(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材の最表面に熱溶融性樹脂からなる画像剥離層が設けられた画像剥離ロールと、
前記画像剥離層を加熱する加熱手段とを有し、
熱溶融性樹脂をバインダーとする画像形成材料が付着した被剥離媒体を、加熱された前記画像剥離ロールに圧接し分離して、該被剥離媒体上の画像形成材料を前記画像剥離ロールに転移させる画像剥離装置において、
前記画像剥離ロールと接触したまま該画像剥離ロールとともに周回移動するエンドレスベルトと、
前記エンドレスベルトの内側に非回転状態で配置され、前記エンドレスベルトを前記画像剥離ロールに押圧して前記エンドレスベルトと前記画像剥離ロールとの間にニップ部を形成する圧力パッドと、
前記被剥離媒体を前記ニップ部に送り込む搬送手段と、を有することを特徴とする画像剥離装置。
【請求項２】
前記画像剥離ロールは、前記画像剥離層と前記基材との間に弾性層を有し、
前記圧力パッドが前記画像剥離ロールの表面を弾性変形させるように支持されていることを特徴とする請求項１に記載の画像剥離装置。
【請求項３】
前記圧力パッドは、前記ニップ部における前記被剥離媒体の出口付近で、他の部分より大きく前記弾性層に変形を付与するものであることを特徴とする請求項２に記載の画像剥離装置。
【請求項４】
前記エンドレスベルトの表面に、上流側の端部が該エンドレスベルト表面に固定され、下流側の端部が自由端となるようにフィルム部材が貼り付けられ、
前記自由端が前記ニップ部の上流側及び下流側で前記エンドレスベルト表面から離間するように前記エンドレスベルトが周回駆動されていることを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３に記載の画像剥離装置。
【請求項５】
前記エンドレスベルトの周回方向における位置を検出する位置検出手段を設け、
前記位置検出手段から出力される信号に基づいて、前記被剥離媒体が前記ニップ部の上流側で前記エンドレスベルトと前記フィルム部材との間へ突入するように前記搬送手段の駆動タイミングを制御する制御手段を有することを特徴とする請求項４に記載の画像剥離装置。
【請求項６】
前記フィルム部材を前記エンドレスベルトの周回方向に複数接着し、前記自由端が前記エンドレスベルトの表面に複数形成されていることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の画像剥離装置。
【請求項７】
前記画像剥離ロールの幅方向に近接対向して配置され、前記画像剥離層の厚さを規制する層規制ブレードを有することを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれかに記載の画像剥離装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、電子写真方式あるいは熱転写方式など、熱溶融性樹脂を含む画像形成材料の付着により画像が形成された記録用紙、ＯＨＰシート等の被剥離媒体から画像形成材料を除去し、被剥離媒体の再生・再利用を可能とする画像剥離装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式の画像形成装置は複写機、プリンタ、ファクシミリ等としてオフィスや家庭に広く普及している。これにともない、使用されるＰＰＣ用紙やＯＨＰシートの量が著しく増加しており、廃棄される用紙等の量も膨大となっている。このため環境問題への配慮から複写機、プリンタ等で使用された用紙の再利用が行なわれており、一度利用した用紙を古紙として回収し、製紙工場で一旦紙繊維に分解した後、不純物を除去して再び紙に再生されている。
【０００３】
しかしながら、このような方法では新たに紙を製造するのと同等のエネルギーが必要となり、さらに古紙回収のためのエネルギーやコストも必要となる。このため環境にとって必ずしも負荷が低いものとは言えず、採算性にも困難がともなう場合が多い。また、ＯＨＰシートに関しては現在のところ再生のルートはなく、一度使用したものは廃棄物として処分されているのが現状である。
【０００４】
このような事情から、画像形成材料が溶融固着した記録用紙から画像形成材料を剥離して、そのまま記録用紙を再利用する方法が提案されており、記録用紙から画像形成材料を取り去る画像剥離装置が、例えば特開平４−６４４７２号公報に記載されている。
【０００５】
この画像剥離装置では、図１０に示すように、表面に熱溶融性樹脂からなる画像剥離層１０２を設けた画像剥離ベルト１０１を加熱ロール１０３および冷却ロール１０４に張架し、加熱ロールと対向して設けられた押圧ロール１０５と上記画像剥離層１０２との間に画像１０７が形成されている記録媒体１０６を送り込む。そして、記録媒体１０６の画像がある面を、押圧ロール１０５によって画像剥離層１０２に押し付けるとともに、加熱ロール１０３によって画像剥離層及びこれと接触している記録媒体１０６を加熱する。記録媒体上に付着して画像１０７を形成している画像形成材料は加熱により軟化し、画像剥離層１０２の熱溶融樹脂と一体化され、記録媒体１０６を上記画像剥離ベルト１０１から剥離したときに画像形成材料は画像剥離層１０２に付着して記録媒体１０６から除去される。なお、このように画像を除去する記録媒体１０６は、あらかじめ離型性が付与されたものを用いるのが望ましい。
【０００６】
一方、画像剥離媒体にロールを用いるものとしては、特開平７−３６３３０号公報や特開平７−５６４７１号公報に開示されるものがある。この装置は、表面に熱溶融性樹脂からなる画像剥離層を設けた画像剥離ロールと、この画像剥離ロールの内部に上記画像剥離層を加熱する熱源とを設け、画像剥離ロールに対向して設けられた押圧ロールとの間に形成されるニップ部に使用済みの記録媒体を通過させる。そして、記録媒体上の画像形成材料を加熱により溶融し、該画像形成材料を画像剥離層に付着させて除去するものである。
【０００７】
このような装置によって記録媒体から画像形成材料を除去するには、記録媒体上の画像形成材料を加熱して軟化状態にするとともに、同じく軟化した画像剥離層と圧接して両者を密着させることが必要となる。普通紙のように表面に繊維の凹凸を持った記録媒体の場合、画像形成材料であるトナー粒子がこれらの凹部の内部に埋まりこんでいるため、画像剥離層の厚さを記録媒体の表面の凹凸に倣うように変形する程度の厚さとし、画像形成材料の剥離性能を上げている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような画像剥離装置では次のような問題点がある。
上記のように画像形成材料を記録媒体から剥離する際には、記録媒体と画像剥離層との間にも同様のメカニズムで接着力が発生するため、記録媒体の圧接と分離とを同時に行うロール方式の画像剥離装置においては、記録媒体を画像剥離層から分離するのが難しいという問題がある。
【０００９】
このため、例えば特開平７−３６３３０号公報に記載の装置では、押圧ロール側で記録媒体を画像剥離層に対する付着力より大きな力で保持するために、画像剥離ロールの側縁部に表面移動方向と異なる剥離方向に記録媒体を導く分離板を設けている。
【００１０】
また、ロール方式の画像剥離装置では、画像剥離層が熱溶融性樹脂で形成されているため、接触式の剥離爪等を使用することができない。このため、例えば特開平４−８２９８３号公報に記載されるように、画像剥離ロールの軸方向における一部の画像剥離層を除去して、その部分に分離部材を設けるなど、分離を促進するための施策が採られている。
【００１１】
しかし、これらの方式では充分な効果が得られず、記録媒体を確実に剥離することが難しい。つまり、画像剥離層と記録媒体との接着力が高い場合は分離できず、記録媒体が画像剥離ロールに巻き付いてジャムが発生してしまうなど、信頼性に問題が多い。さらに、画像剥離ロールの一部の画像剥離層を除去する方式では、画像剥離ロールが複数必要になるなど、装置の大型化や複雑化につながる。
【００１２】
一方、ベルト方式の画像剥離装置においては、画像剥離ベルトを冷却し、画像剥離層の樹脂の凝集力を高めて接着力を低下させた後に分離を行うので、比較的容易に上記分離性能の問題を解決できる。しかし、画像剥離ベルトに記録媒体を接触させるのに押圧ロールを用いているので、押圧ロールが画像剥離ベルトの周回移動に伴って回転し、加熱ロールから多量の熱を奪ってしまい、装置の熱損失が大きくなる。また押圧ロールの回転と同時に加熱ロールの急激な温度低下をもたらし、画像の剥離性に影響を与えてしまう。
【００１３】
また、分離に十分なまでに画像剥離ベルトを冷却するには排出する熱量はかなり多く、ベルト長を長く取って表面積をかせいだり、画像剥離ベルトと冷却手段との間に十分な接触領域を設ける必要があり、装置の大型化につながる。また、冷却手段として放熱フィンやファンなどの装置が必要となり、装置の複雑化につながってしまう。
【００１４】
また、ロール方式の画像剥離装置においても、押圧ロールに関しては上記と同様に熱損失や剥離性への影響がある。
このような消費電力の増大や装置の大型化、複雑化は記録媒体１枚当たりの再生に必要なエネルギーを押し上げてしまい、折角このような画像剥離装置を用いて記録媒体を再生しても、従来方法で再生紙を製造した方が環境への負荷が少ないということになりかねない。
【００１５】
本願発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、画像の剥離性に影響を与えることなくエネルギーの消費量を低減し、装置の大型化、複雑化を回避することができる画像剥離装置を提供することである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記のような問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、  基材の最表面に熱溶融性樹脂からなる画像剥離層が設けられた画像剥離ロールと、  前記画像剥離層を加熱する加熱手段とを有し、  熱溶融性樹脂をバインダーとする画像形成材料が付着した被剥離媒体を、加熱された前記画像剥離ロールに圧接し分離して、該被剥離媒体上の画像形成材料を前記画像剥離ロールに転移させる画像剥離装置において、    前記画像剥離ロールと接触したまま該画像剥離ロールとともに周回移動するエンドレスベルトと、  前記エンドレスベルトの内側に非回転状態で配置され、前記エンドレスベルトを前記画像剥離ロールに押圧して前記エンドレスベルトと前記画像剥離ロールとの間にニップ部を形成する圧力パッドと、  前記被剥離媒体を前記ニップ部に送り込む搬送手段と、を有するものとする。
【００１７】
上記のような画像剥離装置では、加圧手段として従来のロールに変えて、圧力パッドによってエンドレスベルトを画像剥離ロールに圧接させるようにしている。この圧力パッドは非回転状態で配置されているため、画像剥離ロールから伝熱される熱が発散されにくく、エンドレスベルトの周回移動を開始しても画像剥離ロールから奪う熱量が少ない。このように熱損失が少ないことで、画像剥離ロールの温度を安定に保つことができるうえに、使用する熱エネルギーも少なくなり、安定して高い品質で画像剥離を行うことができる。
【００１８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の画像剥離装置において、前記画像剥離ロールは、前記画像剥離層と前記基材との間に弾性層を有し、  前記圧力パッドが前記画像剥離ロールの表面を弾性変形させるように支持されているものとする。
【００１９】
このような画像剥離装置では、画像剥離ロールに設けた弾性層を圧力パッドで加圧して弾性変形させることで、画像剥離ロールとエンドレスベルトとのニップ部の軸方向における圧力均一性が向上する。さらに、画像剥離層の厚さの変動による影響が少なり、被剥離媒体から画像を剥離する性能を維持しながら画像剥離層の厚さを薄くすることが可能となる。従って、画像剥離ロールからの被剥離媒体の分離性能が向上し、安定して高い信頼性で画像剥離を行うことができる。
【００２０】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の画像剥離装置において、前記圧力パッドは、前記ニップ部における前記被剥離媒体の出口付近で、他の部分より大きく前記弾性層に変形を付与するものであることを特徴とする。
【００２１】
このような画像剥離装置では、ニップ部の出口付近で画像剥離ロールに大きな押圧力を付与するような圧力パッドを用いることで、画像剥離ロールの弾性層がニップ部の出口付近で局部的に大きく変形する。このため、ニップ部の出口において、画像剥離ロール表面が圧力による歪から急激に開放されるようになり、被剥離媒体と画像剥離ロールの界面に応力が作用し、被剥離媒体が画像剥離ロールから分離しやすくなる。したがって、被剥離媒体が画像剥離ロールに巻き付くのを防止でき、信頼性の高い装置が得られる。
【００２２】
請求項４に記載の発明は、請求項１、請求項２又は請求項３に記載の画像剥離装置において、前記エンドレスベルトの表面に、上流側の端部が該エンドレスベルト表面に固定され、下流側の端部が自由端となるようにフィルム部材が貼り付けられ、  前記自由端が前記ニップ部の上流側及び下流側で前記エンドレスベルト表面から離間するように前記エンドレスベルトが周回駆動されているものとする。
【００２３】
このような画像剥離装置では、エンドレスベルトの表面に、下流側の端部が自由端となるようにフィルム部材が取り付けられ、この自由端がニップ部の上流側と下流側でベルト表面から離間するようにエンドレスベルトが周回移動している。このため、ニップ部の上流側で自由端とベルト表面との間に被剥離媒体の先端を差し込み、これらの間に被剥離媒体の先端を挟み込んだ状態でニップ部内を搬送することができる。従って、被剥離媒体の先端を画像剥離ロールに対して非接触に保ちながらニップ部を通過させることができ、ニップ部を通過した後、被記録媒体を画像剥離ロールから容易に剥離し、排紙ガイドへと導くことができる。そのため、被剥離媒体が画像剥離ロールに巻き付く、いわゆる巻き付きジャムの発生をより確実に防止できる。また、上記フィルム部材は薄膜フィルムで構成されているため、段差があってもニップ部で画像剥離性に影響を与えることはない。
【００２４】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の画像剥離装置において、前記エンドレスベルトの周回方向における位置を検出する位置検出手段を設け、  前記位置検出手段から出力される信号に基づいて、前記被剥離媒体が前記ニップ部の上流側で前記エンドレスベルトと前記フィルム部材との間へ突入するように前記搬送手段の駆動タイミングを制御する制御手段を有するものとする。
【００２５】
このような画像剥離装置では、エンドレスベルトの周回方向の位置を検出する位置検出手段を設けることで、エンドレスベルトの自由端がニップ部入口で開く時点を予測でき、この出力信号に基づいて自由端とベルト表面との間に被剥離媒体を突入するタイミングで給紙することが可能となる。このため、被剥離媒体の先端を確実に画像剥離ロールから分離することが可能になる。
【００２６】
請求項６に記載の発明は、請求項４又は請求項５に記載の画像剥離装置において、前記フィルム部材を前記エンドレスベルトの周回方向に複数接着し、前記自由端が前記エンドレスベルトの表面に複数形成されているものとする。
【００２７】
このようにフィルム部材の自由端を複数設けたエンドレスベルトを用いることで、任意のタイミングで被剥離媒体を給紙しても、いずれかの自由端とベルト表面との間に被剥離媒体の先端を突入させることができる。このため、高価な位置検出手段を設ける必要がなく、確実に被剥離媒体の先端を画像剥離ロールから分離することが可能になる。
【００２８】
請求項７に記載の発明は、請求項１から請求項６までのいずれかに記載の画像剥離装置において、前記画像剥離ロールの幅方向に近接対向して配置され、前記画像剥離層の厚さを規制する層規制ブレードを有するものとする。
【００２９】
このような画像剥離装置では、画像剥離ロールの画像剥離層を規制する層規制ブレードを設けることで、画像剥離層の厚さが画像剥離とともに増加するのを抑えることができる。このため、被剥離媒体が画像剥離層の中に埋没して端部に熱溶融性樹脂が付着した状態で分離されたり、あるいは画像剥離層に対する付着力が増加するといった問題を回避することができ、高い品質で連続して記録媒体を再生することが可能となる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図１は請求項１、請求項２又は請求項３に記載の発明の一実施形態である画像剥離装置の概略構成図である。
この装置は、外周面に熱溶融性樹脂からなる画像剥離層１３が形成された画像剥離ロール１と、この画像剥離ロール１の内部に配置され、周面の画像剥離層１３を加熱する熱源３と、画像剥離ロール１に圧接される押圧部材２と、画像が形成されている記録材６を給紙トレイ７から上記押圧部材２と画像剥離ロール１との圧接部に送り込む記録材搬送装置８と、上記押圧部材２と画像剥離ロール１との間を通過した記録材６が送り出される排紙トレイ９とで主要部が構成されている。
【００３１】
上記画像剥離ロール１は、幅が３４０ｍｍで、半径が３０ｍｍで、厚さが１ｍｍのアルミニウム製のロール基材１１の外周面に、弾性層として厚さが０．５ｍｍの耐熱性のシリコーンゴム層１２を形成し、更にその上に厚さ５０μｍの熱溶融性樹脂、例えばポリエステル樹脂からなる画像剥離層１３を設けたものである。ロール基材１１としては、強度、耐久性及び熱に対する寸法安定性を考慮して適切な材料を適宜選択することができる。例えば、上記アルミニウムの他、ステンレス、ニッケル等の金属材料から選択することができる。上記画像剥離層１３は、画像剥離装置によって除去されるトナーのバインダー樹脂と同じ熱溶融性樹脂により形成されており、厚さは１０〜１００μｍの範囲内に設定されている。
【００３２】
上記ロール基材１１の内側には熱源３としてハロゲンランプが設置されており、画像剥離ロール１の周面に接触するように温度センサ１４が配置されている。画像剥離ロール１の表面温度が上昇又は下降した場合は、温度センサ１４の計測信号に基づき、図示しない温度コントローラによるフィードバック機構が作動し、熱源３の点滅が制御されて画像剥離ロール１の表面温度が所定の範囲内に調整される。このときの温度は、画像剥離ロール１上の画像剥離層１３を加熱して軟化状態とするような温度に設定されている。
この画像剥離ロール１は、図示しないベアリングにより両端が回転可能に支持されており、軸方向の一方側にはギアが取り付けられ、図示しない駆動装置により駆動力が伝達され回転するようになっている。
【００３３】
上記押圧部材２は、図２に示すように、鋼製の支持部材２１と、この支持部材に固着された耐熱性プラスチックからなる圧力パッド２２と、上記支持部材の圧力パッドが取り付けられた位置の反対側に支持されたベルトガイド２３と、上記圧力パッドおよびベルトガイドの外側で周回移動する無端状の押圧ベルト２４とを有している。圧力パッド２２とベルトガイド２３が摺擦する部分にはポリテトラフルオロエチレンが含浸されたガラス繊維シート２５が圧力パッド２２を覆うように固定されている。
【００３４】
上記支持部材２１は、鋼板材をＴ字型に加工したものであり、上記圧力パッド２２を画像剥離ロール１に対し、その軸方向にほぼ均等な力で押圧することができるように、充分な剛性を有する部材となっている。
上記ベルトガイド２３は、押圧ベルト２４が無張力の状態で遊びなく周回移動するように滑らかな曲面で形成されており、軸方向の両端部には押圧ベルト２４が移動しないようにつば状部材（図示せず）が設けられている。
【００３５】
上記圧力パッド２２は、押圧ベルト２４の周回方向上流側から、表面に弾性体を配置した弾性部Ａと、曲率半径３ｍｍの樹脂からなる凸状部Ｂとから形成されている。これらが画像剥離ロール１の周面に対して、軸方向に均等に付勢され、押圧ベルト２４を画像剥離ロール１に圧接するものである。このとき、画像剥離ロール１と押圧ベルト２４とが圧接されるニップ部では、図３に示すように、弾性部Ａではほぼ均一な低い圧力なのに対し、凸状部Ｂでは狭い範囲で大きな圧力が付与される。このため、図２に示すように、画像剥離ロール１のシリコーンゴム層１２は凸状部Ｂで局部的に押圧され、大きく弾性変形している。また、圧力パッド２２の押圧ベルト２４と摺擦される部分に貼着されたガラス繊維シート２５により、押圧ベルト２４との摩擦を低減するようになっている。
【００３６】
上記押圧ベルト２４は、厚さが１００μｍ、直径が３０ｍｍ、幅が３２０ｍｍのポリイミド製ベルトの表面に、層厚が１０μｍのＰＦＡ（テトラフルオロエチレン−ベンフルオロエチレン  コポリマー）樹脂層を形成したものであり、内面には潤滑剤が塗布され、圧力パッド２２が圧接された状態であっても、圧力パッド２２を覆うガラス繊維シート２５の表面を滑らかに摺動するようになっている。
【００３７】
この押圧ベルト２４は、支持部材２１に固定された圧力パッド２２およびベルトガイド２３の周囲の長さよりやや長い周長を有するものであり、圧力パッド２２を画像剥離ロール１側に付勢したときに、圧力パッド２２の形状に沿って湾曲し、画像剥離ロール１と密着する。この状態で、画像剥離ロール１との付着力よって従動し、周回移動する。
【００３８】
上記圧力パッド２２の、押圧ベルト２４と摺擦される部分の下流側は、樹脂からなる凸状部Ｂとなっており、この凸状部Ｂに沿って移動する押圧ベルト２４が画像剥離ロール１と急速に離れていくようになっている。
なお、本実施形態において、支持部材２１の両端部は図示しない押圧装置により画像剥離ロール１に対して２００Ｎの力で付勢されている。
【００３９】
次に上記画像剥離装置の動作について説明する
この画像剥離装置による画像形成材料除去の対象となる被剥離媒体は、一般的なＰＰＣ用紙上にシリコーン樹脂層を紙の凹凸を損なわない程度（約１μｍ）の厚さで形成した専用紙、又は専用ＯＨＰシート（以降記録材と称する）であり、この記録材にトナー等の付着により画像を形成したものである。画像の形成は、この記録材上に、一般的に用いられている電子写真式画像形成装置により、カラートナーまたは黒色トナーを転写し、加熱定着することによって行われる。トナーは、熱溶融性樹脂としてポリエステル樹脂をバインダーとし、これにイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの顔料をそれぞれ含有させたもので、使用されているポリエステル樹脂は画像剥離層１３に用いられている熱溶融性樹脂と同じものである。このポリエステル樹脂の熱的特性は、ガラス転移点が約７０°Ｃ、溶融温度が約１１５°Ｃとなっている。このポリエステル樹脂は、ガラス転移点を越える温度領域で、温度の上昇に伴って急激に粘度が減少するものであり、シャープメルトな樹脂といえる。
【００４０】
画像が記録されている記録材６は、装置本体に着脱可能に取り付けられた給紙トレイ７内に、画像形成面を下側にして収容されている。これらの記録材６は、送り出しロール１５により、用紙トレイ７から一枚ずつ所定の間隔で送り出される。さらに記録材６は搬送ロール１６により挟持搬送され、図示しない用紙ガイドに沿って画像剥離ロール１と押圧部材２との圧接部へと送られる。
【００４１】
画像剥離ロール１は、速度５０ｍｍ／ｓで周回駆動されており、内部の熱源３により表面が加熱される。このときの表面温度は、温度センサ１４により熱溶融性樹脂（ポリエステル樹脂）の溶融温度とほぼ等しい１１５℃に制御されている。画像が記録されている記録材６は、搬送ロール１６により画像剥離ロール１と押圧部材２との対向部へと搬送され、これらの間に送り込まれる。そして、記録材６の画像形成面が画像剥離層１３に押し付けられる。
【００４２】
このとき、画像剥離層１３の熱溶融性樹脂は、内部の熱源２により軟化状態となっており、ゴム状の弾性を維持しつつ記録材６上の画像形成材料（トナー）と凝集力を持っている。このため、記録材６の画像形成面が画像剥離層１３と圧接されると、画像剥離層１３の熱溶融性樹脂が記録材６の凹凸に応じて容易に変形し、記録材上の画像形成材料と密着する。なお、このときの画像剥離層及び画像形成材料の熱溶融性樹脂は、記録材（特に用紙）の内部に浸透するほどには加熱されていない。
【００４３】
画像剥離ロール１表面の熱は記録材６と接触すると同時に記録材へと伝わる。そして、ニップ部の出口付近では、記録材６と画像剥離ロール１表面の温度はほぼ同じ温度になり、記録材６上に付着している画像形成材料はガラス転移点よりやや高い８０〜９０℃になる。この状態で、画像剥離層１３と画像形成材料は粘度が上がって凝集力が大きくなっているが、依然ゴム状の弾性を持った状態となっている。ニップ部の出口の圧力は入口の圧力に比べて大きいので、ニップ部の出口では画像剥離層１３及びその下の弾性層であるシリコーンゴム層１２は加圧され、ロール１の周方向に伸びを生じるように歪む。この歪みがニップ部を出て開放されるため、記録材６と画像剥離層１３の界面に剪断応力が発生し、その結果界面破壊が発生する。この作用で記録材６が画像剥離ロール１から浮き上がり、容易に分離可能となる。これにより記録材６上にあった画像形成材料は画像剥離層１３と一体となって剥離される。このとき、より確実な分離のために分離爪１０を設けてもよい。
画像形成材料が除去された記録材６は、排出用搬送ロール１７により所定の搬送方向へ案内され、排紙トレイ９へ排出される。
【００４４】
なお、記録材６が剥離された後の画像剥離ロール１上の画像剥離層１３は、画像剥離ロール１上に初めからある樹脂と、記録材から剥離した画像形成材料とが混合したものとなるが、どちらの樹脂も同じ材料を用いているため相溶性が高く、剥離性能は剥離後も変化しない。
【００４５】
このような画像剥離装置においては、記録材６の上の画像形成材料（トナー）を軟化状態に保って剥離することが重要である。記録材６上のトナーの温度が溶融状態まで加熱されると、樹脂の粘度が急激に下がり媒体の内部へと染み込んでしまい、再生した記録材６の品質が劣化する。また、記録材６上のトナーの温度が軟化状態まで加熱されないと、画像剥離層１３がトナー像に対して粘着力を充分発生することができず、同じく再生記録材の品質が劣化する。そのためには、画像剥離ロール１の熱溶融性樹脂を軟化状態に正確に制御するとともに、ニップ部の幅（周方向長さ）を広く取って加熱時間を長くすることによって、記録材６の温度を画像剥離層１３の温度に限りなく近づけることが必要である。
【００４６】
従来のように加圧ロールを用いていた場合は、硬度の低いゴムを芯金に厚く形成し、ゴム層を圧縮変形させてニップ部の幅を確保していたため、画像剥離ロールからの熱が加圧ロールに吸収され、加圧ロールが十分加熱されるまで画像剥離が行えず、少量の枚数を処理するのに多大なエネルギーが必要であった。本実施形態の方式によれば、静止した圧力パッド２２の表面を薄い押圧ベルト２４が周回移動する構成であるため、画像剥離ロール１が規定の温度になって回転を開始するとすぐに画像剥離が可能となり、１  枚当たりの処理に必要なエネルギーが大幅に低減できた。
【００４７】
また、画像剥離ロール１に中間弾性層としてシリコーンゴム層１２を設けているため、本実施形態のように樹脂製圧力パッド２２を用いても、ニップ部でシリコーンゴム層１２が弾性変形することでロールの軸方向の圧力が均一になり、高品質の再生記録材を得ることができる。一方、濃度の低いトナー像のように、記録材の凹凸に埋まり込んだような画像を剥離するには、従来画像剥離層を１００μｍ以上に厚く形成する必要があったが、シリコーンゴム層１２を設けることで５０μｍで同等の剥離特性を得ることができた。このように画像剥離層１３を薄くすることで記録材の分離性能が向上し、巻き付きなどの発生を防止することができる。
【００４８】
上記のような画像剥離装置を用いて、記録材に定着されたカラー画像の除去を行ったところ、記録材からカラー画像を良好に除去できることが確認された。また、複数枚の記録材からカラー画像の除去を連続して行ったところ、長期にわたり安定した剥離性能を維持することができた。
【００４９】
上記実施形態では、押圧部材として押圧ベルトと支持部材、圧力パッド、ベルトガイドで構成されるものを用いているが、エンドレスベルトと非回転に配置されたパッドで構成されていれば上記効果を得ることができ、例えば、エンドレスベルトベルトを複数のロールで保持し、その内側から画像剥離ロールに加圧パッドを押し付けるものでもよい。
押圧ベルトの基材にはポリイミドベルトを用いているが、耐熱性のある材料であればこれに限定されるものではなく、樹脂系材料としてはポリアミド、ポリアミドイミド等、あるいは金属ベルトとしてステンレス、ニッケル等から選択することができる。
【００５０】
画像剥離ロールの基材材料としては、アルミ、鉄などの金属、セラミックス、ガラスなど、加圧に耐えうる剛性を持ったものであれば、何を選択しても問題はない。また中間弾性層としても、シリコーンゴム以外であっても、本実施形態で用いる程度の温度に耐えうる耐熱性を兼ね備えた弾性体であればよいことは言うまでもない。画像剥離層と弾性層との接着を向上させるため、接着層を設けることも可能である。
【００５１】
画像剥離層に用いられれる樹脂は画像形成材料であるトナーに含まれる熱溶融性樹脂と同一の材料を用いているが、同系統で熱特性がほぼ同じ材料であれば、異なる材料を用いてもよい。この場合にはトナーを剥離するにつれて当初画像剥離層を形成していた樹脂とトナーが混合し、この混合したものを画像剥離層として使うように変化していく。
画像剥離ロールの熱源についてはハロゲンランプを用いたもので説明してきたが、ロール基材に抵抗発熱層を持たせた画像剥離ロールなどを用いてもよい。
【００５２】
図４は、請求項１、請求項２、請求項３、請求項４又は請求項５に記載の発明の一実施形態である画像剥離装置を示す概略構成図である。
この装置は、図１に示す画像剥離装置と同様に、画像剥離ロール３１、押圧部材３２、熱源３３、記録材搬送装置３８等を備えているが、押圧部材３２の構成が異なる。
押圧部材３２は、圧力パッド５２、支持部材５１、ベルトガイド５３、押圧ベルト５４、及び圧力パッドの表面に接着されたガラス繊維シート５５から構成されている。
【００５３】
上記押圧ベルト５４は、図５に示すように、幅３２０ｍｍのポリイミドシートを丸め、端部を５ｍｍほど余らせて管状に接着し、ベルト表面に自由端５４ａを形成したものである。表面にはＰＦＡが厚さ１０μｍで形成されている。この押圧ベルト５４は、図４に示すように、上記自由端５４ａとベルト表面の離間した部分が該押圧ベルト５４の周回方向下流側に開く向きで装着されている。
圧力パッド５２は、ニップ部の中央部付近に弾性部Ａが設けられ、この弾性部の上流側に曲率半径１ｍｍの凸状部Ｃと、下流側に曲率半径２ｍｍの凸状部Ｂとを備えている。そして、押圧ベルト５４は圧力パッド５２及びベルトガイド５３で構成される曲面上をほぼ隙間なく搬送されるようになっている。
【００５４】
さらに、装置内には、押圧ベルト５４の周方向の位置を検知するセンサー５６と、このセンサー５６からの信号に基づいて、記録材３６がニップ部の上流側で押圧ベルト５４と自由端５４ａとの間に突入するように記録材搬送装置３８の駆動タイミングを制御する制御手段５７とを備えている。
なお、この画像剥離装置の他の構成は図１に示す画像剥離装置と同じである。
【００５５】
次に、この画像剥離装置の動作について説明する。
押圧ベルト５４はベルト表面の自由端５４ａが周回方向下流側に開くように形成されており、自由端５４ａがニップ部直前の凸状部Ｃに到達すると、自由端５４ａがフィルムのこしにより凸状部Ｃの接線方向にベルト表面から分離して、自由端５４ａとベルト表面との間に開口部Ｄが形成される。ニップ部では画像剥離ロール３１と圧力パッド５２とによる荷重を受け、自由端５４ａはベルト表面と重なったまま搬送される。ニップ部の下流側では、自由端５４ａがニップ部を出た後、自由端５４ａがフィルムのこしにより凸状部Ｂの接線方向にベルト表面から分離して、再び自由端５４ａとベルト表面との間に開口部Ｄが形成される。
【００５６】
押圧ベルト５４の軸線方向における片端には、１周に１箇所切り込み部が設けられている。また、この切り込み部と同じ端部には、切り込み部を検知するセンサー５６が押圧部材５２の周囲に接触して配置されており、その出力信号により制御手段５７のＣＰＵは自由端５４ａがニップ部の入口に到達する時間を求める。
【００５７】
給紙トレイ３７から搬送ロール４５により搬送されてきた記録材３６は、図６（ａ）に示すように、１対のロール対で構成されるレジストレーションロール４６に突き当てられ、一旦停止する。レジストレーションロール４６は、記録材３６の先端が凸状部Ｃの位置で自由端５４ａとベルト表面との開口部Ｄに突入するようなタイミングで回転を開始し、画像剥離ロール３１の周回速度より速い速度で記録材３６を開口部Ｄへと送り込む。
【００５８】
記録材３６は、図６（ｂ）に示すように、凸状部Ｃの位置で自由端５４ａとベルト表面とが開いている時点で先端が開口部Ｄへと入り、ニップ部では記録材先端の約５ｍｍが自由端５４ａとベルト表面との間に挟み込まれた状態で搬送され、ニップ内を凸状部Ｂへと進む。凸状部Ｂでは、図６（ｃ）に示すように、記録材３６の先端は押圧ベルト５４から開放され、記録材３６は図示しないガイド部材に導かれて排紙トレイ３９へと搬送される。
【００５９】
このような画像剥離装置では、ニップ部で記録材３６の先端が自由端５４ａとベルト表面との間に挟み込まれた状態で搬送され、ニップ部の出口で記録材３６の先端が押圧ベルト５４から開放されるので、記録材３６が画像剥離ロール３１の表面に巻き付くのが防止され、剥離性を良好に保つことができる。
【００６０】
上記画像剥離装置を用いて、記録材に定着されたカラー画像の除去を行ったところ、カラー画像を良好に除去できることが確認された。また、複数枚の記録材からカラー画像の除去を連続して行ったところ、長期にわたって安定した剥離性能を維持することができた。
【００６１】
なお、上記実施形態では、押圧ベルトとしてシート材料を管状につなぎ合わせたものを用いているが、記録材の先端が入り込む開口部Ｄを形成できる構造であればこの方法に限られないことは言うまでもない。例えば、エンドレスベルトに自由端を形成するようにフィルム部材を接着することによっても製造することが可能である。
また、凸状部Ｂ、Ｃの曲率については、曲率半径が大きすぎると開口部Ｄが形成できず、また小さすぎるとフィルムがダメージを受けるため、１ｍｍから１５ｍｍが望ましく、さらには１ｍｍから５ｍｍの範囲で設けることが望ましい。
【００６２】
図７（ａ）は、請求項１、請求項２、請求項３又は請求項６に記載の発明の一実施形態である画像剥離装置で用いられる押圧ベルトを示す概略構成図であり、図７（ｂ）はこの押圧ベルトの部分拡大図である。
この押圧ベルト６４は、図７（ｂ）に示すように幅２０ｍｍの短冊状のポリイミドフィルムをオーバーラップさせながら貼り合わせて最終的に管状にし、５ｍｍの自由端６４ａがベルト１周に２０箇所あるように形成したものである。押圧ベルト６４の表面に出る部分にはＰＦＡが被覆されている。
【００６３】
この押圧ベルト６４が用いられる画像剥離装置には、押圧ベルト６４の位置を検知するセンサーや、記録材の搬送タイミングを制御する制御手段は設けられていない。なお、この画像剥離装置の他の構成は図４に示す画像剥離装置と同じである。
【００６４】
この押圧ベルト６４を用いた場合には、凸状部Ｃに導かれた記録材はニップ部の直前でいずれかの自由端６４ａとベルト表面との開口部Ｄに入り、記録材の先端が最奥部に突き当った状態で搬送される。記録材の搬送速度は画像剥離ロールの周回速度に比べて速めに設定されており、タイミングのずれは搬送経路での記録材の撓みに吸収されるようになっているので、常に記録材の先端５ｍｍが自由端６４ａとベルト表面との間に挟まれた状態でニップ部を通過するようになっている。
【００６５】
このような構成にすることで、記録材の搬送タイミングを計って給紙する必要がなくなるので、レジストレーションロールや押圧ベルトの位置を検知するセンサ、及び搬送タイミングを制御する制御手段が不要となり、装置のコストを低減することができる。
【００６６】
図８は、請求項１、請求項２、請求項３又は請求項７に記載の発明の一実施形態である画像剥離装置を示す概略構成図である。
この画像剥離装置は、ほとんどの部分が図１に示す画像剥離装置と同じであるが、画像剥離ロール１の周回方向におけるニップ部の下流側に該画像剥離ロール１と近接対向して層規制部材７４が設けられている。
【００６７】
この層規制部材７４は、厚さ３．０ｍｍのステンレス製の板状部材からなり、画像剥離ロール１とほぼ平行に、軸方向にほぼ一定間隔を保持して支持されている。この層規制部材７４は、画像剥離ロール１と対向して規制領域を形成する部分がナイフエッジ加工されており、さらに周回方向上流側に規制されて樹脂の一部が対流するような樹脂溜り部７４ａが設けられている。層規制部材７４の先端の厚さは約０．２ｍｍとなっている。
【００６８】
また、層規制部材７４の背面にはセラミックヒータ９６が取り付けられている。セラミックヒータ９６には温度センサー９７が接触するように取り付けられており、図示していない温度コントローラにより層規制部材７４の温度がほぼ一定になるようにフィードバック制御されている。
【００６９】
次に、層規制部材７４による画像剥離層８３の規制動作について説明する。
層規制部材７４は画像剥離ロール７１のロール基材８１との間隔が１００μｍになるように支持されており、表面温度は熱溶融性樹脂の溶融温度より高い１３０℃に設定されている。一方、画像剥離ロール７１の熱源７３は表面温度を約１１５℃に保持するように制御されている。
ニップ部で室温の記録材７６と接触し、設定温度より温度が低下した画像剥離層８３は、表面に付着した画像形成材料（トナー）とともに内部の熱源７３から供給される熱によりほぼ設定温度まで温度が回復し、層規制部材７４が対向する部位へと搬送される。
【００７０】
層規制部材７４と画像剥離ロール７１との間で形成される規制部では、熱溶融性樹脂の規制厚さ以上の部分がナイフエッジ部により画像剥離ロールの回転方向の上流側に削り取られる。
画像剥離層８３の熱溶融性樹脂が軟化状態であるのに対し、層規制部材７４の温度は溶融温度より高く設定されているため、層規制部材先端の樹脂溜まり部７４ａでは樹脂は溶融状態となっている。このため、図９に示すように、熱溶融性樹脂は流体挙動を示し、画像剥離ロール７１の回転による力を受けて矢印方向に対流する。そして画像剥離層８３の規定の厚さ以上の部分は樹脂溜まり部７４ａに取り込まれる。ナイフエッジ部で削り取られた熱溶融性樹脂は画像剥離ロール上の画像剥離層８３の樹脂と同じ材料であるため相溶性が高く、樹脂溜まり部７４ａに取り込まれると瞬時に混合される。
【００７１】
一方、ニップ部で押圧されて凹状になった部分や、何かの原因で画像剥離ロール７１から欠落した部分など、規定の厚さに満たない部分へは、樹脂溜まり部７４ａから熱溶融性樹脂が供給され、通過後の画像剥離層８３はほぼ均一な厚さに均されニップ部へと進んでいく。
層規制部材７４で削り取られた熱溶融性樹脂は、樹脂溜り部７４ａが満杯になると、層規制部材７４の側面を流れて、鉛直下方に設けられたトナー回収ボックス（図示せず）へと滴下する。
【００７２】
画像剥離層８３が厚くなりすぎると画像剥離ロール７１の厚さ方向の温度差が大きくなり、温度を一定に制御するのが困難になる。温度が高くなると記録材７６と画像剥離層８３との接着力が増して記録材が分離できなくなり、画像剥離ロール７１への巻き付きジャムが発生したり、記録材上のトナー像の粘度が低くなりすぎて記録材内部に染み込んで、再生品質を著しく劣化させるなどの問題がある。上記画像剥離装置では、連続して記録材からトナーの剥離を続けても、層規制部材７４により画像剥離層８３の厚さがほぼ均一に保持されので、これらの問題が回避でき、長期にわたって記録材の再生を良好に行うことが可能である。
【００７３】
上記画像剥離装置を用いて、用紙に定着されたカラー画像の除去を行ったところ、カラー画像を良好に除去できることが確認された。また、複数枚の用紙からカラー画像の除去を連続して行ったところ、長期にわたって良好な画像剥離層を維持することができ、安定した剥離性能を得ることができた。
【００７４】
本実施形態では、層規制部材としてステンレスブレードにセラミックスヒータを設けたもので説明したが、画像剥離ロールに対向して画像剥離層を一定の厚さに規制することができる構造であれば、これに限定されるものではない。例えば、層規制部材として鋼やアルミニウム、真鍮などの金属ブレードや、セラミックス板などを用いることも可能であり、加熱手段としてはハロゲンランプを照射するようにすることも可能である。
また、以上の実施形態では、画像剥離層の樹脂が記録材上の画像形成材料（トナー）に含まれる樹脂と同じ場合で説明してきたが、温度に対する粘度の関係が同等であれば全く同じ材料を用いる必要がないことは言うまでもない。
【００７５】
【発明の効果】
以上説明したように、本願発明による画像剥離装置では、圧力パッドが非回転状態で支持されているため、熱損失が少なく、経済的に被剥離媒体の再生を行うことが可能である。また、画像剥離ロールに弾性層を設けることで、圧接時の圧力均一性が向上し、また画像剥離層の厚さの変動による影響が少なくため、品質の高い再生媒体を得ることが可能である。さらに、ニップ部の下流側の圧力を高くすることで、安定して被剥離媒体を画像剥離ロールから分離することができ、簡易な構成で高い信頼性を得ることができる。
また圧力パッドと画像剥離ロールとの間にエンドレスベルトを介在させることで、確実に被剥離媒体の分離が行われ、装置の大型化を招くことなく連続して再生媒体を得ることが可能となり、１枚当りの再生に必要なコストを大幅に低減することができる。その結果、オフィスや家庭での被剥離媒体の再利用が可能となり、廃棄される記録媒体を大幅に低減することができる。
また、層規制ブレードによって画像剥離ロール上の画像剥離層をほぼ一定の厚さに維持することができ、剥離性能を長期にわたって維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１、請求項２又は請求項３に記載の発明の一実施形態である画像剥離装置を示す概略構成図である。
【図２】図１に示す画像剥離装置で用いられる画像剥離ロールと押圧部材との対向部近傍を示す拡大図である。
【図３】図１に示す画像剥離装置のニップ部の圧力を従来の画像剥離装置と比較した図である。
【図４】請求項１、請求項２、請求項３、請求項４又は請求項５に記載の発明の一実施形態である画像剥離装置を示す概略構成図である。
【図５】図４に示す画像剥離装置で用いられる押圧ベルトを示す概略構成図である。
【図６】図４に示す画像剥離装置の動作を示す概略図である。
【図７】請求項１、請求項２、請求項３又は請求項６に記載の発明の一実施形態である画像剥離装置で用いられる押圧ベルトを示す概略構成図である。
【図８】請求項１、請求項２、請求項３又は請求項７に記載の発明の一実施形態である画像剥離装置を示す概略構成図である。
【図９】図８に示す画像剥離装置で用いられる層規制部材と画像剥離ロールとの対向部近傍を示す拡大図である。
【図１０】従来の画像剥離装置を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１、３１、７１      画像剥離ロール
２、３２、７２      押圧部材
３、３３、７３      熱源
６、３６、７６      記録材
７、３７、７７      給紙トレイ
８、３８、７８      記録材搬送装置
９、３９、７９      排紙トレイ
１０、４０、８０      分離爪
１１、４１、８１      ロール基材
１２、４２、８２      シリコーンゴム層
１３、４３、８３      画像剥離層
１４、４４、８４      センサー
１５、８５      送り込みロール
１６、４５、８６      搬送ロール
１７、４７、８７      排出用搬送ロール
２１、５１、９１      支持部材
２２、５２、９２      圧力パッド
２３、５３、９３      ベルトガイド
２４、５４、９４      押圧ベルト
２５、５５、９５      ガラス繊維シート
４６      レジストレーションロール
５６      位置検知センサー
５７      制御手段
６４      押圧ベルト
７４      層規制部材
９６      セラミックヒータ
９７      温度センサー
【図１】
0003572986.tif 000002
【図２】
0003572986.tif 000003
【図３】
0003572986.tif 000004
【図４】
0003572986.tif 000005
【図５】
0003572986.tif 000006
【図６】
0003572986.tif 000007
【図７】
0003572986.tif 000008
【図８】
0003572986.tif 000009
【図９】
0003572986.tif 000010
【図１０】
0003572986.tif 000011