JP2011128593A - 画像除去装置及び画像形成除去システム - Google Patents

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敏之 武藤
Yusuke Taneda
裕介 種子田
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Abstract

【課題】クリーニング部材に転移した熱可塑性画像形成物質をクリーニングブレードで除去する際の粘性抵抗を小さくすることが可能な画像除去装置を提供する。
【解決手段】剥離ローラ102を回転させながら、熱可塑性画像形成物質を被記録材Rから剥離ローラ102に熱転写することにより剥離する剥離手段と、クリーニングローラ105を加熱すると共に剥離ローラ102と摺動させることにより、熱可塑性画像形成物質をクリーニングローラ105に転移させる。クリーニングローラ105に転移した熱可塑性画像形成物質を掻き落とすクリーニングブレード106をクリーニングローラ105が回転する方向に対して略垂直な方向に往復移動させ、クリーニングローラ105に当接する側の先端の長さは、クリーニングローラ105の熱可塑性画像形成物質が転移する領域のクリーニングローラ105が回転する方向に対して略垂直な方向の長さよりも小さい。
【選択図】図1

Description

本発明は、画像除去装置及び画像形成除去システムに関する。
近年、電子写真法、インクジェット記録法、熱転写記録法が用いられているプリンタ、アナログ複写機、デジタル複写機、印刷機等の画像形成装置が普及している。このような画像形成装置を用いて画像が形成される被記録材として、一般に用いられている紙は、再生可能な木材パルプを原料としている。
しかしながら、紙を製造するために、木材からパルプを抽出する工程、抄紙した紙を乾燥する工程で、多くのエネルギーが消費される。このような紙を製造する工程の一部では、木材からバルプを抽出した残渣である黒液等のバイオマス由来の燃料が使用されているが、全工程では、多量の化石燃料が使用されているのが現状である。
化石燃料を使用することにより発生する二酸化炭素は、地球の温暖化を生じる原因物質とされていることに加え、化石燃料の枯渇を防ぐことからも、紙の使用量を低減することが望まれている。また、紙の消費量を低減することにより、森林を保護して、生態系を維持し、地球環境の悪化を防止することも重要な社会的な課題である。さらに、紙には、一般に、燃焼、腐敗しない無機成分が添加されているため、紙が廃棄されると、一定の割合で埋め立てが必要な廃棄物が発生する。
このため、熱可塑性画像形成物質を用いて、リユーザブル被記録材に画像を形成した後、熱可塑性画像形成物質を剥離部材に熱転写して剥離することにより画像を除去することにより、リユーザブル被記録材を繰り返し使用する方法が知られている。
特許文献1には、被記録材上に形成された熱可塑性を有する画像形成物質を、被記録材とローラ形状剥離部材を重ね合わせて画像形成物質が加熱された状態で加圧して画像形成物質をローラ形状剥離部材に接着させた後、被記録材をローラ形状剥離部材から分離することにより被記録材上の画像形成物質をローラ形状剥離部材に転写して除去する画像除去装置が開示されている。この画像形成装置は、画像形成物質に対して接着性を示す材料で表面が構成された転移クリーニングローラをローラ形状剥離部材と連れ回りさせず、ローラ形状剥離部材と加圧・接触・摺動するように駆動・搬送して、被記録材からローラ形状剥離部材に転写された画像形成物質を、一旦、転移クリーニングローラに転移する。転移クリーニング部材に転移した画像形成物質は、クリーニングブレードにより除去される。
しかしながら、転移クリーニングローラの回転軸に対して平行な方向の長さが大きくなると、転移クリーニングローラに転移した画像形成物質をクリーニングブレードで除去する際の粘性抵抗が大きくなるという問題がある。
本発明は、上記従来技術が有する問題に鑑み、クリーニング部材に転移した熱可塑性画像形成物質をクリーニングブレードで除去する際の粘性抵抗を小さくすることが可能な画像除去装置及び該画像除去装置を有する画像形成除去システムを提供することを目的とする。
請求項1に記載の発明は、被記録材に形成されている熱可塑性画像形成物質からなる画像を除去する装置であって、剥離部材を搬送しながら、前記熱可塑性画像形成物質を前記被記録材から該剥離部材に熱転写することにより剥離する剥離手段と、クリーニング部材を加熱すると共に搬送しながら、該クリーニング部材と前記剥離部材を摺動させることにより、該剥離部材に熱転写された熱可塑性画像形成物質を該クリーニング部材に転移させる第一のクリーニング手段と、該クリーニング部材に転移した熱可塑性画像形成物質を掻き落とす第二のクリーニング手段を有し、前記剥離部材及び前記クリーニング部材は、それぞれ独立に、ローラ又はエンドレスベルトであり、前記第二のクリーニング手段は、該クリーニング部材に当接するクリーニングブレードを該クリーニング部材が回転する方向に対して略垂直な方向に往復移動させ、前記クリーニングブレードの前記クリーニング部材に当接する側の先端は、前記クリーニング部材が回転する方向に対して略垂直な方向になるように配置されており、前記クリーニングブレードの前記クリーニング部材に当接する側の先端の長さは、前記クリーニング部材の熱可塑性画像形成物質が転移する領域の前記クリーニング部材が回転する方向に対して垂直な方向の長さよりも小さい。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の画像除去装置において、前記クリーニングブレードは、前記クリーニング部材に当接する側の先端部の前記クリーニング部材が回転する方向に対して垂直な方向の一端又は両端の前記クリーニング部材が回転する方向に対して上流側に板状部材が設けられていることを特徴とする。
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の画像除去装置において、前記板状部材は、前記クリーニングブレードと別体で設けられていると共に、前記クリーニング部材に当接しており、前記板状部材をクリーニング部材に当接させる押し付け力は、前記クリーニングブレードをクリーニング部材に当接させる押し付け力よりも小さいことを特徴とする。
請求項4に記載の発明は、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の画像除去装置において、前記クリーニングブレードは、前記クリーニング部材に当接する側の先端を含む領域にフッ素樹脂を含む離型層が形成されていることを特徴とする。
請求項5に記載の発明は、請求項1乃至4のいずれか一項に記載の画像除去装置において、前記クリーニングブレードは、前記クリーニングブレードを前記クリーニング部材に付勢する付勢手段が設けられている保持部材により保持されていることを特徴とする。
請求項6に記載の発明は、請求項1乃至5のいずれか一項に記載の画像除去装置において、前記クリーニングブレード及び第二のブレードが固定されているブレード部材を有し、前記第二のブレードは、前記クリーニング部材が回転する方向に対して前記クリーニングブレードの下流側で前記クリーニング部材に当接するように配置されており、前記第二のブレードの前記クリーニング部材に当接する側の先端は、前記クリーニングブレードの前記クリーニング部材に当接する側の先端に対して略平行であることを特徴とする。
請求項7に記載の発明は、請求項6に記載の画像除去装置において、前記第二のブレードは、フッ素樹脂、フッ素ゴム又はシリコーンゴムを含むことを特徴とする。
請求項8に記載の発明は、請求項6又は7に記載の画像除去装置において、前記第二のブレードの前記クリーニング部材に当接する側の先端の長さは、前記クリーニングブレードの前記クリーニング部材に当接する側の先端の長さよりも大きいことを特徴とする。
請求項9に記載の発明は、請求項1乃至8のいずれか一項に記載の画像除去装置において、前記クリーニングブレードが前記クリーニング部材の熱可塑性画像形成物質が転移する領域の両端に当接した場合に、前記クリーニング部材が少なくとも1回転する間、停止した後、逆方向に移動するように制御する制御手段をさらに有することを特徴とする。
請求項10に記載の発明は、請求項1乃至9のいずれか一項に記載の画像除去装置において、前記クリーニングブレードの前記クリーニング部材に当接する側の先端は、前記クリーニング部材が回転する方向に対して略垂直であることを特徴とする。
請求項11に記載の発明は、被記録材に形成されている熱可塑性画像形成物質からなる画像を除去する装置であって、表面に熱可塑性組成物層が形成されている剥離部材を搬送しながら、前記熱可塑性画像形成物質を前記被記録材から該剥離部材に熱転写することにより剥離する剥離手段と、クリーニング部材を加熱すると共に搬送しながら、該クリーニング部材と前記剥離部材を摺動させることにより、該剥離部材に熱転写された熱可塑性画像形成物質及び前記熱可塑性組成物層を該クリーニング部材に転移させる第一のクリーニング手段と、該クリーニング部材に転移した熱可塑性画像形成物質及び熱可塑性組成物層を掻き落とす第二のクリーニング手段と、前記剥離部材に熱転写された熱可塑性画像形成物質及び前記熱可塑性組成物層が前記クリーニング部材に転移した剥離部材に前記熱可塑性組成物層を形成する熱可塑性組成物層形成手段を有し、前記剥離部材及び前記クリーニング部材は、それぞれ独立に、ローラ又はエンドレスベルトであり、前記第二のクリーニング手段は、該クリーニング部材に当接するクリーニングブレードを該クリーニング部材が回転する方向に対して略垂直な方向に往復移動させ、前記クリーニングブレードの前記クリーニング部材に当接する側の先端は、前記クリーニング部材が回転する方向に対して略垂直な方向になるように配置されており、前記クリーニングブレードの前記クリーニング部材に当接する側の先端の長さは、前記クリーニング部材の熱可塑性画像形成物質が転移する領域の前記クリーニング部材が回転する方向に対して垂直な方向の長さよりも小さいことを特徴とする。
請求項12に記載の発明は、画像形成除去システムにおいて、請求項1乃至11のいずれか一項に記載の画像除去装置と、前記被記録材に前記画像を形成する画像形成装置を有することを特徴とする。
請求項13に記載の発明は、請求項12に記載の画像形成除去システムにおいて、前記被記録材は、前記画像除去装置により画像を除去できることを示す識別情報が付与されており、前記画像形成装置は、前記識別情報を検知する第一の検知手段を有し、前記画像除去装置は、前記識別情報を検知する第二の検知手段をさらに有し、前記第一の検知手段が前記識別情報を検知した時のみに、前記被記録材に前記画像を形成するように前記画像形成装置を制御すると共に、前記第二の検知手段が前記識別情報を検知した時のみに、前記画像が形成された被記録材から前記画像を除去するように前記画像除去装置を制御する制御手段をさらに有することを特徴とする。
請求項14に記載の発明は、請求項12に記載の画像形成除去システムにおいて、前記被記録材は、前記画像除去装置により画像を除去できることを示す第一の識別情報が付与されており、前記画像形成装置は、前記第一の識別情報を検知する第一の検知手段を有すると共に、前記被記録材に前記画像を形成すると共に、第二の識別情報を付与し、前記画像除去装置は、前記第二の識別情報を検知する第二の検知手段をさらに有し、前記第一の検知手段が前記第一の識別情報を検知した時のみに、前記被記録材に前記画像を形成するように前記画像形成装置を制御すると共に、前記第二の検知手段が前記第二の識別情報を検知した時のみに、前記画像が形成された被記録材から前記画像を除去するように前記画像除去装置を制御する制御手段をさらに有することを特徴とする。
本発明によれば、クリーニング部材に転移した熱可塑性画像形成物質をクリーニングブレードで除去する際の粘性抵抗を小さくすることが可能な画像除去装置及び該画像除去装置を有する画像形成除去システムを提供することができる。
本発明の画像除去装置の一例を示す図である。 剥離ローラからリユーザブル被記録材を分離する方法を示す図である。 図1の画像除去装置の部分拡大図である。 図1のクリーニングブレードを示す図である。 図1のクリーニングブレードを保持するホルダーを示す断面図である。 図1のクリーニングブレードを用いて、熱可塑性画像形成物質を掻き落とす方法を示す下面図である。 図1のクリーニングブレードの変形例を示す斜視図である。 図7のブレード部材のクリーニングローラに対する配置を示す断面図である。 図7のブレード部材の変形例を示す図である。 図9のブレード部材の変形例を示す図である。 本発明の画像除去装置の変形例を示す図である。 図11の剥離ローラを示す図である。 本発明の画像除去装置の変形例を示す図である。 本発明の画像形成除去システムの一例を示す図である。 本発明の画像形成除去システムの他の例を示す図である。
次に、本発明を実施するための形態を図面と共に説明する。
図1に、本発明の画像除去装置の一例を示す。画像除去装置100には、加熱加圧ローラ101と、加熱加圧ローラ101と対向する、剥離部材としての剥離ローラ102及びガイド板103が設けられている。加熱加圧ローラ101は、バネ等の付勢手段(不図示)を用いて、片側当たり20〜200Nの押し付け力を両端部に印加することにより、剥離ローラ102に付勢されており、ニップが形成されている。熱可塑性画像形成物質からなる画像が形成されているリユーザブル被記録材Rは、ニップに搬送されると、加熱加圧され、軟化した熱可塑性画像形成物質を介して、剥離ローラ102に接着する。次に、剥離ローラ102に接着されたリユーザブル被記録材Rは、剥離ローラ102とガイド板103が交差する位置Aにおいて、両側部の角度が変えられた後、分離板104により分離される(図2参照)。ガイド板103は、リユーザブル被記録材Rの両側部と重なるように設けられており、分離板104は、リユーザブル被記録材Rが分離する角度が90〜180°となるように設けられている。その結果、リユーザブル被記録材Rに形成されていた熱可塑性画像形成物質を剥離ローラ102に熱転写することにより剥離することができる。このとき、剥離ローラ102は、両端部が軸受け(不図示)で保持されており、軸受けの一方に設けられたギアに、駆動モータ(不図示)からの駆動力が伝達されることにより、回転することができる。なお、剥離ローラ102の代わりに、剥離部材として、エンドレスベルトを用いてもよい。また、ガイド板103及び分離板104を設置する代わりに、バネ等の付勢手段を用いて、分離板や分離爪を剥離ローラ102に当接させてもよい。
また、画像除去装置100には、熱可塑性画像形成物質が熱転写された剥離ローラ102と摺動して、熱可塑性画像形成物質が転移するクリーニングローラ105、クリーニングローラ105に転移した熱可塑性画像形成物質を掻き落とすクリーニングブレード106及びクリーニングブレード106により掻き落とされた熱可塑性画像形成物質が回収される回収容器107が設けられている。このとき、クリーニングローラ105は、バネ等の付勢手段(不図示)を用いて、片側当たり5〜50Nの押し付け力を両端部に印加することにより、剥離ローラ102に付勢されており、ニップが形成されている。また、クリーニングローラ105は、両端部が軸受け(不図示)で保持されており、軸受けの一方に設けられたギアに、駆動モータ(不図示)からの駆動力が伝達されることにより、回転することができる。さらに、クリーニングローラ105の回転軸は、剥離ローラ102の回転軸に平行である。なお、クリーニングローラ105の代わりに、クリーニング部材として、エンドレスベルトを用いてもよい。
クリーニングブレード106のクリーニングローラ105に当接する側の先端の長さは、クリーニングローラ105の熱可塑性画像形成物質が転移する領域のクリーニングローラ105の回転軸に対して平行な方向の長さよりも小さい。このため、後述するように、クリーニングブレード106をクリーニングローラ105の回転軸に対して平行な方向に往復移動させることにより、クリーニングローラ105に転移した熱可塑性画像形成物質を掻き落とす。これにより、クリーニングローラ105に転移した熱可塑性画像形成物質をクリーニングブレード106で除去する際の粘性抵抗を小さくすることができる。また、クリーニングブレード106のクリーニングローラ105に当接する側の先端部に、磨耗劣化等により欠け等の欠陥が発生しても、欠陥に起因する筋状のムラが同一の箇所に存在し続けることを抑制できる。
なお、クリーニングローラ105の熱可塑性画像形成物質が転移する領域は、クリーニングローラ105の剥離ローラ102と摺動する領域であり、クリーニングローラ105の回転軸に対して平行な方向の長さは、通常、搬送されるリユーザブル被記録材Rの幅と略同一である。例えば、幅が210mmのA4サイズのリユーザブル被記録材Rが搬送される場合、クリーニングローラ105の熱可塑性画像形成物質が転移する領域のクリーニングローラ105の回転軸に対して平行な方向の長さは、190〜240mm程度である。
一方、画像除去装置100には、リユーザブル被記録材Rが収納されるトレー108R、トレー108R内に収納されたリユーザブル被記録材Rを一枚ずつ供給するローラ109R、ローラ109Rにより供給されたリユーザブル被記録材Rを搬送するローラ対110Rが設けられている。
また、画像除去装置100には、後述するリユーザブル被記録材Rの識別情報を検知するセンサ111が設けられている。
センサ111は、リユーザブル被記録材Rの識別情報を検知すると、CPU、ROM、RAM等を有する制御手段(不図示)に信号を送信する。次に、制御手段は、信号を受信すると、リユーザブル被記録材Rを、加熱加圧ローラ101と剥離ローラ102の間に搬送する。一方、センサ111は、リユーザブル被記録材Rの識別情報を検知しないと、制御手段に信号を送信せず、制御手段は、被記録材をトレー112に搬送するように制御する。
さらに、画像除去装置100には、熱可塑性画像形成物質が剥離されたリユーザブル被記録材Rを排出するローラ対113及びリユーザブル被記録材Rが排出されるトレー114が設けられている。
熱可塑性画像形成物質としては、特に限定されないが、電子写真法、熱転写記録法、ソインクジェット記録法等で用いられる画像形成物質が挙げられる。このような画像形成物質は、熱可塑性樹脂を50〜98質量%、着色剤を1〜15質量%、離型剤を1〜10質量%含むことが好ましい。また、離型剤は、融点が60〜110℃であることが好ましい。
リユーザブル被記録材Rは、基材の表面に、熱可塑性画像形成物質との定着性を低下させる物質が付与された被記録材である。
基材としては、紙、合成紙、樹脂フィルム等が挙げられるが、耐熱性が高いことから、紙が好ましい。
熱可塑性画像形成物質との定着性を低下させる物質としては、シリコーン樹脂、シランカップリング剤、フッ素樹脂、オレフィン樹脂、界面活性剤、サイズ剤、離型剤等が挙げられるが、オレフィン−無水マレイン酸共重合体が好ましい。このとき、オレフィン−無水マレイン酸共重合体の剥離部材や被記録材の内部へ移行を防止し、被記録材を繰り返し使用できることから、オレフィンは、炭素数が10〜20のα位に二重結合を有するオレフィンが好ましい。
リユーザブル被記録材Rとしては、特に限定されないが、シリコーン化合物が表面に付与された被記録材(特開平9−204060号公報、特開平9−204061号公報参照)、界面活性剤が表面に付与された被記録材(特開平10−74025号公報参照)、直鎖または分岐したアルキル基またはアルケニル基を有する化合物が表面に付与された被記録材(特開2005−234162号公報)、オレフィン−無水マレイン酸共重合体が表面に付与された被記録材(特開2006−78618号公報)等が挙げられる。
なお、基材として、紙を用いる場合は、ベック平滑度計による平滑度が90秒以上とすることが好ましい。リユーザブル被記録材Rの表面の凹凸を小さくするためには、基材の表面に、白色顔料と樹脂を含む目止め層を形成してもよい。白色顔料としては、炭酸カルシウム、酸化チタン、酸化亜鉛、硫酸バリウム等が挙げられる。また、樹脂としては、スチレン−ブタジエン重合体、アクリル樹脂、ポリビニルアルコール、でんぷん、ポリ酢酸ビニル、カルボキシメチルセルロース、アルギン酸、アラビアゴム等が挙げられる。なお、目止め層は、熱可塑性画像形成物質との定着性を低下させる物質をさらに含んでもよい。
なお、リユーザブル被記録材Rは、画像除去装置100により画像を除去できることを示す識別情報として、切り欠き、穴等の形状、バーコード等の画像が付与されており、識別情報は、画像除去装置100により消去されない。
加熱加圧ローラ101は、図3に示すように、アルミニウム、SUS等の金属からなる基材101aの表面に、熱可塑性画像形成物質等の付着を防止するために、PTFE、PFA等のフッ素樹脂を含む離型層101bが設けられている。また、加熱加圧ローラ101には、ヒータ101cが内蔵されている。ヒータ101cとしては、ハロゲンランプ、赤外線ランプ、IHヒータ等を用いることができる。さらに、加熱加圧ローラ101には、接触式又は非接触式の温度センサ(不図示)が設けられており、表面の温度が制御される。なお、熱可塑性画像形成物質の熱特性にもよるが、加熱加圧ローラ101の表面の温度は、通常、80〜180℃であり、90〜150℃が好ましい。これにより、熱可塑性画像形成物質を65〜130℃に加熱することができる。
剥離ローラ102は、図3に示すように、基材102a上に、弾性体層102b及び樹脂層102cが順次積層されている。
基材102aは、アルミニウム、SUS等の金属からなる。
弾性体層102bは、ゴム硬度が20〜60°のシリコーンゴム、シリコーンゴムの発泡体等の耐熱性ゴムからなる。弾性体層102bは、厚さが1〜10mmであることが好ましい。これにより、2〜20mmのニップを形成することができる。
樹脂層102cは、ポリイミド、ポリエーテルエーテルケトン等の熱可塑性画像形成物質に対して接着性を有する耐熱性樹脂からなる。このため、樹脂層102cは、リユーザブル被記録材Rに形成されている熱可塑性画像形成物質を熱転写する際に、熱可塑性画像形成物質を接着することができる。樹脂層102cは、厚さが20〜100μmであることが好ましい。
クリーニングローラ105は、図3に示すように、アルミニウム、ステンレス等の金属又はステンレスからなる基材105aを有し、ヒータ105bが内蔵されている。ヒータ105bとしては、ハロゲンランプ、赤外線ランプ、IHヒータ等を用いることができる。さらに、クリーニングローラ105には、接触式又は非接触式の温度センサ(不図示)が設けられており、表面の温度が制御される。なお、熱可塑性画像形成物質の熱特性にもよるが、クリーニングローラ105の表面の温度は、剥離ローラ102の表面の温度よりも10〜40℃高いことが好ましい。基材105aとして用いられるアルミニウムは、耐久性を向上させるために、アルマイト処理等の表面処理がされていることが好ましい。
クリーニングローラ105の周速は、剥離ローラ102の周速よりも大きいが、剥離ローラ102の周速の2〜6倍であることが好ましい。これにより、剥離ローラ102から熱可塑性画像形成物質が転移する速度を大きくすることができる。なお、糸曳き現象の発生を抑制するために、クリーニングローラ105が回転する向きは、剥離ローラ102が回転する向きとは逆向きであることが好ましい。
クリーニングブレード106は、図4に示すように、本体106aのクリーニングローラ105に当接する側の先端部のクリーニングローラ105の回転軸に対して平行な方向の両端のクリーニングローラ105が回転する方向に対して上流側に、クリーニングローラ105と近接する略直方体形状の薄板106bが設けられており、一体化されている。このため、クリーニングブレード106がクリーニングローラ105の回転軸に対して平行な方向に移動するときに、クリーニングブレード106により掻き取られた熱可塑性画像形成物質が漏れ出すことを抑制できる。このとき、本体106aのクリーニングローラ105に当接する側の先端Bがクリーニングローラ105の回転軸に対して平行になるように配置されている。なお、図4(a)及び(b)は、それぞれ斜視図及び断面図である。
本体106aの先端Bの角度αは、30〜90°である。αが鈍角になると、クリーニングローラ105とクリーニングブレード106の間の押し付け力を大きくしないと、クリーニングローラ105に転移した熱可塑性画像形成物質を十分に堰き止められないことがある。このため、αが鋭角であることが好ましいが、αが小さすぎると、本体106aの強度が不十分となることがある。
また、クリーニングローラ105の回転軸及び本体106aの先端Bを含む平面と、本体106aの熱可塑性画像形成物質を掻き落とす側の面のなす角βは、クリーニングローラ105が回転する向きを正とすると、通常、0〜45°である。βが小さすぎる、即ち、負の絶対値が大きすぎると、熱可塑性画像形成物質を掻き落とすことが困難になることがあり、大きすぎる、即ち、正の絶対値が大きすぎると、αを小さくしなければならないため、本体106aの強度が不十分となることがある。
本体106aの先端Bの長さは、通常、クリーニングローラ105の熱可塑性画像形成物質が転移する領域の回転軸に対して平行な方向の長さの1/12〜1/2倍であり、1/8〜1/4倍が好ましい。先端Bの長さが短すぎると、クリーニングローラ105に転移した熱可塑性画像形成物質の全量を掻き取るのに必要な時間が長くなることがあり、長すぎると、熱可塑性画像形成物質を除去する際の粘性抵抗を小さくできないことがある。
本体106aを構成する材料としては、耐熱性材料であれば、特に限定されないが、アルミニウム、ステンレス等の金属;ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンサルファイド、ポリブチレンテレフタレート、フッ素樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂等の耐熱性樹脂等が挙げられる。このとき、耐熱性樹脂にガラス繊維を添加すると、熱膨張係数を小さくすることができる。これにより、クリーニングローラ105に当接する側の先端Bの熱膨張を抑制することができる。
また、本体106aは、金属と耐熱性樹脂から構成されていてもよく、例えば、クリーニングローラ105に当接する側の先端部及び先端部以外の部分が、それぞれ耐熱性樹脂及び金属から構成されていてもよい。
薄板106bの厚さは、通常、0.3〜2mmである。薄板106bが薄すぎると、薄板106bの強度が不十分になったり、加工が困難になったりすることがあり、厚すぎると、クリーニングブレード106の有効幅が不十分となることがある。
薄板106bの本体106aの熱可塑性画像形成物質を掻き落とす側の面からの高さは、通常、3〜10mmである。この高さが低すぎると、クリーニングブレード106がクリーニングローラ105の回転軸に対して平行な方向に移動するときに、クリーニングブレード106により掻き取られた熱可塑性画像形成物質が漏れ出すことがある。
薄板106bの長さは、クリーニングブレード106により掻き取られた熱可塑性画像形成物質が確実に本体106aから落下するまで漏れ出さないようにすることが可能であれば、特に限定されないが、通常、3〜20mmである。
また、薄板106bは、クリーニングローラ105と対向する面と、クリーニングローラ105との間に隙間が形成されるように、本体106aに設置されている。
このとき、薄板106bのクリーニングローラ105と対向する面と、本体106aの先端Bにおけるクリーニングローラ105の接平面との距離は、クリーニングローラ105に転移した熱可塑性画像形成物質の厚さ、クリーニングローラ105の偏心量を考慮すると、通常、0.2〜0.5mm程度である。この距離が小さすぎると、薄板106bがクリーニングローラ105に当接して、クリーニングローラ105に転移した熱可塑性画像形成物質を掻き取ることがある。一方、この距離が大きすぎると、クリーニングブレード106がクリーニングローラ105の回転軸に対して平行な方向に移動する時に、クリーニングブレード106により掻き取られた熱可塑性画像形成物質が漏れ出すことがある。
なお、薄板106bは、略直方体形状に限定されず、クリーニングローラ105と対向する面が、曲面であってもよく、クリーニングローラ105との間に隙間を形成することを考慮すると、凹曲面が好ましい。
このとき、クリーニングローラ105との間に隙間を形成することを考慮すると、薄板106bのクリーニングローラ105と対向する凹曲面のクリーニングローラ105の回転軸に対して垂直な断面の曲率半径がクリーニングローラ105の回転軸に対して垂直な断面の曲率半径よりも大きいことが好ましい。薄板106bのクリーニングローラ105と対向する凹曲面のクリーニングローラ105の回転軸に対して垂直な断面の曲率半径がクリーニングローラ105の回転軸に対して垂直な断面の曲率半径以下であると、薄板106bがクリーニングローラ105に転移した熱可塑性画像形成物質を掻き取ることがある。
薄板106bを構成する材料としては、耐熱性材料であれば、特に限定されないが、アルミニウム、ステンレス等の金属;ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンサルファイド、ポリブチレンテレフタレート、フッ素樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂等の耐熱性樹脂等が挙げられる。このとき、耐熱性樹脂にガラス繊維を添加すると、熱膨張係数を小さくすることができる。これにより、薄板106bの熱膨張を抑制することができる。
このとき、一体に成型できることから、本体106aと薄板106bを構成する材料が同一であることが好ましい。
クリーニングブレード106は、先端Bを含む領域に、PTFE、PFA等のフッ素樹脂を含む離型層が形成されていることが好ましい。これにより、熱可塑性画像形成物質の固着を抑制することができる。なお、離型層は、フッ素樹脂を含む塗布液を塗布又は含浸することにより、形成することができる。
なお、クリーニングブレード106に、セラミックヒータ、ラバーヒータ等のヒータを設けて、クリーニングブレード106を120〜170℃に加熱してもよい。
クリーニングブレード106は、図5に示すように、ホルダー121に保持されている。ホルダー121は、凹部が形成されている本体121aを有し、本体121aの凹部に、クリーニングブレード106をクリーニングローラ105に付勢する複数の付勢手段121bが設けられている。このとき、クリーニングブレード106のクリーニングローラ105と当接しない側の端部が本体121aの凹部に配置されているため、付勢手段121bが付勢する方向以外にクリーニングブレード106が移動することを抑制できる。なお、図5(a)及び(b)は、それぞれクリーニングローラ105の回転軸Dに対して垂直な方向及び平行な方向の断面図である。
本体121aを構成する材料としては、高剛性の耐熱性材料であれば、特に限定されないが、アルミニウム等の金属、ガラス繊維が添加された耐熱性樹脂等が挙げられる。
付勢手段121bとしては、特に限定されないが、バネ、ゴム等の弾性体、エアシリンダー等が挙げられる。このとき、クリーニングブレード106は、付勢手段121bを用いて、0.1〜1.0N/mm程度の単位長さ当たりの押し付け力を印加することにより、クリーニングローラ105に付勢されている。
なお、ホルダー121の代わりに、クリーニングブレード106の底面にシリンダーピンを設けて、これを保持する構造としてもよい。このように、クリーニングローラ105に付勢されている時にクリーニングブレード106の姿勢を維持することが重要である。
ホルダー121は、クリーニングローラ105の熱可塑性画像形成物質が転移する領域を、クリーニングローラ105の回転軸Dに対して平行な方向に往復移動するスライダ122に固定されている。このとき、ステッピングモータ(不図示)を用いて、クリーニングローラ105の回転軸Dに対して平行に配置されているボールネジ123を回転させることにより、スライダ122を移動させることができる。ホルダー121をスライダ122に固定する構造は、断熱構造であることが好ましい。
なお、本体121aを省略して、スライダ122に複数の付勢手段121bを設けてもよい。また、リニアモータを用いて、スライダ122を往復移動させてもよい。
次に、図6を用いて、クリーニングローラ105に転移した熱可塑性画像形成物質を掻き落とす方法について説明する。まず、クリーニングローラ105に転移した熱可塑性画像形成物質Tは、加熱されて、流動化する。次に、流動化した熱可塑性画像形成物質Tは、クリーニングローラ105の回転軸Dに対して平行な方向に移動するクリーニングブレード106により堰き止められて、滞留する。さらに、滞留した熱可塑性画像形成物質T'が自重で落下する。このとき、クリーニングブレード106は、クリーニングローラ105に螺旋状の軌跡を描く。
このとき、クリーニングローラ105が1回転する間に、クリーニングブレード106が本体106aの先端Bの長さよりも小さい距離を移動することが好ましい。クリーニングブレード106が移動する速度が大きすぎると、螺旋状の軌跡の間に隙間が生じて、熱可塑性画像形成物質を十分に掻き落とせないことがある。一方、クリーニングブレード106が移動する速度が小さすぎると、クリーニングローラ105に熱可塑性画像形成物質が多く蓄積されて、クリーニング性能が低下することがある。
また、制御手段は、クリーニングブレード106がクリーニングローラ105の熱可塑性画像形成物質が転移する領域の両端に当接した場合に、クリーニングローラ105が少なくとも1回転する間、停止した後、逆方向に移動するように制御することが好ましい。これにより、クリーニングローラ105に転移した熱可塑性画像形成物質を確実に掻き落とすことができる。
なお、制御手段は、予めクリーニングローラ106の周速、直径の数値データを記憶しているので、例えば、クリーニングローラ106が1回転するのに必要な時間を算出し、クリーニングブレード106が停止する時間とすることができる。
なお、図示していないが、クリーニングローラ105を設けずに、クリーニングローラ105の代わりに、剥離ローラ102にクリーニングブレード106の先端が直接当接するように配置すると、剥離ローラ102に熱転写された熱可塑性画像形成物質を再加熱する必要があり、加熱できない場合は、クリーニングブレード106の本体106aの先端Bで熱可塑性画像形成物質を掻き取ることが困難になる。
図7に、クリーニングブレード106の変形例を示す。ブレード部材131は、クリーニングブレード106及びブレード131aがホルダー131bに固定されている。ブレード131aは、図8に示すように、クリーニングローラ105が回転する方向に対して、クリーニングブレード106の下流側でクリーニングローラ105に当接するように配置されている。このため、ブレード部材131をクリーニングローラ105に安定に当接させることができる。また、クリーニングブレード106の磨耗劣化等により欠け等の欠陥が発生しても、欠陥に起因する筋状のムラを平滑化することができ、その結果、剥離ローラ102への熱可塑性画像形成物質の転写を抑制することができる。
ブレード131aのクリーニングローラ105に当接する側の先端部のクリーニングローラ105の回転軸に垂直な断面の曲率半径は、通常、0.5〜3mmである。
また、ブレード131aのクリーニングローラ105に当接する側の先端Eは、クリーニングローラ105の回転軸に対して平行であり、クリーニングブレード106のクリーニングローラ105に当接する側の先端Eと平行である。
さらに、ブレード131aのクリーニングローラ105に当接する側の先端Eの長さは、クリーニングブレード106のクリーニングローラ105に当接する側の先端Bの長さよりも大きいことが好ましく、クリーニングブレード106がクリーニングローラ105に描く螺旋状の軌跡と先端Eの端部が交わる長さ以上であることが好ましい。これにより、クリーニングブレード106がクリーニングローラ105に描く螺旋状の軌跡に対応して、クリーニングブレード106により掻き取られた熱可塑性画像形成物質が漏れ出すことに起因する筋状のムラを効果的に平滑化することができる。
なお、ブレード131aの先端部は、クリーニングブレード106の本体106aと同様に、断面視すると、鋭角形状であってもよいが、ブレード131aの強度やクリーニングローラ105とブレード131aの摩擦抵抗を考慮すると、曲面形状であることが好ましい。
ブレード131aを構成する材料としては、耐熱性材料であれば、特に限定されないが、アルミニウム、ステンレス等の金属;ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンサルファイド、ポリブチレンテレフタレート、フッ素樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂等の耐熱性樹脂;フッ素ゴム、シリコーンゴム等の耐熱性ゴム等が挙げられる。中でも、熱可塑性画像形成物質に対する離型性が優れることから、フッ素樹脂、フッ素ゴム又はシリコーンゴムが好ましい。また、クリーニングブレード106のクリーニングローラ105に当接する側の先端部に、磨耗劣化等により欠け等の欠陥が発生しても、欠陥に起因する筋状のムラを平滑化できることから、フッ素ゴム又はシリコーンゴムが特に好ましい。
なお、ブレード131aの表面に、フッ素樹脂、フッ素ゴム又はシリコーンゴムを含む離形層が形成されていてもよい。
ホルダー131bを構成する材料としては、高剛性の耐熱性材料であれば、特に限定されないが、アルミニウム等の金属、ガラス繊維が添加された耐熱性樹脂、セラミックス等が挙げられる。
なお、ブレード部材131をホルダー121に保持する際は、クリーニングブレード106の場合と同様に、ブレード部材131のクリーニングローラ105と当接しない側の端部を本体121aの凹部に配置する。
図9に、ブレード部材131の変形例を示す。ブレード部材131'は、ブレード131aの代わりに、ブレード131a'を用いた以外は、ブレード部材131と同一の構成である。なお、図9(a)及び(b)は、それぞれ斜視図及び断面図である。
ブレード131a'の先端E'の角度α'は、通常、30〜90°である。α'が鈍角になると、クリーニングローラ105とクリーニングブレード106の間の押し付け力を大きくしないと、クリーニングブレード106により掻き取られた熱可塑性画像形成物質が漏れ出すことに起因する筋状のムラを平滑化することができないことがある。このため、α'が鋭角であることが好ましいが、α'が小さすぎると、ブレード131a'の強度が不十分となることがある。
また、クリーニングローラ105の回転軸及びブレード131a'の先端E'を含む平面と、ブレード131a'の筋状のムラを平滑化する側の面のなす角β'は、クリーニングローラ105が回転する向きを正とすると、通常、−90〜−45°である。βが小さすぎる、即ち、負の絶対値が大きすぎると、掻き取り作用が強くなりすぎてしまうため、筋状のムラを平滑化することが困難になることがあり、大きすぎる、即ち、負の絶対値が小さすぎると、αを小さくしなければならないため、ブレード131a'の強度が不十分となることがある。
図10に、ブレード部材131'の変形例を示す。ブレード部材131"は、クリーニングブレード106の代わりに、クリーニングブレード106a及び薄板106b'が設置されている以外は、ブレード部材131'と同一の構成である。このとき、クリーニングブレード106aは、本体106aと同一の構成である。また、薄板106b'は、支持ピン141及びバネ等の付勢手段142によりホルダー131bに保持されており、支持ピン141を中心に回転することが可能であり、付勢手段142によりクリーニングローラ105に付勢されている。さらに、薄板106b'は、クリーニングローラ105と対向する面が凹曲面であり、付勢手段142を用いて、0.1〜1.0N程度の押し付け力を印加することにより、クリーニングローラ105と対向する面と、クリーニングローラ105との間に隙間が形成されるように、クリーニングローラ105に付勢されている。このとき、クリーニングローラ105と薄板106b'の間の押し付け力は、クリーニングローラ105とクリーニングブレード106aの間の押し付け力よりも小さい。このため、薄板106b'がクリーニングローラ105に当接して、クリーニングローラ105に転移した熱可塑性画像形成物質を掻き取ること及びクリーニングローラ105とクリーニングブレード106aの間の押し付け力を阻害することを抑制できる。
このとき、クリーニングローラ105との間に隙間を形成することを考慮すると、薄板106b'のクリーニングローラ105と対向する凹曲面のクリーニングローラ105の回転軸に対して垂直な断面の曲率半径がクリーニングローラ105の回転軸に対して垂直な断面の曲率半径よりも大きいことが好ましい。薄板106b'のクリーニングローラ105と対向する凹曲面のクリーニングローラ105の回転軸に対して垂直な断面の曲率半径がクリーニングローラ105の回転軸に対して垂直な断面の曲率半径以下であると、薄板106b'がクリーニングローラ105に転移した熱可塑性画像形成物質を掻き取ることがある。
このように、クリーニングブレード106aと薄板106b'が一体化されていないため、クリーニングブレード106aのクリーニングローラ105に当接する側の先端の位置が磨耗等により変化しても、薄板106b'の位置をクリーニングブレード106aと独立して調整することができる。
図11に、本発明の画像除去装置の変形例を示す。画像除去装置100'は、剥離ローラ102の代わりに、熱可塑性組成物層102dがさらに設けられている剥離ローラ102'(図12参照)を用い、熱可塑性画像形成物質からなるベタ画像が形成されている媒体Mが収納されるトレー108M、トレー108M内に収納された媒体Mを一枚ずつ供給するローラ109M、ローラ109Mにより供給された媒体Mを搬送するローラ対110Mがさらに設けられており、所定のタイミングで熱可塑性組成物層102dを再生しながら、画像を除去する以外は、画像除去装置100と同様である。なお、図11において、図1と同一の構成については、同一の符号を付して、説明を省略する。
媒体Mは、公知の画像形成装置を用いて、リユーザブル被記録材Rに熱可塑性画像形成物質からなるベタ画像を形成することにより、作製することができる。このとき、媒体に形成するベタ画像の長さを剥離ローラ102の周長の整数倍とすることにより、均一な厚さの熱可塑性組成物層102dを形成することができる。
このとき、制御手段は、画像を除去する際に、クリーニングローラ105が回転しないように制御する。
一方、制御手段は、熱可塑性組成物層102dを再生する際に、ローラ109R及びローラ対110Rを停止して、クリーニングローラ105が回転するように制御する。これにより、剥離ローラ102'に熱転写された熱可塑性画像形成物質及び熱可塑性組成物層102dは、クリーニングローラ105に転移し、クリーニングブレード106を用いて掻き落とされる。その結果、剥離ローラ102'から熱可塑性組成物層102dが除去される。
次に、制御手段は、クリーニングローラ105が回転しないように制御し、媒体Mに形成されているベタ画像を、熱可塑性組成物層102dが除去された剥離ローラ102'に熱転写することにより、熱可塑性組成物層102dを形成した後、画像の除去を再開するように制御する。
なお、制御手段は、画像を除去する際に、クリーニングローラ105が回転しないように制御する代わりに、クリーニングローラ105を加熱しないように制御してもよいし、クリーニングローラ105を剥離ローラ102'に付勢しないように制御してもよい。
また、制御手段は、画像を除去する際に、剥離ローラ102'の周速をクリーニングローラ105の周速より大きくして、熱可塑性組成物層102dを再生する際に、剥離ローラ102'の周速をクリーニングローラ105の周速より小さくするように制御してもよい。例えば、クリーニングローラ105の周速を30mm/秒とし、画像を除去する際及び熱可塑性組成物層102dを再生する際の剥離ローラ102'の周速を、それぞれ60mm/秒及び10mm/秒とすることができる。
熱可塑性組成物層102dは、加熱加圧ローラ101を用いて、加熱すると共に加圧すると、軟化するため、リユーザブル被記録材Rの表面に凹凸が存在する場合やリユーザブル被記録材Rに高低差がある画像が形成されている場合でも、熱可塑性画像形性物質と接触することができ、熱可塑性画像形性物質を良好に熱転写することができる。
熱可塑性組成物層102dの厚さは、通常、5〜200μmであり、熱可塑性画像形成物質の接着性及びリユーザブル被記録材Rの分離性の点から、20〜100μmが好ましい。厚さが5μm未満であると、熱可塑性組成物層102dを形成する効果が不十分となることがあり、200μmを超えると、リユーザブル被記録材Rと剥離ローラ102'を分離しにくくなることがある。
熱可塑性組成物層102dは、熱可塑性画像形成物質の接着性の点から、熱可塑性画像形成物質に含まれる熱可塑性樹脂とSP値が近い熱可塑性樹脂を含むことが好ましい。このような熱可塑性樹脂としては、特に限定されないが、ポリエステル;ポリスチレン、ポリ(p−クロロスチレン)、ポリビニルトルエン等のスチレン及びその置換体の重合体;スチレン−p−クロロスチレン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−ビニルナフタレン共重合体、スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン−メタクリル酸グリシジル共重合体、スチレン−メタクリル酸ジメチルアミノエチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ジエチルアミノエチル共重合体、スチレン−アクリル酸ジエチルアミノプロピル共重合体、スチレン−エチレングリコールメタクリレート共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、スチレン−アクリロニトリル−インデン共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸エステル共重合体等のスチレン系共重合体;ポリメタクリル酸メチル、ポリメタクリル酸ブチル、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、エポキシ樹脂、エポキシポリオール樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、ポリビニルブチラール、ポリアクリル酸、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、脂肪族又は脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂等が挙げられる。
ポリエステルを合成する際に用いるカルボン酸としては、テレフタル酸、フマル酸、マレイン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ブラシル酸、ピロメリット酸、シトラコン酸、グルタコン酸、メサコン酸、イタコン酸、テラコン酸、フタル酸、イソフタル酸、ヘミメリト酸、メロファン酸、トリメシン酸、プレーニト酸、トリメリット酸等が挙げられ、二種以上併用してもよい。
ポリエステルを合成する際に用いるアルコールとしては、ビスフェノールA、水添ビスフェノールA、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ネオペンチルジオール、ヘキサメチレンジオール、ヘプタンジオール、オクタンジオール、ペンタグリセロール、ペンタエリトリトール、シクロヘキサンジオール、シクロペンタンジオール、ピナコール、グリセリン、エーテル化ジフェノール、カテコール、レゾルシノール、ピロガロール、ベンゼントリオール、フロログルシノール、ベンゼンテトラオール等が挙げられ、二種以上併用してもよい。
熱可塑性組成物層102dは、リユーザブル被記録材Rの分離性の点から、離型剤を含むことが好ましい。離型剤は、融点が60〜110℃であることが好ましい。このような離型剤としては、特に限定されないが、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、長鎖アルキル基を側鎖に有する樹脂、カルナバワックス、モンタンワックス、蜜ロウ、パラフィンワックス、ミクロクリスタリンワックス、高級アルキルアルコール類、高級脂肪酸類、高級脂肪酸のエステル類、高級アルキルアミド類等が挙げられる。
熱可塑性組成物層102dの組成は、熱可塑性画像形成物質の組成と略同一であることが好ましい。これにより、熱可塑性画像形成物質の接着性を向上させることができる。また、リユーザブル被記録材Rに形成されている熱可塑性画像形成物質の剥離を繰り返すと、熱可塑性組成物層102dは、リユーザブル被記録材Rから熱転写される熱可塑性画像形成物質と混合されるが、熱可塑性組成物層102dの組成が大きく変化しない。その結果、安定した熱可塑性画像形成物質の接着性及びリユーザブル被記録材Rの分離性が得られる。
図13に、本発明の画像除去装置の変形例を示す。画像除去装置100"は、リユーザブル被記録材Rに形成されていた熱可塑性画像形成物質を、順次、剥離ローラ102及び剥離ローラ102'に熱転写する以外は、画像除去装置100及び100'と同様である。なお、図13において、図1及び図11と同一の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。これにより、画像除去特性が向上すると共に、剥離ローラ102でリユーザブル被記録材Rに形成されていた熱可塑性画像形成物質の大部分を除去することができるため、熱可塑性組成物層102dを再生する頻度を少なくすることができる。
以上、剥離部材に熱転写された熱可塑性画像形成物質をクリーニング部材に転移する方法について説明したが、剥離部材に熱転写された熱可塑性画像形成物質をクリーニング部材に転写してもよい(特開平7−311520号公報参照)。
図14に、本発明の画像形成除去システムの一例を示す。なお、図14において、図1と同一の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。図14に示す画像形成除去システムは、筐体内に、画像除去装置100と画像形成装置200が設けられている。
まず、画像形成装置200について説明する。画像形成装置200は、タンデム型デジタルカラー電子写真装置である。画像形成装置200においては、感光体ドラム201Y、201M、201C及び201Bk上に、それぞれイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)及びブラック(Bk)のトナー画像が形成される。次に、バイアス電圧が印加された転写ローラ202Y、202M、202C及び202Bkにより、各色のトナー画像は、中間転写ベルト203に転写され、重ね合わされる。中間転写ベルト203上で重ね合わされたトナー画像は、バイアス電圧が印加された転写ローラ204により、一般紙P又はリユーザブル被記録材Rに転写された後、定着装置205の加熱された定着ローラ205aと加圧ローラ205bの間に搬送されてトナーが軟化し、一般紙P又はリユーザブル被記録材Rに定着される。以上のようにして、画像が形成された一般紙P又はリユーザブル被記録材Rは、ローラ対206を経て、トレー207上に排出される。
感光体ドラム201は、金属等の導電性基体上に、光導電体層や保護層が設けられており、帯電ローラ、ワイヤ帯電器等の帯電手段(不図示)により均一に帯電される。次に、均一に帯電された感光体ドラム201は、レーザー、LED、発光体−液晶光バルブ等の露光手段(不図示)により露光され、静電潜像が形成される。さらに、静電潜像が形成された感光体ドラム201は、磁気ローラやトナー搬送ローラを内部に有する現像手段(不図示)により、離型剤を含むトナーで現像され、トナー像が形成される。なお、トナー像が転写された後の感光体ドラム201上に残留したトナーは、クリーニング手段(不図示)により除去される。また、必要に応じて、トナー像が転写された後の感光体ドラム201上に残留した電荷を、交流帯電器、光照射器等の除電手段により除去してもよい。さらに、感光体ドラム201上に形成されたトナー像を、転写される前に、コロナ放電器等の帯電手段により均一に帯電してもよい。また、感光体ドラム201の表面電位を検知する手段と、帯電手段に印加する電圧を制御する手段により、環境変動や繰り返し使用による劣化があっても、感光体ドラム201の表面電位を一定に保持してもよい。逆に、トナー像が転写された後の感光体ドラム201上に残留したトナーを除去する必要がない場合には、クリーニング手段を除いてもよい。
中間転写ベルト203は、ローラ203a及び203bを内接するように設けられており、テンション印加機構(不図示)により、張力が印加されている。なお、必要に応じて、一般紙P又はリユーザブル被記録材Rにトナー像が転写された後に、中間転写ベルト203に残留したトナーを、ブラシ、ローラ等のクリーニング手段により除去してもよい。また、一般紙P又はリユーザブル被記録材Rにトナー像が転写された後に、中間転写ベルト203に残留した電荷を、除電手段により除去してもよいし、帯電手段により均一に帯電してもよい。
画像形成装置200は、一般紙用カセット208P及びリユーザブル被記録材用カセット208Rを有し、一般紙用カセット208Pには、上質紙等の一般紙Pが収納され、リユーザブル被記録材用カセット208Rには、リユーザブル被記録材Rが収納される。このとき、一般紙P及びリユーザブル被記録材Rは、それぞれローラ209P及び209Rにより、一枚ずつ供給され、ローラ対210P及び210Rにより、ローラ203aと転写ローラ204の間に搬送される。なお、必要に応じて、サイズの異なる一般紙又はリユーザブル被記録材や、使用可能な紙種を増加させたり、送り方向(縦送り、横送り)の異なる一般紙又はリユーザブル被記録材を収納させたりするために、カセットの数を増加させてもよい。
次に、図14の画像形成除去システムを用いて画像を形成する方法について説明する。画像形成除去システムは、操作パネル(不図示)や、画像形成除去システムに接続されているコンピュータのディスプレーに表示されるユーザインターフェイスにおいて、第一の制御モード又は第二の制御モードで画像を形成するかをユーザが選択できるように、CPU、ROM、RAM等を有する制御手段(不図示)、表示手段(不図示)、制御ソフト(不図示)、ボタン等の入力手段(不図示)等が設けられている。
第一の制御モードは、リユーザブル被記録材Rに画像を形成する制御モードであり、ユーザが第一の制御モードを選択した場合、制御手段は、リユーザブル被記録材用カセット208Rからリユーザブル被記録材Rを供給し、画像が形成された後、トレー207に搬送するように制御するように制御する。このとき、センサ211が、画像除去装置100により画像を除去できることを示す識別情報を検知すると、制御手段に信号を送信する。次に、制御手段は、信号を受信すると、リユーザブル被記録材Rに画像を形成すると共に、例えば、画像を形成する際に用いられるトナーを用いて、リユーザブル被記録材Rの隅等に、第一の制御モードで画像を形成したことを示す識別情報として、バーコード等の画像を付与した後、リユーザブル被記録材Rをトレー207に搬送するように制御する。なお、第一の制御モードで画像を形成したことを示す識別情報は、画像を除去する際に消去されるため、リユーザブル被記録材Rに画像を形成する毎に書き換えられる。但し、第一の制御モードで画像を形成したことを示す識別情報は、画像でなくてもよく、例えば、リユーザブル被記録材RにICチップを埋め込み、画像形成装置200や画像除去装置100にICチップに記録される情報を書き換える手段を設けてもよい。
一方、制御手段は、信号を受信しない場合、画像除去装置100により画像を除去できることを示す識別情報が付与されていない被記録材に画像を形成せずに、トレー207に搬送するように制御する。さらに、制御手段は、画像除去装置100により画像を除去できることを示す識別情報が付与されていない被記録材が供給されたことをユーザに通知するための情報を操作パネルやディスプレーに表示する処理を実行するように制御する。これにより、リユーザブル被記録材収納容器208Rに混入した、画像除去装置100により画像を除去できることを示す識別情報が付与されていない被記録材に、第一の制御モードで画像を形成すること、第一の制御モードで画像を形成したことを示す識別情報を付与することを防止できる。
また、第二の制御モードは、一般紙Pに画像を形成する制御モードであり、ユーザが第二の制御モードを選択した場合、制御手段は、一般紙用カセット208Pから一般紙Pを供給し、画像が形成された後、トレー207に搬送するように制御する。
次に、画像形成除去システムを用いて画像を除去する方法について説明する。制御手段は、カセット109Rからリユーザブル被記録材Rが供給されるように制御する。このとき、センサ112が、画像除去装置100により画像を除去できることを示す識別情報及び第一の制御モードで画像を形成したことを示す識別情報を検知すると、制御手段に信号を送信する。次に、制御手段は、信号を受信すると、リユーザブル被記録材Rに形成されている画像を除去した後、リユーザブル被記録材Rをトレー115に搬送するように制御する。
一方、制御手段は、信号を受信しない場合、画像を除去せずに、被記録材をトレー113に搬送するように制御する。これにより、画像除去装置100により画像を除去できない被記録材に形成された画像を除去すること及び第一の制御モードで形成されていない画像を除去することを防止できる。その結果、画像が除去されにくいためにリユーザブル被記録材Rを剥離ローラ102から分離することが困難になって発生するジャム等のトラブルを防止することができる。
なお、センサ112は、画像除去装置100により画像を除去できることを示す識別情報を検知せず、第一の制御モードで画像を形成したことを示す識別情報のみを検知してもよい。
また、単に、画像除去装置100により画像を除去できない被記録材が混入することによるジャム等のトラブルを防止するためだけであれば、リユーザブル被記録材Rに画像を形成する際に、第一の制御モードで画像を形成したことを示す識別情報を付与しなくてもよい。この場合、センサ112は、画像除去装置100により画像を除去できることを示す識別情報のみを検知する。
一方、画像が除去されたリユーザブル被記録材Rは、ユーザが、トレー115からリユーザブル被記録材用カセット208Rに搬送して、再度画像を形成することができる。このとき、トレー115とリユーザブル被記録材用カセット208Rを同一の構成とすることにより、両者を交換して用いることができる。
また、トレー115を設ける代わりに、画像が除去されたリユーザブル被記録材Rを、直接、リユーザブル被記録材用カセット208Rに搬送する搬送経路を設けてもよい。
さらに、一般紙用カセット208Pを設けず、第二の制御モードで画像を形成しない構成としてもよい。
図15に、本発明の画像形成除去システムの他の例を示す。なお、図15において、図14と同一の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。図15(a)に示す画像形成除去システムは、それぞれ別の筐体に設けられている複数の画像形成装置200と、別の筐体内に設けられている画像除去装置100を有する。また、図15(b)に示す画像形成除去システムは、同一の筐体内に設けられている画像形成装置200及び画像除去装置100と、それぞれ別の筐体に設けられている複数の画像形成装置200を有する。このような画像形成除去システムでは、複数の画像形成装置200を用いて画像が形成されたリユーザブル被記録材Rは、画像情報が利用された後、回収される。回収されたリユーザブル被記録材Rは、画像除去装置100を用いて画像が除去された後、再度使用される。
以上、電子写真法を用いて画像を形成する画像形成装置を用いる場合について説明したが、熱転写記録法、ソリッドインクを用いるインクジェット記録法等を用いて画像を形成する画像形成装置を用いてもよい。
以下、具体的な実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明は、実施例で挙げられた条件に限定されるものではない。
[リユーザブル被記録材Rの作製]
オレフィン−無水マレイン酸共重合体の加水分解物の25質量%水溶液1質量部、ポリビニルアルコールの10質量%水溶液10質量部を混合し、塗布液を得た。
得られた塗布液を、片面の乾燥塗布量が2.3g/mとなるように、コピー用紙Type6200(リコー社製)の両面に、ワイヤバーを用いて塗布し、120℃で5分間乾燥させた後、スーパーキャレンダーを用いて、平滑化処理し、リユーザブル被記録材Rを得た。
[実施例1]
リユーザブル被記録材Rに、imagio Neo C285(リコー社製)を用いて、単色のベタ画像からなるカラーパターンを形成した。なお、トナーとしては、ワックス成分を5〜10質量%含み、ポリエステルを主成分とするオイルレス重合トナーを用いた。
クリーニングブレード106の代わりに、ブレード部材131を適用した図1の画像除去装置100を用いて、下記の条件で画像を除去した。
加熱加圧ローラ101の設定温度:120℃
加熱加圧ローラ101と剥離ローラ102の間の押し付け力:60N(片側当たり)
剥離ローラ102の周速(リユーザブル被記録部材Rの搬送速度):50mm/秒
クリーニングローラ105の設定温度:140℃
クリーニングローラ105と剥離ローラ102の間の押し付け力:20N(片側当たり)
クリーニングローラ105の周速:200mm/秒
クリーニングローラ105の回転方向:剥離ローラ102とはカウンター方向
なお、加熱加圧ローラ101は、回転軸に対して平行な方向の長さが240mmのアルミニウム製の基材101a上に、PFAからなる離型層101bが形成されており、ヒータ101cとして、ハロゲンヒータが内蔵されている。剥離ローラ102は、直径が22mm、回転軸に対して平行な方向の長さが240mmの基材102a上に、厚さが4mm、ゴム硬度が40°のシリコーンゴム発泡体からなる弾性体層102b及び厚さが50μmのポリイミドフィルムチューブからなる樹脂層102cが順次積層されている。クリーニングローラ105は、直径が30mm、回転軸に対して平行な方向の長さが240mmのアルミニウム製の基材105aを有し、ヒータ105bとして、ハロゲンヒータが内蔵されている。基材105aは、表面が平坦であり、アルマイト処理されている。
ブレード部材131は、ポリイミド製のクリーニングブレード106と、PTFE製のブレード131aがアルミニウム製のホルダー131bに接着剤により固定されている。このとき、ホルダー131bは、本体121aの凹部に、付勢手段121bとして、バネが設けられているホルダー121により保持されている。また、クリーニングブレード106及びブレード131aは、付勢手段121bとしてのバネを用いて、20Nの押し付け力を印加することにより、クリーニングローラ105に付勢されている。さらに、ホルダー121は、スライダ122に固定されており、ステッピングモータ(不図示)を用いて、ボールネジ123を回転させることにより、スライダ122を移動させることができる。
クリーニングブレード106は、本体106aのクリーニングローラ105に当接する側の先端Bの長さが60mm、先端Bの角度αが45°、クリーニングローラ105の回転軸及び本体106aの先端Bを含む平面と、本体106aの熱可塑性画像形成物質を掻き落とす側の面のなす角βが30°、薄板106bの長さが10mm、高さが5mm、厚さが0.8mmである。なお、薄板106bは、クリーニングローラ105と対向する面と、本体106aの先端Bにおけるクリーニングローラ105の接平面との距離が0.5mmになるように、本体106aに設置されている。また、鉛直方向と本体106aの熱可塑性画像形成物質を掻き落とす側の面のなす角が45°程度になるように、クリーニングブレード106をクリーニングローラ105の斜め下方に配置した。
ブレード131aは、クリーニングローラ105に当接する側の先端Eの長さが60mmであり、クリーニングローラ105に当接する側の先端部のクリーニングローラ105の回転軸に垂直な断面の曲率半径が1mmである。
ブレード部材131は、クリーニングローラ105が1回転する約0.5秒間に、クリーニングローラ105の回転軸Dに対して平行な方向に、クリーニングローラ105に当接する側の先端Bの長さ、即ち、60mm移動させた。このとき、クリーニングローラ105が8回転(剥離ローラ102が約2回転)する約4秒間に、クリーニングブレード106は、クリーニングローラ105の熱可塑性画像形成物質が転移する領域を、回転軸Dに対して平行な方向に1往復する。
その結果、クリーニング動作を開始すると、剥離ローラ102に熱転写されたトナーは、剥離ローラ102が1〜2回転する間に、クリーニングローラ105に転移した。このため、クリーニング性が高いと判定した。なお、クリーニング動作中のクリーニングローラ105の表面には、クリーニングブレード106で堰き止められずに通過するトナーが螺旋状に若干付着していたが、クリーニング性能に問題がなかった。このとき、付着しているトナーの厚さは、クリーニングブレード105が通過した直後の位置で2μm以下であり、クリーニングブレード105が通過する直前の位置で10μm以下であった。
なお、クリーニングブレード106の本体106aのクリーニングローラ105に当接する側の先端Bの長さや移動速度を変化させて、同様に評価したところ、実用上は、トナーの厚さが10μm以下であれば、クリーニング性能に問題がないことが確認された。
クリーニング動作中は、クリーニングブレード106で堰き止められて滞留したトナーが、所定の大きさになるまで保持された後、自重で落下することが確認された。また、ブレード部材131がクリーニングローラ105の回転軸Dに対して平行な方向に移動する際に、クリーニングブレード106からのトナーの漏れが抑制されていることが確認された。
また、100枚の通紙に対しては、クリーニングローラ105及びクリーニングブレード106に、クリーニング性能を損なうような、傷や磨耗は見られなかった。このため、耐久性が高いと判定した。
[実施例2]
ブレード部材131の代わりに、ブレード部材131"を適用した以外は、実施例1と同様にして、画像を除去した。このとき、クリーニングブレード106aは、本体106aと同一の構成である。また、薄板106b'は、クリーニングローラ105と対向する凹曲面のクリーニングローラ105の回転軸に垂直な断面の曲率半径が15.1mmであり、付勢手段142としてのバネを用いて、0.5Nの押し付け力を印加することにより、クリーニングローラ105に付勢されている。さらに、ブレード131a'は、クリーニングローラ105に当接する側の先端E'の長さが80mm、先端E'の角度α'が45°、クリーニングローラ105の回転軸及びブレード131a'の先端E'を含む平面と、ブレード131a'の筋状のムラを平滑化する側の面のなす角β'が−30°である。
その結果、クリーニング動作を開始すると、剥離ローラ102に熱転写されたトナーは、剥離ローラ102が1〜2回転する間に、クリーニングローラ105に転移した。このため、クリーニング性が高いと判定した。なお、クリーニング動作中のクリーニングローラ105の表面には、クリーニングブレード106aで堰き止められずに通過するトナーが螺旋状に若干付着していたが、ブレード131a'によりほぼ平滑に引き伸ばされ、クリーニング性能に問題がなかった。
クリーニング動作中は、クリーニングブレード106aで堰き止められて滞留したトナーが、所定の大きさになるまで保持された後、自重で落下することが確認された。また、ブレード部材131"がクリーニングローラ105の回転軸Dに対して平行な方向に移動する際に、クリーニングブレード106aからのトナーの漏れが抑制されていることが確認された。
また、100枚の通紙に対しては、クリーニングローラ105、クリーニングブレード106a及び薄板106b'に、クリーニング性能を損なうような、傷や磨耗は見られなかった。このため、耐久性が高いと判定した。
100、100'、100" 画像除去装置
101 加熱加圧ローラ
102、102' 剥離ローラ
103 ガイド板
104 分離板
105 クリーニングローラ
106 クリーニングブレード
106a 本体、クリーニングブレード
106b、106b' 薄板
121 ホルダー
121a 本体
121b 付勢手段
122 スライダ
123 ボールネジ
131 ブレード部材
131a、131a' ブレード
131b ホルダー
141a ピン
141b 付勢手段
200 画像形成装置
M メディア
R リユーザブル被記録材
P 一般紙
特開2009−92996号公報

Claims (14)

  1. 被記録材に形成されている熱可塑性画像形成物質からなる画像を除去する装置であって、
    剥離部材を搬送しながら、前記熱可塑性画像形成物質を前記被記録材から該剥離部材に熱転写することにより剥離する剥離手段と、
    クリーニング部材を加熱すると共に搬送しながら、該クリーニング部材と前記剥離部材を摺動させることにより、該剥離部材に熱転写された熱可塑性画像形成物質を該クリーニング部材に転移させる第一のクリーニング手段と、
    該クリーニング部材に転移した熱可塑性画像形成物質を掻き落とす第二のクリーニング手段を有し、
    前記剥離部材及び前記クリーニング部材は、それぞれ独立に、ローラ又はエンドレスベルトであり、
    前記第二のクリーニング手段は、前記クリーニング部材に当接するクリーニングブレードを前記クリーニング部材が回転する方向に対して略垂直な方向に往復移動させ、
    前記クリーニングブレードの前記クリーニング部材に当接する側の先端は、前記クリーニング部材が回転する方向に対して略垂直な方向になるように配置されており、
    前記クリーニングブレードの前記クリーニング部材に当接する側の先端の長さは、前記クリーニング部材の熱可塑性画像形成物質が転移する領域の前記クリーニング部材が回転する方向に対して垂直な方向の長さよりも小さいことを特徴とする画像除去装置。
  2. 前記クリーニングブレードは、前記クリーニング部材に当接する側の先端部の前記クリーニング部材が回転する方向に対して垂直な方向の一端又は両端の前記クリーニング部材が回転する方向に対して上流側に板状部材が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の画像除去装置。
  3. 前記板状部材は、前記クリーニングブレードと別体で設けられていると共に、前記クリーニング部材に当接し、
    前記板状部材をクリーニング部材に当接させる押し付け力は、前記クリーニングブレードをクリーニング部材に当接させる押し付け力よりも小さいことを特徴とする請求項2に記載の画像除去装置。
  4. 前記クリーニングブレードは、前記クリーニング部材に当接する側の先端を含む領域にフッ素樹脂を含む離型層が形成されていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の画像除去装置。
  5. 前記クリーニングブレードは、前記クリーニングブレードを前記クリーニング部材に付勢する付勢手段が設けられている保持部材により保持されていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の画像除去装置。
  6. 前記クリーニングブレード及び第二のブレードが固定されているブレード部材を有し、
    前記第二のブレードは、前記クリーニング部材が回転する方向に対して前記クリーニングブレードの下流側で前記クリーニング部材に当接するように配置されており、
    前記第二のブレードの前記クリーニング部材に当接する側の先端は、前記クリーニングブレードの前記クリーニング部材に当接する側の先端に対して略平行であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の画像除去装置。
  7. 前記第二のブレードは、フッ素樹脂、フッ素ゴム又はシリコーンゴムを含むであることを特徴とする請求項6に記載の画像除去装置。
  8. 前記第二のブレードの前記クリーニング部材に当接する側の先端の長さは、前記クリーニングブレードの前記クリーニング部材に当接する側の先端の長さよりも大きいことを特徴とする請求項6又は7に記載の画像除去装置。
  9. 前記クリーニングブレードが前記クリーニング部材の熱可塑性画像形成物質が転移する領域の両端に当接した場合に、前記クリーニング部材が少なくとも1回転する間、停止した後、逆方向に移動するように制御する制御手段をさらに有することを特徴とする請求項1乃至8のいずれか一項に記載の画像除去装置。
  10. 前記クリーニングブレードの前記クリーニング部材に当接する側の先端は、前記クリーニング部材が回転する方向に対して略垂直であることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか一項に記載の画像除去装置。
  11. 被記録材に形成されている熱可塑性画像形成物質からなる画像を除去する装置であって、
    表面に熱可塑性組成物層が形成されている剥離部材を搬送しながら、前記熱可塑性画像形成物質を前記被記録材から該剥離部材に熱転写することにより剥離する剥離手段と、
    クリーニング部材を加熱すると共に搬送しながら、該クリーニング部材と前記剥離部材を摺動させることにより、該剥離部材に熱転写された熱可塑性画像形成物質及び前記熱可塑性組成物層を該クリーニング部材に転移させる第一のクリーニング手段と、
    該クリーニング部材に転移した熱可塑性画像形成物質及び熱可塑性組成物層を掻き落とす第二のクリーニング手段と、
    前記剥離部材に熱転写された熱可塑性画像形成物質及び前記熱可塑性組成物層が前記クリーニング部材に転移した剥離部材に前記熱可塑性組成物層を形成する熱可塑性組成物層形成手段を有し、
    前記剥離部材及び前記クリーニング部材は、それぞれ独立に、ローラ又はエンドレスベルトであり、
    前記第二のクリーニング手段は、前記クリーニング部材に当接するクリーニングブレードを前記クリーニング部材が回転する方向に対して略垂直な方向に往復移動させ、
    前記クリーニングブレードの前記クリーニング部材に当接する側の先端は、前記クリーニング部材が回転する方向に対して略垂直な方向になるように配置されており、
    前記クリーニングブレードの前記クリーニング部材に当接する側の先端の長さは、前記クリーニング部材の熱可塑性画像形成物質が転移する領域の前記クリーニング部材が回転する方向に対して垂直な方向の長さよりも小さいことを特徴とする画像除去装置。
  12. 請求項1乃至11のいずれか一項に記載の画像除去装置と、前記被記録材に前記画像を形成する画像形成装置を有することを特徴とする画像形成除去システム。
  13. 前記被記録材は、前記画像除去装置により画像を除去できることを示す識別情報が付与されており、
    前記画像形成装置は、前記識別情報を検知する第一の検知手段を有し、
    前記画像除去装置は、前記識別情報を検知する第二の検知手段をさらに有し、
    前記第一の検知手段が前記識別情報を検知した時のみに、前記被記録材に前記画像を形成するように前記画像形成装置を制御すると共に、前記第二の検知手段が前記識別情報を検知した時のみに、前記画像が形成された被記録材から前記画像を除去するように前記画像除去装置を制御する制御手段をさらに有することを特徴とする請求項12に記載の画像形成除去システム。
  14. 前記被記録材は、前記画像除去装置により画像を除去できることを示す第一の識別情報が付与されており、
    前記画像形成装置は、前記第一の識別情報を検知する第一の検知手段を有すると共に、前記被記録材に前記画像を形成すると共に、第二の識別情報を付与し、
    前記画像除去装置は、前記第二の識別情報を検知する第二の検知手段をさらに有し、
    前記第一の検知手段が前記第一の識別情報を検知した時のみに、前記被記録材に前記画像を形成するように前記画像形成装置を制御すると共に、前記第二の検知手段が前記第二の識別情報を検知した時のみに、前記画像が形成された被記録材から前記画像を除去するように前記画像除去装置を制御する制御手段をさらに有することを特徴とする請求項12に記載の画像形成除去システム。
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