JP2002251114A

JP2002251114A - 画像形成装置及び画像形成方法

Info

Publication number: JP2002251114A
Application number: JP2001047986A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Ikeda; 美穂池田; Shigehito Andou; 滋仁安東
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2001-02-23
Filing date: 2001-02-23
Publication date: 2002-09-06

Abstract

(57)【要約】【課題】可視画像の画像品質を損なうことなく、可視
画像の任意の位置に付加情報を埋め込むことができ、さ
らに、後から付加情報を追加したり、新たな付加情報を
埋め込んだりできるようにする。また、光沢度の違いに
よって不可視画像が目視認識されないようにする。【解決手段】像書き込み装置１０３によって潜像形成
が行われる像担持体２０１と、不可視光に吸収域を有す
るトナーを収容する現像器１０４と、転写ロール１０５
とを備える画像形成装置であって、画像形成時には、記
録用紙と上記トナーとの可視光領域における最大分光反
射率差が１０％以内であるとともに、記録用紙上の可視
画像と上記トナーとの不可視光領域における最大分光反
射率差が１０％以上であり、かつ上記トナーとこのトナ
ーを除く記録用紙上との光沢度差の最大値が３０以内と
なる条件で、現像器１０４により像担持体１０１上の静
電潜像を現像し、これによって形成された不可視用トナ
ー像を転写ロール１０５によって記録用紙上に転写す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、記録用紙等の記録
媒体上に可視画像と不可視画像を形成する際に用いて好
適な画像形成装置及び画像形成方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、画像中に付加情報を重畳して
埋め込む付加データ埋め込み技術がある。近年、この付
加データ埋め込み技術を静止画像等のデジタル著作物の
著作権保護、不正コピー防止に利用する動きが活発にな
ってきている。

【０００３】付加データ埋め込み技術をデジタル著作物
に利用する場合、著作権IDやユーザーID等の付加データ
を、視覚的に目立たないように埋め込んだ画像データを
流通させる。有価証券等の偽造を防止するために、様々
な対策がカラー画像形成装置に盛り込まれている。その
手法の一つとして、コピーやプリントアウトに使用した
画像形成装置を特定するために、画像上に目視で認識し
ずらい画像形成装置固有の記号を一定の変調量で画像情
報に重畳させる技術がある。

【０００４】この技術を用いた場合は、仮に、その画像
形成装置を用いて有価証券の偽造が行われても、偽造物
の画像を特定の波長域を抽出可能な読み取り装置で読み
取って上記画像形成装置固有の記号を判読することによ
り、偽造に使われた画像形成装置を特定できるため、偽
造者の追跡に有効な手がかりとなる。

【０００５】しかしながら、上記技術においては、画像
形成装置の階調特性によっては、低濃度域で画像形成装
置特有の記号を重畳しても、それが画像濃度に反映され
ずに判読不可になったり、階調が硬調な濃度域では、重
畳した画像形成装置固有の記号が目視で容易に認識され
たりするという問題があった。

【０００６】このような事情から、視覚的に目立たない
ように付加情報を埋め込む技術として、例えば、特開平
１−２２５９７８号公報、特開平６−１１３１１５号公
報、特開平６−１７１１９８号公報、特開平６−１２２
２６６号公報に記載された技術が知られている。

【０００７】特開平１−２２５９７８号公報に記載され
た技術は、潜像担持体に画像情報に応じた静電潜像を形
成し、この静電潜像を、該静電潜像と逆極性でかつ透明
度の高い絶縁性トナーで現像して不可視用トナー像を形
成し、該不可視用トナー像を転写材に転写・定着させて
不可視画像を形成するものである。このようにして得ら
れた不可視画像の顕像化は、転写材上の絶縁性トナー部
のみを帯電させ、有色トナーにより現像することで行わ
れる。

【０００８】特開平６−１１３１１５号公報に記載され
た技術は、画像形成方式の異なるパターン形成装置を別
個に備え、４５０nm以下、６５０nm以上の波長領域で、
分光反射特性のピークを持つ記録材料を用いて、所定の
パターンを記録するものである。

【０００９】特開平６−１７１１９８号公報及び特開平
６−１２２２６６号公報に記載された技術は、電子写真
方式、静電記録方式又はインクジェット記録方式によ
り、基体上に赤外線吸収性色素からなる着色領域と赤外
線反射色素からなる着色領域とを並列又は重ねて形成
し、着色領域の少なくとも一方が文字、数字、記号、模
様などの画像であり、かつ上記２種の着色領域が肉眼で
実質的に判別不能又は判別困難となるよう画像を記録す
るものである。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報に記載された従来技術においては、次のような問題が
あった。

【００１１】即ち、特開平１−２２５９７８号公報に記
載の技術では、不可視画像である付加情報を読み取るに
あたって、画像の不可視用トナー部のみに有色のトナー
を現像して顕像化するため、一旦、顕像化してしまうと
文書が変質してしまう。そのため、顕像化した以降は、
不可視である付加情報を埋め込んだ文書として利用でき
なくなるという欠点を有している。

【００１２】また、特開平６−１１３１１５号公報に記
載の技術では、記録材料の可視光領域での吸収性につい
て何ら規定しておらず、よって付加情報を埋め込む領域
の上層に、情報を視覚的に隠蔽する遮蔽層を設ける必要
がある。即ち、付加情報を埋め込む領域や画像が限定さ
れるという問題がある。通常、その目的から情報を視覚
的に隠蔽するための遮蔽層は、可視光領域の波長をすべ
て吸収、あるいはすべて反射する必要があり、吸収する
場合は黒色に、反射する場合は白色を有する層となる。
そのため、可視画像のどこにでも、付加情報を埋め込む
ことができないという問題が生じる。さらに、白色を有
する遮蔽層で付加情報を視覚的に隠蔽する場合は、可視
画像の最下層に付加情報を埋め込む必要があり、前記遮
蔽層を形成した後、新たに付加情報を追加したりするこ
とができないという問題が生じる。

【００１３】一方、特開平６−１７１１９８号公報及び
特開平６−１２２２６６号公報に記載の技術では、赤外
線に対する吸収性及び反射性を有する色素の可視光領域
での吸収性について何ら規定しておらず、よって上記特
開平６−１１３１１５号公報に記載の技術と同様に、付
加情報を埋め込む領域や画像が限定される、新たに付加
情報を追加したりすることができないという問題が生じ
る。

【００１４】そこで本出願人は、不可視光に吸収域を有
する記録材料を用いて記録媒体上に不可視画像を形成す
る画像形成手段を備える画像形成装置において、画像形
成手段が記録媒体上に不可視画像を形成する際に、記録
媒体と不可視画像との可視光領域における最大分光反射
率差が１０％以内で、かつ、記録媒体上の可視画像と不
可視画像との不可視光領域における最大分光反射率差が
１０％以上となる条件を満たすようにすることで、上記
の不具合を解消する技術を特願２０００−７５１３７号
明細書にて提示している。

【００１５】しかしながら、その後さらに検討を重ねた
結果、不可視画像を目視（肉眼）で認識する際に、記録
媒体上での光沢度の違いが、目視による認識度合いに影
響を及ぼすことを見出した。即ち、一般に人が画像など
を見る場合は、その色、濃度、光沢などを感じて形を認
識している。色は分光反射率で表されるような拡散反射
成分であり、その強さが濃度として感じられる。一方、
光沢度は正反射成分であり、心理的に感じられる濃度に
も寄与するものである。人の目は対象物からこのような
光を受けているため、上述のように分光反射率の条件を
満たした場合でも、光沢度の違いによって不可視画像を
目視で認識できてしまうケースもあり得る。

【００１６】特に、記録材料としてトナーを用いた方式
（電子写真方式等）では、不可視光に吸収域をもつ顔料
以外にトナーに含まれる樹脂やオイルにより、記録部分
の光沢度が記録媒体よりも高くなっている。また、当然
のことながら、光沢度は、画像を形成しているトナーの
量に応じて変動するため、画像の構造によっては不可視
画像の目視認識に係る問題が顕著化する恐れもある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明に係る画像形成装
置は、不可視光に吸収域を有する記録材料を用いて記録
媒体上に不可視画像を形成する画像形成手段を備えるも
のであって、画像形成手段は、記録媒体と不可視画像と
の可視光領域における最大分光反射率差が１０％以内で
あるとともに、記録媒体上の可視画像と不可視画像との
不可視光領域における最大分光反射率差が１０％以上で
あり、かつ、不可視画像と当該不可視画像を除く記録媒
体上との光沢度差の最大値が３０以内となる条件で、記
録媒体上に不可視画像を形成するものである。

【００１８】また、本発明に係る画像形成方法は、不可
視光に吸収域を有する記録材料を用いて記録媒体上に不
可視画像を形成するにあたり、記録媒体と不可視画像と
の可視光領域における最大分光反射率差が１０％以内で
あるとともに、記録媒体上の可視画像と不可視画像との
不可視光領域における最大分光反射率差が１０％以上で
あり、かつ、不可視画像と当該不可視画像を除く記録媒
体上との光沢度差の最大値が３０以内となる条件で、記
録媒体上に不可視画像を形成するものである。

【００１９】この画像形成装置及び画像形成方法によれ
ば、画像形成時の条件として、不可視画像と記録媒体と
の可視光領域における最大分光反射率差を１０％以内と
することにより、可視画像の画像品質を損なうことな
く、可視画像の任意の位置に肉眼で認識できない状態で
付加情報を埋め込むことが可能となり、さらに、すでに
付加情報を埋め込まれた画像に新たな付加情報を埋め込
むことが可能になる。また、記録媒体上の可視画像と不
可視画像との不可視光領域における最大分光反射率差を
１０％以上とすることにより、不可視画像による付加情
報の埋め込みを容易に行うことが可能になるとともに、
記録媒体上において肉眼では読み取り不可能でかつ特定
の手段でのみ読み取りが可能な不可視画像を得ることが
可能となる。さらに、不可視画像と当該不可視画像を除
く記録媒体上との光沢度差の最大値を３０以内とするこ
とにより、記録媒体上での光沢度の違いによって不可視
画像が目視で認識されることを回避することが可能とな
る。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の実施
形態においては、画像形成装置の一例として、電子写真
方式のカラー画像形成装置を例に挙げて説明するが、本
発明はこれに限らず、インクジェット記録方式、銀塩写
真方式、熱転写方式、昇華型方式等の画像形成装置にも
同様に適用可能である。

【００２１】図１は本発明の第1実施形態に係る画像形
成装置の概略図である。図示した画像形成装置は、像担
持体１０１、帯電器１０２、像書き込み装置１０３、現
像器１０４、転写ロール１０５、クリーニングブレード
１０６等からなる画像形成手段を備えている。

【００２２】像担持体１０１は、全体としてドラム状に
形成されたもので、その外周面（ドラム表面）に感光層
を有している。この像担持体１０１は図の矢印方向に回
転可能に設けられている。帯電器１０２は、後述するト
ナーと逆極性で像担持体１０１の表面を一様に帯電する
ものである。像書き込み装置１０３は、帯電器１０２に
よって一様に帯電された像担持体１０１に像光を照射す
ることにより、静電潜像を形成するものである。

【００２３】現像器１０４は、透明でかつ近赤外光（不
可視光）に吸収域を有する材料を用いた現像剤を収容
し、この現像剤を像担持体１０１と対向する領域に供給
し、現像を行い、像担持体１０１上にトナー像を形成す
る。転写ロール１０５は、図示しない用紙搬送手段によ
って矢印方向に搬送される記録用紙（記録媒体）を像担
持体１０１との間で挟持しつつ、像担持体１０１上に形
成されたトナー像を記録用紙に転写するものである。ク
リーニングブレード１０６は、転写後に像担持体１０１
上に残ったトナーをクリーニング（除去）するものであ
る。

【００２４】ここで、本実施形態で用いられる現像剤
は、非磁性トナーと磁性キャリアとを混合した二成分現
像剤である。トナーとしては、重量平均粒径が９μｍ
で、負帯電性のポリエステル系トナーが使用されてい
る。また、キャリアとしては、結着樹脂中に磁性粉を分
散させた、いわゆる磁性粉分散型樹脂キャリア又は球形
フェライト粒子に樹脂皮膜を施した、いわゆるフェライ
トキャリアが使用されているが、他の材料からなるトナ
ー又はキャリアを用いることもできる。

【００２５】さらに詳述すると、例えば、トナーとし
て、ポリエステル樹脂と、無色の赤外吸収顔料を特定の
比率（例えば、ポリエステル樹脂６０ｗｔ％、無色の赤
外吸収顔料４０ｗｔ％）で混練粉砕し、平均粒径が９μ
ｍのベーストナーとした後、このベーストナーに対し、
疎水化処理を施した平均粒径４０ｎｍのＴｉＯ₂微粉末
をトナー表面に外添したものを用いることにより、近赤
外光に吸収域を有する記録材料（以下、不可視用トナー
ともいう）を得た。

【００２６】また、キャリアとしては、平均粒径５０μ
ｍのフェライト粒子１００重量部及び分子量９５，００
０のメタクリレート樹脂１重量部を、トルエン５００重
量部とともに加圧式ニーダーに入れ、常温で１５分混合
した後、減圧混合しながら７０℃に上昇し溶剤を留去し
た後冷却し、１０５μｍのふるいで篩分して評価用キャ
リアとした。

【００２７】上記トナーとキャリアとを混合した現像剤
としては、例えば、トナー濃度（ＴＣ：Toner Concent
ration）を８ｗｔ％、現像剤中のトナーの帯電量を２０
μＣ／ｇ（絶対値）としたものを用いることができる。
ここでトナー濃度（ＴＣ）は、次式で表わされる。ＴＣ（ｗｔ％）＝現像剤に含まれるトナー重量（ｇ）／
現像剤の総重量（ｇ）

【００２８】上記トナーとキャリアとを混合して現像剤
としたときのトナーの電荷量は、高すぎるとトナーのキ
ャリアに対する付着力が強くなりすぎて、トナーが現像
されないといった現象が発生する。一方、電荷量が低す
ぎるとトナーのキャリアに対する付着力が弱くなり遊離
トナーによるトナークラウドが発生し、プリントにおけ
るカブリが問題となる。トナーを転移して良好な現像を
行うという観点からは、現像剤中のトナーの電荷量が絶
対値で５〜８０μＣ／ｇ、好ましくは、１０〜６０μＣ
／ｇの範囲にあることが望ましい。

【００２９】続いて、本第１実施形態に係る画像形成装
置の動作について説明する。先ず、像担持体１０１が回
転駆動され、帯電器１０２によって像担持体１０１の表
面が一様に帯電された後、像担持体１０１に像書き込み
装置１０３による像光が照射されて静電潜像が形成され
る。その後、現像器１０４によって像担持体１０１上に
トナー像が形成された後、このトナー像が転写ロール１
０５によって記録用紙上に転写される。このとき記録用
紙に転写されずに像担持体１０１に残ったトナーは、ク
リーニングブレード１０６によりクリーニングされる。
こうして記録用紙上には、視覚的に隠蔽したい付加情報
などを表わす不可視画像が形成される。

【００３０】なお、上記画像形成装置によって不可視画
像を形成する前の記録用紙上には、文字、数字、記号、
模様などの可視画像と、隠蔽したい付加情報などを表わ
す不可視画像のいずれか一方、あるいは両方が記録され
ていてもよい。また、上記画像形成装置によって不可視
画像を形成した後、その記録用紙上に文字、数字、記
号、模様などの可視画像を記録してもよい。

【００３１】次に、上記画像形成装置において、実際に
記録用紙上に不可視画像を形成し、その分光特性を調査
した結果について述べる。この調査にあたっては、先
ず、本第1実施形態の画像形成装置を用いて、記録用紙
上に不可視用トナーによる不可視ベタ画像を形成した。
次に、別のカラー画像形成装置を用いて、先に不可視ベ
タ画像を形成した記録紙上に、イエロー、マゼンタ、シ
アンのトナー像が重ね合わされた可視ベタ画像を形成し
た。その後、画像形成に用いた記録用紙と該記録用紙上
の各画像の分光反射率を分光反射率測定装置により測定
した。その測定結果を図２に示す。なお、図２における
不可視画像の分光反射率は、その画像形成に用いたトナ
ー（記録材料）の分光反射率に相当するものとなる。

【００３２】図２において、波長４００ｎｍから波長７
００ｎｍまでの範囲は、肉眼で見ることのできる可視光
領域である。この可視光領域において、不可視ベタ画像
（図２における不可視画像）の分光反射率は可視ベタ画
像（図２における可視画像）の分光反射率よりも高くな
っている。よって、不可視ベタ画像と可視ベタ画像とが
重なる部分では、肉眼による不可視ベタ画像の観察が不
可となる。また、不可視ベタ画像の分光反射率は記録用
紙の分光反射率よりも低くなっている。両者（不可視ベ
タ画像と記録用紙）の分光反射率差が大きくなると、不
可視ベタ画像のみが記録された部分では、肉眼による不
可視画像の観察が可能となる。

【００３３】一方、波長７００ｎｍ以上の領域は、肉眼
で見ることのできない不可視光領域（近赤外光領域）で
ある。この不可視光領域においては、波長８００ｎｍま
での間に可視ベタ画像の分光反射率が急激に高くなる一
方、不可視ベタ画像の分光反射率が大幅に低下し、これ
によって不可視ベタ画像の分光反射率が可視ベタ画像の
分光反射率よりも低くなっている。両者（不可視ベタ画
像と可視ベタ画像）の分光反射率差が大きくなると、特
定の手段によって不可視画像の読み取りが可能となる。
具体的な読み取り手段としては、例えば、赤外光成分を
有する照明を記録用紙に照射しつつ、赤外光に感度を有
するイメージセンサで記録用紙上の画像を読み取るもの
が考えられる。

【００３４】次に、不可視画像の読み取りと肉眼におけ
る視認性と画像の分光特性を調査した結果について述べ
る。この調査にあたっては、先ず、本第1実施形態の画
像形成装置を用いて、記録用紙上に不可視ベタ画像と不
可視ラダー画像（1ドット分のラインを１ドットおきに
並べた画像）を形成した。このとき、記録用紙上での不
可視用トナーの量を変えることにより、可視光領域及び
不可視光領域における分光反射率を変化させた。各評価
画像における不可視用トナーの量を表１に示す。

【００３５】

【表１】

【００３６】次に、別のカラー画像形成装置を用いて、
先に不可視画像（不可視ベタ画像、不可視ラダー画像）
を形成した記録用紙上に、イエロー、マゼンタ、シアン
のトナー像を重ね合わせた可視ベタ画像を形成した。こ
うして形成した画像の分光特性の評価は、可視ベタ画像
と不可視ベタ画像の分光反射率測定を行い、波長が４０
０ｎｍから７００ｎｍまでの範囲（可視光領域）におけ
る不可視ベタ画像と記録用紙の分光反射率差の最大値
と、波長が７００ｎｍから１０００ｎｍまでの範囲（不
可視光領域）における不可視ベタ画像と可視ベタ画像の
分光反射率差の最大値を調べた。

【００３７】また、不可視画像の読み取りの評価は、可
視ベタ画像と不可視ラダー画像が重なる部分に赤外光成
分を有する照明（例えば、ハロゲンランプ）を照射し、
赤外光に感度を有するイメージセンサにより画像の読み
取りを行った。読み取った不可視ラダー画像の評価指標
は、1ドット分のラインが１ドットおきにきちんと並ん
でいるかどうかといった、いわゆるラダーの解像性を目
視で確認し、確認できたものを○、確認できなかったも
のを×とした。

【００３８】さらに、肉眼における視認性の評価は、背
景部に不可視ラダー画像と不可視ベタ画像を記録した部
分を目視で観察し、目視で不可視画像を確認できたもの
を○、確認できなかったものを×とした。上記のような
方法で評価を行った結果を表２に示す。

【００３９】

【表２】

【００４０】この表２に示される結果より、画像形成時
の条件として、可視光領域における記録用紙と不可視画
像との最大分光反射率差が１０％以内で、かつ、不可視
光領域（本形態では近赤外光領域）における不可視画像
と可視画像との最大分光反射率差が１０％以上とするこ
とにより、可視光領域では肉眼で確認することができ
ず、特定の方法でのみ読み取ることのできる不可視画像
を形成することができる。また、可視画像の画像品質を
損なうことなく、可視画像の任意の位置に付加情報を埋
め込むことができ、さらに、すでに付加情報を埋め込ま
れた画像に新たな付加情報を埋め込むことができる。ち
なみに、記録用紙上に形成される不可視画像は、不可視
光に吸収域を有する記録材料を用いて形成されることか
ら、上述した画像形成時の条件の中で、「不可視画像」
の部分を「不可視光に吸収域を有する記録材料」といっ
た表現に置き換えて考えることもできる。

【００４１】ここで、これまで述べたような分光反射率
の条件を満たして記録用紙上に不可視画像を形成し得る
装置構成を採用しても、記録媒体となる記録用紙上での
光沢度の違いによって不可視画像が目視で認識されてし
まう恐れもある。そこで、本発明においては、さらに光
沢度の面から画像形成時の条件を規定するものとする。
以下に、画像形成装置の具体的なシステム設計の手法と
ともに、画像形成時の条件として付加される光沢度の規
定値について説明する。

【００４２】先ず、記録媒体となる記録用紙上に画像を
形成する場合、分光特性は現像剤中に含まれる赤外吸収
顔料（不可視光に吸収域を有する記録材料）の特性に大
きく依存するのに対し、反射率の大きさは記録画像中に
含まれる赤外吸収顔料の量に依存する。そこで、赤外吸
収顔料の量と反射率の関係について測定してみた。

【００４３】測定手順としては、先ず、不可視用トナー
に含まれる赤外吸収顔料の量を変化させたベタ画像を、
上記の画像形成装置（図１参照）を用いて記録用紙上に
数種類作成する。次に、各々のベタ画像に関して、可視
光領域６５０ｎｍ及び不可視光領域９００ｎｍにおける
分光反射率を測定し、不可視画像と可視画像それぞれの
拡散反射率差の最大値をプロットする。

【００４４】図３は記録媒体上の赤外吸収顔料の量に対
する不可視画像部と可視画像部の反射率差の最大値を、
可視光領域の波長６５０ｎｍ、不可視光領域の波長９０
０ｎｍを例にとってプロットしたものである。この図３
に示す測定結果により、反射率差の最大値が可視光領域
では１０％以内で、不可視光領域では１０％以上という
条件から、不可視画像を形成する際に用いられる赤外吸
収顔料の量の上限及び下限が決まる。

【００４５】一方、光沢度は定着システムが同一であれ
ば、画像部を形成するトナーの量に大きく依存すること
が判明している。そこで、トナーの量と光沢度の関係に
ついて測定してみた。測定手順としては、先ず、別途用
意したカラー画像形成装置を用いて、イエロー、マゼン
タ、シアンのトナーによる可視のベタ画像を記録用紙に
形成する。次に、先ほど形成した可視のベタ画像の上に
重ねるかたちで、不可視用トナーの量を一定とした不可
視のベタ画像を、上記の画像形成装置（図１参照）を用
いて記録用紙上に形成する。その後、画像形成がなされ
た記録用紙上で不可視画像とこれを除く記録用紙上での
光沢度を測定し、その光沢度差の最大値をプロットす
る。

【００４６】ちなみに、光沢度の測定はＪＩＳ（日本工
業規格）８７４１の７５度鏡面光沢の測定手順に従って
行った。この７５度鏡面光沢の測定では、試料面に規定
の入射角（７５°）で規定の開き角度の光束を入射し、
鏡面反射方向に反射する規定の開き角度の光束を受光器
で測る。入射角θは７５±０．１°で、受光角はθ±
０．１°である。鏡面光沢度は、規定された入射角θ
（７５°）に対して、試料面からの鏡面反射光束φs、
標準面からの反射光束φosを測り、次式によって光沢度
(gloss)：Ｇsを求める。Ｇs（７５°）［％］＝（φs÷φos）×使用標準面の光
沢度実際の光沢度測定では、測定器として、Gloss Meter GM
26D For75°(MurakamiColor Research Laboratory
製）、標準面として、黒色ガラス（光沢度９８．６％）
を使用した。

【００４７】図４は記録媒体上の赤外吸収顔料の量に対
する不可視画像部と不可視画像部以外の部分の光沢度差
の最大値を、記録用紙の表面及び記録用紙上での可視画
像の形成条件ごとにプロットしたものである。可視画像
の形成条件としては、１色よりなる可視のベタ画像上に
不可視のベタ画像を形成したものを一次色上、２色より
なる可視のベタ画像上に不可視のベタ画像を形成したも
のを二次色上（，）、３色よりなる可視のベタ画像
上に不可視のベタ画像を形成したものを三次色上として
いる。また、イエローとシアンの重ね合わせによる可視
のベタ画像上に不可視のベタ画像を形成したものを二次
色上、マゼンタとシアンの重ね合わせによる可視のベ
タ画像上に不可視のベタ画像を形成したものを二次色上
としている。

【００４８】図４から分かるように、記録用紙上におけ
る光沢度差は、可視画像が形成されていない記録用紙の
表面に直に不可視画像を形成したときが最も大きくな
る。ただし、実際の光沢度差は記録用紙の種類によって
若干異なる。一方、可視画像の上に不可視画像を形成す
る場合は、可視画像を形成するトナーの量が多くなるに
つれて光沢度差が小さくなる傾向にある。また、図４で
は示されていないが、記録用紙又は可視画像の上に不可
視画像を形成する際の不可視用トナーの量が多くなる
と、それにつれて光沢度差は大きくなる。なお、トナー
中の赤外吸収顔料の量については、その含有量が２０〜
６０％の間であれば、光沢度への影響が殆どないことが
実験的に得られている。

【００４９】こうした記録用紙上での光沢度差に対し、
肉眼による不可視画像の視認性を確認したところ、不可
視用トナーによって形成される不可視画像と当該不可視
画像を除く記録用紙上の光沢度差が３０を超えると、肉
眼によって不可視画像が認識される可能性があることが
判明した。そこで、本発明においては、画像形成時の条
件として、前述した分光反射率の条件に加えて、不可視
用トナーによって形成される不可視画像と当該不可視画
像形成部を除く記録用紙上の光沢度差の最大値が３０以
内の条件を満たすような画像形成装置の構成及び画像形
成方法を採用することとした。これにより、記録用紙上
での光沢度の違いによって不可視画像が目視で認識され
ることを確実に回避することができる。

【００５０】図５は不可視用トナーの量とトナー中の赤
外吸収顔料の量との関係を示す図である。図５におい
て、赤外吸収顔料の量は、先の図３における分光反射率
の関係から上限及び下限が決まる。また、不可視用トナ
ーの量は、先の図４に示す光沢度の関係から上限が決ま
る。よって、実際に画像形成装置で記録用紙上に画像を
形成する場合は、分光反射率の規定や光沢度の規定によ
って許容される範囲内（図５の矢印で示す範囲内）で、
トナーに占める赤外吸収顔料の量（図例では４０ｗｔ
％、６０ｗｔ％）や、不可視用トナー量の狙い値を最適
化することにより、不可視画像による付加情報を記録用
紙上に適切に埋め込むことが可能となる。

【００５１】また、記録用紙上での分光反射率及び光沢
度はそれぞれ赤外吸収顔料の量や不可視用トナーの量を
パラメータとして独立（個別）に制御可能であるため、
不可視光に吸収域を有する記録材料の種類や、トナーな
どの記録材料に含まれる材料成分が変化した場合でも、
上記同様に狙い値を最適化して記録用紙上に付加情報を
適切に埋め込むことが可能となる。

【００５２】図６は本発明の第２実施形態に係る画像形
成装置の概略図である。図示した画像形成装置は、像担
持体２０１、帯電器２０２、像書き込み装置２０３、ロ
ータリー現像装置２０４、一次転写ロール２０５、クリ
ーニングブレード２０６、中間転写体２０７、複数（図
では３つ）の支持ロール２０８，２０９，２１０、二次
転写ロール２１１等を備えて構成されている。

【００５３】像担持体２０１は、全体としてドラム状に
形成されたもので、その外周面（ドラム表面）に感光層
を有している。この像担持体２０１は図の矢印方向に回
転可能に設けられている。帯電器２０２は、像担持体２
０１を一様に帯電するものである。像書き込み装置２０
３は、帯電器２０２によって一様に帯電された像担持体
２０１に像光を照射することにより、静電潜像を形成す
るものである。

【００５４】ロータリー現像装置２０４は、それぞれイ
エロー用、マゼンタ用、シアン用、ブラック用、不可視
用の現像剤を収容する５つ現像器２０４Ｙ，２０４Ｍ，
２０４Ｃ，２０４Ｋ，２０４Ｆの有するものである。本
装置では、画像形成のための現像剤にトナーを用いるこ
とから、現像器２０４Ｙにはイエロー用トナー、現像器
２０４Ｍにはマゼンタ用トナー、現像器２０４Ｃにはシ
アン用トナー、現像器４Ｋにはブラック用トナー、現像
器２０４Ｆには不可視用トナーがそれぞれ収容されるこ
とになる。このロータリー現像装置２０４は、上記５つ
の現像器２０４Ｙ，２０４Ｍ，２０４Ｃ，２０４Ｋ，２
０４Ｆが順に像担持体２０１と近接・対向するように回
転駆動することにより、それぞれに対応する静電潜像に
トナーを転移して可視トナー像及び不可視用トナー像を
形成するものである。

【００５５】一次転写ロール２０５は、像担持体２０１
との間で中間転写体２０７を挟持しつつ、像担持体２０
１上に形成されたトナー像（可視トナー像又は不可視用
トナー像）を中間転写体２０７上に転写（一次転写)す
るものである。クリーニングブレード２０６は、転写後
に像担持体２０１上に残ったトナーをクリーニング（除
去)するものである。中間転写体２０７は、無端ベルト
状に形成されたもので、複数の支持ロール２０８，２０
９，２１０によって周回可能に支持されている。二次転
写ロール２１１は、図示しない用紙搬送手段によって矢
印方向に搬送される記録用紙（記録媒体）を支持ロール
２１０との間で挟持しつつ、中間転写体２０７上に転写
されたトナー像を記録用紙に転写（二次転写）するもの
である。

【００５６】このうち、本発明に係る第1の画像形成手
段は、ロータリー現像装置２０４における不可視用の現
像器２０４Ｆを除く機能部（２０１〜２０３、２０５〜
２１１等）によって構成され、本発明に係る第２の画像
形成手段は、ロータリー現像装置２０４における４色
（フルカラー）用の現像器２０４Ｙ，２０４Ｍ，２０４
Ｃ，２０４Ｋを除く機能部によって構成されている。つ
まり、第1，第２の画像形成手段は、ロータリー現像装
置２０４以外の機能部を共通のものとして構成されてい
る。

【００５７】この第２実施形態に係る画像形成装置は、
順次、像担持体２０１上にトナー像を形成して中間転写
体２０７に重ねて転写するものであり、次のように動作
する。即ち、先ず、像担持体２０１が回転駆動され、帯
電器２０２によって像担持体２０１の表面が一様に帯電
された後、その像担持体２０１に像書き込み装置２０３
による像光が照射されて静電潜像が形成される。この静
電潜像はイエロー用の現像器２０４Ｙによって現像され
た後、そのトナー像が一次転写ロール２０５によって中
間転写体２０７上に転写される。このとき記録用紙に転
写されずに像担持体２０１に残ったトナーは、クリーニ
ングブレード２０６によりクリーニングされる。以降、
マゼンタ、シアン、ブラックの各色についても、上記同
様に帯電器２０２による帯電、像書き込み装置２０３に
よる像光の照射、各現像器２０４Ｍ，２０４Ｃ，２０４
Ｋによるトナー像の形成、中間転写体２０７へのトナー
像の転写が順次、繰り返される。

【００５８】こうして中間転写体２０７に対する４色の
トナー像の転写が終了すると、これに続いて再び、像担
持体２０１の表面が帯電器２０２によって一様に帯電さ
れた後、像書き込み装置２０３からの像光の照射されて
静電潜像が形成される。この静電潜像は、不可視用の現
像器２０４Ｆによって現像された後、そのトナー像が一
次転写ロール２０５によって中間転写体２０７上に転写
される。これにより、中間転写体２０７上には、４色の
トナー像が重ね合わされたフルカラー像（可視トナー
像）と不可視用トナー像の両方が形成される。このフル
カラーの可視トナー像と不可視用トナー像は二次転写ロ
ール２１１により一括して記録用紙に転写される。これ
により、フルカラーの可視画像と不可視画像とが混在し
た記録画像が得られる。

【００５９】この第２実施形態に係る画像形成装置によ
れば、上記第1実施形態と同様の効果に加えて、記録用
紙に対し可視画像によるフルカラー画像の形成と不可視
画像による付加情報の埋め込みを同時に行うことができ
るという効果が得られる。

【００６０】また、記録用紙上において、フルカラー画
像による可視画像の下層に不可視画像を形成することに
より、上層のフルカラー画像が不可視画像を保護する保
護層として働くようになる。これにより、例えば記録用
紙上での擦れによる不可視画像の欠落を防止できるな
ど、より耐久性のある不可視画像を付加情報として埋め
込むことが可能となる。

【００６１】なお、上記第1，第２実施形態では、近赤
外光に吸収域を有する記録材料（トナー等）を用いて、
記録媒体上の可視画像と不可視画像（不可視用トナーに
よって形成される画像）との近赤外光領域における最大
分光反射率差を１０％以上と規定したが、これ以外に
も、近紫外光に吸収域を有する記録材料（トナー等）を
用いて、記録媒体上の可視画像と不可視画像との近紫外
光領域における最大分光反射率差を１０％以上と規定し
ても同様の効果が得られる。

【００６２】ところで、現在多くの黒トナーには、より
鮮明な黒画像を再現するための色材としてカーボンブラ
ックが用いられている。しかしながら、先の第１，第２
実施形態のように赤外領域に吸収域を持つ不可視用トナ
ーを用いた場合は、カーボンブラックが赤外領域に吸収
域を持つことから、カーボンブラックによる黒画像中に
不可視用トナーを用いて付加情報を埋め込むと、その情
報を特定の手段（赤外光に感度を有するイメージセン
サ）でも読み出せない状況に陥ることが懸念される。

【００６３】この対策としては、特に鮮明な黒画質を要
求される部分（例えば、文字画像部）はカーボンブラッ
クを含有した黒トナーで画像を形成し、それ以外の部
分、即ち鮮明な黒画質を要求されない部分（例えば、写
真画像部）はイエロー、マゼンタ、シアンの混色によっ
て得られるプロセスブラックで画像を形成する。そし
て、不可視用トナーによる付加情報の埋め込みは、カー
ボンブラック含有の黒トナーで形成された画像部以外の
場所で行う。つまり、カーボンブラック含有の黒トナー
による画像部は、不可視用トナーによる付加情報の埋め
込み領域から除外する。これにより、文字などの黒画像
の品質（鮮明度）を損なうことなく、不可視用トナーを
用いて付加情報を埋め込み、かつその付加情報を特定の
手段で読み出すことが可能となる。

【００６４】さらに、文字などの鮮明さを要求されない
ケースにおいては、黒色の画像部を全てプロセスブラッ
ク（イエロー、マゼンタ、シアンの混色）で形成する。
これにより、上記第２実施形態に係る画像形成装置の構
成において、ロータリー現像装置２０４を図７のように
４つの現像器２０４Ｙ，２０４Ｍ，２０４Ｃ，２０４Ｆ
によって構成（図６のものに比較して現像器を１つ減ら
して構成）できるため、装置の低コスト化及び小型化を
図ることができる。また、赤外領域に吸収域を持つカー
ボンブラックを用いて可視画像が形成されることがない
ため、可視画像中の任意の位置に不可視画像を形成し、
付加情報を埋め込むことができる。その結果、不可視画
像による付加情報の情報量が画像構造によって制限され
ることがなくなる。

【００６５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、記
録媒体と不可視画像との可視光領域における最大分光反
射率差が１０％以内であるとともに、記録媒体上の可視
画像と不可視画像との不可視光領域における最大分光反
射率差が１０％以上であり、かつ不可視画像と当該不可
視画像を除く記録媒体上との光沢度差の最大値が３０以
内となる条件で、記録媒体上に不可視画像を形成するこ
とにより、可視画像の画像品質を損なうことなく、可視
画像の任意の位置に付加情報を埋め込むことができ、さ
らに、後から付加情報を追加したり、新たな付加情報を
埋め込んだりすることができる。また、記録媒体上での
光沢度の違いによって不可視画像が目視で認識されるこ
とを回避することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第1実施形態に係る画像形成装置の
概略図である。

【図２】分光反射率の測定結果を示す図である。

【図３】記録媒体上の赤外吸収顔料の量に対する不可
視画像部と可視画像部の反射率差の最大値を示す図であ
る。

【図４】記録媒体上の赤外吸収顔料の量に対する不可
視画像部と不可視画像部以外の部分の光沢度差の最大値
を示す図である。

【図５】不可視用トナーの量とトナー中の赤外吸収顔
料の量との関係を示す図である。

【図６】本発明の第２実施形態に係る画像形成装置の
概略図である。

【図７】ロータリー現像装置の構成例を示す図であ
る。

【符号の説明】

１０１，２０１…像担持体、１０２，２０２…帯電器、
１０３，２０３…像書き込み装置、１０４，２０４Ｙ，
２０４Ｍ，２０４Ｃ，２０４Ｋ，２０４Ｆ…現像器、１
０５…転写ロール、１０６，２０６…クリーニングブレ
ード、２０４…ロータリー現像装置、２０５…一次転写
ロール、２０７…中間転写体、２０８，２０９，２１０
…支持ロール、２１１…二次転写ロール

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０４Ｎ 1/387 Ｇ０３Ｇ 9/08 ３６１５Ｃ０７７ 1/40 Ｈ０４Ｎ 1/40 ＺＦターム(参考） 2C061 AQ06 CL10 JJ04 JJ12 2H005 AA29 CA21 2H134 NA06 NA15 NA18 NA22 NA27 NA42 5C074 BB03 BB17 BB26 CC26 DD08 DD15 EE02 EE04 EE08 GG12 HH02 5C076 AA14 BA02 BA06 5C077 LL14 LL19 PP23 PP43 PP47 SS02 TT02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】不可視光に吸収域を有する記録材料を用
いて記録媒体上に不可視画像を形成する画像形成手段を
備える画像形成装置であって、前記画像形成手段は、前記記録媒体と前記不可視画像と
の可視光領域における最大分光反射率差が１０％以内で
あるとともに、前記記録媒体上の可視画像と前記不可視
画像との不可視光領域における最大分光反射率差が１０
％以上であり、かつ、前記不可視画像と当該不可視画像
を除く前記記録媒体上との光沢度差の最大値が３０以内
となる条件で、前記記録媒体上に不可視画像を形成する
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】不可視光に吸収域を有する記録材料を用
いて記録媒体上に不可視画像を形成する画像形成方法で
あって、前記記録媒体と前記不可視画像との可視光領域における
最大分光反射率差が１０％以内であるとともに、前記記
録媒体上の可視画像と前記不可視画像との不可視光領域
における最大分光反射率差が１０％以上であり、かつ、
前記不可視画像と当該不可視画像を除く前記記録媒体上
との光沢度差の最大値が３０以内となる条件で、前記記
録媒体上に不可視画像を形成することを特徴とする画像
形成方法。