JP3405683B2

JP3405683B2 - 用紙の分別装置

Info

Publication number: JP3405683B2
Application number: JP26139598A
Authority: JP
Inventors: 暁高山; 茂町田
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1998-09-16
Filing date: 1998-09-16
Publication date: 2003-05-12
Anticipated expiration: 2018-09-16
Also published as: US6373575B1; JP2000088769A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一般の画像形成材
料で画像が形成された用紙と、消去可能な画像形成材料
で画像が形成された用紙と、感熱紙とを分別するための
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、オフィスオートメーションが進展
するにつれ、各種の情報量が著しく増大し、それに合わ
せて情報の出力も増大している。情報の出力は、ディス
プレイ出力、およびプリンターによる紙へのハードコピ
ー出力に代表される。ディスプレイ出力は、表示部に大
規模な回路基板が必要となるため、携帯性およびコスト
の観点から問題がある。一方、ハードコピー出力は、最
も基本的な情報表示手段であり、汎用性と保存性に優れ
ている。しかし、ハードコピー出力では、情報が増加す
ると記録媒体としての紙を大量に使用することになるの
で、紙の原料となる木材の伐採の増加につながる。森林
資源は地球環境の維持および炭酸ガスによる温室効果の
抑制の観点から非常に重要な意味を持つ。このため、新
たな木材の伐採を最低限に抑え、現在すでに保有してい
る紙資源を効率的に活用することが大きな課題となって
いる。

【０００３】従来、紙資源の再利用（リサイクル）は、
画像形成材料が印刷された紙を多量の漂白剤と水を用い
て処理し、紙繊維を漉き直して紙質の悪い再生紙を製造
することにより行われている。このような方法は、再生
紙のコストを高騰させるうえに、廃液の処理に伴う新た
な環境汚染の原因となる。

【０００４】これに対して本発明者らは、呈色性化合
物、顕色剤およびこれらの化合物と相溶性のある消色剤
を含有し、通常の画像形成材料と同様に画像を形成する
ことができ、しかも熱または溶媒で処理することにより
画像の消去が可能な画像形成材料の開発を進めている。
こうした消去可能な画像形成材料を用いれば、紙質の劣
化を極力防ぎながら、画像を消去して白紙状態に戻した
紙を何度も繰り返して再使用（リユース）することがで
きる。そして、リユースによる紙質の低下が著しくなっ
た時点でリサイクルすればよいので、紙資源の利用効率
が飛躍的に向上する。こうして実質的な紙の使用量を減
らすことができるので、木材の伐採を最小限に抑えるこ
とができる。しかも、現行のリサイクルシステムで問題
となる再生紙のコスト高や廃液処理による環境汚染も極
力避けることができる。

【０００５】ところで、本発明者らが開発を進めている
消去可能な画像形成材料が普及すると、一般の画像形成
材料が印刷された用紙、消去可能な画像形成材料が印刷
された用紙、および感熱紙が混在した紙ごみがオフィス
などから排出されるようになると予想される。こうした
種々の用紙が混在する紙ごみを効率的にリユースまたは
リサイクルするためには、個々の用紙を種類に応じて分
別する必要がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、一般
の画像形成材料で画像が形成された用紙と、消去可能な
画像形成材料で画像が形成された用紙と、感熱紙とを分
別できる装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の用紙の分別装置
は、用紙に溶媒を供給する手段と、溶媒が供給された後
の用紙の反射濃度を検出する手段と、用紙の反射濃度を
所定の基準値と比較する手段と、反射濃度の比較結果に
基づいて用紙を分別する手段とを具備したことを特徴と
する。

【０００８】本発明の他の用紙の分別装置は、用紙の反
射濃度を検出する手段と、用紙に溶媒を供給する手段
と、溶媒を供給する前後の用紙の反射濃度を比較する手
段と、反射濃度の比較結果に基づいて用紙を分別する手
段とを具備したことを特徴とする。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明をさらに詳細に説明
する。本発明の分別装置で分別する用紙は、普通紙に通
常の画像形成材料（トナーまたはインク）で画像が形成
された用紙、普通紙に消去可能な画像形成材料（トナー
またはインク）で画像が形成された用紙、および感熱紙
の３種である。このほか、ＯＨＰシートを分別できるよ
うにしてもよい。

【００１０】上記の消去可能な画像形成材料は、呈色性
化合物、顕色剤および消色剤を含有するものである。呈
色性化合物としてはロイコ染料など、顕色剤としてはフ
ェノール誘導体などの酸性化合物、消色剤としてはコー
ル酸、リトコール酸、およびこれらの誘導体、ならびに
１個以上のヒドロキシル基を有する５員環以上の非芳香
族系の環状化合物などが用いられる。この消去可能な画
像形成材料は、加熱するかまたは溶媒（アルコールやケ
トンなど）と接触させることにより発色状態から消色状
態に変化する。

【００１１】これらの用紙はそれぞれ以下のような性質
を有する。（１）普通紙に通常の画像形成材料（トナー
またはインク）で画像が形成された用紙は、加熱するか
または溶媒と接触させても反射濃度（画像濃度）が変化
しない。（２）普通紙に消去可能な画像形成材料で画像
が形成された用紙は、加熱または溶媒との接触により画
像が消去されて反射濃度が著しく低下する。（３）感熱
紙は、加熱または溶媒との接触により反射濃度が著しく
増加する。

【００１２】したがって、用紙に負荷（加熱または溶
媒）を与えることによる、用紙の反射濃度の変化のし方
を判別することにより、用紙を分別することができる。
用紙に負荷を与える手段としては、用紙を加熱する手
段、または用紙に溶媒を供給する手段が用いられる。加
熱手段としては、サーマルプリンターヘッド（ＴＰ
Ｈ）、サーマルバー、レーザービームヘッド、ホットス
タンプ、ヒートローラー、ランプ加熱、フラッシュ加
熱、熱風加熱などが用いられる。溶媒供給手段として
は、インクジェットノズル、グラビアローラー、スプレ
ーノズルなどが用いられる。

【００１３】用紙の反射濃度を検出する手段は、光源と
光検出器（反射光強度の測定器）とからなる。光検出器
はラインセンサヘッドでもシリアルセンサヘッドでもよ
い。反射濃度の値としては、用紙の１点の反射濃度、用
紙全面または一部領域における複数点の反射濃度、高濃
度部と低濃度部とを含む複数点の反射濃度の平均値のい
ずれを用いてもよい。また、誤判定を防止する観点か
ら、用紙の両面の反射濃度を検出することが望ましい。

【００１４】本発明においては、負荷が与えられた後の
用紙の反射濃度を所定の基準値と比較するか、または負
荷を与える前後の用紙の反射濃度を比較する。負荷を与
える前後の用紙の反射濃度を比較する場合、負荷供給手
段の前後にそれぞれ反射濃度検出手段を設けてもよい
し、１つの反射濃度検出手段を設けるとともに用紙の搬
送経路を変化させる機構を設けて負荷供給の前と後にそ
れぞれ反射濃度を検出した後、後段に搬送するようにし
てもよい。反射濃度の比較はたとえばコンピュータを用
いて実施される。

【００１５】反射濃度の比較結果に基づいて用紙を分別
する手段としては、反射濃度の比較手段によって制御さ
れる選別ガイドなどの機構が用いられる。なお、各種用
紙に加えてＯＨＰシートも分別しようとする場合には、
ＯＨＰシートは紙媒体に比較して光透過率が高いので、
最初に用紙の光透過率を測定することによりＯＨＰシー
トを分別することが好ましい。

【００１６】分別された各種の用紙は一時的な収納スペ
ースに保管してもよいし、インラインで連続して二次処
理装置（画像消去装置、シュレッダー装置、焼却装置な
ど）で処理してもよい。用紙を一時的な収納スペースに
保管する場合には、光透過率に関する情報を利用するな
ど何らかの手段で用紙サイズを判別して分別し、それぞ
れのサイズの用紙に対応した収納スペースに保管される
ように紙送りガイドを設けてもよい。

【００１７】図１に最も簡便な用紙分別方法のフローチ
ャートを示す。この方法では、用紙の全面を加熱し（ス
テップＳ１）、加熱後の用紙の複数点の反射濃度を測定
しその平均値を求める（ステップＳ２）。次に、測定さ
れた反射濃度を所定の基準値と比較する（ステップＳ
３）。基準値としては、それ以上の反射濃度であれば画
像が形成されていると判定するための上限閾値と、それ
以下の反射濃度であれば画像が形成されていないと判定
するための下限閾値とが用いられる。なお、上限閾値と
下限閾値とは同一の値であってもよい。反射濃度が上限
閾値以上であれば感熱紙と判定して分別する（ステップ
Ｓ４）。反射濃度が下限閾値以下であれば消去可能な画
像形成材料を使用したリユース用紙と判定して分別する
（ステップＳ５）。反射濃度がこれらの中間の範囲の値
であれば通常の画像形成材料を使用した普通紙と判定し
て分別する（ステップＳ６）。この方法は反射濃度の検
出回数が少ないため処理速度が速いという長所がある。

【００１８】ただし図１の方法では、全面白紙の普通
紙、通常の画像形成材料を使用した全面ベタの普通紙、
および全面ベタの感熱紙については用紙の種類を判別で
きないので、最初にこれらを除去するようにしてもよ
い。図２にこのような用紙分別方法のフローチャートを
示す。この方法では、まず用紙の全面の反射濃度を測定
する（ステップＳ１）。次に画像を判定し（ステップＳ
２）、全面ベタ画像であれば焼却書類として分別し（ス
テップＳ３）、全面白紙であればリユース用紙として分
別する（ステップＳ４）。なお、リユース用紙に感熱紙
が混在するおそれがる場合には、さらに感熱紙を分別す
るようにしてもよい。その他の用紙は、図１の場合と同
様に用紙の全面を加熱し（ステップＳ５）、用紙の複数
点の反射濃度を測定しその平均値を求める（ステップＳ
６）。次に、測定された反射濃度を所定の基準値と比較
して用紙の種別を判定する（ステップＳ７）。反射濃度
が上限閾値以上であれば感熱紙と判定して焼却書類とし
て分別する（ステップＳ３）。反射濃度が下限閾値以下
であれば消去可能な画像形成材料を使用したリユース用
紙と判定して分別する（ステップＳ４）。反射濃度がこ
れらの中間の範囲の値であれば通常の画像形成材料を使
用した普通紙と判定して分別する（ステップＳ８）。

【００１９】図３に用紙に負荷を与える前後で反射濃度
を測定して用紙を分別する方法のフローチャートを示
す。この方法では、まず用紙の複数点の反射濃度を測定
しその平均値を求める（ステップＳ１）。測定された反
射濃度を所定の基準値と比較しする（ステップＳ２）。
反射濃度が基準値以下であれば画像なしと判定され、用
紙を加熱し（ステップＳ３）、再び用紙の複数点の反射
濃度を測定しその平均値を求める（ステップＳ４）。測
定された反射濃度を所定の基準値と比較して用紙の種別
を判定する（ステップＳ５）。反射濃度が基準値以上で
あれば感熱紙と判定して分別する（ステップＳ６）。反
射濃度が基準値以下であればリユース用紙と判定して分
別する（ステップＳ７）。一方、ステップＳ２において
反射濃度が基準値以下でなければ画像ありと判定され、
用紙を加熱し（ステップＳ８）、再び用紙の複数点の反
射濃度を測定しその平均値を求める（ステップＳ９）。
次に、図１と同様にして、測定された反射濃度を所定の
基準値と比較して用紙の種別を判定する（ステップＳ１
０）。反射濃度が基準値以上であれば感熱紙と判定して
分別する（ステップＳ６）。反射濃度が基準値以下であ
れば消去可能な画像形成材料を使用したリユース用紙と
判定して分別する（ステップＳ７）。反射濃度が中間の
値であれば通常の画像形成材料を使用した普通紙と判定
して分別する（ステップＳ１１）。

【００２０】なお、用紙の複数点でそれぞれ負荷供給前
後に反射濃度を測定し、以下のようにして用紙の種別を
判定してもよい。すなわち、負荷供給前の反射濃度が上
限閾値より高く（画像形成部）、負荷供給後の反射濃度
が下限閾値より低い（画像非形成部）測定点があるなら
ば、消去可能な画像形成材料を使用した用紙と判定され
る。負荷供給前の反射濃度が下限閾値より低く（画像非
形成部）、負荷供給後の反射濃度が上限閾値より高い
（画像形成部）測定点があるならば、感熱紙と判定され
る。負荷供給前の反射濃度が下限閾値より低く（画像非
形成部）、負荷供給後の反射濃度も下限閾値より低く
（画像非形成部）測定点、または負荷供給前の反射濃度
が上限閾値より高く（画像形成部）、負荷供給後の反射
濃度も上限閾値より高い（画像形成部）測定点があるな
らば、通常の画像形成材料を使用した用紙と判定され
る。

【００２１】また、画像ありと判定された用紙について
負荷供給前後に測定された反射濃度（平均値）を比較す
ることにより用紙の種別を判定してもよい。すなわち、
負荷供給後の反射濃度が負荷供給前の反射濃度よりも低
い場合、消去可能な画像形成材料を使用した用紙と判定
される。負荷供給後の反射濃度が負荷供給前の反射濃度
よりも高い場合、感熱紙と判定される。負荷供給後の反
射濃度と負荷供給前の反射濃度とで変化がない場合、通
常の画像形成材料を使用した用紙と判定される。

【００２２】さらに、リユース用紙に関しては、用紙に
カットオフがなく完全な形状であることが重要であるた
め、図４のような用紙分別方法を用いることが好まし
い。この方法は図１の方法とほぼ同様であるが、反射濃
度の測定結果に基づく種別判定（ステップＳ３）によ
り、消去可能な画像形成材料を使用した用紙であると判
別された用紙に対し、全面の光透過率を測定する（ステ
ップ５ａ）。この測定結果を利用して欠落（カットオフ
または折れ曲がり）の有無を判別し（ステップ５ｂ）、
欠落のない用紙をリユース用紙として分別し（ステップ
５）、欠落のある用紙をリサイクル用紙として分別する
（ステップ６）。

【００２３】

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。実施例１図５は本発明の用紙分別装置の一例の構成を示す図であ
る。用紙溜め１には、通常の画像形成材料で印刷された
普通紙、消去可能な画像形成材料で印刷された普通紙、
感熱紙、ＯＨＰシートが混在して積載されている。これ
らの用紙は、用紙溜め１の下部に設けられた搬送ローラ
ー２により、最も下にあるものから１枚ずつ分別装置の
内部へ挿入される。用紙溜め１から挿入される用紙の有
無は、入口近傍のマイクロスイッチ３によって検出さ
れ、用紙がないと判定された場合には装置全体が一時停
止する。なお、マイクロスイッチの代わりに光センサや
容量検出器などの非接触の検知器で用紙を検知してもよ
い。

【００２４】用紙は搬送ローラー４を通して第１の光学
測定系５へ送られ、光透過率および両面の反射濃度の平
均値が測定される。光透過率は基準値と比較され、ＯＨ
Ｐシートであるか紙媒体であるかが判定される。この判
定信号に基づいて選別ガイド６が駆動される。光透過率
が基準値よりも高い場合にはＯＨＰシートであると判定
され、ＯＨＰシートは選別ガイド６によりＯＨＰシート
収納庫７に収納される。光透過率が基準値よりも低い場
合には、ＯＨＰシートではなく紙媒体であると判定され
る。用紙は選別ガイド６により加熱ローラー８側へ送ら
れ、全面が加熱される。加熱された用紙は第２の光学測
定系９で両面の反射濃度の平均値が測定される。加熱後
の用紙の反射濃度の値を、加熱前の反射濃度の値と比較
するかまたは所定の基準値と比較することにより、用紙
が通常の画像形成材料で印刷された普通紙か、消去可能
な画像形成材料で印刷された普通紙か、感熱紙かが判定
される。この判定信号に基づいて選別ガイド１１、１３
が駆動される。感熱紙と判定された用紙は、用紙ガイド
１０を経て選別ガイド１１により感熱紙収納庫１２に収
納される。通常の画像形成材料で印刷された普通紙と判
定された用紙は、用紙ガイド１０および選別ガイド１１
を経て選別ガイド１３によりリサイクル用紙収納庫１４
に収納される。消去可能な画像形成材料で印刷された普
通紙と判定された用紙は、用紙ガイド１０、選別ガイド
１１、１３および用紙ガイド１５を経てリユース用紙収
納庫１６に収納される。

【００２５】なお、第１の光学測定系５における光透過
率の値を利用して用紙に欠落があるかどうかを判定し、
用紙に欠落があった場合には選別ガイド１３を駆動して
用紙をリサイクル用紙収納庫１４に収納するようにして
もよい。また、用紙の判定終了後（または分別終了後）
に次の用紙の処理が開始される。

【００２６】実施例２図６は本発明の用紙分別装置の他の例の構成を示す図で
ある。この装置は、用紙に負荷を与えた後の反射濃度を
基準値と比較する簡易装置である。

【００２７】用紙溜め１、用紙溜め下部の搬送ローラー
２およびマイクロスイッチ３の機構は実施例１（図５）
と同様である。装置内に搬送された用紙は直ちに加熱ロ
ーラー８により全面が加熱された後、第１の光学測定系
５へ送られ、光透過率および両面の反射濃度の平均値が
測定される。光透過率は基準値と比較され、ＯＨＰシー
トであるか紙媒体であるかが判定される。また、用紙の
反射濃度の値を所定の基準値と比較することにより、用
紙が通常の画像形成材料で印刷された普通紙か、消去可
能な画像形成材料で印刷された普通紙か、感熱紙かが判
定される。これらの判定信号に基づいて選別ガイド６、
１１、１３が駆動される。光透過率が基準値よりも高い
場合にはＯＨＰシートであると判定され、ＯＨＰシート
は選別ガイド６によりＯＨＰシート収納庫７に収納され
る。光透過率が基準値よりも低い場合には、ＯＨＰシー
トではなく紙媒体であると判定される。用紙は選別ガイ
ド６により搬送ローラー１７側へ送られる。その後は実
施例１（図５）と同様に、感熱紙は感熱紙収納庫１２に
収納され、通常の画像形成材料で印刷された普通紙と判
定された用紙はリサイクル用紙収納庫１４に収納され、
消去可能な画像形成材料で印刷された普通紙と判定され
た用紙はリユース用紙収納庫１６に収納される。

【００２８】実施例３図７は本発明の用紙分別装置の他の例の構成を示す図で
ある。この装置は、第１の光学測定系の後段の負荷供給
手段として、図５の加熱ローラーの代わりに、グラビア
ローラを備えた溶媒塗布装置１８を設け、この溶媒塗布
装置１８の後段（第２の光学測定系９の前段）に乾燥室
１９を設けた以外は図５と同様な構成を有する。なお、
乾燥室１９は溶媒回収機構（図示しない）に接続されて
おり、溶媒回収機構で回収された溶媒は溶媒塗布装置１
８で再利用される。この装置でも図５の装置と全く同様
にして用紙を分別することができる。

【００２９】実施例４図８は本発明の用紙分別装置の他の例の構成を示す図で
ある。この装置は、１つの光学測定系を用い、用紙を負
荷供給の前後に光学測定系に送って反射濃度を測定する
ものである。

【００３０】用紙溜め１、用紙溜め下部の搬送ローラー
２およびマイクロスイッチ３の機構は実施例１（図５）
と同様である。装置内に搬送された用紙は、最初はサー
マルバー２０で押圧されることなく、第１の光学測定系
５へ送られ、光透過率および両面の反射濃度の平均値が
測定される。光透過率は基準値と比較され、ＯＨＰシー
トであるか紙媒体であるかが判定される。この判定信号
に基づいて選別ガイド６が駆動される。光透過率が基準
値よりも高い場合にはＯＨＰシートであると判定され、
ＯＨＰシートは選別ガイド６によりＯＨＰシート収納庫
７に収納される。光透過率が基準値よりも低い場合に
は、ＯＨＰシートではなく紙媒体であると判定される。
用紙は選別ガイド６により搬送ローラー２１側へ送られ
る。次に、用紙は選別ガイド２２により搬送経路の向き
が変えられ、搬送ローラー２３により搬送されて、今度
はサーマルバー２０で押圧されて加熱された後に第１の
光学測定系５へ送られ、光透過率および両面の反射濃度
の平均値が測定される。そして、加熱後の用紙の反射濃
度の値を、加熱前の反射濃度の値と比較するかまたは所
定の基準値と比較することにより、用紙が通常の画像形
成材料で印刷された普通紙か、消去可能な画像形成材料
で印刷された普通紙か、感熱紙かが判定される。この判
定信号に基づいて選別ガイド１１、１３が駆動される。
その後、用紙は実施例１（図５）と同様な搬送経路を経
て、感熱紙は感熱紙収納庫１２に収納され、通常の画像
形成材料で印刷された普通紙と判定された用紙はリサイ
クル用紙収納庫１４に収納され、消去可能な画像形成材
料で印刷された普通紙と判定された用紙はリユース用紙
収納庫１６に収納される。

【００３１】実施例５図９は本発明の用紙分別装置の他の例の構成を示す図で
ある。この装置は、分別後の用紙の処理機構を備えたも
のであるが、基本構成は図５の装置とほぼ同一である。

【００３２】感熱紙はリユースにもリサイクルにも回せ
ない禁忌品であるため、現状では燃料または梱包材とし
て用いる以外には再利用の方法がない。そこで、図９の
装置は文書の機密保持も考慮して、図５の感熱紙収納庫
１２の代わりに、シュレッダー装置２４を設けて分別さ
れた感熱紙を連続的に裁断するものである。

【００３３】

【発明の効果】以上詳述したように本発明の分別装置を
用いれば、一般の画像形成材料で画像が形成された用紙
と、消去可能な画像形成材料で画像が形成された用紙
と、感熱紙とを分別でき、紙ごみを効率的にリユースま
たはリサイクルすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る用紙分別方法の一例を示すフロー
チャート図。

【図２】本発明に係る用紙分別方法の他の例を示すフロ
ーチャート図。

【図３】本発明に係る用紙分別方法の他の例を示すフロ
ーチャート図。

【図４】本発明に係る用紙分別方法の他の例を示すフロ
ーチャート図。

【図５】本発明の実施例１における用紙の分別装置の構
成図。

【図６】本発明の実施例２における用紙の分別装置の構
成図。

【図７】本発明の実施例３における用紙の分別装置の構
成図。

【図８】本発明の実施例４における用紙の分別装置の構
成図。

【図９】本発明の実施例５における用紙の分別装置の構
成図。

【符号の説明】

１…用紙溜め２…搬送ローラー３…マイクロスイッチ４…搬送ローラー５…第１の光学測定系６…選別ガイド７…ＯＨＰシート収納庫８…加熱ローラー９…第２の光学測定系１０…用紙ガイド１１…選別ガイド１２…感熱紙収納庫１３…選別ガイド１４…リサイクル用紙収納庫１５…用紙ガイド１６…リユース用紙収納庫１７…搬送ローラー１８…溶媒塗布装置１９…乾燥室２０…サーマルバー２１…搬送ローラー２２…選別ガイド２３…搬送ローラー２４…シュレッダー装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01N 21/84 - 21/958 B65H 7/00 - 7/20 B65H 43/00 - 43/08 G01N 21/17 - 21/61

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】用紙に溶媒を供給する手段と、溶媒が供給
された後の用紙の反射濃度を検出する手段と、用紙の反
射濃度を所定の基準値と比較する手段と、反射濃度の比
較結果に基づいて用紙を分別する手段とを具備したこと
を特徴とする用紙の分別装置。
【請求項２】用紙の反射濃度を検出する手段と、用紙に
溶媒を供給する手段と、溶媒を供給する前後の用紙の反
射濃度を比較する手段と、反射濃度の比較結果に基づい
て用紙を分別する手段とを具備したことを特徴とする用
紙の分別装置。