JP5588526B2 - 消色装置およびヒートローラの速度制御方法 - Google Patents

Description

この明細書に記載の実施形態は、画像消色用のヒートローラの回転制御技術に関する。

近年、加熱すると消色する消色可能色材により、シートに画像を形成することが行われる。消色可能色材により画像が形成されたシートは、消色装置によってシートを加熱して画像を消色することにより、リユース可能となる（消色装置として例えば特許文献１）。

特開２０１２−２５２３１４号公報

消色装置は、ヒートローラによってシートを加熱するが、ヒートローラを高速で回転させると騒音が生じる。消色装置は、オフィス等に設置されるため、可能な限り騒音の発生を抑制することが望ましい。

この明細書は、騒音の発生を抑制するヒートローラの回転制御技術を提供することを目的とする。

一般に、実施形態によれば、消色装置は、ヒートローラと、熱源と、プレスローラと、制御手段と、を備える。ヒートローラは、消色可能色材により画像が形成されたシートを搬送しながら加熱する。熱源は、ヒートローラを加熱する。プレスローラは、ヒートローラと加圧接触する。制御手段は、ヒートローラによる消色処理の実行中はヒートローラを熱源により加熱しながら第１回転速度で回転させ、消色処理の開始前はヒートローラを熱源により加熱しながら第１回転速度より遅い第２回転速度で回転させ、消色処理の終了後は、熱源によるヒートローラの加熱を停止するとともに、前記ヒートローラを、前記第１回転速度より遅く、前記第２回転速度より速い第３回転速度で回転させる。

消色装置の全体構成図である。 消色装置のハードウェア構成を示すブロック図である。 消色手段の構成を説明するための図である。 制御手段による消色処理の流れを説明するためのフローチャートである。 シートの流れを示す図である。 制御手段による第１、第２ヒートローラの回転速度制御を示すフローチャートである。 第１、第２ヒートローラの回転速度と、第１、第２ヒートローラの消色処理タイミングとの関係を示すタイミングチャートである。

以下、実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図１は、消色装置１の全体構成図である。
消色装置１は、消色可能トナーや消色可能インク等の消色可能色材により画像が形成されたシートに対して、画像の色を消す消色処理を施す。消色可能色材は、呈色性化合物、顕色剤、消色剤を含む。呈色性化合物は、例えば青に発色するロイコ染料が挙げられる。顕色剤は、例えばフェノール類が挙げられる。消色剤は、加熱されると呈色性化合物と相溶し、顕色剤と親和性を有さない物質が挙げられる。消色可能色材は、呈色性化合物と顕色剤との相互作用により発色し、消色温度以上の加熱により呈色性化合物と顕色剤との相互作用が絶たれて消色する。

消色装置１は、給紙トレイ１１、給紙手段１２、第１〜第３搬送路１３１〜１３３、読取手段１４、消色手段１５、シート検知センサ１６１，１６２、フラッパ１７１，１７２、搬送ローラ１８、リユーストレイ１９、リジェクトトレイ２０、表示手段９１、操作入力手段９２、制御手段９３（図２）を備える。

給紙トレイ１１は、消色可能色材により画像が形成されたシートを積載する。シートは、Ａ４，Ａ３，Ｂ５等の様々なサイズであってよい。
給紙手段１２は、ピックアップローラ、供給ローラ、分離ローラを有し、給紙トレイ１１が積載するシートを１枚ずつ第１搬送路１３１に給紙する。

読取手段１４は、第１搬送路１３１に沿って配置される。読取手段１４は、ＣＣＤ(Charge Coupled Device)を備え、消色前のシート両面（第１面、第２面）の画像および消色手段１５による消色後のシート両面の画像を読み取る。読取手段１４は、読み取った画像データを後述するＨＤＤ９３４（図２）に出力する。これにより、ユーザは、ＨＤＤ９３４から消色前のシートの画像データを取得できる。

第２搬送路１３２は、第１搬送路１３１の下流にある分岐点１３４にて第１搬送路１３１から分岐する搬送路であり、第１搬送路１３１における読取手段１４よりシート搬送方向上流（以下、単に上流と記載。シート搬送方向下流も単に下流と記載する）の合流点１３５で第１搬送路１３１に合流する。分岐点１３４からは、第３搬送路１３３も分岐する。

消色手段１５は、第２搬送路１３２に沿って配置される。シート搬送方向における読取手段１４と消色手段１５との間、および消色手段１５と読取手段１４との間は共に、処理対象とする最大のシート長より大きい長さとなっている。
消色手段１５は、シートの両面を加熱することにより、シートの両面上の画像を消色可能である。消色手段１５の構成については後述する。

シート検知センサ１６１は、給紙トレイ１１上のシートの有無を検知する。シート検知センサ１６２は、第１〜第３搬送路１３１〜１３３の適宜の場所に配置され、第１〜第３搬送路１３１〜１３３中のシートを検知する。
フラッパ１７１，１７２は、分岐点１３４および第３搬送路１３３の分岐点１３６にあり、シートの搬送先を切り替える。
搬送ローラ１８は、第１〜第３搬送路１３１〜１３３の適宜の場所に配置され、シートを搬送する。

第３搬送路１３３の分岐点１３６からは、第１分岐路１３７と第２分岐路１３８が分岐する。
制御手段９３は、シート上の画像を消色後、シートを読取手段１４により再度読み取る。制御手段９３は、消色後のシートの画像データに基づき、シートが再利用可能か否かを判定し、再利用可能なシートを第１分岐路１３７からリユーストレイ１９に排出する。制御手段９３は、シートに消色残りがあり再利用不可と判定する場合、シートを第１分岐路１３７から第２分岐路１３８にスイッチバック搬送し第２分岐路１３８からリジェクトトレイ２０に排出する。

リユーストレイ１９は、第１分岐路１３７が排出するリユース可能なシートを積載する。
リジェクトトレイ２０は、第２分岐路１３８が排出するリユース不可なシートを積載する。

表示手段９１は、タッチパネル等であり、消色装置１の設定情報や動作ステータス、ログ情報、ユーザへの通知を表示する。
操作入力手段９２は、ボタンやキーを備え、ユーザの操作入力を受け付けることにより消色処理の開始等、消色装置１の機能動作の指示を受け付ける。

図２は、消色装置１のハードウェア構成を示すブロック図である。
制御手段９３は、プロセッサ９３１、ＡＳＩＣ９３２(Application Specific Integrated Circuit)、メモリ９３３（記憶手段）、およびＨＤＤ９３４(Hard Disk Drive、記憶手段)を備え、消色装置１全体を制御する。プロセッサ９３１は、メモリ９３３やＨＤＤ９３４が格納するプログラムを実行することにより各種の機能を実現する。

メモリ９３３は、半導体メモリであり、各種の制御プログラムを格納するＲＯＭ(Read Only Memory)と、プロセッサ９３１に一時的な作業領域を提供するＲＡＭ(Random Access Memory)とを備える。ＲＯＭは、消色手段１５の第１、第２ヒートローラ２１、２２の制御に用いる後述の第１、第２閾値を記憶する。ＡＳＩＣ９３２は、特定の機能を実現するための専用の回路であり、プロセッサ９３１が実現する適宜の機能を担ってよい。

図３は、消色手段１５の構成を説明するための図である。
消色手段１５は、第１、第２ヒートローラ２１，２２、第１、第２プレスローラ２３，２４、第１、第２熱源２５，２６、第１、第２温度検知手段２７，２８を備える。

第１、第２ヒートローラ２１，２２は、３層構造であり、アルミニウム等からなる円筒状の芯金、芯金の外表面上にあるシリコンゴム等の弾性層、弾性層上にあるＰＦＡ(Perfluoroalkoxy polymer resin)等の離型層を備える。第１、第２ヒートローラ２１，２２は、制御手段９３による制御の下、モータを介して回転駆動可能である。

第１ヒートローラ２１は、シートの第１面（給紙トレイ１１において上側に来る面）を加熱し、シートの第１面上の画像を消色する。
第２ヒートローラ２２は、第１ヒートローラ２１より下流側にある。第２ヒートローラ２２は、シートの第２面（給紙トレイ１１において下側に来る面）を加熱し、シートの第２面上の画像を消色する。

第１、第２プレスローラ２３，２４は、３層構造であり、芯金、芯金の外表面上にあるシリコンゴムスポンジ層、シリコンゴムスポンジ層上にあるＰＦＡ(Perfluoroalkoxy polymer resin)等の離型層を備える。第２プレスローラ２４は、第１プレスローラ２３より下流側にある。第１、第２プレスローラ２３，２４は、制御手段９３による制御の下、モータを介して第１、第２ヒートローラ２１，２２とは逆回転に回転駆動可能である。

第１、第２プレスローラ２３，２４は、第１、第２ヒートローラ２１，２２と対向し、第１、第２ヒートローラ２１，２２に加圧接触する。第１、第２プレスローラ２３，２４は、シートの第１面または第２面を第１、第２ヒートローラ２１，２２により良好に加熱するために、シートを第１、第２ヒートローラ２１，２２に押し付ける。

第１、第２熱源２５，２６は、第１、第２ヒートローラ２１，２２の内部にあり、第１、第２ヒートローラ２１，２２を加熱する。第２熱源２６は、メイン熱源２６１およびサブ熱源２６２を備える。第１、第２熱源２５，２６は、例えばハロゲンランプである（第２熱源２６についてはメイン熱源２６１およびサブ熱源２６２がそれぞれハロゲンランプである）。上流の第１熱源２５が２本のランプで構成されていてもよいし、上流、下流の第１、第２熱源２５、２６が共に１本または２本のランプで構成されていてもよい。

第１、第２温度検知手段２７，２８は、第１、第２熱源２５，２６の温度（あるいは第１、第２熱源２５，２６の周囲の温度）を検知する。第１、第２温度検知手段２７，２８は、例えば熱電対を用いた非接触式型のものである。

図４は、１枚のシートに対する制御手段９３による消色処理制御を示すフローチャート、図５は、シートの流れを示す図である。
制御手段９３は、少なくとも１面に画像が形成されたシートを給紙トレイ１１から給紙手段１２により取り出し（Ａｃｔ１１）、第１搬送路１３１に給紙する（Ａｃｔ１２）。制御手段９３は、読取手段１４によりシートを読み取った後（Ａｃｔ１３）、シートを第２搬送路１３２に搬送する（Ａｃｔ１４）。

制御手段９３は、消色手段１５によりシート上の画像を消色後（Ａｃｔ１５）、シートを第１搬送路１３１に搬送し（Ａｃｔ１６）、シートを再度読取手段１４により読み取る（Ａｃｔ１７）。制御手段９３は、シートを第３搬送路１３３に搬送し（Ａｃｔ１８）、消色後のシートの画像データに基づいて、シートを再利用可能と判定する場合（Ａｃｔ１９：ＹＥＳ）、シートをリユーストレイ１９に搬送する（Ａｃｔ２０）。制御手段９３は、シートを再利用不可と判定する場合（Ａｃｔ１９：ＮＯ）、シートをリジェクトトレイ２０に搬送する（Ａｃｔ２１）。

制御手段９３は、操作入力手段９２によりユーザから消色処理の指示を受け付けると、このような処理を、該指示によって定められる処理対象のシート全てに対して行う。例えば、制御手段９３は、このような処理を、給紙トレイ１１中の全てのシートに対して行ったり、あるいは指示があればその指示枚数分のシートに対して行う。

消色装置１が同時に消色処理するシートの枚数は適宜でよい。例えば、先行シートが第１分岐路１３７にいて制御手段９３による消色残りの有無が判定されている間に、該先行シートの後続シートが消色手段１５による消色処理をうけるとともに、給紙手段１２により新たなシートを第１搬送路１３１に給紙する構成、すなわち同時に３枚程度を処理する構成であってもよい。

図６は、制御手段９３による第１、第２ヒートローラ２１，２２の回転速度制御を示すフローチャート、図７は、第１、第２ヒートローラ２１，２２の回転速度と、第１、第２ヒートローラ２１，２２の消色処理タイミングとの関係を示すタイミングチャートである。
制御手段９３は、操作入力手段９２によりユーザから消色処理の指示を受け付けると、第１、第２熱源２５，２６の温度を消色可能温度へ向けて上昇させる（ハロゲンランプを点灯させる、Ａｃｔ３１）。消色可能温度とは、第１、第２熱源２５，２６に加熱される第１、第２ヒートローラ２１，２２によりシートを消色処理できる温度を指す。

制御手段９３は、第１、第２熱源２５，２６の温度が第１閾値に至ると（Ａｃｔ３２：ＹＥＳ）、第１、第２ヒートローラ２１，２２（および第１、第２プレスローラ２３，２４、以下同）を第２回転速度で回転させる（Ａｃｔ３３）。第１閾値は、どのように設定してもよく、消色可能温度より低い温度でもよいし、消色可能温度でもよい。

すなわち、制御手段９３は、第１、第２ヒートローラ２１，２２による消色処理の開始前においては、第１、第２ヒートローラ２１，２２を第２回転速度で回転させる。第１、第２ヒートローラ２１，２２による消色処理の開始前とは、第１、第２ヒートローラ２１，２２が１枚目のシートに対して消色処理を開始する前をいう。以下、第１、第２ヒートローラ２１，２２による消色処理の開始前の消色手段１５の制御を開始プレラン制御という。

なお、第１、第２ヒートローラ２１，２２による消色処理の実行中とは、第１、第２ヒートローラ２１，２２が消色処理する１枚目のシートから最後のシート（給紙トレイ１１中の最後のシート）までの各シートに対して行う各消色処理の実行をしている期間中を指す。

第１、第２ヒートローラ２１，２２による消色処理の終了後とは、第１、第２ヒートローラ２１，２２が消色処理する最後のシートに対して消色処理を終了後の意味である。以下、第１、第２ヒートローラ２１，２２による消色処理の終了後の消色手段１５の制御を終了プレラン制御という。

第２回転速度は、第１、第２ヒートローラ２１，２２による消色処理の実行中の第１回転速度より遅い。また、第２回転速度は、シートを搬送可能な最も遅い速度である。
ここで、第１、第２プレスローラ２４，２５および第１、第２ヒートローラ２１，２２を停止させた状態で、第１、第２ヒートローラ２１，２２を高温状態にすると、第１、第２プレスローラ２４，２５は、第１、第２ヒートローラ２１，２２との接点のみが高温状態となってしまうため、損耗しやすく、寿命が短くなるおそれがある。

しかしながら、本実施形態では、第１、第２熱源２５，２６を第１閾値を超える温度まで高温にすると、すなわち第１、第２ヒートローラ２１，２２をある程度の温度まで高温にすると、第１、第２ヒートローラ２１，２２を回転させるので、第１、第２ヒートローラ２１，２２と圧接接触する第１、第２プレスローラ２４，２５の損耗を抑制できる。

また、本実施形態では、その際に第１、第２ヒートローラ２１，２２を第１、第２ヒートローラ２１，２２による消色処理の実行中の第１回転速度より遅い速度で回転させるので、第１、第２プレスローラ２４，２５の損耗を抑制しつつ騒音の発生を抑制できる。

制御手段９３は、第１、第２ヒートローラ２１，２２を回転させながら第１、第２熱源２５，２６により加熱することにより、第１、第２ヒートローラ２１，２２および第１、第２プレスローラ２４，２５の各全体を十分に加熱した後、シートを消色手段１５へ搬送する（Ａｃｔ３４：ＹＥＳ）。

第１、第２ヒートローラ２１，２２による１枚目のシートに対する消色処理の開始の際の第１、第２ヒートローラ２１，２２および第１、第２プレスローラ２４，２５の温度には、その際の状況に応じてバラツキが生じる。消色装置１が停止した状態からの消色処理の開始時は第１、第２ヒートローラ２１，２２および第１、第２プレスローラ２４，２５の温度は比較的低く、連続して消色処理（受け付けた指示枚数分に対する処理）が行われた際の該温度は比較的高くなる。従って、制御手段９３は、第１、第２熱源２５，２６による加熱開始から消色手段１５へのシートの搬送開始までの時間を状況に応じて定めるように構成されていてもよい。

また、低温環境時には、第１、第２プレスローラ２４，２５を十分に温めた状態で第１、第２ヒートローラ２１，２２による消色処理を開始しなければ、消色残りが発生するおそれがある。従って、制御手段９３は、低温環境時では、第１、第２熱源２５，２６により、第１、第２ヒートローラ２１，２２を介して第１、第２プレスローラ２４，２５を十分に加熱してからシートを消色手段１５に搬送するように構成されていてもよい。

制御手段９３は、シートが消色手段１５へ搬送されると、第１、第２ヒートローラ２１，２２を第１、第２熱源２５，２６により加熱しながら第１回転速度で回転させる。制御手段９３は、第１、第２ヒートローラ２１，２２に連続して搬送されるシートを、該第１、第２ヒートローラ２１，２２によって順次加熱していき、各シート上の画像を消色していく（Ａｃｔ３５）。

制御手段９３は、消色処理対象の最後のシートが第１、第２ヒートローラ２１，２２を通過し、該最後のシートに対する第１、第２ヒートローラ２１，２２による消色処理が終了すると（Ａｃｔ３６）、第１、第２熱源２５，２６による第１、第２ヒートローラ２１，２２の加熱を停止するとともに（ハロゲンランプを消灯させるとともに、Ａｃｔ３７）、第１、第２ヒートローラ２１，２２を第３回転速度で回転させる（Ａｃｔ３８）。

第３回転速度は、通紙中の第１回転速度より遅く、開始プレラン制御中の第２回転速度より速い。本実施形態では、消色処理終了後に第１、第２ヒートローラ２１，２２を
開始プレラン制御中の第２回転速度より速い第３回転速度で回転させるので、良好に第１、第２ヒートローラ２１，２２の温度を低下させることができる。同時に、本実施形態では、消色処理終了後に第１、第２ヒートローラ２１，２２を通紙中の第１回転速度より遅い第３回転速度で回転させるので、第１、第２ヒートローラ２１，２２の温度を良好に低下させつつ騒音の発生も抑制できる。

制御手段９３は、第１、第２熱源２５，２６の温度が第２閾値を下回り第１、第２ヒートローラ２１，２２の回転を停止させても問題の無い温度まで第１、第２熱源２５，２６の温度が低下すると（Ａｃｔ３９：ＹＥＳ）、第１、第２ヒートローラ２１，２２の回転を停止させ、終了プレラン制御を終了する（Ａｃｔ４０）。

前記実施形態における各処理の順序は、前記実施形態で例示した順序と異なっていてもよい。
本発明は、その精神または主要な特徴から逸脱することなく、他の様々な形で実施することができる。そのため、前述の実施の形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する全ての変形、様々な改良、代替および改質は、すべて本発明の範囲内のものである。

１…消色装置、２１，２２…第１、第２ヒートローラ（ヒートローラ）、２３，２４…第１、第２プレスローラ（プレスローラ）、２５，２６…第１、第２熱源（熱源）、９３…制御手段。

Claims (4)

1. 消色可能色材により画像が形成されたシートを搬送しながら加熱するヒートローラと、
   前記ヒートローラを加熱する熱源と、
   前記ヒートローラと加圧接触するプレスローラと、
   前記ヒートローラによる消色処理の実行中は前記ヒートローラを前記熱源により加熱しながら第１回転速度で回転させ、消色処理の開始前は前記ヒートローラを前記熱源により加熱しながら前記第１回転速度より遅い第２回転速度で回転させ、消色処理の終了後は、前記熱源による前記ヒートローラの加熱を停止するとともに、前記ヒートローラを、前記第１回転速度より遅く、前記第２回転速度より速い第３回転速度で回転させる制御手段と、
   を備える消色装置。
2. 請求項１に記載の装置において、
   前記熱源の温度を検知する検知手段をさらに備え、
   前記制御部は、消色処理の終了後に前記熱源の温度が閾値以下になると、前記ヒートローラの回転を停止させる消色装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の装置において、
   前記ヒートローラは、シートの第１面を加熱する第１ヒートローラと、シート搬送方向において前記第１ヒートローラの下流にありシートの第２面を加熱する第２ヒートローラとを備え、
   前記プレスローラは、前記第１ヒートローラと加圧接触する第１プレスローラと、前記第２ヒートローラと加圧接触する第２プレスローラとを備え、
   前記熱源は、前記第１ヒートローラを加熱する第１熱源と、前記第２ヒートローラを加熱する第２熱源とを備える消色装置。
4. 消色可能色材により画像が形成されたシートを搬送しながら加熱するヒートローラと、前記ヒートローラを加熱する熱源と、前記ヒートローラと加圧接触するプレスローラと、を備える消色装置におけるヒートローラの速度制御方法であって、
   前記ヒートローラを用いた消色処理の実行中は前記ヒートローラを前記熱源により加熱しながら第１回転速度で回転させ、
   消色処理の開始前は前記ヒートローラを前記熱源により加熱しながら前記第１回転速度より遅い第２回転速度で回転させ、
   消色処理の終了後は前記熱源による前記ヒートローラの加熱を停止するとともに前記ヒートローラを前記第１回転速度より遅く、前記第２回転速度より速い第３回転速度で回転させる
   ヒートローラの速度制御方法。

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