(57)【要約】【課題】定着ローラ及び加圧ローラの少なくとも一方にシリコンゴム層が形成された定着装置において、装置を大型化させることなく、定着装置からのＶＯＣ排出量を減らす。【解決手段】定着ローラ２と加圧ローラ３を覆う筐体５の内壁の少なくとも一部に、遠赤外線放射物質６１を含有する遠赤外線発生層６を形成する。ここで、低分子量シロキサンなどのＶＯＣを効果的に分解する観点から、遠赤外線放射物質６１として、波長４〜１４μｍの範囲の遠赤外線を放射するものが好ましく、より具体的にはトルマリン、シリカ、動植物の化石粉末の少なくとも１つが好ましい。また遠赤外線放射物質は粒径が０．１μｍ〜１００μｍの範囲の粉末であるのが好ましい。【選択図】図２
2008216509.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱源を有する加熱部材と、加熱部材に圧接する加圧部材とが筐体内に備えられ、前記加熱部材と前記加圧部材とのニップ部に、トナー画像の載った被転写材を通過させることによってトナー画像を被転写材に溶融定着させる定着装置において、
前記加熱部材と前記加圧部材の少なくとも一方がシリコンゴム層を備え、
前記筐体の内壁の少なくとも一部に、遠赤外線放射物質を含有する遠赤外線発生層が形成されていることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記遠赤外線放射物質が、波長４〜１４μｍの範囲の遠赤外線を放射するものである請求項１記載の定着装置。
【請求項３】
前記遠赤外線放射物質が、トルマリン、シリカ、動植物の化石粉末の少なくとも１つである請求項１又は２記載の定着装置。
【請求項４】
前記遠赤外線放射物質が、粒径０．１μｍ〜１００μｍの範囲の粉末である請求項１〜３のいずれかに記載の定着装置。
【請求項５】
マグネシウム、カリウム、酸化チタン、カルシウム、ナトリウムの少なくとも１つを前記遠赤外線発生層にさらに含有させる請求項１〜４のいずれかに記載の定着装置。
【請求項６】
定着装置として請求項１〜５のいずれかに記載のものを使用することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は定着装置及びそれを用いた画像形成装置に関し、より詳細には加熱部材と加圧部材とのニップ部に、トナー画像の載った被転写材を通過させることによってトナー画像を被転写材に溶融定着させる定着装置及びそれを用いた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、作業環境に対する意識の高まりを受け、ＶＯＣ（揮発性有機化合物：Volatile Organic Compounds）やオゾン、粉塵などの事務機器からの排出が問題視されつつある。中でもＶＯＣの事務機器などからの排出規制がドイツのブルーエンジェルをはじめとして各国で行われつつある。
【０００３】
一方、ファクシミリやプリンタ、複写機などの画像形成装置において、用紙上に形成されたトナー画像を溶融定着させる定着装置として、加熱ローラと加圧ローラとを圧接させてそのニップ部に用紙を通過させることによって、用紙上にトナー画像を定着させるものがこれまでから広く用いられている。加熱ローラや加圧ローラとしては、シリコーンゴムなどの弾性部材を金属製ローラ芯軸の外周に同心円状に層形成させたものが一般的である。このようなシリコーンゴム層が形成された加熱ローラや加圧ローラを加熱すると、シリコーンゴム中の低分子量シロキサンが不可避的に分離し放散する。
【０００４】
そこで、例えば特許文献１では、定着ローラの内周面に光触媒としての酸化チタンを分散担持させて、生成した低分子量シロキサンなどのＶＯＣを酸化チタンで分解除去する技術が提案されている。また、装置の排出口に吸着フィルタを取り付けて、生成したＶＯＣを吸着フィルタで吸着してＶＯＣの排出量を抑えることも行われている。
【特許文献１】特開２００６−３３０４８０号公報
【特許文献２】特開２００２−１４６３３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、光触媒層を設けてＶＯＣを分解除去する技術では、光触媒層に所定波長の光を照射する必要があり、部品点数が増加し装置が大型化するおそれがある。またフィルタによるＶＯＣの吸着除去では、フィルタの吸着性能がＶＯＣの吸着によって短期間で落ちてしまい、ユーザやサービスマンがフィルタを頻繁に交換しなければならないという問題がある。
【０００６】
本発明はこのような従来の問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、装置を大型化を招くことなく、しかも生成したＶＯＣを長期間にわたって安定して除去する定着装置及び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】
【０００７】
本発明によれば、熱源を有する加熱部材と、加熱部材に圧接する加圧部材とが筐体内に備えられ、前記加熱部材と前記加圧部材とのニップ部に、トナー画像の載った被転写材を通過させることによってトナー画像を被転写材に溶融定着させる定着装置であって、前記加熱部材と前記加圧部材の少なくとも一方がシリコンゴム層を備え、前記筐体の内壁の少なくとも一部に、遠赤外線放射物質を含有する遠赤外線発生層が形成されていることを特徴とする定着装置が提供される。なお、本明細書において遠赤外線とは波長４μｍ〜１，０００μｍの範囲を意味するものとする。
【０００８】
ここで、低分子量シロキサンなどのＶＯＣを効果的に分解する観点から、前記遠赤外線放射物質として、波長４〜１４μｍの範囲の遠赤外線を放射するものが好ましく、より具体的にはトルマリン、シリカ、動植物の化石粉末の少なくとも１つが好ましい。また遠赤外線放射物質は粒径が０．１μｍ〜１００μｍの範囲の粉末であるのが好ましい。
【０００９】
ＶＯＣをより効率的に分解する観点から、補助剤としてマグネシウム、カリウム、酸化チタン、カルシウム、ナトリウムの少なくとも１つを前記遠赤外線発生層にさらに含有させてもよい。
【００１０】
また本発明によれば、定着装置として前記記載のものを使用することを特徴とする画像形成装置が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の定着装置及び画像形成装置では、シリコンゴム層を備える加熱部材と加圧部材から生成した低分子量シロキサンなどのＶＯＣを、筐体の内壁の少なくとも一部に形成した、遠赤外線放射物質を含有する遠赤外線発生層によって分解除去するので、装置の大型化を招くことなくＶＯＣを分解除去できる。またフィルタによるＶＯＣの吸着除去と異なって、除去性能が短期間で大きく低下することはなく、長期間にわたって安定してＶＯＣを確実に除去できる。
【００１２】
遠赤外線放射物質として、波長４〜１４μｍの範囲の遠赤外線を放射するものや、トルマリン、シリカ、動植物の化石粉末の少なくとも１つ、あるいは粒径が０．１μｍ〜１００μｍの範囲の粉末のものを使用すると、低分子量シロキサンなどのＶＯＣを一層効果的に分解除去できる。
【００１３】
また補助剤としてマグネシウム、カリウム、酸化チタン、カルシウム、ナトリウムの少なくとも１つを遠赤外線発生層にさらに含有させると、ＶＯＣをより効率的に分解できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明に係る定着装置及びそれを用いた画像形成装置について図に基づいて説明するが、本発明はこれらの実施形態に何ら限定されるものではない。
【００１５】
図１は、本発明に係る定着装置及びそれを用いた画像形成装置の実施形態の一例を示す概略構成図である。この図の画像形成装置は、コンタクトガラスＧ上に開閉可能に自動原稿搬送装置（ＡＤＦ）１７が載置されている。ＡＤＦ１７の給紙台１８にフェイスアップ状態で載置された原稿（不図示）は上から順に１枚ずつ給紙される。給紙された原稿は読み取り部１９へと搬送され、ここで原稿画像がデジタル信号として画像入力部Ｒに入力される。そして読み取り部１９を通過した原稿は給紙台１８の下方に形成された排紙トレイ（不図示）上に排出される。
【００１６】
一方、給紙カセットＣに収納された用紙はピックアップローラ４１で１枚ずつ給紙され、搬送路を経て、レジストローラ対４２で先端を整えられ待機し、所定のタイミングで感光体ドラム１０へ搬送される。そして帯電装置１１によって感光体ドラム１０の表面が一様に帯電された後、画像入力部Ｒに入力された画像データに基づき露光装置１２によって感光体ドラム１０上に静電潜像が形成される。現像装置１３から供給されるトナーによって静電潜像はトナー画像として顕像化され、転写ローラ１４において、送られてきた用紙（被転写材）に転写される。トナー像が載った用紙は定着ユニット（定着装置）Ｕへ搬送され、加熱ローラ２と加圧ローラ３とによって加熱・加圧されてトナー画像は用紙に定着される。用紙の両面にトナー画像を形成する場合には、反転搬送機構１６へ用紙が搬送され上記処理が繰り返し行われて、用紙の両面にトナー画像が形成・定着される。トナー画像が定着した用紙は排出ローラ対４３によって排出トレイ４４上に排出される。
【００１７】
図２に、図１の定着ユニットＵの拡大概説図を示す。図２の定着ユニットＵは、筐体５と、筐体５内に配設された定着ローラ２と、定着ローラ２に圧接する加圧ローラ３と、定着ローラ３の表面に付着したトナー等を除去するクリーニング機構７と、トナー画像が定着された用紙Ｐを定着ユニットＵから排出する排出ローラ対８とを備える。そして筐体５の内壁全体には、遠赤外放射物質６１を含有する遠赤外線発生層６が形成されている。遠赤外線発生層６については後段で詳述する。定着ローラ２は、中空円柱状の芯金２１の表面に、耐熱性フッ素樹脂などからなる離型層２２が形成されてなり、芯金２１の内部にはハロゲンヒータ（熱源）Ｈが配置されている。一方、加圧ローラ３は、円柱状の芯金３１の表面に、弾性を有するシリコンゴム層３２が形成されてなる。加圧ローラ３が定着ローラ２に圧接されることによってニップ部が形成されている。そして、ニップ部より回転方向下流側に、定着ローラ２と加圧ローラ３のそれぞれの表面にその先端が接触するように分離爪９ａ，９ｂが揺動自在に配設されている。これにより、溶融したトナーによって定着ローラ２や加圧ローラ３に巻き付けられた用紙Ｐの分離が図られる。
【００１８】
クリーニング機構７は、耐熱性の不織布からなるウエブ状のクリーニング部材７０が巻き付けられた供給ローラ７１と、クリーニング部材７０を巻き取る巻取ローラ７２と、クリーニング部材７０を定着ローラ２に押し当てる２つの圧接ローラ７３ａ，７３ｂと、クリーニング部材７０を案内する案内ローラ７４，７５とを備える。またクリーニング部材７０には、クリーニング効果を高めるためシリコンオイルなどの離型オイル（不図示）が含浸されている。
【００１９】
クリーニング機構７による定着ローラ２のクリーニングは次のようにして行われる。まず、不図示の駆動モータによって巻取ローラ７２が回転し、クリーニング部材７０が供給ローラ７１から順次引き出される。そして、圧接ローラ７３ａによってクリーニング部材７０の一方面が定着ローラ２に押し当てられ、これによって、定着ローラ２の表面に付着したトナーなどの付着物がクリーニング部材７０で拭き取られる。次に、案内ローラ７４，７５によってクリーニング部材７０の方向転換が行われ、圧接ローラ７３ｂによってクリーニング部材７０のもう一方面が定着ローラ２に押し当てられる。これによって、定着ローラ表面の付着物が再びクリーニング部材７０で拭き取られる。そして、クリーニング部材７０は巻取ローラ７２に巻き取られる。
【００２０】
このような構成の定着ユニットＵにおいて、トナー画像の用紙Ｐへの定着が行われるときは、不図示の駆動モータによって定着ローラ２が時計回りに回転し、これによって定着ローラ２に圧接している加圧ローラ３が従動する。そしてハロゲンヒータＨが点灯して定着ローラ２が加熱される。定着ローラ２の表面が所定温度に達したところで、定着ローラ２と加圧ローラ３とのニップ部に用紙Ｐが搬送され、用紙Ｐに熱と圧力が加えられる。これによって用紙Ｐ上に載っているトナー画像（不図示）が溶融して用紙に定着する。
【００２１】
ここで、定着ローラ２が加熱されることによって、圧接している加圧ローラ３も略同じ温度まで加熱され、加圧ローラ３を構成するシリコンゴム層３２からＶＯＣの一つである低分子量シロキサンが発生する。また、離型オイルとして前述のシリコンオイルをクリーニング部材７０に含浸させる場合には、クリーニング部材からも同様に低分子量シロキサンが発生する。しかしこの定着ユニットでは、発生した低分子量シロキサンは、定着ユニットＵの筐体５の内壁全体に形成された遠赤外線発生層６から放射される遠赤外線によって除去される。この結果、定着ユニットＵから放出されるＶＯＣ量は従来に比べて格段に減少する。
【００２２】
遠赤外線によるＶＯＣの除去機構について説明する。筐体５の内壁に形成された遠赤外線発生層６中の遠赤外線放射物質６１から波長４〜１４μｍを中心とした遠赤外線が常に放射されている。この波長域の遠赤外線は水に同調してよく吸収される。中でも波長６．２７μｍの遠赤外線は水分子とよく同調してよく吸収される。放射された遠赤外線が空気中の水に吸収されると、水分子が共振現象を起こし、クラスターが分解されて、集団だった水分子がバラバラとなり、エネルギーの強い単分子の水に還元される。単分子の水は、物を溶かしたり結合させたりして浄化する活性力を持っている。
【００２３】
一方、遠赤外線発生層６の表面には結晶電極（不図示）が散在しており、ここから微弱な電気が常に放電されている。このため、空気中の水分は電気分解されて「Ｈ+」と「ＯＨ-」になる。そして、前述のクラスター分解によって生成した単分子の水と、この電気分解によって生成された「Ｈ+」と「ＯＨ-」が同時に存在すると、下記に示すように、単分子の水とイオンが相互に作用してヒドロニウムイオン（Ｈ3Ｏ+）とヒドロキシルイオン（Ｈ3Ｏ2-）とが生成される。
Ｈ2Ｏ ＋ Ｈ+   → Ｈ3Ｏ+
Ｈ2Ｏ ＋ ＯＨ- → Ｈ3Ｏ2-
【００２４】
生成した「Ｈ3Ｏ+」からは「Ｈ」が抜け出やすく、「Ｈ3Ｏ+」から「Ｈ」が抜け出すと「Ｈ2Ｏ」が生成され水蒸気化する。すると後には、比較的安定した「Ｈ3Ｏ2-」が残る。この「Ｈ3Ｏ2-」が、加熱ローラ３やクリーニング部材７０などから発生した低分子量シロキサン（プラスイオン）を水和化して電気的に中和する。これによってＶＯＣの一つである低分子量シロキサンが定着ユニットＵから外に排出されるのが抑えられる。
【００２５】
本発明で使用する遠赤外線放射物質としては前記波長域の光を放射するものであればよく、例えばトルマリンやシリカ、動植物の化石粉末などが挙げられる。また、遠赤外線放射物質は、その表面積が大きいほど効率的に遠赤外線を放散し、遠赤外線発生層中へも均一に分散することから、遠赤外線放射物質の粒径は０．１μｍ〜１００μｍの範囲が好ましい。なお、遠赤外線放射物質の粒径が細かすぎると取り扱いが困難となることがあるので粒径の下限値を０．１μｍとした。
【００２６】
遠赤外線放射物質から、例えば波長４〜１４μmの遠赤外線を選択的に放射させたい場合などには、補助剤としてマグネシウムやカリウム、酸化チタン、カルシウム、ナトリウムの少なくとも１つを、遠赤外線放射物質と共に遠赤外線発生層に含有させればよい。
【００２７】
筐体の内壁に遠赤外線発生層を形成するには、基材樹脂の水溶液中に前記の遠赤外線放射物質を均一に分散混合し、これを筐体の内壁に塗布した後乾燥させればよい。遠赤外線放射物質の配合量は基材樹脂１００重量部に対して２〜３５重量部の範囲が好ましい。また、使用する基材樹脂としては水溶性で透光性を有するものであればよく、アクリル樹脂やポリプロピレン、ポリカーボネート樹脂などが挙げられる。
【実施例】
【００２８】
以下に本発明を実施例により更に具体的に説明する。なお、本発明はこれら実施例に何ら限定されるものではない。
【００２９】
（実施例１）
容積５．０ｍ3のチャンバー内に、図１に示した画像形成装置（京セラミタ社製「ＫＭ−５０３５」）を搬入し、２０分間連続して画像形成を行った後、画像形成を行わない待機状態で８０分間放置し、チャンバー内の空気をサンプリングしてＶＯＣ濃度を測定した。なお、空気交換回数は３回／時間である。その結果、ＶＯＣ濃度は９５μｇ／ｍ3であった。
【００３０】
（比較例１）
定着ユニットとして、筐体の内壁に遠赤外線発生層を形成していないものを用いた以外は実施例１と同様にして実験を行った。その結果、ＶＯＣ濃度は１２５μｇ／ｍ3であった。
【００３１】
実施例１と比較例１から明らかなように、筐体の内壁に遠赤外線発生層を形成することによって、画像形成装置からのＶＯＣの排出量を低く抑えることができた。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一例を示す概説図である。
【図２】図１の画像形成装置で使用する定着ユニットの拡大概説図である。
【符号の説明】
【００３３】
２    定着ローラ（加熱部材）
３    加圧ローラ（加圧部材）
５    筐体
６    遠赤外線発生層
Ｈ    ハロゲンヒータ（熱源）
Ｐ    用紙（被転写材）
３２    シリコンゴム層
６１    遠赤外線放射物質
【図１】
2008216509.tif 000003
【図２】
2008216509.tif 000004