプ４の画像に属し違和感のある画質とする必要がある場合は、光沢度が２０％より大きい場合には好ましくないので、光沢度は２５％＜Ｇｓが適当であるとして、画像表面のＲＭＳ表面粗さ（Ｒｑ）は、Ｒｑ＜０．２μｍであることが望ましい。また、３０％＜Ｇｓであれば完全に違和感があるのでＲｑ＜１．７μｍであることがさらに望ましい。
【００４３】
従って、違和感のある光沢度とすることで明らかに実物とは異なるように見せかけ、誤使用を未然に防ぐ必要がある内容の画像に適用できる。なお、適用される画像としては、例えば証書や届け出書類の見本印刷、逆に違和感を持たせることで積極的に注目されることを狙う画像等が挙げられる。
【００４４】
（６）通常の画像一般に対し光沢度は総合的に、５％＜Ｇｓ＜１５％が好まれると判断されるので、画像表面のＲＭＳ表面粗さは、０．３μｍ＜Ｒｑ＜１μｍであることが望ましい。
【００４５】
画像形成装置としては、標準状態として上記（６）のケースでの最適条件の中央値として定着温度を１６５℃として、その他のケースの場合には、表１に○で示した最適条件の中央値に対応した定着温度に切り替えて画像を出力すればよい。すなわち、
（１）画像タイプ１ ：１４０℃
（２）画像タイプ２ ：１６０℃
（３）画像タイプ３ ：１４０℃
（４）画像タイプ４ ：１５５℃
（５）違和感のある画質：１８５℃（以上）
（６）標準状態 ：１６５℃
【００４６】
なお、温度設定は、紙幣等の偽造が禁じられた画像であるかを画像形成装置が自動認識して出力を強制的に中止または色を完全に変化させるなどの従来技術による不正コピー防止手段が設けられている上で、通常の画像に対しては、アプリケーションソフトやドライバソフトにおけるプリンタ出力設定メニュー、または画像形成装置本体の出力条件設定メニューで、ユーザに指定画像タイプ指定させるか、画像の種類を判別する手段を設けて自動的に画像タイプを特定して、定着温度を変更すればよい。画像に違和感を付与する場合には、手動以外にもあらかじめ設定された条件の画像を認識する手段を設けることにより、手動による設定に関係なく定着温度を強制的に変更する。
【００４７】
また、定着温度制御による方法以外にも、トナーと接触する側の表面粗さの異なる定着ローラを複数備えておき、画像タイプに応じて切り替えるか、加圧ローラの圧力を画像タイプに応じて制御するようにしてもよい。
【００４８】
また、上述した機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを画像形成装置に供給し、その画像形成装置がプログラムコードを読み出して実行することも可能である。
【００４９】
なお、上述する実施の形態は、本発明の好適な実施の形態であり本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変更実施が可能である。
【００５０】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように本発明は以下のような効果を奏する。
定着温度などを画像タイプに応じて切り替え画像構造を制御することで、好ましい画質を得ることができるようになる。また、本発明により光沢度の範囲に対応した画像の表面粗さの範囲がわかるので、定着ローラの表面粗さ、定着温度や定着圧力、トナーの成分などのプロセス条件を決定するための目標仕様ないしは目安として利用することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】画像表面の高さ分布データを示す第１の図（光沢度（ＧＳ（６０°）＝５％）である。
【図２】画像表面の高さ分布データを示す第２の図（光沢度（ＧＳ（６０°）＝１１％）である。
【図３】画像表面の高さ分布データを示す第３の図（光沢度（ＧＳ（６０°）＝２３％）である。
【図４】画像表面の高さ分布データを示す第４の図（光沢度（ＧＳ（６０°）＝３０％）である。
【図５】本発明にかかるＲＭＳ表面粗さ測定方法を示す模式図である。
【図６】本発明にかかる画像表面のＲＭＳ表面粗さ（Ｒｑ）と６０度鏡面光沢度の関係とを示す両対数目盛のグラフ図である（およびベキ乗依存性を仮定した回帰式と寄与率）。
Claims (16)
- 複数または単一のトナー層を画像として転写体上に定着する画像形成方法において、
定着された層における画像のＲＭＳ表面粗さ（Ｒｑ）を、６０度鏡面光沢度の範囲（最小値をＧｍｉｎ［％］、最大値をＧｍａｘ［％］とする）において、５／Ｇｍａｘ［％］＜Ｒｑ［μｍ］＜５／Ｇｍｉｎ［％］とすることを特徴とする画像形成方法。 - 前記定着された画像のＲＭＳ表面粗さ（Ｒｑ）は、
少なくとも２００μｍ平方の高さ分布測定領域に対し、２０μｍ平方以下に区分した各小領域で計測した２次元ＲＭＳ表面粗さの相加平均値とすることを特徴とする請求項１記載の画像形成方法。 - 前記定着された画像のＲＭＳ表面粗さ（Ｒｑ）は、
人物が主要な構成要素となる写真画像とする場合に、０．２５μｍ＜Ｒｑとすることを特徴とする請求項１または２記載の画像形成方法。 - 前記定着された画像のＲＭＳ表面粗さ（Ｒｑ）は、
物品が主要な構成要素となる写真画像とする場合に、０．２μｍ＜Ｒｑ＜１μｍとすることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の画像形成方法。 - 前記定着された画像のＲＭＳ表面粗さ（Ｒｑ）は、
背景色中に文字を含む画像とする場合に、０．２μｍ＜Ｒｑとすることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の画像形成方法。 - 前記定着された画像のＲＭＳ表面粗さ（Ｒｑ）は、
文字や図を含む文書画像とする場合に、０．２５μｍ＜Ｒｑとすることを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の画像形成方法。 - 前記定着された画像のＲＭＳ表面粗さ（Ｒｑ）は、
画像の種類において違和感を有する画像とする場合に、Ｒｑ＜０．２μｍとすることを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載の画像形成方法。 - 前記定着された画像のＲＭＳ表面粗さ（Ｒｑ）は、
画像の種類を２種類以上含む画像とする、または、画像内容の種類に依存しないとする場合に、０．３μｍ＜Ｒｑ＜１μｍとすることを特徴とする請求項１から７の何れか１項に記載の画像形成方法。 - 複数または単一のトナー層を画像として転写体上に定着する画像形成装置において実行させる画像形成プログラムであって、
前記画像形成装置において、
定着された層における画像のＲＭＳ表面粗さ（Ｒｑ）を、６０度鏡面光沢度の範囲（最小値をＧｍｉｎ［％］、最大値をＧｍａｘ［％］とする）において、５／Ｇｍａｘ［％］＜Ｒｑ［μｍ］＜５／Ｇｍｉｎ［％］とする処理を実行させることを特徴とする画像形成プログラム。 - 前記定着された画像のＲＭＳ表面粗さ（Ｒｑ）は、
少なくとも２００μｍ平方の高さ分布測定領域に対し、２０μｍ平方以下に区分した各小領域で計測した２次元ＲＭＳ表面粗さの相加平均値とする処理を前記画像形成装置において実行させることを特徴とする請求項９記載の画像形成プログラム。 - 前記定着された画像のＲＭＳ表面粗さ（Ｒｑ）は、
人物が主要な構成要素となる写真画像とする場合に、０．２５μｍ＜Ｒｑとする処理を前記画像形成装置において実行させることを特徴とする請求項９または１０記載の画像形成プログラム。 - 前記定着された画像のＲＭＳ表面粗さ（Ｒｑ）は、
物品が主要な構成要素となる写真画像とする場合に、０．２μｍ＜Ｒｑ＜１μｍとする処理を前記画像形成装置において実行させることを特徴とする請求項９から１１の何れか１項に記載の画像形成プログラム。 - 前記定着された画像のＲＭＳ表面粗さ（Ｒｑ）は、
背景色中に文字を含む画像とする場合に、０．２μｍ＜Ｒｑとする処理を前記画像形成装置において実行させることを特徴とする請求項９から１２の何れか１項に記載の画像形成プログラム。 - 前記定着された画像のＲＭＳ表面粗さ（Ｒｑ）は、
文字や図を含む文書画像とする場合に、０．２５μｍ＜Ｒｑとする処理を前記画像形成装置において実行させることを特徴とする請求項９から１３の何れか１項に記載の画像形成プログラム。 - 前記定着された画像のＲＭＳ表面粗さ（Ｒｑ）は、
画像の種類において違和感を有する画像とする場合に、Ｒｑ＜０．２μｍとする処理を前記画像形成装置において実行させることを特徴とする請求項９から１４の何れか１項に記載の画像形成プログラム。 - 前記定着された画像のＲＭＳ表面粗さ（Ｒｑ）は、
画像の種類を２種類以上含む画像とする、または、画像内容の種類に依存しないとする場合に、０．３μｍ＜Ｒｑ＜１μｍとする処理を前記画像形成装置において実行させることを特徴とする請求項９から１５の何れか１項に記載の画像形成プログラム。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016194990A1 (ja) * | 2015-06-04 | 2016-12-08 | 三菱瓦斯化学株式会社 | ポリマーフィルム及びそれを用いたディスプレイ用光拡散フィルム |
-
2002
- 2002-11-27 JP JP2002344059A patent/JP2004177680A/ja not_active Withdrawn
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