JP5391726B2 - 消色機能付き画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、連続する一連の処理で消色性トナーの画像を全面的又は選択的に消色し、その消色部分に新たな消色性トナー又は非消色性トナーによる画像を形成する消色機能付き画像形成装置に関する。

近赤外感光色素を使用した消色性のトナーを用い、この消色性のトナーで画像を形成されている用紙に対し、消色用の光源で光を照射して消色を行う消色装置が従来技術として知られている（例えば、特許文献１、２、３参照）。

これらの消色装置に用いられる消色性のトナーとしては、近赤外感光色素を使用したトナーが従来技術として知られている（例えば、特許文献４、５、６参照）。

それらの消色装置は、従来のプリンタに消色用の光源を組み込んだような装置であり、上記の消色性トナーを従来のトナーカートリッジ等に充填し、印字して、消色性トナーの画像からなる印刷物を得る。

続いて消色の際には、上記装置に組み込んだヒータからの熱で印字物を加熱し、更に光源の光を印字物に照射して消色する。このような装置は、用紙の経路に対してヒータと光源とが設置されており、既に消色性トナーにより印字済みの用紙が経路を通過する際に、その用紙をヒータにより加熱し、光を照射する機構を有している。

上記ヒータにより印字物を加熱する際の消色時の温度としては、１３０℃〜４２０℃という相当な高温をかけることが開示されている（例えば、特許文献７参照）。

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しかしながら、上記の光源については、特許文献１あるいは特許文献３の従来技術に、波長について８３０ｎｍ又は８２０ｎｍ付近との記載はあるものの光源の種類や詳細については開示されていないため、直ちに実現するにことは困難であるという課題がある。

また、従来の消色装置の光源については主にハロゲンランプが利用されている。一般にハロゲンランプの波長分布の範囲に広がりのあることは良く知られている。したがって、ハロゲンランプは消色に不必要な波長も発している。この消色に不必要な波長の光の生成に伴う装置本体内の温度上昇や、大きな消費電力等の問題が、未解決のまま残されているという課題がある。

さらに、特許文献７の従来技術のように、消色時の温度を１３０℃〜４２０℃という高温で印字物を加熱した場合も、装置本体内の温度上昇や、大きな消費電力を必要とし、それらの問題はプリンタの設計において大きな問題となるが、この問題については何らの記載もなく、未解決のまま残されているという課題がある。

上記の課題を解決するために、本発明の消色機能付き画像形成装置は、電子写真方式により画像形成を行い且つ消色機能を有する消色機能付き画像形成装置において、記録紙に消色トナーで印刷されたマークが形成されているか否かを検知するセンサと、該センサが上記マーク有りと検知した場合、上記記録紙の消色可能部分を消去する加熱部と消色光源からなる消去部と、該消去部による画像消去部分に消色性トナー又は非消色性トナーにより画像を形成する画像形成ユニットと、を備え、上記消色性トナーは、波長８１７ｎｍの光に感度を持つ近赤外感光色素を含有する光感応型トナーであり、ガラス転移点５０．３℃かつ軟化点１０６℃の特性を有し、上記マークは、上記記録紙の表裏の利用状況履歴によって異なる形態で印刷されるように構成される。

上記消去部は、例えば、上記加熱部として上記記録紙の主走査方向に対応して延在する加熱ローラと、上記消色光源として近赤外線を発光するＬＥＤ（light emitting diode）アレイから成るライン型の光照射装置とを備えるように構成される。

この場合、上記加熱ローラは、例えば、上記記録紙の上記消色性トナーの画像紙面に対し上記消色性トナーのガラス転移点以上かつ軟化点以下の温度で加熱するヒータを内蔵するローラで構成され、例えば、上記ガラス転移点以上かつ軟化点以下の温度は、５０℃〜１００℃の温度であるように構成される。

また、上記消去部のＬＥＤアレイのＬＥＤは、例えば、中心波長８１０ｎｍ〜８５０ｎｍ、半値幅５０ｎｍ以下の波長分布を有する光を照射するＬＥＤであるように構成される。

また、この消色機能付き画像形成装置において、例えば、上記センサは、上記記録紙の搬送開始直後に上記記録紙に印刷されている上記マーク又は予め指定されている画像の形状の有無を検知して非消去部分の有無を検出し、上記消去部は、上記センサによる検知に基づいて上記記録紙の消色可能部分を選択的に消去するように構成される。

この場合、上記選択的消去は、例えば、上記消去部による上記記録紙に対する主走査方向への照射走査であるように構成することができる。

また、本発明の消色機能付き画像形成装置は、電子写真方式により画像形成を行い且つ消色機能を有する消色機能付き画像形成装置において、記録紙に消色トナーで印刷されたマークが形成されているか否かを検知するセンサと、該センサが上記マーク有りと検知した場合、上記記録紙の消色可能部分を消去する加熱部と消色光源からなる消去部と、該消去部による画像消去部分に消色性トナー又は非消色性トナーにより画像を形成する画像形成ユニットと、を備え、上記消色性トナーは、波長８１７ｎｍの光に感度を持つ近赤外感光色素を含有する光感応型トナーであり、ガラス転移点５０．３℃かつ軟化点１０６℃の特性を有し、上記消去部は、例えば、上記記録紙の主走査方向に対応して延在する加熱ローラと近赤外線を発光する多面鏡を用いたレーザ光の光照射装置とを備えるように構成される。

また、この消色機能付き画像形成装置において、上記非消色性トナーは、例えば、フルカラーの画像を形成可能な少なくとも減法混色の三原色のトナーで構成される。

本発明によれば、連続する一連の処理で消色性トナーの画像を全面的又は選択的に消色し、その消色部分に新たな消色性トナー又は非消色性トナーによる画像を形成する温度上昇が小さく消費電力も少ない消色機能付き画像形成装置を提供できるという効果を奏する。

本発明の実施例１に係る消色機能付き画像形成装置の構成を示す断面図である。 消色機能付き画像形成装置における消色部の消色光ヘッドの発光特性を説明するためのハロゲンランプとの波長比較図である。 消色部の消色光ヘッドにおける近赤外線照射状態の一例を模式的に示す図である。 消色部の加熱ローラと消色光ヘッドとによる消色性トナーのベタ画像に対する消色実験の結果を示す図表である。 消色機能付き画像形成装置にいて給紙部の給紙カセットに収容される用紙の態様を示す図である。 (a) は用紙のマークと印字画像との一般的な関係を示すデータテーブルを示す図、(b) はそのデータテーブルに基づいて行われる再利用用紙に印字を行う処理のフローチャートである。 (a),(b) は消色性トナーの画像面そのものを選択的に消色する構成と方法を示す図である。 消色光ヘッドの他の構成例としてレーザを用いる例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。

＜消色機能付き画像形成装置の内部構成＞
図１は、本発明の実施例１に係る消色機能付き画像形成装置の内部構成を説明する断面図である。

図１に示す消色機能付き画像形成装置１は、電子写真式で二次転写方式のタンデム型のカラー画像形成装置であり、画像形成部２、中間転写ベルトユニット３、給紙部４、消色部５、及び両面印刷用搬送ユニット６で構成されている。

上記画像形成部２は、同図の右から左へ４個の画像形成ユニット７（７Ｍ、７Ｃ、７Ｙ、７Ｓ）を多段式に並設した構成からなる。上流側（図の右側）の３個の画像形成ユニット７Ｍ、７Ｃ及び７Ｙは、それぞれ減法混色の三原色であるマゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）の色トナーによるモノカラー画像を形成する。

そして、画像形成ユニット７Ｓは、消色性トナーによるモノクロ画像を形成する。尚、この画像形成ユニット７Ｓを、非消色性のブラックトナーを収容する画像形成ユニットと交換すれば、通常のブラック（Ｋ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）のトナーによる非消色性のフルカラーの画像を形成する画像形成装置を構成することができる。

またこのままでも、黒の色はマゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）の３色の混合で表現できるので、通常のフルカラー画像形成装置として用いることにおいて支障はない。

また、上記の各画像形成ユニット７は、トナー容器（トナーカートリッジ）に収納されたトナーの色を除き全て同じ構成である。したがって、以下消色性トナー（Ｓ）用の画像形成ユニット７Ｓを例にしてその構成を説明する。

画像形成ユニット７は、最下部に感光体ドラム８を備えている。この感光体ドラム８は、その周面が例えば有機光導電性材料で構成されている。この感光体ドラム８の周面近傍を取り巻いて、クリーナ９、帯電ローラ１１、光書込ヘッド１２、及び現像器１３の現像ローラ１４が配置されている。

現像器１３は、上部のトナー容器に同図にはＭ、Ｃ、Ｙ、Ｓで示すようにマゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、消色性トナー（Ｓ）のいずれかのトナーを収容し、中間部には下部へのトナー補給機構を備えている。

また、現像器１３の下部には側面開口部に上述した現像ローラ１４を備え、内部にトナー撹拌部材、現像ローラ１４にトナーを供給するトナー供給ローラ、現像ローラ１４上のトナー層を一定の層厚に規制するドクターブレード等を備えている。

中間転写ベルトユニット３は、本体装置のほぼ中央で図の左右のほぼ端から端まで扁平なループ状になって延在する無端状の転写ベルト１５と、この転写ベルト１５を掛け渡されて転写ベルト１５を図の反時計回り方向に循環移動させる駆動ローラ１６と従動ローラ１７を備えている。

上記の転写ベルト１５は、トナー像を直接ベルト面に転写（一次転写）されて、そのトナー像を更に用紙に転写（二次転写）すべく用紙への転写位置まで搬送するので、ここではユニット全体を中間転写ベルトユニットと言っている。

この中間転写ベルトユニット３は、上記扁平なループ状の転写ベルト１５のループ内にベルト位置制御機構１８を備えている。ベルト位置制御機構１８は、転写ベルト１５を介して感光体ドラム８の下部周面に押圧する導電性発泡スポンジから成る一次転写ローラ１９を備えている。

ベルト位置制御機構１８は、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びイエロー（Ｙ）の３個の画像形成ユニット７Ｍ、６Ｃ及び６Ｙに対応する３個の一次転写ローラ１９を鉤型の支持軸を中心に同一周期で回転移動させる。

そして、ベルト位置制御機構１８は、消色性トナー（Ｓ）の画像形成ユニット７Ｓに対応する１個の一次転写ローラ１９を上記３個の一次転写ローラ１９の周期と異なる回転移動周期で回転移動させて転写ベルト１５を感光体ドラム８から離接させる。

すなわち、ベルト位置制御機構１８は、中間転写ベルトユニット３の転写ベルト１５の位置を、消色性・非消色性混合カラーモード（４個全部の一次転写ローラ１９が転写ベルト１５に当接）、消色性トナーによるモノクロモード（画像形成ユニット７Ｓに対応する一次転写ローラ１９のみが転写ベルト１５に当接）、及び全非転写モード（４個全部の一次転写ローラ１９が転写ベルト１５から離れる）に切換える。

上記の中間転写ベルトユニット３には、上面部のベルト移動方向最上流側の画像形成ユニット７Ｍの更に上流側に、ベルトクリーナユニットが配置され、下面部の適宜の位置に沿い付けるように平らで薄型の廃トナー回収容器２１が着脱自在に配置されている。

給紙部４は、１個の給紙カセット２２を備え、給紙カセット２２の給紙口（図の右方）近傍には、用紙取出ローラ２３、給送ローラ２４、捌きローラ２５、待機搬送ローラ対２６が配置されている。

上述した給送ローラ２４及び捌きローラ２５と待機搬送ローラ対２６との間には、用紙給送路２７を上下から挟むように上読取センサ２８と下読取センサ２９が配置されている。上読取センサ２８及び下読取センサ２９は、ともに用紙の最大搬送幅に対応する長さのライン型センサである。

消色部５は、用紙搬送方向下流側（図の鉛直上方向）において、待機搬送ローラ対２６に続いて配置されている。消色部５は、鉛直搬送路３１を両側から挟むように上下２箇所に配置された第１面消色部の加熱ローラ３２と消色光ヘッド３３及び第２面消色部の加熱ローラ３４と消色光ヘッド３５を備えている。

消色部５の下流（図では上方、以下同様）には搬送ローラ対３６が配置され、その直ぐ下流には、転写ベルト１５を介して従動ローラ１７に圧接する二次転写ローラ３７が配設されて、用紙への二次転写部を形成している。

この二次転写部の下流にはベルト式熱定着装置３８が配置されて、ベルト式熱定着装置３８の更に下流側には、定着後の用紙をベルト式熱定着装置３８から搬出する搬出ローラ対３９、及びその搬出される用紙を装置上面に形成されている排紙トレー４１に排紙する排紙ローラ対４２が配設されている。

両面印刷用搬送ユニット６は、上記搬出ローラ対３９と排紙ローラ対４２との中間部の搬送路から図の右横方向に分岐した返送開始路４３ａ、それから下方に曲がる中間鉛直返送路４３ｂ、更に上記とは反対の左横方向に曲がって最終的に返送用紙を反転させる終端返送路４３ｃを形成されている。

そして、両面印刷用搬送ユニット６は、それらの返送路の途中に配置された４組の返送ローラ対４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄを備えている。上記終端返送路４３ｃの出口は、給紙部４の給紙カセット２２からの給紙に対応する待機搬送ローラ対２６への搬送路に連絡している。

また、中間転写ベルトユニット３の上面部には、クリーニング部４５、取り込みローラ４６、この取り込みローラ４６に転写ベルト１５を適度の圧力で圧接させるための押圧ローラ４７が配置されている。

クリーニング部４５は、転写ベルト１５の上面に当接して廃トナーを擦り取って除去し、取り込みローラ４６はクリーニング部４５が除去した廃トナーを引き継いで、図示を省略したベルトクリーナユニットの一時貯留部に溜め込み、その溜め込まれた廃トナーを搬送スクリューにより廃トナー回収容器２１に送り込んでいる。

＜消色性トナーの製法＞
ここで、本例において、上記の画像形成ユニット７Ｓに収容して用いられる消色性トナーの製法について説明する。先ず、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７．５質量部、トナー用ポリエステル結着樹脂（花王製）を８７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質量部ヘンシェルミキサー（三井鉱山製）に投入し、混合した。

次に、上記の混合物を、二軸混錬機で溶融混錬した。これで得られた混錬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た。この粗砕物を衝突式粉砕機にて、平均粒径が９μｍになるように粉砕した。この粉砕で得られた粉砕物１００質量部に外添剤としてシリカ「ＲＡ９７２」（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を得た。この消色性トナーのガラス転移点は５０．３℃で軟化点は１０６℃であった。

＜消色部の加熱ローラの構成＞
図１に示した加熱ローラ３２及び３４に内蔵の消色用ヒータはハロゲンランプで構成されている。ハロゲンランプの波長分布は広がりが広く、近赤外線の波長分布を広く含んでいるので、熱輻射の熱源として適している。

本例では、このハロゲンランプの熱輻射の温度を可変できるようにし、消色対象となる紙面への加熱温度を、５０℃〜１００℃の範囲に設定できるようにしている。この温度範囲は、本例で制作されたガラス転移点５０．３℃及び軟化点１０６℃の特性を有する消色性トナーに対応して行われた後述する消色性試験の結果に基づいて設定された。

＜消色部の消色光ヘッドの構成＞
図２は、上記構成における消色部５の消色光ヘッド３３及び３５の発光特性を説明するためのハロゲンランプとの波長比較図である。同図に示すように、ハロゲンランプは約４００ｎｍ近傍から１１００ｎｍを超える範囲の広い波長分布を有している。このため、消色に不必要な波長の光の生成に伴う装置本体内の温度上昇や、大きな消費電力等の問題があることは前述した。

これに対して、本実施例１で使用される消色光ヘッド３３及び３５はＬＥＤアレイで構成されている。図２に示すように、ＬＥＤは非常に狭い波長分布を有している。つまりＬＥＤは、選択のしようによって、消色に不必要な波長の光の生成が非常に少ないと考えられる。また、ＬＥＤは電気・光変換の効率が良く、大きな熱を発しないことでも良く知られている。

そこで、８１７ｎｍに感度を持つ赤外線感光色素に対応するために、半値幅５０ｎｍ以下の波長分布を有する中心波長８３０ｎｍのＬＥＤアレイのチップを、ヘッドの長手方向に並べて配置してなる消色光ヘッドを考え出した。

図３は、消色部５の消色光ヘッド３３（又は３５、以下同様）における近赤外線照射の状態の一例を模式的に示す図である。図３に示すように、消色光ヘッド３３は、ＬＥＤアレイチップ４８をヘッドの長手方向に並べて配置して構成される。用紙４９とＬＥＤアレイチップ４８との距離は約２０ｍｍである。

このように、用紙４９とＬＥＤアレイチップ４８との距離が約２０ｍｍと比較的間隔が長いので、消色光ヘッド３３からの照射光５１は放射状に伸びて用紙４９に対する照射範囲５２は拡がっている。用紙４９が矢印ａで示す方向に搬送される（消色部５を通紙される）間、用紙４９の各主走査線部分には、広い照射範囲５２に相当する分だけ間断なく消色光が照射される。

なお、ＬＥＤライトとしては、一般に色素の吸収波長である８２０ｎｍ付近に近い中心波長を持つものの方が優位であるが、実際の消色特性としては、中心波長が８５０ｎｍであっても半値幅を考慮すると、十分な発光強度が得られれば消色特性として問題はない。

つまり、ＬＥＤライトは、その中心波長８１０ｎｍ〜８５０ｎｍのものが消色に適合すると見ることができる。この場合も前述したように半値幅５０ｎｍ以下の波長分布を有するものを選択するとよい。

特に、中心波長が８５０ｎｍのＬＥＤランプは、近赤外線の領域において一般に最も流通しているＬＥＤランプのひとつであり、エネルギー効率、コストの面から装置設計上優位となる。

例えば、中心波長８５０ｎｍのＬＥＤランプの例としては、高輝度反射型ＬＥＤを用いた「ＯＰ６−８５１０ＨＰ２」、中心波長８５０ｎｍ、Δλ４０ｎｍ、Ｐｏ（光出力）＝５０ｍＷ＠３５０ｍＡのものなどがある。このようなＬＥＤランプも上述した消色に何ら支障無く用いることができる。

このように、実施例１に係る消色機能付き画像形成装置の構成によれば、従来の消色用の光源をハロゲンランプからＬＥＤとし、消色用の加熱温度を消色性トナーのガラス転移点以上で軟化点以下としている。

これにより、「消費電力が削減できる」、「半値幅が５０ｎｍの単波長の光源のため照射しても機内の発熱に影響しない」、「加熱と光によって消色処理の速度が増加する」という効果がある。

結果として、消色装置全体の小型化が可能となった。さらにその消色装置が小型なため、消色装置を小型のプリンタに組み込んで、図１に示すように小形の消色機能付き画像形成装置の設計も十分可能となった。

＜消色性トナーの消色性の試験＞
続いて、上述した消色性トナーの消色性を試験するために、ページプリンタＮ３５００（カシオ計算機製）の画像形成ユニット内に、上記のようにして得られた消色性トナーを充填し、適宜の用紙上に消色性トナーによるベタ画像を形成した。

ここで、Ｎ３５００は４連のタンデム現像方式であるため、現像器である画像形成ユニットは４個実装可能となっているが、本試験においては画像形成ユニットは１個のみ装着し、この１個の画像形成ユニットに消色性トナーを収容して画像形成を行った。

次に、Ｎ３５００を改造して、図１に示したように鉛直搬送路３１に、消色用の装置として消色部５を用意した。図１に示した消色用の消色光ヘッド３３及び３５は、前述したように用紙の主走査線方向に延在するライン状のヘッドとした。また、加熱ローラ３２及び３４に内蔵の消色用ヒータ（ハロゲンランプ）は、その温度を可変できるようにした。

続いて先ほど得られた消色性トナーによるベタ画像を形成された用紙を用いて消色試験を行うことにした。先ず、消色性トナーによるベタ画像を形成された用紙複数枚を給紙カセット２２に収容する。そして、この用紙を消色部５に通紙する。

なお、この試験の予備印刷である白紙に消色性トナーを印刷する場合は、消色部５の機能は停止しており、通常のトナー印刷と同様の手順により、給紙、現像後の転写ベルト上のトナーを二次転写、定着、排出の順で印刷が行われる。

そして、消色試験を行うときの用紙を消色部５に通紙する場合は、画像形成ユニットによる現像は停止しており、したがって、消色部５を通紙された後の用紙に二次転写部で消色性トナーが転写されることはない。

また、この試験に使用される既に得られている消色性トナーのガラス転移点５０．３℃で軟化点は１０６℃に対応するために、加熱ローラのヒータ温度を、オフから４０℃、５０℃、６０℃、８０℃、１００℃、１１０℃、及び１２０℃と順次上昇させて、消色性トナーによるベタ画像の消色度を評価する実験を行った。

図４は、ヒータ温度をオフから４０℃〜１２０℃まで順次上昇させた加熱ローラと中心波長８３０ｎｍのＬＥＤからなる消色光ヘッドとによる消色性トナーのベタ画像に対する消色実験の結果を示す図表である。

図４の図表の右欄に示す「×」は殆ど消色されなかった場合の評価を示し、「△」は幾分の消色が見られた場合の評価を示し、「○」は完全に消色された場合の評価を示している。この消色度の測定は、ｘ−ｒｉｔｅ（ｘ−ｒｉｔｅ社製）で測定した。

この図４に示す実験結果の評価に示されるように、半値幅５０ｎｍ以下の波長分布を有する中心波長８３０ｎｍのＬＥＤを消色光ヘッドに用いた場合、加熱ローラのヒータ温度は６０℃〜１００℃の範囲で消色に十分有効に作用することが判明する。

尚、省エネ重視であれば、加熱ローラを用いず消色光ヘッドのみによる消色がより有効である。しかしながら、消色の速度を重視する場合においては、加熱ローラによる消色性トナーへの加熱はより有効である。

また、加熱ローラのヒータ温度については、上記のように用紙表面が６０℃程度から消色効果が見られるが、８０度、１００度と上げるに従って消色のスピードは速くなる。つまり後からの印字も含めた全体の処理速度を速めることができる。この加熱については、装置本体側の制御でもよく、ユーザが選択できるようにしてもよい。

図４の図表によれば、消色性トナーのガラス転移点以上の温度から軟化点以下の温度の場合に、より消色が進んでいる。これは熱により分子の移動が比較的自由となり、色素と消色剤が接触し易くなるためと推測できる。また、軟化点以上の場合にはトナー樹脂が用紙に潜り込み、ＬＥＤ光の到達が不十分となって消色不良が発生すると推測できる。

本例の図１に示した消色光ヘッド３３及び３５、並びに加熱ローラ３２及び３４は、上記の実験と評価結果を踏まえて、最終的に、波長８３０ｎｍのＬＥＤ、ヒータ温度６０℃〜１００℃の範囲となるように構成されている。

また、その後の実験によれば、消色トナーを作成する際の消色剤については４質量部程度でも良好な結果を得ることも判明している。

＜消色機能付き画像形成装置の実施形態１＞
ここで、上述した構成の消色機能付き画像形成装置において連続する一連の処理で消色性トナーの画像を全面的又は選択的に消色し、その消色部分に新たな消色性トナー又は非消色性トナーによる画像を形成する具体的処理について説明する。

図５は、図１に示した給紙部４の給紙カセット２２に収容される用紙４９の態様を示す図である。図５に示すように、用紙４９の四隅には、この用紙４９に消色性トナーによる印字画像５３が形成されていることを示すマーク５４が消色性トナーによって印字されている。

本例において、このマーク５４が用紙４９の四隅に印字されているのは、マーク５４が用紙４９の四隅にあることで、再利用用紙（消色性トナー又は非消色性トナーによって印字画像が形成されていて今は不要になった用紙）が収容されている給紙カセット２２を装置本体に装着する際の制約がなくなるからである。

すなわち、ユーザは用紙の向きに配慮することなく、単に必要なサイズの用紙が収容されている給紙カセット２２を装置本体に装着するだけで、どの向きに用紙が設定されていても、給紙カセット２２の給紙口から直ぐ下流にある上読取センサ２８又は下読取センサ２９によって用紙４９先端部のマーク５４を読み取ることできるからである。

尚、マーク５４については、図のような○印でも、単純な数字でもよく、あるいは再印字するたびに線を１つづつ追加するような構成にしてもよい。要は上読取センサ２８又は下読取センサ２９によって用紙４９の利用状況を読み取ることができるマークであればよい。

用紙４９の知りたい利用状況によっては、つまり単なる消色トナーによる印刷物か否か、用紙表裏の利用状況履歴はどうか、などの用紙４９の知りたい利用状況に応じてマーク５４の印字形態を、○、複数文字の組み合わせ、２桁数字の組み合わせ、その他の記号などで印字するようにするとよい。

尚、マーク５４は、消色性トナーにより印字画像が形成されている用紙と非消色性トナーにより印字画像が形成されている用紙とを区別するためのものであって、消色性トナーの画像が形成されている用紙には付与されているが非消色性トナーの画像が形成されている用紙には付与されていない。

図６(a) は、不図示の制御部の記憶装置に記憶される用紙４９のマーク５４と印字画像との一般的な関係を示すデータテーブルを図表にして示す図であり、同図(b) は、そのデータテーブルに基づいて行われる再利用用紙に印字を行う処理のフローチャートである。

尚、この処理は、図１に示した給紙部４の給紙カセット２２に図５に示した再利用用紙が収容され、消色機能付き画像形成装置１に電源が入力され、制御部の制御の元に消色機能付き画像形成装置１の全内部装置が駆動されることによってスタートする。

また、この例では、再利用用紙に印字を行う基本的な処理を説明するために、マーク５４は、用紙４９が消色トナーによる印刷物か否かを示す単純な形式の○印であるものとする。

図６(b) において、先ず給紙処理が行われる（ステップＳ１）。この処理では、用紙取出ローラ２３によって給紙カセット２２から取り出され、給送ローラ２４と捌きローラ２５との協働により１枚の用紙４９が用紙給送路２７に送り出される処理である。なお、通常印字画像の画像情報は、この給紙処理の段階で画像形成部２に通知される。

続いて、画像とマークの判別が行われる（ステップＳ２）。この処理では、用紙給送路２７に送り出された用紙４９の先頭部に印字されているマーク５４の有無が上読取センサ２８又は下読取センサ２９によって検出される。

ここで、最初に設定される片面印刷であるか両面印刷であるかの設定、及び第１面の片面印刷であっても印刷しない第２面も秘密保持のため消色するか否かの設定によって、上読取センサ２８又は下読取センサ２９によるマーク５４の有無の検出方法が異なる。

両面印刷である場合、又は片面印刷であっても印刷しない面の秘密保持を行う場合は、上読取センサ２８及び下読取センサ２９の両方がマーク５４の有無の検出を行う。片面印刷であって印刷しない面の秘密保持を行う必要が無い場合は、上読取センサ２８のみがマーク５４の有無の検出を行う。

以下、説明を簡略にするため、片面印刷であって印刷しない面の秘密保持を行う必要が無い場合について説明する。

ステップＳ２のマーク判別において、マーク有りの場合は、図６(a) の「１」に相当し、この場合は画像の有無に係わり無くデータテーブルの右方に示す処理動作の指示に従って、消色と印刷を行う。この場合、消色に先立って、先ず、再利用の状況を示すマークの印字形式、使用トナーの設定などの情報が決定され、この情報が画像形成部２に通知される（ステップＳ３）。

次に、消色動作が行われる（ステップＳ４）。この処理では、上述したように、片面印刷であって印刷しない面の秘密保持を行う必要が無い場合であるので、第１面消色部の加熱ローラ３２と消色光ヘッド３３のみが駆動されて用紙４９の第１面（給紙カセット２２で上向きになっている面）の消色が行われる。

尚、片面印刷であっても印刷しない面の秘密保持を行う必要がある場合には、その指示に基づいて、第１面消色部の加熱ローラ３２と消色光ヘッド３３のみではなく、第２面消色部の加熱ローラ３４と消色光ヘッド３５も消色動作に参加することは言うまでも無い。

続いて印刷動作が行われる（ステップＳ５）。この処理は、転写ベルト１５を介して従動ローラ１７に圧接する二次転写ローラ３７により形成されている二次転写部において、ステップＳ４の処理で消色された用紙４９の第１面にトナー像が転写され、そのトナー像がベルト式熱定着装置３８で定着され、そのトナー像を定着された用紙４９が排紙トレー４１上に排出される処理である。

尚、この印刷処理では、消色動作に入る前に、上読取センサ２８で読み取った情報に基づいて、印字に必要な情報が画像形成部２に通知されていて、その時点で指定された画像形成ユニット７が感光体ドラム８への現像と、転写ベルト１５への一次転写を行って、転写ベルト１５が一次転写トナー像を二次転写部に向けて搬送しているので、用紙４９に対する印刷動作は、対待機搬送ローラ対２６での短時間の一時停止のみで実行することができる。

また、上記ステップＳ２の画像とマークの判別で、マーク無しの場合は、上読取センサ２８は、更に紙面に印字画像５３が印字されているか否かを検出する。画像５３が検出された場合は、図６(a) の「２」に相当する。

これは、マーク無しの用紙に形成されている画像であるから、この画像は非消色トナーで印字された画像である。したがって、消色することが不可能で再利用が出来ない用紙である。この場合はデータテーブルの「２」の行の右方に示す処理動作の指示に従って、消色も印刷も行わず、印刷不可を示す警告音を報知し（ステップＳ６）、当該用紙を排紙する。

尚、図１には排紙部として排紙トレー４１のみを示しているが、例えば、排紙ローラ対４２の下流に、用紙搬送方向切替フラップと、その下流に他の排紙トレーを配置するようにして、印刷不可の用紙を、排紙トレー４１とは別の排紙トレーに排紙するようにすることもできる。

また、上記ステップＳ２の画像とマークの判別で、マーク無しの場合で、かつ次の印字画像５３の有無の判別で画像が無い場合は、図６(a) の「３」に相当する。これは通常の白紙であることを示している。

この場合は、データテーブルの「３」の行の右方に示す処理動作の指示に従って、無駄な消色を行わないために消色動作をＯＦＦとし（ステップＳ８）、直ちにステップＳ５の印刷動作に入る。

尚、この印刷処理では、上記のステップＳ４の消色処理後にステップＳ５に移行した場合も、ステップＳ８から移行した場合も、通常トナー（非消色性となー）と消色性トナーを選択的に使用できる。

長期保存用の書類の印刷であれば通常トナーを用い、使用後には用紙を再利用してもよい書類の印刷であれば消色性トナーを使用するように、印刷書類の使用状況に応じて通常トナーと消色性トナーを選択的に用いると良い。

また、特には処理動作の図示はしないが、両面印刷の場合は、上述した片面印刷後に続いて用紙が両面印刷用搬送ユニット６に通紙され、第２面への印刷が行われる。

この場合は、上読取センサ２８と下読取センサ２９で読み取った用紙の第１面の情報と第２面の情報の情報取得結果と、それぞれ図６(a) に示す同一のデータテーブルとが参照されて、図６(b) に示したと同様の処理が決定される。

また、この場合、第１面消色部の加熱ローラ３２と消色光ヘッド３３は、第１面の印刷時に駆動されるが、第２面消色部の加熱ローラ３４と消色光ヘッド３５の駆動は、第１面の印刷時に同時に行うか、又は両面印刷用搬送ユニット６を介して用紙が返送されてきたときに行うかは任意に決定してよい。

このように実施例１に係る消色機能付き画像形成装置１の実施形態１によれば、消色性トナーで印字された普通紙を再利用するので、ユーザの経済的な利点が多い。また、消色性トナーと通常トナーを選択的に利用できるので、消色性トナーの使用量を減らせる利点がある。

また、通常トナーを利用できることで、公文書等重要文書に対応可能となる。また、消色と印字が同時に行われ、なおかつ用紙利用の履歴管理ができるので、消色待ちの用紙がスムーズに消去（消色、以下同様）され新たな印字物になることで、機密性も高くなる。

また、用紙の４隅にマークするので、用紙の表裏や左右などの向きを気にすることなく使用できて使い勝手が良い。また、マークに表裏両面の各種の情報を持たすので、片面のみの消去または両面消去等の消去条件を調整することができる。

また、マーク有無と画像有無の判定を給紙直後に行うので、用紙の再利用が可能か否かの判定が速やかにできで処理が迅速化する。また、両面印刷済みの用紙を使った片面印刷の場合に必要に応じて印刷不要の面も同時に消去できるので、不要情報の漏洩防止に有効である。

同じく両面印刷済みの用紙を使った片面印刷の場合に印刷不要の面を消去しないようにも出来るので、消色が必要な面のみ消色機構を動作させて消費電力の低減を図ることができる。

＜消色機能付き画像形成装置の実施形態２＞
上記の実施形態１では、消色性トナーの画像を印刷された用紙を選択的に再利用紙として用い、その画像面を全面消去（消色）したが、消色性トナー画像の消色方法はこれに限るものではない。

図７(a),(b) は、消色性トナーの画像面そのものを選択的に消色する構成と方法を示す図である。図７(a),(b) に示すように、本例の消色光ヘッド３３（又は３５、以下同様）は、小型のＬＥＤアレイチップ４８を複数主走査線方向に並べている。

これにより、現像処理時における感光体ドラムの露光に用いられるＬＥＤヘッドと同様に、個々のＬＥＤを選択的に点灯することで、矢印ｂのように搬送される用紙４９の任意の位置を消色する事が可能となる。

図７(a) は用紙４９を矢印ｂ方向に搬送しながら、印字画像５３を単純に全面消去して白紙状態の消色部５５を形成している状態を示している。また、図７(b) は、同じく用紙４９を矢印ｂ方向に搬送しながら、印字画像５３の半面のみ消去して、残り半面に白紙状態の消色部５５を形成している状態を示している。

図７(a),(b) は、消色性トナーの画像面そのものを選択的に消色できることを示すために簡単に全面と半面の消色を比較対照できるように示したが、個々のＬＥＤの点灯タイミングにより、図７(b) に示す主走査線方向の制御ばかりでなく、副走査線方向（矢印ｂ方向）の選択的消色制御も可能である。

ＬＥＤチップ自体を小型のモノにすることで、消色エリアの選択性はより高精細なものとなる。中心波長８５０ｎｍのＬＥＤで「ＳＭＴ８５０Ｎ」、ＡＡ＝４０ｎｍ、Ｐｏ＝２０ｍＷのＬＥＤ約３ｍｍ口のＬＥＤを主走査線方向にならべ、数ｍｍ程度の距離からの単色光照射とすることで、その選択性はさらに高精細になる。

更にＬＥＤの並べる間隔を狭め高密度に実装し、図７(a),(b) に示すように、セルフォックスレンズ５４でＬＥＤの射出光を絞り込むことにより、より高精細な選択消去をすることも可能である。

この消色機構を用いると、例えば、帳票などの書式の枠線については通常トナーで印字しておき、内容の情報については消色性トナーを用いて印字して、全面消色機能で内容の情報を消去して再印字する形式に比較して、選択的に消色することで、消色性トナーのみで選択的な消色が可能となる。

本例の方式を用いれば、消色性トナーのみを装備した単純な構成の消色機能付き画像形成装置で作成した帳票などを、消色性トナーの使用量を節約しながら帳票の枠線内の内容のみを書き換えることができる。

＜消色光ヘッドの他の構成例＞
これまでの説明では、消色用の光源としては、ライン状のＬＥＤ光源としたが、主走査線方向の選択的な消去という点、及び近赤外線を効率よく発生させるという点では、消色用の光源としてレーザを用いることもできる。

図８は、消色光ヘッドの他の構成例としてレーザを用いる例を示す図である。図８に示すように、本例の消色光ヘッドは基本的に、一般にレーザプリンタの露光に用いられる半導体レーザと原理は同様である。

すなわち、この消色光ヘッドは、レーザ光発振器５６、コリメータ５７、ポリゴンミラー５８、ｆθレンズ５９、シリンダーレンズ６１からなる。レーザ光発振器５６は発振波形６２で示すようなレーザ光を発振する。

同図は、消色の基本タイミング（ビデオ信号）に従って、レーザ光発振器５６から発振されたレーザ光が、コリメータ５７、ポリゴンミラー５８、ｆθレンズ５９、シリンダーレンズ６１等の光学系を経由し、矢印ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、及びｇで示す光路を経て、用紙４９の紙面に到達し、ポリゴンミラー５８の１面ごとに、主走査部６３ごとの１回のレーザ照射が行われる状態を示している。

主走査部６３ごとの１回のレーザ照射ごとに、ｆθレンズ５９及びシリンダーレンズ６１を所定の角度で移動させて、矢印ｂ方向に移動する用紙４９の主走査線上の目的とする点にレーザ光の照射を行うことができる。すなわち、この場合も紙面全面の所望の部分を選択的に消去することができる。

本発明は、温度上昇が小さく消費電力も少ない消色機能付き画像形成装置に利用することができる。

１ 消色機能付き画像形成装置
２ 画像形成部
３ 中間転写ベルトユニット
４ 給紙部
５ 消色部
６ 両面印刷用搬送ユニット
７（７Ｍ、７Ｃ、７Ｙ、７Ｓ） 画像形成ユニット
８ 感光体ドラム
９ クリーナ
１１ 帯電ローラ
１２ 光書込ヘッド
１３ 現像器
１４ 現像ローラ
１５ 転写ベルト
１６ 駆動ローラ
１７ 従動ローラ
１８ ベルト位置制御機構
１９ 一次転写ローラ
２１ 廃トナー回収容器
２２ 給紙カセット
２３ 用紙取出ローラ
２４ 給送ローラ
２５ 捌きローラ
２６ 待機搬送ローラ対
２７ 用紙給送路
２８ 上読取センサ
２９ 下読取センサ
３１ 鉛直搬送路
３２、３４ 加熱ローラ
３３、３５ 消色光ヘッド
３６ 搬送ローラ対
３７ 二次転写ローラ
３８ ベルト式熱定着装置
３９ 搬出ローラ対
４１ 排紙トレー
４２ 排紙ローラ対
４３ａ 返送開始路
４３ｂ 中間鉛直返送路
４３ｃ 終端返送路
４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄ 返送ローラ対
４５ クリーニング部
４６ 取り込みローラ
４７ 押圧ローラ
４８ ＬＥＤアレイチップ
４９ 用紙
５１ 照射光
５２ 照射範囲
５３ 印字画像
５４ セルフォックスレンズ
５５ 消色部
５６ レーザ発信器
５７ コリメータ
５８ ポリゴンミラー
５９ ｆθレンズ
６１ シリンダーレンズ
６２ 発信波形
６３ 消色中の主走査部

Claims (9)

1. 電子写真方式により画像形成を行い且つ消色機能を有する消色機能付き画像形成装置において、
   記録紙に消色トナーで印刷されたマークが形成されているか否かを検知するセンサと、
   該センサが前記マーク有りと検知した場合、前記記録紙の消色可能部分を消去する加熱部と消色光源からなる消去部と、
   該消去部による画像消去部分に消色性トナー又は非消色性トナーにより画像を形成する画像形成ユニットと、
   を備え、
   前記消色性トナーは、波長８１７ｎｍの光に感度を持つ近赤外感光色素を含有する光感応型トナーであり、ガラス転移点５０．３℃かつ軟化点１０６℃の特性を有し、
   前記マークは、前記記録紙の表裏の利用状況履歴によって異なる形態で印刷される、
   ことを特徴とする消色機能付き画像形成装置。
2. 前記消去部は、前記加熱部として前記記録紙の主走査方向に対応して延在する加熱ローラと、前記消色光源として近赤外線を発光するＬＥＤ（light emitting diode）アレイから成るライン型の光照射装置とを備える、ことを特徴とする請求項１記載の消色機能付き画像形成装置。
3. 前記ＬＥＤアレイのＬＥＤは、中心波長８１０ｎｍ〜８５０ｎｍ、半値幅５０ｎｍ以下の波長分布を有する光を照射するＬＥＤである、ことを特徴とする請求項２記載の消色機能付き画像形成装置。
4. 電子写真方式により画像形成を行い且つ消色機能を有する消色機能付き画像形成装置において、
   記録紙に消色トナーで印刷されたマークが形成されているか否かを検知するセンサと、
   該センサが前記マーク有りと検知した場合、前記記録紙の消色可能部分を消去する加熱部と消色光源からなる消去部と、
   該消去部による画像消去部分に消色性トナー又は非消色性トナーにより画像を形成する画像形成ユニットと、
   を備え、
   前記消色性トナーは、波長８１７ｎｍの光に感度を持つ近赤外感光色素を含有する光感応型トナーであり、ガラス転移点５０．３℃かつ軟化点１０６℃の特性を有し、
   前記消去部は、前記記録紙の主走査方向に対応して延在する加熱ローラと近赤外線を発光する多面鏡を用いたレーザ光の光照射装置とを備える、
   ことを特徴とする消色機能付き画像形成装置。
5. 前記マークは、前記記録紙の表裏の利用状況履歴によって異なる形態で印刷される、ことを特徴とする請求項４記載の消色機能付き画像形成装置。
6. 前記加熱ローラは、前記記録紙の前記消色性トナーの画像紙面に対し前記消色性トナーのガラス転移点以上かつ軟化点以下の温度で加熱するヒータを内蔵するローラである、ことを特徴とする請求項２乃至５の何れか一項記載の消色機能付き画像形成装置。
7. 前記センサは、前記記録紙の搬送開始直後に前記記録紙に印刷されている前記マーク又は予め指定されている画像の形状の有無を検知して非消去部分の有無を検出し、前記消去部は、前記センサによる検知に基づいて前記記録紙の消色可能部分を選択的に消去する、ことを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項記載の消色機能付き画像形成装置。
8. 前記選択的消去は、前記消去部による前記記録紙に対する主走査方向への照射走査である、ことを特徴とする請求項７記載の消色機能付き画像形成装置。
9. 前記非消色性トナーは、フルカラーの画像を形成可能な少なくとも減法混色の三原色のトナーである、ことを特徴とする請求項１乃至８の何れか一項記載の消色機能付き画像形成装置。