説明

画像形成装置、色材、及び印刷方法

【課題】印刷物に不可視トナーにより情報が埋め込まれていることを容易に確認できるようにする。
【解決手段】コード画像と文書画像とを重畳して印刷した印刷物500を出力する際に特殊な色材を用いてコード画像を印刷する。その特殊な色材は、不可視領域に吸収波長を持ち、不可視である第1の材料と、可視領域に吸収波長を持ち、光により吸収曲線が変化して不可視になる第2の材料とを含む。ここで、第2の材料は、可視光が一定時間照射されることにより吸収曲線が変化する場合と、特定波長の光が照射されることにより吸収曲線が変化する場合とがある。これにより、プリント直後はコード画像が目視で確認できるが、暫くすると、又は、特定波長の光を当てると、コード画像が見えなくなるという現象が起きる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、プリンタや複写機のような画像形成装置等に関し、より詳しくは、フルカラーの画像形成を可能とする画像形成装置等に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、画像を印刷する際に何らかの情報を埋め込む技術が注目されている。例えば、書類の真偽判定用の情報を埋め込んでおけば、特定の装置で読み出し照合することにより、改ざんの有無を判定することが可能となる。また、万が一偽造された場合であっても、その偽造物の悪用を防ぐことができる。
ところで、このような情報の埋め込み方法として、従来は、カラートナーを用いて、目視で認識が困難な微小サイズの画像を一定の変調量で重畳して印刷する方法が採られることが多かった。しかしながら、この方法では、同じ色のカラー画像に重なる場合に色分解できないため、情報として判別できないという不都合や、埋め込み情報量を増やそうとすると画像密度が高くなってしまい、画像の色調を変化させてしまったりするという不都合があった。
【0003】
そこで、このような情報の埋め込みを、不可視光に吸収域を有する透明な記録材料を用いて行うことが提案されている(例えば、特許文献1参照)。即ち、画像形成装置において、Y(イエロー)、M(マゼンタ)、C(シアン)、K(黒)の各色トナーを収容した現像器に加え、透明トナーを収容した現像器を設け、この透明トナーを用いて埋め込み情報を印刷している。また、特許文献1では、透明トナーで印刷された画像が目視で全く認識できないため、偽造に対する抑止効果がなく偽造物との区別ができないことから、透明トナーによって光沢を付与することも提案されている。
【0004】
【特許文献1】特開2004−12880号公報(第6−9頁、第1−3図)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
このように、透明トナー(不可視トナー)を用いて埋め込み情報を印刷することが広く行われつつあるが、不可視トナーを用いた印刷には、次のような課題がある。
即ち、不可視トナーによって印刷された画像(不可視画像)は、目視で認識できないことが最大の利点であるものの、印刷当初から目視で認識できないため、不可視画像が間違いなく印刷されているかどうかを確認するのが困難であるということである。
この場合、特許文献1のように、光沢を有する不可視トナーで画像を印刷し、不可視画像が間違いなく印刷されていることを光沢差で確認できるようにすることも考えられる。しかしながら、光沢差での確認を行い難い環境もあるので、画像が不可視である必要性がまだ低い印刷直後くらいは、不可視画像が印刷されていることが一目瞭然に分かった方が好ましい。
【0006】
本発明は、以上のような技術的課題を解決するためになされたものであって、その目的は、印刷物に不可視トナーにより情報が埋め込まれていることが一目瞭然に分かるようにすることにある。
また、本発明の他の目的は、印刷物に不可視トナーにより情報が埋め込まれていることをその印刷直後に確認できるようにし、その後、情報が埋め込まれているかどうか分からないようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
かかる目的のもと、本発明では、印刷時にコード画像を目視で確認できるようにし、光を当てることにより目視で確認できなくなるようにした。即ち、本発明の画像形成装置は、可視領域及び不可視領域に吸収波長を持ち、光により吸収曲線が変化して不可視になる第1の色材を用いて、画像を形成する第1の画像形成手段と、可視領域に吸収波長を持つ第2の色材を用いて、画像を形成する第2の画像形成手段と、第1の画像形成手段により形成された画像と第2の画像形成手段により形成された画像とを媒体に転写する転写手段とを備えている。
【0008】
ここで、第1の色材としては、可視光が一定時間照射されることにより吸収曲線が変化するようなものを用いることができ、その場合は、印刷して暫く通常の状態で光に当てることにより次第に目視での確認が不可能な状態となる。また、第1の色材として、特定波長の光が照射されることにより吸収曲線が変化するようなものを用いることもでき、その場合は、印刷後に近赤外の照射灯等に手動又は自動でかざすことにより消色する。或いは、コード画像を確認後、印刷物を消色装置に通すようにしてもよい。
このような第1の色材として、具体的には、不可視領域に吸収波長を持ち、不可視である第1の材料と、可視領域に吸収波長を持ち、光により吸収曲線が変化して不可視になる第2の材料とを混合した色材が考えられる。
【0009】
また、本発明は、このような色材そのものも提供する。その場合、本発明の色材は、コード画像と文書画像とを媒体に印刷する印刷装置に用いられ、コード画像を印刷するための色材であって、不可視領域に吸収波長を持ち、不可視である第1の材料と、可視領域に吸収波長を持ち、光により吸収曲線が変化して不可視になる第2の材料とを含むものである。
一方、本発明は、印刷方法として捉えることもできる。その場合、本発明の印刷方法は、コード画像と文書画像とを媒体に印刷する方法であって、光により可視から不可視へと変化する色材を用いて、コード画像を媒体に印刷するステップと、光により不可視とならず可視のままである色材を用いて、文書画像を媒体に印刷するステップとを含んでいる。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、印刷物に不可視トナーにより情報が埋め込まれていることが一目瞭然に分かるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0011】
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態(以下、「実施の形態」という)について詳細に説明する。
図1は、本実施の形態が適用されるシステムの構成の一例を示したものである。このシステムは、少なくとも、電子文書の印刷を指示する端末装置100と、電子文書を蓄積する文書リポジトリ200と、電子文書の画像にコード画像を重畳して印刷する画像形成装置400とがネットワーク900に接続されることにより構成されている。また、このシステムは、画像形成装置400にて出力される印刷物500と、印刷物500に文字又は図形を記録し、その文字又は図形の軌跡を読み取るペンデバイス600とを含む。更に、ネットワーク900には、ペンデバイス600から受信した軌跡と、文書リポジトリ200から取得した電子文書とを重ね合わせて表示する端末装置700も接続されている。
【0012】
以下、本システムの動作の概略を説明する。
まず、端末装置100は、文書リポジトリ200から印刷対象の電子文書を取得する(A)。そして、画像形成装置400に対し、この電子文書の印刷を指示する(B)。このとき、端末装置100は、印刷に関するパラメータである印刷属性を指定する。この印刷属性には、通常の印刷と同様、用紙サイズ、向き、縮小/拡大、両面印刷、N−up(用紙の1ページ内に電子文書のNページを割り付ける印刷)等が含まれる。また、コード画像に関し、コード画像を印刷すべき領域の指定等が含まれてもよい。
この電子文書の印刷指示を受けると、画像形成装置400は、電子文書の画像にコード画像を重畳した画像を紙等の媒体に印刷し、印刷物500を出力する(C)。この場合、コード画像は、識別情報に対応する識別コードと、位置情報に対応する位置コードとを画像化したものである。或いは、その他の情報である付加情報を含めて画像化したものであってもよい。
【0013】
ここで、識別情報としては、個々の媒体を一意に識別する情報を採用することができる。例えば、画像形成装置400の識別番号と画像形成装置400における媒体の印刷の一連番号又は印刷の日時とを組み合わせて得られる情報であってもよいし、所定のサーバにて重複がないように一元管理されている情報であってもよい。或いは、個々の媒体を一意に識別する情報ではなく、媒体に印刷された電子文書を一意に識別する情報を、識別情報として採用してもよい。
また、位置情報とは、個々の媒体上の座標位置(X座標、Y座標)を特定するための情報である。例えば、媒体の左上点を原点とし、媒体の右方向にX軸をとり、下方向にY軸をとることにより設定した座標系で、座標を表すことが考えられる。或いは、1つの媒体上には、1つの座標系ではなく、領域ごとに座標系を設ける等、複数の座標系を設定してもよい。
更に、付加情報としては、印刷指示を行ったユーザの識別情報や、コピー禁止であるかどうかの情報等がある。
【0014】
また、画像形成装置400は、コード画像を、赤外光の吸収率が一定の基準以上である不可視のトナーを用いて不可視画像として形成する。一方、電子文書の文書画像は、赤外光の吸収率が一定の基準以下である可視のトナーを用いて可視画像として形成することが好ましい。尚、コード画像の形成に用いるトナーと文書画像の形成に用いるトナーとで、赤外光の吸収率に差を設けたのは、赤外光を照射してコード画像を読み取る際の読取り精度を確保するためである。尚、本明細書では、赤外光照射によるコード画像の読取りを前提として説明するが、紫外光によりコード画像を読み取るものであってもよい。
【0015】
その後、ユーザが、ペンデバイス600を用いて印刷物500に文字又は図形を筆記したとする(D)。これにより、ペンデバイス600は、印刷物500に対し赤外光を照射し、その反射光を検出することでコード画像を入力する。そして、コード画像から情報を取得又は生成し、有線通信又は無線通信を介して、その情報を端末装置700に送信する(E)。尚、ここで送信される情報には、例えば、印刷物500の識別情報や、印刷物500に対して筆記された文字又は図形の位置情報がある。或いは、位置情報は、一定の時間における文字又は図形の位置情報を連結させた軌跡情報として送信するようにしてもよい。
その後、端末装置700は、ペンデバイス600から受信した識別情報に基づいて、印刷物500に印刷された文書画像の元となる電子文書を文書リポジトリ200から取得する(F)。そして、文書リポジトリ200から取得した電子文書と、ペンデバイス600から取得した情報とを重ね合わせて表示する。
【0016】
ところで、ペンデバイス600から受信した識別情報が、個々の媒体を一意に識別する情報である場合、この識別情報に基づいて電子文書を取得できるようにするためには、識別情報と電子文書との対応関係を管理しておく必要がある。図1では、この対応関係をどこで管理するかについては明示しなかったが、端末装置700からアクセス可能であれば、どこで管理するようにしてもよい。例えば、文書リポジトリ200であってもよいし、画像形成装置400であってもよい。尚、ペンデバイス600から受信した識別情報が、媒体に印刷された電子文書を一意に識別する情報である場合は、このような対応関係を参照することなく、電子文書を取得することができる。
また、ペンデバイス600から軌跡情報を受信した場合、この軌跡情報は、印刷物500上での筆記位置に対応する電子文書上の位置に重ね合わせて表示される。これは、ペンデバイス600で読み取ったコード画像に筆記位置の情報が含まれるので、その情報から電子文書の表示イメージにおける対応する位置が特定できるからである。
【0017】
以上、本実施の形態が適用されるシステムについて述べてきたが、このような構成はあくまで一例に過ぎない。例えば、画像形成装置400における文書画像とコード画像とを重畳する画像処理部の機能を、端末装置100、文書リポジトリ200、又はその他の装置で実現するようにしてもよい。また、文書リポジトリ200は、端末装置100内にあってもよい。更に、端末装置100と端末装置700とは、同一の端末装置であってもよい。
尚、本明細書では、「電子文書」の文言を用いるが、これは、テキストを含む「文書」を電子化したデータのみを意味するものではない。例えば、絵、写真、図形等の画像データ(ラスタデータかベクターデータかによらない)、その他の印刷可能な電子データも含めて「電子文書」としている。
【0018】
図2(a)〜(c)は、上述したコード画像を説明するための図である。図2(a)は、不可視画像として形成される2次元コード配列を模式的に示している。また、図2(b)は、図2(a)における2次元コード配列の1単位である2次元コードを拡大して示した図である。更に、図2(c)は、バックスラッシュ「\」とスラッシュ「/」のパターン画像を説明するための図である。
【0019】
本実施の形態において、図2(a)〜(c)に示すコード画像は、可視光領域(400nm〜700nm)における最大吸収率が例えば7%以下であり、近赤外領域(800nm〜1000nm)における吸収率が例えば30%以上の不可視トナーによって形成される。また、この不可視トナーは、画像の機械読取りのために必要な近赤外光吸収能力を高めるために、平均分散径は100nm〜600nmの範囲のものが採用される。ここで、「可視」及び「不可視」は、目視により認識できるかどうかとは関係しない。印刷された媒体に形成された画像が可視光領域における特定の波長の吸収に起因する発色性の有無により認識できるかどうかで「可視」と「不可視」とを区別している。また、可視光領域における特定の波長の吸収に起因する発色性が若干あるが、人間の目で認識し難いものも「不可視」に含める。
【0020】
また、このコード画像は、赤外光照射による機械読取りと復号化処理とが長期に亘って安定して可能で、且つ、情報が高密度に記録できる不可視画像で形成される。更に、画像を出力する媒体表面の可視画像が設けられた領域とは関係なく、任意の領域に設けることが可能な不可視画像であることが好ましい。更に、例えば、目視した際に光沢差によって認識できる不可視画像であることが更に好ましい。また、例えば、印刷される媒体の大きさに合わせて媒体面(紙面)の全面に不可視画像が形成される。但し、「全面」とは、用紙の四隅を全て含む意味ではない。電子写真方式等の装置では、通常、紙面の周囲は印刷できない範囲である場合が多いことから、かかる範囲には不可視画像を印刷する必要はない。
【0021】
図2(b)に示す2次元コードは、媒体上の座標位置を示す位置コードが格納される領域と、媒体等を一意に特定するための識別コードが格納される領域とを含んでいる。また、同期コードが格納される領域も含んでいる。そして、図2(a)に示すように、この2次元コードが媒体面に複数、格子状に配置される。即ち、媒体面に、図2(b)に示すような2次元コードが複数個、配置され、その各々が、位置コード、識別コード、及び同期コードを備えている。そして、複数の位置コードの領域には、それぞれ配置される場所により異なる位置情報が格納されている。一方、複数の識別コードの領域には、配置される場所によらず同じ識別情報が格納されている。
【0022】
図2(b)において、位置コードは、6ビット×6ビットの矩形領域内に配置されている。各ビット値は、回転角度が異なる複数の微小ラインビットマップで形成され、図2(c)に示されるパターン画像(パターン0とパターン1)で、ビット値0とビット値1を表現している。より具体的には、相互に異なる傾きを有するバックスラッシュ「\」及びスラッシュ「/」を用いてビット0とビット1とを表現している。パターン画像は600dpiで8×8画素の大きさで構成されており、左上がりの斜線のパターン画像(パターン0)がビット値0を、右上がりの斜線のパターン画像(パターン1)がビット値1を表現する。従って、1つのパターン画像で1ビットの情報(0又は1)を表現できる。このような2種類の傾きからなる微小ラインビットマップを用いることで、可視画像に与えるノイズが極めて小さく、且つ、大量の情報を高密度にデジタル化して埋め込むことが可能な2次元コードを提供することが可能となる。
【0023】
即ち、図2(b)に示した位置コード領域には合計36ビットの位置情報が格納されている。この36ビットのうち、18ビットをX座標の符号化に、18ビットをY座標の符号化に使用することができる。各18ビットを全て位置の符号化に使用すると、218通り(約26万通り)の位置を符号化できる。各パターン画像が図2(c)に示したように8画素×8画素(600dpi)で構成されている場合には、600dpiの1ドットは0.0423mmであることから、図2(b)の2次元コード(同期コードを含む)の大きさは、縦横共に3mm程度(8画素×9ビット×0.0423mm)となる。3mm間隔で26万通りの位置を符号化した場合、約786mの長さを符号化できる。このように18ビット全てを位置の符号化に使用してもよいし、或いは、パターン画像の検出誤りが発生するような場合には、誤り検出や誤り訂正のための冗長ビットを含めてもよい。
また、識別コードは、2ビット×8ビット及び6ビット×2ビットの矩形領域に配置されており、合計28ビットの識別情報を格納できる。識別情報として28ビットを使用した場合は、228通り(約2億7千万通り)の識別情報を表現できる。識別コードも位置コードと同様に、28ビットの中に誤り検出や誤り訂正のための冗長ビットを含めることができる。
【0024】
尚、図2(c)に示す例では、2つのパターン画像は互いに角度が90度異なるが、角度差を45度とすれば4種類のパターン画像を構成できる。このように構成した場合は、1つのパターン画像で2ビットの情報(0〜3)を表現できる。即ち、パターン画像の角度種類を増やすことで、表現できるビット数を増加することができる。
また、図2(c)に示す例では、パターン画像を使用してビット値の符号化を説明しているが、パターン画像以外を採用してもよい。例えば、ドットのON/OFFや、ドットの位置を基準位置からずらす方向により符号化することも可能である。
【0025】
ところで、以上のようなコード画像を、不可視トナーを用いて印刷した場合、コード画像が間違いなく印刷されていることをユーザが確認することは困難である。
そこで、本実施の形態では、不可視画像を印刷直後は目視で認識できるようにし、その後、不可視へと変化させるようにした。この場合の経時的なイメージを図3に示す。
このうち、図3(a)は、画像形成装置400にてプリントされた直後の印刷物500の状態を示したものである。図示するように、プリント直後において、印刷物500では、コード画像が可視画像として視認できる状態になっている。図では、コード画像が視認できることを、網掛けで示している。
一方、図3(b)は、一定時間経過後、又は、特定波長の光を照射した時の状態である。このとき、印刷物500では、コード画像が視認できなくなっている。図では、このことを、網掛けを消すことで示している。
即ち、本実施の形態は、印刷直後は視認可能であるが、時間が経つと、或いは、特定波長の光を当てると、視認不可能になる記録材料を用いて、コード画像を印刷するものである。
【0026】
まず、このような記録材料を用いて画像形成を行う画像形成装置400について、詳細に説明する。
図4は、画像形成装置400の構成例を示した図である。図4に示す画像形成装置400は、所謂タンデム型の装置であって、例えば、電子写真方式にて各色成分のトナー像が形成される複数の画像形成ユニット41(41Y、41M、41C、41K、41I)、各画像形成ユニット41にて形成された各色成分トナー像を順次転写(一次転写)して保持させる中間転写ベルト46、中間転写ベルト46上に転写された重ね画像を用紙(媒体)Pに一括転写(二次転写)させる二次転写装置410、二次転写された画像を用紙P上に定着させる定着装置440を備えている。
【0027】
この画像形成装置400では、常用色(通常色)であるイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)のトナー像を形成する画像形成ユニット41Y、41M、41Cの他に、赤外に吸収を持たない黒(K)のトナー像を形成する画像形成ユニット41K、不可視のトナー像を形成する画像形成ユニット41Iがタンデムを構成する画像形成ユニットの一つとして設けられている。
また、画像形成ユニット41Iでは、画像形成ユニット41Y、41M、41C、41Kで使用されるYトナー、Mトナー、Cトナー、Kトナーよりも赤外光の吸収が多い色材が使用される。このような色材としては、例えば、バナジルナフタロシアニンを含む色材が挙げられる。尚、画像形成ユニット41Kで使用されるKトナーは、コード画像の検出をより容易にするために、画像形成ユニット41Iで使用する色材より赤外光の吸収が少ない色材を使用するのが望ましいが、カーボンを含む色材のように、一般的に使用されている赤外光を吸収する色材を使用することもできる。
【0028】
ところで、本実施の形態では、画像形成ユニット41Iで使用する不可視トナーとして、印刷直後は視認できるが、時間の経過と共に、又は、特定の光や熱を加えることで視認できなくなる色材を用いる。このような性質を有する色材については、後で詳しく述べる。
【0029】
本実施の形態において、各画像形成ユニット41(41Y、41M、41C、41K、41I)は、矢印A方向に回転する感光体ドラム42の周囲に、これらの感光体ドラム42を帯電させる帯電器43、感光体ドラム42上に静電潜像を書き込むレーザ露光器44(図中露光ビームを符号Bmで示す)、各色成分トナーが収容されて感光体ドラム42上の静電潜像をトナーにより可視像化する現像器45、感光体ドラム42上に形成された各色成分トナー像を中間転写ベルト46に転写する一次転写ロール47、感光体ドラム42上の残留トナーを除去するドラムクリーナ48等の電子写真用デバイスが順次配設されている。これらの画像形成ユニット41は、中間転写ベルト46の上流側から、イエロー(Y色)、マゼンタ(M色)、シアン(C色)、黒(K色)、不可視(I色)の順に配置されている。
【0030】
また、中間転写ベルト46は、各種ロールによって図に示す矢印B方向に回動可能に構成されている。この各種ロールとして、図示しないモータにより駆動されて中間転写ベルト46を回動させる駆動ロール415、中間転写ベルト46に対して一定の張力を与えると共に中間転写ベルト46の蛇行を防止する機能を備えたテンションロール416、中間転写ベルト46を支持するアイドルロール417及びバックアップロール412(後述)を有している。
【0031】
また、一次転写ロール47には、トナーの帯電極性と逆極性の電圧が印加されるようになっており、これにより各々の感光体ドラム42上のトナー像が中間転写ベルト46に順次、静電吸引され、中間転写ベルト46上に重ねトナー像が形成されるようになっている。更に、二次転写装置410は、中間転写ベルト46のトナー像担持面側に圧接配置される二次転写ロール411と、中間転写ベルト46の裏面側に配置されて二次転写ロール411の対向電極をなすバックアップロール412とを備えており、このバックアップロール412には二次転写バイアスが安定的に印加される金属製の給電ロール413が当接配置されている。そして、二次転写ロール411には、二次転写ロール411に付着した汚れを除去するブラシロール414が接触配置されている。
また、二次転写ロール411の下流側には二次転写後の中間転写ベルト46の表面をクリーニングするベルトクリーナ421が設けられている。
【0032】
更に、本実施の形態では、用紙搬送系として、用紙Pを収容する用紙トレイ430、この用紙トレイ430に集積された用紙Pを所定のタイミングで取り出して搬送するピックアップロール431、ピックアップロール431にて繰り出された用紙Pを搬送する搬送ロール432、搬送ロール432により搬送された用紙Pを二次転写装置410による二次転写位置へと送り込む搬送シュート433、二次転写後の用紙Pを定着装置440へと搬送する搬送ベルト434を備えている。
【0033】
次に、この画像形成装置400の作像プロセスについて説明する。ユーザによりスタートスイッチ(図示せず)がオン操作されると、所定の作像プロセスが実行される。具体的に述べると、例えばこの画像形成装置400をカラープリンタとして構成する場合には、ネットワーク900から送信されたデジタル画像信号をメモリに一時的に蓄積し、その蓄積されている5色(Y、M、C、K、I)のデジタル画像信号に基づいて各色のトナー像形成を行わせるようにする。
【0034】
即ち、画像処理によって得られた各色の画像記録信号に基づいて画像形成ユニット41(41Y、41M、41C、41K、41I)をそれぞれ駆動する。そして、各画像形成ユニット41Y、41M、41C、41K、41Iでは、帯電器43により一様に帯電された感光体ドラム42に対し、画像記録信号に応じた静電潜像が、レーザ露光器44によりそれぞれ書き込まれる。また、書き込まれた各静電潜像を各色のトナーが収容される現像器45により現像して各色のトナー像が形成される。
【0035】
そして、各感光体ドラム42に形成されたトナー像は、各感光体ドラム42と中間転写ベルト46とが接する一次転写位置で、一次転写ロール47により印加される一次転写バイアスにより感光体ドラム42から中間転写ベルト46の表面に一次転写される。このようにして中間転写ベルト46に一次転写されたトナー像は中間転写ベルト46上で重ね合わされ、中間転写ベルト46の回動に伴って二次転写位置へと搬送される。
【0036】
一方、用紙Pは、所定のタイミングで二次転写装置410の二次転写位置へと搬送され、中間転写ベルト46(バックアップロール412)に対して二次転写ロール411が用紙Pをニップする。そして、二次転写ロール411とバックアップロール412との間に形成される二次転写電界の作用で、中間転写ベルト46に担持された重ねトナー像が用紙Pに二次転写される。
その後、トナー像が転写された用紙Pは、搬送ベルト434によって定着装置440へと搬送され、トナー像の定着が行われる。一方、二次転写後の中間転写ベルト46は、ベルトクリーナ421によって残留トナーが除去される。
【0037】
次に、本実施の形態で使用する不可視トナーについて説明する。
本実施の形態における不可視トナーは、主要な成分として、2つの材料を含む。
1つは、不可視領域に吸収波長を持ち、不可視である材料である。ここでは、不可視領域として近赤外領域を例示し、この材料を「近赤外吸収材」と呼ぶことにする。
そして、もう1つは、可視領域に吸収波長を持ち、光により吸収曲線が変化して不可視になる材料である。以下、この材料を「消色材」と呼ぶことにする。
尚、消色材は、近赤外光を吸収する場合もあるが、光により吸収曲線が変化するので、不可視になると同時に近赤外光の吸収もなくなってしまう虞がある。これでは、近赤外光を照射することによる情報の読取りができなくなってしまう。そこで、本実施の形態では、近赤外光の吸収量が光によって変化しない近赤外吸収材を併用している。
【0038】
まず、近赤外吸収材について説明する。
この近赤外吸収材としては、電子写真用トナーとして作製した際に、既述したような可視光領域における吸収率と、平均分散径を満たす無機材料粒子であれば特に限定されるものではない。しかし、例えば、燐酸、シリカ、ホウ酸等の可視域の波長を透過する公知のガラス網目形成成分に、少なくとも近赤外域の波長を吸収する、遷移金属イオンや、無機及び/又は有機化合物からなる色素等の材料を添加したガラスや、これを熱処理により結晶化した結晶化ガラス等を用いることができる。
尚、ガラスの作製や、熱処理を容易にするために、その他のアルミナやアルカリ酸化物、アルカリ土類酸化物等の、公知のガラス網目修飾成分を添加してもよい。また、このようなガラスは一旦溶融し、これを冷却することにより作製してもよいが、ガラス原料に近赤外域の波長を吸収する有機化合物からなる色素等の材料を添加して作製する場合には、高温加熱が必要な溶融プロセスを用いることなくガラスの作製が可能なゾルゲル法等により作製してもよい。
【0039】
次に、消色材について説明する。尚、本明細書では、色が完全に消えず、若干の色が残る場合にも「消色」という表現を用いるものとする。
消色材としては、例えば下記のようなものがある。
(1) 経時の可視光で分解(消色)する消色材
このような消色材としては、シアニン系色素と有機ホウ素化合物の混合物がある。
図5は、この場合の消色反応式を示した図である。左辺第1項がシアニン系色素を示し、左辺第2項が有機ホウ素化合物を示している。
ここで、シアニン系色素とは、窒素原子、酸素原子、硫黄原子等を含む複素環等がポリメチン(−CH=)nで結合された、広義の所謂シアニン系色素を指している。具体的には、キノリン系(所謂、狭義のシアニン系)、インドール系(所謂、インドシアニン系)、ベンゾチアゾール系(所謂、チオシアニン系)、オキサゾール系(所謂、オキサシアニン系)、アミノベンゼン系(所謂、ポリメチン系)等である。これらは、いずれも色素内にメチン鎖を有しており、このメチン鎖が光によって容易に分解するため、経時の可視光で分解し消色する。
このように経時の可視光で分解するシアニン系色素には、次のようなものがある。
【0040】
【化1】

【0041】
【化2】

【0042】
【化3】

【0043】
また、シアニン系色素のうち、ホウ素アニオンを含むものは、経時の可視光だけでなく、近赤外光でも分解する。近赤外光を照射すれば、ホウ素アニオンを含む化合物が分解開始剤として働き、分解して消色する。即ち、近赤外線吸収及び可視吸収が共にゼロとなる。
このように経時の可視光だけでなく近赤外光でも分解するシアニン系色素には、次のようなものがある。
【0044】
【化4】

【0045】
【化5】

【0046】
【化6】

【0047】
式中、Rは、各々独立して、n−ブチル基、n−ヘキシル基、又はn−オクチル基を示し、Arは、各々独立して、フェニル基又はアニシル基を示す。
【0048】
【化7】

【0049】
【化8】

【0050】
式中、Rは、各々独立して、n−ブチル基、n−ヘキシル基、又はn−オクチル基を示し、Arは、各々独立して、フェニル基又はアニシル基を示す。
【0051】
【化9】

【0052】
式中、Rは、各々独立して、n−ブチル基、n−ヘキシル基、又はn−オクチル基を示し、Arは、各々独立して、フェニル基又はアニシル基を示す。
【0053】
【化10】

【0054】
式中、Rは、各々独立して、n−ブチル基、n−ヘキシル基、又はn−オクチル基を示し、Arは、各々独立して、フェニル基又はアニシル基を示す。
【0055】
【化11】

【0056】
【化12】

【0057】
【化13】

【0058】
一方、有機ホウ素化合物としては、4級ホウ素アニオンのアンモニウム塩の構造を有するものを用いることができる。例えば、次のようなものが挙げられる。
【0059】
【化14】

【0060】
【化15】

【0061】
【化16】

【0062】
(2) 近赤外光で分解(消色)する消色材
このような消色材としては、ホウ素アニオンを含むシアニン系色素と、有機ホウ素化合物と、アミニウム塩(イモニウム塩)との混合物がある。アミニウム塩(イモニウム塩)が光分解防止剤(酸化防止剤)として働くため、シアニン系色素が可視光で分解しない(し難い)からである。また、アミニウム塩(イモニウム塩)と有機ホウ素化合物との混合物でもよい。アミニウム塩(イモニウム)塩も近赤外光を吸収するカチオン系化合物であるため、これに有機ホウ素化合物を併用すれば、近赤外光で分解、消色し、(1)と同様に消色トナーになる。
ここで、アミニウム塩としては、N,N−ジアリールイミニウム塩骨格を少なくとも1個有するものが好ましく、特に、次の一般式で表されるものが好ましい。
【0063】
【化17】

【0064】
式中、R、R、R、R、R、R、R、Rは、各々独立して、水素原子、アルキル基、又はフェニル基を示し、キノン環及びベンゼン環は置換基を有していてもよい。この置換基としては、アルキル基、アルコキシ基、アシル基、ニトロ基、又はハロゲン原子等が挙げられる。
また、Xは対アニオンを示す。この対アニオンXとしては、例えば、Cl、Br、I、ClO4、PF6、及び、BF4等の無機硼酸等の無機酸アニオン、ベンゼンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸、ナフタレンスルホン酸、酢酸、及び、メチル、エチル、プロピル、ブチル、フェニル、メトキシフェニル、ナフチル、ジフルオロフェニル、ペンタフルオロフェニル、チエニル、ピロリル等の有機基を有する有機硼酸等の有機酸アニオンを挙げることができる。
【0065】
また、イモニウム塩としても、N,N−ジアリールイミニウム塩骨格を少なくとも1個有するものが好ましく、特に、次の一般式で表されるものが好ましい。
【0066】
【化18】

【0067】
式中、R、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16は、各々独立して、水素原子、アルキル基、又はフェニル基を示し、キノン環及びベンゼン環は置換基を有していてもよい。この置換基としては、アルキル基、アルコキシ基、アシル基、ニトロ基、又はハロゲン原子等が挙げられる。
また、Xは対アニオンを示す。この対アニオンXとしては、例えば、Cl、Br、I、ClO4、PF6、及び、BF4等の無機硼酸等の無機酸アニオン、ベンゼンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸、ナフタレンスルホン酸、酢酸、及び、メチル、エチル、プロピル、ブチル、フェニル、メトキシフェニル、ナフチル、ジフルオロフェニル、ペンタフルオロフェニル、チエニル、ピロリル等の有機基を有する有機硼酸等の有機酸アニオンを挙げることができる。
【0068】
また、不可視トナーには、通常のトナーと同様、結着樹脂も含まれる。
この結着樹脂としては、電子写真用トナーとして作製した際に、既述したような可視光領域における吸収率と、平均分散径を満たす無機材料粒子であれば、特に限定されるものではないが、次のような材料を用いることができる。
例えば、スチレン、クロロスチレン等のスチレン類、エチレン、プロピレン、ブチレン、イソプレン等のモノオレフィン、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、安息香酸ビニル、酢酸ビニル等のビニルエステル、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸フェニル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸ドデシル等のα−メチレン脂肪族モノカルボン酸エステル、ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルブチルエーテル等のビニルエーテル、ビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケトン、ビニルイソプロペニルケトン等のビニルケトン等の単独重合体或いは共重合体等である。
特に代表的な結着樹脂としては、ポリスチレン、スチレン−アクリル酸アルキル共重合体、スチレン−メタクリル酸アルキル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリエチレン、ポリプロピレンを挙げることができる。更に、ポリエステル、ポリウレタン、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、ポリアミド、変性ロジン、パラフィン、ワックス類を挙げることができる。
【0069】
尚、本実施の形態では、電子写真用トナーによる画像を、印刷直後は目視で認識できるようにし、その後、光により目視で認識できないようにする場合について説明した。しかしながら、かかる性質は、電子写真用トナーによる画像だけでなく、様々な色材による画像に持たせることが可能である。
また、本実施の形態では、色材に含まれる主要な材料として、近赤外吸収材と消色材とを別々に考えたが、近赤外吸収材と消色材の双方の性質を有する1つの材料を用いるようにしてもよい。
【0070】
以上述べたように、本実施の形態では、不可視画像を印刷直後は目視で認識できるようにし、その後、不可視へと変化させるようにした。これにより、印刷物に不可視トナーにより情報が埋め込まれていることを容易に確認できるようになった。
【図面の簡単な説明】
【0071】
【図1】本発明の実施の形態が適用されるシステムの全体構成を示した図である。
【図2】本発明の実施の形態において媒体上に印刷されるコード画像を説明するための図である。
【図3】本発明の実施の形態による作用を示した図である。
【図4】本発明の実施の形態における画像形成装置の構成例を示した図である。
【図5】本発明の実施の形態で利用する消色反応の式を示した図である。
【符号の説明】
【0072】
100,700…端末装置、200…文書リポジトリ、400…画像形成装置、500…印刷物、600…ペンデバイス

【特許請求の範囲】
【請求項1】
可視領域及び不可視領域に吸収波長を持ち、光により吸収曲線が変化して不可視になる第1の色材を用いて、画像を形成する第1の画像形成手段と、
可視領域に吸収波長を持つ第2の色材を用いて、画像を形成する第2の画像形成手段と、
前記第1の画像形成手段により形成された画像と前記第2の画像形成手段により形成された画像とを媒体に転写する転写手段と
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項2】
前記第1の色材は、可視光が一定時間照射されることにより吸収曲線が変化す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の色材は、特定波長の光が照射されることにより吸収曲線が変化す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4】
前記第1の色材は、
不可視領域に吸収波長を持ち、不可視である第1の材料と、
可視領域に吸収波長を持ち、光により吸収曲線が変化して不可視になる第2の材料と
を含むことを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
【請求項5】
コード画像と文書画像とを媒体に印刷する印刷装置に用いられ、当該コード画像を印刷するための色材であって、
不可視領域に吸収波長を持ち、不可視である第1の材料と、
可視領域に吸収波長を持ち、光により吸収曲線が変化して不可視になる第2の材料と
を含むことを特徴とする色材。
【請求項6】
前記第2の材料は、可視光が一定時間照射されることにより吸収曲線が変化することを特徴とする請求項5記載の色材。
【請求項7】
前記第2の材料は、シアニン系色素と有機ホウ素化合物とを含むことを特徴とする請求項6記載の色材。
【請求項8】
前記第2の材料は、特定波長の光が照射されることにより吸収曲線が変化することを特徴とする請求項5記載の色材。
【請求項9】
前記第2の材料は、アミニウム塩と有機ホウ素化合物とを含むことを特徴とする請求項8記載の色材。
【請求項10】
コード画像と文書画像とを媒体に印刷する印刷方法であって、
光により可視から不可視へと変化する色材を用いて、前記コード画像を前記媒体に印刷するステップと、
光により不可視とならず可視のままである色材を用いて、前記文書画像を前記媒体に印刷するステップと
を含むことを特徴とする印刷方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【公開番号】特開2007−114223(P2007−114223A)
【公開日】平成19年5月10日(2007.5.10)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−302296(P2005−302296)
【出願日】平成17年10月17日(2005.10.17)
【出願人】(000005496)富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Fターム(参考)】