消色装置
【課題】リライタブルプリンタ等に搭載されて低消費エネルギーで且つ立ち上がり速く消色性トナー画像を消色する消色装置を提供する。
【解決手段】上下の熱輻射ヒータ３７（３７ａ、３７ｂ）を消色処理のために立ち上げるときは、上下の熱輻射ヒータ３７間の空隙を５ｍｍ以下にする。熱輻射ヒータ３７の面にワイヤ３３に対応する溝４０を形成すれば間隙０ｍｍとして面同士を接触させてもよい。その状態で上下の熱輻射ヒータ３７を６００Ｗで同時電源投入、又は３００Ｗで交互排他的に電源投入する。消色処理実行時の３０度開いた状態のまま電源投入した場合に比べて、熱輻射ヒータ３７の熱輻射面が消色開始可能温度の４５０℃程度に上昇するまでの立ち上げ時間は、同時電源投入で２／３以下ほぼ１／２程度まで、交互排他的電源投入では１／２以下に短縮される。
【解決手段】上下の熱輻射ヒータ３７（３７ａ、３７ｂ）を消色処理のために立ち上げるときは、上下の熱輻射ヒータ３７間の空隙を５ｍｍ以下にする。熱輻射ヒータ３７の面にワイヤ３３に対応する溝４０を形成すれば間隙０ｍｍとして面同士を接触させてもよい。その状態で上下の熱輻射ヒータ３７を６００Ｗで同時電源投入、又は３００Ｗで交互排他的に電源投入する。消色処理実行時の３０度開いた状態のまま電源投入した場合に比べて、熱輻射ヒータ３７の熱輻射面が消色開始可能温度の４５０℃程度に上昇するまでの立ち上げ時間は、同時電源投入で２／３以下ほぼ１／２程度まで、交互排他的電源投入では１／２以下に短縮される。
【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て低消費エネルギーで且つ立ち上がり速く消色性トナー画像を消色す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、感熱系の消色剤を用い、加熱オーブンタイプの消色装置により消色を行う方式もある。また、一部光エネルギーを用いて消色トナーを消去する方法も知られている。しかし、これらの消色装置をオフィスに設置するとなると、プリンタなどの印刷装置の他に消色装置が必要になるから電力も別に必要になり、消色装置の設置スペースも別に必要となって不経済である。
【０００７】
また、多くの消色装置は、消色に多くの時間を要するなど、ユーザにとっては使い勝手が悪く、必ずしも便利なものとは言い難い。この観点から、消色装置はプリンタなどの他の装置内に組み込み、通常印刷の他に消色性トナーによる印字とその消色を行うことが出来るようにするのが望ましい。
【０００８】
そのような例として、消色性トナーを用いて現像、転写、定着を行って記録紙への印字を行う機能と、記録紙に印字された消色性トナーの文字や画像に消色用の光を照射して消色を行う機能とを備えた画像形成装置が提案されている。（例えば、特許文献１参照。）
【０００９】
また、消色トナーと消色装置に関しても多くの例が示されている。その中でも、赤外線によって消色を行うことが出来る増感染料とホウ素系化合物を使ったトナーの印刷画像を加熱した後、赤外線により消色を行うことにより消色速度を格段に向上させた装置が提案されている。（例えば、特許文献２参照。）
【００１０】
この装置では、消色用光源として、ハロゲン、フラッシュ、ＬＥＤランプなど多くの光源を有効として、中でもハロゲンランプは多くの例が示されている。なお、ハロゲンランプは、遠赤外線を中心とする長波長領域のエネルギーも出すので熱源としても用いられる。熱源に限っては消色反応を助成する目的の熱源として有効性が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開平０８−１５２８２３号公報
【特許文献２】特開平０５−２０４２７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ところで、特許文献１に示される従来技術では、消色装置と印字装置が一体となって消色と印字を同装置内で行うプリンタにおける有効性は示されている。しかし、その場合、プリンタ本体の消費電力の他に消色部の消費電力も加えた総合消費電力の低減が要望される。ところが、消費電力の問題については何ら記載がない。
【００１３】
また、特許文献２に示される従来技術では、ハロゲンランプは、近赤外線だけではなく紫外線領域、可視光領域、近赤外線領域〜遠赤外線領域まで含んだ光である。したがって、増感色素の吸収波長だけではなくのその他の消色反応に寄与しない多くの余分な波長のエネルギーも放射しており不経済なエネルギー源である。
【００１４】
また、特許文献２では、樹脂をＴｇ以上の温度に加熱した状態で光を当てることの有効性が示されているが、ハロゲンランプを用いた加熱において、搬送路を通過する用紙に対してライン状にランプを設置することは、ハロゲンランプのフィラメントが長くなり消費電力が必然的に大きくなるので消費電力上必ずしも優位な手段であるとはいえない。
【００１５】
更に、ハロゲンランプを用いた場合、消色時には常時点灯を続けることになり、ランプ自体は数千時間で切れる消耗品であるから、ランニングコストはより大きなものとなる。
【００１６】
ハロゲンランプ以外の光源については、一例として光源種としてのＬＥＤなどの記載はあるものの具体的な消色条件における光源の設定についての記載はされていない。また、こうした光源と消色トナーとの組み合わせの中、より有効な光エネルギーについての提案がされていないため、適切な光と色素の有効な消色効果の関係は不明のままである。
【００１７】
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されて消色性トナー画像を消色する低消費エネルギーで且つ立ち上がりの速い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】
【００１８】
上記課題を解決するために、本発明の消色装置は、用紙の両面に印字された消色性トナー像を消色すべく上記用紙の搬送経路の上下にそれぞれ配置された上記用紙の上記消色性トナー像の印字面を加熱する上部熱輻射ヒータ及び下部熱輻射ヒータと、加熱された上記用紙の上記消色性トナー像の上記印字面に消色光を照射する上部消色光源及び下部消色光源と、を備え、上記上部熱輻射ヒータ及び上記下部熱輻射ヒータは、それぞれの熱放散面が、近接又は接触する位置と、消色実行時の開成する位置とに移動可能であるように構成される。
【００１９】
この消色装置において、例えば、上記上部熱輻射ヒータ又は上記下部熱輻射ヒータは、それぞれの熱放散面が近接又は接触する位置において発熱を開始し、発熱温度が上記消色性トナー像の消色に適する温度になったとき消色実行時の開成する位置に移動するように構成される。
【００２０】
この場合、上記熱放散面が近接又は接触する位置における発熱は、例えば、上記上部熱輻射ヒータ及び上記下部熱輻射ヒータにおいて同時に開始されるようにしてもよく、また、例えば、上記上部熱輻射ヒータ又は上記下部熱輻射ヒータが交互に排他的に開始されるようにしてもよい。
【００２１】
この消色装置において、上記熱輻射ヒータは、例えば、セラミックヒータであり、上記消色光源は、例えば、ＬＥＤである。
【発明の効果】
【００２２】
本発明は、例えばリライタブルプリンタ等に搭載されて低消費エネルギーで且つ立ち上がりが速く消色性トナー画像を消色する消色装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施例２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２に係る消色装置の搬送機構の一部を構成する用紙両側端搬送装置を示す斜視図である。
【図３】実施例２に係る消色装置の搬送機構の平面図である。
【図４】(a)は実施例３に係る消色ユニットの基本構成を示す図、(b)はその平面図、(c)はその熱輻射ヒータの構成例を示す図である。
【図５】(a),(b)は実施例３に係る消色ユニットの上下の熱輻射ヒータに対する電源投入の試験において閉じた状態を近接状態と接触状態の２例に分けて示す図、(c)は比較のため消色実行時の開いた状態を示す図である。
【図６】実施例３に係る消色ユニットの上下の熱輻射ヒータに対する電源投入の試験結果を示す図表である。
【図７】本発明の実施例４に係る消色ユニットの他の例を示す図である。
【図８】本発明の実施例５に係る熱輻射ヒータの他の開き例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。尚、本発明の説明では「印字」と「印刷」は同意語として区別なく用いられる。
【実施例１】
【００２５】
＜消色性トナーの製法＞
先ず、本発明において用いられる消色性トナーの製法について実施例１として説明する。最初に、８１７ｎｍに感度を持つ赤外線感光色素「ＩＲＴ」（昭和電工製）を１．５質量部、有機ホウ素化合物消色剤「Ｐ３Ｂ」（昭和電工製）を４質量部、トナー用ポリエステル結着樹脂（花王製）を９０．５質量部、負電荷調整剤「ＬＲ−１４７」（日本カーリット製）を１．５質量部、カルナバＷＡＸ１号粉末（加藤洋行社輸入品）を２．５質量部をヘンシェルミキサー（三井鉱山製）に投入し、混合する。
【００２６】
続いて上記の混合物を、二軸混練機で溶融混練する。これで得られた混練物をロートプレックス（ホソカワミクロン製）で粗砕して粗砕物を得る。得られた粗砕物を衝突式粉砕機及び分級機ＩＤＳ／ＤＳＸ（ＮＰＫ）にて、平均粒径が９μｍになるように粉砕する。
【００２７】
この粉砕により得られた粉砕物１００質量部に、外添剤としてシリカ「Ｒ９７２」（日本アエロジル製）を１質量部添加し、ヘンシェルミキサーで混合して消色性トナーＲを得ることができる。
【００２８】
消色装置としては、通常の電子写真式のプリンタの下部に組み込んで配設する。詳しくは後述するが、消色性トナーで印字されていて消色装置に通紙された用紙は、セラミックヒータ等の熱源の下を通過しつつ暖められ、その状態にてＬＥＤ等の光源により消色光を照射される。
【００２９】
その後、消色された用紙に対する印字が、通常のプリンタと同一の現像、転写、定着工程によって実行される。上部のプリンタに関しては、消色トナーを現像部に設定できればよく特に制約はない。また、望ましくは消色装置とプリンタは一体である方がよいが、消色装置としてプリンタから独立して単独で設置されてもよい。以下の説明ではプリンタと一体型の消色装置とする。
【実施例２】
【００３０】
＜プリンタ本体の構造＞
図１は、本発明の実施例２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。
【００３１】
図１に示す画像形成装置（以下、単にプリンタという）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、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。
【００３２】
転写ベルト３の上循環移動面の上方に４個の画像形成ユニット６（６ｒ、６ｙ、６ｃ、６ｍ）を備えている。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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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（以下、用紙という）に転写する。
【００４１】
上記の矢印ｃで示すように搬送される用紙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。
【００４２】
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用紙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、用紙１４を挟持し、熱と圧力を加えながら搬送する。
【００４３】
これにより、用紙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。
【００４４】
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。
【００４５】
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、詳しくは後述する搬送機構と消色ユニットが配設されている。図１に示す消色装置２４には、搬送機構の用紙搬送経路２５と、用紙２２を消色装置２４に搬入し搬出する２組の用紙搬送ローラ対２６（２６ａ、２６ｂ）のみを示している。
【００４６】
＜消色装置の用紙搬送機構＞
用紙２２に消色性トナー画像が両面印字されている場合、用紙２２を通常行われているようにベルト搬送機構によって消色装置２４内を搬送すると、消色用の熱で溶融した裏側のトナーがベルトに付着する。従って、非接触の搬送を行うことが必要とされる。
【００４７】
また、用紙への加熱が高温であるため、用紙に丸まりが発生し、ヒータへの接触も懸念される。また、用紙の丸まりにより用紙が下流の搬送ローラ対２６ｂに侵入せずに外れてしまう懸念もある。従って、これらのことを考慮した搬送機構が必要とされる。
【００４８】
図２は、本例の消色装置２４の搬送機構の一部を構成する用紙両側端搬送装置を示す斜視図である。尚、同図には搬送方向上流側の搬送ローラ対２６ａと下流側の搬送ローラ対２６ｂの図示を省略している。
【００４９】
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を有する細ベルト３１が上下二段に配置された用紙両側端搬送装置３２が配置されている。この用紙両側端搬送装置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。
【００５０】
図３は、上記の消色装置２４の搬送機構の平面図である。図３に示すように、搬送ローラ対２６ａ、２６ｂ及び用紙両側端搬送装置３２によって搬送される図２に示した用紙２２の上下には、それぞれ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）。
【００５１】
これらのヒータ接触防止ワイヤ３３ａ及び３３ｂは、それぞれワイヤ保持部３４（３４ａ、３４ｂ）に保持されて、ヒータ接触防止機構３５を構成し消色装置２４内に固定して配置されている。
【００５２】
これら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が用紙両側端搬送装置３２から脱落するのを防止している。
【００５３】
これらの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、後述する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光源からの消色用照射光を遮ることは全く無いといって良い。
【００５４】
このように、本例の消色装置２４の用紙搬送機構は、２組の用紙搬送ローラ対２６（２６ａ、２６ｂ）と、用紙両側端搬送装置３２と、ヒータ接触防止機構３５とによって構成されている。
【実施例３】
【００５５】
＜消色装置の消色ユニット＞
図４(a)は、消色装置２４の用紙搬送機構によって構成される用紙搬送経路２５の上下に配置される実施例３に係る消色ユニットの基本構成を示す図であり、同図(b)はその平面図、同図(c)はその熱輻射ヒータの構成例を示す図である。
【００５６】
なお、図４(a),(b)には、図３に示した構成と同一の構成部分には図３と同一の番号を付与して示している。また、図４(a),(b)には、ヒータ接触防止機構３５のワイヤ保持部３４と、用紙両側端搬送装置３２の図示を省略している。
【００５７】
図４(a),(b)に示すように、消色ユニット３６（３６ａ、３６ｂ）は、熱輻射ヒータ３７（３７ａ、３７ｂ）と、光源３８（３８ａ、３８ｂ）及びレンズ３９（３９ａ、３９ｂ）から成る消色光源４１とで構成される。
【００５８】
熱輻射ヒータ３７はセラミックタイプのヒータである。詳しくは、ＮＧＫキルンテック製のセラミックヒータである。商品名インフラスタインＢ（１００Ｖ／２００Ｗ）を３連装にして用いた。合計使用電力は６００Ｗである。
【００５９】
この熱輻射ヒータ３７は、図４(c)に示すように、発熱部４１を備えた熱照射面とは反対側となる背面側内部に断熱層４１を形成されて断熱構造となっている。これにより、熱照射面より効率よく熱輻射を放射することができる。
【００６０】
なお、この熱輻射ヒータ３７は、試験的に用いたものであり、３連装の中の１個のヒータの長さと幅の寸法は１２５ｍｍ×６５ｍｍとなっている。３連装により全長は１２５×３＝３７５（ｍｍ）となってＡ４判の用紙幅２９７ｍｍを大きく超えている。
【００６１】
但し、熱輻射ヒータとして消色装置２４に実装して用いる場合は、用紙幅に合わせ小型化することで、より消費電力を低減化することが出来る。
【００６２】
また、この試験では、セラミックヒータを用いたが、これに限るものではない。例えばカーボンヒータ等を用いることもできる。いずれにしても、波長が２μｍ以上の輻射熱を照射するものであることが望ましい。
【００６３】
この熱輻射ヒータ３７の熱輻射により用紙２２の消色性トナー画像の形成面を加熱しながら、その加熱中の紙面に消色光源４１からの消色光を照射できるように、熱輻射ヒータ３７を用紙搬送経路２５に対しおよそ３０度の角度で斜めに設置する。
【００６４】
このとき用紙搬送経路２５に近い方の端部の高さ２０ｍｍ、遠い方の端部の高さ５０ｍｍになる用に設置する。この状態で電源を投入し、熱輻射ヒータ３７の表面が４５０℃程度に発熱したときを消色に適する条件とする。
【００６５】
また、消色光源４１の光源３８は、赤外線感熱色素の吸収波長域の光を発光する光源であれば種類は特に問わない。好ましくは第１吸収帯である８２０ｎｍ付近の光を中心に照射できると効率よい消色光となる。
【００６６】
本例の光源３８には、省電力型の光源としてＬＥＤを用いる。ＬＥＤとしては、中心波長が８５０ｎｍ、半値幅５０ｎｍ以上の波長分布の光を発光するアルワン電子製（ＯＰ６−８５１０ＨＰ２）ＬＥＤを用いる。
【００６７】
このＬＥＤを用紙の通過方向と直交する方向に１５個並べ、これらのＬＥＤの前に焦点距離３０ｍｍのレンズ３９を並べて消色光源４１を構成する。レンズ３９はセルフォックレンズ(日本板ガラス商標)である。
【００６８】
この消色光源４１は、上下の熱輻射ヒータ３７の間を通過する用紙２２を、およそ１５０ｍｍの距離から４０ｍｍ程度の幅で照射できるように設置される。
【００６９】
また、熱輻射ヒータ３７による加熱中の紙面に効率的に消色光を照射するために、消色光４２は用紙搬送経路２５に対し斜めの位置からおよそ３０度の角度を持って用紙に照射される。このとき消色の条件としての用紙の搬送速度は１５ｍｍ／ｓｅｃとした。
【００７０】
消色に際しては、図１で説明したように消色性トナーの画像を印字されて排紙トレー２１に排紙された用紙２２を用いる。この場合、用紙２２としては普通紙を用いてもよく特に指定するものではない。
【００７１】
ただし、本例では、消色評価用紙として試験結果を知るために規格の明確なＸｅｒｏｘ社製Ｐ紙（６４ｇ／ｍ^2）を使用した。この用紙にＣ濃度が０．８付近のベタ画像の１ｃｍ角のパッチを印刷した。Ｃ濃度の測定には測色計（Ｘ−ｒｉｔｅ９３８）を用いた。また、パッチの印刷と共に目視確認のため、フォント１０程度のテキストチャートも印字した。なお、消色トナーによる印字画像は青みある画像となる。
【００７２】
以上に述べた消色装置２４の構成において、消色後のパッチをＸｒｉｔｅ９３８にて測定した数値を測定値とし、消色前のＣ濃度を０．８程度、消色後のＣ濃度を０．１程度となる条件を、熱輻射ヒータ３７の温度条件ならびに消色光源４１の設置条件ならびに全体の設定条件とした。
【００７３】
以上の消色可能な装置条件において、図４に示した熱輻射ヒータ３７は、消色のための消色光源４１の消色光を加熱中の紙面に取り込むため、片側つまり消色光源４１側が大きく開いた構造となる。
【００７４】
この状態において、６００Ｗの消費電力の熱輻射ヒータ３７を上下同時に電源投入して昇温させた場合、表面が４５０℃程度に発熱する消色開始可能な温度まで立ち上げる昇温時間は６分２０秒であった。
【００７５】
また同様に上下の熱輻射ヒータ３７が開いた状態で、電源投入時のピーク電力を抑えるために、上下熱輻射ヒータ３７を排他的にいずれか一方のみに電源を投入して昇温させた場合は、２０分以上経過しても立ち上げ目標の温度に到達しなかった。
【００７６】
ここで、さまざまな検討の結果、熱輻射ヒータ３７の昇温時に熱輻射ヒータ３７の表面温度を４５０℃程度の消色開始可能温度にまで早期に立ち上げるためには、電源投入を上下の熱輻射ヒータ３７ａ及び３７ｂを閉じた状態で行うとよいのではないかということに考えが至った。
【００７７】
図５(a),(b)は、上下の熱輻射ヒータ３７ａ及び３７ｂが閉じた状態で電源を投入した試験において、閉じた状態を、近接状態と接触状態の２例に分けて示す図であり、同図(c)は比較のため、消色実行時の開いた状態を示す図である。
【００７８】
図６は、上述した試験結果を示す図表である。なお、図６の図表４３の条件欄４４は電源投入の制御条件を示している。すなわち、上記の上下の熱輻射ヒータ３７ａ及び３７ｂに同時に電源投入する、又は、排他的にいずれか一方のみに電源投入することを示している。
【００７９】
また、消色状態での立ち上げ欄４５は、以下に述べる試験開始前に、上下の熱輻射ヒータ３７を上下に開いたまま電源投入を行った場合の評価結果を示している。
【００８０】
上記の上下の熱輻射ヒータ３７ａ及び３７ｂを閉じる条件としては、消色時の条件である開いた設置位置よりも、用紙に極力近づけた位置に閉じるほうが省エネの効果が得られる。
【００８１】
望ましくは、図５(a)に示すように、上下の熱輻射ヒータ３７間の空隙を５ｍｍ以下にする。そうすることで、空気の対流が抑えられ、昇温時のロスが減る。この５ｍｍ間隔の近接状態で６００Ｗ同時電源投入では、図６の図表４３の近接設置欄４６の上の行に示すように、４分にて立ち上げが可能となった。
【００８２】
また、更に望ましくは、熱輻射ヒータ３７の熱輻射面を、図５(b)に示すように、接触状態にすることである。この場合ヒータ接触防止ワイヤ３３が両熱輻射ヒータ３７が接触する際の妨げになるように思えるが、熱輻射ヒータ３７の面にワイヤに対応する溝を形成すれば対処可能である。
【００８３】
そして、この接触状態では、図６の図表４３の接触設置欄４７の上の行に示すように、３分４０秒にて立ち上げることができた。このように、いずれの場合も、短時間での昇温が可能となり消費電力の低減を図ることができた。
【００８４】
また、電源投入時のピークの消費電力を抑えるために、上下の熱輻射ヒータ３７を排他的にいずれか一方のみに電源を投入する場合において、上記と同様に上下の熱輻射ヒータ３７の熱輻射面を近接させた場合と接触させた場合で立ち上がり状態を調べた。
【００８５】
そうすると、５ｍｍ間隔の近接状態では、図６の図表４３の近接設置欄４６の下の行に示すように、９分１０秒で立上げることが出来た。また、０ｍｍ間隔の接触状態では、図６の図表４３の接触設置欄４７の下の行に示すように、８分４０秒で立ち上げることができた。
【００８６】
なお、上記の排他的にいずれか一方のみに電源を投入する場合の電源投入の制御としては、例えば、先ず下の熱輻射ヒータ３７ｂをオン、上の熱輻射ヒータ３７ａをオフにして、下の熱輻射ヒータ３７ｂを設定条件温度にし、その後、下の熱輻射ヒータ３７ｂをオフ、上の熱輻射ヒータ３７ａをオンにて設定条件温度にする。
【００８７】
上記の立ち上がり時間９分１０秒と８分４０秒は、それぞれ上下の熱輻射ヒータ３７の投入電源の排他的オン・オフの繰り返しによって得られたものである。なお、このような投入電源の排他的オン・オフの繰り返しでは、上の熱輻射ヒータ３７ａと下の熱輻射ヒータ３７ｂの通電タイミングについては任意の設定が可能である。
【００８８】
このように、上下の熱輻射ヒータ３７を近接設置又は接触設置の状態で電源を投入すると、上下の熱輻射ヒータ３７を消色時の状態に開いたまま電源を投入する場合に比べて、同時電源投入では２／３以下、又はほぼ１／２程度立ち上がりが早くなる。また、排他的電源投入の場合でも１／２以下の時間で立ち上がる。
【００８９】
上記のように立ち上がった後は、上下の熱輻射ヒータ３７を消色時の状態に上下に斜めに開いて、それらの輻射面の温度を４５０℃程度に維持するための電力を供給しながら、消色を実行する。
【００９０】
このように本例の消色装置２４によれば、消色ユニットの消色機能を変えることなく立ち上がり時間を短縮して消費電力を低減することができる。
【実施例４】
【００９１】
＜消色ユニットの他の例＞
図７は、本発明の実施例４に係る消色ユニットの他の例を示す図である。なお、図７には、図３に示した構成と同一の構成部分には図３と同一の番号を付与して示している。また、図７には、ヒータ接触防止機構３５のワイヤ保持部３４と、用紙両側端搬送装置３２の図示を省略している。
【００９２】
図７に示す消色ユニットは、用紙搬送経路２５に対する配置において、図４(a),(b)に示した実施例３に係る消色ユニット３６の熱輻射ヒータ３７と消色光源４１の配置を搬送方向上流側と下流側に入替えた構成となっている。
【００９３】
このように熱輻射ヒータ３７と消色光源４１を配置しても、消色ユニット消色機能において変わりはなく、この場合も、電源投入時には上下の熱輻射ヒータ３７（３７ａ、３７ｂ）を近接状態又は接触状態にしてから電源を投入して立ち上がり時間を短縮して消費電力を低減することができる。
【実施例５】
【００９４】
＜熱輻射ヒータの他の開き例＞
図８は実施例５に係る熱輻射ヒータの他の開き例を示す図である。上述した上の熱輻射ヒータ３７ａと下の熱輻射ヒータ３７ｂとを近接状態又は接触状態から消色時の状態に開くときは、図８に示すように、平行したまま上下に開くようにしてもよい。
【００９５】
このように平行に開くと、用紙に対する熱輻射に、位置によるムラが無くなるという効果がある。但し、全体的に用紙との距離が遠くなるので熱効率の面からみると必ずしも好ましいとはいえない。
【００９６】
いずれにしても、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。
【００９７】
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。
【００９８】
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。
【００９９】
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。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。
【産業上の利用可能性】
【０１００】
本発明は、リライタブルプリンタ等に搭載されて低消費エネルギーで且つ立ち上がりが速く消色性トナー画像を消色する消色装置に利用することができる。
【符号の説明】
【０１０１】
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 用紙
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 用紙
２３ 下部給紙カセット
２４ 消色装置
２５ 用紙搬送経路
２６（２６ａ、２６ｂ） 用紙搬送ローラ対
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 用紙両側端搬送装置
３３（３３ａ、３３ｂ） ヒータ接触防止ワイヤ
３４（３４ａ、３４ｂ） ワイヤ保持部
３５ ヒータ接触防止機構
３６（３６ａ、３６ｂ） 消色ユニット
３７（３７ａ、３７ｂ） 熱輻射ヒータ
３８（３８ａ、３８ｂ） 光源
３９（３９ａ、３９ｂ） レンズ
４０ 溝
４１ 消色光源
４２ 消色光
４３ 図表
４４ 条件欄
４５ 消色状態での立ち上げ欄
４６ 近接設置欄
４７ 接触設置欄
【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て低消費エネルギーで且つ立ち上がり速く消色性トナー画像を消色す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、感熱系の消色剤を用い、加熱オーブンタイプの消色装置により消色を行う方式もある。また、一部光エネルギーを用いて消色トナーを消去する方法も知られている。しかし、これらの消色装置をオフィスに設置するとなると、プリンタなどの印刷装置の他に消色装置が必要になるから電力も別に必要になり、消色装置の設置スペースも別に必要となって不経済である。
【０００７】
また、多くの消色装置は、消色に多くの時間を要するなど、ユーザにとっては使い勝手が悪く、必ずしも便利なものとは言い難い。この観点から、消色装置はプリンタなどの他の装置内に組み込み、通常印刷の他に消色性トナーによる印字とその消色を行うことが出来るようにするのが望ましい。
【０００８】
そのような例として、消色性トナーを用いて現像、転写、定着を行って記録紙への印字を行う機能と、記録紙に印字された消色性トナーの文字や画像に消色用の光を照射して消色を行う機能とを備えた画像形成装置が提案されている。（例えば、特許文献１参照。）
【０００９】
また、消色トナーと消色装置に関しても多くの例が示されている。その中でも、赤外線によって消色を行うことが出来る増感染料とホウ素系化合物を使ったトナーの印刷画像を加熱した後、赤外線により消色を行うことにより消色速度を格段に向上させた装置が提案されている。（例えば、特許文献２参照。）
【００１０】
この装置では、消色用光源として、ハロゲン、フラッシュ、ＬＥＤランプなど多くの光源を有効として、中でもハロゲンランプは多くの例が示されている。なお、ハロゲンランプは、遠赤外線を中心とする長波長領域のエネルギーも出すので熱源としても用いられる。熱源に限っては消色反応を助成する目的の熱源として有効性が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開平０８−１５２８２３号公報
【特許文献２】特開平０５−２０４２７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ところで、特許文献１に示される従来技術では、消色装置と印字装置が一体となって消色と印字を同装置内で行うプリンタにおける有効性は示されている。しかし、その場合、プリンタ本体の消費電力の他に消色部の消費電力も加えた総合消費電力の低減が要望される。ところが、消費電力の問題については何ら記載がない。
【００１３】
また、特許文献２に示される従来技術では、ハロゲンランプは、近赤外線だけではなく紫外線領域、可視光領域、近赤外線領域〜遠赤外線領域まで含んだ光である。したがって、増感色素の吸収波長だけではなくのその他の消色反応に寄与しない多くの余分な波長のエネルギーも放射しており不経済なエネルギー源である。
【００１４】
また、特許文献２では、樹脂をＴｇ以上の温度に加熱した状態で光を当てることの有効性が示されているが、ハロゲンランプを用いた加熱において、搬送路を通過する用紙に対してライン状にランプを設置することは、ハロゲンランプのフィラメントが長くなり消費電力が必然的に大きくなるので消費電力上必ずしも優位な手段であるとはいえない。
【００１５】
更に、ハロゲンランプを用いた場合、消色時には常時点灯を続けることになり、ランプ自体は数千時間で切れる消耗品であるから、ランニングコストはより大きなものとなる。
【００１６】
ハロゲンランプ以外の光源については、一例として光源種としてのＬＥＤなどの記載はあるものの具体的な消色条件における光源の設定についての記載はされていない。また、こうした光源と消色トナーとの組み合わせの中、より有効な光エネルギーについての提案がされていないため、適切な光と色素の有効な消色効果の関係は不明のままである。
【００１７】
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されて消色性トナー画像を消色する低消費エネルギーで且つ立ち上がりの速い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】
【００１８】
上記課題を解決するために、本発明の消色装置は、用紙の両面に印字された消色性トナー像を消色すべく上記用紙の搬送経路の上下にそれぞれ配置された上記用紙の上記消色性トナー像の印字面を加熱する上部熱輻射ヒータ及び下部熱輻射ヒータと、加熱された上記用紙の上記消色性トナー像の上記印字面に消色光を照射する上部消色光源及び下部消色光源と、を備え、上記上部熱輻射ヒータ及び上記下部熱輻射ヒータは、それぞれの熱放散面が、近接又は接触する位置と、消色実行時の開成する位置とに移動可能であるように構成される。
【００１９】
この消色装置において、例えば、上記上部熱輻射ヒータ又は上記下部熱輻射ヒータは、それぞれの熱放散面が近接又は接触する位置において発熱を開始し、発熱温度が上記消色性トナー像の消色に適する温度になったとき消色実行時の開成する位置に移動するように構成される。
【００２０】
この場合、上記熱放散面が近接又は接触する位置における発熱は、例えば、上記上部熱輻射ヒータ及び上記下部熱輻射ヒータにおいて同時に開始されるようにしてもよく、また、例えば、上記上部熱輻射ヒータ又は上記下部熱輻射ヒータが交互に排他的に開始されるようにしてもよい。
【００２１】
この消色装置において、上記熱輻射ヒータは、例えば、セラミックヒータであり、上記消色光源は、例えば、ＬＥＤである。
【発明の効果】
【００２２】
本発明は、例えばリライタブルプリンタ等に搭載されて低消費エネルギーで且つ立ち上がりが速く消色性トナー画像を消色する消色装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施例２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２に係る消色装置の搬送機構の一部を構成する用紙両側端搬送装置を示す斜視図である。
【図３】実施例２に係る消色装置の搬送機構の平面図である。
【図４】(a)は実施例３に係る消色ユニットの基本構成を示す図、(b)はその平面図、(c)はその熱輻射ヒータの構成例を示す図である。
【図５】(a),(b)は実施例３に係る消色ユニットの上下の熱輻射ヒータに対する電源投入の試験において閉じた状態を近接状態と接触状態の２例に分けて示す図、(c)は比較のため消色実行時の開いた状態を示す図である。
【図６】実施例３に係る消色ユニットの上下の熱輻射ヒータに対する電源投入の試験結果を示す図表である。
【図７】本発明の実施例４に係る消色ユニットの他の例を示す図である。
【図８】本発明の実施例５に係る熱輻射ヒータの他の開き例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。尚、本発明の説明では「印字」と「印刷」は同意語として区別なく用いられる。
【実施例１】
【００２５】
＜消色性トナーの製法＞
先ず、本発明において用いられる消色性トナーの製法について実施例１として説明する。最初に、８１７ｎｍに感度を持つ赤外線感光色素「ＩＲＴ」（昭和電工製）を１．５質量部、有機ホウ素化合物消色剤「Ｐ３Ｂ」（昭和電工製）を４質量部、トナー用ポリエステル結着樹脂（花王製）を９０．５質量部、負電荷調整剤「ＬＲ−１４７」（日本カーリット製）を１．５質量部、カルナバＷＡＸ１号粉末（加藤洋行社輸入品）を２．５質量部をヘンシェルミキサー（三井鉱山製）に投入し、混合する。
【００２６】
続いて上記の混合物を、二軸混練機で溶融混練する。これで得られた混練物をロートプレックス（ホソカワミクロン製）で粗砕して粗砕物を得る。得られた粗砕物を衝突式粉砕機及び分級機ＩＤＳ／ＤＳＸ（ＮＰＫ）にて、平均粒径が９μｍになるように粉砕する。
【００２７】
この粉砕により得られた粉砕物１００質量部に、外添剤としてシリカ「Ｒ９７２」（日本アエロジル製）を１質量部添加し、ヘンシェルミキサーで混合して消色性トナーＲを得ることができる。
【００２８】
消色装置としては、通常の電子写真式のプリンタの下部に組み込んで配設する。詳しくは後述するが、消色性トナーで印字されていて消色装置に通紙された用紙は、セラミックヒータ等の熱源の下を通過しつつ暖められ、その状態にてＬＥＤ等の光源により消色光を照射される。
【００２９】
その後、消色された用紙に対する印字が、通常のプリンタと同一の現像、転写、定着工程によって実行される。上部のプリンタに関しては、消色トナーを現像部に設定できればよく特に制約はない。また、望ましくは消色装置とプリンタは一体である方がよいが、消色装置としてプリンタから独立して単独で設置されてもよい。以下の説明ではプリンタと一体型の消色装置とする。
【実施例２】
【００３０】
＜プリンタ本体の構造＞
図１は、本発明の実施例２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。
【００３１】
図１に示す画像形成装置（以下、単にプリンタという）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、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。
【００３２】
転写ベルト３の上循環移動面の上方に４個の画像形成ユニット６（６ｒ、６ｙ、６ｃ、６ｍ）を備えている。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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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（以下、用紙という）に転写する。
【００４１】
上記の矢印ｃで示すように搬送される用紙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。
【００４２】
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用紙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、用紙１４を挟持し、熱と圧力を加えながら搬送する。
【００４３】
これにより、用紙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。
【００４４】
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。
【００４５】
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、詳しくは後述する搬送機構と消色ユニットが配設されている。図１に示す消色装置２４には、搬送機構の用紙搬送経路２５と、用紙２２を消色装置２４に搬入し搬出する２組の用紙搬送ローラ対２６（２６ａ、２６ｂ）のみを示している。
【００４６】
＜消色装置の用紙搬送機構＞
用紙２２に消色性トナー画像が両面印字されている場合、用紙２２を通常行われているようにベルト搬送機構によって消色装置２４内を搬送すると、消色用の熱で溶融した裏側のトナーがベルトに付着する。従って、非接触の搬送を行うことが必要とされる。
【００４７】
また、用紙への加熱が高温であるため、用紙に丸まりが発生し、ヒータへの接触も懸念される。また、用紙の丸まりにより用紙が下流の搬送ローラ対２６ｂに侵入せずに外れてしまう懸念もある。従って、これらのことを考慮した搬送機構が必要とされる。
【００４８】
図２は、本例の消色装置２４の搬送機構の一部を構成する用紙両側端搬送装置を示す斜視図である。尚、同図には搬送方向上流側の搬送ローラ対２６ａと下流側の搬送ローラ対２６ｂの図示を省略している。
【００４９】
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を有する細ベルト３１が上下二段に配置された用紙両側端搬送装置３２が配置されている。この用紙両側端搬送装置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。
【００５０】
図３は、上記の消色装置２４の搬送機構の平面図である。図３に示すように、搬送ローラ対２６ａ、２６ｂ及び用紙両側端搬送装置３２によって搬送される図２に示した用紙２２の上下には、それぞれ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）。
【００５１】
これらのヒータ接触防止ワイヤ３３ａ及び３３ｂは、それぞれワイヤ保持部３４（３４ａ、３４ｂ）に保持されて、ヒータ接触防止機構３５を構成し消色装置２４内に固定して配置されている。
【００５２】
これら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が用紙両側端搬送装置３２から脱落するのを防止している。
【００５３】
これらの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、後述する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光源からの消色用照射光を遮ることは全く無いといって良い。
【００５４】
このように、本例の消色装置２４の用紙搬送機構は、２組の用紙搬送ローラ対２６（２６ａ、２６ｂ）と、用紙両側端搬送装置３２と、ヒータ接触防止機構３５とによって構成されている。
【実施例３】
【００５５】
＜消色装置の消色ユニット＞
図４(a)は、消色装置２４の用紙搬送機構によって構成される用紙搬送経路２５の上下に配置される実施例３に係る消色ユニットの基本構成を示す図であり、同図(b)はその平面図、同図(c)はその熱輻射ヒータの構成例を示す図である。
【００５６】
なお、図４(a),(b)には、図３に示した構成と同一の構成部分には図３と同一の番号を付与して示している。また、図４(a),(b)には、ヒータ接触防止機構３５のワイヤ保持部３４と、用紙両側端搬送装置３２の図示を省略している。
【００５７】
図４(a),(b)に示すように、消色ユニット３６（３６ａ、３６ｂ）は、熱輻射ヒータ３７（３７ａ、３７ｂ）と、光源３８（３８ａ、３８ｂ）及びレンズ３９（３９ａ、３９ｂ）から成る消色光源４１とで構成される。
【００５８】
熱輻射ヒータ３７はセラミックタイプのヒータである。詳しくは、ＮＧＫキルンテック製のセラミックヒータである。商品名インフラスタインＢ（１００Ｖ／２００Ｗ）を３連装にして用いた。合計使用電力は６００Ｗである。
【００５９】
この熱輻射ヒータ３７は、図４(c)に示すように、発熱部４１を備えた熱照射面とは反対側となる背面側内部に断熱層４１を形成されて断熱構造となっている。これにより、熱照射面より効率よく熱輻射を放射することができる。
【００６０】
なお、この熱輻射ヒータ３７は、試験的に用いたものであり、３連装の中の１個のヒータの長さと幅の寸法は１２５ｍｍ×６５ｍｍとなっている。３連装により全長は１２５×３＝３７５（ｍｍ）となってＡ４判の用紙幅２９７ｍｍを大きく超えている。
【００６１】
但し、熱輻射ヒータとして消色装置２４に実装して用いる場合は、用紙幅に合わせ小型化することで、より消費電力を低減化することが出来る。
【００６２】
また、この試験では、セラミックヒータを用いたが、これに限るものではない。例えばカーボンヒータ等を用いることもできる。いずれにしても、波長が２μｍ以上の輻射熱を照射するものであることが望ましい。
【００６３】
この熱輻射ヒータ３７の熱輻射により用紙２２の消色性トナー画像の形成面を加熱しながら、その加熱中の紙面に消色光源４１からの消色光を照射できるように、熱輻射ヒータ３７を用紙搬送経路２５に対しおよそ３０度の角度で斜めに設置する。
【００６４】
このとき用紙搬送経路２５に近い方の端部の高さ２０ｍｍ、遠い方の端部の高さ５０ｍｍになる用に設置する。この状態で電源を投入し、熱輻射ヒータ３７の表面が４５０℃程度に発熱したときを消色に適する条件とする。
【００６５】
また、消色光源４１の光源３８は、赤外線感熱色素の吸収波長域の光を発光する光源であれば種類は特に問わない。好ましくは第１吸収帯である８２０ｎｍ付近の光を中心に照射できると効率よい消色光となる。
【００６６】
本例の光源３８には、省電力型の光源としてＬＥＤを用いる。ＬＥＤとしては、中心波長が８５０ｎｍ、半値幅５０ｎｍ以上の波長分布の光を発光するアルワン電子製（ＯＰ６−８５１０ＨＰ２）ＬＥＤを用いる。
【００６７】
このＬＥＤを用紙の通過方向と直交する方向に１５個並べ、これらのＬＥＤの前に焦点距離３０ｍｍのレンズ３９を並べて消色光源４１を構成する。レンズ３９はセルフォックレンズ(日本板ガラス商標)である。
【００６８】
この消色光源４１は、上下の熱輻射ヒータ３７の間を通過する用紙２２を、およそ１５０ｍｍの距離から４０ｍｍ程度の幅で照射できるように設置される。
【００６９】
また、熱輻射ヒータ３７による加熱中の紙面に効率的に消色光を照射するために、消色光４２は用紙搬送経路２５に対し斜めの位置からおよそ３０度の角度を持って用紙に照射される。このとき消色の条件としての用紙の搬送速度は１５ｍｍ／ｓｅｃとした。
【００７０】
消色に際しては、図１で説明したように消色性トナーの画像を印字されて排紙トレー２１に排紙された用紙２２を用いる。この場合、用紙２２としては普通紙を用いてもよく特に指定するものではない。
【００７１】
ただし、本例では、消色評価用紙として試験結果を知るために規格の明確なＸｅｒｏｘ社製Ｐ紙（６４ｇ／ｍ^2）を使用した。この用紙にＣ濃度が０．８付近のベタ画像の１ｃｍ角のパッチを印刷した。Ｃ濃度の測定には測色計（Ｘ−ｒｉｔｅ９３８）を用いた。また、パッチの印刷と共に目視確認のため、フォント１０程度のテキストチャートも印字した。なお、消色トナーによる印字画像は青みある画像となる。
【００７２】
以上に述べた消色装置２４の構成において、消色後のパッチをＸｒｉｔｅ９３８にて測定した数値を測定値とし、消色前のＣ濃度を０．８程度、消色後のＣ濃度を０．１程度となる条件を、熱輻射ヒータ３７の温度条件ならびに消色光源４１の設置条件ならびに全体の設定条件とした。
【００７３】
以上の消色可能な装置条件において、図４に示した熱輻射ヒータ３７は、消色のための消色光源４１の消色光を加熱中の紙面に取り込むため、片側つまり消色光源４１側が大きく開いた構造となる。
【００７４】
この状態において、６００Ｗの消費電力の熱輻射ヒータ３７を上下同時に電源投入して昇温させた場合、表面が４５０℃程度に発熱する消色開始可能な温度まで立ち上げる昇温時間は６分２０秒であった。
【００７５】
また同様に上下の熱輻射ヒータ３７が開いた状態で、電源投入時のピーク電力を抑えるために、上下熱輻射ヒータ３７を排他的にいずれか一方のみに電源を投入して昇温させた場合は、２０分以上経過しても立ち上げ目標の温度に到達しなかった。
【００７６】
ここで、さまざまな検討の結果、熱輻射ヒータ３７の昇温時に熱輻射ヒータ３７の表面温度を４５０℃程度の消色開始可能温度にまで早期に立ち上げるためには、電源投入を上下の熱輻射ヒータ３７ａ及び３７ｂを閉じた状態で行うとよいのではないかということに考えが至った。
【００７７】
図５(a),(b)は、上下の熱輻射ヒータ３７ａ及び３７ｂが閉じた状態で電源を投入した試験において、閉じた状態を、近接状態と接触状態の２例に分けて示す図であり、同図(c)は比較のため、消色実行時の開いた状態を示す図である。
【００７８】
図６は、上述した試験結果を示す図表である。なお、図６の図表４３の条件欄４４は電源投入の制御条件を示している。すなわち、上記の上下の熱輻射ヒータ３７ａ及び３７ｂに同時に電源投入する、又は、排他的にいずれか一方のみに電源投入することを示している。
【００７９】
また、消色状態での立ち上げ欄４５は、以下に述べる試験開始前に、上下の熱輻射ヒータ３７を上下に開いたまま電源投入を行った場合の評価結果を示している。
【００８０】
上記の上下の熱輻射ヒータ３７ａ及び３７ｂを閉じる条件としては、消色時の条件である開いた設置位置よりも、用紙に極力近づけた位置に閉じるほうが省エネの効果が得られる。
【００８１】
望ましくは、図５(a)に示すように、上下の熱輻射ヒータ３７間の空隙を５ｍｍ以下にする。そうすることで、空気の対流が抑えられ、昇温時のロスが減る。この５ｍｍ間隔の近接状態で６００Ｗ同時電源投入では、図６の図表４３の近接設置欄４６の上の行に示すように、４分にて立ち上げが可能となった。
【００８２】
また、更に望ましくは、熱輻射ヒータ３７の熱輻射面を、図５(b)に示すように、接触状態にすることである。この場合ヒータ接触防止ワイヤ３３が両熱輻射ヒータ３７が接触する際の妨げになるように思えるが、熱輻射ヒータ３７の面にワイヤに対応する溝を形成すれば対処可能である。
【００８３】
そして、この接触状態では、図６の図表４３の接触設置欄４７の上の行に示すように、３分４０秒にて立ち上げることができた。このように、いずれの場合も、短時間での昇温が可能となり消費電力の低減を図ることができた。
【００８４】
また、電源投入時のピークの消費電力を抑えるために、上下の熱輻射ヒータ３７を排他的にいずれか一方のみに電源を投入する場合において、上記と同様に上下の熱輻射ヒータ３７の熱輻射面を近接させた場合と接触させた場合で立ち上がり状態を調べた。
【００８５】
そうすると、５ｍｍ間隔の近接状態では、図６の図表４３の近接設置欄４６の下の行に示すように、９分１０秒で立上げることが出来た。また、０ｍｍ間隔の接触状態では、図６の図表４３の接触設置欄４７の下の行に示すように、８分４０秒で立ち上げることができた。
【００８６】
なお、上記の排他的にいずれか一方のみに電源を投入する場合の電源投入の制御としては、例えば、先ず下の熱輻射ヒータ３７ｂをオン、上の熱輻射ヒータ３７ａをオフにして、下の熱輻射ヒータ３７ｂを設定条件温度にし、その後、下の熱輻射ヒータ３７ｂをオフ、上の熱輻射ヒータ３７ａをオンにて設定条件温度にする。
【００８７】
上記の立ち上がり時間９分１０秒と８分４０秒は、それぞれ上下の熱輻射ヒータ３７の投入電源の排他的オン・オフの繰り返しによって得られたものである。なお、このような投入電源の排他的オン・オフの繰り返しでは、上の熱輻射ヒータ３７ａと下の熱輻射ヒータ３７ｂの通電タイミングについては任意の設定が可能である。
【００８８】
このように、上下の熱輻射ヒータ３７を近接設置又は接触設置の状態で電源を投入すると、上下の熱輻射ヒータ３７を消色時の状態に開いたまま電源を投入する場合に比べて、同時電源投入では２／３以下、又はほぼ１／２程度立ち上がりが早くなる。また、排他的電源投入の場合でも１／２以下の時間で立ち上がる。
【００８９】
上記のように立ち上がった後は、上下の熱輻射ヒータ３７を消色時の状態に上下に斜めに開いて、それらの輻射面の温度を４５０℃程度に維持するための電力を供給しながら、消色を実行する。
【００９０】
このように本例の消色装置２４によれば、消色ユニットの消色機能を変えることなく立ち上がり時間を短縮して消費電力を低減することができる。
【実施例４】
【００９１】
＜消色ユニットの他の例＞
図７は、本発明の実施例４に係る消色ユニットの他の例を示す図である。なお、図７には、図３に示した構成と同一の構成部分には図３と同一の番号を付与して示している。また、図７には、ヒータ接触防止機構３５のワイヤ保持部３４と、用紙両側端搬送装置３２の図示を省略している。
【００９２】
図７に示す消色ユニットは、用紙搬送経路２５に対する配置において、図４(a),(b)に示した実施例３に係る消色ユニット３６の熱輻射ヒータ３７と消色光源４１の配置を搬送方向上流側と下流側に入替えた構成となっている。
【００９３】
このように熱輻射ヒータ３７と消色光源４１を配置しても、消色ユニット消色機能において変わりはなく、この場合も、電源投入時には上下の熱輻射ヒータ３７（３７ａ、３７ｂ）を近接状態又は接触状態にしてから電源を投入して立ち上がり時間を短縮して消費電力を低減することができる。
【実施例５】
【００９４】
＜熱輻射ヒータの他の開き例＞
図８は実施例５に係る熱輻射ヒータの他の開き例を示す図である。上述した上の熱輻射ヒータ３７ａと下の熱輻射ヒータ３７ｂとを近接状態又は接触状態から消色時の状態に開くときは、図８に示すように、平行したまま上下に開くようにしてもよい。
【００９５】
このように平行に開くと、用紙に対する熱輻射に、位置によるムラが無くなるという効果がある。但し、全体的に用紙との距離が遠くなるので熱効率の面からみると必ずしも好ましいとはいえない。
【００９６】
いずれにしても、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。
【００９７】
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。
【００９８】
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。
【００９９】
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。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。
【産業上の利用可能性】
【０１００】
本発明は、リライタブルプリンタ等に搭載されて低消費エネルギーで且つ立ち上がりが速く消色性トナー画像を消色する消色装置に利用することができる。
【符号の説明】
【０１０１】
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 用紙
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 用紙
２３ 下部給紙カセット
２４ 消色装置
２５ 用紙搬送経路
２６（２６ａ、２６ｂ） 用紙搬送ローラ対
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 用紙両側端搬送装置
３３（３３ａ、３３ｂ） ヒータ接触防止ワイヤ
３４（３４ａ、３４ｂ） ワイヤ保持部
３５ ヒータ接触防止機構
３６（３６ａ、３６ｂ） 消色ユニット
３７（３７ａ、３７ｂ） 熱輻射ヒータ
３８（３８ａ、３８ｂ） 光源
３９（３９ａ、３９ｂ） レンズ
４０ 溝
４１ 消色光源
４２ 消色光
４３ 図表
４４ 条件欄
４５ 消色状態での立ち上げ欄
４６ 近接設置欄
４７ 接触設置欄
【特許請求の範囲】
【請求項１】
用紙の両面に印字された消色性トナー像を消色すべく前記用紙の搬送経路の上下にそれぞれ配置された前記用紙の前記消色性トナー像の印字面を加熱する上部熱輻射ヒータ及び下部熱輻射ヒータと、加熱された前記用紙の前記消色性トナー像の前記印字面に消色光を照射する上部消色光源及び下部消色光源と、を備え、
前記上部熱輻射ヒータ及び前記下部熱輻射ヒータは、それぞれの熱放散面が、近接又は接触する位置と、消色実行時の開成する位置とに移動可能である、
ことを特徴とする消色装置。
【請求項２】
前記上部熱輻射ヒータ又は前記下部熱輻射ヒータは、それぞれの熱放散面が近接又は接触する位置において発熱を開始し、発熱温度が前記消色性トナー像の消色に適する温度になったとき消色実行時の開成する位置に移動する、ことを特徴とする請求項１記載の消色装置。
【請求項３】
前記熱放散面が近接又は接触する位置における発熱は、前記上部熱輻射ヒータ及び前記下部熱輻射ヒータにおいて同時に開始される、ことを特徴とする請求項２記載の消色装置。
【請求項４】
前記熱放散面が近接又は接触する位置における発熱は、前記上部熱輻射ヒータ又は前記下部熱輻射ヒータが交互に排他的に開始される、ことを特徴とする請求項２記載の消色装置。
【請求項５】
前記熱輻射ヒータはセラミックヒータである、ことを特徴とする請求項１、２、３又は４記載の消色装置。
【請求項６】
前記消色光源はＬＥＤである、ことを特徴とする請求項１記載の消色装置。
【請求項１】
用紙の両面に印字された消色性トナー像を消色すべく前記用紙の搬送経路の上下にそれぞれ配置された前記用紙の前記消色性トナー像の印字面を加熱する上部熱輻射ヒータ及び下部熱輻射ヒータと、加熱された前記用紙の前記消色性トナー像の前記印字面に消色光を照射する上部消色光源及び下部消色光源と、を備え、
前記上部熱輻射ヒータ及び前記下部熱輻射ヒータは、それぞれの熱放散面が、近接又は接触する位置と、消色実行時の開成する位置とに移動可能である、
ことを特徴とする消色装置。
【請求項２】
前記上部熱輻射ヒータ又は前記下部熱輻射ヒータは、それぞれの熱放散面が近接又は接触する位置において発熱を開始し、発熱温度が前記消色性トナー像の消色に適する温度になったとき消色実行時の開成する位置に移動する、ことを特徴とする請求項１記載の消色装置。
【請求項３】
前記熱放散面が近接又は接触する位置における発熱は、前記上部熱輻射ヒータ及び前記下部熱輻射ヒータにおいて同時に開始される、ことを特徴とする請求項２記載の消色装置。
【請求項４】
前記熱放散面が近接又は接触する位置における発熱は、前記上部熱輻射ヒータ又は前記下部熱輻射ヒータが交互に排他的に開始される、ことを特徴とする請求項２記載の消色装置。
【請求項５】
前記熱輻射ヒータはセラミックヒータである、ことを特徴とする請求項１、２、３又は４記載の消色装置。
【請求項６】
前記消色光源はＬＥＤである、ことを特徴とする請求項１記載の消色装置。
【図２】
【図３】
【図６】
【図１】
【図４】
【図５】
【図７】
【図８】
【図３】
【図６】
【図１】
【図４】
【図５】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−１１３１５３（Ｐ２０１２−１１３１５３Ａ）
【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２０１０−２６２６２１（Ｐ２０１０−２６２６２１）
【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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