JP4280460B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、赤外線反射特性を有する黒色有機顔料を使用したトナー、および画像形成装置、並びに画像形成された複写物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
画像データの現像を行うために画像形成装置に備えられた黒色トナーの黒色顔料には、一般にカーボンブラックが使用されている。通常黒色は、光を吸収するという性質を備えているため、カーボンブラックを使用した黒色顔料についても、通常紫外線・赤外線などといった光を吸収するという光学特性を有している。従って、カーボンブラックを使用した黒色トナーを使用して画像が形成された複写物に紫外線および赤外線を照射した場合、紫外線・赤外線を吸収する。
ところで、近年の画像形成装置の著しい進歩によって、これらの画像処理技術を用いて得られる複写物は精巧となり、その真贋の判別が難しくなってきている。そのため、画像形成装置などを利用して複写が禁止されている有価証券や紙幣などが複写され、偽造されるという犯罪が発生し社会問題となっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、上述のような紫外線・赤外線反射特性を有する黒色顔料を黒色トナーに使用すれば、原稿とは異なる光学特性を有する複写物が得られる。そこで、紫外線・赤外線反射特性を有する黒色トナーを用いた紙幣などの複写物に対しては、光学特性を検出することによって、本物か偽造物（複写物）かを確実に判別することができる。
しかしながら、紫外線反射特性を有する黒色トナーか否かの判別には、紫外線を照射する必要があり、紫外線は安全性の面からその取り扱いが困難であるという問題点がある。
【０００４】
本発明は、上記の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、取り扱いが容易な赤外線を反射する特性を有する黒色トナーを使用することで、複写物と原稿とを判別可能な複写物を提供すると共に、赤外線反射特性を有しない他機種用の黒色トナーが誤って使用されることを防止することができる画像形成装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の画像形成装置は、照射した赤外線に反射すると白色化するアゾメチン黒色有機顔料を有する黒色トナーを含む現像剤を備える電子写真プロセス手段を備えている。さらに、該電子写真プロセス手段により形成されたトナー像の赤外線反射特性の有否を検知する検知手段を備え、制御手段が検知手段の検知結果により各手段の駆動を制御する構成を具備する。
【０００６】
本発明に係る画像形成装置は、原稿の画像をスキャナなどで読み取ることによって得られた画像データを静電潜像に変換し、赤外線反射特性を有する黒色トナーを含む現像剤で静電潜像を現像することによって、用紙などの記録媒体に赤外線反射特性を有する画像を形成する。そして、黒色トナーが赤外線反射特性を有するか否かを検知する赤外線発光素子および受光素子などを備えた検知手段と、検知手段の検知結果によって各手段を制御する制御手段を有し、確実に赤外線反射特性を有する黒色の画像を形成することができる。
【０００７】
黒色の画像は一般に、赤外線を吸収するという性質を有している。しかし、上記画像形成装置によって得られた複写物は、黒色の画像において照射した赤外線を反射するという通常の画像とは異なる特性を有するため、原稿と容易に区別することができる。従って、有価証券、紙幣などが偽造目的で精巧に複写され、本物である元原稿と偽造物である複写物とが、人間の視覚においては判別できない場合でも判別することができる。また、視覚的には原稿と何ら変わらない複写物が得られ、複写物の画質を損なうことはない。
さらに、上記の構成によれば、従来のカーボンブラックを使用した他の機種用の黒色トナーが装着・使用された場合に、検知手段で検知してユーザーに知らせることができる。従って、本発明の画像形成装置専用の赤外線反射特性を有する黒色トナー以外の黒色トナーを誤って使用することを防ぐことができ、上記黒色トナーの特性に応じた最適な画像を形成できる。
そして、結果として有価証券、紙幣などの偽造を防止することができる。
【０００８】
また、本発明の画像形成装置は検知手段の検知結果を表示する表示手段を備える構成を有する。
【０００９】
上記の構成によれば、赤外線反射特性を有しない黒色トナーが使用された場合、検知結果を表示する操作パネルなどの表示手段に表示し、画像の形成を実行しないようにすることができる。これにより、本画像形成装置用ではない黒色トナーの場合には、画像の形成を行わないため、赤外線反射特性を有しない複写物が作成されるのを防止でき、結果的に有価証券、紙幣などの偽造防止につながる。また、上記画像形成装置に適した黒色トナーにより画像の形成が行われるため、良好な画像を得ることができる。
【００１０】
また、本発明の原稿画像読取手段は、原稿の画像が赤外線反射特性を有するか否かを検知する原稿の検知手段を備え、制御手段は原稿検知手段の検知結果を表示手段に表示させるよう制御する構成を具備する。
【００１１】
上記の構成によれば、読み取られる原稿について、赤外線反射特性を有する黒色画像を含むか否かを容易に判別することができる。
従って、孫コピーされると弊害を生じるような原稿について、上記画像形成装置を使用して複写を行っておけば、得られた複写物を用いて上記画像形成装置を使用してさらに複写される（即ち、孫コピーされる）ことを規制することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の一形態について、図１ないし図３を用いて以下に説明する。なお、本発明はこの実施の形態例に示す形態に限定されるものではない。
最初に、本発明に係る画像形成装置の構成を図１により説明する。図１は、本発明に係る画像形成装置である赤外線反射特性を有する黒色トナーを備えたデジタル複写機１の構成を示す断面図である。
デジタル複写機１は、大きく分けて画像読取装置３０と、レーザー記録部４０とから構成されている。
画像読取装置３０は透明ガラスからなる原稿載置台２２、原稿載置台２２上へ自動的に原稿を供給搬送するための両面対応自動原稿送り装置（搬送手段：以下ＲＡＤＦという）２１、及び原稿載置台２２上に載置された原稿の画像を走査して読み取るための原稿画像読み取りユニット、すなわちスキャナユニット３２から構成されている。
【００２０】
画像読取装置３０にて読み取られた原稿画像は、画像データとして図示しない画像処理部へと送られ、画像データに対して所定の画像処理が施される。
ＲＡＤＦ２１は、図示しない原稿トレイ上に複数枚のセットされた原稿を１枚ずつ自動的にスキャナユニット３２上に位置する原稿載置台２２上へ給送する装置である。またＲＡＤＦ２１は、ユーザーの選択に応じて原稿の片面または両面をスキャナユニット３２に読み取らせるように、片面原稿のための搬送経路、両面原稿のための搬送経路、搬送経路切り換え手段、各部を通過する原稿の状態を把握し管理するセンサー群、および搬送を制御する制御部などから構成されている。
原稿載置台２２上の原稿の画像を読み取るためのスキャナユニット３２は、原稿面上を露光するランプリフレクターアセンブリ３３と、原稿からの反射光像を光電変換素子（ＣＣＤ）３６に導くための原稿からの反射光を反射する第１の反射ミラー３４ａを搭載してなる第１の走査ユニット３１ａ、また第１の反射ミラーユニット３４ａからの反射光像を光電変換素子（ＣＣＤ）３６に導くための第２、第３反射ミラー３４ｂ、３４ｃを搭載してなる第２の走査ユニット３１ｂ、光電変換素子（ＣＣＤ）３６上に結像させるための光学レンズ３５、および原稿からの反射光像を電気的画像データに変換する光電変換素子（ＣＣＤ）３６から構成される。
【００２１】
画像読取装置３０は、ＲＡＤＦ２１とスキャナユニット３２との関連した動作により、原稿載置台２２上に読み取るべき原稿を順次載置させながら、原稿載置台２２の下面に沿ってスキャナユニット３２を移動させて原稿画像を読み取るように構成されている。
特に第１走査ユニット３１ａは、原稿載置台２２に沿って左から右へと一定速度Ｖで走行され、また第２走査ユニット３１ｂは、その速度Ｖに対してＶ／２の速度で同一方向に平行に走査制御される。
これにより、原稿載置台２２上に載置された原稿の画像を１ライン毎に順次ＣＣＤ３６へと結像させて画像を読み取ることとなる。
【００２２】
原稿画像をスキャナユニット３２にて読み取ることにより得られた画像データは、画像処理部へ送られ、各種処理が施された後、画像処理部のメモリーに一旦記憶される。そして、出力指示に応じてメモリー内の画像を読み出してレーザー記録部４０に転送して記録シート上に画像を形成させる。
このレーザー記録部４０は画像を形成させるための記録材であるシートの搬送系４１、レーザー書き込みユニット４３、および画像を形成するための電子写真プロセス部４８を備えている。
【００２３】
レーザー書き込みユニット４３は、上述したスキャナユニット３２にて読み取った後のメモリーから読み出した画像データ、または外部の装置から転送されてきた画像データに応じてレーザー光を出射する半導体レーザー光源、レーザー光を等角速度偏向するポリゴンミラー、等角速度で偏向されたレーザー光が電子写真プロセス部４８を構成する感光体ドラム上で等角速度で偏向されるように補正するｆ−θレンズなどを有している。
【００２４】
電子写真プロセス部４８は、感光体ドラム４２、および感光体ドラム４２の周囲に帯電器４２２、現像器４４、第１の赤外線検知ユニット５１、転写器４２１、クリーニング器４２３、除電器（図示せず）などを備えている。
感光体ドラム４２は、矢印Ａ方向に回転しながら、表面に静電潜像を形成する。帯電器４２２は、静電潜像を形成する前の感光体ドラム４２を帯電させる。現像器４４は黒色トナーにより静電潜像の現像化を行う。なお、現像器４４には、トナーカートリッジを収納するトナー容器４５を有している。トナー容器４５には、画像形成装置１専用の赤外線反射特性を有する黒色トナーが収納される。赤外線反射特性を有する黒色トナーについては、後述する。
【００２５】
現像器４４の下流側には第１の赤外線検知ユニット５１を配設する。第１の赤外線検知ユニット５１は、赤外線発光素子５１ａおよび赤外線受光素子５１ｂからなる。赤外線発光素子５１ａは、感光体ドラム４２上のトナー像に赤外線を照射する。赤外線受光素子５１ｂは、照射された赤外線が反射されたか否かを赤外線を受光することによって検知する。転写器４２１は、感光体ドラム４２上に形成されたトナー像をシートなどの記録媒体に転写させる。クリーニング器４２３は、転写終了後の感光体ドラム４２のクリーニングを行う。図示しない除電器は、感光体ドラム４２を除電する。
【００２６】
一方、搬送系４１は、画像形成を行う電子写真プロセス部の特に転写器が配置された転写位置へとシートを搬送する搬送部４２４、該搬送部４２４へとシートを送り込むためのカセット給紙装置４１１、４１２、４１３または、必要なサイズのシートを適宜給紙するための手差し給紙装置４１４、転写後のシートに形成された画像、特にトナー像を定着するための定着器４６、定着後のシートの裏面に再度画像を形成するためにシートを再供給するための再供給経路４１５とを備えている。
また、定着器４６の下流側には、画像が記録されたシートＰを受け取り、このシートに対して所定の処理を施す後処理装置４７が配置されている。
【００２７】
メモリーから読み出された画像データは、レーザー書き込みユニット４３によってレーザー光線を走査させることにより電子写真プロセス部４８内の感光体ドラム４２の表面上に静電潜像として形成される。そして、電子写真プロセス部４８において、静電潜像がトナー像として現像される。
【００２８】
電子写真プロセス部での現像工程を以下に説明する。
表面に静電潜像を形成した感光体ドラム４２は、矢印Ａ方向に回転しながら、現像器４４において静電潜像部分にトナーを吸着させる。感光体ドラム４２に吸着されたトナー像は、第１の赤外線検知ユニット５１において赤外線反射特性を有するか否かが検知される。トナー像が赤外線反射特性を有することが検知された場合には、転写器４２１によって、搬送部４２４から搬送されてきたシートにトナー像が転写される。
このようにして、トナーによって可視像化された画像は多段給紙ユニットのいずれかの給紙部から搬送されたシート（用紙）の面上に静電転写され定着される。そして、画像が形成された用紙（シート）は定着器４６から排紙ローラを経由して後処理装置４７内へと搬送される。
転写が終了した感光体ドラム４２は、クリーニング装置４２３によってクリーニングされ、さらに図示しない除電器によって除電される。
【００２９】
なお、第１の赤外線検知ユニット５１によりトナー像が赤外線反射特性を有しないと検知された場合には、転写器４２１からシートへの転写は行われない。
【００３０】
次に、第１の赤外線検知ユニット５１による赤外線反射特性の有無の検知方法について図２を用いて説明する。図２は、黒色トナーの赤外線反射特性の有無を検知する検知手段の構成を示すブロック図である。
赤外線反射特性の検知手段は、第１の赤外線検知ユニット５１、および、ＣＰＵ１１、判別部１２からなる制御部１０によって構成される検知部１００において実施される。そして、検知結果は操作部１３および操作キーを含む液晶の表示画面１４からなる表示部２００に送信される、あるいは、画像記録駆動制御部３００に送信される。
【００３１】
赤外線反射特性の検知は、第１の赤外線検知ユニット５１の赤外線発光素子５１ａが感光体ドラム４２上のトナー像に赤外線を照射する。赤外線受光素子５１ｂは、トナー像から反射される赤外線、すなわち、発光素子５１ａから照射された赤外線の反射を検知する。赤外線受光素子５１ｂによる検知結果はマシン制御部１０内の判別部１２に送られる。判別部１２では、赤外線受光素子５１ｂにおいて赤外線が受光されたか否か、即ち感光体ドラム４２１上のトナー像が赤外線反射性黒色トナーを使用しているか否かが判別される。この判別結果はＣＰＵ１１に送られ、ＣＰＵ１１は判別結果に基づき、表示部２００に表示指示を送る。
判別部１２において、トナー像が赤外線反射性黒色トナーを使用していないと判断された場合、ＣＰＵ１１は表示部の表示画面１４に「このトナーは本機種専用のトナーではありませんので、最適な画像が得られないことがあります」、あるいは、「このトナーは本機種専用のトナーではありませんので、原稿と複写物との区別を行うことができません」などの表示を指示する。
この表示画面により、ユーザーは、トナー容器４５に収納されている黒色トナーが本画像形成装置用のトナーではない（赤外線反射特性を有しない）ことを知る。
【００３２】
また、本画像形成装置１は、黒色トナーが赤外線反射特性を有しないと判別された場合には、画像の形成を行わない構成とすることができる。
すなわち、黒色トナーが赤外線反射特性を有しないと判別された場合には、表示部２００にて上記の表示例が画面に表示がされるとともに、ＣＰＵ１１から画像記録駆動制御部３００に画像記録を実施しない指示を送出する構成としてもよい。
この構成により、画像形成装置１用ではない、例えば、通常のカーボンブラックを使用した黒色トナーによる画像の形成を行わない構成とすることができる。
この構成により、画像形成装置１専用の赤外線反射特性を有する黒色トナーが確実に使用され、適正な赤外線反射特性を有する黒色トナーによる画像を得ることができる。また、本装置で形成される複写物は赤外線を反射するという光学特性を有することにより、原稿と画像形成装置により得られ複写物とを確実に判別することができる。
【００３３】
さらに、本画像形成装置１において、赤外線反射特性を有する黒色トナーを用いていない場合に画像の形成を行うか否かを、ユーザーが設定することもできる。この場合、表示画面１４、操作部１３によって、ユーザーが設定を行うと、ＣＰＵ１１は設定に合わせた制御を実行する。
また、本実施の形態においては、黒色トナーの赤外線反射特性の有無の識別は、各記録媒体（用紙）への画像記録時毎に行う構成となっているが、本発明はこれに限定されることなく、例えば、画像形成装置１のウォーミングアップ時に実施してもよい。
また、さらに他のタイミングでの識別の例として、黒色トナーがなくなった際のボトルからのトナー補給時あるいは、黒色トナーカートリッジ装着時が挙げられる。この場合、第１の赤外線検知ユニットは、トナー容器４５に設置されていることが好ましい。
【００３４】
さらに、本発明においては、図１に示すように、画像形成装置１の画像読取装置３０に、原稿判別部として第２の赤外線検知ユニット６１を配設する構成としてもよい。
赤外線検知ユニット６１は、赤外線発光素子６１ａと赤外線受光素子６１ｂとから形成される。第２の赤外線検知ユニット６１は、原稿載置台２２の下部で検知に適した場所に設置される。そして、原稿載置台２２上に載置された原稿の読み取りが行なわれる前に、各原稿について赤外線反射特性の有無の検知を行う。
次に、第２の赤外線検知ユニット６１による原稿の赤外線反射特性の検知手段の構成を図３により説明する。図３は、原稿の赤外線反射特性の有無の検知ユニットの構成を示すブロック図である。
【００３５】
原稿の赤外線反射特性の有無の検知は、第２の赤外線検知ユニット６１および、ＣＰＵ１１、判別部１２からなる制御部１０によって構成される原稿判別部１５０において実施される。検知結果は操作部１３および操作キーを含む液晶の表示画面１４からなる表示部２００に送られる。あるいは、原稿読取駆動部４００に送られる。
【００３６】
原稿の赤外線反射特性の有無の検知を説明する。
原稿が原稿載置台２２上に置かれると、原稿読み取り動作が実施される前に、赤外線発光素子６１ａが原稿に赤外線を照射する。赤外線受光素子６１ｂは、赤外線発光素子６１ａから照射された赤外線が原稿から反射されるか否かを検知する。続いて、赤外線受光素子６１ｂにおける検知結果がマシン制御部１０内の判別部１２に送られる。判別部１２では、赤外線受光素子６１ｂにおいて赤外線が受光されたか否か、即ち原稿が赤外線反射性黒色トナーを使用しているか否かが判別される。この判別結果はＣＰＵ１１に送られ、ＣＰＵ１１は判別結果に基づき、表示部に指示を送る。
【００３７】
原稿が赤外線反射性黒色トナーを使用していると判断された場合、ＣＰＵ１１は表示部の表示画面１４に「本原稿は赤外線反射性のトナーを使用しています」などという旨の表示をするように指示を出す。これにより、ユーザーは原稿が赤外線反射性の黒色画像であること、すなわち、赤外線反射性のトナー使用の複写物であることを知る。
また、画像形成装置が、孫コピーされると弊害を生じるような原稿用の画像形成装置である場合には、原稿が赤外線反射性の黒色画像の有無を判断することによって、孫コピーを規制することができる。即ち、画像形成装置において、原稿判別部１５０が原稿の画像が赤外線反射性を有していると判別した場合、ＣＰＵ１１は、原稿読取駆動制御部４００に画像読取装置３０の駆動を停止する旨の指示を送る構成とすることも可能である。これにより、赤外線反射特性を有する黒色トナーを使用した複写物の孫コピーを確実に防止できる。従って、有価証券、紙幣などの偽造防止に有用である。
【００３８】
次に、本発明に係る黒色トナーについて以下に説明する。本発明に係る黒色トナーは、赤外線反射特性を有するものである。この黒色トナーは、赤外線反射性黒色有機顔料が用いられる。具体的には、下記一般式（Ｉ）で表されるアゾ系顔料、アゾメチン黒色有機顔料等を挙げることができる。
【化１】
（但し、上記式中のＸは、Ｎ＝ＮまたはＣＯＮＨであり、ｎは１または２であり、Ｒ _１ は水素原子またはニトロ其であり、Ｒ _２ は、ハロゲン原子、メチル基、ニトロ基またはメトキシ基を有してもよいフェニル基または置換基を有していないナフチル基であり、ｎ＝２のときＲ _３ は、メトキシ基を有してもよいビフェニレン基である。）
【００３９】
なお、本実施の形態においては、赤外線反射性黒色有機顔料の一例として大日精化工業株式会社製のクロモファインブラックＡ−１１０３（商標）を使用している。この黒色トナーは、カーボンブラックを顔料とする従来の黒色トナーとは異なり、照射した赤外線を反射するため白色化して見える。従って、この黒色トナーを使用して複写物が形成された場合、複写物に赤外線を照射して白色化の有無を確認することで、赤外線反射特性を有する黒色トナーによる複写物か否かを容易かつ確実に確認できる。
【００４０】
また、この種黒色トナーは、バインダー樹脂として、ポリエステル、スチレンアクリルブタジエン共重合体ポリスチレン、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリプロピレンの少なくとも１種を使用することが好ましい。この構成によれば、黒色トナーにおいて、上記赤外線反射性黒色有機顔料が、上記のバインダー樹脂に対して、良好な分散性および着色性を得ることができる。さらに、トナーとして好ましい帯電性、現像性などが得られる。
【００４１】
また、この黒色トナーにおいて、上記赤外線反射性黒色有機顔料は、バインダ樹脂に対して０．５〜１５重量％の割合で用いられることが好ましい。この構成によれば、赤外線反射性黒色有機顔料は、上記バインダー樹脂に対して、より良好な分散性および着色性を得ることができる。
【００４２】
次に、本発明の黒色トナーによる赤外線反射特性を図４に示す比較例でみる。
図４は、従来のカーボンブラックと、赤外線反射性黒色有機顔料をバインダーとなるポリエステル樹脂に対して５重量％の割合で使用したトナーとの赤外線受光素子による検知レベルを示している。このグラフは全反射を１００％として比較したものである。ここで赤外線発光素子の波長は、赤外線反射性黒色有機顔料が最も高い反射率を持つ８００ｎｍとした。
このグラフが示すように、赤外線反射性黒色有機顔料を用いたトナー（本発明に係るトナー）がカーボンブラックに比較して非常に高い赤外線反射性を有することが判る。
なお、本実施の形態においては、黒色単色の画像形成装置を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されることなく、本発明の画像形成装置は、例えば、黒色、イエロー、マゼンタ、シアンのトナーを含むカラー画像形成装置であってもよい。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、取り扱いが容易な赤外線を反射する光学特性を有する黒色トナーを使用することで、複写物と原稿とを判別可能な複写物を得ることができる画像形成、およびその装置を提供すると共に、赤外線反射特性を有しない他機種用の黒色トナーが誤って使用されることを防止することができる画像形成装置を提供する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る画像形成装置の全体説明図。
【図２】 本発明の検知ユニットの構成説明ブロック図。
【図３】 本発明の原稿検知ユニットの構成説明ブロック図。
【図４】 赤外線反射特性を示すグラフ。
【符号の説明】
１ デジタル複写機
１０ 制御部
２１ 原稿搬送手段
２２ 原稿載置台
３０ 画像読取装置
３２ スキャナユニット
３６ 光電変換素子
４０ レーザー記録部
４１ 搬送系
４２ 感光体
４３ レーザー書き込みユニット
４４ 現像器
４５ トナー容器
４６ 定着器
４８ 電子写真プロセス部
５１ 第１の赤外線検知ユニット
６１ 第２の赤外線検知ユニット
１００ 検知部
２００ 表示部
３００ 画像記録制御部

Claims (3)

1. 原稿画像の読取手段、得られた画像データを静電潜像に変換する静電潜像形成手段、静電潜像部分にトナー像を形成する電子写真プロセス手段、記録媒体にトナー画像を転写・定着する画像記録手段、各手段の駆動を制御する制御手段を備えた画像形成装置において、
   前記電子写真プロセス手段は赤外線反射特性を有する黒色トナーを含む現像剤のみを備えると共に、該電子写真プロセス手段により形成されたトナー像に赤外線を照射して赤外線反射特性の有否を検知する検知手段を備え、
   前記黒色トナーは、照射した赤外線に反射すると白色化するアゾメチン黒色有機顔料を含んでおり、該電子写真プロセス手段により形成されるトナー像は、すべて赤外線反射特性を有する黒色トナーで形成されると共に、該検知手段が赤外線を照射すると白色化して赤外線反射特性を示す画像であることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記アゾメチン黒色有機顔料を含んだ黒色トナーの反射率は５０％以上である請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記赤外線反射特性の有否を検知する検知手段は、電子写真プロセス手段に配設する第一の検知手段と、原稿画像読取手段に配設される第二の検知手段とを備え、
   前記第二の検知手段は、原稿画像の読み取りが行われる前に原稿の画像が赤外線反射特性を有するか否かを検知することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。