JP2001075338A

JP2001075338A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2001075338A
Application number: JP25382999A
Authority: JP
Inventors: Kenji Sugiura; 健治杉浦; Masafumi Kadonaga; 雅史門永; Takahiko Tokumasu; 貴彦徳増; Makoto Kobu; 真小夫
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1999-09-08
Filing date: 1999-09-08
Publication date: 2001-03-23
Anticipated expiration: 2019-09-08
Also published as: JP4176927B2

Abstract

(57)【要約】【課題】帯電部、転写部等のチャージャ付近で発生す
る放電生成物であるオゾン及びＮＯ_X の濃度低下を効率
よく行える画像形成装置を提供する。【解決手段】感光体２を帯電する帯電部３や転写紙Ｐ
を帯電するための転写部６或いは残留トナーを除電する
トナー除電部９の放電箇所近傍、例えば、放電ワイヤ２
２に対向する面上に放電生成物を分解するための光触媒
物質４０を有することで、帯電部３等の放電個所付近で
発生する放電生成物であるオゾンやＮＯ_Xを効率よく分
解し、その濃度を低下させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像形成装置に関
し、詳細には、電子写真方式の作像プロセスで発生する
放電生成物を効率的かつ確実に分解し得る画像形成装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真方式のプロセスを利用した複写
機、プリンタ及びファクシミリ装置等の画像形成装置に
おいては、感光体を一様に帯電させる帯電部、感光体上
に形成されたトナー画像を画像形成部材に転写する転写
部、及び、感光体残留電荷や残トナー電荷を除電する除
電部等を備えており、これらの各部でコロナ放電を利用
する場合が多いが、このコロナ放電により放電生成物が
生成される。例えば、オゾン、ＮＯ_X が挙げられる。オ
ゾンは、高濃度で画像形成装置内に滞留すると、感光体
表面を酸化し、感光体光感度の低下や帯電能の劣化を生
じさせ、形成画像が悪化する。また、感光体以外の部材
の劣化が促進され、部品寿命が低下する等の不具合も挙
げられる。

【０００３】高濃度のオゾンが画像形成装置外に排出さ
れると、オゾン臭気により周囲の人に不快感を与えた
り、人によってはアレルギー症状を受ける等の人体への
悪影響が懸念される。画像形成装置外に排出されるオゾ
ン濃度は規定されている。具体的な基準によると、例え
ば、ドイツのブルーエンジェル審査基準（ＲＡＬ−ＵＺ
６２）では、機外排出濃度は０．０１ｐｐｍ以下に規制
されている。

【０００４】従来、画像形成装置においては、ファンに
より感光体周辺のオゾンを吸引して、オゾンフィルタを
通して画像形成装置外に排出することが行われている。

【０００５】ところが、このような従来のオゾン処理方
法にあっては、フィルタがオゾン吸着により徐々に劣化
し、長期問の使用によって適切にオゾンを除去すること
ができなくなるという問題があった。また、フィルタに
よるオゾン除去率を向上させるために、フィルタのメッ
シュを細かくしたり、フィルタの厚みを厚くして、フィ
ルタの表面積を増大させると、フィルタでの圧力損失が
増大して、容量の大きいファンを取り付ける必要があ
り、画像形成装置のコストが高くなるとともに消費電力
が増大したり、騒音が大きくなるという問題があった。

【０００６】もう一つの主要な放電生成物であるＮＯ_X
の場合には、機外排出規制は現在のところなされていな
いが、やはり画像形成装置内部の部材に悪影響を与え
る。放電が発生すると、ＮＯ_X が形成されることが知ら
れているが、空気中の水分と反応して硝酸が、また、金
属と反応して金属硝酸塩が生成される。これらの生成物
は低湿環境下では高抵抗であり、放電ワイヤ等に付着す
ることで、放電が不安定となり帯電ムラが生じるといっ
た不具合が発生する。また、感光体表面に硝酸又は硝酸
塩による薄い膜が形成されると、高湿環境下では画像が
流れたような異常画像が発生する。これは硝酸・硝酸塩
が吸湿することで低抵抗となり、感光体表面の静電潜像
が壊れてしまうためである。

【０００７】放電ワイヤ表面に付着した付着物は、ワイ
ヤクリーニング部材を設けることで除去可能である。ま
た、感光体表面の付着物は、クリーニング時に感光体を
少しずつ削りとることで除去するといった方法が取られ
ている。しかしながら、コスト上昇や経時による劣化問
題が起こり、本質的な解決策とはなっていない。

【０００８】この点、本出願人は、先に光触媒によるオ
ゾン分解作用を利用して、画像形成装置内でオゾンを分
解する方法を種々提案している。例えば、少なくとも結
着樹脂と着色剤を含有するトナー中に又は外溶剤として
金属を担持した半導体粒子を含有させることにより、コ
ロナ放電で発生する放電生成物を低減させる電子写真用
現像剤(特開平５−３４４４５号公報参照)や、像担持体
の周辺部に設けたイレーサランプ、転写前除電ランプ又
は除電ランプの光を受ける部分の少なくとも一つの部分
に、金属を担持した半導体微粒子を塗布する等の提案が
なされている。

【０００９】これらの提案例によれば、何れも画像形成
装置内でオゾンを分解されやすくすることで、帯電器等
から外に流出したオゾン濃度を低減させ、オゾンフィル
タヘの負荷を少なくすることができる。

【００１０】この他の従来例を列挙すると、以下のよう
なものがある。例えば、特開平５−３０３２４４号公報
によれば、定着部の排熱を利用し、ＮＯ_X が硝酸塩にな
るのを防ぐようにしている。特開平６−１６７８５７号
公報によれば、定着部の排熱を利用し、放電部材のオゾ
ンの分解を行うことで感光体の劣化を防ぐようにしてい
る。特開平６−３１７９７４号公報によれば、触媒を放
電が生じている付近に配置することで、オゾンの発生を
抑えるようにしている。特開平７−１３４４７３号公報
によれば、触媒、熱を利用することで、オゾンの発生を
抑えるようにしている。特開平９−１１４１９１号公報
によれば、帯電器の表面で、感光体の帯電用とは別に沿
面グロー放電を起こすことで、ＮＯ_X を分解するように
している。特開平９−１３８６１９号公報によれば、オ
ゾン吸引用のダクト内でのオゾンを、光を照射すること
で分解し、分解効率をよくすることでオゾン分解フィル
タの長寿命化を図るようにしている。特開平１０−９０
９７４号公報によれば、触媒を鋸歯電極に設けること
で、オゾンを分解するようにしている。特開平１０−３
０１３６４号公報によれば、放電部分にオゾン非発生ガ
スを流すことで、オゾンの発生を防ぐようにしている。
さらに、特公平８−２３７１５号公報によれば、中和物
質を放電器の内側に被覆することで、ＮＯ_X を中和し感
光体の劣化を防ぐようにしている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の画像形成装置や放電生成物低減方法にあって
は、何れも帯電器等から外に流出した放電生成物濃度を
低減させて、フィルタヘの負荷を少なくするようにして
いるに過ぎないものであり、なお改良の余地がある。

【００１２】即ち、帯電器等から外に流出した放電生成
物濃度を低減させるようにしているため、帯電器等から
流出した放電生成物は、少なからず画像形成装置内に拡
散し、光触媒と反応する確率が低下するので、放電生成
物濃度の低減効率が低く、効率的な放電生成物濃度の低
減が要望されている。

【００１３】そこで、本発明は、いわゆるコロナ放電等
により発生する放電生成物であるオゾン及びＮＯ_X の濃
度低下をその放電個所付近で効率よく行える画像形成装
置を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
感光体を帯電し、帯電した前記感光体表面に光を照射し
て静電潜像を形成する画像形成装置において、装置内部
に放電生成物の分解を目的とした光触媒物質を配置して
なる。

【００１５】従って、画像形成装置の装置内部に放電生
成物の分解を目的とした光触媒物質を配置することで、
放電生成物であるオゾン及びＮＯ_X を光触媒物質により
効率よく分解し、その濃度を低下させることができる。

【００１６】請求項２記載の発明は、放電を利用した画
像形成装置において、その放電個所近傍に放電生成物の
分解を目的とした光触媒物質を配置してなる。

【００１７】従って、放電に基づき発生する放電生成物
であるオゾン及びＮＯ_X をその発生個所に非常に近い放
電個所近傍に配置させた光触媒物質により効率よく分解
し、その濃度を低下させることができる。

【００１８】請求項３記載の発明は、所定のケーシング
内に放電ワイヤが収納された帯電部でコロナ放電を行っ
て感光体を帯電し、帯電した前記感光体表面に光照射し
て静電潜像を形成する画像形成装置において、前記ケー
シング内部のうち、少なくとも前記放電ワイヤに対向す
る面上に、光触媒物質を設けた。

【００１９】従って、帯電部のコロナ放電により発生す
る光により放電ワイヤに対向するケーシング内部面上の
光触媒物質を活性化させて、コロナ放電により発生する
放電生成物であるオゾン及びＮＯ_X を帯電部のケーシン
グから流出する前に効率的に分解することができ、オゾ
ンやＮＯ_X が及ぼす悪影響を防止でき、画像形成装置外
に流出するオゾン及びＮＯ_X 量を低減させることができ
る。

【００２０】請求項４記載の発明は、所定のケーシング
内に放電ワイヤが収納されるとともにグリッドの配設さ
れた帯電部でコロナ放電を行って感光体を帯電し、帯電
した前記感光体表面に光照射して静電潜像を形成する画
像形成装置において、前記ケーシング内部及び前記グリ
ッドのうち、少なくとも前記放電ワイヤに対向する面
に、光触媒物質を設けた。

【００２１】従って、請求項３記載の発明と同様である
が、特に、帯電部のコロナ放電により発生する光により
放電ワイヤに対向するケーシング内部やグリッドの面の
光触媒物質を活性化させて、コロナ放電により発生する
放電生成物であるオゾン及びＮＯ_X を帯電部のケーシン
グから流出する前に効率的に分解することができ、オゾ
ンやＮＯ_X が及ぼす悪影響を防止でき、画像形成装置外
に流出するオゾン及びＮＯ_X 量を低減させることができ
る。

【００２２】請求項５記載の発明は、所定のケーシング
内に放電ワイヤが収納されるとともにグリッドの配設さ
れた帯電部でコロナ放電を行って感光体を帯電し、帯電
した前記感光体表面に光照射して静電潜像を形成する画
像形成装置において、少なくとも前記放電ワイヤが光触
媒物質を含む。

【００２３】従って、請求項３記載の発明と同様である
が、特に、帯電部のコロナ放電により発生する光により
放電ワイヤ自身が有する光触媒物質を活性化させて、コ
ロナ放電により発生する放電生成物であるオゾン及びＮ
Ｏ_X を帯電部のケーシングから流出する前に効率的に分
解することができ、オゾンやＮＯ_X が及ぼす悪影響を防
止でき、画像形成装置外に流出するオゾン及びＮＯ_X 量
を低減させることができる。特に、放電ワイヤ自身が光
触媒物質を有するので、効率がよく、放電ワイヤのクリ
ーニングも不要となり、放電むらの発生も抑制できる。

【００２４】請求項６記載の発明は、静電潜像の形成さ
れた感光体をトナーで現像し、所定のケーシング内に放
電ワイヤが収納された転写部でコロナ放電を行って画像
形成部材を帯電させて、帯電された前記画像形成部材上
に前記感光体上のトナー画像を転写する画像形成装置に
おいて、前記ケーシング内部のうち、少なくとも前記放
電ワイヤに対向する面上に、光触媒物質を設けた。

【００２５】従って、転写部のコロナ放電により発生す
る光により放電ワイヤに対向するケーシング内部面上の
光触媒物質を活性化させて、コロナ放電により発生する
放電生成物であるオゾン及びＮＯ_X を転写部のケーシン
グから流出する前に効率的に分解することができ、オゾ
ンやＮＯ_X が及ぼす悪影響を防止でき、画像形成装置外
に流出するオゾン及びＮＯ_X 量を低減させることができ
る。

【００２６】請求項７記載の発明は、静電潜像の形成さ
れた感光体をトナーで現像し、所定のケーシング内に放
電ワイヤが収納されるとともにグリッドの配設された転
写部でコロナ放電を行って画像形成部材を帯電させて、
帯電された前記画像形成部材上に前記感光体上のトナー
画像を転写する画像形成装置において、前記ケーシング
内部及び前記グリッドのうち、少なくとも前記放電ワイ
ヤに対向する面上に、光触媒物質を設けた。

【００２７】従って、請求項６記載の発明と同様である
が、特に、転写部のコロナ放電により発生する光により
放電ワイヤに対向するケーシング内部やグリッドの面の
光触媒物質を活性化させて、コロナ放電により発生する
放電生成物であるオゾン及びＮＯ_X を転写部のケーシン
グから流出する前に効率的に分解することができ、オゾ
ンやＮＯ_X が及ぼす悪影響を防止でき、画像形成装置外
に流出するオゾン及びＮＯ_X 量を低減させることができ
る。

【００２８】請求項８記載の発明は、静電潜像の形成さ
れた感光体をトナーで現像し、所定のケーシング内に放
電ワイヤが収納されるとともにグリッドの配設された転
写部でコロナ放電を行って画像形成部材を帯電させて、
帯電された前記画像形成部材上に前記感光体上のトナー
画像を転写する画像形成装置において、少なくとも前記
放電ワイヤが光触媒物質を含む。

【００２９】従って、請求項６記載の発明と同様である
が、特に、転写部のコロナ放電により発生する光により
放電ワイヤ自身が有する光触媒物質を活性化させて、コ
ロナ放電により発生する放電生成物であるオゾン及びＮ
Ｏ_X を転写部のケーシングから流出する前に効率的に分
解することができ、オゾンやＮＯ_X が及ぼす悪影響を防
止でき、画像形成装置外に流出するオゾン及びＮＯ_X 量
を低減させることができる。特に、放電ワイヤ自身が光
触媒物質を有するので、効率がよく、放電ワイヤのクリ
ーニングも不要となり、放電むらの発生も抑制できる。

【００３０】請求項９記載の発明は、感光体上に形成さ
れトナー画像を転写部で画像形成部材に転写して、前記
感光体上に残留する残留トナーに、所定のケーシング内
に放電ワイヤが収納されたトナー除電部でコロナ放電を
行って、前記残留トナーを除電した後、前記感光体上の
除電された残留トナーをクリーニング部でクリーニング
する画像形成装置において、前記ケーシング内部のう
ち、少なくとも前記放電ワイヤに対向する面上に、光触
媒物質を設けた。

【００３１】従って、トナー除電部のコロナ放電により
発生する光により放電ワイヤに対向するケーシング内部
面上の光触媒物質を活性化させて、コロナ放電により発
生する放電生成物であるオゾン及びＮＯ_X をトナー除電
部のケーシングから流出する前に効率的に分解すること
ができ、オゾンやＮＯ_X が及ぼす悪影響を防止でき、画
像形成装置外に流出するオゾン及びＮＯ_X 量を低減させ
ることができる。

【００３２】請求項１０記載の発明は、感光体上に形成
されトナー画像を転写部で画像形成部材に転写して、前
記感光体上に残留する残留トナーに、所定のケーシング
内に放電ワイヤが収納されるとともにグリッドの配設さ
れたトナー除電部でコロナ放電を行って、前記残留トナ
ーを除電した後、前記感光体上の除電された残留トナー
をクリーニング部でクリーニングする画像形成装置にお
いて、前記ケーシング内部及び前記グリッドのうち、少
なくとも前記放電ワイヤに対向する面上に、光触媒物質
を設けた。

【００３３】従って、請求項９記載の発明と同様である
が、特に、トナー除電部のコロナ放電により発生する光
により放電ワイヤに対向するケーシング内部やグリッド
の面の光触媒物質を活性化させて、コロナ放電により発
生する放電生成物であるオゾン及びＮＯ_X をトナー除電
部のケーシングから流出する前に効率的に分解すること
ができ、オゾンやＮＯ_X が及ぼす悪影響を防止でき、画
像形成装置外に流出するオゾン及びＮＯ_X 量を低減させ
ることができる。

【００３４】請求項１１記載の発明は、感光体上に形成
されトナー画像を転写部で画像形成部材に転写して、前
記感光体上に残留する残留トナーに、所定のケーシング
内に放電ワイヤが収納されるとともにグリッドの配設さ
れたトナー除電部でコロナ放電を行って、前記残留トナ
ーを除電した後、前記感光体上の除電された残留トナー
をクリーニング部でクリーニングする画像形成装置にお
いて、少なくとも前記放電ワイヤが光触媒物質を含む。

【００３５】従って、請求項９記載の発明と同様である
が、特に、トナー除電部のコロナ放電により発生する光
により放電ワイヤ自身が有する光触媒物質を活性化させ
て、コロナ放電により発生する放電生成物であるオゾン
及びＮＯ_X をトナー除電部のケーシングから流出する前
に効率的に分解することができ、オゾンやＮＯ_X が及ぼ
す悪影響を防止でき、画像形成装置外に流出するオゾン
及びＮＯ_X 量を低減させることができる。特に、放電ワ
イヤ自身が光触媒物質を有するので、効率がよく、放電
ワイヤのクリーニングも不要となり、放電むらの発生も
抑制できる。

【００３６】請求項１２記載の発明は、請求項１ないし
１１の何れか一に記載の画像形成装置において、前記光
触媒物質が半導体である。

【００３７】従って、請求項１ないし１１の何れか一に
記載の発明を容易に実現できる。

【００３８】請求項１３記載の発明は、請求項１２記載
の画像形成装置において、前記半導体が、少なくとも酸
化チタンを含む。

【００３９】従って、請求項１２記載の発明を極めて容
易に実現できる。

【００４０】請求項１４記載の発明は、請求項１３記載
の画像形成装置において、前記酸化チタンの結晶構造
は、アナターゼ型構造のものを含む。

【００４１】従って、請求項１３記載の発明を実現する
上で、反応効率、安全性及び利用できる波長域等の点で
好適となる。

【００４２】請求項１５記載の発明は、請求項１ないし
１４の何れか一に記載の画像形成装置において、前記ケ
ーシング内部に紫外線照射可能な発光体を設けた。

【００４３】従って、請求項１ないし１４の何れか一に
記載の発明を実現する上で、発光体を備えることで光触
媒物質による放電生成物の分解効率を一層向上させるこ
とができる。

【００４４】請求項１６記載の発明は、請求項１５記載
の画像形成装置において、前記発光体はその発光表面に
光触媒物質を含む。

【００４５】従って、請求項１５記載の発明を実現する
上で、発光体に接触したオゾン等の放電生成物を分解さ
せることもできる。

【００４６】請求項１７記載の発明は、請求項１５又は
１６記載の画像形成装置において、前記発光体が照射す
る紫外線は３００ｎｍ〜４００ｎｍの波長の光を含む。

【００４７】従って、請求項１５又は１６記載の発明を
実現する上で、発光体による光触媒物質の励起効率を向
上させることができる。

【００４８】

【発明の実施の形態】本発明の一実施の形態を図面に基
づいて説明する。なお、以下に述べる実施の形態は、本
発明の好適な実施の形態であるから、技術的に好ましい
種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の
説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限
り、これらの態様に限られるものではない。

【００４９】図１ないし図４は、本発明の画像形成装置
の一実施の形態を示す図であり、図１は、本発明の画像
形成装置の一実施の形態を適用した画像形成装置１の要
部構成図である。

【００５０】図１において、画像形成装置１は、図示し
ない本体筐体内に、時計方向に回転駆動される感光体２
が収納されている。この感光体２の周囲には、電子写真
プロセスに従い、帯電部３、光書込部４、現像部５、転
写部６、クリーニング部７及び感光体除電部８等が配設
されているとともに、クリーニング部７の手前にトナー
除電部９が配設されている。

【００５１】画像形成装置１は、画像形成部材である複
数枚の転写紙Ｐを収納する給紙カセット(図示せず)を備
えており、給紙カセット内の転写紙Ｐは、給紙ローラ
(図示せず)により１枚ずつレジストローラ対(図示せず)
でタイミング調整された後、転写部６と感光体２の間に
送り出される。

【００５２】このような画像形成装置１において、ま
ず、感光体２を図１中時計方向に回転駆動して、感光体
２を帯電部３で一様に帯電した後、光書込部４により画
像データで変調されたレーザを照射して感光体２に静電
潜像を形成し、静電潜像の形成された感光体２に現像部
５でトナーを付着させて現像する。ついで、現像部５で
トナーを付着してトナー画像を形成した感光体２を、転
写部６で感光体２と転写部６との間に搬送されてきた転
写紙Ｐに転写させ、トナー画像の転写された転写紙Ｐを
定着部１０に搬送する。

【００５３】定着部１０は、内蔵ヒータにより所定の定
着温度に加熱される定着ローラ１１と、定着ローラ１１
に所定圧力で抑圧される加圧ローラ１２とを備え、転写
部６から搬送されてきた転写紙Ｐを加熱・加圧して、転
写紙Ｐ上のトナー画像を転写紙Ｐに定着させた後、図示
しない排紙トレイ上に排出する。

【００５４】一方、画像形成装置１は、転写部６でトナ
ー画像を転写紙Ｐに転写した感光体２をさらに回転し
て、トナー除電部９で感光体２上に残留している残留ト
ナーの電荷を除去し、クリーニング部７で感光体２表面
に残留するトナーをブレード１３により掻き落として除
去した後、感光体除電部８で除電する。画像形成装置１
は、感光体除電部８で除電した感光体２を帯電部３で一
様に帯電させた後、上述の場合と同様に、次の画像形成
を行う。なお、クリーニング部７は、ブレード１３で感
光体２上の残留トナーを掻き落とすものに限らず、例え
ば、ファーブラシで感光体２上の残留トナーを掻き落と
すものであってもよい。

【００５５】これらの帯電部３、転写部６及びトナー除
電部９は、何れもコロナ放電を利用したコロナ帯電器で
あり、図２に示すようなコロトロン或いは図３に示すよ
うなスコロトロンが用いられているコロトロンは、図２に示すように、感光体２側が開口し
た矩形或いは円筒形状に形成されたケーシング２１内の
略中央部に放電ワイヤ２２が収納されており、放電ワイ
ヤ２２に高圧電源２３から所定の高電圧が付与されるこ
とにより、コロナ放電する。このケーシング２１は、ア
ルミニウム或いはステンレス等の金属で形成されてお
り、感光体２側以外の部分をシールドして放電安定性を
向上させている。また、放電ワイヤ２２には、例えばタ
ングステン等が用いられている。

【００５６】また、スコロトロンは、図３に示すよう
に、感光体２側が開口した矩形或いは円筒形状にアルミ
ニウム或いはステンレス等の金属で形成されたケーシン
グ３１内の略中央部に、タングステン等で形成された放
電ワイヤ３２が収納されており、感光体２例の開口部に
グリッド３３が配設されている。放電ワイヤ３２には、
高圧電源３４から所定の高電圧が付与され、グリッド３
３には、バイアス電源３５から所定の電圧が印加され
る。スコロトロンは、高圧電源３４から放電ワイヤ３２
に所定の高電圧を印加するとともに、グリッド３３にバ
イアス電源３５から所定の電圧を印加して、放電ワイヤ
３２からのコロナ放電のイオン流をグリッド３３で制御
して、放電むらをなくすとともに、感光体２表面の電位
を制御する。

【００５７】例えば、帯電部３は、コロトロン或いはス
コロトロンによりコロナ放電して、感光体２表面を一様
に帯電させる。この帯電部３によるコロナ放電は、負放
電により行われることが多く、多量のオゾンやＮＯ_X 等
の放電生成物を発生させる。

【００５８】また、転写部６は、コロトロン或いはスコ
ロトロンによりコロナ放電して、転写紙Ｐ上に電荷を与
え、感光体２との間に生じた電界により、感光体２表面
のトナー画像をクーロン力で、転写紙Ｐに移動させて保
持させる。この場合のコロナ放電は、転写紙Ｐを感光体
２と同極性に帯電させるため、負放電により行われるこ
とが多く、多量のオゾンやＮＯ_X 等の放電生成物を発生
させる。

【００５９】さらに、トナー除電部９は、コロトロン或
いはスコロトロンにより交流高電圧でコロナ放電して、
感光体２上に残留した残留トナーの電荷を除電する。

【００６０】そして、帯電部３、転写部６及びトナー除
電部９は、コロトロンで形成されるときには、図２に示
すように、そのケーシング２１のうち、少なくとも放電
ワイヤ２２に対向する面に、光触媒物質が設けられてお
り、また、スコロトロンで形成されるときには、図３に
示すように、そのケーシング３１及びグリッド３３のう
ち、少なくとも放電ワイヤ３２に対向する面に、光触媒
物質が設けられている。また、放電ワイヤ２２，３２そ
のものにも光触媒物質が設けられている。

【００６１】この光触媒物質４０は、酸化チタン等の半
導体が用いられており、半導体は、光が照射された状態
で、放電生成物、例えば、オゾンが接触すると、オゾン
を分解する作用を有している。即ち、酸化チタン等の半
導体は、バンドギャップに相当する波長の光が照射され
ると、伝導帯に励起され、価電子帯に正孔が生成され
る。この半導体の励起された電子は、還元作用を及ぼ
し、金属を担持している場合には、価電子帯から金属に
電子が流れて、そこで還元作用を及ぼす。このように、
半導体に適当な波長の光を照射することにより、励起さ
れた電子の還元作用により、放電生成物が還元分解され
る。

【００６２】光触媒物質４０として用いる物質として
は、上述の酸化チタンの他に、ＷＯ₃、ＺｎＯ及びＣｄ
Ｓ等を用いることができ、特に、アナターゼ型酸化チタ
ンは、反応効率、安全性及び利用できる波長域の点から
好適である。これらの光触媒物質４０は、上記のものを
２種類以上混合してもよく、またＰｔ，Ｐｄ，Ｒｈ及び
Ｎｂ等を混合すると、光触媒作用をさらに促進させるこ
とができる。

【００６３】光触媒物質４０は、化学的蒸着法、無機金
属塩の中和や加水分解、金属アルコキシドの加水分解及
びゾルゲル法等によりケーシング２１，３１やグリッド
３３、放電ワイヤ２２，３２上の一部に直接形成するこ
とにより、取り付けることができる。また、別の基板に
形成した膜をケーシング２１，３１やグリッド３３に接
着することで貼り付けることも可能である。市販の光触
媒微粉末を、ケーシング２１，３１やグリッド３３、放
電ワイヤ２２，３２上に接着することでも取り付けるこ
とができる。さらには、ケーシング２１，３１、グリッ
ド３３、放電ワイヤ２２，３２を構成する材料に、光触
媒物質を混合して、各部材を形成することによって、各
部材そのものに光触媒作用を持たせることも可能であ
る。

【００６４】コロナ放電は、紫色に近い発光を伴い、紫
外線が放射されていることが知られており、この紫外線
によって光触媒物質４０が励起され、光触媒物質４０に
よって放電生成物を分解することができる。

【００６５】次に、本実施の形態の作用を説明する。画
像形成装置１は、帯電部３、転写部６及びトナー除電部
９等のコロナ放電を行う部分のケーシング２１，３１や
グリッド３３の放電ワイヤ２２，３２に面する部分、放
電ワイヤ２２，３２そのものに光触媒物質を配置してお
り、この光触媒物質４０により、ケーシング２１，３１
内で放電生成物を分解するところにその特徴がある。

【００６６】即ち、このような画像形成装置１におい
て、まず、図１中で時計方向に回転駆動される感光体２
を帯電部３でコロナ放電により一様に帯電した後、光書
込部４により画像データで変調されたレーザを照射して
感光体２に静電潜像を形成し、静電潜像の形成された感
光体２に現像部５でトナーを付着させて現像する。つい
で、現像部５でトナーを付着してトナー画像を形成した
感光体２を、転写部６でコロナ放電により感光体２と転
写部６の間に搬送されてきた転写紙Ｐに転写させる。ト
ナー画像が転写された転写紙Ｐを定着部１０に搬送し、
定着部１０で転写紙Ｐ上のトナー画像をこの転写紙Ｐに
定着させた後、排紙トレイ(図示せず)上に排出する。そ
して、画像形成装置１は、転写部６でトナー画像を転写
紙Ｐに転写した感光体２を、さらに回転して、トナー除
電部９でコロナ放電により感光体２上に残留している残
留トナーの電荷を除去し、クリーニング部７で感光体２
表面に残留するトナーをブレード１３により掻き落とし
て除去した後、感光体除電部８で除電する。

【００６７】このような電子写真方式の作像プロセスに
おいて、コロナ放電を利用する場合には、オゾン、ＮＯ
_X 等の放電生成物が発生する。例えば、帯電部３、転写
部６及びトナー除電部９部分が該当し、オゾン、ＮＯ_X
等の放電生成物が発生する。

【００６８】ここに、本実施の形態にあっては、帯電部
３、転写部６及びトナー除電部９としてコロトロンが用
いられているときには、ケーシング２１の放電ワイヤ２
２に対向する部分全面或いは一部、放電ワイヤ２２の一
部或いは全面に光触媒物質４０が配置されており、また
帯電部３、転写部６及びトナー除電部９としてスコロト
ロンが用いられているときには、ケーシング３１及びグ
リッド３３の放電ワイヤ３２に対向する部分全面或いは
一部、放電ワイヤ３２の全面或いは一部に光触媒物質４
０が配置されている。

【００６９】この光触媒物質４０は、上述のようにコロ
ナ放電で発光される光が照射されると、活性化して還元
作用を発揮し、オゾンやＮＯ_X 等の放電生成物を分解す
る。

【００７０】従って、本実施の形態によれば、コロナ放
電により帯電部３、転写部６及びトナー除電部９のケー
シング２１，３１内で発生した放電生成物は、ケーシン
グ２１，３１から外部に流出する前に、ケーシング２
１，３１内で光触媒物質４０により効率的に分解され
る。その結果、例えば、オゾンが感光体２表面を酸化し
て、画像を悪化させることを防止することができ、ま
た、画像形成装置１の外部にオゾンが流出して、環境を
悪化させることを防止することができる。また、ＮＯ _X
による硝酸、硝酸塩が感光体２表面に付着することを防
止することができ、高湿環境での画像流れを防止するこ
とができる。さらには、経時での硝酸や硝酸塩による放
電ワイヤ付着が発生しにくくなり、低湿環境での放電ム
ラを防止することが可能となる。

【００７１】なお、本実施の形態では、放電ワイヤ２
２，３２の放電により発生する光を利用して光触媒物質
４０を活性化させ、放電生成物を分解しているが、光触
媒物質４０による放電生成物の分解効率を向上させるた
めに、図４にスコロトロンの場合について示すように、
ケーシング３１内に光触媒物質４０を励起させる波長を
含む光を照射するランプ５０を設けてもよい。

【００７２】このランプ５０としては、例えば、光触媒
物質４０としての半導体が酸化チタンである場合には、
４００ｎｍ以下の波長が含まれていればよい。従って、
通常の蛍光灯やハロゲンランプ等を用いることができ、
特に、紫外線ランプを用いればさらに効果的となる。な
お、図４では、スコロトロンにランプ５０を配設させた
場合の例を示しているが、図２に示したようなコロトロ
ンの場合にも同様に適用できる。

【００７３】また、ランプ５０の表面に半導体による光
触媒物質４０をコーティングすると、このランプ５０に
コーティングされた光触媒物質４０が励起され、ランプ
５０に接触したオゾンを分解させることもできる。

【００７４】このようなランプ５０をケーシング３１内
に設けることにより、放電による発光がない場合にも、
ランプ５０の光でケーシング３１やグリッド３３に具備
させた光触媒物質４０を活性化して、オゾンを分解させ
ることができ、オゾンの分解効率を向上させることがで
きる。

【００７５】なお、本実施の形態のように、転写部６及
びトナー除電部９のケーシング２１，３１内にランプ５
０を設けた場合には、画像形成処理を行っている際にも
ランプ５０を点灯させ、光照射を行ってもよいが、帯電
部３のケーシング２１，３１内にランプ５０を設けた場
合には、ランプ５０の光照射により感光体２が帯電しな
くなるため、画像形成処理を行っていない、待機時の
み、ランプ５０を点灯させて、光照射し、放電生成物の
分解を行うようにする。

【００７６】また、上述した構成では、ランプ５０はケ
ーシング２１，３１の内部に配置されているが、必ずし
もケーシング２１，３１の内部である必要はなく、光触
媒物質４０に十分な光が照射されるならば、ケーシング
２１，３１の外に配置しても構わない。ケーシング２
１，３１の外部に配置することで、ランプ５０によって
ケーシング２１，３１の内部の電界分布が乱されること
がなくなり、放電ワイヤ２２，３２からの放電が安定化
する。また、ランプサイズの制限がなくなり、コスト低
減にもつながる。

【００７７】ここに、上述したような光触媒物質４０の
効果を検証するため、以下のような比較実験を行った。
まず、本発明による光触媒物質を用いていない帯電器単
体でのオゾン濃度を測定したところ１０ｐｐｍであっ
た。

【００７８】この帯電器のケーシング及びグリッドの放
電ワイヤに面する部分の一部、さらに放電ワイヤの一部
に、半導体の光触媒物質を取り付けるとともに、酸化チ
タンの薄膜を表面コーティングした紫外線ランプを取り
付けた。そして、放電中のオゾン濃度を測定したとこ
ろ、１／２０に低下したものである。

【００７９】また、本発明による光触媒物質を用いてい
ない帯電器を使用した当社製の複写機(imagio ＭＦ−２
００改造機)を、高温、高湿度環境下に設置した。そし
て、約１０，０００枚のコピーを作成した。作成後、複
写機を停止し、高温、高湿度環境下で一晩休止させ、翌
朝動作を再開したところ、コピー画像に像流れと言われ
る現象が観察された。これは、機内のＮＯ_X が感光体上
に降り積もり、そのＮＯ_X が高湿度な空気中の水分と反
応し、硝酸又は硝酸塩の化合物(ＨＮＯ₃，ＮＨ ₄ＮＯ₃な
ど)に変化したためと考えられる。この硝酸・硝酸塩の
化合物は感光体表面の抵抗を低下させる。即ち、感光体
表面に電荷を与えても、感光体表面が電荷をその場所に
維持できないため、静電潜像が壊されてしまう。このた
め像流れが生じると考えられる。

【００８０】これに対し、本発明による光触媒物質を用
いた帯電器を複写機に使用した場合、同様の実験を行っ
ても像流れ現象は現れなかったものである。

【００８１】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、画像形成
装置の装置内部に放電生成物の分解を目的とした光触媒
物質を配置しているので、放電生成物であるオゾン及び
ＮＯ_Xを光触媒物質により効率よく分解し、その濃度を
低下させることができる。

【００８２】請求項２記載の発明によれば、放電に基づ
き発生する放電生成物であるオゾン及びＮＯ_X をその発
生個所に非常に近い放電個所近傍に配置させた光触媒物
質により効率よく分解し、その濃度を低下させることが
できる。

【００８３】請求項３記載の発明によれば、帯電部のコ
ロナ放電により発生する光により放電ワイヤに対向する
ケーシング内部面上の光触媒物質を活性化させて、コロ
ナ放電により発生する放電生成物であるオゾン及びＮＯ
_X を帯電部のケーシングから流出する前に効率的に分解
することができ、オゾンやＮＯ_X が及ぼす悪影響を防止
でき、画像形成装置外に流出するオゾン及びＮＯ_X 量を
低減させることができる。

【００８４】請求項４記載の発明によれば、請求項３記
載の発明と同様な効果が得られるが、特に、帯電部のコ
ロナ放電により発生する光により放電ワイヤに対向する
ケーシング内部やグリッドの面の光触媒物質を活性化さ
せて、コロナ放電により発生する放電集成物であるオゾ
ン及びＮＯ_X を帯電部のケーシングから流出する前に効
率的に分解することができ、オゾンやＮＯ_X が及ぼす悪
影響を防止でき、画像形成装置外に流出するオゾン及び
ＮＯ_X 量を低減させることができる。

【００８５】請求項５記載の発明によれば、請求項３記
載の発明と同様な効果が得られるが、特に、帯電部のコ
ロナ放電により発生する光により放電ワイヤ白身が有す
る光触媒物質を活性化させて、コロナ放電により発生す
る放電生成物であるオゾン及びＮＯ_X を帯電部のケーシ
ングから流出する前に効率的に分解することができ、オ
ゾンやＮＯ_X が及ぼす悪影響を防止でき、画像形成装置
外に流出するオゾン及びＮＯ_X 量を低減させることがで
きる。特に、放電ワイヤ自身が光触媒物質を有するの
で、効率がよく、放電ワイヤのクリーニングも不要とな
り、放電むらの発生も抑制できる。

【００８６】請求項６記載の発明によれば、転写部のコ
ロナ放電により発生する光により放電ワイヤに対向する
ケーシング内部面上の光触媒物質を活性化させて、コロ
ナ放電により発生する放電生成物であるオゾン及びＮＯ
_X を転写部のケーシングから流出する前に効率的に分解
することができ、オゾンやＮＯ_X が及ぼす悪影響を防止
でき、画像形成装置外に流出するオゾン及びＮＯ_X 量を
低減させることができる。

【００８７】請求項７記載の発明によれば、請求項６記
載の発明と同様な効果が得られるが、特に、転写部のコ
ロナ放電により発生する光により放電ワイヤに対向する
ケーシング内部やグリッドの面の光触媒物質を活性化さ
せて、コロナ放電により発生する放電生成物であるオゾ
ン及びＮＯ_X を転写部のケーシングから流出する前に効
率的に分解することができ、オゾンやＮＯ_X が及ぼす悪
影響を防止でき、画像形成装置外に流出するオゾン及び
ＮＯ_X 量を低減させることができる。

【００８８】請求項８記載の発明によれば、請求項６記
載の発明と同様な効果が得られるが、特に、転写部のコ
ロナ放電により発生する光により放電ワイヤ自身が有す
る光触媒物質を活性化させて、コロナ放電により発生す
る放電生成物であるオゾン及びＮＯ_X を転写部のケーシ
ングから流出する前に効率的に分解することができ、オ
ゾンやＮＯ_X が及ぼす悪影響を防止でき、画像形成装置
外に流出するオゾン及びＮＯ_X 量を低減させることがで
きる。特に、放電ワイヤ自身が光触媒物質を有するの
で、効率がよく、放電ワイヤのクリーニングも不要とな
り、放電むらの発生も抑制できる。

【００８９】請求項９記載の発明によれば、トナー除電
部のコロナ放電により発生する光により放電ワイヤに対
向するケーシング内部面上の光触媒物質を活性化させ
て、コロナ放電により発生する放電生成物であるオゾン
及びＮＯ_X をトナー除電部のケーシングから流出する前
に効率的に分解することができ、オゾンやＮＯ_X が及ぼ
す悪影響を防止でき、画像形成装置外に流出するオゾン
及びＮＯ_X 量を低減させることができる。

【００９０】請求項１０記載の発明によれば、請求項９
記載の発明と同様な効果が得られるが、特に、トナー除
電部のコロナ放電により発生する光により放電ワイヤに
対向するケーシング内部やグリッドの面の光触媒物質を
活性化させて、コロナ放電により発生する放電生成物で
あるオゾン及びＮＯ_X をトナー除電部のケーシングから
流出する前に効率的に分解することができ、オゾンやＮ
Ｏ_X が及ぼす悪影響を防止でき、画像形成装置外に流出
するオゾン及びＮＯ_X 量を低減させることができる。

【００９１】請求項１１記載の発明によれば、請求項９
記載の発明と同様な効果が得られるが、特に、トナー除
電部のコロナ放電により発生する光により放電ワイヤ自
身が有する光触媒物質を活性化させて、コロナ放電によ
り発生する放電生成物であるオゾン及びＮＯ_X をトナー
除電部のケーシングから流出する前に効率的に分解する
ことができ、オゾンやＮＯ_X が及ぼす悪影響を防止で
き、画像形成装置外に流出するオゾン及びＮＯ_X 量を低
減させることができる。特に、放電ワイヤ自身が光触媒
物質を有するので、効率がよく、放電ワイヤのクリーニ
ングも不要となり、放電むらの発生も抑制できる。

【００９２】請求項１２記載の発明によれば、請求項１
ないし１１の何れか一に記載の画像形成装置において、
光触媒物質が半導体であるので、請求項１ないし１１の
何れか一に記載の発明を容易に実現できる。

【００９３】請求項１３記載の発明によれば、請求項１
２記載の画像形成装置において、半導体が少なくとも酸
化チタンを含むので、請求項１２記載の発明を極めて容
易に実現できる。

【００９４】請求項１４記載の発明によれば、請求項１
３記載の画像形成装置において、酸化チタンの結晶構造
が少なくともアナターゼ型構造のものを含むので、請求
項１３記載の発明を実現する上で、反応効率、安全性及
び利用できる波長域等の点で好適となる。

【００９５】請求項１５記載の発明によれば、請求項１
ないし１４の何れか一に記載の画像形成装置において、
ケーシング内部に紫外線照射可能な発光体を設けたの
で、請求項１ないし１４の何れか一に記載の発明を実現
する上で、発光体を備えることで光触媒物質による放電
生成物の分解効率を一層向上させることができる。

【００９６】請求項１６記載の発明によれば、請求項１
５記載の画像形成装置において、発光体はその発光表面
に光触媒物質を含むので、請求項１５記載の発明を実現
する上で、発光体に接触したオゾン等の放電生成物を分
解させることもできる。

【００９７】請求項１７記載の発明によれば、請求項１
５又は１６記載の画像形成装置において、発光体が照射
する紫外線が３００ｎｍ〜４００ｎｍの波長の光を含む
ので、請求項１５又は１６記載の発明を実現する上で、
発光体による光触媒物質の励起効率を向上させることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態を示す画像形成装置の概
略構成図である。

【図２】コロナ帯電器としてコロトロンを用いた場合を
示す構成図である。

【図３】コロナ帯電器としてスコロトロンを用いた場合
を示す構成図である。

【図４】コロナ帯電器としてスコロトロンを用いた場合
の変形例を示す構成図である。

【符号の説明】

２感光体３帯電部６転写部９トナー除電部２１，３１ケーシング２２，３２放電ワイヤ３３グリッド４０光触媒物質Ｐ画像形成部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者徳増貴彦東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内 (72)発明者小夫真東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内Ｆターム(参考） 2H003 AA18 BB11 BB14 BB16 CC01 EE01 EE03 EE09 EE10 2H027 ED03 ED24 ED26 JA01 JA02 JB05 JB06 JC02 JC03 JC20 ZA10 2H032 AA02 BA23 BA30 2H035 AA02 AA03 AA04 AA22 AB02 AZ05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】感光体を帯電し、帯電した前記感光体表
面に光を照射して静電潜像を形成する画像形成装置にお
いて、装置内部に放電生成物の分解を目的とした光触媒
物質を配置してなることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】放電を利用した画像形成装置において、
その放電個所近傍に放電生成物の分解を目的とした光触
媒物質を配置してなることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】所定のケーシング内に放電ワイヤが収納
された帯電部でコロナ放電を行って感光体を帯電し、帯
電した前記感光体表面に光照射して静電潜像を形成する
画像形成装置において、前記ケーシング内部のうち、少
なくとも前記放電ワイヤに対向する面上に、光触媒物質
を設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】所定のケーシング内に放電ワイヤが収納
されるとともにグリッドの配設された帯電部でコロナ放
電を行って感光体を帯電し、帯電した前記感光体表面に
光照射して静電潜像を形成する画像形成装置において、
前記ケーシング内部及び前記グリッドのうち、少なくと
も前記放電ワイヤに対向する面に、光触媒物質を設けた
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】所定のケーシング内に放電ワイヤが収納
されるとともにグリッドの配設された帯電部でコロナ放
電を行って感光体を帯電し、帯電した前記感光体表面に
光照射して静電潜像を形成する画像形成装置において、
少なくとも前記放電ワイヤが光触媒物質を含むことを特
徴とする画像形成装置。
【請求項６】静電潜像の形成された感光体をトナーで
現像し、所定のケーシング内に放電ワイヤが収納された
転写部でコロナ放電を行って画像形成部材を帯電させ
て、帯電された前記画像形成部材上に前記感光体上のト
ナー画像を転写する画像形成装置において、前記ケーシ
ング内部のうち、少なくとも前記放電ワイヤに対向する
面上に、光触媒物質を設けたことを特徴とする画像形成
装置。
【請求項７】静電潜像の形成された感光体をトナーで
現像し、所定のケーシング内に放電ワイヤが収納される
とともにグリッドの配設された転写部でコロナ放電を行
って画像形成部材を帯電させて、帯電された前記画像形
成部材上に前記感光体上のトナー画像を転写する画像形
成装置において、前記ケーシング内部及び前記グリッド
のうち、少なくとも前記放電ワイヤに対向する面上に、
光触媒物質を設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】静電潜像の形成された感光体をトナーで
現像し、所定のケーシング内に放電ワイヤが収納される
とともにグリッドの配設された転写部でコロナ放電を行
って画像形成部材を帯電させて、帯電された前記画像形
成部材上に前記感光体上のトナー画像を転写する画像形
成装置において、少なくとも前記放電ワイヤが光触媒物
質を含むことを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】感光体上に形成されトナー画像を転写部
で画像形成部材に転写して、前記感光体上に残留する残
留トナーに、所定のケーシング内に放電ワイヤが収納さ
れたトナー除電部でコロナ放電を行って、前記残留トナ
ーを除電した後、前記感光体上の除電された残留トナー
をクリーニング部でクリーニングする画像形成装置にお
いて、前記ケーシング内部のうち、少なくとも前記放電
ワイヤに対向する面上に、光触媒物質を設けたことを特
徴とする画像形成装置。
【請求項１０】感光体上に形成されトナー画像を転写
部で画像形成部材に転写して、前記感光体上に残留する
残留トナーに、所定のケーシング内に放電ワイヤが収納
されるとともにグリッドの配設されたトナー除電部でコ
ロナ放電を行って、前記残留トナーを除電した後、前記
感光体上の除電された残留トナーをクリーニング部でク
リーニングする画像形成装置において、前記ケーシング
内部及び前記グリッドのうち、少なくとも前記放電ワイ
ヤに対向する面上に、光触媒物質を設けたことを特徴と
する画像形成装置。
【請求項１１】感光体上に形成されトナー画像を転写
部で画像形成部材に転写して、前記感光体上に残留する
残留トナーに、所定のケーシング内に放電ワイヤが収納
されるとともにグリッドの配設されたトナー除電部でコ
ロナ放電を行って、前記残留トナーを除電した後、前記
感光体上の除電された残留トナーをクリーニング部でク
リーニングする画像形成装置において、少なくとも前記
放電ワイヤが光触媒物質を含むことを特徴とする画像形
成装置。
【請求項１２】前記光触媒物質が半導体であることを
特徴とする請求項１ないし１１の何れか一に記載の画像
形成装置。
【請求項１３】前記半導体が少なくとも酸化チタンを
含むことを特徴とする請求項１２記載の画像形成装置。
【請求項１４】前記酸化チタンの結晶構造は、少なく
ともアナターゼ型構造を含むことを特徴とする請求項１
３記載の画像形成装置。
【請求項１５】前記ケーシング内部に紫外線照射可能な
発光体を設けたことを特徴とする請求項１ないし１４の
何れか一に記載の画像形成装置。
【請求項１６】前記発光体はその発光表面に光触媒物
質を含むことを特徴とする請求項１５記載の画像形成装
置。
【請求項１７】前記発光体が照射する紫外線は、３０
０ｎｍ〜４００ｎｍの波長の光を含むことを特徴とする
請求項１５又は１６記載の画像形成装置。