JPH09218621A - 像保持体からの像形成物質除去装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 処理済みのシート状の像保持体のカールを抑
制できる像保持体からの像形成物質除去装置を提供す
る。 【解決手段】 トナー像を保持する紙に、液付与ユニッ
ト２００で液体を付与し、かつ、トナー剥離ユニット３
００でトナーを除去した紙を、乾燥ユニット４００で乾
燥・仕上げする。この乾燥ユニット４００の加熱ドラム
４１１と紙押圧用ベルト４１２それぞれの表面材質など
を、紙の厚み方向における乾燥中の含水率の差に基づく
カール量を所定量以下に抑えるように設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、像形成物質が付着
している像保持体に少なくとも液体を付与して像保持体
から像形成物質を除去する像形成物質除去手段と、上記
像形成物質除去手段で像形成物質を除去した像保持体の
乾燥、仕上げを行う乾燥・仕上げ装置しを有した像形成
物質除去装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、記録済みシート材としての用紙か
らトナーなどの像形成物質を除去してシート材を再生す
る方法及びその装置としては種々のものが知られてい
る。例えば溶剤を使用するものとして特開平１−１０１
５７６号公報には、トナーが付着された用紙をトナー樹
脂の可溶性溶剤中に浸漬させて超音波振動を印加し、溶
剤に溶解したトナーを紙面より遊離させる像形成物質除
去方法が開示されている。また、特開平４−３００３９
５号公報には、廃紙の印字部分に溶剤を浸漬、噴霧ある
いは塗布等による方法で付着させてトナーを溶解し、溶
解したトナーを洗浄、エアー吸引、吸着剤接触、機械剥
離あるいは静電気吸着等による方法で除去する像形成物
質除去方法が開示されている。

【０００３】また、先に本出願人は、記録済みシート材
に、不安定化剤としての水、界面活性剤を含む水溶液、
水溶性ポリマーを含む水溶液、及び界面活性剤と水溶性
ポリマーとを含む水溶液よりなる群から選ばれた少なく
とも１種の水あるいは水溶液を保持させるとともに、剥
離部材を介在させ、像形成物質を該剥離部材に加熱接着
もしくは加圧接着してシート材から剥離する像形成物質
除去方法を提案した（例えば、特願平４−２５５９１６
号参照）。これによれば、シート材の紙質を比較的損傷
することなく、像形成物質のみを除去することができ
る。

【０００４】これらのように、表面に像形成物質が付着
したシート材から像形成物質を除去してシート材を再生
するためにシート材に少なくとも液体付与処理を行う場
合には、再生後の取り扱いの便宜のために像形成物質除
去後にシート材に付着している液体を除去してシート材
を乾燥させることが望ましい。

【０００５】そこで、表面に像形成物質が付着したシー
ト材に液体を付与して、該表面と像形成物質との付着を
不安定にする不安定化液を付与する不安定化液付与手段
と、該表面上の像形成物質に、像形成物質に対して該表
面よりも大きい付着力を有する剥離体を接触させた後
に、該表面と該剥離体とを離間させる像形成物質剥離手
段とを有するシート材の再生装置において、像形成物質
剥離後のシート材を乾燥させる手段を設けたものが提案
されている（例えば、特願平５−２６９８７３号参
照）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、この構成に
よれば、仕上げ装置によって、湿潤したシート材の乾燥
・仕上げを急速に行うため、シート材にカールが発生す
ることがある。そして、乾燥・仕上げ後のシート材にカ
ールが発生すると、像形成物質除去装置内の処理済シー
トスタック部で不具合を起こすことがある。例えば、図
２において、処理済みのシートを、排出ローラ対５１３
により内蔵排紙トレイ５１５上にスタックするにあた
り、後端側が高くなるようにシートがカールしている
と、この後端が下側のローラに接触して矢印Ａで示すよ
うな逆巻き込み現象が発生してしまう。また、シート材
にカールが発生すると、例えば、画像形成装置での再利
用時に搬送不良を起こしたりもする。実験によれば、通
常５ｍｍを越えてカールすると、搬送不良を起こしやす
い。

【０００７】本発明は以上の背景に鑑みなされたもので
あり、その目的とするところは、処理済みのシート状の
像保持体のカールを抑制できる像保持体からの像形成物
質除去装置を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明は、像形成物質が付着している像保
持体に少なくとも液体を付与して像保持体から像形成物
質を除去する像形成物質除去手段と、上記像形成物質除
去手段で像形成物質を除去した像保持体の乾燥、仕上げ
を行う乾燥・仕上げ装置しを有する像保持体からの像形
成物質除去装置において、上記乾燥・仕上げ装置とし
て、シート状の像保持体を厚み方向に挾持して搬送する
挾持搬送部材の対と、該挾持搬送部材の対により挾持搬
送されている像保持体を加熱する加熱手段とを用いて構
成し、像保持体の厚み方向における乾燥中の含水率の差
に基づくカール量を所定量以下に抑えるように、上記加
熱手段からの加熱乾燥による像保持体の収縮を阻止する
上記対をなす挾持搬送部材それぞれと像保持体との間の
摩擦力を設定したことを特徴とするものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明を転写型の電子写真
複写機によって画像が形成された像保持体としての転写
紙から、像形成物質としての熱溶融性トナー（以下、ト
ナーという）を除去するトナー除去装置に適用した実施
形態について説明する。図１は、本発明を適用できるト
ナー除去装置の概略構成図である。このトナー除去装置
は、積載状態で収容しているトナー像が形成された転写
紙１０を一枚づつ分離給送する給紙ユニット１と、給紙
ユニット１から送られてきた転写紙１０に上記処理液２
０を供給する液付与ユニット２と、処理液２０が供給さ
れた転写紙１０からトナーを剥離して除去するトナー剥
離ユニット３と、トナーが除去された転写紙１０を乾燥
させる乾燥・仕上げ装置としての乾燥ユニット４と、乾
燥ユニット４から排出される転写紙１０を受ける紙受け
ユニット５とを備えている。

【００１０】上記給紙ユニット１は、底板１０１上に積
載された転写紙１０を最上部のものから給紙ローラ１０
２で給紙し、フィードローラ１０３ａ及びセパレートロ
ーラ１０３ｂからなる分離機構で重送紙を分離して一枚
の転写紙１０のみを送り出すものである。この給紙ユニ
ット１で送り出された転写紙１０は搬送ローラ対１１０
で搬送され、レジストローラ対１０４でタイミング調整
及びスキュー補正が行なわれて次の液付与ユニット２に
送られる。

【００１１】上記液付与ユニット２は、処理液２０を所
定量満した液容器２１１、液容器２１１の処理液２０に
浸漬した状態で支持ローラに掛け回されて回転駆動され
る丸ベルトからなる液中ベルト搬送部２１２、液中ベル
ト搬送部２１２に転写紙１０を挟んで対向するように設
けられたブラシローラ２１３、液付与された転写紙１０
を搬送するように設けられたベルト搬送部２１４及びブ
ラシローラ２１５、転写紙１０に付与された処理液２０
の余剰分を除去する絞りローラ対２１６、液容器２１１
に処理液２０を供給する液供給装置２１７、上記液中ベ
ルト搬送部２１２等の駆動部（不図示）などを備えてい
る。

【００１２】ここで、上記液供給装置２１７は、補充液
ボトル２１８、補充液ボトル２１８から電磁ポンプ２１
９で適宜処理液２０が補給されるタンク２２０、タンク
２２０に内蔵された給液ポンプ２２１、給液ポンプ２２
１を回転駆動するポンプモータ２１２、給液ポンプ２２
１からの処理液２０を液容器２１１に送るための給液パ
イプ２２３、液容器２１１の下部に設けられた排出口か
ら排出された処理液２０をタンク２２０内に戻すための
排液パイプ２２４等で構成されている。

【００１３】上記トナー剥離ユニット３は、複数の支持
ローラ３１２，３１３等に掛け回されたベルト状の剥離
部材としてのオフセットベルト３１１と、オフセットベ
ルト３１１を挟んで互いに圧接し合うように設けられた
加熱ランプ３１４ａ内蔵の加熱手段としての加熱ブロッ
ク３１４、及び加熱ランプ３１５ａ内蔵の像保持体押圧
手段としての加熱ローラ３１５と、オフセットベルト３
１１表面に付着したトナーを冷却する冷却手段としての
送風ファン３１６と、オフセットベルト３１１の表面か
らトナーを除去するクリーニング装置３１７と、このク
リーニング装置３１７でクリーニング後のオフセットベ
ルト３１１表面を拭き取るとともにベルトに所定の張力
を与える拭き取りローラ３１８とを備えている。上記オ
フセットベルト３１１の少なくとも表面は、軟化あるい
は溶融したトナーに対して、転写紙１０の表面と該トナ
ーとの付着力より大きい付着力を有する材料で形成され
ている。

【００１４】上記乾燥ユニット４は、例えば転写紙１０
の液保持量が紙重量の１０％以下になるように転写紙１
０を乾燥させるものであり、加熱ランプ内蔵の例えばア
ルミからなる加熱ドラム４１１と、複数の支持ローラに
掛け渡され、該加熱ドラム４１１の周面に一定角度巻き
ついた状態で無端移動する紙押圧用ベルト４１２とから
なる乾燥装置としての乾燥部４２０と、乾燥部４２０か
ら排出された転写紙１０がガイドされる上下搬送ガイド
部４１４、４１５と、乾燥部４２０からの転写紙１０を
搬送するためのの搬送ローラ対４１３からなる排出部４
３０と、から構成されている。上記紙押圧用ベルト４１
２の材質としては、耐熱性や通気性を備えた材質、例え
ばキャンバス地、木綿地、テトロン地などの布を用いる
ことができる。この乾燥ユニット４では、加熱ドラム周
面への巻き付き領域で乾燥が進む間に転写紙１０が全く
自由な形で収縮してしわを生じないように、また、転写
紙１０のカールや波打ちを生じにくいように、加熱ドラ
ム周面とベルト内面とである程度の力で転写紙１０を挾
持できるようにする。このために、例えば図６に示すよ
うにベルト支持ローラのうちの一つ５が、固定部材５０
２に支持されたスプリング５０１により付勢されるテン
ションローラになっている。

【００１５】なお、上記加熱ドラム４１１の加熱設定温
度は、乾燥率１００パーセントを得るために、転写紙の
含水率と線速に依存して決められ、３．６乃至４．２ｇ
／（Ａ４転写紙）、かつ、１０乃至２５ｍｍ／ｓｅｃで
は、１１０乃至１３０度Ｃが必要である。

【００１６】上記紙受けユニット５は、分岐爪５１２、
排出ローラ対５１３、内蔵排紙トレイ５１５、外部排紙
トレイ（不図示）等により構成され、必要に応じて、内
蔵排紙トレイ５１５又は外部排紙トレイへの排出が選択
できるようになっている。

【００１７】以上の構成のトナー除去装置において、給
紙ユニット１から送られた転写紙１０は、液付与ユニッ
ト２でそのトナー像面（図中の下面）に処理液２０が均
一に付与され、トナー剥離ユニット３に送られる。この
トナー剥離ユニット３で、転写紙１０に固着しているト
ナーが加熱ブロック３１４及び加熱ローラ３１５からの
加熱で軟化し、オフセットベルト３１１表面に付着す
る。そして、加熱ブロック３１４の屈曲部の回りで転写
紙１０とオフセットベルト３１１から分離する際に、オ
フセットベルト３１１表面に付着したトナーが転写紙１
０から剥離し、これにより、転写紙１０からトナーが除
去される。トナーが除去された転写紙１０は乾燥ユニッ
ト４で乾燥され、排出ローラ対５１３又は５１４で紙受
けユニット５の内蔵排紙トレイ５１５又は外部排紙トレ
イへ排出される。以上により、トナーが付着した転写紙
１０に液を供給して転写紙１０のトナーとの界面部に液
を浸透させた状態でトナーを剥離させるので、紙繊維を
傷めることなく、トナーを除去できる。

【００１８】次に、本実施形態におけるカール防止につ
いて説明する。上記転写紙は水分を含むと伸長し、乾燥
させると収縮する性質があるので、シート材の厚み方向
で乾燥中の含水率に差が生じると、表裏で微妙な寸法差
が発生し、また、残留応力の差が発生する。これらの差
の大小関係によって、フェースカールかバックカール
か、あるいは、大カールか小カールかなどが決まる。

【００１９】図３（ａ）は、例えば、この従来の乾燥・
仕上げ装置における加熱ドラム４１１と紙押圧用ベルト
４１２とにより挾持された状態で、厚み方向に乾燥中の
含水率の差が生じた場合に、紙に生じる応力を模式的に
示したものである。この図の例では、加熱ドラム４１１
側の応力σｆの方が大きい。そして、図３（ｂ）は、こ
の図３（ａ）の紙が加熱ドラム４１１と紙押圧用ベルト
４１２とによる挾持状態から開放されたときのカール状
態を示すものである。この例の場合には、加熱ドラム４
１１に面していた側にカールして、紙の表裏で応力がバ
ランスする。このように、拘束状態での乾燥中に生じた
表裏での応力の差を緩和するように拘束解除後に、カー
ルが生じる。

【００２０】図４は紙の湿潤・乾燥サイクルにおける紙
の伸びのヒステリシスカーブを示すものであり、横軸は
含水率、縦軸は伸びを示している。同図中、ａで示す工
程は湿潤工程、ｂで示す工程は、湿潤工程の後に、例え
ば前述の図６に示すような装置で挾持拘束状態で乾燥さ
せる工程、ｃで示す工程は、湿潤工程の後に、無拘束状
態で自然乾燥させる工程である。この自然乾燥工程ｃに
おいても、抄紙時の残留応力により、図中ｄで示すよう
に湿潤前よりも縮む傾向にある。挾持拘束状態で乾燥さ
せる工程ｂにおいては、乾燥に伴う収縮がある程度阻止
され、湿潤前よりも１乃至７ｍｍ程度伸びる（例えばＡ
４Ｙ目方向の場合）。紙の表裏でこの乾燥後の伸びに差
がでるとカールが生じる。

【００２１】図５は転写紙１０が例えば加熱ドラム４１
１と紙押圧用ベルト４１２とにより挾持された状態で乾
燥される場合について、カール発生の駆動力をモデル化
した説明図である。転写紙における加熱ドラム４１１
側、紙押圧用ベルト４１２側それぞれにおける残留応力
σｆ、σｂは、それぞれ液湿潤に伴う伸びσ₁ｆ、σ
₁ｂ、乾燥工程での自然な収縮を阻止する力σ₂ｆ、σ₂
ｂ、加熱ドラムと紙押圧用ベルトとによる挾持位置を脱
した箇所での水分の再吸収に伴う伸びσ₃ｆ、σ₃ｂなど
の影響の総和になる。このような表裏両側における残留
応力をバランスさせれば、カールを防止できる。

【００２２】上記影響要因のうち、液湿潤に伴う伸びσ
₁ｆ、σ₁ｂは、紙えの液付与手段による付与液量の表裏
バランス（等しい必要はない）に主に左右され、これは
経時である程度変動する。また、加熱ドラムと紙押圧用
ベルトとによる挾持位置を脱した箇所での水分の再吸収
に伴う伸びσ₃ｆ、σ₃ｂは、この箇所における湿度など
に主に左右され、これも経時である程度変動する。そし
て、乾燥工程での自然な収縮を阻止する力σ₂ｆ、σ₂ｂ
は、主に、加熱ドラム側の表面（ｆ面）や紙押圧ベルト
側の表面（ｂ面）がそれぞれ接触する加熱ドラム表面や
紙押圧ベルト表面との間の摩擦力に起因する引っ張り力
であり、対向面間の摩擦係数と、同図中にＮで示す押圧
力との積になる。ところが、この摩擦係数も経時で変動
し、この結果、上記阻止力σ₂ｆ、σ₂ｂも経時である程
度変動することがわかった。

【００２３】図７（ａ）は、トナー除去装置での連続処
理に伴う、紙押圧用ベルト４２の含水率の変化を示すグ
ラフである。これから判るように、連続処理によって紙
押圧用ベルト４２の含水率が上昇し、その上昇率は処理
速度が高速であるほど大きい。図７（ｂ）は、紙押圧用
ベルト及び紙の含水率と両接触面間での摩擦係数との関
係を示すグラフである。これから判るように、紙押圧用
ベルト及び紙の含水率が大きいほど両接触面間での摩擦
係数は小さくなり、具体的な摩擦係数の大きさは紙押圧
用ベルトの材質によって異なる。図７（ｃ）は、加熱ド
ラム表面粗さと摩擦係数の関係を示すグラフである。こ
れから判るように、摩擦係数は同表面粗さにより異な
り、湿潤紙の種類によっても異なる。 （以下、余白）

【００２４】ここで、上記影響要因を左右し、かつ経時
で変動する、液付与ユニット２による付与液量の表裏バ
ランス、挾持位置を脱した箇所における湿度、転写紙と
紙押圧用ベルトや加熱ドラムとの間の摩擦係数のうち、
カール防止のために、比較的自由に設定できるのは、転
写紙と加熱ドラムとの間の摩擦係数、すなわち、加熱ド
ラムの表面材質あるいは構造、及び、紙押圧用ベルトの
テンションであることがわかった。他は、カール防止以
外の要因で、設定上の制約が大きいか、あるいは、経時
で変動してもカールに及ぼす影響が比較的小さくことが
わかった。そして、使用転写紙の種類についてはある程
度制約されるものの、加熱ドラムの表面材質あるいは構
造の選択等により、他とえば５ｍｍ以下というように十
分カールを軽減できることがわかった。

【００２５】そこで、本実施形態では、転写紙の厚み方
向における乾燥中の含水率の差に基づくカール量を、５
ｍｍ以下に抑えるように、転写紙の乾燥による収縮を阻
止しえる摩擦係数を得られるよう、加熱ドラムの表面を
粗した。これによれば、加熱ドラムの表面を粗すという
簡易な構成により、カールを抑えることができる。

【００２６】なお、この対策では、上述のように転写紙
の種類がある程度制約され、また、前述の図７（ａ）及
び（ｂ）に示すように、転写紙と紙押圧用ベルトとの摩
擦力の経時変動が大きくする、処理速度の高速化にも一
定の制約が生じる。更に、紙押圧用ベルトのテンション
も経時である程度変動する。

【００２７】図８は、上述のような制約を軽減したり、
紙押圧用ベルトテンションの経時変動に起因するカール
発生を防止したりするための構成を示すものである。図
８の例は、処理速度を高速に設定した場合の紙押圧用ベ
ルト４１２の含水率上昇に起因するカール発生を防止す
るため、紙押圧用ベルト４１２の紙排出後の部分に湿潤
度検出センサ６００を設けるとともに、紙押圧用ベルト
４１２の乾燥を促進させるための熱風発生器６０１を設
けたものである。このセンサは接触でも近接でもよい。
そして、センサ６００の出力に基づいて、紙押圧用ベル
ト４１２の含水率が一定に抑えられるように、上記熱風
発生器６０１の駆動をＯＮ・ＯＦＦ制御する。このよう
な熱風発生器６０１に代え、図９に示すように、熱源内
蔵の加熱ドラム６０２を用いてもよい。

【００２８】また、図８の例は、紙押圧用ベルト４１２
のテンション変化を、ベルト駆動ローラのトルク変動、
ベルト支持ローラの撓み、あるいは、支持ローラの軸荷
重のいずれかにより検出し、テンションを一定に維持す
るべく調整するものである。このテンションの調整は、
他とえば、テンションローラ５０１用の付勢スプリング
５０１の固定部材５０２の位置を調整することにより行
なうことができる。なお、この付勢スプリング及び固定
部材をテンションローラ５０１の両端部それぞに、互い
に独立調整可能に設ければ、ベルト寄りによる幅方向バ
ランスの維持も可能である。なお、紙押圧用ベルト４１
２としてアラミド繊維の帆布であって、幅３５０ｍｍ、
周長６３４ｍｍ、厚み１．７ｍｍのものを用い、かつ、
加熱ドラム４１１として直径１００ｍｍのものを用いた
場合、テンションバネ力はトータルで７０Ｎを掛ければ
よい。

【００２９】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、シート状の像
保持体を厚み方向に挾持して搬送する乾燥・仕上げ装置
の対をなす挾持搬送部材それぞれと像保持体との間の摩
擦力の設定により、像保持体の厚み方向における乾燥中
の含水率の差に基づくカール量を所定量以下に抑える程
度に、乾燥・仕上げ装置の加熱手段からの加熱乾燥によ
る像保持体の収縮を阻止するので、処理済みのシート状
の像保持体のカールを抑制できるという優れた効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態に係るトナー除去装置の概略構成を
示す正面図。

【図２】同トナー除去装置の乾燥ユニットの説明図。

【図３】（ａ）及び（ｂ）は紙カールの原理の説明図。

【図４】紙の湿潤・乾燥と延びとの関係を示すグラフ。

【図５】カール発生の駆動力の説明図。

【図６】一例に係る乾燥ユニットの説明図。

【図７】（ａ）は処理枚数と乾燥ユニットの紙押圧ベル
トの含水率との関係を示すグラフ。（ｂ）は上記紙押圧
ベルト及び紙の含水率と両者間の摩擦係数との関係を示
すグラフ。（ｃ）は加熱ドラム表面粗さ、紙との間の摩
擦係数との関係を示すグラフ。

【図８】変形例に係るトナー除去装置の乾燥ユニットの
説明図。

【図９】他の変形例に係るトナー除去装置の乾燥ユニッ
トの説明図。

【符号の説明】

１０ 転写紙 １００ 給紙ユニット ２００ 液付与ユニット ３００ トナー剥離ユニット ４００ 乾燥ユニット ４１１ 加熱ドラム ４１２ 紙押圧用ベルト ４２０ 乾燥部 ５００ 紙受けユニット ５１３ 搬送ローラ対

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】像形成物質が付着している像保持体に少な
   くとも液体を付与して像保持体から像形成物質を除去す
   る像形成物質除去手段と、上記像形成物質除去手段で像
   形成物質を除去した像保持体の乾燥、仕上げを行う乾燥
   ・仕上げ装置しを有する像保持体からの像形成物質除去
   装置において、上記乾燥・仕上げ装置として、シート状
   の像保持体を厚み方向に挾持して搬送する挾持搬送部材
   の対と、該挾持搬送部材の対により挾持搬送されている
   像保持体を加熱する加熱手段とを用いて構成し、像保持
   体の厚み方向における乾燥中の含水率の差に基づくカー
   ル量を所定量以下に抑えるように、上記加熱手段からの
   加熱乾燥による像保持体の収縮を阻止する上記対をなす
   挾持搬送部材それぞれと像保持体との間の摩擦力を設定
   したことを特徴とする像保持体からの像形成物質除去装
   置。