１．はじめに

前レポートでは、消費電力の削減を実現した代表的な省エネ定着技術の特許についてご紹介しましたが、本レポートでは新たなアプローチによる省エネ定着技術の特許についてご紹介します。

２．定着技術の省エネ化に対する新たなアプローチ

２０１５年以前の定着装置では１～１０分もの長いウォームアップ時間を必要とし、待機中も予熱する必要がありましたので、省エネ化を実現する上ではこれらに必要な電力の削減が最重要課題でした。
こうした課題が解決され消費電力が大幅に削減された結果、複合機の消費電力量は２００５年度から２０１５年度の１０年間で約８０％削減されました（前々回レポートの【図４】参照）。
２０１５年頃からは、更なる省エネ化を進めるため、稼働時における定着プロセスそのものを省エネ化するアプローチが盛んになってきました。
従来の定着プロセスでは、定着部材と加圧部材との圧接部である定着ニップで用紙に転写されたトナーを加熱溶融することで用紙に定着していました。この方法では、トナーだけではなく用紙も同時に加熱されてしまい、無駄なエネルギーが消費されてしまいます。一般的なコピー用紙の厚さ（約９０μｍ）はトナーの粒径（約７μｍ）の１０倍以上あり熱容量が大きいことに加え、用紙全面に対しトナー画像が占める割合は一般的に４％程度（モノクロテキスト画像の場合）です。そこで、トナーだけを集中的、選択的に加熱する新たなアプローチによる定着技術が実現できれば定着時消費電力についても大幅に削減することができます。

【図１】　コピー用紙へのトナーの定着プロセスの模式図

３．新たなアプローチによる省エネ定着技術の特許の紹介

＜表１＞は新たなアプローチによる省エネ定着技術の特許公開番号と、各定着技術に用いられている要素技術について整理したものです。次に今回取り上げさせた各省エネ定着技術について、公開特許公報中の【図２】～【図５】を用いてその技術内容について簡単にご紹介します。

＜表１＞　新たなアプローチによる省エネ定着技術特許とその要素技術

特開平０７－１９１５６０号公報の定着装置は、【図２】に示すように、熱源として半導体レーザーを用い、レーザー光をトナーに直接照射して加熱溶融するアプローチを採用するものです。

【図２】　特開平０７－１９１５６０号公報

特開２００４－１７９０５１号公報の定着装置は、【図３】に示すように、熱ではなく溶剤（定着液）を用いてトナーを溶融し用紙に定着するものです。噴出ヘッドから打ち出される定着液はトナー部分にのみ付着するように打ち出し制御されることで、トナーを集中的、選択的に溶融する構成となっています。

【図３】　特開２００４－１７９０５１号公報

特開２００５－１８１９４６号公報の定着装置は、【図４】に示すように、熱源としてサーマルヘッドを用いるものです。サーマルヘッドはトナー部分のみ加熱制御されることでトナーを集中的、選択的に加熱する構成となっています。

【図４】　特開２００５－１８１９４６号公報

特開２００７－００３６８９号公報の定着装置は、【図５】に示すように、トナーを用紙上ではなく定着ローラ表面に転写し、外部加熱ローラにより定着ローラ上のトナーを集中的、選択的に加熱した後、用紙に転写するのと同時に定着するアプローチを採用するものです。

【図５】　特開２００７－００３６８９号公報

４．さいごに

AIRIは特許庁登録調査機関として、特許庁からの発注を受け、特許審査の際に必要な先行技術調査を行っている企業です。
年間20,000件超の先行技術調査を受託しており、調査対象となる出願は広範な技術分野にわたります。AIRIに所属する調査員は日々の調査業務において担当技術分野の技術トレンドに常に接しており、先行技術調査結果に基づいた特許性（新規性・進歩性）の判断や、日本特許庁以外の各国特許庁での審査経緯の分析も得意としております。
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執筆者プロフィール
香川　敏章
特許調査事業部（人間環境領域） 兼　社長室経営企画グループ
1989年３月に神戸大学工学部生産機械工学科修士課程修了後、同年４月にシャープ株式会社に入社。
プリンタ、デジタル複合機、電池等の研究開発、商品化に従事し、在職中の出願特許は280件を数える。
2017年3月にAIRIに入社し、事務機、電池、生産機械等、専門性を活かし幅広く特許調査を担当。
2023年７月より現職。香川県丸亀市出身。

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