| 【発明の名称】 |
画像形成装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】安東 滋仁
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| 【要約】 |
【課題】記録媒体上に可視画像と不可視画像を形成可能で、しかも低コストでかつ小型の画像形成装置を提供する。
【解決手段】不可視光に吸収域を有する不可視用トナーＦｔと可視光に吸収域を有するブラック用トナーとを上下２段構造のハウジング１０１，１０２に収容する現像器４Ｗを備えるとともに、各ハウジング１０１，１０２内に設けられた現像ロール１０３，１０８及び搬送ロール１０４，１０９の回転動作を制御することにより、不可視用現像剤Ｆｔを用いて現像を行う第1の動作モードとブラック用現像剤Ｋｔを用いて現像を行う第２の動作モードとを切り替え可能に構成された画像形成装置。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 不可視光に吸収域を有する第1の現像剤と可視光に吸収域を有する第２の現像剤とを共通の現像器に収容するとともに、前記第1の現像剤を用いて現像を行う第1の動作モードと、前記第２の現像剤又は前記第1及び第２の現像剤を用いて現像を行う第２の動作モードとを切り替え可能な切り替え手段を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】 前記第1の現像剤と前記第２の現像剤とを混合した状態で共通の現像器に収容してなることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】 前記第1の現像剤は、前記第２の現像剤よりも高い現像性を有することを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式に基づいて画像形成を行う画像形成装置に関する。
【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６−１２２２６６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トナー像を形成し、該不可視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】ところで、電子写真方式のように記録材料（現像剤）としてトナーを使う画像形成装置において、記録媒体上に可視画像を形成する場合は、可視光に吸収域を有するトナー（以下、可視用トナーという）を用いて現像を行い、記録媒体上に不可視画像を形成する場合は、不可視光に吸収域を有するトナー（以下、不可視用トナーという）を用いて現像を行うことになる。
【００１１】そのため、例えばフルカラー画像形成装置に不可視画像の形成機能を追加する場合は、不可視画像による付加情報を埋め込むために新たに現像器を組み込む必要があり、これによって装置のコストアップや大型化を招いてしまう。
【００１２】本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、記録媒体上に可視画像と不可視画像を形成可能で、しかも低コストでかつ小型の画像形成装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明に係る画像形成装置においては、不可視光に吸収域を有する第1の現像剤と可視光に吸収域を有する第２の現像剤とを共通の現像器に収容するとともに、第1の現像剤を用いて現像を行う第1の動作モードと第２の現像剤又は第1及び第２の現像剤を用いて現像を行う第２の動作モードとを切り替え可能な切り替え手段を備えた構成となっている。
【００１４】上記構成の画像形成装置において、記録媒体上に可視画像を形成する場合は第1の動作モードが選択されて第1の現像剤を用いた現像が行われ、記録媒体上に不可視画像を形成する場合は第２の動作モードが選択されて第２の現像剤又は第1及び第２の現像剤を用いた現像が行われる。これにより、共通の現像器を用いて可視画像と不可視画像の形成を行うことが可能となる。
【００１５】
【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。
【００１６】図１は本発明の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１、帯電器２、像書き込み装置３、ロータリー現像装置４、一次転写ロール５、クリーニングブレード６、中間転写体７、複数（図では３つ）の支持ロール８，９，１０、二次転写ロール１１等を備えて構成されている。
【００１７】像担持体１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１は図の矢印方向に回転可能に設けられている。帯電器２は、像担持体１を一様に帯電するものである。像書き込み装置３は、帯電器２によって一様に帯電された像担持体１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。
【００１８】ロータリー現像装置４は、イエロー用の現像剤を収容する現像器４Ｙと、マゼンタ用の現像剤を収容する現像器４Ｍと、シアン用の現像剤を収容する現像器４Ｃと、、ブラック用及び不可視用の現像剤を収容する現像器４Ｗを有するものである。このロータリー現像装置４は、上記４つの現像器４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｗが順に像担持体１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トナー像を形成するものである。
【００１９】一次転写ロール５は、像担持体１との間で中間転写体７を挟持しつつ、像担持体１上に形成されたトナー像（可視トナー像又は不可視トナー像）を中間転写体７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６は、転写後に像担持体１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７は、無端ベルト状に形成されたもので、複数の支持ロール８，９，１０によって周回可能に支持されている。二次転写ロール１１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１０との間で挟持しつつ、中間転写体７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。
【００２０】図２は本発明の第1実施形態に係る画像形成装置の要部として、ロータリー現像装置４における現像器４Ｗの構成を示す概略図である。図示のように現像器４Ｗには、上下２段構造からなる２つのハウジング１０１，１０２が設けられている。上部のハウジング１０１にはブラック用現像剤Ｋｔが収容され、下部のハウジング１０２には不可視用現像剤Ｆｔが収容されている。なお、上部のハウジング１０１に不可視用現像剤、下部のハウジング１０２にブラック用現像剤が収容されていてもよい。
【００２１】ハウジング１０１には、現像ロール１０３、搬送ロール１０４、現像剤層規制部材１０５及び一対のオーガー１０６，１０７が設けられている。現像ロール１０３は、その周面にブラック用現像剤Ｋｔを担持して像担持体１との対向領域に搬送する回転可能な円筒担持体と磁石ロールとによって構成されている。搬送ロール１０４は、現像ロール１０３に現像剤を搬送する回転可能な円筒担持体と磁石ロールとによって構成されている。現像剤層規制部材１０５は、搬送ロール１０４の周面に担持される現像剤の層厚を調整することにより、現像ロール１０３上に担持される現像剤の量を規制するものである。オーガー１０６，１０７は、ハウジング１０１内で現像剤を循環移動させるためのものである。
【００２２】同様に、ハウジング１０２には、現像ロール１０８、搬送ロール１０９、現像剤層規制部材１１０及び一対のオーガー１１１，１１２が設けられている。これらの構成部品の機能については上記ハウジング１０１内に設けられた構成部品と同様であるため、ここではその機能説明を省略することとする。
【００２３】上記構成からなる現像器４Ｗは、図示せぬ制御部からの動作指令に従って動作モードを切り替え可能に構成されている。すなわち、ブラック用現像剤Ｋｔを用いて現像を行う動作モード（第1の動作モード）では、ハウジング１０１，１０２に設けられた機能部が次のように動作する。先ず、ハウジング１０１内では、現像ロール１０３と搬送ロール１０４の各円筒担持体が共に回転した状態となる。この状態では、ハウジング１０１内に収容されたブラック用現像剤Ｋｔが現像ロール１０３と像担持体１との対向領域（現像領域）に一定量ずつ送り込まれる。
【００２４】これに対して、ハウジング１０２内では、現像ロール１０８の円筒担持体だけが回転し、搬送ロール１０９の円筒担持体は停止した状態となる。この状態では、不可視用現像剤Ｆｔが搬送ロール１０９から現像ロール１０８へと搬送されないため、現像ロール１０８と像担持体１との対向領域（現像領域）に不可視用現像剤Ｆｔが送り込まれず、よって当該領域に不可視用現像剤Ｆｔが存在しなくなる。
【００２５】一方、不可視用現像剤Ｆｔを用いて現像を行う動作モード（第２の動作モード）では、ハウジング１０１，１０２に設けられた機能部が次のように動作する。先ず、ハウジング１０１内では、現像ロール１０３の円筒担持体だけが回転し、搬送ロール１０４の円筒担持体は停止した状態となる。この状態では、ブラック用現像剤Ｋｔが搬送ロール１０４から現像ロール１０３へと搬送されないため、現像ロール１０３と像担持体１との対向領域にブラック用現像剤Ｋｔが送り込まれず、よって当該領域にブラック用現像剤Ｋｔが存在しなくなる。
【００２６】これに対して、ハウジング１０２内では、現像ロール１０８と搬送ロール１０９の各円筒担持体が共に回転した状態となる。この状態では、ハウジング１０２内に収容された不可視用現像剤Ｆｔが現像ロール１０８と像担持体１との対向領域に一定量ずつ送り込まれる。つまり、本第1実施形態においては、ハウジング１０１，１０２内の各機能部の動作状態を反転制御することにより、画像形成時の動作モードを自在に切り替えられる構成になっている。
【００２７】なお、かかる動作モードの切り替えは、ロータリー現像装置４の回転駆動によって像担持体１に現像器４Ｗを対向させたときに、各ハウジング１０１，１０２内の現像ロール１０３，１０８が像担持体１に接触するケースを想定したものであり、現像ロール１０３，１０８が像担持体１に接触しないケースでは別の手法、例えば現像バイアスの印加対象を現像ロール１０３，１０８の間で切り替えるだけで動作モードの切り替えが可能となる。
【００２８】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。
【００２９】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顔料を混練粉砕して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た。イエロー、マゼンタ、シアン用のトナーには、それぞれ各色用の顔料を用い、いずれも重量平均粒径７μｍのトナーとした。また、ブラック用トナーには顔料としてカーボンを用い、不可視用トナーには無色の赤外吸収顔料を用いて、それぞれ重量平均粒径９μｍのトナーとした。
【００３０】また、キャリアとしては、平均粒径５０μｍのフェライト粒子１００重量部及び分子量９５，０００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。
【００３１】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 Concentration）を８ｗｔ％、現像剤中のトナーの帯電量を２０μＣ／ｇ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）
【００３２】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。
【００３３】続いて、本第１実施形態に係る画像形成装置の動作例として、記録用紙上にフルカラーの可視画像と不可視画像の両方を形成する場合について説明する。
【００３４】先ず、像担持体１が回転駆動され、帯電器２によって像担持体１の表面が一様に帯電された後、その像担持体１に像書き込み装置３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４Ｙによって現像された後、そのトナー像が一次転写ロール５によって中間転写体７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１に残ったトナーは、クリーニングブレード６によりクリーニングされる。その後、マゼンタ、シアンについても、上記同様に帯電器２による帯電、像書き込み装置３による像光の照射、各現像器４Ｍ，４Ｃによるトナー像の形成、中間転写体７へのトナー像の転写が行われる。
【００３５】続いて、上記同様に帯電器２による帯電、像書き込み装置３による像光の照射が行われた後、先に説明した第1の動作モードで、ブラック用現像剤を用いた現像器４Ｗによるトナー像の形成、中間転写体７へのトナー像の転写が行われる。これにより、中間転写体７にはブラックのトナー像が転写される。
【００３６】こうして中間転写体７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１の表面が帯電器２によって一様に帯電された後、像書き込み装置３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、先程と同じ現像器２０４Ｗによって現像されるが、それに先立つ動作モードの切り替え（第1の動作モードから第２の動作モードへの切り替え）により、像担持体１上には不可視用トナーによるトナー像（不可視トナー像）が形成される。この不可視トナー像は、一次転写ロール５によって中間転写体７上に転写される。
【００３７】これにより、中間転写体７上には、４色（イエロー，マゼンタ，シアン，ブラック）のトナー像が重ね合わされたフルカラーの可視トナー像と不可視トナー像の両方が形成される。このようにして形成された可視トナー像と不可視トナー像は二次転写ロール１１により一括して記録用紙に転写される。これにより、記録用紙上には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。
【００３８】ちなみに、上記の動作例では、記録用紙上にフルカラーの可視画像と不可視画像の両方を形成する場合を説明したが、これ以外にも、例えば、第1の動作モードだけで画像形成を行うことによりフルカラー又は白黒の可視画像のみを記録用紙上に形成したり、第２の動作モードだけで画像形成を行うことにより不可視画像のみを記録用紙上に形成したりすることも可能である。
【００３９】このように本第1実施形態に係る画像形成装置によれば、ブラック用現像剤と不可視用現像剤を共通の現像器４Ｗに収容するとともに、ブラック用現像剤を用いて現像を行う第1の動作モードと不可視用現像剤を用いて現像を行う第２のモードとを切り替え可能に構成することにより、現像器の個数を増やすことなく、記録用紙上にフルカラーの可視画像と不可視画像とを形成することができる。これにより、装置の低コスト化と小型化を同時に実現することが可能となる。
【００４０】次に、本第1実施形態に係る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、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と、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、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３に示す。なお、図３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の分光反射率に相当するものとなる。
【００４１】図３において、波長４００ｎｍから波長７００ｎｍ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３における不可視画像）の分光反射率は可視ベタ画像（図３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。
【００４２】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。
【００４３】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、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）とイエロー、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とを形成した。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。
【００４４】
【表１】
【００４５】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４００ｎｍ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。
【００４６】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。
【００４７】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。
【００４８】
【表２】
【００４９】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。
【００５０】加えて、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。
【００５１】続いて、本発明の第２実施形態について説明する。この第２実施形態においては、上記第1実施形態との比較において、特に、現像器４Ｗの構成と動作モードの切り替え手段とが異なるものとなっている。
【００５２】図４は本発明の第２実施形態に係る画像形成装置の要部として、ロータリー現像装置４における現像器４Ｗの構成を示す概略図である。図４において、ハウジング２０２には、不可視用トナー（第1の現像剤）と可視用トナーの一つであるブラック用トナー（第２の現像剤）とキャリアとを混合してなる現像剤（以下、混合現像剤という）ＦＫｔが収容されている。
【００５３】また、ハウジング２０１内には、現像ロール２０２、現像剤層規制部材２０３及び一対のオーガー２０５，２０６が設けられている。現像ロール２０２は、その周面に混合現像剤ＦＫｔを担持して像担持体１との対向領域に搬送する回転可能な円筒担持体と磁石ロールとによって構成されている。現像剤層規制部材２０３は、現像ロール２０２の周面に担持される混合現像剤ＦＫｔの層厚を調整することにより、現像ロール２０２上に担持される混合現像剤ＦＫｔの量を規制するものである。オーガー２０５，２０６は、ハウジング２０１内で混合現像剤ＦＫｔを循環移動させるためのものである。
【００５４】上記混合現像剤ＦＫｔは、例えば、不可視用トナーの濃度を５ｗｔ％、ブラック用トナーの濃度を８ｗｔ％となるようにしたものを用いることができる。このとき、混合現像剤中の不可視用トナーの帯電量は１５μＣ／ｇ、ブラック用トナーの帯電量は２０μＣ／ｇとなった。また、不可視用トナーとブラック用トナーをキャリアとともに混合した混合現像剤のＴＣは、キャリアの表面を不可視用トナーとブラック用トナーが隙間なく１層だけ覆った状態を上限とするのが望ましい。例えば、不可視用トナーとブラック用トナーの重量平均粒径が９μｍ、キャリアの重量平均粒径が５０μｍの場合、不可視用トナーとブラック用トナーを合わせたＴＣは、１８ｗｔ％を超えないように設定するのが好ましい。この理由は、ＴＣがそれ以上に高くなりすぎると、トナーのキャリアに対する付着力が弱くなって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ためである。
【００５５】このような混合現像剤を用いて現像を行う場合は、上述のように不可視用トナーの帯電量とブラック用トナーの帯電量とが異なるため、現像ロール２０２に印加する現像バイアスに対して両者の現像性に違いが生じる。一般に、トナーの帯電量が低いほど現像性が高くなる傾向にある。よって、上記の例では不可視用トナーの方がブラック用トナーよりも高い現像性を有するものとなる。ちなみに、ここで述べる現像性とは、トナーの現像の難易性を示すもので、この現像性が高いものほど現像されやすいトナーとなる。
【００５６】図５は混合現像剤中におけるトナーの現像性の違いを示すもので、ここでは横軸を現像バイアス、縦軸を現像トナー量としたグラフ形式で表わしている。図５において、現像バイアスがＶ１からＶ２（但し、Ｖ２＞１）の間では、不可視用トナーによる現像トナー量が徐々に増加していき、現像バイアスがＶ２以上では該現像トナー量が一定量で推移している。これに対して、ブラック用トナー（可視用トナー）の場合は、現像バイアスがＶ１からＶ２の間では現像されず（現像トナー量がほぼゼロ）、現像バイアスがＶ２からＶ３（但し、Ｖ３＞Ｖ２）の間で現像トナー量が徐々に増加し、Ｖ３以降では一定量で推移している。
【００５７】このことから本第２実施形態においては、画像形成時に現像バイアスを切り替えることにより、第1の動作モードと第２の動作モードとを切り替えることが可能となる。すなわち、現像バイアスをＶ１からＶ２の間に設定した場合は、不可視用トナーのみを用いて現像することが可能となり、現像バイアスをＶ２からＶ３の間に設定した場合は、不可視用トナーとブラック用トナーの両方を用いて現像することが可能となる。これにより、先の第1実施形態に比較して、現像器４Ｗの構成を簡素化することができるため、画像形成装置のさらなる低コスト化と小型化を実現することが可能となる。
【００５８】ここで、本第２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を用いた不可視ベタ画像と、ブラック用トナーを用いたブラックベタ画像と、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とを形成し、それぞれの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ところ、図６のような結果が得られた。
【００５９】図６において、波長４００ｎｍから波長７００ｎｍまでの肉眼で見ることのできる可視光領域において、不可視ベタ画像の分光反射率は、ブラックベタ画像及び可視ベタ画像の分光反射率よりも高いため、不可視ベタ画像とブラックベタ画像及び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。したがって、上述のように現像バイアスを高い設定（図５におけるＶ２以上の設定）にして、ブラック用トナーと不可視用トナーを一緒に用いた現像を行っても、肉眼ではブラックベタ画像と可視ベタ画像しか観察されないため、問題は発生しない。ただし、不可視ベタ画像の分光反射率と記録用紙の分光反射率の差が大きくなると、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。
【００６０】一方、波長７００ｎｍ以上の肉眼で見ることのできない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。また、不可視ベタ画像の分光反射率はブラックベタ画像の分光反射率よりも高くなっている。両者（不可視ベタ画像とブラックベタ画像）の分光反射率差が大きくなると、ブラックベタ画像の読み取りが可能となる。これにより、ブラック用トナーと不可視用トナーを一緒に用いて現像を行っても、ブラック用トナーで現像されている部分を特定できるため、不可視用トナーによる不可視画像のみを特定の手段（既述）によって読み取ることが可能となる。
【００６１】以上の結果から、不可視用トナーと可視用トナーを混合した混合現像剤を使用する場合においても、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付加情報を埋め込むことができる。また、不可視画像と可視画像を異なる解像度とすることで、読み取りの際に可視画像と不可視画像を効率よく分離することができ、さらに不可視画像の解像度を可視画像の解像度よりも低くすることで、読み取りに使用するイメージセンサを併用することができる。
【００６２】なお、上記第２実施形態においては、トナーの帯電量を異なるものとすることにより、ブラック用トナーと不可視用トナーの現像性に違いを持たせるようにしたが、トナーの現像性を変える要因としては、上記トナーの帯電量の他にも、例えば、トナーの粒径、トナーとキャリア間の付着力、現像ロール２０２と像担持体１との回転速度比と距離などが挙げられる。
【００６３】また、上記第1，第２実施形態においては、像担持体として感光体を使用しているが、本発明はこれに限らず、例えば、像担持体として誘電体を使用し、静電プリンターに使用されている放電記録ヘッドや、特開昭５９−１９０８５４号公報に開示されているイオン流制御ヘッドなどにより像担持体上に静電潜像を形成するものであってもよい。
【００６４】
【発明の効果】以上説明したように本発明の画像形成装置によれば、画像形成時の動作モード（第1の動作モード、第２の動作モード）を適宜切り替えることにより、共通の現像器を使用して可視画像と不可視画像を形成することができる。これにより、記録媒体上に可視画像と不可視画像を形成可能で、しかも低コストでかつ小型の画像形成装置を提供することが可能となる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００５４９６
【氏名又は名称】富士ゼロックス株式会社
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| 【出願日】 |
平成１２年３月１７日（２０００．３．１７） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８６２９８
【弁理士】
【氏名又は名称】船橋 國則
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| 【公開番号】 |
特開２００１−２６５１８２（Ｐ２００１−２６５１８２Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年９月２８日（２００１．９．２８） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−７５１３８（Ｐ２０００−７５１３８） |
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