JPH05204278A - 消色方法および消色装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 シート体上に形成されたトナー像の消色速度
を格段に向上することができる消色装置および消色方法
を提供することである。 【構成】 消色手段は、ヒータ３３と近赤外線を照射す
る手段（光源３５）とを備える。光化学的に消色が可能
なトナーによってトナー像が形成された記録紙６を、ヒ
ータ３３によって当該トナーの結着樹脂のガラス転移温
度以上の温度、あるいは結着樹脂の軟化点以上の温度で
あって、トナーの成分の熱分解温度未満の温度に加熱
し、その加熱状態を保持したまま近赤外線を照射する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光化学的に消色可能な
トナーを用いてシート体上に形成されているトナー像を
消色するための方法および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、自然保護、とくに森林資源の保護
および都市部におけるゴミの削減のため、使用済みの紙
類の再利用、再生利用が見直されつつある。その一環と
して、企業のオフィス内で生じる不要になった使用済み
の複写紙、印刷物、ファクシミリ用紙などの再利用など
について検討されている。

【０００３】しかしながら、これらの紙類には一般に企
業秘密とされている企業内部機密書類が大半を占めてい
るため、これらの紙類を当該企業外部で回収し、再生利
用することは極めて困難であり、しかも印刷物、複写物
などの記録部分、印字部分は容易に消去することができ
ないため、焼却したり破砕して廃棄処分せざるをえず、
このような紙類の再利用などは事実上ほぼ不可能である
と考えられていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本件発明者ら
は、前記従来例に鑑みて鋭意研究を重ねた結果、近赤外
線を吸収して消色しうる近赤外線消色型色素を見いだ
し、かかる色素を用いたトナーを開発し、特願平３−２
７７７２５で提案している。

【０００５】前記トナーを用いて静電複写を行った場
合、複写用紙などのシート体に記録された画像、印字な
どを近赤外線を照射するだけで消去することができ、消
去後に再度静電複写または印字を行うことができるの
で、当該シート体の再利用が可能となり、また使用済み
のシート体を廃棄する際には、記録された画像、印字な
どを近赤外線の照射により消去しうるので、秘密事項を
外部に漏出することなく、企業内部でシート体を回収
し、再生利用することが可能となるなどの数多くの利点
がある。

【０００６】ところが、近赤外線照射だけによる消色速
度は遅く、例えば日本工業規格Ａ列４番のサイズの記録
紙全体のトナー像を消色しようとすると、少なくとも１
枚当たり数１０秒程度の時間を要する。すなわち、数枚
／分程度の消色処理しかできないという課題を有してい
る。

【０００７】そこで、本発明の目的は、上述の技術的課
題を解消し、シート体上に形成されたトナー像の消色速
度を格段に向上することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、シート体上に
形成されている光化学的に消色可能なトナーによるトナ
ー像を、少なくとも当該トナーの結着樹脂のガラス転移
温度以上に加熱する工程と、加熱されたトナーに近赤外
線を照射する工程とを含むことを特徴とする消色方法で
ある。

【０００９】また本発明は、シート体上に形成されてい
る光化学的に消色可能なトナーによるトナー像を、少な
くとも当該トナーの結着樹脂のガラス転移温度以上に加
熱する加熱手段と、加熱されたトナーに近赤外線を照射
する近赤外線照射手段を含むことを特徴とする消色装置
である。

【００１０】

【作用】本発明に従えば、シート体上に形成されている
光化学的に消色可能なトナーによるトナー像を消色しよ
うとする場合、加熱手段により当該トナーを、少なくと
も当該トナーの結着樹脂のガラス転移温度以上に加熱す
る。これにより、シート体上のトナーを構成する分子の
熱運動量が増大する。当該トナーが近赤外線の吸収によ
り消色作用を実現する構成を有していれば、加熱により
シート体上の当該トナーは固体状態から、ゴム弾性を有
する状態、あるいは溶融状態となる。このような状態の
トナーに近赤外線を照射すると、当該照射により容易に
消色作用が発現する。

【００１１】このようにしてシート体の再利用を行うこ
とができる。また、消色は化学反応によるものであり、
本発明の消色反応は不可逆的である。このとき加熱され
たトナーは、その構成分子が励起された状態であり、外
観は少なくともゴム弾性を有する状態であり、前記近赤
外線の照射によって消色を実現するトナーの化学変化が
トナーが固体状態である場合と比較し格段に急速に行わ
れ、消色速度を向上することができる。しかもこの消色
反応は不可逆的な化学反応によって実現されており、シ
ート体上の消色されたトナー像が、周囲の温度や通常の
白色光の有無、あるいは化学的条件によって消色／発色
の変化や変色などが不所望に変動する事態を防止してい
る。

【００１２】本発明で再生使用できるシート体は、たと
えば通常の静電写真に用いられる記録紙、ＯＨＰフィル
ム、磁気カード、表示板用プラスチックシート等、事務
用、業務用に使用される静電複写可能なすべての紙類、
プラスチックフィルム等シート体を含むがプラスチック
フィルム上の印字を消色する場合はプラスチックフィル
ムの熱変形温度は使用するトナーのガラス転移温度以上
有することが必要である。

【００１３】

【実施例】本発明で用いられるトナーは、光化学的に消
色可能なトナーであり、近赤外線の吸収により消色する
消色トナーである。このような消色トナーにおける多数
の組成例や、増感剤などトナーを構成する他の成分の
例、および各組成例のトナーの消色作用の現れ方などの
詳細については、前記特願平３ー２７７７２５に述べら
れている。したがって、以下の実施例では消色トナーの
数例を示す。本発明はこのような本実施例の例に限定さ
れるものではなく、本発明の精神に従う広範な変形例を
含むのもである。

【００１４】このような消色トナーは、たとえばその一
例として、スチレン系樹脂の中に色素と有機ホウ素アン
モニウム塩が分散して構成される。前記色素というの
は、たとえば次の化１または化２で示される。

【００１５】

【化１】

【００１６】

【化２】

【００１７】前記スチレン系樹脂は、トナーの結着樹脂
として広く用いられる。前述の化１および化２で示され
る色素は、シアニン系色素の１つであり、有機ホウ素ア
ンモニウム塩と共存させた場合、波長が８２０ｎｍ付近
の近赤外線を照射すると、近赤外線を吸収して非可逆反
応が起こり、青色が消えて無色になる。この有機ホウ素
アンモニウム塩は、たとえば、下記化３に示されるテト
ラブチルアンモニウムｎブチルトリフェニルホウ素など
が用いられる。

【００１８】

【化３】

【００１９】以下の実施例には、下記表１に示されるＳ
１〜Ｓ６の６種類の消色トナーを作成して用いた。

【００２０】

【表１】

【００２１】上記表１において、記号ＲＥ１〜ＲＥ３は
結着樹脂であり、例として、スチレン・アクリル系樹脂
が用いられ、ＲＥ１は三洋化成工業株式会社製ハイマー
ＳＢＭ−１００であり、これは軟化点ＭＰが１０４℃、
ガラス転移温度ＴＧが６０℃である。ＲＥ２は、三洋化
成工業株式会社製ハイマーＴＢ−１０００であり、これ
は軟化点ＭＰが１４５℃、ガラス転移温度ＴＧが５８℃
である。ＲＥ３は、三洋化成工業株式会社製ハイマーＳ
Ｔ−１２５であり、軟化点ＭＰが１２５℃、ガラス転移
温度ＴＧが５０℃である。

【００２２】記号ＤＹ１，ＤＹ２は色素であり、ＤＹ１
は上記化１に示す色素であり、ＤＹ２は前記化２に示し
た色素である。上記表１における増感剤は前記化３に示
した有機ホウ素アンモニウム塩の一例としてのテトラブ
チルアンモニウムｎブチルトリフェニルホウ素である。
前記ワックスの例は、三洋化成工業株式会社製のポリプ
ロピレンワックスで商品名ビスコール５５０Ｐが用いら
れる。

【００２３】上記表１におけるＳ１〜Ｓ６の各混合物
を、加圧混合機で１２０℃の温度で１５分間、混練りし
た。その後、冷却固化物をジェットミルにて粉砕し、次
に分級機で粒径約５〜２０μｍ、平均粒径約１０μｍと
した。次に、外添剤としてシリカ系微粉末をトナー１０
０重量部当たり０．５重量部添加し、ヘンシェルミキサ
で混合し、６種類のトナーを作成した。前記外添剤は、
例として日本アエロジル株式会社製シリカＲ９７２であ
る。この外添剤は前述したようにトナーを分級機で前述
の平均粒径とした後、混合するものであり、トナー表面
に付着し、トナーの帯電極性を負極などに揃える作用を
有し、トナーの帯電能力を改善するとともに、トナーが
凝集して固化する事態を防止するために加えれらる。

【００２４】本実施例のトナーと混合されるキャリア
は、ＣｕーＺｎフェライトを用いた。具体的には関東電
化工業株式会社製商品名ＦＢ−８１０を用いた。このキ
ャリア９５重量部と前記トナー５重量部とをポリプロピ
レン製容器に入れて５０ｒｐｍで３０分間混合し現像剤
とした。

【００２５】記録紙は、九州松下電器株式会社製レーザ
ービームプリンターＫＸ−Ｐ４４２０により、富士ゼロ
ックス社製コピー用紙ＮｏＶ６０２に約４ｍｍ角の文字
で「ＴＯＮＥＲ」と印刷したものを用いた。

【００２６】（実施例１）消色方法に関する実施例 前記構成を有する光化学的に消色が可能なトナーによる
トナー像を消色するにあたり、当該トナー像をトナーの
前記スチレン系樹脂などの結着樹脂のガラス転移温度Ｔ
Ｇ以上の温度となるように加熱する。さらに好ましくは
当該結着樹脂の軟化点ＭＰ以上の温度であって、トナー
を構成する結着樹脂、近赤外線吸収性色素、有機ホウ素
アンモニウム塩の増感剤などの分解温度未満の温度に加
熱する。結着樹脂は、ガラス転移温度ＴＧ以上に加熱さ
れると、固体状態からゴム弾性を有する状態に転移し、
軟化点ＭＰ以上では、溶融状態となる。本実施例は、こ
のような状態のトナーに光源を用いて前記波長の近赤外
線を照射するものである。これにより光化学的に消色が
可能なトナーの消色速度を増大する。

【００２７】以下、近赤外線の照射に先立って加熱を行
うことにより、前述したような作用、効果が達成される
原理について説明する。本件発明者は前述したような光
化学的に消色が可能なトナーについて、近赤外線の照射
に先立って加熱を行い、記録紙の表面温度や完全に消色
するまでの近赤外線の照射時間を計測した。

【００２８】図１は、このような計測を行うのに用いた
構成の概略図である。この計測は同図の構成を暗室中に
設置して行った。この構成は、ヒータ３３上に上方が開
口した筒状の断熱カバー５３を気密に装着し、断熱カバ
ー５３の開口には透明な耐熱ガラス５４を気密に固定す
る。これにより、外部とは気密な内部空間５５が形成さ
れる。前記光化学的に消色が可能なトナーによるトナー
像が形成された記録紙６を、前記ヒータ３３上に配置さ
れた断熱材料からなる支持板５２上に乗載し、ヒータ３
３で記録紙６を加熱する。記録紙６の上方には、ハロゲ
ンランプなどの光源３５が配置される。

【００２９】すなわち、この構成では、ヒータ３３で内
部空間５５の空気を加熱し、この加熱された空気で記録
紙６を加熱する。記録紙６の温度すなわち内部空間５５
の温度は断熱カバー５３を貫通して内部空間５５内部に
突出する温度計５６で計測する。

【００３０】図１に示す構成を用いて記録紙６上のトナ
ーの消色実験する手順は、まずヒータ３３により内部空
間５５の空気を加熱し、温度計５６によって計測された
内部空間５５の温度を所定の温度とする。内部空間５５
の温度が所定の温度となると約５分間そのままの状態を
保持し、その後に光源３５によって近赤外線の照射を行
った。実験に用いた消色トナーおよび記録紙は、前記表
１のトナーＳ１からトナーＳ６までのトナーを前記のキ
ャリアと混合し現像剤としたものと用いて、すでに記載
しているコピー用紙と、レーザビームプリンタとを用い
て印字した記録紙６を用いた。

【００３１】また光源３５は、近赤外線を発生するアル
ミニウムコート型のハロゲンランプを用い、１５Ｖ×１
５０Ｗの定格で照射を行った。このような計測の結果を
図２のグラフに示す。なお、本実験例で、消色完了の判
定は１０人の観察者を準備し、１０人中６人が消色完了
と判断した最短時間を消色完了とし、この最短時間を消
色に必要な照射時間とした。また、トナーの軟化点ＭＰ
の計測は、日本工業規格ＪＩＳ Ｋ−２２０７（１９９
０）環球法で行い、ガラス転移温度の計測は熱分析計
（ＤＳＣ）を用いて、米国規格ＡＳＴＭ Ｄ３４１８−
８２で規定される計測法で行った。

【００３２】図２を見ると解るように、５０〜６０℃付
近で消色に必要なランプ照射時間が急速に減少する変化
点Ｔａ１があり、その後、前記照射時間は温度の上昇に
伴って緩やかに変化し、約１００〜１５０℃付近で再び
照射時間が急速に減少する第２の変化点Ｔａ２がある。
前記変化点Ｔａ１はこれらのトナーに用いられた結着樹
脂のガラス転移温度ＴＧに起因し、変化点Ｔａ２は当該
結着樹脂の軟化点ＭＰに起因する。すなわち図２は、結
着樹脂がゴム弾性を有する状態となった時点で消色反応
が急速に進み、その後、ゴム弾性状態における消色反応
が飽和し、結着樹脂が溶融して流動状態となることによ
り再び消色作用が高速化する現象を示している。

【００３３】以上のような実験結果から、消色速度を向
上させるための消色方法としては、シート体上に形成さ
れている光化学的消色可能なトナーによるトナー像を、
少なくとも当該トナーの結着樹脂のガラス転移温度以上
に加熱する工程と、加熱されたトナーに近赤外線を照射
する工程とを含む消色方法が有効であることが解る。

【００３４】（実施例２）消色装置に関する実施例 図３は、本発明の消色装置に関する一実施例の消色装置
６０の断面図である。本実施例では、消色装置６０は、
内部に空洞を有する断熱性材料からなる断熱壁６１を有
し、その内部には一対のローラ６２，６３に架け渡され
る無端状ベルト６４を備える。無端状ベルト６４で囲ま
れる空間内にあって前記ローラ６２，６３の間にはヒー
タ６５が配置され、無端状ベルト６４に関してヒータ６
５と反対側の上方には、複数の押圧ローラ６６が配置さ
れる。

【００３５】各押圧ローラ６６は、図４に平面図を示す
ように、複数の回転軸６７に間隔をあけて、複数の押圧
ローラ６６が配置され、この押圧ローラ６６の間に、隣
接する回転軸６７に装着された押圧ローラ６６が臨むよ
うに構成される。このような押圧ローラ６６の上方に
は、波長８２０ｎｍの近赤外線を含む光を発生する例と
して棒状で５００Ｗ１００Ｖのハロゲンランプなどであ
る光源６８が配置される。

【００３６】また、無端状ベルト６４には記録紙６上の
トナー像がヒータ６５による加熱によりゴム弾性を有
し、あるいは溶融されるので無端状ベルト６４に付着し
たトナーを除去するために、無端状ベルト６４に摺接す
る金属製の刃などの清掃部材６９が配置される。

【００３７】記録紙６の走行方向Ａ１に沿って、前記押
圧ローラ６６の下流側には記録紙６上に前記近赤外線を
含む光を照射する照射部７０が設けられる。照射部７０
は記録紙６が乗載されて摺動する乗載台７１と、乗載台
７１の上方には前記光源６８と同様な構成の光源７２が
配置される。前記乗載台７１に関して、前記走行方向Ａ
１下流側には、一対の定着ローラ７３が配置され、記録
紙６上に残留する消色されたトナーは、一対の定着ロー
ラ７３によって挟圧され記録紙６の紙面全体に亘って引
き延ばされ、記録紙６の表面を比較的平滑にする。定着
ローラ７３の走行方向Ａ１下流側には、一対の排出ロー
ラ７４が配置され、トナー像が消色された記録紙６を消
色装置６０の機外に排出する。

【００３８】また、図５は記録紙６を消色処理すると
き、加熱と近赤外線照射とを同時に行うようにした例で
ある。すなわち、透明なガラスからなるローラ５７の内
部に前記近赤外線を照射する光源３５が配置され、ロー
ラ５７に近接し相互にローラ５７の周方向に間隔をあけ
て一対のローラ５８ａ，５８ｂが配置される。また、ロ
ーラ５７から間隔をあけて他のローラ５８ｃが配置さ
れ、これらローラ５８ａ，５８ｂ，５８ｃにはベルト６
４が巻きかけられる。したがって、ローラ５８ａ，５８
ｂの間のベルト６４は前記透明なガラスからなるローラ
５７に沿って接触している。このローラ５７に接触して
いるベルト６４の部分に近接して、ヒータ３３が設けら
れる。

【００３９】矢符Ａ１方向から搬送される記録紙は、ベ
ルト６４とローラ５７との間に挟まれて搬送されつつ、
ヒータ３３によって加熱される。このとき、ローラ５７
内の光源３５によってローラ５７を介して近赤外線が記
録紙に照射され、消色処理が行われる。消色後の記録紙
は矢符Ａ２方向に搬送される。

【００４０】このような実施例においても、前記実施例
で述べた効果と同様な効果を達成することができる。

【００４１】また本発明の方法および装置は、前記実施
例のように静電式複写機の現像剤に含まれるトナーに対
して実施されるに限らず、化１または化２に示す色素、
あるいはその他の広範な色素を含有する印刷用、スタン
プ用あるいは筆記用の消色可能なインクに対しても実施
することができる。また消色装置としての実施例は前記
単独の装置としての消色装置６０などの例に限らず、例
として静電複写機の定着部の前後に設けられるなど、他
の装置の内部に装備される例を含むものである。

【００４２】

【発明の効果】以上のように、本発明に従えば、ゴム弾
性を有する状態あるいは溶融状態のトナーに近赤外線照
射手段を用いて赤外線を照射する。これによりトナーは
無色化し、消色される。このようにして記録紙の再利用
を行うことができる。また、消色は化学反応によるもの
であり、消色反応を不可逆的にできる。

【００４３】このとき加熱されたトナーは少なくともゴ
ム弾性を有する状態であり、前記近赤外線の照射によっ
て消色を実現するトナーの化学変化がトナーが固体状態
である場合と比較し格段に急速に行われ、消色速度を向
上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の消色方法に関する実験に用いた消色装
置である。

【図２】前記実験結果を示すグラフである。

【図３】本発明消色装置の一実施例６０の断面図であ
る。

【図４】前記図３に示す消色装置６０のローラ６６の構
成を示す平面図である。

【図５】本発明消色装置の他実施例を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

６ 記録紙 ３５，６８，７２ 光源 ３３，６５ ヒータ ５７ ガラス製ローラ ５９ 加熱部 ６０ 消色装置 ６４ 無端状ベルト ６６ 押圧ローラ ７０ 照射部

【手続補正書】

【提出日】平成４年１２月９日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１６】

【化２】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１８】

【化３】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 室伏 克己 神奈川県川崎市川崎区扇町５番１号 昭和 電工株式会社化学品研究所内 (72)発明者 細田 喜一 神奈川県川崎市川崎区扇町５番１号 昭和 電工株式会社化学品研究所内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シート体上に形成されている光化学的に
   消色可能なトナーによるトナー像を、少なくとも当該ト
   ナーの結着樹脂のガラス転移温度以上に加熱する工程
   と、 加熱されたトナーに近赤外線を照射する工程とを含むこ
   とを特徴とする消色方法。
2. 【請求項２】 シート体上に形成されている光化学的に
   消色可能なトナーによるトナー像を、少なくとも当該ト
   ナーの結着樹脂のガラス転移温度以上に加熱する加熱手
   段と、 加熱されたトナーに近赤外線を照射する近赤外線照射手
   段を含むことを特徴とする消色装置。