(57)【要約】【課題】定着ニップ部で発生する臭気性ガスを分解することができる画像形成装置を提供すること。【解決手段】転写材上の未定着トナー像を加熱定着するための定着部材を有し、定着部材の周辺空気を定着装置内に保持する定着装置枠体を有し、定着装置枠体及びその内部の少なくとも一部に有機気体分解性を有する光触媒を有する。又は、転写材上の未定着トナー像を加熱定着するための定着部材を有し、定着部材の転写材加熱個所から排紙部との間に設けた隔壁に有機気体分解性を有する光触媒を有する。或はトナーを加熱定着するための定着部材の加熱源に可視光を発光する加熱ヒータを用い、加熱ヒータから発する可視光の光路内に可視光で有機気体を分解性する光触媒を有する部材を設ける。【選択図】図１
2006171189.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
転写材上の未定着トナー像を加熱定着するための定着部材を有し、定着部材の周辺空気を定着装置内に保持する定着装置枠体を有し、定着装置枠体及びその内部の少なくとも一部に有機気体分解性を有する光触媒を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
転写材上の未定着トナー像を加熱定着するための定着部材を有し、定着部材の転写材加熱個所から排紙部との間に設けた隔壁に有機気体分解性を有する光触媒を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
トナーを加熱定着するための定着部材の加熱源に可視光を発光する加熱ヒータを用い、加熱ヒータから発する可視光の光路内に可視光で有機気体を分解性する光触媒を有する部材を設けることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
上記光触媒を転写材並びに転写材からオフセットしたオフセットトナーの接しない個所に配置したことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記光触媒を定着装置内の雰囲気を排気する排気口近傍に設けることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の画像形成装置。
【請求項６】
光触媒に可視光又は紫外光を照射するための光源又は光路を定着ニップ部の紙搬送方向の下流側に有することを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の画像形成装置。
【請求項７】
トナーを加熱定着するための定着部材の加熱源に可視光を発光する加熱ヒータを用い、定着部材の可視光被照射面の少なくとも一部に、有機気体分解性を有する光触媒層を形成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
光触媒として光触媒フィルタを用いたことを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式を用いた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真装置に用いられる画像定着装置は、帯電装置により一様に帯電された感光体上に、画像信号に応じた露光を行う露光装置により感光体上に静電像を形成し、前記静電像を現像装置によりトナー像を形成し、前記トナー像を転写装置により転写材上に転写し、定着装置により転写材上の未定着画像を転写材に定着し、排紙部から定着像を形成された転写材を機外に排出することで、画像を形成している。
【０００３】
定着装置では、熱可塑性の樹脂を主体としたトナーを紙等の記録材に固着させるために、加熱及び加圧を主体とした熱定着法、特に、熱ローラ定着法を採用するのが一般的である。この熱ローラ定着方式は、表面にＰＦＡ、ＰＴＦＥ等のフッ素系樹脂或はシリコンゴム等の高離型性を有する層をアルミニウム、鉄等の金属素管上に形成した、いわゆる定着ローラと加圧ローラから成り、必要に応じて各ローラ内に加熱源としてハロゲンランプ等を内蔵している。そして、予め定められた温度に加熱された定着ローラは、加圧ローラに圧接されてニップ部を形成しており、未定着トナー像を乗せた転写材を前記ニップで矜持することで、トナー像を転写材に加熱加圧定着している。定着装置でトナー像を定着された転写材は、ローラ対やベルト等の駆動力により排紙部に搬送され、排紙部より画像形成装置の機外に排出される。
【０００４】
定着装置は、一般に１５０〜２３０℃程度の高温に保持されることが多く、定着装置の熱により、現像装置、クリーナ装置内のトナーが熱劣化することを防ぐために、定着装置の熱及び定着装置で加熱された空気を遮断するための枠体を有している。
【０００５】
この枠体は、定着装置の放熱を低減させることから、定着装置の消費電力を低減する観点からも、重要な役割を果たしている。
【０００６】
しかしながら、定着工程ではトナー、用紙等の有機物を加熱するため、これらの材質に応じた極微量の有機物成分が加熱により気化することがあり、これが臭気を伴う場合がある。
【０００７】
これらの画像形成装置に適用するトナーとしては、従来、天然或は合成樹脂中に染料・顔料を分散させた微粉末が使用されている。例えば、ポリスチレン等の結着樹脂中に着色剤を分散させたものを１〜３０μｍ程度に微粉砕した粒子がトナーとして用いられている。磁性トナーとしてはマグネタイト等の磁性体粒子を含有せしめたものが用いられている。一方、いわゆる二成分現像剤を用いる方式の場合には、通常ガラスビーズ、鉄粉等のキャリアー粒子とトナーとが混合されて用いられている。
【０００８】
今日、このような記録方法は、一般的な複写機だけでなくコンピューターの出力や、マイクロフィルムの焼付けなどに広く利用されてきている。そのため、要求される性能もより高度になり、より小型化、より軽量化、より低エネルギー化、よりメンテナンスフリー、よりパーソナルというような様々の性能を同時に要求されるようになってきた。これらを満足するために、トナーに対する要求も種々の面でより厳しくなってきている。
【０００９】
例えば、上記のように応用範囲が広がり、一般のオフィスや自宅で使用されるに到って、トナーとしては物質としての安全性は勿論のこと、定着時に発生する臭気にも気を配ることが必要となってきている。
【００１０】
この臭気の問題に関しては、上記のようなユーザーやメーカーの立場を考慮すれば当然、重要な問題であるが、一般に、主要成分として合成樹脂を含有し、その加熱による軟化・溶融を利用して紙等の転写材に定着せしめるトナー像の定着方法から考えると、技術的に決して容易ではない。又、この問題を解決するために、例えば画質やトナーの耐久性等の現像特性を低下させては何の意味もない。
【００１１】
これらの性能を同時に満足するために、種々の方法が考えられている。しかしながら、添加剤を加えたりする方法は、系が複雑になり、予想できない問題が発生する場合が少なくない。
【００１２】
そこで、トナーとしては、結着樹脂そのものを改善することが望ましい。それには、結着樹脂中の、臭気の元となる溶媒や重合性モノマーの残留量を低減させることが良いと考えられ、それについて他の現像特性への影響も含め、これまでに種々の方法が提案されている。
【００１３】
例えば、特許文献１には、トナー用結着樹脂として、重合物を得るために使用した溶媒若しくは重合性モノマーの含有量が０．１重量％未満である重合物を用いることによりオフセットの発生、保存性、流動性等を改良することが提案されている。
【００１４】
又、特許文献２には、重合性モノマーの残留がトナーの摩擦帯電性、耐ブロッキング性、定着性に影響する旨の記載があり、トナー用結着樹脂として、重合物を得るために使用した溶媒若しくは重合性モノマーの残留を少なくすることが提案されている。
【００１５】
更に、特許文献２には、特に溶融混練時に臭気を発するために現場環境が悪くなったり、又はコピー時に臭気を発し、不快感を与えるといった問題に対し、残存モノマー量が２００ｐｐｍ以下であるトナー用樹脂の提案がなされている。残存モノマー量が２００ｐｐｍを超えると耐ブロッキング性及び耐塩ビ可塑剤性が低下し、又、臭気の問題も残るとの記載がある。
【００１６】
【特許文献１】特開昭５５−１５５６３２号公報
【特許文献２】特開昭５３−０１７７３７号公報
【特許文献３】特開昭６４−０７０７６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
しかしながら、特に臭気という問題を対象としたとき、電子写真法，静電記録法等の今後の応用範囲の広がりを考慮すると、単に残存している重合性モノマー量の低減だけで充分とは言えない。
【００１８】
従来、この対策として、画像形成装置本体に定着雰囲気の空気を吸引する風路を設け、機外への排気部にオゾンフィルタ等の吸着性の高いフィルタを配置し、臭気成分をオゾンフィルタ等に吸着することで、臭気成分を所定量以下に低減させる吸着フィルタ方式が多く用いられている。尚、オゾンフィルタには別風路を通して回収した帯電工程等で発生されたオゾンも共に吸着／分解するのが一般的である。
【００１９】
しかし、吸着フィルタ方式はフィルタ表面に臭気成分を捕獲する方式であるため、吸着フィルタ表面積に応じた揮発成分しか捕獲できない。完全にフィルタ表面を被吸着物質が覆ってしまうと、それ以上は効果を発揮できないため、永久的には効果を発揮できない。よって、本体寿命の長い画像形成装置においては、定期的な交換が必要となる。頻繁なフィルタの交換は、画像形成装置のランニングコストを引き上げることになり、好ましくなく、又簡便性に欠ける。又、地球環境への配慮という観点からも、消耗部品であるフィルタを頻繁に交換するということは好ましくない。
【００２０】
臭気成分の吸着量（処理量）に限界の有る吸着方式以外に臭気成分を燃焼する燃焼方式、触媒を用いて分解する触媒方式、光触媒を用いて分解する光触媒方式がある。このような燃焼方式、触媒方式及び光触媒方式は、臭気成分そのものを分解できるため、吸着により効率の落ちる吸着フィルタ方式と違って半永久的に使用可能である。
【００２１】
臭気成分を、所定濃度以下に分解できれば、帯電ローラ方式等のオゾン発生量の極めて少ない帯電方式と組み合わせることで、交換が必要な機内空気をフィルタを無くすことができる。
【００２２】
又、臭気成分の分解の効果がそこまで得られない場合でも、分解により吸着フィルタに導かれる臭気成分量が減ることで、吸着フィルタの長寿命化を実現できる。
【００２３】
ここで、各方式について説明する。
【００２４】
燃焼方式は、一般に７５０℃程度以上の高温に加熱し、有機成分を燃焼することで有機成分をＣＯ2 とＨ2 Ｏに分解して効果を得る。７５０℃以上の高温に保つためには多大なエネルギーを必要とし、且つ、強力な断熱、冷却機構が必要となるため機械が大型化し、電子写真方式の画像形成装置に搭載するのは現実的でない。これを改善した触媒燃焼方式でも３５０℃程度の高温が必要で、やはり画像形成装置内に実装することは現実的でない。
【００２５】
触媒方式としては、特開平１１−１６１１２２号公報のように定着装置から吸気したガスをＭｎＯ２
系の触媒フィルタで分解する方法が提案されている。しかし、この系統の触媒は一般に４０〜５０℃の気体を処理するのに効果的である。従って、定着装置内の高温な臭気ガスを直接分解することには適さず、定着雰囲気の空気を吸引し、定着器外へ誘導する風路を設け、定着器から離れた前記風路中に触媒フィルタを設置せざるを得ない。従って、この種の触媒フィルタでは、定着装置内及び極近傍で臭気成分を分解できない。臭気成分の発生個所が定着装置であるため、定着装置の近傍が、臭気成分濃度が最も高く此処で臭気成分を分解することが最も効果的ある。
【００２６】
又、定着装置近傍の臭気成分を前記風路で完全に吸引することは、現実的に困難であり、定着器近傍の臭気ガスの一部は、転写材が機外に排紙される排紙口から流出し得る。定着器から排紙部のパス長が短い画像形成装置においてはこの傾向が顕著になる。
【００２７】
定着装置近傍の空気を吸引する吸引力（即ち風量）を大きくすれば、排紙口から流出量は軽減されるものの、臭気ガスと共に定着装置から熱も奪うため、定着装置が結果的に冷却され、定着装置に必要な消費電力が上昇する。画像形成中の電力が無限で有れば問題ないが、画像形成装置に供給可能な電力は限られており現実的でない。又、省エネルギーの観点からも、定着装置の消費電力の低減は社会的な要望であり、好ましくない。
【００２８】
この点からも、定着機内又は定着器から排紙口までの区間で臭気成分を処理し、臭気成分の濃度を低減することが望まれている
近年、有機物成分気体を分解する光触媒を用いた技術として酸化チタン系の触媒が注目されている。これは、光触媒に可視光ないし紫外線を照射することによって生じるエネルギーバンドギャップに生じた活性酸素等による酸化作用により二酸化炭素、水、その他の低分子の酸化物に分解するものである。
【００２９】
８００℃等の高温に強い特性を持つものも多い。酸化チタン系の光触媒は紫外光下で有機物質を分解する効率が高いものが多いが、近年可視光域での分解効率を向上する技術として、酸化チタンに窒素等の添加物を結合した可視光応答型の酸化チタン光触媒等が開発されている。光触媒方式を定着装置に実装する例としては以下の様な技術が提案されている特開平０９−２４４４４４号、特開２０００−３４７５２６号公報においては、定着ローラ、加圧ローラ、定着入口ガイドの表層に光触媒層を用いている。
【００３０】
又、特開２００１−１００５８５号、特開２００３−１５６９６２号公報では、それぞれ、剥離爪、非接触の分離部材に光触媒を用いている。
【００３１】
又、特開２００１−００５３２６号公報では、加熱部材に接触し、加熱部材を清掃する清掃部材に光触媒を用いている。
【００３２】
これらの手法は、各々、定着ローラ、加圧ローラ、定着入口ガイド、剥離爪、非接触の分離部材、加熱部材に接する清掃部材のローラ接触面に付着した汚染トナー等を光触媒効果で分解するための技術であり、定着機内及び近傍の臭気成分を分解することを目的としていないため、転写材及び汚染トナーに接する個所に光触媒を配置している。この目的に対しては、最適な配置と考えられる。
【００３３】
しかし、定着器近傍の雰囲気空気中に放出された臭気成分を分解するという本発明の目的においては、初期においては、臭気成分の分解に一定の効果が得られるものの、耐久が進むに連れ、通紙や定着部材の回転に伴う磨耗や、又、紙粉やトナーによる汚染時に汚染物質が分解されるまでの期間において、紙粉やトナーが障害物となって光触媒と臭気成分が接する面積が減少するため、に効果が減少してしまい易い。
【００３４】
更に、剥離爪、非接触の分離部材に用いた系においては、光触媒の面積が小さ過ぎるため、臭気成分の分解効果が小さ過ぎた。
【００３５】
更に、通紙中は光触媒の多くの部分が転写材に接するため、雰囲気空気との接触が絶たれてしまい、連続した画像形成時には、定着器近傍の雰囲気空気中に放出された臭気成分の接触する面積が減少し、臭気成分の分解効率が低下してしまう。
【００３６】
このように、これまでの光触媒を定着装置に用いた構成においては、付着した汚染分の分解には有効であるものの、耐久による性能劣化が大きく、或は、定着器内及び近傍の空気との接触面積が小さ過ぎことから、耐久を通して安定且つ充分な定着装置内の臭気成分の分解に対して効果を得られるものはなかった。
【００３７】
又、定着装置近辺に光触媒を用いる例としては、例えば、特開２００２−１６９４３２号公報に記載された発明では、光触媒フィルタを用いた空気清浄機を内蔵している。これも、定着装置近傍の空気を一旦吸引してから処理する手法であるため、触媒方式で説明したのと同様に定着装置内及び近傍で臭気成分を分解できず、効率的とは言えない。
【００３８】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、定着ニップ部で発生する臭気性ガスを分解することができる画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００３９】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、転写材上の未定着トナー像を加熱定着するための定着部材を有し、定着部材の周辺空気を定着装置内に保持する定着装置枠体を有し、定着装置枠体及びその内部の少なくとも一部に有機気体分解性を有する光触媒を有することを特徴とする。
【００４０】
請求項２記載の発明は、転写材上の未定着トナー像を加熱定着するための定着部材を有し、定着部材の転写材加熱個所から排紙部との間に設けた隔壁に有機気体分解性を有する光触媒を有することを特徴とする。
【００４１】
請求項３記載の発明は、トナーを加熱定着するための定着部材の加熱源に可視光を発光する加熱ヒータを用い、加熱ヒータから発する可視光の光路内に可視光で有機気体を分解性する光触媒を有する部材を設けることを特徴とする。
【００４２】
請求項４記載の発明は、請求項１〜３の何れかに記載の発明において、上記光触媒を転写材並びに転写材からオフセットしたオフセットトナーの接しない個所に配置したことを特徴とする。
【００４３】
請求項５記載の発明は、請求項１〜３の何れかに記載の発明において、前記光触媒を定着装置内の雰囲気を排気する排気口近傍に設けることを特徴とする。
【００４４】
請求項６記載の発明は、請求項１〜３の何れかに記載の発明において、光触媒に可視光又は紫外光を照射するための光源又は光路を定着ニップ部の紙搬送方向の下流側に有することを特徴とする。
【００４５】
請求項７記載の発明は、トナーを加熱定着するための定着部材の加熱源に可視光を発光する加熱ヒータを用い、定着部材の可視光被照射面の少なくとも一部に、有機気体分解性を有する光触媒層を形成したことを特徴とする。
【００４６】
請求項８記載の発明は、請求項１〜６の何れかに記載の発明において、光触媒として光触媒フィルタを用いたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００４７】
請求項１記載の発明によれば、転写材上の未定着トナー像を加熱定着するための定着部材を有し、定着部材の周辺空気を定着装置内に保持する定着装置枠体を有し、定着装置枠体及びその内部の少なくとも一部に有機気体分解性を有する光触媒を有することで、定着ニップ部で発生する臭気性ガスを分解することが可能となった。
【００４８】
又、請求項２記載の発明によれば、転写材上の未定着トナー像を加熱定着するための定着部材を有し、定着部材の転写材加熱個所から排紙部との間に設けた隔壁に有機気体分解性を有する光触媒を有することで、定着ニップ部で発生する臭気性ガスを分解することが可能となった。
【００４９】
請求項３記載の発明によれば、トナーを加熱定着するための定着部材の加熱源に可視光を発光する加熱ヒータを用い、加熱ヒータから発する可視光の光路内に可視光で有機気体を分解性する光触媒を有する部材を設けることで、専用の光源を要することなく定着ニップ部で発生する臭気性ガスを分解することが可能となった。
【００５０】
請求項４記載の発明によれば、上記光触媒を転写材並びに転写材からオフセットしたオフセットトナーの接しない個所に配置することで、定着ニップ部で発生する臭気性ガスの分解を耐久変動並びに画像形成時の転写材による光触媒への光並びに雰囲気空気の遮蔽の影響を受けることなく安定してことが可能となった。
【００５１】
請求項５記載の発明によれば、前記光触媒を定着装置内の雰囲気を排気する排気口近傍に設けることで、定着ニップ部で発生する臭気性ガスをより効率的に分解することが可能となった。
【００５２】
請求項６記載の発明によれば、光触媒に可視光又は紫外光を照射するための光源又は光路を定着ニップ部の紙搬送方向の下流側に有することで、定着ニップ部で発生する臭気性ガスをより効率的に分解することが可能となった。
【００５３】
請求項７記載の発明によれば、トナーを加熱定着するための定着部材の加熱源に可視光を発光する加熱ヒータを用い、定着部材の可視光被照射面の少なくとも一部に、有機気体分解性を有する光触媒層を形成したことで、定着ニップ部で発生する臭気性ガスを分解することが可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５４】
［実施例１］
図２は実施例１の画像形成装置の概略を説明する概略断面図である。
【００５５】
帯電装置３により一様に帯電した像担持体１表面に、画像情報に応じてレーザー等を照射し、静電潜像を形成する。前記静電潜像を現像装置３によりスチレンアクリル樹脂を主成分としたトナーを現像して像担持体１上にトナー像を形成後、像担持体１上のトナー像を転写装置７により転写材上に転写する。この状態の転写材上の未定着トナー像を定着装置９により加熱加圧定着し、電子写真画像を得ている。
【００５６】
次に、実施例１の定着装置９の概要を図１及び図３を用いて説明する。
【００５７】
定着装置９は、内部にハロゲンヒータ１２を含んだ定着ローラ１０と、加圧ローラ１１、定着ローラ１０、定着上分離爪１６等から成り、定着ローラ１０は、表層にフッ素樹脂を形成している。加圧ローラ１１は、ＳＵＳの芯金上に５ｍｍ程度のシリコンゴム層を持ち、トップ層はやはりＰＦＡチューブ等のフッ素樹脂で覆われている。定着ローラ１０、加圧ローラ１１共に外径は５０ｍｍである。
【００５８】
定着ローラ１０表面の転写材の通紙領域には、定着ローラ１０の温度を検知するためのサーミスタ１３が当接されており、検知した温度により、定着ヒータ１２の出力を制御している。定着ヒータ１２の画像形成中の最大出力が、８５０Ｗであるハロゲンヒータを用いた。これは、画像形成装置全体の電力を、一般的な電源コンセントの規格値である１５００Ｗ以下に納められる範囲で最大の電力に設定されている、Ａ４サイズの転写材が、毎分６０枚通紙できる。定着ローラ１０は、制御装置により２００℃に保つように制御されている。定着ローラと加圧ローラは、長手方向端部に配置した断熱ブッシュ、ベアリングを介して各々不図示の支持部材に支持されている。
【００５９】
本実施例１では、定着部の空気を定着装置外に拡散することを防止するために、定着ローラ１０、加圧ローラ１１を囲う定着枠体２０の内面表層に光触媒層を設け、ここにハロゲンヒータが発する可視光を照射した点を特徴とする。斜線部の光触媒が活性化することを目的としている。
【００６０】
ここで、定着枠体とは、定着ローラ、加圧ローラ等の定着部材及びニップ部の周辺の空気並びに熱を画像形成装置内に拡散することを防止するための隔壁の総称である。
【００６１】
定着枠体は、ニップ部上流側の転写材入口側と、ニップ部下流側の転写材出口部に転写材搬送のための開口部を有しており、側面は全て覆われており、定着ニップ部から発した臭気成分ができるだけ定着器外に拡散されないように工夫されている。
【００６２】
定着枠体２０の内面表層の光触媒層は、酸化チタンに微量の窒素等の添加物を結合した可視光応答型の酸化チタン光触媒を用いた。この光触媒は、５５０ｎｍ以下の可視光並びに紫外光で光触媒反応の効果を得られる。
【００６３】
ハロゲンヒータの発光波長は、発光ピークが７００ｎｍ〜１５０００ｎｍ近辺にピークの有るブロードな発光特性を有しており、可視光から赤外光を主に発光する。全体の約８０％以上が赤外光であるものが多いが、色温度を高めに設定して用いることで、短波長側にそのピークを設定でき、可視光域の発光割合を比較的高く設定できる。
【００６４】
ハロゲンヒータの発光ピークの波長は２８９７÷色温度（Ｋ）の式で求められる。
【００６５】
本実施例１では、色温度が約３２００Ｋのヒータを用いた。この結果、発光ピークは、およそ９０ｎｍとなり、ピーク部に対する光触媒効果の得られ始める５５０ｎｍの相対強度は約４０〜５０％程度得られている。参考までにピーク部に対する４００ｎｍでの相対強度は１５〜２０％程度である。定着ローラ回転方向に垂直な長手方向の発光領域は定着ローラにフッ素樹脂層を形成した、所謂面長と同じ長さで設定した。ここで、長手方向の発光領域とは、フィラメントを断続的に密に巻いている領域を指す。
【００６６】
ハロゲンヒータは、定着ローラの長手方向外部で小型のヒータ支持部材に保持されており、この内面表層にも光触媒層を形成している。
【００６７】
このような画像形成装置を用いて、画像形成を行った際に機外に放出される臭気に対する官能試験を行った。
【００６８】
比較例として、光触媒を用いなかった例を比較例１、定着ローラ、加圧ローラ、定着入口ガイド、剥離爪に光触媒を用いた例を比較例２、実施例１でハロゲンヒータから枠体への光束を完全に遮断した例を比較例３として掲載する。
【００６９】
官能試験は、１０段階評価で１が臭気を全く感じない最良点、１０を最悪の点とし、許容可能な臭気のレベルを５点として主観評価で行った。画像形成装置の周囲で、最も臭気を強く感じたポイントで各々の構成を評価している。尚、この評価には２０人の被検者を用い、平均点を各構成の点数とした。
【００７０】
尚、何れ構成の比較においても２０人の被験者の入れ替えは行っていない。又、本試験時においては、何れ構成でも、オゾンフィルタ等の吸着フィルタを定着装置からの排気パス中に設けていない。
【００７１】
この結果を下表に示す。この結果には、再現性において、０．５ポイント前後の誤差が、含まれているものと考えられる。
【００７２】
【表１】
2006171189.tif 000003
このように実施例１では臭気のレベルが大幅に改善している点が確認された。比較例３との比較にいても、実施例１の効果が光触媒効果によりもたらされている点が確認できた。
【００７３】
比較例２で、特開平０９−２４４４４４号、特開２０００−３４７５２６号、特開２００１−１００５８５号、特開２００３−１５６９６２号、特開２００１−００５３２６号公報のように、定着ローラ、加圧ローラ、定着入口ガイド、剥離爪、非接触の分離部材、加熱部材に接する清掃部材のローラ接触面に光触媒層を設けた系においても同様の試験を行ったが、臭気成分の分解の効果は殆ど得られなかった。定着ローラ、加圧ローラ、定着入口ガイド、剥離爪、非接触の分離部材、加熱部材に接する清掃部材のローラ接触面には、ハロゲンランプの光束が直接当たらないため、光触媒の活性が上がらなかったためと思われる。
【００７４】
このように、特開平０９−２４４４４４号、特開２０００−３４７５２６号、特開２００１−１００５８５号、特開２００３−１５６９６２号、特開２００１−００５３２６号、特開２００２−１６９４３２号公報では、構成上、光触媒反応を活性化させるためには、紫外光或は可視光の光源を別途設ける、或は機外の光等を定着装置内に導入する光路を設けなければならない。このため、構成が複雑になり、画像形成装置のサイズを大きくなり、且つ、光源を設ける分等でコストが上昇する。更に、別光源を設けると数十Ｗの電力を消費するため、好ましくない。消費電力が本実施例１は、定着ローラ等の加熱源の発する可視光の照射範囲に可視光反応性の光触媒を用いて光触媒反応を活性化していることにより、新たな光源等を配置しないで効果を得られている点で大きく優れており、又、極めて現実的な構成と言える。
【００７５】
尚、特開２００２−１６９４３２号公報、触媒方式を用いた特開平１１−１６１１２２号公報と異なり、臭気成分の発生個所である定着装置内で、直接臭気成分を分解できたため、定着装置内の臭気成分を効率良く低減できる。この結果、ファンによる強い吸気を行わなくても、排紙口からの臭気成分の漏れを効果的に防止できた。
【００７６】
更に、ファンによる定着雰囲気空気の吸引が要らないため、定着装置の保温性を妨げることなく効果を得ることができる。この結果、従来例１の方が、定着装置の放熱分並びにファンの駆動電力分と合せて、稼動時の電力を３０〜５０Ｗ程度の優位性があった。
【００７７】
尚、従来例のようにオゾンフィルタ等の吸着フィルタを定着装置からの排気パス中に設けた系との比較を以下に示す。初期における比較と30万枚の耐久を行った耐久後の結果を示す
【００７８】
【表２】
2006171189.tif 000004
前述のように、吸着フィルタを用いた系においては、自身の表面に臭気成分を吸収する原理であるため、初期の特性は非常に高いものの、耐久後には全体の表面積に占める吸着済みの面積が多くなり、吸着効率が低下している点が分かる。この吸着性のフィルタは３０万枚以下で交換を繰り返すことが望ましく、半永久的な効果を得ることが困難であることが分かる。
【００７９】
一方、実施例１は、自身の表面で光触媒反応で臭気成分を分解する原理であるため、触媒活性を起こす表面積が低下しないため、耐久後においても、初期と殆ど変わらない効率の良い特性を示せた。このように、実施例１の方が耐久劣化が著しく少なく、ランニングコストに対する優位性があり、且つ、地球環境に対するダメージの少ない構成であることが確認された。
［実施例２，３］
又、図５に示すように、定着ローラ端部近傍にハロゲンランプから発せられる可視光を反射する反射板を設け、ローラ端部以外の他の場所に設けた光触媒に可視光を照射しても、従来例１同様に効果が得られる。このとき、図５に示すように定着枠体のニップ部より下流側の光触媒面に照射した例を実施例２とし、図６に示すように定着枠体のニップ部より上流側に設けた略同面積の光触媒面に照射した例を実施例３とする。各々斜線部の光触媒が活性化することを目的としている。両者の構成で、実施例１と同様の官能試験を行った。
【００８０】
【表３】
2006171189.tif 000005
実施例２，３共所定の効果が得られた。特に、ニップ部より下流側に光触媒を設けた実施例２は、実施例１以上の効果が得られた。しかし、実施例３では、実施例１以下の効果しか得られなかった。
【００８１】
この結果に対し以下のように考察している。
【００８２】
定着装置の転写材は、ニップ部上流側から侵入し、ニップ内で加熱され温度上昇するためニップ下流部から排出される。このため、臭気性ガスの発生量はニップ下流側に主として排出される。従って、ニップ部の転写材搬送方向下流側の方が臭気成分の濃度が、圧倒的に高い。即ち、ニップ部より下流側に光触媒反応を活性化すべく、ここに光を照射し、積極的に光触媒反応を活性化させることが有効であったと考えられる。
【００８３】
従って、定着装置のニップ部より下流側に光触媒を設ける、或は、可視光をより多く照射できる構成を採ることが、臭気成分の分解効率を最も高める上での重要なポイントとなる。
【００８４】
実施例１においては、定着ローラ端部位置にハロゲンヒータからの可視光を照射し、この部位の光触媒を活性化させたが、実施例２，３の結果から、ニップ部下流側の部分が臭気成分の分解に強く関与していたものと解釈できる。実施例１において、図４のようなヒータ保持部材を用いて、ヒータの保持性をニップ部上流側で確保しつつ、ニップ部下流側に積極的に可視光を照射する構成を採っても良い。
［実施例４］
フィルタ状の光触媒を、定着装置から排出されるエアフローの出口部に設置し、ハロゲンランプの可視光を反射板を用いて光触媒フィルタに誘導した例を図７及び図８を用いて実施例４として説明する。
【００８５】
実施例４は、定着ニップ部下流の定着枠体の転写材出口部の転写材搬送路の定着ローラ面側に光触媒フィルタを設けている。本実施例では、機内昇温を防止するため、定着装置近傍の高温の空気を風路を用いて排気しており、この吸気口を光触媒フィルタの定着ローラ反対面近傍に設けた。
【００８６】
この例においては、定着装置内面からのエアフロー下流側に、光触媒を配置し、フィルタに臭気成分を積極的に収集することで、より効率的に臭気成分を分解することを目的としている。又、可視光の一部は、フィルタを通過して、フィルタ内部に到達する。フィルタは一般的に表面積が大きい特性があり、光触媒活性が広面積で上げられる。フィルタを用いることで、定着枠体内面ニップ下流側の高濃度な位置の臭気成分をより多くの面積で分解できる。
【００８７】
本実施例４でも実施例１同様の官能試験を行ったところ、そのレベルは、２．１ととても高いものであった、臭気成分と光触媒の接触がより積極化したためと思われる。
【００８８】
実施例４では、ハロゲンランプの可視光を反射板を用いて光触媒フィルタに誘導したが、この光源は、図１０に示すような、別途設けた可視光又は紫外光の別光源でも、効果が得られる。但し、この際は、装置のサイズ、コスト、光源の消費する分電力が増加するという点では、実施例１，２に対しては大きく劣る。
【００８９】
尚、この際は、定着枠体の内部に光源を配置しても臭気分解の効果は得られるものの、定着枠体内は、一般に１００℃以上の高温となるため、光源の熱劣化という観点からは、定着枠体の外側に設けた方が好ましい。
【００９０】
このように、定着装置近傍の空気を風路を用いて排気するタイプの画像形成装置においては、エアフロー上に光触媒を配置することで、より効率的に臭気ガスを光触媒に導けるため、より大きな効果を上げられることができる。
【００９１】
実施例４の派生例として、図９のように定着ローラ長手方向端部近傍のハロゲンヒータの可視光照射領域に光触媒フィルタを設置し、ここから吸気することで、光源も反射板も用いることなく効果を得られる。最もシンプルな構成で効果を得ることがてできるため、定着装置の小型化においては、非常に有効な構成と言える。
【００９２】
又、定着装置近傍の空気を風路を用いて排気するタイプの画像形成装置において、定着近傍の空気がオゾンフィルタ等を通過する構成に設定しても良い。この場合、オゾンフィルタで、光触媒で分解し切れなかった臭気成分を吸着することで、より確実に臭気成分をの機外放出を防止できる。尚、この構成においては、既に光触媒により、臭気成分の多くを分解しているため、光触媒を用いずにオゾンフィルタのみを用いた場合に対し、オゾンフィルタの寿命を延ばす事ができる。オゾンフィルタ到達する臭気成分が減少したことで、臭気成分の付着によるオゾンフィルタの吸着面積の減少を低減できるためである。
【００９３】
又、定着装置ニップ部から、排紙口までの間に、定着装置から発した臭気成分に対する隔壁を設け、ここに光触媒フィルタを設けることでも、排紙口からの臭気成分の排出が低減できる。
【００９４】
しかし、定着ローラの回転に伴うエアフローにより、定着ニップ上流側の開口部からも臭気の一部が漏れ出す。このことを考慮すると、ニップ部下流位置に近い、隔壁である定着枠体に光触媒フィルタを設けること最も効率が良い。発生個所に最も近い個所で分解できるため、定着装置から漏れ出す臭気成分を最も確実に分解することが可能となり、且つ、高濃度な位置で臭気成分を分解できるため、実施例４が最適な位置であると言える。
【００９５】
実施例４では、転写材搬送路に対して定着ローラ側に光触媒フィルタを設けたが、転写材搬送路に対しての加圧ローラ側に光触媒フィルタを設けても良い。但し、転写材通過中は、転写材が定着ローラ側に発生した臭気性成分を含む空気との接触を遮蔽してしまうため、実施例４のように、トナー定着面側即ち定着ローラ側に設ける方が好ましい。
【００９６】
又、光触媒フィルタでなくとも、光触媒面を有する部材を定着装置からの空気の出口部に有し、これに可視光を照射しても実施例４に対して、効率はやや劣るものの効果が得られる。
【００９７】
但し、光触媒層を転写材と接触し得る部材の接触面（搬送面）以外に設ける必要がある。転写材搬送面に設けた場合は、転写材が、光路を塞いでしまい、安定した光量を光触媒面に供給することが困難な点、転写材が光触媒面に接してニップ部で放出された臭気成分を含む空気と光触媒の接触が妨げられる点、転写材により光触媒層が磨耗する点、又、紙粉等の付着により、可視光及び空気中の臭気成分との接触が耐久を通して確保され辛い点において課題が大きく、画像形成中の臭気成分の分解に対して安定した効果が得られなかった。
【００９８】
定着ローラ、加圧ローラ、清掃部材に設けた場合においても、同様に耐久による磨耗による影響もあり、又、表面への紙粉トナー等の物質の分解が必ずしも光触媒による分解スピードに追いつかず、空気中の臭気成分の分解に対して耐久を通して安定した効果は得られなかった。
【００９９】
尚、本実施例４は、定着装置周辺に空気清浄機を配置した特開２００２−１６９４３２号公報、触媒方式を用いた特開平１１−１６１１２２号公報と異なり、定着装置外に一旦放出された空気を吸引している訳ではなく、臭気成分の発生個所である定着装置内で直接臭気成分を分解できたため、臭気成分を効率良く低減できる。この結果、ファンによる強い吸気を行わなくても、排紙口からの臭気成分の漏れを効果的に防止できた。
［実施例５］
図１１斜線部に定着ローラ内面に可視光光触媒層を形成した例を実施例５で説明する。
【０１００】
定着ローラ芯金上にオキツモ層を構成し、その上から可視光光触媒層を構成している。定着ローラ内面は最もハロゲンヒータの可視光を浴びる個所であり、同量の臭気性物質に対する分解効率は非常に高い。但し、ローラ内は臭気性物質の濃度が薄い。しかし、本実施例においても、実施例１の比較例１〜３に対して優位性がある結果を得ることができた。
【０１０１】
このメカニズムは明確でないが、光触媒により定着ローラ内で発生した活性酸素により定着装置内及び近傍の臭気成分の一部を分解することができたためと考えている。
【０１０２】
本実施例５では、ローラ内面全域に可視光光触媒層を形成した例を示したが、定着ローラ長手方向で、転写材の通紙領域に対応する領域は、赤外光吸収性の高いオキツモを、通紙域外に対応する両端部には光触媒層というように、一部に光触媒層を設けても良い。
【０１０３】
又、ニップ部下流側の空気の少なくとも一部をローラ内に導く風路を設けても良い。この場合は、より効果的に臭気成分の光分解を促進できる。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】本発明の実施の形態１の定着装置の概要を説明する概略上面断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る画像形成装置の概略を説明する概略正面断面図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る定着装置の概要を説明する概略正面断面図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る定着装置の派生例のヒータ支持体形状を説明する概略正面断面図である。
【図５】本発明の実施の形態２に係る定着装置の概要を説明する概略上面断面図である。
【図６】本発明の実施の形態３に係る定着装置の概要を説明する概略上面断面図である。
【図７】本発明の実施の形態４に係る定着装置の概要を説明する概略正面断面図である。
【図８】本発明の実施の形態４に係る定着装置の概要を説明する概略上面断面図である。
【図９】本発明の実施の形態３の派生例を定着装置の概要を説明する概略上面断面図である。
【図１０】本発明の実施の形態３の図９とは別の派生例を定着装置の概要を説明する概略正面断面図である。
【図１１】本発明の実施の形態４の定着装置の概要を説明する概略上面断面図である。
【符号の説明】
【０１０５】
１    像担持体
２    前露光装置
３    帯電装置
４    現像装置
７    転写装置
８    クリーニング装置
９    定着装置
１０  加熱ローラ
１１  加圧ローラ
１２  定着ヒータ
１３  温度検知装置
１４  制御装置
１５  定着入口ガイド
１６  定着上分離爪
１７  定着下分離爪
１８  クリーニングウェブ
１９  ウェブ加圧ローラ
２０  定着枠体
２１  排紙部
２２  ヒータ支持体
２３  風路
２４  外部光源
２５  光触媒フィルタ
２６  反射板
【図１】
2006171189.tif 000006
【図２】
2006171189.tif 000007
【図３】
2006171189.tif 000008
【図４】
2006171189.tif 000009
【図５】
2006171189.tif 000010
【図６】
2006171189.tif 000011
【図７】
2006171189.tif 000012
【図８】
2006171189.tif 000013
【図９】
2006171189.tif 000014
【図１０】
2006171189.tif 000015
【図１１】
2006171189.tif 000016