JP2005121770A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 汎用性の高い普通紙を用い、高画質を達成することのできる画像形成材料を用いて、剥離液を使用することなく（像保持体を膨潤させることなく）、かつ損傷させることなく、ベタ画像においても容易に画像形成材料を剥離することができるような、除去可能な画像の形成装置を提供すること。
【解決手段】 被記録部材の画像保持面から剥離可能な画像形成材料からなる画像を該画像保持面上に形成することができる画像形成装置であって、該画像形成材料からなる画像を該画像保持面に形成する手段と、該画像保持面に付着した前記画像形成材料を剥離するため剥離材料を該画像保持面に付着させる手段とを有し、該剥離材料を該画像保持面に付着させる手段が、電子写真感光体を使用するものであることを特徴とする画像形成装置。。
【選択図】 なし

Description

本発明は、像保持体例えば普通紙の表面から除去（例えば剥離）可能な画像を形成をするための画像形成装置に関し、さらに詳しくは、一般印刷（凸版、平版等）、電子写真、インクジェット、サーマル記録方式、さらには、クレヨン、マーカーペン等の筆記用具により形成された画像形成物質を安定に付着させた像保持体の表面から、画像形成物質を除去可能な画像を形成するための画像形成装置に関するものである。

現在、社会における情報の表示手段として、多量のハードイメージ（画像）出力がなされ、その結果、多量の紙が消費されて、そのために、森林の伐採による地球環境の悪化という問題まで引き起こすようになった。
ハードイメージ出力の方法としては、印刷インクを用いた一般印刷（凸版、平版等）、トナーを用いた電子写真、インクジェット、サーマル記録方式、さらには、クレヨン、マーカーペン等の筆記用具により形成されるものがあるが、特に電子写真によるものは、複写用紙の制約がなく、普通紙の使用によるランニングコストが安価であり、複写スピードの高速化が容易であるという特徴がある。

従来、この地球環境の悪化の問題に対しては、一度使用した用紙上の画像形成物質であるインキ等を除去し、潰して再びすき、古紙といわれる紙に再生する方法が採られているのみであった。
しかし、最近、一度使用した紙の上の文字画像をクリーニングにより取り去り、複写又はプリンティングに再利用することができる記録材料及び方法が提案されており、特に多量の紙を消費する複写（電子写真）関連において画像形成物質であるトナーの除去に関して多くの提案がなされている。
具体的には、像保持体（紙、ＯＨＰ基体等の被記録体）に関するもの、画像形成物質（トナー等）に関するもの、さらには、剥離方法、剥離方法に準じて必要な剥離液、剥離材等の副部材に関するものが提案されている。

像保持体に関しては、被記録体を膨潤層として親水性樹脂を架橋させたものを用いることや、被記録部材の表面に形成された膨潤層を水等により濡らして膨潤させることにより、被記録体（被記録部材）に記録された画像を除去する方法が開示（例えば、特許文献１〜３参照。）されている。

また、トナーが剥離しやすいようにあらかじめ、被記録体（被記録部材）としてのシート上支持体（像保持体）の表面、特に片面に離型処理した支持体（イレーザブルペーパー）を用いること等が開示（例えば、特許文献４参照。）されている。
しかし、これらの技術は、像保持体が指定紙に制約されることにより、普通紙使用複写機（ＰＰＣ）の複写用紙の制約がなく、普通紙の使用によるランニングコストが安価であるという特徴を制限し、技術の汎用性が大幅に狭まるという欠点を有していた。

一方、画像形成材料としては、特許文献５に記載されているように、光化学的に消色可能なトナー（シアニン色素と有機ホウ素酸アンモニウム塩）や特許文献６に記載のトナーに生分解性プラスチック又は光分解性プラスチック等の特殊な材料を含有させたもの等が開示されている。
さらには、トナー樹脂膨潤成分を有する剥離液と組合せた特許文献７に記載のトナー樹脂の親水性をＯＨ価、Ａ価により規定したもの、特許文献８に記載の親水性確保のためにトナーの比表面積を規定したもの、特許文献９に記載の親水性微粒子を含有させたもの、特許文献１０に記載のトナーの吸水性確保のための界面活性剤を含有させたものが提案されている。

しかし、消色トナーは被記録体上に消色したトナー樹脂成分が残存し、再利用時に像保持体の表面平滑性等が未使用像保持体と比較し大幅に低下することや、トナーとして制限された色材を用いるため、色再現性の能力不足による画質低下等が問題となり、分解性プラスチックを用いる場合は、トナー付着量が多い画像からトナーを完全に除去することは困難であるという問題があった。

また、特許文献１０等のトナー樹脂を溶解又は膨潤する成分を有する剥離液との併用を必須とし界面活性剤を含有させたトナー等の剥離液の吸水性を向上させた提案は、剥離液の安全性の観点から、トナー樹脂を溶解しやすい溶剤を含有する剥離液の使用は好ましくなく、さらには、剥離液の紙基体の吸収、膨潤に起因する乾燥後の紙の伸びによる紙の再利用、再複写時のジャム等の重大な副作用を有するものであった。
そこで、ここで提案された界面活性剤含有トナー単独での剥離効果を確認したところ、明細書から明らかなように、界面活性剤の目的が剥離液の吸水性向上のため、単独では剥離機能は発揮し得ず、乾式剥離法におけるトナー剥離は不可能であった。

また、一般の電子写真用トナーにおいて、従来技術としてトナーの定着時におけるオフセット（トナーと定着部材との接着）を防止し、紙等の支持体にトナーを良好に定着（接着）させるために、ワックス等の低融点物質を含有させることが知られている。
しかし、この従来技術の目的は良好な画像形成のためのものであり、画像を剥離する目的でトナーに含有されているものでなく、その結果、従来用いられているワックスでは、当然のことながら、画像の剥離は不可能である。
さらに、従来使用されるワックスを剥離目的のために添加量を増加させたとしても、像保持体が紙等の多孔質体では、ワックスは紙等の内部に浸透し、トナーと紙の界面に存在することができずに、トナーと紙の接着力を低下させる機能は結果的に発揮し得ず、トナーは剥離されないのである。
また逆に、像保持体がＯＨＰ等のフィルム基体の場合は、添加量を増加させていくと、トナーの定着力が大幅に低下し、通常の使用時に画像が擦り等により剥がれてしまうという問題が発生する。

また、剥離方法としては、ブラシ、除去刃等による物理的力を像保持体及び画像形成材料に直接負荷して除去する方法、剥離材と画像形成材料とを重ね加熱することにより両者間に接着力を生じさせ、その接着力により像保持体から画像形成材料を除去する方法、剥離液等の補助部材により像保持体と画像形成材料との接着力を弱めてから直接的又は間接的剥離を行なう方法等が提案されている。

しかし、直接的又は間接的剥離のいずれにおいても、画像支持体と画像形成材料の接着力を弱めることなく除去することは、像形成物質の高い除去率は望めず、強制的に除去率を高めることは、画像形成材料を除去する際に紙剥け等の像保持体を損傷することになり、像保持体の再利用の主目的からすると好ましくないものでる。

また、剥離液による剥離は紙を損傷することがなく、剥離率を飛躍的に向上させることから好ましいものの、過剰の剥離液供給（紙膨潤）により、紙とトナー間にせん断力を発生させ、接着力を軽減することは、紙を一度膨潤させるため、乾燥後も紙の伸びを生じさせ、紙の再利用、再複写時に複写機内においてジャム等を発生しやすいこと、さらには、ベタ画像部のトナー膜は、トナー樹脂が非水性樹脂であるために、界面活性剤を含有する剥離液と言えどもトナー膜中に浸透させることは難しく、結果的にジャボ漬けレベルでないと剥離液成分を紙とトナー間に供給することは困難である等の欠点を有している。

このような状況下、一度使用した紙等の像支持体上の文字画像等の画像形成材料をクリーニングにより取り去り、複写又はプリンティングに再利用することができる方法及び装置において、像保持体、画像形成材料にはなんら制約を設けることなく、紙等の像支持体に影響を及ぼさない剥離液等を使用せず、像支持体と画像形成材料の接着力を弱めて剥離する方法が望まれていた。

特開平７−３１１５２３号公報 特開平６−２２２６０４号公報 特開平１１−１７４７０９号公報 特開平４−６７０４３号公報 特許第２９６０２２９号公報 特開平４−３５６０８６号公報 特開平８−１４６６４８号公報 特開平８−１４６６５０号公報 特開平８−１４６６４７号公報 特開平８−１４６６４９号公報

本発明は、このような現状に鑑み、汎用性の高い普通紙を用い、高画質を達成することのできる画像形成材料を用いて、剥離液を使用することなく（像保持体を膨潤させることなく）、かつ損傷させることなく、ベタ画像においても容易に画像形成材料を剥離することができるような、除去可能な画像の形成装置を提供することをその課題とするものである。

本発明者は、上記課題を解決するために、像保持体と画像形成材料との接着力の低下に着目して鋭意検討を重ねた結果、本発明を完成するに到った。
すなわち、本発明によれば、形成される画像を後に除去し、像保持体を再生することを目的として、像保持体上に剥離材料を付着させる装置であって、像保持体上に形成された画像を加熱し、除去するにあたって像保持体と画像形成材料との接着力を、加熱する前の接着力よりも低下させることのできる物質を像保持体上に存在させ、その上に画像形成材料による画像を形成する装置が提供される。

この発明には、下記（１）〜（８）に記載の塗布装置が含まれる。
即ち、上記課題は、本発明の（１）「被記録部材の画像保持面から剥離可能な画像形成材料からなる画像を該画像保持面上に形成することができる画像形成装置であって、該画像形成材料からなる画像を該画像保持面に形成する手段と、該画像保持面に付着した前記画像形成材料を剥離するため剥離材料を該画像保持面に付着させる手段とを有し、該剥離材料を該画像保持面に付着させる手段が、電子写真感光体を使用するものであることを特徴とする画像形成装置」、
（２）「前記剥離材料を前記画像保持面に付着させる手段が、前記被記録部材の画像保持面と画像形成材料との間に剥離材料を付着させるものであることを特徴とする前記第（１）項に記載の画像形成装置」、
（３）「電子写真感光体と、その表面を均一に帯電させる帯電手段と、その帯電手段により均一に帯電された該感光体の表面に潜像を形成する潜像形成手段と、潜像を被記録部材に転写する転写手段と、被記録部材に転写された潜像に剥離材料を付加し、剥離材料による画像様パターンを形成する手段と、その剥離材料により形成された画像様パターンを、画像保持面に定着させる定着手段とを備えたことを特徴とする前記第（１）項または第（２）項に記載の画像形成装置」、
（４）「剥離材料により形成された画像様パターンと画像形成材料により形成された画像とを同時に定着させる手段を持つことを特徴とする前記第（３）項に記載の画像形成装置」、
（５）「該剥離材料が、記録された画像を加熱したとき、被記録部材の画像保持面と画像形成材料との接着力を、加熱する前の接着力よりも低下させることのできる物質を含有したものであることを特徴とする前記第（１）項乃至第（４）項の何れかに記載の画像形成装置」、
（６）「主成分が透明な樹脂である剥離材料を用いることを特徴とする前記第（５）項に記載の画像形成装置」、
（７）「該剥離材料において、接着力を低下させる物質が、少なくとも親水基と親油基を有することを特徴とする前記第（５）項または第（６）項に記載の画像形成装置」、
（８）「該剥離材料が帯電制御材を含有することを特徴とする前記第（５）項乃至第（７）項の何れかに記載の画像形成装置」により達成される。

以下の詳細かつ具体的な説明から明らかなように、本発明によれば、汎用性の高い普通紙を用い、高画質を達成することのできる画像形成材料を用いて剥離液等を用いることなく、像保持体を膨潤させることなく、かつ損傷させることなく、ベタ画像においても容易に画像形成材料を剥離することができ、しかも吸水による副作用を防止することのできる、画像を形成することが可能な装置が提供され、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成分野に寄与するところはきわめて大きいものである。

本発明は、保持体上に固体の状態で固着した画像形成材料に対し、剥離部材を重ね、加熱、分離することにより、画像形成材料を軟化させ、剥離部材との接着力を発生させ、画像形成材料と保持体との接着力を低減させ、該画像形成材料の像保持体からの剥離を可能にする画像を形成する装置に関するものである。つまり、加熱時に像保持体と画像形成材料との界面で融解し、該像保持体と該画像形成材料との接着力を低減させる物質を、画像形成材料と像保持体との間に存在させるように画像及び剥離材による像を形成する装置に関するものである。
具体的には、接着力を低減させる物質（以下、単に接着力低減物質ということがある）を融解させ、像保持体と画像形成材料間に流出させ、低融点物質が像保持体と画像形成材料界面に留まり、両者間に介在させることにより両者の接着力を低下させ、像保持体から画像形成材料を剥離できるように、画像及び剥離材による像を形成するものである。
すなわち、（像形成物質と剥離部材の接着力）＞（像形成物質と像保持体の接着力）による剥離を可能とするために、加熱時に被記録部材の材料と保持体の接着力を低下させる物質を像保持体および画像形成材料界面に存在させることが達成される。

なお、ここで示す画像形成材料との該像保持体との接着力は、タッキング試験機（ＴＡＣＫＩＮＥＳＳ ＴＥＳＴＥＲ ＭＯＤＥＬ ＴＡＣ−II、（株）レスカ社製）にて測定したものであり、常温での接着力とはプローブ（φ５ｍｍ）の先端に両面接着テープを接着し、プローブ降下速度：１２０ｍｍ／ｍｉｎ、引き上げ速度：６００ｍｍ／ｍｉｎ、押し圧：５００ｇｆ／φ５ｍｍ、押し圧時間：１０ｓｅｃにおいて、像形成物質がほぼ剥離したと目視にて判断される剥離力を接着力と定義する。
また、加熱剥離時の接着力は同機にてプローブの先端に剥離部材の１例として用い得るポリエーテルエーテルケトン、ＰＥＥＫ（スミライトＦＳ−１１００Ｃ、住友ベークライト社製、１００ミクロン厚）を接着して、所定の剥離温度にて同条件にて測定、評価した剥離力と定義する。

本発明においては、画像保持体に画像形成する際に、画像形成材料として、記録画像を加熱剥離するときに、画像保持体と画像形成材料の接着力を加熱前よりも低下させる物質を、あらかじめ画像保持体と画像形成材料界面に存在させることにより、通常は画像形成材料と画像保持体間の良好な接着力でコスレ等により画像が剥がれることなく、剥離加熱時のみに接着力を低下させる物質（低下部材）の効果によって、紙等の画像保持体を紙剥け等の損傷を発生させることなく剥離することが可能となるような画像を形成することができる。また、現在一般的に出回っている像保持体、例えば上質紙、再生紙、インクジェット紙等の特殊紙、ＯＨＰ等を用いることも可能である。
特に、この低下部材の供給のために剥離液等の湿式処理を施すこともなく、加熱という１工程にて剥離部材への画像形成材料の接着と、画像保持体と画像形成材料の接着力低下を同時に処理することが可能となるのである。

剥離材料に高分子樹脂を主成分とし、帯電制御剤を含有したものを用いることにより、外周に静電潜像を形成した感光体による作像が可能となる。静電潜像をこれから画像保持体上に定着させるべき画像と同じ領域に形成することにより、剥離材料を効率よく、画像保持体と画像形成材料との間に形成することが可能となる。必要であれば、画像よりも大きめに剥離材料の像様パターンを形成することも、あるいは像保持体全面に剥離材料を付着させることも簡単にできる。
これにより、画像形成材料は常に画像保持体上に形成された剥離材料層の上に形成されることになり、剥離可能な画像の形成が確実となる。
また、剥離材料の主成分である高分子樹脂を透明にすることにより、像保持体の表面、例えば紙繊維の隙間に入り込んで剥離が困難となり、剥離材料が像保持体表面に残ったとしても、見た目には剥離が完了していると認識され、且つ、次の画像形成時にも定着強度の観点からも、なんの支障もない。

接着力を低下させる物質は親水基を有しており、融解時に、親油性の画像形成材料との親和力が低いことから、剥離材料内部から接着力を低下させる物質が排除され、接着力低下物質が剥離材料表面にでやすく、さらに、像保持体がセルロースなどの親水基を有する場合は、セルロースの水酸基と水素結合などの拘束力を受け、像保持対内部に浸透することなく表面に存在し、画像形成材料と像保持体間に介在し、剥離時に両者の接着力を効果的に低減する働きをすることにより、良好な剥離が可能となる。
また、親油基をも有することにより、除去される画像形成材料や、さらには剥離部材が親油基を有する場合は、それらと親和性が良好なことから、剥離時に画像形成材料とともに像保持面から除去され、像保持体上に残留する剥離材料が軽減され、再利用のときの剥離材料に伴う新規画像の定着不良を防止する効果を有する。

具体的には剥離材料は、感光体表面を均一に帯電させ、その表面に光書き込みなどにより潜像を形成し、潜像を記録剤に転写し、被記録材上の潜像に剥離材料を付着させ、それを像保持体上に定着させるといった、通常の電子写真と同じ方法で剥離材料による画像を、像保持体上に作る方法を取る。このあとに、一般印刷、電子写真、インクジェット、サーマル記録方式、等で画像を形成することが可能である。
電子写真で画像を形成する場合は、被記録部材上の潜像に画像形成材料を付着させたあと、その上に剥離材料を付着させ、又は、感光体や中間転写媒体上に画像形成材料を付着させたあと、その上に剥離材料を付着させて、像保持体例えば普通紙表面に（二次）転写することにより、剥離材料層が像保持体と画像形成材料層の間に介在するように画像形成材料層と剥離材料層の積層順序を逆転させ、それを同時に像保持体上に定着させる方式が取られ、この場合、定着過程による加熱が一度で済み、剥離材料の再加熱が防げ、像が安定する上に、省エネになるといった利点がある。
本発明で用いる剥離材料は、これに限るわけではないが例えば、トナー材料から着色剤を除き、所望であれば、像保持体と画像形成材料の接着力を加熱前よりも低下させる物質、例えば熔融時にトナー用バインダー樹脂よりも熔融粘度が低い材料を０．０１〜１００％用い、トナー製造法と同様な製造法により比較的簡単につくることができる。また、本発明における剥離部材は、これに限るわけではないが、（中間）転写ベルトに用いられる可撓性樹脂材料を用いて製作することができ、好ましくは例えば、前記剥離材料と親和性のある材料例えば、ポリアセタール樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、クマロンインデン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂（ＰＥＥＫ）、ポリアミドイミド樹脂等を用いて製作することができる。

以下に、実施例を挙げて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれら実施例により何ら限定されるものではない。

図１は、実施例及び比較例において用いた被記録部材の再生装置の概要を示す断面図である。
図１において、画像形成材料により形成された画像を有する被記録部材（１）は、給紙トレイ（２）から給紙ローラ（３）、ガイド板（４）により除去ユニットに送りこまれる。
被記録部材（１）は、内部に発熱体（７）を有する搬送ローラ（８）、支持ローラ（９）、弾性ローラ（１４）に支持され回動する１００μｍ厚のポリエーテルエーテルケトンフィルム（スミライトＦＳ−１１００Ｃ 住友ベークライト社製）からなる剥離部材（１０）と、その搬送ローラ（８）に対向する位置で剥離部材に接して回転するローラ（１１）との間に挟持されて、加熱されながら搬送される。
搬送ローラ（８）には、搬送ローラ（８）の温度を測定して加熱温度を制御するための温度測定素子（１３）が接している。

これにより画像形成材料は、被記録部材（１）から剥離部材（１０）に転写されて被記録部材から剥離除去される。
なお、回動する剥離部材（１０）には、剥離部材（１０）に張りを持たせるための押し当てローラ（１２）が接しており、また、剥離部材（１０）に転写された画像形成材料を除去するためのクリーニング部材（１５）が弾性ローラ（１４）と対向する位置で接している。
画像形成材料が除去された被記録部材は剥離部材（１０）から分離、排出される。

（実施例１〜９）
リコー社製イマジオトナータイプ１８トナーから着色剤を除き、像保持体と画像形成材料の接着力を加熱前よりも低下させる物質：Ｘ、物質Ｘの含有量：Ｚ重量％ を混合した剥離材料αを、リコー社製イマジオコピー機のトナー供給部に入れ、トナー画像ＩＤ＝１．２の画像を被記録部材（１）上に定着形成させた。
その定着された被記録部材（１）上に、通常通りトナータイプ１８トナーを入れたリコー社製イマジオコピー機で、トナー画像ＩＤ＝１．２の画像を定着形成させた。

次に、図１で説明した被記録部材の再生装置を用い、このトナー画像を搬送ローラ（８）の温度約１１０℃で、被記録部材（１）の送り速度約３０ｍｍ／秒で有するＰＰＣ用紙からトナーを剥離除去して、ＰＰＣ用紙を再生した。
但し実施例（５）はトナー樹脂と共融化現象を起こすことから、定着温度、剥離温度をともに１０℃低く、定着９０℃、剥離１００℃にて実施している。

（比較例１）
剥離材料を画像形成前に定着させない以外は、実施例１と同様に画像形成し、ＰＰＣ用紙の再生を行なった。

評価結果を下記表１に示す。
評価レベルは、次のとおりである。
（定着度合い）
○：爪でこすって剥離されない。
△：爪でこすって一部未剥離部が存在する。
×：指でこすって剥離される。
（剥離度合い）
５：全面が剥離される。
４：全面がほぼ剥離され、若干未剥離部が存在する。
３：未剥離部が存在する。
２：未剥離部がかなり存在する。
１：ほとんど剥離されない。

実施例及び比較例において用いた被記録部材の再生装置の概要を示す断面図である。

符号の説明

１ 被記録部材
２ 給紙トレイ
３ 給紙ローラ
４ ガイド板
７ 発熱体
８ 搬送ローラ
９ 支持ローラ
１０ 剥離部材
１１ ローラ
１２ 押し当てローラ
１３ 温度測定素子
１４ 弾性ローラ
１５ クリーニング部材

Claims (8)

1. 被記録部材の画像保持面から剥離可能な画像形成材料からなる画像を該画像保持面上に形成することができる画像形成装置であって、該画像形成材料からなる画像を該画像保持面に形成する手段と、該画像保持面に付着した前記画像形成材料を剥離するため剥離材料を該画像保持面に付着させる手段とを有し、該剥離材料を該画像保持面に付着させる手段が、電子写真感光体を使用するものであることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記剥離材料を前記画像保持面に付着させる手段が、前記被記録部材の画像保持面と画像形成材料との間に剥離材料を付着させるものであることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 電子写真感光体と、その表面を均一に帯電させる帯電手段と、その帯電手段により均一に帯電された該感光体の表面に潜像を形成する潜像形成手段と、潜像を被記録部材に転写する転写手段と、被記録部材に転写された潜像に剥離材料を付加し、剥離材料による画像様パターンを形成する手段と、その剥離材料により形成された画像様パターンを、画像保持面に定着させる定着手段とを備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 剥離材料により形成された画像様パターンと画像形成材料により形成された画像とを同時に定着させる手段を持つことを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 該剥離材料が、記録された画像を加熱したとき、被記録部材の画像保持面と画像形成材料との接着力を、加熱する前の接着力よりも低下させることのできる物質を含有したものであることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の画像形成装置。
6. 主成分が透明な樹脂である剥離材料を用いることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
7. 該剥離材料において、接着力を低下させる物質が、少なくとも親水基と親油基を有することを特徴とする請求項５または６に記載の画像形成装置。
8. 該剥離材料が帯電制御材を含有することを特徴とする請求項５乃至７の何れかに記載の画像形成装置。
   
   
   

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