消色装置
【課題】トナーのオフセットを防止し印刷画像が両面印刷の場合でも能率よく同時消色が可能な消色装置を提供する。
【解決手段】ガラスヒータ４０に電源が投入され、その輻射温度が３５０℃に達したとき、消色性トナーで印字された用紙２２が図の左側より搬送ローラ・コロ体２６ａにより搬送の線速１５ｍｍ／秒で消色装置２４に給紙される。用紙２２はガラスヒータ４０により加熱されながら搬送され、ＬＥＤ光源３７の照射領域に達したとき約２００℃前後に加熱されている。ここでＬＥＤ光源３７からの消色光がガラスヒータ４０の背面に対し垂直に照射される。照射された消色光はガラスヒータ４０を透過して用紙２２へ照射され、照射面の消色性トナー画像が消色される。
【解決手段】ガラスヒータ４０に電源が投入され、その輻射温度が３５０℃に達したとき、消色性トナーで印字された用紙２２が図の左側より搬送ローラ・コロ体２６ａにより搬送の線速１５ｍｍ／秒で消色装置２４に給紙される。用紙２２はガラスヒータ４０により加熱されながら搬送され、ＬＥＤ光源３７の照射領域に達したとき約２００℃前後に加熱されている。ここでＬＥＤ光源３７からの消色光がガラスヒータ４０の背面に対し垂直に照射される。照射された消色光はガラスヒータ４０を透過して用紙２２へ照射され、照射面の消色性トナー画像が消色される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、消色装置に係わり、更に詳しくは例えばリライタブルプリンタ等に搭載される消色装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球環境保護の一環として紙資源の節減が叫ばれている。画像形成装置等の紙資源の節減と再利用では、片面印刷した用紙の裏面の有効活用などは既に社会一般になされている。また、使用済み用紙を回収し用紙の原料とし、再生紙として再度用いることも一般に行われている。
【０００３】
しかし片面印刷の用紙の再利用では、再使用の回数が通常１回に限られてしまう。また、原料として再利用する再には回収自体にエネルギーとコストがかかり、原料として加工する際にもエネルギーが掛かってしまう。
【０００４】
そこで、オフィス内において用紙を複数回使用できるようにする取組みが種々為されている。トナー像により一度画像が形成された用紙を紙資源として再利用するには、トナーにより形成された用紙上の画像を物理的に除去または光で消色して再利用可能な用紙とすることが考えられている。
【０００５】
画像を物理的に除去して用紙を再利用するためには、用紙の画像形成面にトナーを除去する処理液を塗布し、加熱してトナーを溶解させて画像を除去する方法や、用紙の画像形成面を研摩してトナー画像を削り落とす方法などがあるが、これらの方法は、手数がかかると共に、再利用する用紙に損傷が発生し易いため問題がある。
【０００６】
また、例えば、光を用いる消色方法としては、最初に用紙に画像を形成するに際し、近赤外線吸収色素および消色剤を含む消色性トナーによりＯＡ用紙に画像を記録し、この画像を近赤外線等の特殊な光源による光照射によって消色して用紙の再利用を図るという着想は既に論文で公開されている。（例えば、非特許文献１参照。）
【０００７】
この非特許文献１の方法において、近赤外線吸収色素は照射された近赤外線を吸収して励起し、消色剤と反応して無色化する。但し、色材がトナー化されていることもあって、トナー結着剤樹脂中の色素は近赤外線を吸収しても常温においてはほとんど消色反応が見られない。
【０００８】
このため、熱を加えて反応を加速してから無色化するという消色作用に有効な一般的な方法が行われている。例えば、画像形成時の定着装置と消色時の消色装置を共通にし、トナー画像の消色には事前にトナー像を加熱しておいてから消色光を照射すると消色作用が有効に働くという一般に行われている技術に基づいて、画像形成時に用いる定着装置の熱ローラ対を、消色時の加熱器として兼用し定着装置内において熱ローラ対の下流側に消色光照射用の光源を配置した構成が提案されている。（例えば、特許文献１参照。）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平０７−０４９６３４号公報
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】細田喜一著、「機能性色素のトナーへの応用」電子写真学会誌、第３１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、特許文献１に示される従来技術では、加熱ローラにより加熱されたトナー像に消色光が照射されるまでにトナー像の温度が下がって消色効果が薄れるという問題に加えて、加熱ローラ面にトナー像がオフセットするという問題も解決すべき課題として残されている。
【００１２】
本発明は、上記従来の課題を解決するものであって、例えばリライタブルプリンタ等に搭載可能であり、トナーのオフセットを防止し、印刷画像が両面印刷の場合でも能率よく同時消色が可能な消色装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するために、本発明の消色装置は、近赤外線吸収色素および消色剤を含む消色性トナーを用いて文字や画像を印字された印字媒体を再使用するために該印字媒体に印字された上記文字や画像を消色するリライタブルプリンタの消色装置において、上記文字や画像を印字された上記印字媒体を搬送する搬送機構と、該搬送機構に近接して平行に配設され近赤外線透過部材を基材とする熱輻射ヒータと、該熱輻射ヒータの背面に配置され該熱輻射ヒータを透過する消色光を照射するＬＥＤ光照射装置と、を有し、上記熱輻射ヒータは上記搬送機構により搬送される上記印字媒体に熱輻射を加えて加熱し、上記ＬＥＤ光照射装置は、上記熱輻射ヒータにより加熱された上記印字媒体の上記文字や画像を印字された印字面に、上記熱輻射ヒータの背面から上記熱輻射ヒータを透過してＬＥＤ光を照射するように構成される。
【００１４】
この消色装置において、例えば、上記熱輻射ヒータは上記搬送機構の上下にそれぞれ近接して平行に配設され、上記ＬＥＤ光照射装置は上記上下の搬送機構の背面にそれぞれ配置されるように構成することもできる。
【００１５】
また、消色装置において、上記熱輻射ヒータは、例えば、石英ガラスと該石英ガラスの表面に塗布された又は焼き付られたＩＴＯ（酸化インジウムスズ）の透明導電膜とから構成される。
【００１６】
また、消色装置において、例えば、上記搬送機構の搬送方向上流側で上記熱輻射ヒータに隣接して配置され、上記搬送機構により搬送される上記印字媒体を予熱するセラミックヒータを更に備えるように構成してもよい。この場合、上記セラミックヒータの予熱放射面以外の面を覆う断熱材を更に備えるように構成することが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、例えばリライタブルプリンタ等に搭載可能であり、トナーのオフセットを防止し、印刷画像が両面印刷の場合でも能率よく同時消色が可能な消色装置を提供できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施例１に係る消色装置を備えたカラー画像形成装置の内部構成を模式的に示す断面図である。
【図２】実施例１に係る消色装置の用紙搬送経路において用紙の両側端部を挟持して搬送する両側端搬送装置を示す斜視図である。
【図３】実施例１に係る消色装置の用紙搬送経路の平面図である。
【図４】実施例１に係る消色装置の内部構成を示す側面図である。
【図５】実施例２に係る消色装置の内部構成を示す側面図である。
【図６】(a)は実施例３に係る消色装置の内部構成を示す側面図、(b)はその消色ユニットの熱輻射ヒータの構成を示す図である。
【図７】実施例４に係る消色装置の内部構成を示す側面図である。
【図８】実施例５に係る消色装置の内部構成を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。尚、以下で説明する消色性トナーは、特には詳述しないが、近赤外線吸収色素および消色剤を樹脂に混練し、平均粒径が９μｍになるように作成したものである。
【００２０】
ただし、この消色性トナーにより印字した印字媒体（以下、用紙ともいう）に常温において近赤外線を照射してもほとんど消色反応が見られない。用紙を加熱し、消色性トナーが溶融している状態に近赤外線を照射したとき、消色反応が観察されるようになる。
【００２１】
したがって、消色装置には用紙を加熱する要素と近赤外線を照射する要素の２つの要素を備えている必要がある。しかし、この近赤外線吸収色素を含む消色性トナーのプリンタ等は市販されていないので、以下、試作した消色装置を通常のプリンタに組み込んで行った実験により確認した内容を説明する。
【００２２】
実験によれば、用紙を加熱する装置と近赤外線を照射する装置を検討した結果、熱源としてヒータの輻射熱を使って用紙を加熱すること、及び消色用近赤外線光源としてＬＥＤ光を用いることが適しているという結論に至った。
【実施例１】
【００２３】
図１は、本発明の実施例１に係る消色装置を備えたカラー画像形成装置の内部構成を模式的に示す断面図である。図１に示す画像形成装置（以下、単にプリンタという）１は、消色用の熱源となる熱輻射ヒータと消色光を照射する光源とトナーオフセット防止機構とを有する消色装置を備えている。
【００２４】
このプリンタ１は、本体装置筐体２の内部中央において、水平方向に延在する無端状の転写ベルト３を備えている。転写ベルト３は、不図示の張設機構によって張設されながら、駆動ローラ４と従動ローラ５に掛け渡され、駆動ローラ４により駆動されて、図の矢印ａで示す反時計回り方向に循環移動する。
【００２５】
転写ベルト３の上循環移動面の上方には、４個の画像形成ユニット６（６ｒ（ｋ）、６ｙ、６ｃ、６ｍ）が配設されている。画像形成ユニット６ｒは、現像器７内に消色性トナーを収容した消色性トナー画像形成用の画像形成ユニットであり、現像器７内に黒トナーを収容した不図示の黒色画像形成用の画像形成ユニット６ｋとユーザの任意によって交換可能である。
【００２６】
画像形成ユニット６ｙは、現像器７内にイエロートナーを収容したイエロー色画像形成用の画像形成ユニットであり、画像形成ユニット６ｃは、現像器７内にシアントナーを収容したシアン色画像形成用の画像形成ユニットであり、画像形成ユニット６ｍは、現像器７内にマゼンタトナーを収容したマゼンタ色画像形成用の画像形成ユニットである。
【００２７】
４個の画像形成ユニット６については、現像器７内に収容されているトナーの種類を除くと、いずれも同一の構造であるので、以下、画像形成ユニット６ｒを取り上げて、その構造を簡単に説明する。
【００２８】
画像形成ユニット６には、転写ベルト３の上循環移動面に接する感光体ドラム８が配設されている。感光体ドラム８には、その周面を取り巻くように近接して、図示を省略したクリーナ、初期化帯電器、光書込ヘッドに続いて、現像器７の下部開口部に保持された現像ローラ９等が配置されている。
【００２９】
上記の現像ローラ９は、現像器７に収容されている黒トナー又は消色性トナー（以下、消色性トナーのみについて説明する）の薄層を表面に担持し、光書込ヘッドによって感光体ドラム８の周面上に形成されている静電潜像に消色性トナーの画像を現像する。
【００３０】
感光体ドラム８の下部には、転写ベルト３を介して不図示の一次転写ローラが圧接して、そこに一次転写部を形成している。一次転写ローラには、不図示のバイアス電源からバイアス電圧を供給される。
【００３１】
一次転写ローラは一次転写部において、バイアス電源から供給されるバイアス電圧を転写ベルト３に印加して、感光体ドラム８の周面上に現像されている消色性トナーの画像を転写ベルト３に転写する。
【００３２】
転写ベルト３の図に示す右端部が掛け渡されている従動ローラ５には、転写ベルト３を介して二次転写ローラ１１が圧接し、ここに二次転写部を形成している。二次転写ローラ１１には、不図示のバイアス電源からバイアス電圧が供給される。
【００３３】
二次転写ローラ１１は二次転写部において、バイアス電源から供給されるバイアス電圧を転写ベルト３に印加し、転写ベルト３に一次転写されている消色性トナーの画像を、図の下方から上方に矢印ｂ又は矢印ｃで示すように搬送され更に画像形成搬送路１２に沿って搬送されてくる記録媒体に転写する。
【００３４】
上記の矢印ｃで示すように搬送される記録媒体１４は、上部給紙カセット１５に積載されて収容され、不図示の給紙ローラ等により最上部の一枚ごとに取り出され、矢印ｃに示すように給紙搬送路に送出され、更に画像形成搬送路１２を搬送されて、上記の二次転写部を通過しながら消色性トナーの画像を転写される。
【００３５】
消色性トナーの画像を転写されながら二次転写部を通過した記録媒体１４は、定着搬送路１６に沿って定着部１７へと搬送される。定着部１７の加熱ローラ１８と押圧ローラ１９は、記録媒体１４を挟持し、熱と圧力を加えながら搬送する。
【００３６】
これにより、記録媒体１４は、二次転写されている消色性トナーの画像を紙面に定着され、加熱ローラ１８と押圧ローラ１９により更に搬送されて、本体装置筐体２の上面に形成されている排紙トレー２１に排紙される。
【００３７】
一方、上記の矢印ｂで示すように搬送される用紙２２は、既に紙面に消色性トナー像を形成されている用紙であり、下部給紙カセット２３から一枚ごとに取り出されて矢印ｄに示すように給紙搬送路に送出される。
【００３８】
そして、この場合は、用紙２２は、消色装置２４に搬入される。消色装置２４には用紙搬送経路２５の上流側（図の左方）と下流側（図の右方）に、それぞれ搬送ローラ・コロ体２６（２６ａ、２６ｂ）が配置されている。
【００３９】
２組の搬送ローラ・コロ体２６は、消色装置２４に搬入された用紙２２を用紙搬送経路２５に沿って上流側から下流側へ搬送する。２組の搬送ローラ・コロ体２６の間に形成されている用紙搬送経路２５には後述する消色ユニットが配置されている。
【００４０】
図２は、上記の用紙搬送経路２５において用紙２２の両側端部を挟持して搬送する両側端搬送装置を示す斜視図である。尚、同図には同上流側の搬送ローラ・コロ体２６ａと下流側の搬送ローラ・コロ体２６ｂの図示を省略している。
【００４１】
図２に示すように、用紙搬送経路２５の両側には、駆動ローラ２７と従動ローラ２８に掛け渡され、内部中央に押さえローラ２９を有する無端状の細ベルト３１が上下二段に配置された両側端搬送装置３２が配置されている。この両側端搬送装置３２は、同図に示すように用紙２２に対し、用紙２２の両側端部を挟持して図の矢印ｄ方向に搬送する。
【００４２】
これにより用紙２２の両端部が熱により丸まったり、その先端部が下方に垂れ下がって用紙搬送経路２５から外れるような不具合を防止することができる。
【００４３】
図３は、上記の消色装置２４の用紙搬送経路２５の平面図である。搬送ローラ・コロ体２６ａ、２６ｂ及び両側端搬送装置３２によって矢印ｄ方向に搬送される用紙２２の上下には、それぞれ、図３に示す６本のヒータ接触防止ワイヤ３３（３３ａ、３３ｂ）が張設されている（図では上方のワイヤを実線、下方のワイヤを破線で示している）。
【００４４】
これらのヒータ接触防止ワイヤ３３（３３ａ、３３ｂ）は、それぞれワイヤ保持部３４（３４ａ、３４ｂ）に保持されている。これらヒータ接触防止ワイヤ３３とワイヤ保持部３４は、ヒータ接触防止装置３５として消色装置２４内に固定して配置されている。
【００４５】
このヒータ接触防止ワイヤ３３（３３ａ、３３ｂ）は、用紙２２が後述する熱輻射ヒータに接触するのを防止するとともに、用紙２２の丸まりを上下から押さえて、用紙２２が両側端搬送装置３２から脱落するのを防止している。
【００４６】
このように、図１に示した消色装置２４は、用紙２２の丸まりや垂れ下がりを防止しながら搬送ローラ・コロ体２６ａから搬送ローラ・コロ体２６ｂまで、斜めに張られたヒータ接触防止ワイヤ３３によって用紙２２を案内する。
【００４７】
ヒータ接触防止ワイヤ３３は、用紙２２の搬送方向に対して斜めに張設されていると共に広い間隔で配置されているので、熱輻射ヒータからの消色用輻射加熱と、これも後述するＬＥＤ光源からの消色用の照射光を遮ることは全く無いといって良い。
【００４８】
尚、消色装置２４が片面のみの消色構造であると、下部給紙カセット２３に用紙２２を収容する際、消色する画像面を上面向き又は下面向きのいずれか決められた向きに設定して収容しなければならないので使い勝手が悪くなる。本例では、両面を同時に消色することができるので使い勝手が良い。
【００４９】
また、両面を消色する方法としては、両面印刷機構を備えた一般的なプリンタと同様に片面を消色し、用紙を反転させて、裏面を消色する方法が考えられるが、片面の消色性トナー画像に消色に必要な熱を一度加え後に、反対面の消色性トナー画像の消色を行うと、消色性能が低下することがある。
【００５０】
すなわち、最初の片面を消色する時に裏面側の画像も加熱され、両面印刷機構で用紙２２を反転させて搬送中に裏面側の画像が冷やされ、続けて裏面側を消色する時に消色性能が低下することが経験的に判明している。また、更には、表裏の消色処理を２度にわたって行うことになるので、消色時間が長くなるという不便がある。
【００５１】
本例では、両面を同時に消色できるので、消色性能の低下も起こらず、良い消色性能が維持され、また、表裏の消色処理を２度にわたって行う場合よりも消色時間が１／２以下に短縮される。
【００５２】
なお、片面の消色の場合でも、表裏両面から加熱すると、片面加熱の場合の用紙裏面からの熱漏洩によるエネルギー損失がなく効率よく加熱することが出来る。また、熱輻射ヒータの設定温度を下げることが出来るため消費電力を低減させる効果が期待できる。
【００５３】
図４は、図１に示した消色装置２４の内部構成を示す側面図である。図４に示すように、消色装置２４は、図２及び図３に示した搬送ローラ・コロ体２６、両側端搬送装置３２及びヒータ接触防止装置３５から成る搬送機構を有する用紙搬送経路２５の上下に、それぞれ、熱輻射ヒータとしてのセラミックヒータ３６と消色光源としてのＬＥＤ光源３７から成る消色ユニット３８を備えている。
【００５４】
セラミックヒータ３６は、用紙搬送経路２５に対し、つまり用紙２２に対し、平行に設置されている。他方のＬＥＤ光源は用紙２２がセラミックヒータ３６の加熱部を通過直後に消色光を照射するように配置される。
【実施例２】
【００５５】
図５は、実施例２に係る消色装置の内部構成を示す側面図である。なお、プリンタ本体の構成は図１に示した構成と同一であり、消色装置の外観も図１に示した消色装置２４と同一である。
【００５６】
図５に示すように、本例の消色装置２４は、図４と同様の搬送機構を有する用紙搬送経路２５の上下に、それぞれ、熱輻射ヒータとしてのセラミックヒータ３６と消色光源としてのＬＥＤ光源３７から成る消色ユニット３９を備えている。
【００５７】
本例の消色ユニット３９におけるセラミックヒータ３６は、用紙搬送経路２５、つまり用紙２２に対し、搬送方向下流に向かって末広がり形になるように斜めに設置されている。他方のＬＥＤ光源はセラミックヒータ３６の真下と用紙２２との間の空間に向けて消色光を斜め照射するように配置される。
【００５８】
ここで、上記の実施例１における消色装置２４の消色ユニット３８による消色試験結果と、実施例２における消色装置２４の消色ユニット３９による消色試験結果とを比較検討してみる。
【００５９】
セラミックヒータ３６の用紙加熱性能を較べると、用紙２２に対し、ヒータを斜めに設置するよりも、用紙２２に平行に設置し、かつ近接させた方が用紙加熱性能としては優れていることが判明する。従って、実施例１の消色ユニット３８の方が熱的には優れている。
【００６０】
しかし、消色性能を較べると、加熱中の用紙２２に直接消色光を照射する実施例２の消色ユニット３９の方が、実施例１の消色ユニット３８よりも消色能力が優れている。
【００６１】
ところで、前述したように、紙面に消色性トナーで印字された画像に消色反応を起こさせるためには、画像を印字されている用紙を加熱する必要がある。実験によるとその温度は約２００℃前後であることがわかっている。
【００６２】
実施例１の場合、用紙２２がセラミックヒータ３６の加熱から抜けた後にＬＥＤ光源３７が消色光を照射している。消色反応を起すためにはその照射域の用紙温度を約２００℃に保つ必要がある。
【００６３】
用紙温度はセラミックヒータ３６の加熱部に突入すると同時に徐々に加熱され、加熱部を抜けるあたりで最高温度に達する。そして、加熱部を抜けた後は、空冷され順次温度が低下していく。
【００６４】
したがって、上記のようにセラミックヒータ３６の加熱部を抜けた後、ＬＥＤ光源３７からの消色光の照射が終了するまでの長い範囲にわたって用紙の温度が約２００℃に保たれているということは、加熱部の直下での用紙温度は２００数十℃以上に達していると思われる。
【００６５】
このような温度環境においては、消色剤の一部が熱破壊される可能性がある、ということは容易に考えられる。また、空気の温度は常に変化しているから、空冷開始後の用紙温度を安定させることは難しい。
【００６６】
特に環境温度が低く空気の冷たい場合には、セラミックヒータ３６を更に高温度に設定する必要がある。それでは、ますます用紙の温度は高くなり、消色性トナーの消色剤には不利な状況となる。
【００６７】
他方、実施例２の場合、ＬＥＤ光源３７の消色光を斜めに照射し、消色光がセラミックヒータ３６の真下に入り込むように構成されている。用紙２２の最高温度は、ヒータ加熱部を抜けたあたりであるから、ＬＥＤ消色光の照射領域はこの温度以下となっている。
【００６８】
このため、消色性トナーの消色剤の熱破壊は実施例１の場合に比べて最小に抑えられる。この消色剤の熱破壊を最小に抑えられることが、実施例２の方が実施例１に比べて加熱効率には問題があるが消色性能に優れている理由であると考えられる。
【００６９】
そこで発明者は、加熱効率が良く且つ消色性能に優れた消色ユニットをどのように実現すべきかを考えた。加熱効率を良くするためにはヒータを搬送中の用紙に平行に配置すること、消色性能をよくするためには加熱中の用紙に消色光を照射することを考えた。
【００７０】
用紙を裏面から加熱して、その用紙の表面から消色光を照射すれば、上記の考えは実現する。しかし、それでは用紙の片面の消色しかできない。そこで、消色光が透過する素材で消色ユニットの熱輻射ヒータを構成することに発明者の考えが到達した。
【実施例３】
【００７１】
図６(a)は実施例３に係る消色装置の内部構成を示す側面図であり、図６(b)は、その消色ユニットの熱輻射ヒータの構成を示す図である。なお、プリンタ本体の構成は図１に示した構成と同一であり、消色装置の外観も図１に示した消色装置２４と同一である。
【００７２】
本例の熱輻射ヒータはガラスヒータ４０で構成される。ガラスヒータ４０は、石英ガラス板４１を基板とし、その石英ガラス板４１の一方の面にＩＴＯ（酸化インジウムスズ）膜から成る透明導電膜４２を塗布又は焼き付け、この透明導電膜４２の両端部に銀ペーストの電極４３が配設されている。
【００７３】
電極に通電すると透明導電膜４２によりジュール熱が発生し、石英ガラスごと熱せられ、遠赤外線がガラス面から輻射される。このガラスヒータ４０は、現在、株式会社ブラストより市販されている。
【００７４】
株式会社ブラストによると、ガラスヒータ４０の加温能力は最大５００℃、消費電力は最大で５Ｗ／ｃｍ＝^2であり低消費電力である。また、昇温は速く、１００℃／５秒であり十分にヒータとして使用できる性能を保持している。
【００７５】
また、光透過率が８５％あり、ＬＥＤ光をかなり透過させる。このガラスヒータ４０は市場で出されてから４年以上の使用実績があり信頼性の高い製品である。
【００７６】
このガラスヒータ４０を図６(a)に示すように消色装置２４の用紙搬送経路２５（用紙２２）に近接して平行に配置する。そして、ＬＥＤ光源３７をヒータの背面に対し鉛直方向から消色光を照射するように配置する。
【００７７】
このガラスヒータ４０とＬＥＤ光源３７から成る消色ユニット４４を用いると、消色装置２４に搬入された用紙２２はガラスヒータ４０の直下を通過しながら加熱され、そのヒータ加熱部の後半で加熱中の用紙２２に対し、ガラスヒータ４０を８５％の透過率で透過するＬＥＤ光源３７からの消色光が照射される。
【００７８】
より具体的な動作としては、先ず、ガラスヒータ４０に電源が投入される。ガラスヒータ４０の輻射温度が３５０℃に達したとき、消色性トナーで印字された用紙２２が図の左側より搬送ローラ・コロ体２６ａにより消色装置２４に給紙される。
【００７９】
このとき搬送の線速は１５ｍｍ／秒である。用紙２２は搬送されるにつれてガラスヒータ４０により加熱される。用紙２２がＬＥＤ光源３７の照射領域に達したとき、用紙２２は約２００℃前後に加熱されている。
【００８０】
ここで、ＬＥＤ光源３７からの消色光がガラスヒータ４０の背面に対し垂直に照射される。照射された消色光はガラスヒータ４０を透過して用紙２２へ照射され、照射面の消色性トナー画像が消色される。
【００８１】
消色性トナー画像を消色された用紙２２は図の右側の搬送ローラ・コロ体２６ｂにより消色装置２４から排出され、次の工程へ搬送される。
【００８２】
このように、用紙２２の両面に対する、実施例１の熱的に優れている熱輻射ヒータの対搬送路平行配置と、実施例２の消色性能に優れている消色光の加熱同時照射とが、この実施例３の消色ユニット４４によって実現する。
【００８３】
実施例２の構成では、加熱中の用紙２２に対して消色光を照射するために斜め方向に照射しなければならないが、この場合、用紙２２への消色光の照射面が用紙上で用紙進行方向に伸びた面（ＬＥＤ光が円放射の場合は楕円）になり、その照度分布等が複雑である。
【００８４】
また、斜め照射の場合、照射角度を少し変化させただけでも照射面の扁平率（楕円の場合の離心率）が大きく変化し、かつ照射位置も移動する。したがって、最適条件を設定するには、正確なＬＥＤ位置、傾きを精測しながら確認を進めなければならない。かつ、量産の場合、厳密な位置精度が要求される。
【００８５】
実施例３のように垂直方向からの照射面は、特殊なレンズを使った場合を除いて円形状であり、その照射分布も単純でわかりやすい。照射ポイントも位置だししやすい。したがって、最適条件の設定も、量産も、格段に容易になるという利点がある。
【実施例４】
【００８６】
図７は、実施例４に係る消色装置の内部構成を示す側面図である。なお、プリンタ本体の構成は図１に示した構成と同一であり、消色装置の外観も図１に示した消色装置２４と同一である。
【００８７】
また、図７には、説明に必要な部分にのみ番号を付与して示している。他の構成は図６(a)の場合と同様である。図７に示すように、本例の消色ユニット４５の熱輻射ヒータは、セラミックヒータ３６とガラスヒータ４０が隣接して配置される。
【００８８】
この構成は、図６のガラスヒータ４０の消色光の透過の必要が無い搬送方向上流側の部分をセラミックヒータ３６に置き換えたものである。そして、セラミックヒータ３６とガラスヒータ４０の温度設定をそれぞれ独立に設定可能なように構成してある。
【００８９】
セラミックヒータ３６に、用紙２２を温度２００℃になるまで加熱する機能を持たせる。ガラスヒータ４０には、その２００℃を維持するのに必要な最低の熱量を放射させて用紙２２の温度を２００℃に維持するという機能をもたせる。ガラスヒータはコストが高いので、上流側をセラミックヒータで置き換えることによりコストダウンを図ることができる。
【００９０】
また、この方式で電力を若干減らすことができる。なお、用紙２２を加熱すると用紙２２に含有される水分が気化して、この気化した水分に含まれる用紙成分の一部がヒータの周辺を汚染する場合がある。
【００９１】
この気化成分は、常温から約２００℃まで加熱する前半で主に発生する。その前半をセラミックヒータ３６により用紙２２を２００℃まで確実に加温する。これで気化成分をセラミックヒータ３６の配置領域で排出させてしまう。これにより、後半のガラスヒータ４０の汚染をより少なく抑えることが出来る。
【実施例５】
【００９２】
ところで、熱輻射ヒータは用紙２２に対向する側の面からと同時に、反対側の面からも熱放射するので、空冷されて熱が奪われていく。したがって、この空冷を出来るだけ抑えることが出来れば消費電力を減らすことが出来る。
【００９３】
図８は、実施例４に係る消色装置の内部構成を示す側面図である。なお、プリンタ本体の構成は図１に示した構成と同一であり、消色装置の外観も図１に示した消色装置２４と同一である。また、図８には、説明に必要な部分にのみ番号を付与して示している。他の構成は図６(a)の場合と同様である。
【００９４】
図８に示すように、本例の消色ユニット４６の熱輻射ヒータも、セラミックヒータ３６とガラスヒータ４０が隣接して配置される。そして、本例の消色ユニット４６では、セラミックヒータ３６の熱放射面以外の面を覆う断熱材４７が配設される。
【００９５】
このようにセラミックヒータ３６を断熱材で覆うことにより、熱伝導、放射熱、空冷をある程度抑えることが出来る。実験によると、セラミックヒータ３６の裏面を厚み１０ｍｍのガラスウールで覆って断熱した場合、ヒータ温度を４５０℃に設定した場合において１０％〜２０％の電力を減らすことが出来た。
【００９６】
尚、この断熱材４７の設置は、図６(a)においても実施でき、消色光が照射される範囲外を断熱材４７で覆うことによって、電力を減らすことが出来る。
【産業上の利用可能性】
【００９７】
本発明は、例えばリライタブルプリンタ等に搭載される消色装置に利用することができる。
【符号の説明】
【００９８】
１ 消色機能付画像形成装置（プリンタ）
２ 本体装置筐体
３ 転写ベルト
４ 駆動ローラ
５ 従動ローラ
６（６ｒ（６ｋ）、６ｙ、６ｃ、６ｍ） 画像形成ユニット
７ 現像器
８ 感光体ドラム
９ 現像ローラ
１１ 二次転写ローラ
１２ 画像形成搬送路
１４ 記録媒体
１５ 上部給紙カセット
１６ 定着搬送路
１７ 定着部
１８ 加熱ローラ
１９ 押圧ローラ
２１ 排紙トレー
２２ 記録媒体（用紙）
２３ 下部給紙カセット
２４ 消色装置
２５ 記録媒体（用紙）搬送経路
２６（２６ａ、２６ｂ） 搬送ローラ・コロ体
２７ 駆動ローラ
２８ 従動ローラ
２９ 押さえローラ
３１ 細ベルト
３２ 両側端搬送装置
３３（３３ａ、３３ｂ） ヒータ接触防止ワイヤ
３４（３４ａ、３４ｂ） ワイヤ保持部
３５ ヒータ接触防止装置
３６ セラミックヒータ
３７ ＬＥＤ光源
３８、３９ 消色ユニット
４０ ガラスヒータ
４１ 石英ガラス板
４２ 透明導電膜（ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）膜）
４３ 電極
４４、４５、４６ 消色ユニット
４７ 断熱材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、消色装置に係わり、更に詳しくは例えばリライタブルプリンタ等に搭載される消色装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球環境保護の一環として紙資源の節減が叫ばれている。画像形成装置等の紙資源の節減と再利用では、片面印刷した用紙の裏面の有効活用などは既に社会一般になされている。また、使用済み用紙を回収し用紙の原料とし、再生紙として再度用いることも一般に行われている。
【０００３】
しかし片面印刷の用紙の再利用では、再使用の回数が通常１回に限られてしまう。また、原料として再利用する再には回収自体にエネルギーとコストがかかり、原料として加工する際にもエネルギーが掛かってしまう。
【０００４】
そこで、オフィス内において用紙を複数回使用できるようにする取組みが種々為されている。トナー像により一度画像が形成された用紙を紙資源として再利用するには、トナーにより形成された用紙上の画像を物理的に除去または光で消色して再利用可能な用紙とすることが考えられている。
【０００５】
画像を物理的に除去して用紙を再利用するためには、用紙の画像形成面にトナーを除去する処理液を塗布し、加熱してトナーを溶解させて画像を除去する方法や、用紙の画像形成面を研摩してトナー画像を削り落とす方法などがあるが、これらの方法は、手数がかかると共に、再利用する用紙に損傷が発生し易いため問題がある。
【０００６】
また、例えば、光を用いる消色方法としては、最初に用紙に画像を形成するに際し、近赤外線吸収色素および消色剤を含む消色性トナーによりＯＡ用紙に画像を記録し、この画像を近赤外線等の特殊な光源による光照射によって消色して用紙の再利用を図るという着想は既に論文で公開されている。（例えば、非特許文献１参照。）
【０００７】
この非特許文献１の方法において、近赤外線吸収色素は照射された近赤外線を吸収して励起し、消色剤と反応して無色化する。但し、色材がトナー化されていることもあって、トナー結着剤樹脂中の色素は近赤外線を吸収しても常温においてはほとんど消色反応が見られない。
【０００８】
このため、熱を加えて反応を加速してから無色化するという消色作用に有効な一般的な方法が行われている。例えば、画像形成時の定着装置と消色時の消色装置を共通にし、トナー画像の消色には事前にトナー像を加熱しておいてから消色光を照射すると消色作用が有効に働くという一般に行われている技術に基づいて、画像形成時に用いる定着装置の熱ローラ対を、消色時の加熱器として兼用し定着装置内において熱ローラ対の下流側に消色光照射用の光源を配置した構成が提案されている。（例えば、特許文献１参照。）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平０７−０４９６３４号公報
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】細田喜一著、「機能性色素のトナーへの応用」電子写真学会誌、第３１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、特許文献１に示される従来技術では、加熱ローラにより加熱されたトナー像に消色光が照射されるまでにトナー像の温度が下がって消色効果が薄れるという問題に加えて、加熱ローラ面にトナー像がオフセットするという問題も解決すべき課題として残されている。
【００１２】
本発明は、上記従来の課題を解決するものであって、例えばリライタブルプリンタ等に搭載可能であり、トナーのオフセットを防止し、印刷画像が両面印刷の場合でも能率よく同時消色が可能な消色装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するために、本発明の消色装置は、近赤外線吸収色素および消色剤を含む消色性トナーを用いて文字や画像を印字された印字媒体を再使用するために該印字媒体に印字された上記文字や画像を消色するリライタブルプリンタの消色装置において、上記文字や画像を印字された上記印字媒体を搬送する搬送機構と、該搬送機構に近接して平行に配設され近赤外線透過部材を基材とする熱輻射ヒータと、該熱輻射ヒータの背面に配置され該熱輻射ヒータを透過する消色光を照射するＬＥＤ光照射装置と、を有し、上記熱輻射ヒータは上記搬送機構により搬送される上記印字媒体に熱輻射を加えて加熱し、上記ＬＥＤ光照射装置は、上記熱輻射ヒータにより加熱された上記印字媒体の上記文字や画像を印字された印字面に、上記熱輻射ヒータの背面から上記熱輻射ヒータを透過してＬＥＤ光を照射するように構成される。
【００１４】
この消色装置において、例えば、上記熱輻射ヒータは上記搬送機構の上下にそれぞれ近接して平行に配設され、上記ＬＥＤ光照射装置は上記上下の搬送機構の背面にそれぞれ配置されるように構成することもできる。
【００１５】
また、消色装置において、上記熱輻射ヒータは、例えば、石英ガラスと該石英ガラスの表面に塗布された又は焼き付られたＩＴＯ（酸化インジウムスズ）の透明導電膜とから構成される。
【００１６】
また、消色装置において、例えば、上記搬送機構の搬送方向上流側で上記熱輻射ヒータに隣接して配置され、上記搬送機構により搬送される上記印字媒体を予熱するセラミックヒータを更に備えるように構成してもよい。この場合、上記セラミックヒータの予熱放射面以外の面を覆う断熱材を更に備えるように構成することが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、例えばリライタブルプリンタ等に搭載可能であり、トナーのオフセットを防止し、印刷画像が両面印刷の場合でも能率よく同時消色が可能な消色装置を提供できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施例１に係る消色装置を備えたカラー画像形成装置の内部構成を模式的に示す断面図である。
【図２】実施例１に係る消色装置の用紙搬送経路において用紙の両側端部を挟持して搬送する両側端搬送装置を示す斜視図である。
【図３】実施例１に係る消色装置の用紙搬送経路の平面図である。
【図４】実施例１に係る消色装置の内部構成を示す側面図である。
【図５】実施例２に係る消色装置の内部構成を示す側面図である。
【図６】(a)は実施例３に係る消色装置の内部構成を示す側面図、(b)はその消色ユニットの熱輻射ヒータの構成を示す図である。
【図７】実施例４に係る消色装置の内部構成を示す側面図である。
【図８】実施例５に係る消色装置の内部構成を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。尚、以下で説明する消色性トナーは、特には詳述しないが、近赤外線吸収色素および消色剤を樹脂に混練し、平均粒径が９μｍになるように作成したものである。
【００２０】
ただし、この消色性トナーにより印字した印字媒体（以下、用紙ともいう）に常温において近赤外線を照射してもほとんど消色反応が見られない。用紙を加熱し、消色性トナーが溶融している状態に近赤外線を照射したとき、消色反応が観察されるようになる。
【００２１】
したがって、消色装置には用紙を加熱する要素と近赤外線を照射する要素の２つの要素を備えている必要がある。しかし、この近赤外線吸収色素を含む消色性トナーのプリンタ等は市販されていないので、以下、試作した消色装置を通常のプリンタに組み込んで行った実験により確認した内容を説明する。
【００２２】
実験によれば、用紙を加熱する装置と近赤外線を照射する装置を検討した結果、熱源としてヒータの輻射熱を使って用紙を加熱すること、及び消色用近赤外線光源としてＬＥＤ光を用いることが適しているという結論に至った。
【実施例１】
【００２３】
図１は、本発明の実施例１に係る消色装置を備えたカラー画像形成装置の内部構成を模式的に示す断面図である。図１に示す画像形成装置（以下、単にプリンタという）１は、消色用の熱源となる熱輻射ヒータと消色光を照射する光源とトナーオフセット防止機構とを有する消色装置を備えている。
【００２４】
このプリンタ１は、本体装置筐体２の内部中央において、水平方向に延在する無端状の転写ベルト３を備えている。転写ベルト３は、不図示の張設機構によって張設されながら、駆動ローラ４と従動ローラ５に掛け渡され、駆動ローラ４により駆動されて、図の矢印ａで示す反時計回り方向に循環移動する。
【００２５】
転写ベルト３の上循環移動面の上方には、４個の画像形成ユニット６（６ｒ（ｋ）、６ｙ、６ｃ、６ｍ）が配設されている。画像形成ユニット６ｒは、現像器７内に消色性トナーを収容した消色性トナー画像形成用の画像形成ユニットであり、現像器７内に黒トナーを収容した不図示の黒色画像形成用の画像形成ユニット６ｋとユーザの任意によって交換可能である。
【００２６】
画像形成ユニット６ｙは、現像器７内にイエロートナーを収容したイエロー色画像形成用の画像形成ユニットであり、画像形成ユニット６ｃは、現像器７内にシアントナーを収容したシアン色画像形成用の画像形成ユニットであり、画像形成ユニット６ｍは、現像器７内にマゼンタトナーを収容したマゼンタ色画像形成用の画像形成ユニットである。
【００２７】
４個の画像形成ユニット６については、現像器７内に収容されているトナーの種類を除くと、いずれも同一の構造であるので、以下、画像形成ユニット６ｒを取り上げて、その構造を簡単に説明する。
【００２８】
画像形成ユニット６には、転写ベルト３の上循環移動面に接する感光体ドラム８が配設されている。感光体ドラム８には、その周面を取り巻くように近接して、図示を省略したクリーナ、初期化帯電器、光書込ヘッドに続いて、現像器７の下部開口部に保持された現像ローラ９等が配置されている。
【００２９】
上記の現像ローラ９は、現像器７に収容されている黒トナー又は消色性トナー（以下、消色性トナーのみについて説明する）の薄層を表面に担持し、光書込ヘッドによって感光体ドラム８の周面上に形成されている静電潜像に消色性トナーの画像を現像する。
【００３０】
感光体ドラム８の下部には、転写ベルト３を介して不図示の一次転写ローラが圧接して、そこに一次転写部を形成している。一次転写ローラには、不図示のバイアス電源からバイアス電圧を供給される。
【００３１】
一次転写ローラは一次転写部において、バイアス電源から供給されるバイアス電圧を転写ベルト３に印加して、感光体ドラム８の周面上に現像されている消色性トナーの画像を転写ベルト３に転写する。
【００３２】
転写ベルト３の図に示す右端部が掛け渡されている従動ローラ５には、転写ベルト３を介して二次転写ローラ１１が圧接し、ここに二次転写部を形成している。二次転写ローラ１１には、不図示のバイアス電源からバイアス電圧が供給される。
【００３３】
二次転写ローラ１１は二次転写部において、バイアス電源から供給されるバイアス電圧を転写ベルト３に印加し、転写ベルト３に一次転写されている消色性トナーの画像を、図の下方から上方に矢印ｂ又は矢印ｃで示すように搬送され更に画像形成搬送路１２に沿って搬送されてくる記録媒体に転写する。
【００３４】
上記の矢印ｃで示すように搬送される記録媒体１４は、上部給紙カセット１５に積載されて収容され、不図示の給紙ローラ等により最上部の一枚ごとに取り出され、矢印ｃに示すように給紙搬送路に送出され、更に画像形成搬送路１２を搬送されて、上記の二次転写部を通過しながら消色性トナーの画像を転写される。
【００３５】
消色性トナーの画像を転写されながら二次転写部を通過した記録媒体１４は、定着搬送路１６に沿って定着部１７へと搬送される。定着部１７の加熱ローラ１８と押圧ローラ１９は、記録媒体１４を挟持し、熱と圧力を加えながら搬送する。
【００３６】
これにより、記録媒体１４は、二次転写されている消色性トナーの画像を紙面に定着され、加熱ローラ１８と押圧ローラ１９により更に搬送されて、本体装置筐体２の上面に形成されている排紙トレー２１に排紙される。
【００３７】
一方、上記の矢印ｂで示すように搬送される用紙２２は、既に紙面に消色性トナー像を形成されている用紙であり、下部給紙カセット２３から一枚ごとに取り出されて矢印ｄに示すように給紙搬送路に送出される。
【００３８】
そして、この場合は、用紙２２は、消色装置２４に搬入される。消色装置２４には用紙搬送経路２５の上流側（図の左方）と下流側（図の右方）に、それぞれ搬送ローラ・コロ体２６（２６ａ、２６ｂ）が配置されている。
【００３９】
２組の搬送ローラ・コロ体２６は、消色装置２４に搬入された用紙２２を用紙搬送経路２５に沿って上流側から下流側へ搬送する。２組の搬送ローラ・コロ体２６の間に形成されている用紙搬送経路２５には後述する消色ユニットが配置されている。
【００４０】
図２は、上記の用紙搬送経路２５において用紙２２の両側端部を挟持して搬送する両側端搬送装置を示す斜視図である。尚、同図には同上流側の搬送ローラ・コロ体２６ａと下流側の搬送ローラ・コロ体２６ｂの図示を省略している。
【００４１】
図２に示すように、用紙搬送経路２５の両側には、駆動ローラ２７と従動ローラ２８に掛け渡され、内部中央に押さえローラ２９を有する無端状の細ベルト３１が上下二段に配置された両側端搬送装置３２が配置されている。この両側端搬送装置３２は、同図に示すように用紙２２に対し、用紙２２の両側端部を挟持して図の矢印ｄ方向に搬送する。
【００４２】
これにより用紙２２の両端部が熱により丸まったり、その先端部が下方に垂れ下がって用紙搬送経路２５から外れるような不具合を防止することができる。
【００４３】
図３は、上記の消色装置２４の用紙搬送経路２５の平面図である。搬送ローラ・コロ体２６ａ、２６ｂ及び両側端搬送装置３２によって矢印ｄ方向に搬送される用紙２２の上下には、それぞれ、図３に示す６本のヒータ接触防止ワイヤ３３（３３ａ、３３ｂ）が張設されている（図では上方のワイヤを実線、下方のワイヤを破線で示している）。
【００４４】
これらのヒータ接触防止ワイヤ３３（３３ａ、３３ｂ）は、それぞれワイヤ保持部３４（３４ａ、３４ｂ）に保持されている。これらヒータ接触防止ワイヤ３３とワイヤ保持部３４は、ヒータ接触防止装置３５として消色装置２４内に固定して配置されている。
【００４５】
このヒータ接触防止ワイヤ３３（３３ａ、３３ｂ）は、用紙２２が後述する熱輻射ヒータに接触するのを防止するとともに、用紙２２の丸まりを上下から押さえて、用紙２２が両側端搬送装置３２から脱落するのを防止している。
【００４６】
このように、図１に示した消色装置２４は、用紙２２の丸まりや垂れ下がりを防止しながら搬送ローラ・コロ体２６ａから搬送ローラ・コロ体２６ｂまで、斜めに張られたヒータ接触防止ワイヤ３３によって用紙２２を案内する。
【００４７】
ヒータ接触防止ワイヤ３３は、用紙２２の搬送方向に対して斜めに張設されていると共に広い間隔で配置されているので、熱輻射ヒータからの消色用輻射加熱と、これも後述するＬＥＤ光源からの消色用の照射光を遮ることは全く無いといって良い。
【００４８】
尚、消色装置２４が片面のみの消色構造であると、下部給紙カセット２３に用紙２２を収容する際、消色する画像面を上面向き又は下面向きのいずれか決められた向きに設定して収容しなければならないので使い勝手が悪くなる。本例では、両面を同時に消色することができるので使い勝手が良い。
【００４９】
また、両面を消色する方法としては、両面印刷機構を備えた一般的なプリンタと同様に片面を消色し、用紙を反転させて、裏面を消色する方法が考えられるが、片面の消色性トナー画像に消色に必要な熱を一度加え後に、反対面の消色性トナー画像の消色を行うと、消色性能が低下することがある。
【００５０】
すなわち、最初の片面を消色する時に裏面側の画像も加熱され、両面印刷機構で用紙２２を反転させて搬送中に裏面側の画像が冷やされ、続けて裏面側を消色する時に消色性能が低下することが経験的に判明している。また、更には、表裏の消色処理を２度にわたって行うことになるので、消色時間が長くなるという不便がある。
【００５１】
本例では、両面を同時に消色できるので、消色性能の低下も起こらず、良い消色性能が維持され、また、表裏の消色処理を２度にわたって行う場合よりも消色時間が１／２以下に短縮される。
【００５２】
なお、片面の消色の場合でも、表裏両面から加熱すると、片面加熱の場合の用紙裏面からの熱漏洩によるエネルギー損失がなく効率よく加熱することが出来る。また、熱輻射ヒータの設定温度を下げることが出来るため消費電力を低減させる効果が期待できる。
【００５３】
図４は、図１に示した消色装置２４の内部構成を示す側面図である。図４に示すように、消色装置２４は、図２及び図３に示した搬送ローラ・コロ体２６、両側端搬送装置３２及びヒータ接触防止装置３５から成る搬送機構を有する用紙搬送経路２５の上下に、それぞれ、熱輻射ヒータとしてのセラミックヒータ３６と消色光源としてのＬＥＤ光源３７から成る消色ユニット３８を備えている。
【００５４】
セラミックヒータ３６は、用紙搬送経路２５に対し、つまり用紙２２に対し、平行に設置されている。他方のＬＥＤ光源は用紙２２がセラミックヒータ３６の加熱部を通過直後に消色光を照射するように配置される。
【実施例２】
【００５５】
図５は、実施例２に係る消色装置の内部構成を示す側面図である。なお、プリンタ本体の構成は図１に示した構成と同一であり、消色装置の外観も図１に示した消色装置２４と同一である。
【００５６】
図５に示すように、本例の消色装置２４は、図４と同様の搬送機構を有する用紙搬送経路２５の上下に、それぞれ、熱輻射ヒータとしてのセラミックヒータ３６と消色光源としてのＬＥＤ光源３７から成る消色ユニット３９を備えている。
【００５７】
本例の消色ユニット３９におけるセラミックヒータ３６は、用紙搬送経路２５、つまり用紙２２に対し、搬送方向下流に向かって末広がり形になるように斜めに設置されている。他方のＬＥＤ光源はセラミックヒータ３６の真下と用紙２２との間の空間に向けて消色光を斜め照射するように配置される。
【００５８】
ここで、上記の実施例１における消色装置２４の消色ユニット３８による消色試験結果と、実施例２における消色装置２４の消色ユニット３９による消色試験結果とを比較検討してみる。
【００５９】
セラミックヒータ３６の用紙加熱性能を較べると、用紙２２に対し、ヒータを斜めに設置するよりも、用紙２２に平行に設置し、かつ近接させた方が用紙加熱性能としては優れていることが判明する。従って、実施例１の消色ユニット３８の方が熱的には優れている。
【００６０】
しかし、消色性能を較べると、加熱中の用紙２２に直接消色光を照射する実施例２の消色ユニット３９の方が、実施例１の消色ユニット３８よりも消色能力が優れている。
【００６１】
ところで、前述したように、紙面に消色性トナーで印字された画像に消色反応を起こさせるためには、画像を印字されている用紙を加熱する必要がある。実験によるとその温度は約２００℃前後であることがわかっている。
【００６２】
実施例１の場合、用紙２２がセラミックヒータ３６の加熱から抜けた後にＬＥＤ光源３７が消色光を照射している。消色反応を起すためにはその照射域の用紙温度を約２００℃に保つ必要がある。
【００６３】
用紙温度はセラミックヒータ３６の加熱部に突入すると同時に徐々に加熱され、加熱部を抜けるあたりで最高温度に達する。そして、加熱部を抜けた後は、空冷され順次温度が低下していく。
【００６４】
したがって、上記のようにセラミックヒータ３６の加熱部を抜けた後、ＬＥＤ光源３７からの消色光の照射が終了するまでの長い範囲にわたって用紙の温度が約２００℃に保たれているということは、加熱部の直下での用紙温度は２００数十℃以上に達していると思われる。
【００６５】
このような温度環境においては、消色剤の一部が熱破壊される可能性がある、ということは容易に考えられる。また、空気の温度は常に変化しているから、空冷開始後の用紙温度を安定させることは難しい。
【００６６】
特に環境温度が低く空気の冷たい場合には、セラミックヒータ３６を更に高温度に設定する必要がある。それでは、ますます用紙の温度は高くなり、消色性トナーの消色剤には不利な状況となる。
【００６７】
他方、実施例２の場合、ＬＥＤ光源３７の消色光を斜めに照射し、消色光がセラミックヒータ３６の真下に入り込むように構成されている。用紙２２の最高温度は、ヒータ加熱部を抜けたあたりであるから、ＬＥＤ消色光の照射領域はこの温度以下となっている。
【００６８】
このため、消色性トナーの消色剤の熱破壊は実施例１の場合に比べて最小に抑えられる。この消色剤の熱破壊を最小に抑えられることが、実施例２の方が実施例１に比べて加熱効率には問題があるが消色性能に優れている理由であると考えられる。
【００６９】
そこで発明者は、加熱効率が良く且つ消色性能に優れた消色ユニットをどのように実現すべきかを考えた。加熱効率を良くするためにはヒータを搬送中の用紙に平行に配置すること、消色性能をよくするためには加熱中の用紙に消色光を照射することを考えた。
【００７０】
用紙を裏面から加熱して、その用紙の表面から消色光を照射すれば、上記の考えは実現する。しかし、それでは用紙の片面の消色しかできない。そこで、消色光が透過する素材で消色ユニットの熱輻射ヒータを構成することに発明者の考えが到達した。
【実施例３】
【００７１】
図６(a)は実施例３に係る消色装置の内部構成を示す側面図であり、図６(b)は、その消色ユニットの熱輻射ヒータの構成を示す図である。なお、プリンタ本体の構成は図１に示した構成と同一であり、消色装置の外観も図１に示した消色装置２４と同一である。
【００７２】
本例の熱輻射ヒータはガラスヒータ４０で構成される。ガラスヒータ４０は、石英ガラス板４１を基板とし、その石英ガラス板４１の一方の面にＩＴＯ（酸化インジウムスズ）膜から成る透明導電膜４２を塗布又は焼き付け、この透明導電膜４２の両端部に銀ペーストの電極４３が配設されている。
【００７３】
電極に通電すると透明導電膜４２によりジュール熱が発生し、石英ガラスごと熱せられ、遠赤外線がガラス面から輻射される。このガラスヒータ４０は、現在、株式会社ブラストより市販されている。
【００７４】
株式会社ブラストによると、ガラスヒータ４０の加温能力は最大５００℃、消費電力は最大で５Ｗ／ｃｍ＝^2であり低消費電力である。また、昇温は速く、１００℃／５秒であり十分にヒータとして使用できる性能を保持している。
【００７５】
また、光透過率が８５％あり、ＬＥＤ光をかなり透過させる。このガラスヒータ４０は市場で出されてから４年以上の使用実績があり信頼性の高い製品である。
【００７６】
このガラスヒータ４０を図６(a)に示すように消色装置２４の用紙搬送経路２５（用紙２２）に近接して平行に配置する。そして、ＬＥＤ光源３７をヒータの背面に対し鉛直方向から消色光を照射するように配置する。
【００７７】
このガラスヒータ４０とＬＥＤ光源３７から成る消色ユニット４４を用いると、消色装置２４に搬入された用紙２２はガラスヒータ４０の直下を通過しながら加熱され、そのヒータ加熱部の後半で加熱中の用紙２２に対し、ガラスヒータ４０を８５％の透過率で透過するＬＥＤ光源３７からの消色光が照射される。
【００７８】
より具体的な動作としては、先ず、ガラスヒータ４０に電源が投入される。ガラスヒータ４０の輻射温度が３５０℃に達したとき、消色性トナーで印字された用紙２２が図の左側より搬送ローラ・コロ体２６ａにより消色装置２４に給紙される。
【００７９】
このとき搬送の線速は１５ｍｍ／秒である。用紙２２は搬送されるにつれてガラスヒータ４０により加熱される。用紙２２がＬＥＤ光源３７の照射領域に達したとき、用紙２２は約２００℃前後に加熱されている。
【００８０】
ここで、ＬＥＤ光源３７からの消色光がガラスヒータ４０の背面に対し垂直に照射される。照射された消色光はガラスヒータ４０を透過して用紙２２へ照射され、照射面の消色性トナー画像が消色される。
【００８１】
消色性トナー画像を消色された用紙２２は図の右側の搬送ローラ・コロ体２６ｂにより消色装置２４から排出され、次の工程へ搬送される。
【００８２】
このように、用紙２２の両面に対する、実施例１の熱的に優れている熱輻射ヒータの対搬送路平行配置と、実施例２の消色性能に優れている消色光の加熱同時照射とが、この実施例３の消色ユニット４４によって実現する。
【００８３】
実施例２の構成では、加熱中の用紙２２に対して消色光を照射するために斜め方向に照射しなければならないが、この場合、用紙２２への消色光の照射面が用紙上で用紙進行方向に伸びた面（ＬＥＤ光が円放射の場合は楕円）になり、その照度分布等が複雑である。
【００８４】
また、斜め照射の場合、照射角度を少し変化させただけでも照射面の扁平率（楕円の場合の離心率）が大きく変化し、かつ照射位置も移動する。したがって、最適条件を設定するには、正確なＬＥＤ位置、傾きを精測しながら確認を進めなければならない。かつ、量産の場合、厳密な位置精度が要求される。
【００８５】
実施例３のように垂直方向からの照射面は、特殊なレンズを使った場合を除いて円形状であり、その照射分布も単純でわかりやすい。照射ポイントも位置だししやすい。したがって、最適条件の設定も、量産も、格段に容易になるという利点がある。
【実施例４】
【００８６】
図７は、実施例４に係る消色装置の内部構成を示す側面図である。なお、プリンタ本体の構成は図１に示した構成と同一であり、消色装置の外観も図１に示した消色装置２４と同一である。
【００８７】
また、図７には、説明に必要な部分にのみ番号を付与して示している。他の構成は図６(a)の場合と同様である。図７に示すように、本例の消色ユニット４５の熱輻射ヒータは、セラミックヒータ３６とガラスヒータ４０が隣接して配置される。
【００８８】
この構成は、図６のガラスヒータ４０の消色光の透過の必要が無い搬送方向上流側の部分をセラミックヒータ３６に置き換えたものである。そして、セラミックヒータ３６とガラスヒータ４０の温度設定をそれぞれ独立に設定可能なように構成してある。
【００８９】
セラミックヒータ３６に、用紙２２を温度２００℃になるまで加熱する機能を持たせる。ガラスヒータ４０には、その２００℃を維持するのに必要な最低の熱量を放射させて用紙２２の温度を２００℃に維持するという機能をもたせる。ガラスヒータはコストが高いので、上流側をセラミックヒータで置き換えることによりコストダウンを図ることができる。
【００９０】
また、この方式で電力を若干減らすことができる。なお、用紙２２を加熱すると用紙２２に含有される水分が気化して、この気化した水分に含まれる用紙成分の一部がヒータの周辺を汚染する場合がある。
【００９１】
この気化成分は、常温から約２００℃まで加熱する前半で主に発生する。その前半をセラミックヒータ３６により用紙２２を２００℃まで確実に加温する。これで気化成分をセラミックヒータ３６の配置領域で排出させてしまう。これにより、後半のガラスヒータ４０の汚染をより少なく抑えることが出来る。
【実施例５】
【００９２】
ところで、熱輻射ヒータは用紙２２に対向する側の面からと同時に、反対側の面からも熱放射するので、空冷されて熱が奪われていく。したがって、この空冷を出来るだけ抑えることが出来れば消費電力を減らすことが出来る。
【００９３】
図８は、実施例４に係る消色装置の内部構成を示す側面図である。なお、プリンタ本体の構成は図１に示した構成と同一であり、消色装置の外観も図１に示した消色装置２４と同一である。また、図８には、説明に必要な部分にのみ番号を付与して示している。他の構成は図６(a)の場合と同様である。
【００９４】
図８に示すように、本例の消色ユニット４６の熱輻射ヒータも、セラミックヒータ３６とガラスヒータ４０が隣接して配置される。そして、本例の消色ユニット４６では、セラミックヒータ３６の熱放射面以外の面を覆う断熱材４７が配設される。
【００９５】
このようにセラミックヒータ３６を断熱材で覆うことにより、熱伝導、放射熱、空冷をある程度抑えることが出来る。実験によると、セラミックヒータ３６の裏面を厚み１０ｍｍのガラスウールで覆って断熱した場合、ヒータ温度を４５０℃に設定した場合において１０％〜２０％の電力を減らすことが出来た。
【００９６】
尚、この断熱材４７の設置は、図６(a)においても実施でき、消色光が照射される範囲外を断熱材４７で覆うことによって、電力を減らすことが出来る。
【産業上の利用可能性】
【００９７】
本発明は、例えばリライタブルプリンタ等に搭載される消色装置に利用することができる。
【符号の説明】
【００９８】
１ 消色機能付画像形成装置（プリンタ）
２ 本体装置筐体
３ 転写ベルト
４ 駆動ローラ
５ 従動ローラ
６（６ｒ（６ｋ）、６ｙ、６ｃ、６ｍ） 画像形成ユニット
７ 現像器
８ 感光体ドラム
９ 現像ローラ
１１ 二次転写ローラ
１２ 画像形成搬送路
１４ 記録媒体
１５ 上部給紙カセット
１６ 定着搬送路
１７ 定着部
１８ 加熱ローラ
１９ 押圧ローラ
２１ 排紙トレー
２２ 記録媒体（用紙）
２３ 下部給紙カセット
２４ 消色装置
２５ 記録媒体（用紙）搬送経路
２６（２６ａ、２６ｂ） 搬送ローラ・コロ体
２７ 駆動ローラ
２８ 従動ローラ
２９ 押さえローラ
３１ 細ベルト
３２ 両側端搬送装置
３３（３３ａ、３３ｂ） ヒータ接触防止ワイヤ
３４（３４ａ、３４ｂ） ワイヤ保持部
３５ ヒータ接触防止装置
３６ セラミックヒータ
３７ ＬＥＤ光源
３８、３９ 消色ユニット
４０ ガラスヒータ
４１ 石英ガラス板
４２ 透明導電膜（ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）膜）
４３ 電極
４４、４５、４６ 消色ユニット
４７ 断熱材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
近赤外線吸収色素および消色剤を含む消色性トナーを用いて文字や画像を印字された印字媒体を再使用するために該印字媒体に印字された前記文字や画像を消色するリライタブルプリンタの消色装置において、
前記文字や画像を印字された前記印字媒体を搬送する搬送機構と、
該搬送機構に近接して平行に配設され近赤外線透過部材を基材とする熱輻射ヒータと、
該熱輻射ヒータの背面に配置され該熱輻射ヒータを透過する消色光を照射するＬＥＤ光照射装置と、
を有し、
前記熱輻射ヒータは前記搬送機構により搬送される前記印字媒体に熱輻射を加えて加熱し、
前記ＬＥＤ光照射装置は、前記熱輻射ヒータにより加熱された前記印字媒体の前記文字や画像を印字された印字面に、前記熱輻射ヒータの背面から前記熱輻射ヒータを透過してＬＥＤ光を照射する、
ことを特徴とする消色装置。
【請求項２】
前記熱輻射ヒータは前記搬送機構の上下にそれぞれ近接して平行に配設され、前記ＬＥＤ光照射装置は前記上下の搬送機構の背面にそれぞれ配置される、ことを特徴とする請求項１記載の消色装置。
【請求項３】
前記熱輻射ヒータは、石英ガラスと該石英ガラスの表面に塗布された又は焼き付けられたＩＴＯ（酸化インジウムスズ）の透明導電膜とからなる、ことを特徴とする請求項１又は２記載の消色装置。
【請求項４】
前記搬送機構の搬送方向上流側で前記熱輻射ヒータに隣接して配置され、前記搬送機構により搬送される前記印字媒体を予熱するセラミックヒータを更に備える、ことを特徴とする請求項１又は２記載の消色装置。
【請求項５】
前記セラミックヒータの予熱放射面以外の面を覆う断熱材を更に備える、ことを特徴とする請求項４記載の消色装置。
【請求項１】
近赤外線吸収色素および消色剤を含む消色性トナーを用いて文字や画像を印字された印字媒体を再使用するために該印字媒体に印字された前記文字や画像を消色するリライタブルプリンタの消色装置において、
前記文字や画像を印字された前記印字媒体を搬送する搬送機構と、
該搬送機構に近接して平行に配設され近赤外線透過部材を基材とする熱輻射ヒータと、
該熱輻射ヒータの背面に配置され該熱輻射ヒータを透過する消色光を照射するＬＥＤ光照射装置と、
を有し、
前記熱輻射ヒータは前記搬送機構により搬送される前記印字媒体に熱輻射を加えて加熱し、
前記ＬＥＤ光照射装置は、前記熱輻射ヒータにより加熱された前記印字媒体の前記文字や画像を印字された印字面に、前記熱輻射ヒータの背面から前記熱輻射ヒータを透過してＬＥＤ光を照射する、
ことを特徴とする消色装置。
【請求項２】
前記熱輻射ヒータは前記搬送機構の上下にそれぞれ近接して平行に配設され、前記ＬＥＤ光照射装置は前記上下の搬送機構の背面にそれぞれ配置される、ことを特徴とする請求項１記載の消色装置。
【請求項３】
前記熱輻射ヒータは、石英ガラスと該石英ガラスの表面に塗布された又は焼き付けられたＩＴＯ（酸化インジウムスズ）の透明導電膜とからなる、ことを特徴とする請求項１又は２記載の消色装置。
【請求項４】
前記搬送機構の搬送方向上流側で前記熱輻射ヒータに隣接して配置され、前記搬送機構により搬送される前記印字媒体を予熱するセラミックヒータを更に備える、ことを特徴とする請求項１又は２記載の消色装置。
【請求項５】
前記セラミックヒータの予熱放射面以外の面を覆う断熱材を更に備える、ことを特徴とする請求項４記載の消色装置。
【図２】
【図３】
【図１】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図３】
【図１】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−１１３１５１（Ｐ２０１２−１１３１５１Ａ）
【公開日】平成２４年６月１４日（２０１２．６．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２６２６０５（Ｐ２０１０−２６２６０５）
【出願日】平成２２年１１月２５日（２０１０．１１．２５）
【出願人】（０００１０４１２４）カシオ電子工業株式会社 (601)
【出願人】（０００００１４４３）カシオ計算機株式会社 (8,748)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月１４日（２０１２．６．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月２５日（２０１０．１１．２５）
【出願人】（０００１０４１２４）カシオ電子工業株式会社 (601)
【出願人】（０００００１４４３）カシオ計算機株式会社 (8,748)
【Ｆターム（参考）】
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