JP7545105B2 - 画像形成装置、及び、画像形成方法 - Google Patents

Description

この発明は、用紙などのシートに画像を形成する画像形成装置と、その画像形成方法と、に関するものである。

従来から、電子写真方式のカラー画像形成装置において、シート上に形成する画像中に、４色（Ｙ、Ｍ、Ｃ、ＩＲ）のトナーを用いて不可視の画像を付加的に埋め込むように形成する技術が広く知られている（例えば、特許文献１参照。）。
このように不可視画像が形成された印刷物（シート）は、そのままでは不可視画像を視認することができないが、赤外線カメラを用いて印刷物を見ることで、印刷物中の不可視画像を視認することができる。バーコードであれば、赤外線バーコードリーダーにて読み取ることができる。そのため、積極的に表示したくない情報を印刷物に記録しておきたいときなどに、このような不可視画像を形成する技術が有用になっている。

他方、特許文献２等には、画像形成装置を用いて、印刷物（シート）の背景として地紋パターン（地紋印刷画像）を形成する技術が開示されている。地紋印刷画像は、複製することで、その一部のみが浮かび上がるように表示されて、その他の部分は消えた状態で印刷されるため、原本に対する不正コピーを識別するための技術として用いられている。

従来の画像形成装置は、４色（Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、ＩＲ（主に透明色であって赤外線を吸収するもの））のトナーを用いて不可視画像を形成して、黒画像は３色（Ｙ、Ｍ、Ｃ）のトナーを用いて形成するため、コストがかかるとともに、３色（Ｙ、Ｍ、Ｃ）がずれて重ねられてしまったときなどに黒画像を良好に形成できなかった。
また、黒画像しか使用しないユーザーによって、コピー機から情報が持ち出される問題があった。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、不可視画像を形成した印刷物を原本としたものと、その原本を複製したものと、を容易に識別することができる、画像形成装置、及び、画像形成方法を提供することにある。

この発明における画像形成装置は、黒色画像を形成可能なモノクロの画像形成装置であって、可視光が投光される条件下では視認できて、不可視光のみが投光される条件下では視認できない黒色画像を形成可能な第１作像部と、前記可視光が投光される条件下でも前記不可視光が投光される条件下でも視認可能な黒色画像を形成可能な第２作像部と、を備え、可視光が投光される条件下では視認できる複製可能な第１画像を前記第１作像部で形成し、可視光が投光される条件下では視認可能であって、複製したときに複製対象となった印刷物とは異なる画像が得られる地紋印刷画像を前記第１作像部と前記第２作像部とのうち少なくとも一方によって形成し、前記不可視光が投光されることで視認可能な第２画像を前記第２作像部で形成し、前記第１画像と前記地紋印刷画像と前記第２画像とを同一媒体に形成し、前記第１作像部と前記第２作像部とは、中間転写体に対向するように、前記中間転写体の走行方向に対して前記第１作像部が前記第２作像部の上流側に設置されて、前記第１作像部によって形成された黒色画像が前記中間転写体に１次転写された後に、前記第２作像部によって形成された黒色画像が前記中間転写体に１次転写されて、その後に前記１次転写されたそれぞれの画像がシートに２次転写されるものである。

本発明によれば、不可視画像を形成した印刷物を原本としたものと、その原本を複製したものと、を容易に識別することができる、画像形成装置、及び、画像形成方法を提供することができる。

この発明の実施の形態における画像形成装置を示す全体構成図である。 作像部を示す構成図である。 （Ａ）原本としての印刷物の一例を示す図と、（Ｂ）（Ａ）の原本を複製した印刷物を示す図と、（Ｃ）（Ａ）の原本を赤外線カメラで見た状態を示す図と、である。 印刷物の一部を示す断面図である。 パソコンの画面に地紋印刷画像の設定画面を表示した状態を示す概略図である。 赤外線カメラを用いて印刷物に記録された不可視画像を見ている状態を示す概略図である。 変形例１としての、原本としての印刷物を示す図である。 変形例２としての、画像形成装置を示す構成図である。

以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。

まず、図１及び図２にて、画像形成装置１００における全体の構成・動作について説明する。
図１は画像形成装置としてのプリンタを示す構成図であり、図２はその作像部を示す拡大図である。
図１に示すように、画像形成装置本体１の上部には、書込み装置７が設置され、その下方に２つの作像部（第１作像部６Ｋと第２作像部６Ｓとである。）が中間転写体としての中間転写ベルト８に対向するように設置されている。
第１作像部６Ｋは、可視光が投光される条件下では視認できる第１画像（赤外線が投光される条件下でも赤外線カメラを用いても視認できない画像である。）を形成するための作像部である。この第１作像部６Ｋで形成される第１画像は、不可視光としての赤外線を反射するものである。

ここで、図２を参照して、第１作像部６Ｋは、像担持体としての感光体ドラム１と、感光体ドラム１の周囲に配設された帯電装置４、現像装置５、クリーニング装置２が一体化されたプロセスカートリッジである。そして、感光体ドラム１上で、作像プロセス（帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、クリーニング工程、除電工程）がおこなわれて、感光体ドラム１上に黒色画像が形成されることになる。
なお、第２作像部６Ｓは、可視光が投光される条件下では視認できて赤外線が投光される条件下では赤外線カメラを用いることで視認可能な第２画像を形成するための作像部であるが、使用されるトナーの種類が異なる以外は、第１作像部６Ｋとほぼ同様の構成となっている。また、この第２作像部６Ｓで形成される第２画像は、不可視光としての赤外線を吸収するものであって、モノクロ画像形成装置などで一般的に用いられるトナー（黒トナー）によって形成される画像と同じ特性を有するものである。
本願明細書等では、第１作像部６Ｋによって形成される第１画像を適宜に「可視画像」と呼び、第２作像部６Ｓによって形成される第２画像を適宜に「不可視画像」と呼ぶことにする。

図２を参照して、像担持体としての感光体ドラム１は、メインモータによって反時計方向に回転駆動される。そして、帯電装置４の位置で、感光体ドラム１の表面が一様に帯電される（帯電工程である。）。
その後、感光体ドラム１の表面は、書込み装置７（露光装置）から発せられたレーザ光Ｌの照射位置に達して、この位置での露光走査によって静電潜像が形成される（露光工程である。）。

その後、感光体ドラム１の表面は、現像装置５（現像ローラ５１）との対向位置に達して、この位置で静電潜像が現像されて、トナー像が形成される（現像工程である。）。
その後、感光体ドラム１の表面は、中間転写ベルト８及び１次転写ローラ９との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム１上のトナー像が中間転写ベルト８上に転写される（１次転写工程である。）。このとき、感光体ドラム１上には、僅かながら未転写トナーが残存する。

その後、感光体ドラム１の表面は、クリーニング装置２との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム１上に残存した未転写トナーがクリーニングブレード２ａによって除去されてクリーニング装置２内に回収される（クリーニング工程である。）。
最後に、感光体ドラム１の表面は、除電装置との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム１上の残留電位が除去される。
こうして、感光体ドラム１上でおこなわれる、一連の作像プロセスが終了する。

なお、単に赤外線による視認の可否を気にせずに、黒色の画像を形成するときには、２つの作像部のうち第１作像部６Ｋ（又は、第２作像部６Ｓ）のみで上述した作像プロセスがおこなわれて、第１作像部６Ｋ（又は、第２作像部６Ｓ）によって形成した画像のみが中間転写ベルト８に１次転写されることになる。
これに対して、通常の黒色の画像（赤外線による視認ができない第１画像）に加えて、赤外線による視認が可能な画像（第２画像）をも形成する場合には、２つの作像部６Ｋ、６Ｓでそれぞれ上述した作像プロセスがおこなわれて、２つの作像部６Ｋ、６Ｓでそれぞれ形成した画像が中間転写ベルト８に重ねて１次転写されることになる。
また、用途は限定されることになるが、第２画像（不可視画像）のみを形成するときには、２つの作像部のうち第２作像部６Ｓのみで上述した作像プロセスをおこなって、第２作像部６Ｓによって形成した画像のみを中間転写ベルト８に１次転写させることもできる。
なお、不可視画像を形成する場合については、後で詳しく説明する。

ここで、中間転写体としての中間転写ベルト８は、複数のローラ部材によって張架・支持されるとともに、１つのローラ部材（駆動ローラ）の回転駆動によって図１の矢印方向（時計方向）に無端移動される。
２つの１次転写ローラ９は、それぞれ、２つの作像部６Ｋ、６Ｓの感光体ドラム１に対して中間転写ベルト８を介してそれぞれ対向するように設置されている。具体的に、１次転写ローラ９は、それぞれ、中間転写ベルト８を感光体ドラム１との間に挟み込んで１次転写ニップを形成している。そして、１次転写ローラ９に、それぞれ、転写電源からトナーの極性とは逆の１次転写バイアス（１次転写電圧）が印加される。
そして、中間転写ベルト８は、矢印方向に回転して、２つの１次転写ローラ９の１次転写ニップを順次通過する。こうして、２つの感光体ドラム１上のトナー像が中間転写ベルト８上に重ねて１次転写されたり、第１作像部６Ｋの感光体ドラム１上のトナー像のみが中間転写ベルト８上に１次転写されたりすることになる。

その後、トナー像が１次転写された中間転写ベルト８は、２次転写ローラ１９との対向位置に達する。この位置では、２次転写対向ローラが、２次転写ローラ１９との間に中間転写ベルト８を挟み込んで２次転写ニップを形成している。そして、中間転写ベルト８上に形成されたトナー像は、この２次転写ニップの位置に搬送された用紙等のシートＰ上に転写される。このとき、中間転写ベルト８には、シートＰに転写されなかった未転写トナーが残存する。
その後、中間転写ベルト８は、中間転写クリーニング装置の位置に達する。そして、この位置で、中間転写ベルト８上の未転写トナーが除去される。
こうして、中間転写ベルト８上でおこなわれる、一連の転写プロセスが終了する。

ここで、図１を参照して、２次転写ニップの位置に搬送されるシートＰは、装置本体１００の下方に配設された給紙ユニット２６（給紙カセット）から、給紙ローラ２７やレジストローラ対２８等が配設された搬送経路を経由して搬送されるものである。
詳しくは、給紙ユニット２６には、シートＰが複数枚重ねて収納されている。そして、給紙ローラ２７が図１の反時計方向に回転駆動されると、一番上のシートＰがレジストローラ対２８のローラ間に向けて給送される。

レジストローラ対２８（タイミングローラ対）に搬送されたシートＰは、回転駆動を停止したレジストローラ対２８のローラニップの位置で一旦停止する。そして、中間転写ベルト８上の画像にタイミングを合わせて、レジストローラ対２８が回転駆動されて、シートＰが２次転写ニップに向けて搬送される。こうして、シートＰ上に、所望の画像が転写される。

その後、２次転写ニップの位置で画像が転写されたシートＰは、定着装置２０の位置に搬送される。そして、この位置で、定着ベルト及び圧力ローラによる熱と圧力とにより、表面に転写されたカラー画像がシートＰ上に定着される（定着工程である。）。
その後、シートＰは、排紙ローラ対によって装置外へと排出される。排紙ローラ対によって装置外に排出されたシートＰは、出力画像として、スタック部上に順次スタックされる。
こうして、画像形成装置における、一連の画像形成プロセスが完了する。

次に、図２を用いて、作像部６Ｋ、６Ｓにおける現像装置５の構成・動作について、さらに詳しく説明する。
現像装置５は、感光体ドラム１に当接する現像ローラ５１（現像剤担持体）、現像ローラ５１に当接するドクターブレード５２（現像剤規制部材）、現像ローラ５１に当接する供給ローラ５３、装置内のトナーを撹拌する撹拌部材５４、等で構成される。現像装置５内には、トナーＴ（１成分現像剤）が収容されている。

このように構成された現像装置５は、次のように動作する。
現像装置５内で撹拌部材５４によって撹拌・搬送されるトナーＴの一部が、供給ローラ５３に担持される。そして、供給ローラ５３に担持されたトナーＴは、現像ローラ５１との摺接によって摩擦帯電して、その一部が現像ローラ５１に担持される。そして、現像ローラ５１に担持されたトナーは、ドクターブレード５２によって適量化された後に、感光体ドラム１との対向位置（現像領域）に達する。このとき、現像ローラ５１上のトナーは、ドクターブレード５２との摺接によって摩擦帯電することになる。そして、現像領域で、適量化されたトナーが感光体ドラム１上の静電潜像に付着して、感光体ドラム１上にトナー像が形成されることになる。
また、上述した現像領域に形成される電界は、レーザ光Ｌの照射によって感光体ドラム１の表面に形成される露光電位（画像部電位）と、現像電源によって現像ローラ５１に印加される現像バイアスと、の電位差によるものである。

以下、本実施の形態において特徴的な、画像形成装置１００の構成・動作について説明する。
先に図１及び図２を用いて説明したように、本実施の形態における画像形成装置１００には、第１作像部６Ｋと第２作像部６Ｓとの２つの作像部が設けられている。

第１作像部６Ｋは、可視光が投光される条件下（通常の使用環境下である。）では視認できて赤外線が投光される条件下では赤外線カメラ３００（図６参照）を用いても視認できない第１画像を形成するための作像部である。
第１画像を形成するために用いられる第１トナー（第１作像部６Ｋの現像装置５に収容されたトナーであって、赤外線が投光される条件下でも赤外線カメラを用いても視認できずに可視光が投光される条件下では視認できる画像を形成するためのトナーである。）は、赤外線を反射する黒色トナーであって、その詳細については後で説明する。

このような第１作像部６Ｋ（第１トナー）を用いて形成した通常印刷画像Ｍは、複製可能なものである。すなわち、記録したい文字情報や図形情報などの通常印刷画像ＭがシートＰ上に印刷された印刷物ＰＯを原本（図３（Ａ）の文字「Ｒ」参照）として、その原本を複写機で複製（コピー）すると、その複製物ＰＫ（図３（Ｂ）の文字「Ｒ」参照）には、濃度の違いなど多少の違いは生じる可能性はあるものの、基本的に通常印刷画像Ｍがそのまま複製されることになる。なお、図３（Ａ）、（Ｂ）は、いずれも、通常の使用環境下で印刷物ＰＯ、ＰＫを見た状態を示している。

また、この第１作像部６Ｋを用いて、地紋印刷画像Ｎを形成することもできる。
地紋印刷画像Ｎは、複製したときに原本とは異なる画像となるものである。図３（Ａ）に示す原本ＰＯには、小ドット疎画像Ｎ１と大ドット密画像Ｎ２（隠し画像）とからなる地紋印刷画像Ｎが形成されている。しかし、図３（Ａ）に示す原本ＰＯにおいて、小ドット疎画像Ｎ１（小ドットで疎に印刷した画像であって、破線で図示したドット画像である。）が通常印刷画像Ｍの背景として視認可能な状態であるのに対して、大ドット密画像Ｎ２（大ドットで密に印刷した画像であって、文字「ＣＯＰＹ」である。）は画像としてほとんど視認しにくい状態になっている。そして、このような原本ＰＯを複製すると、その複製物ＰＫは、図３（Ｂ）に示すように、複製時の光学的な読み込みにより、小ドット疎画像Ｎ１が消えて、大ドット密画像Ｎ２が浮かび上がって視認できるようになる。このように原本ＰＯを複製すると画像が変化する地紋印刷画像Ｎを用いることで、原本ＰＯと複製物ＰＫとの違いを明確に識別することができる。したがって、原本に対する不正コピーを防止するための技術として用いることができる。

ここで、第２作像部６Ｓは、可視光が投光される条件下（通常の使用環境下である。）では視認できて、赤外線が投光される条件下では赤外線カメラ３００（図６参照）を用いることで視認可能な第２画像としての不可視画像Ｗ（図３（Ａ）、（Ｃ）参照）を形成する作像部である。
不可視画像Ｗを形成するために用いられる第２トナー（第２作像部６Ｓの現像装置５に収容されたトナーであって、適宜に「ＩＲトナー」と呼ぶ。）は、赤外線を吸収する黒色トナーであって、上述した第１トナーと同色のトナーであることから、人が肉眼で見る限りにおいてはどちらも同色のトナーで印刷したものとして区別することができない。なお、この第２作像部６Ｓを用いて、通常印刷画像Ｍや地紋印刷画像Ｎを形成することも可能である。

図３（Ａ）に示す原本ＰＯには、通常の使用環境（画像に可視光が投光される環境である。）では肉眼で識別しにくい不可視画像Ｗ（数字「×××××」）が形成されている。そして、このような原本ＰＯを赤外線カメラ３００（図６参照）で見ると、その表示画面３０１において不可視画像Ｗ（数字「×××××」）をはっきりと視認することができる。
このような不可視画像Ｗは、積極的に表示したくない情報（例えば、マイナンバーなどである。）を印刷物（原本ＰＯ）に記録しておきたいときに有用である。
特に、本実施の形態では、このような不可視画像Ｗを１色のトナー（第２作像部６Ｓで用いられるトナー）を用いて形成しているため、不可視画像を複数色のトナーを用いて形成する場合に比べて、ランニングコストを低くすることができる。また、本実施の形態では、通常印刷画像Ｍや地紋印刷画像Ｎに不可視画像Ｗが重なってしまったとしても、これらの画像Ｍ、Ｎ、Ｗは同色のトナーで形成されるものであることから、人が肉眼で見る限りにおいてはどちらも同色のトナーで印刷したものとして区別することができないため、通常印刷画像Ｍや地紋印刷画像Ｎが混色によって見映えが悪くなるような不具合が生じることなく、通常印刷画像Ｍや地紋印刷画像Ｎはもちろんのこと不可視画像Ｗも良好に形成されることになる。しかも、これらの画像Ｍ、Ｎ、Ｗは黒色のトナーで形成されるものであるため、カラープリンタに比べて低廉で小型なモノクロプリンタにおける機能を高めることができる。

以下、第１作像部６Ｋで用いられるトナーの製造方法について詳述する。
まず、トナーの原材料として次の（１）～（６）を用いる。
（１）ポリエステル樹脂１（ＲＮ－３０６ＳＦ、花王株式会社製、重量平均分子量Ｍｗ７，７００、酸価４ｍｇＫＯＨ／ｇ） ７０部
（２）ポリエステル樹脂３（ＲＮ－２９０ＳＦ、花王株式会社製、重量平均分子量Ｍｗ８７，０００、酸価２８ｍｇＫＯＨ／ｇ） ２０部
（３）ワックス分散剤（ＥＸＤ－００１、三洋化成株式会社製）４部
（４）モノエステルワックス（ＷＥ－１１、日油株式会社製、融点ｍｐ６７℃） ６部
（５）サリチル酸誘導体ジルコニウム塩Ａ ０．９部
（６）赤外線透過ブラック１（ＰＡＬＩＯＧＥＮ ＢＬＡＣＫ Ｌ００８６、ＢＡＳＦ社製） ８部
なお、上述した（３）のポリエステル樹脂３は、ビスフェノールＡ－ポリエチレンオキサイド付加アルコール、ビスフェノールＡ－エチレンオキサイド付加アルコール、フマル酸、及び無水トリメリット酸から合成した樹脂である。
そして、これら（１）～（６）の原材料を、へンシェルミキサー（日本コークス工業株式会社製、ＦＭ２０Ｂ）を用いて予備混合した後に、一軸混練機（Ｂｕｓｓ製、コニーダ混練機）で１００度～１３０度の温度で溶融、混練する。そして、得られた混練物は室温まで冷却後、ロートプレックスにて２００μｍ～３００μｍに粗粉砕する。 次いで、カウンタジェットミル（ホソカワミクロン株式会社製、１００ＡＦＧ）を用いて、重量平均粒径が４．５±０．３μｍとなるように粉砕エアー圧を適宜調整しながら微粉砕した後、気流分級機（株式会社マツボー製、ＥＪ－ＬＡＢＯ）で、重量平均粒径が５．２±０．２μｍ、重量平均粒径／個数平均粒径の比が１．２０以下となるようにルーバー開度を適宜調整しながら分級して、第１トナーのトナー母体粒子を得る。
次いで、そのトナー母体粒子１００部に対して、添加剤として、ヒュームドシリカ（ＺＤ－３０ＳＴ、株式会社トクヤマ製）１．３部、ヒュームドシリカ（ＵＦＰ－３５ＨＨ、電気化学株式会社製）１．５部、二酸化チタン（ＭＴ－１５０ＡＦＭ、テイカ株式会社製）１．０部をヘンシェルミキサーで撹拌混合して、第１トナーを製造する。

なお、その他の製造方法としては、上述した製造方法に対して、原材料の「（６）赤外線透過ブラック１（ＰＡＬＩＯＧＥＮ ＢＬＡＣＫ Ｌ００８６、ＢＡＳＦ社製） ８部」の代わりに、「赤外線透過ブラック１（ＰＡＬＩＯＧＥＮ ＢＬＡＣＫ Ｓ００８４、ＢＡＳＦ社製） ７部、及び、ピグメントイエロー１８５（Ｐａｌｉｏｔｏｌ Ｙｅｌｌｏｗ Ｄ１１５５、ＢＡＳＦ社製） ２部」を原材料として用いることもできる。
また、原材料の「（６）赤外線透過ブラック１（ＰＡＬＩＯＧＥＮ ＢＬＡＣＫ Ｌ００８６、ＢＡＳＦ社製） ８部」の代わりに、「アゾ化合物染料ソルベントブラック３（Ｓｏｌｖｅｎｔ Ｂｌａｃｋ ３、オリヱント化学工業社製） ９部」を原材料として用いることもできる。
また、原材料の「（６）赤外線透過ブラック１（ＰＡＬＩＯＧＥＮ ＢＬＡＣＫ Ｌ００８６、ＢＡＳＦ社製） ８部」の代わりに、「アゾ化合物クロム錯体ソルベントブラック２９（Ｓｏｌｖｅｎｔ Ｂｌａｃｋ ２９、オリヱント化学工業社製 ９部」を原材料として用いることもできる。

ここで、本実施の形態における画像形成装置１００は、地紋印刷画像Ｎ（複製したときに原本とは異なる画像となるものである。）を第１作像部６Ｋによって形成して、その地紋印刷画像Ｎを第２作像部６Ｓによって形成した不可視画像Ｗとともに１枚のシートＰ上に形成可能に構成されている。
特に、通常印刷画像Ｍ（複製可能な画像である。）を第１作像部６Ｋによって地紋印刷画像Ｎと同時に形成して、その通常印刷画像Ｍを地紋印刷画像Ｎと不可視画像Ｗととともに１枚のシートＰ上に形成可能に構成されている。すなわち、図３（Ａ）に示すように、通常印刷画像Ｍと地紋印刷画像Ｎと不可視画像Ｗとが形成された原本ＰＯ（印刷物）を印刷することができる。

詳しくは、図１を参照して、第１作像部６Ｋによって形成された可視画像（通常印刷画像Ｍと地紋印刷画像Ｎとである。）と、第２作像部６Ｓによって形成された不可視画像Ｗと、が中間転写ベルト８に１次転写された後に、その中間転写ベルト８に１次転写された可視画像Ｍ、Ｎ及び不可視画像ＷがシートＰに２次転写されることになる。

換言すると、本実施の形態では、画像形成プロセス（画像形成方法）として、地紋印刷画像Ｎを形成する地紋印刷工程と、不可視画像Ｗを形成する不可視画像形成工程と、地紋印刷画像Ｎを不可視画像Ｗとともに１枚のシートＰ上に転写する転写工程と、がおこなわれることになる。特に、通常印刷画像Ｍをも形成する場合には、上述した地紋印刷工程において、地紋印刷画像Ｎととともに通常印刷画像Ｍが形成されることになる。
本実施の形態では、上述した転写工程が、地紋印刷画像Ｎ（及び通常印刷画像Ｍ）と不可視画像Ｗとを中間転写ベルト８に１次転写した後に、それらの画像Ｍ、Ｎ、ＷをシートＰ上に２次転写する工程（２次転写工程）となっている。

さらに換言すると、本実施の形態における画像形成装置１００は、可視光が投光される条件下では視認できて不可視光のみが投光される条件下では視認できない画像を形成可能な第１作像部６Ｋと、少なくとも赤外線（不可視光）が投光される条件下では視認可能な画像を形成可能な第２作像部６Ｓと、が設けられている。そして、このような画像形成装置１００において画像を形成する画像形成方法として、可視光が投光される条件下では視認できる複製可能な第１画像（可視画像Ｍ、Ｎ）を第１作像部６Ｋで形成する工程と、可視光が投光される条件下では視認可能であって複製したときに複製対象となった印刷物とは異なる画像が得られる地紋印刷画像Ｎを第１作像部６Ｓによって形成する工程と、赤外線（不可視）が投光されることで視認可能な第２画像（不可視画像Ｗ）を第２作像部６Ｓで形成する工程と、を備えている。そして、第１画像（可視画像Ｍ、Ｎ）と地紋印刷画像Ｎと第２画像（不可視画像Ｗ）とを１枚のシート（同一媒体）に形成している。

このように、本実施の形態では、同一媒体としての１枚のシートＰに地紋印刷画像Ｎと不可視画像Ｗとの双方を印刷することができる。これにより、積極的に表示したくないマイナンバーなどの情報を不可視画像Ｗとして記録した印刷物（原本ＰＯ）と、複製物ＰＫと、を一目で識別することができるため、原本ＰＯの管理をしやすくなる。
シートＰに不可視画像Ｗは形成できるが地紋印刷画像Ｎを形成することができない場合には、不可視画像Ｗが形成された原本と、複製により不可視画像Ｗが形成されていない複製物と、を一目で識別することができない。そのため、原本と複製物とを取り違えてしまって、原本を管理する管理者が第三者に原本を手渡してしまうような管理上の不具合が生じてしまう可能性がある。
これに対して、本実施の形態では、シートＰに不可視画像Ｗと地紋印刷画像Ｎとの双方を形成することができるため、そのような不具合の発生を軽減することができる。特に、本実施の形態では、不可視画像Ｗと地紋印刷画像Ｎとに加えて、通常印刷画像Ｍをも同じシートＰに形成できるため、そのような管理すべき印刷物の作製に有用である。また、先に説明したように、不可視画像Ｗや地紋印刷画像Ｎや通常印刷画像Ｍが記録された印刷物は、２つの作像部６Ｋ、６Ｓを用いて形成するものであるため、低コストで良好に作製されたものになる。

ここで、本実施の形態では、シートＰ上に地紋印刷画像Ｎと不可視画像Ｗとを重ねて形成するときに、不可視画像Ｗが下層になり地紋印刷画像Ｎが上層になるように形成している。
具体的に、図３（Ａ）に示すような原稿ＰＯを形成するときに、図４（Ａ）に示すように、地紋印刷画像Ｎと不可視画像Ｗとが重なる部分は、シートＰ上に不可視画像Ｗ、地紋印刷画像Ｎの順に積層されることになる。また、通常印刷画像Ｍと不可視画像Ｗとが重なる部分は、シートＰ上に不可視画像Ｗ、通常印刷画像Ｍの順に積層されることになる。
図１に示すように、中間転写ベルト８の走行方向上流側に第１作像部６Ｋが配置され、走行方向下流側に第２作像部６Ｓが配置されている。そのため、中間転写ベルト８上においては、地紋印刷画像Ｎ（又は、通常印刷画像Ｍ）、不可視画像Ｗの順に積層されることになる。そして、そのように中間転写ベルト８上に積層された画像が、２次転写ニップでシートＰ上に２次転写されることで、シートＰ上に不可視画像Ｗ、地紋印刷画像Ｎ（又は、通常印刷画像Ｍ）の順に積層されることになる。
このようにシートＰ上に不可視画像Ｗ、地紋印刷画像Ｎ（又は、通常印刷画像Ｍ）の順に積層することで、シートＰ上に地紋印刷画像Ｎ（又は、通常印刷画像Ｍ）、不可視画像Ｗの順で積層する場合に比べて、赤外線が投光される条件下では赤外線カメラ３００を用いることで視認可能なトナーがシートＰ上で最背面になり、２次転写効率の影響を受けにくくなるため、赤外線カメラ３００を用いたときの視認性が向上することになる。
なお、第１作像部６Ｋによって地紋印刷画像Ｎと通常印刷画像Ｍとを同時に形成するとき、通常印刷画像Ｍが形成される部分には、地紋印刷画像Ｎは形成されないことになる。

なお、本実施の形態では、図４（Ａ）に示すように、シートＰ上に不可視画像Ｗと地紋印刷画像Ｎ（又は、通常印刷画像Ｍ）とを積層可能に原稿ＰＯを形成したが、図４（Ｂ）に示すように、シートＰ上に不可視画像Ｗと地紋印刷画像Ｎ（又は、通常印刷画像Ｍ）とを積層しないように原稿ＰＯを形成することもできる。そのような場合には、不可視画像Ｗが、通常印刷画像Ｍが形成されない領域であって、地紋印刷画像Ｎが形成されていない領域に形成されることになる（又は、地紋印刷画像Ｎの領域に入り込むように形成されることになる）。
そのような場合には、シートＰ上への画像Ｍ、Ｎ、Ｗの全体的な転写効率をさらに向上させることができる。また、このような場合には、全体的にトナーを節約することができるとともに、定着システムにやさしいものとなる（定着性が向上する）。
また、地紋印刷画像を第１作像部６Ｋよって形成して、地紋印刷画像を第２作像部６Ｓによって形成した第２画像（不可視画像）とともに１枚のシート上に形成することもできる。そのとき、通常印刷画像を第１作像部６Ｋ及び第２作像部６Ｓの少なくとも一方によって地紋印刷画像と同時に形成して、その通常印刷画像を地紋印刷画像と第２画像（不可視画像）ととともに１枚のシートＰ上に形成することもできる。

ここで、本実施の形態において、地紋印刷画像Ｎ（小ドット疎画像Ｎ１及び大ドット密画像Ｎ２）や不可視画像Ｗは、通常印刷画像Ｍとともに、いずれも、図３（Ａ）のものに限定されることなく、任意の画像とすることができる。
具体的に、図５に示すように、画像形成装置１００に通信可能に繋がれた入力装置としてのパソコン２００を用いて、その表示画面２０１から任意の画像Ｍ、Ｎ、Ｗを入力指定することができる。その指定内容としては、例えば、画像の内容（文字列の種類、フォント、スタイル、サイズ、角度、濃度など）、シート上の印刷位置、などである。図５は、パソコン２００の画面２０１に地紋印刷画像Ｎの設定画面を表示した状態を示しているが、不可視画像Ｗの設定画面も同様に表示させることになる。
なお、そのような画像Ｍ、Ｎ、Ｗの入力は、パソコン２００の他、画像形成装置１００の外装部に設置された操作部９０（図１参照）を用いて直接おこなうこともできる。

＜変形例１＞
図７は、変形例１の原本ＰＯとしての印刷物を示す図であって、本実施の形態における図３（Ａ）に対応する図である。
図７に示す原本ＰＯのように、シートＰ上に通常印刷画像Ｍ（文字「Ｒ」）と地紋印刷画像Ｎと不可視画像Ｗ（数字「×××××」）とを形成する場合に、通常印刷画像Ｍと不可視画像Ｗとが重なるように形成することもできる。そのような場合でも、その原本ＰＯを赤外線カメラ３００で見ると、不可視画像Ｗ（数字「×××××」）のみを視認することができる。

＜変形例２＞
図８は、変形例２としての画像形成装置１００を示す構成図であって、本実施の形態における図１に対応する図である。
図８に示す変形例２の画像形成装置１００は、第１、第２作像部６Ｋ、６Ｓで形成した画像Ｍ、Ｎ、Ｗを、中間転写ベルト８を介してシートＰに形成するのではなくて、シートＰに直接的に形成している。詳しくは、給紙ユニット２６から給送されたシートＰは、レジストローラ対２８によって搬送された後に、転写搬送ベルト３０による搬送によって第１、第２作像部６Ｋ、６Ｓの位置を順に通過する。そして、シートＰ上に、第１作像部６Ｋで形成された可視画像Ｍ、Ｎ、第２作像部６Ｓで形成された不可視画像Ｗが積層されることになる。
このように画像形成装置１００を構成した場合であっても、本実施の形態のものと同様の効果を得ることができる。

以上説明したように、本実施の形態における画像形成装置１００は、可視光が投光される条件下では視認できて赤外線（不可視光）のみが投光される条件下では視認できない画像を形成可能な第１作像部６Ｋと、少なくとも赤外線（不可視光）が投光される条件下では視認可能な画像を形成可能な第２作像部６Ｓと、が設けられている。そして、可視光が投光される条件下では視認できる複製可能な第１画像（可視画像Ｍ、Ｎ）を第１作像部６Ｋで形成している。また、可視光が投光される条件下では視認可能であって、複製したときに複製対象となった印刷物とは異なる画像が得られる地紋印刷画像Ｎを第１作像部６Ｋによって形成している。さらに、赤外線（不可視光）が投光されることで視認可能な第２画像（不可視画像Ｗ）を第２作像部２Ｓで形成している。そして、第１画像（可視画像Ｍ、Ｎ）と地紋印刷画像Ｎと第２画像（不可視画像Ｗ）とを１枚のシート（同一媒体）に形成している。
これにより、不可視画像Ｗを形成した印刷物を原本ＰＯとしたものと、その原本ＰＯを複製したものＰＫと、を容易に識別することができる。

なお、本実施の形態では、２つの作像部６Ｋ、６Ｓをそれぞれプロセスカートリッジとして構成して、作像部６Ｋ、６Ｓのメンテナンス性を高めているが、作像部６Ｋ、６Ｓをプロセスカートリッジとして構成しなくてもよい。
なお、本願明細書等において、「プロセスカートリッジ」とは、像担持体を帯電する帯電装置と、像担持体上に形成された潜像を現像する現像装置と、像担持体上をクリーニングするクリーニング装置と、のうち少なくとも１つと、像担持体とが、一体化されて、画像形成装置本体に対して着脱可能に設置されるユニットと定義する。

また、本実施の形態では、作像部６Ｋ、６Ｓにおける現像装置５として１成分現像方式のものを用いたが、現像装置として２成分現像方式のものを用いることもできる。その場合、現像装置には、トナーとキャリアとからなる２成分現像剤が収容されて、現像装置内のトナー消費に合わせてトナー容器から現像装置に適宜にトナーが補給されることになる。また、そのような場合に、第１作像部６Ｋの現像装置５に補給されるトナーは第１トナーであって、第２作像部６Ｓの現像装置５に補給されるトナーは第２トナーとなる。
また、本実施の形態では、地紋印刷画像Ｎを第１作像部６Ｋによって形成したが、地紋印刷画像Ｎを第２作像部６Ｓによって形成することもできるし、地紋印刷画像Ｎを第１作像部６Ｋと第２作像部６Ｓとの双方によって形成することもできる。
また、本実施の形態では、不可視光として赤外線を用いたが、不可視光はこれに限定されず、例えば、不可視光として紫外線を用いることもできる。不可視光として紫外線を用いた場合には、カメラを使用しなくても視認できる。視認可能な不可視光として赤外線を用いる場合には、第２画像は、赤外線が投光される条件下では視認可能であるが、紫外線が投光される条件下では必ずしも視認可能とならないことになる。また、視認可能な不可視光として紫外線を用いる場合には、第２画像は、紫外線が投光される条件下では視認可能であるが、赤外線が投光される条件下では必ずしも視認可能とならないことになる。
また、本実施の形態では、地紋印刷画像Ｎを小ドット疎画像Ｎ１と大ドット密画像Ｎ２とで構成したが、地紋印刷画像Ｎのドットの大きさを、第２画像（不可視画像Ｗ）のドットの大きさと同じにすることもできる。
また、本実施の形態では、第２画像（不可視画像Ｗ）を形成するために用いられる第２トナーとして、赤外線を吸収する黒色トナーを用いたが、第２トナーとして透明なＩＲトナーを用いることもできる。
また、本実施の形態では、赤外線カメラを用いて不可視画像Ｗ（第２画像）を視認するようにしたが、不可視画像（第２画像）を視認するための装置や方法はこれに限定されることなく、不可視画像（第２画像）に赤外線を投光する装置や方法であればよい。
そして、それらのような場合であっても、本実施の形態のものと同様の効果を得ることができる。

なお、本発明が本実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、本実施の形態の中で示唆した以外にも、実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、上記構成部材の数、位置、形状等は本実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。

なお、本願明細書等において、「同色」とは、ベタ画像を印刷したときに色差ΔＥ（ＪＩＳ）が２．５以下となるものと定義する。
また、本願明細書等において、「シート」とは、用紙（紙）に限定されることなく、シート状の記録媒体（媒体）のすべて、例えば、コート紙、ラベル紙、ＯＨＰシート、等も含むものと定義する。

１ 感光体ドラム（像担持体）、
５ 現像装置、
６Ｋ 第１作像部、
６Ｓ 第２作像部、
８ 中間転写ベルト、
１００ 画像形成装置（画像形成装置本体）、
２００ パソコン、
３００ 赤外線カメラ、
Ｐ シート（記録媒体）、
ＰＯ 原本（印刷物）、
ＰＫ 複製物（印刷物）
Ｍ 通常印刷画像、
Ｎ 地紋印刷画像、 Ｎ１ 小ドット疎画像、 Ｎ２ 大ドット密画像、
Ｗ 不可視画像。

特開２０１８－６０１６９号公報 特開２０１８－５８２６４号公報

Claims (20)

1. 黒色画像を形成可能なモノクロの画像形成装置であって、
   可視光が投光される条件下では視認できて、不可視光のみが投光される条件下では視認できない黒色画像を形成可能な第１作像部と、
   前記可視光が投光される条件下でも前記不可視光が投光される条件下でも視認可能な黒色画像を形成可能な第２作像部と、
   を備え、
   可視光が投光される条件下では視認できる複製可能な第１画像を前記第１作像部で形成し、
   可視光が投光される条件下では視認可能であって、複製したときに複製対象となった印刷物とは異なる画像が得られる地紋印刷画像を前記第１作像部と前記第２作像部とのうち少なくとも一方によって形成し、
   前記不可視光が投光されることで視認可能な第２画像を前記第２作像部で形成し、
   前記第１画像と前記地紋印刷画像と前記第２画像とを同一媒体に形成し、
   前記第１作像部と前記第２作像部とは、中間転写体に対向するように、前記中間転写体の走行方向に対して前記第１作像部が前記第２作像部の上流側に設置されて、
   前記第１作像部によって形成された黒色画像が前記中間転写体に１次転写された後に、前記第２作像部によって形成された黒色画像が前記中間転写体に１次転写されて、その後に前記１次転写されたそれぞれの画像がシートに２次転写されることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記不可視光は、赤外線であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記第１画像を形成するために用いられる第１トナーは、赤外線を反射する黒色トナーであることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記第２画像を形成するために用いられる第２トナーは、赤外線を吸収する黒色トナーであることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記第２画像を形成するために用いられる第２トナーは、ＩＲトナーであることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の画像形成装置。
6. 前記第１画像を形成するために用いられる第１トナーと、前記第２画像を形成するために用いられる第２トナーと、はいずれも黒色であることを特徴とする請求項１～請求項４のいずれかに記載の画像形成装置。
7. 前地紋印刷画像を前記第１作像部で形成することを特徴とする請求項１～請求項６のいずれかに記載の画像形成装置。
8. 前地紋印刷画像を前記第２作像部で形成することを特徴とする請求項１～請求項６のいずれかに記載の画像形成装置。
9. 前記第２画像のドットの大きさは、前地紋印刷画像のドットの大きさと同じであることを特徴とする請求項１～請求項８のいずれかに記載の画像形成装置。
10. 前記地紋印刷画像と前記第２画像とを重ねて形成するときに、前記第２画像が下層になり前記地紋印刷画像が上層になるように形成することを特徴とする請求項１～請求項９のいずれかに記載の画像形成装置。
11. 黒色画像を形成可能なモノクロの画像形成方法であって、
    可視光が投光される条件下では視認できて、不可視光のみが投光される条件下では視認できない黒色画像を形成可能な第１作像部と、
    前記可視光が投光される条件下でも前記不可視光が投光される条件下でも視認可能な黒色画像を形成可能な第２作像部と、
    を備えた画像形成装置において画像を形成する画像形成方法であって、
    可視光が投光される条件下では視認できる複製可能な第１画像を前記第１作像部で形成する工程と、
    可視光が投光される条件下では視認可能であって、複製したときに複製対象となった印刷物とは異なる画像が得られる地紋印刷画像を前記第１作像部と前記第２作像部とのうち少なくとも一方によって形成する工程と、
    前記不可視光が投光されることで視認可能な第２画像を前記第２作像部で形成する工程と、
    を備え、
    前記第１画像と前記地紋印刷画像と前記第２画像とを同一媒体に形成し、
    前記第１作像部と前記第２作像部とは、中間転写体に対向するように、前記中間転写体の走行方向に対して前記第１作像部が前記第２作像部の上流側に設置されて、
    前記第１作像部によって形成された黒色画像が前記中間転写体に１次転写された後に、前記第２作像部によって形成された黒色画像が前記中間転写体に１次転写されて、その後に前記１次転写されたそれぞれの画像がシートに２次転写されることを特徴とする画像形成方法。
12. 前記不可視光は、赤外線であることを特徴とする請求項１１に記載の画像形成方法。
13. 前記第１画像を形成するために用いられる第１トナーは、赤外線を反射する黒色トナーであることを特徴とする請求項１２に記載の画像形成方法。
14. 前記第２画像を形成するために用いられる第２トナーは、赤外線を吸収する黒色トナーであることを特徴とする請求項１２又は請求項１３に記載の画像形成方法。
15. 前記第２画像を形成するために用いられる第２トナーは、ＩＲトナーであることを特徴とする請求項１２又は請求項１３に記載の画像形成方法。
16. 前記第１画像を形成するために用いられる第１トナーと、前記第２画像を形成するために用いられる第２トナーと、はいずれも黒色であることを特徴とする請求項１１～請求項１４のいずれかに記載の画像形成方法。
17. 前地紋印刷画像を前記第１作像部で形成することを特徴とする請求項１１～請求項１６のいずれかに記載の画像形成方法。
18. 前地紋印刷画像を前記第２作像部で形成することを特徴とする請求項１１～請求項１６のいずれかに記載の画像形成方法。
19. 前記第２画像のドットの大きさは、前地紋印刷画像のドットの大きさと同じであることを特徴とする請求項１１～請求項１８のいずれかに記載の画像形成方法。
20. 前記地紋印刷画像と前記第２画像とを重ねて形成するときに、前記第２画像が下層になり前記地紋印刷画像が上層になるように形成することを特徴とする請求項１１～請求項１９のいずれかに記載の画像形成方法。

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