JP2001215776A - 帯電部材、帯電装置、作像ユニットおよび画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 放電現象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場所付近で効率よ
く行える帯電部材を提供する。 【解決手段】 電子写真方式における潜像担持体の表面
の一様帯電に用いられて潜像担持体に接触させて設けら
れる帯電部材１３の導電性部材１６に、潜像担持体の表
面の一様帯電の際に生成される放電生成物を分解する光
触媒物質１７ａを配置する。これにより、潜像担持体と
導電性部材１６とが接触することによる放電現象の発光
により光触媒物質１７ａを活性化させることで放電生成
物と反応させることができる。したがって、潜像担持体
近傍で発生する放電生成物を効率的に分解することがで
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、電子写真方式にお
いて感光体等の潜像担持体の表面を一様に帯電するため
に用いられる帯電部材、この帯電部材を備える帯電装
置、この帯電装置を用いる作像ユニットおよび画像形成
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、潜像担持体である感光体を一様に帯電させる
帯電装置、及び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装置等を備えており、帯電装置
等においてはコロナ放電を利用する場合が多い。

【０００３】ところが、従来より、このようなコロナ放
電によれば、例えばオゾン、ＮＯ_X等の放電生成物が生
成されてしまうという問題を生じている。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
成画像を悪化させる。また、オゾンは、感光体以外の部
材の劣化を促進し、部品寿命が低下する等の不具合も発
生させる。加えて、このようなコロナ放電には、４〜１
０ＫＶ程度の高圧電源が必要となっている。

【０００４】そこで、帯電装置においては、低オゾン、
低電力を目的とした接触帯電方式が実用化されてきてい
る。この接触帯電方式は、導電性のローラ、導電性のブ
ラシ、導電性の弾性ブレード等の帯電部材を感光体表面
に接触させ、この帯電部材に電圧を印加して感光体を帯
電させるものである（特開昭５６−１４４４５３号公
報、特開平１−９３７６２号公報等参照）。この中でも
特に帯電部材として導電性の弾性ローラを用いるローラ
帯電方式が、帯電の安定性という点から好ましく用いら
れている。このローラ帯電方式では、導電性のローラを
感光体表面に加圧当接させ、これに電圧を印加すること
によって感光体表面の帯電を行っている。

【０００５】ところで、感光体の表面の体積抵抗率は、
暗所で静電潜像（潜像電荷）を保持するために、１０¹²
Ω・cm以上と比較的高くなっている。従来の接触帯電方
式によるものでも、上述したような高抵抗率の感光体を
用いることを前提としており、現時点においては、帯電
部材と感光体との微小ギャップの間で行われる放電現象
によって、かかる高抵抗の感光体が、一様に帯電される
ものとされている。ここで、図９は帯電電位と印加電圧
との関係示すグラフである。図９に示すように、導電性
のローラやブラシなどの帯電部材に印加する電圧をゼロ
から漸次上げていった場合、ゼロからＥなる電圧の間で
は感光体がほとんど帯電されることはなく、印加電圧が
Ｅになって、帯電電位が大きく立ち上がるようになる。
つまり、印加電圧Ｅが、帯電開始電圧である。

【０００６】ローラ帯電方式に限らずに従来の接触帯電
方式においては、抵抗値の低い帯電部材を帯電装置に使
用した場合に感光体上にキズやピンホールがあると、帯
電部材から過大なリーク電流が流れ込み、周辺の帯電不
良やピンホールの拡大、帯電部材の通電破壊が生じる。
これを防止するためには、帯電部材の抵抗値を１×１０
⁴Ω程度以上にする必要があるが、１×１０⁷Ω以上では
抵抗値が高過ぎ、帯電に必要な電流を流すことができな
くなってしまう。つまり、接触帯電方式における帯電部
材の抵抗値は、１×１０⁴Ω〜１×１０⁷Ωの範囲でなけ
ればならない。したがって、電子写真に必要とされる感
光体表面電位Ｖｄを得るためには、帯電部材にはＶｄ＋
Ｅ以上のＤＣ電圧が必要となる。このようにしてＤＣ電
圧のみを帯電部材に印加して帯電を行う方法をＤＣ帯電
方式と称する。

【０００７】しかしながら、ＤＣ帯電方式においては環
境変動等によって接触帯電方式の帯電部材の抵抗値が変
動し、さらに、感光体の表面が帯電部材等により削られ
ることによって膜厚が変化することにより、帯電開始電
圧Ｅが変動してしまうために、感光体の電位を所望の値
にすることが難しかった。

【０００８】いずれにしても、上述したような帯電方式
では、オゾンが少量ながら発生し、又、帯電開始電圧分
のロスがあり、帯電ムラを生じ易くなっている。そこ
で、このような帯電ムラを防ぐため、特開昭６３−１４
９６６９号公報において開示されているような、単なる
帯電の均一を図るために所望のＶｄに相当するＤＣ電圧
に２×Ｅ以上のピーク間電圧を持つＡＣ成分を重畳した
電圧を接触帯電方式における帯電部材に印加するＡＣ帯
電方式が考えられている。ＡＣ帯電方式は、ＡＣによる
電位のならし効果を目的としたものであり、感光体の電
位はＡＣ電位のピークの中央であるＶｄに収束し、環境
変動の如き外乱には影響されることはない。

【０００９】ところが、このようなＡＣ帯電方式におい
ても、その本質的な帯電機構は、帯電部材から感光体へ
の放電現象を用いているため、先に述べたように帯電に
必要とされる電圧は感光体表面電位以上の値が必要とさ
れ、微量のオゾンは発生する。さらに、帯電均一化のた
めにＡＣ帯電を行った場合も、オゾンは発生する。

【００１０】一方、もう一つの主要な放電生成物である
ＮＯ_Xも、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が生成されることが知
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。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。

【００１１】このような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。

【００１２】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、定着装置の排熱を利用し、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、定着装置の排熱を利用し、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１０−９０９７４
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１０−３０１３６
４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。

【００１３】

【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、何れも帯電装置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。

【００１４】即ち、帯電装置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、帯電装置等
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。

【００１５】本発明の目的は、放電現象により発生する
放電生成物であるオゾン及びＮＯ_Xの濃度低下をその放
電場所付近で効率よく行える帯電部材、この帯電部材を
備える帯電装置、この帯電装置を用いる作像ユニットお
よび画像形成装置を提供することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明の帯
電部材は、電子写真方式における潜像担持体の表面の一
様帯電に用いられ、前記潜像担持体に接触させて設けら
れる導電性部材と、この導電性部材に配され、前記潜像
担持体の表面の一様帯電の際に生成される放電生成物を
分解する光触媒物質と、を有する。

【００１７】したがって、導電性部材に放電生成物の分
解を行う光触媒物質が配され、潜像担持体と導電性部材
とが接触することによる放電現象の発光により光触媒物
質が活性化することで放電生成物と反応するので、潜像
担持体近傍で発生する放電生成物を効率的に分解するこ
とが可能になる。これにより、放電生成物の量が低減さ
れ、異常画像の発生等の潜像担持体における悪影響を防
止することが可能になるとともに、環境への悪影響を抑
制することが可能になる。

【００１８】請求項２記載の発明は、請求項１記載の帯
電部材において、前記光触媒物質は、前記導電性部材の
表面に配設される。

【００１９】したがって、潜像担持体の表面に接触する
導電性部材の表面に光触媒物質が配置されることによ
り、放電生成物の分解効率を向上させることが可能にな
る。

【００２０】請求項３記載の発明は、請求項１または２
記載の帯電部材において、前記光触媒物質が、ｎ型半導
体である。

【００２１】したがって、光触媒物質としての分解効率
が高いｎ型半導体からなる光触媒物質を用いることによ
り、放電生成物の量をより低減化することが可能にな
る。

【００２２】請求項４記載の発明は、請求項３記載の帯
電部材において、前記ｎ型半導体が、少なくとも酸化チ
タンを含む。

【００２３】したがって、ｎ型半導体の光触媒物質で、
一番安定して分解効率の良い酸化チタンを光触媒物質と
して用いることにより、さらに効率よく放電生成物の量
を低減化することが可能になる。

【００２４】請求項５記載の発明は、請求項４記載の帯
電部材において、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。

【００２５】したがって、結晶構造にアナターゼ型構造
を含む酸化チタンは分解効率が高いので、反応効率、耐
久性、安全性及び利用できる波長域の点から好適とな
る。

【００２６】請求項６記載の発明の帯電装置は、所定の
電圧を印加する電源と、この電源に接続され、潜像担持
体の表面を一様に帯電させる請求項１ないし５のいずれ
か一記載の帯電部材と、を備える。

【００２７】したがって、帯電部材に放電生成物の分解
を行う光触媒物質が配され、潜像担持体と導電性部材と
が接触することによる放電現象の発光により光触媒物質
が活性化することで放電生成物と反応するので、潜像担
持体近傍で発生する放電生成物を効率的に分解すること
が可能になる。これにより、放電生成物の量が低減さ
れ、異常画像の発生等の潜像担持体における悪影響を防
止することが可能になるとともに、環境への悪影響を抑
制することが可能になる。

【００２８】請求項７記載の発明は、請求項６記載の帯
電装置において、前記帯電部材は、帯電ローラである。

【００２９】したがって、帯電ローラに放電生成物の分
解を行う光触媒物質が配置されることにより、簡易な構
成で、放電生成物の量が低減され、異常画像の発生等の
潜像担持体における悪影響を防止することが可能になる
とともに、環境への悪影響を抑制することが可能にな
る。

【００３０】請求項８記載の発明は、請求項６記載の帯
電装置において、前記帯電部材は、帯電ブレードであ
る。

【００３１】したがって、帯電ブレードに放電生成物の
分解を行う光触媒物質が配置されることにより、簡易な
構成で、放電生成物の量が低減され、異常画像の発生等
の潜像担持体における悪影響を防止することが可能にな
るとともに、環境への悪影響を抑制することが可能にな
る。

【００３２】請求項９記載の発明は、請求項６記載の帯
電装置において、前記帯電部材は、帯電ブラシである。

【００３３】したがって、帯電ブラシに放電生成物の分
解を行う光触媒物質が配置されることにより、簡易な構
成で、放電生成物の量が低減され、異常画像の発生等の
潜像担持体における悪影響を防止することが可能になる
とともに、環境への悪影響を抑制することが可能にな
る。

【００３４】請求項１０記載の発明は、請求項６ないし
９のいずれか一記載の帯電装置において、前記帯電部材
の近傍に紫外線照射可能な発光体を設けた。

【００３５】したがって、より放電生成物の分解効率を
向上させることが可能になる。

【００３６】請求項１１記載の発明は、請求項６ないし
９のいずれか一記載の帯電装置において、前記帯電部材
と前記潜像担持体との接触による放電場所の近傍に紫外
線照射可能な発光体を設けた。

【００３７】したがって、請求項１０記載の発明以上に
放電生成物の分解効率を向上させることが可能になる。

【００３８】請求項１２記載の発明は、請求項１０また
は１１記載の帯電装置において、前記発光体は、その発
光表面に光触媒物質を含む。

【００３９】したがって、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可能になる。

【００４０】請求項１３記載の発明は、前請求項１０な
いし１２のいずれか一記載の帯電装置において、記発光
体が照射する紫外線は、３００ｎｍ〜４００ｎｍの波長
の光を含む。

【００４１】したがって、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可能になる。

【００４２】請求項１４記載の発明の作像ユニットは、
潜像担持体と、この潜像担持体の表面を一様に帯電する
請求項６ないし１３のいずれか一記載の帯電装置と、前
記潜像担持体に形成された静電潜像を現像する現像装置
と、を備える。

【００４３】したがって、帯電装置の帯電部材と潜像担
持体との間或いはその近傍における放電現象により生成
された放電生成物は、帯電部材の近傍で光触媒物質によ
り効率的に分解されることになる。これにより、例えば
オゾンが潜像担持体の表面を酸化して、画像を悪化させ
ることを防止することが可能になり、また、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
可能になる。また、ＮＯ_Xによる硝酸、硝酸塩が潜像担
持体の表面に付着することも防止することが可能にな
り、高湿環境での画像流れを防止することが可能にな
る。さらには、経時での硝酸や硝酸塩の付着が発生しに
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。

【００４４】請求項１５記載の発明の画像形成装置は、
潜像担持体と、この潜像担持体の表面を一様に帯電する
請求項６ないし１３のいずれか一記載の帯電装置と、一
様帯電後の前記潜像担持体を露光して静電潜像を形成す
る光書込装置と、前記潜像担持体に形成された静電潜像
を現像する現像装置と、前記潜像担持体から記録媒体に
現像像を転写する転写装置と、前記記録媒体に転写され
た前記現像像を定着する定着装置と、を備える。

【００４５】したがって、帯電装置の帯電部材と潜像担
持体との間或いはその近傍における放電現象により生成
された放電生成物は、帯電部材の近傍で光触媒物質によ
り効率的に分解されることになる。これにより、例えば
オゾンが潜像担持体の表面を酸化して、画像を悪化させ
ることを防止することが可能になり、また、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
可能になる。また、ＮＯ_Xによる硝酸、硝酸塩が潜像担
持体の表面に付着することも防止することが可能にな
り、高湿環境での画像流れを防止することが可能にな
る。さらには、経時での硝酸や硝酸塩の付着が発生しに
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。

【００４６】

【発明の実施の形態】本発明の第一の実施の形態を図１
ないし図７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。

【００４７】ここで、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。図１において、画像形成装置１においては、図示し
ない本体筐体内に、時計方向に回転駆動される潜像担持
体である感光体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、帯電装置３、光書込
装置４、現像装置５、転写装置６及びクリーニング装置
７等が配設されている。

【００４８】また、画像形成装置１は、記録媒体である
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、転写装置６と感光体２の間
に送り出される。

【００４９】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を帯電装置３による放電現象によって一様に帯電した
後、光書込装置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に現像装置５でトナーを付着させて現
像する。ついで、現像装置５でトナーを付着してトナー
画像（現像像）を形成した感光体２を、転写装置６で感
光体２と転写装置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を定着装置
８に搬送する。

【００５０】定着装置８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９と、定着ローラ９に所
定圧力で抑圧される加圧ローラ１０とを備え、転写装置
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。

【００５１】一方、画像形成装置１は、転写装置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、クリーニング装置７で感光体２表面に残留するトナ
ーをブレード１１により掻き落として除去する。その
後、画像形成装置１は、上述の場合と同様に、次の画像
形成を行う。なお、クリーニング装置７は、ブレード１
１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。

【００５２】なお、感光体２、帯電装置３、現像装置
５、転写装置６及びクリーニング装置７は、ユニットに
一体に収納されており、このユニットは画像形成装置１
に対して収納及び取出し自在な作像ユニット１２とされ
ている。

【００５３】ここで、本実施例において特長的な構成を
備えた帯電装置３について詳細に説明する。図２は、画
像形成装置１の帯電装置３付近を主体に示す構成図であ
る。帯電装置３には、帯電部材である帯電ローラ１３が
感光体２に当接されて配設されており、この帯電ローラ
１３は、感光体２とは反対方向である反時計方向に回転
駆動されている。また、帯電ローラ１３には、帯電バイ
アス印加電源１４により適宜バイアス電位が印加されて
おり、帯電ローラ１３は感光体２を−９６０Ｖに一様帯
電する。

【００５４】次いで、帯電ローラ１３について説明す
る。ここで、図３は帯電ローラ１３の構造を示す縦断側
面図である。図３に示すように、帯電ローラ１３は、金
属製の芯金１５と、この芯金１５の外周部に設けられる
導電性部材１６と、この導電性部材１６の外周部に設け
られる光触媒含有層１７との三層構造とされている。な
お、芯金１５及び導電性部材１６については、従来より
周知の帯電ローラを構成する芯金及び導電性部材と何ら
変わるものではないため説明は省略する。

【００５５】光触媒含有層１７には、光触媒物質１７ａ
が含有されている。この光触媒物質１７ａは、酸化チタ
ン等のｎ型半導体が用いられており、ｎ型半導体は、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ｎ型半導体は、バンドギャップに相当す
る波長の光が照射されると、電子が伝導帯に励起され、
価電子帯に正孔が生成される。このｎ型半導体の励起さ
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、ｎ型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。

【００５６】光触媒物質１７ａとして用いる物質として
は、上述の酸化チタンの他に、酸化タングステン、酸化
亜鉛、酸化カドミウム、酸化錫、酸化インジウム、酸化
銀、酸化マンガン、酸化銅、酸化鉄、酸化バナジウム、
酸化ニオブ、酸化カドミウム、水酸化チタン、及び水酸
化亜鉛等を用いることができ、特に、酸化チタンは、反
応効率、耐久性、安全性及び利用できる波長域の点から
好適である。酸化チタンは、結晶構造によってルチル
型、アナターゼ型、ブルッカイト型の３つに分類される
が、アナターゼ型構造が光触媒としての効果が高いので
最適である。なお、このような光触媒物質１７ａは、上
記のものを２種類以上混合してもよく、またＰｔ，Ｐ
ｄ，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。

【００５７】このような光触媒物質１７ａ（光触媒含有
層１７）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、導電性部材１６の外周部にコーティングされる。

【００５８】なお、帯電ローラ１３の変形例としては、
以下に示すような構造が挙げられる。まず、帯電ローラ
１３の第一の変形例としては、図４に示すように、微粉
末状の光触媒物質１７ａを導電性部材１６の表面上に接
着することで貼り付けるようにしても良い。さらに、帯
電ローラ１３の第二の変形例としては、図５に示すよう
に、光触媒含有層１７を構成せず、導電性部材１６を構
成する材料に光触媒物質１７ａを混合して導電性部材１
６を形成するようにしても良い。但し、図５の場合にお
いては、光触媒物質１７ａが出来る限り導電性部材１６
の表面に分布するようにした方が良いことは言うまでも
ない。

【００５９】次に、本実施の形態における特長的な作用
について説明する。前述したように、帯電ローラ１３は
感光体２の表面を一様に帯電する。このような電子写真
方式の作像プロセスにおいて、接触帯電方式を利用する
場合においても、放電現象によって少量のオゾン、ＮＯ
_X等の放電生成物が発生する。

【００６０】ところで、気中放電においては、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が励起され、光触
媒物質によって放電生成物（オゾンやＮＯ_X等）を分解
することができる。

【００６１】したがって、本実施の形態においては、帯
電ローラ１３に光触媒物質１７ａを配置していることに
より、帯電ローラ１３と感光体２との間或いはその近傍
における放電現象により生成された放電生成物（オゾン
やＮＯ_X等）は、帯電ローラ１３の近傍で光触媒物質１
７ａにより効率的に分解されることになる。その結果、
例えばオゾンが感光体２の表面を酸化して、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の表面に付着することも防止することがで
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の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。

【００６２】また、本実施の形態においてはクリーニン
グ装置７で感光体２表面に残留するトナーをブレード１
１により掻き落として除去するようにしているが、ＮＯ
_Xによる硝酸、硝酸塩が感光体２の表面に付着すること
が防止されることにより、ブレード１１の押し当て圧低
減によるブレード１１の寿命の長期化および劣化の防止
が図られるとともに、トナーの感光体２への固着がなく
なる。加えて、経時による感光体２の厚さの減少量が少
なくなり、プロセスコントロール負荷の低減、感光体２
の寿命の長期化が可能となる。

【００６３】なお、本実施の形態においては、帯電装置
３に帯電部材として帯電ローラ１３を設けたが、これに
限るものではなく、種々の変形例が考えられる。例え
ば、帯電ローラ１３に代えて、導電性部材である導電性
繊維の束をマトリックス状に並べた帯電ブラシ１８（図
６参照）を用いてその導電性繊維の束に光触媒物質１７
ａを配置するようにしても良いし、導電性部材で構成さ
れる帯電ブレード１９（図７参照）の表面若しくは表面
近くに光触媒物質１７ａを配置するようにしても良い。

【００６４】次に、本発明の第二の実施の形態を図８に
基づいて説明する。なお、本発明の第一の実施の形態に
おいて説明した部分と同一部分については同一符号を用
い、説明も省略する。本発明の第二の実施の形態は、第
一の実施の形態の構成に加え、帯電装置３にランプ２０
を備えた点でのみ異なるものである。

【００６５】ここで、図８は画像形成装置１の帯電装置
３付近を主体に示す構成図である。図８に示すように、
帯電装置３の帯電ローラ１３の近傍には、発光体である
ランプ２０が配設されている。このランプ２０は、光触
媒物質１７ａによる放電生成物の分解効率を向上させる
ために、光触媒物質１７ａを励起させる波長を含む光を
放射するものである。

【００６６】このようなランプ２０としては、光触媒物
質１７ａを励起させる波長を含む光を放射するものであ
れば良く、例えば光触媒物質１７ａとしてのｎ型半導体
が酸化チタンである場合には、３００〜４００ｎｍ程度
の波長が含まれていれば良い。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。

【００６７】また、ランプ２０の表面にｎ型半導体によ
る光触媒物質（図示せず）をコーティングすると、この
ランプ２０にコーティングされた光触媒物質が励起さ
れ、ランプ２０に接触した放電生成物（オゾンやＮＯ_X
等）を分解することもできる。

【００６８】このようにランプ２０を設けると、放電に
よる発光がない場合にも、ランプ２０の光で帯電ローラ
１３の光触媒物質１７ａを活性化して、放電生成物（オ
ゾンやＮＯ_X等）を分解することができ、放電生成物
（オゾンやＮＯ_X等）の分解効率を向上させることがで
きる。

【００６９】なお、本実施の形態のように、帯電ローラ
１３の近傍にランプ２０を設けた場合には、ランプ２０
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２０を点灯
させて、光照射し、放電生成物（オゾンやＮＯ_X等）の
分解を行うようにする。また、ランプ２０から照射した
光が感光体２に届かないような配置にすれば、どのタイ
ミングでランプ２０を点灯してもよい。画像形成処理を
行っている間、つまり、帯電装置３で放電が起きている
時、放電生成物（オゾンやＮＯ_X等）が最も多く生成さ
れる。よって、画像形成処理を行っている際にも、帯電
装置３のランプ２０を点灯して光照射を行えるようにす
るほうが好ましい。

【００７０】さらに、上述した構成では、ランプ２０を
帯電ローラ１３の近傍に配置したが、その配置場所が帯
電ローラ１３と感光体２との接触場所である放電場所の
近傍であれば、さらに効果的である。

【００７１】なお、本実施の形態においては、帯電装置
３に帯電部材として帯電ローラ１３を設けたが、これに
限るものではなく、帯電ローラ１３に代えて、前述した
帯電ブラシ１８や帯電ブレード１９を設けるようにして
も、帯電ローラ１３を設けた場合と同様の作用効果が得
られる。

【００７２】

【発明の効果】請求項１記載の発明の帯電部材によれ
ば、電子写真方式における潜像担持体の表面の一様帯電
に用いられ、前記潜像担持体に接触させて設けられる導
電性部材と、この導電性部材に配され、前記潜像担持体
の表面の一様帯電の際に生成される放電生成物を分解す
る光触媒物質と、を有し、潜像担持体と導電性部材とが
接触することによる放電現象の発光により光触媒物質を
活性化させることで放電生成物と反応させることによ
り、潜像担持体近傍で発生する放電生成物を効率的に分
解することができるので、放電生成物の量を低減するこ
とができ、異常画像の発生等の潜像担持体における悪影
響を防止することができるとともに、環境への悪影響を
抑制することができる。

【００７３】請求項２記載の発明によれば、請求項１記
載の帯電部材において、前記光触媒物質は、前記導電性
部材の表面に配設されることにより、放電生成物の分解
効率を向上させることができる。

【００７４】請求項３記載の発明によれば、請求項１ま
たは２記載の帯電部材において、前記光触媒物質が、ｎ
型半導体であることにより、光触媒物質としての分解効
率が高いｎ型半導体からなる光触媒物質を用いるので、
放電生成物の量をより低減化することができる。

【００７５】請求項４記載の発明によれば、請求項３記
載の帯電部材において、前記ｎ型半導体が、少なくとも
酸化チタンを含むことにより、ｎ型半導体の光触媒物質
で、一番安定して分解効率の良い酸化チタンを光触媒物
質として用いるので、さらに効率よく放電生成物の量を
低減化することができる。

【００７６】請求項５記載の発明によれば、請求項４記
載の帯電部材において、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により、結晶構
造にアナターゼ型構造を含む酸化チタンは分解効率が高
いので、反応効率、耐久性、安全性及び利用できる波長
域の点から好適となる。

【００７７】請求項６記載の発明の帯電装置によれば、
所定の電圧を印加する電源と、この電源に接続され、潜
像担持体の表面を一様に帯電させる請求項１ないし５の
いずれか一記載の帯電部材と、を備え、潜像担持体と導
電性部材とが接触することによる放電現象の発光により
光触媒物質を活性化させることで放電生成物と反応させ
ることにより、潜像担持体近傍で発生する放電生成物を
効率的に分解することができるので、放電生成物の量を
低減することができ、異常画像の発生等の潜像担持体に
おける悪影響を防止することができるとともに、環境へ
の悪影響を抑制することができる。

【００７８】請求項７記載の発明によれば、請求項６記
載の帯電装置において、前記帯電部材は、帯電ローラで
あることにより、簡易な構成で、放電生成物の量を低減
することができるので、異常画像の発生等の潜像担持体
における悪影響を防止することが可できるとともに、環
境への悪影響を抑制することができる。

【００７９】請求項８記載の発明によれば、請求項６記
載の帯電装置において、前記帯電部材は、帯電ブレード
であることにより、簡易な構成で、放電生成物の量を低
減することができるので、異常画像の発生等の潜像担持
体における悪影響を防止することができるとともに、環
境への悪影響を抑制することができる。

【００８０】請求項９記載の発明によれば、請求項６記
載の帯電装置において、前記帯電部材は、帯電ブラシで
あることにより、簡易な構成で、放電生成物の量を低減
することができるので、異常画像の発生等の潜像担持体
における悪影響を防止することができるとともに、環境
への悪影響を抑制することができる。

【００８１】請求項１０記載の発明によれば、請求項６
ないし９のいずれか一記載の帯電装置において、前記帯
電部材の近傍に紫外線照射可能な発光体を設けたことに
より、より放電生成物の分解効率を向上させることがで
きる。

【００８２】請求項１１記載の発明によれば、請求項６
ないし９のいずれか一記載の帯電装置において、前記帯
電部材と前記潜像担持体との接触による放電場所の近傍
に紫外線照射可能な発光体を設けたことにより、請求項
１０記載の発明以上に放電生成物の分解効率を向上させ
ることができる。

【００８３】請求項１２記載の発明によれば、請求項１
０または１１記載の帯電装置において、前記発光体は、
その発光表面に光触媒物質を含むことにより、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。

【００８４】請求項１３記載の発明によれば、請求項１
０ないし１２のいずれか一記載の帯電装置において、前
記発光体が照射する紫外線は、３００ｎｍ〜４００ｎｍ
の波長の光を含むことにより、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。

【００８５】請求項１４記載の発明の作像ユニットによ
れば、潜像担持体と、この潜像担持体の表面を一様に帯
電する請求項６ないし１３のいずれか一記載の帯電装置
と、前記潜像担持体に形成された静電潜像を現像する現
像装置と、を備え、帯電装置の帯電部材と潜像担持体と
の間或いはその近傍における放電現象により生成された
放電生成物を帯電部材の近傍で光触媒物質により効率的
に分解することにより、例えばオゾンが潜像担持体の表
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、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。さらに、ＮＯ_Xによる
硝酸、硝酸塩が潜像担持体の表面に付着することも防止
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。さらにまた、経時での硝酸や硝酸塩の付着が
発生しにくくなり、低湿環境での放電ムラを防止するこ
とができる。

【００８６】請求項１５記載の発明の画像形成装置によ
れば、潜像担持体と、この潜像担持体の表面を一様に帯
電する請求項６ないし１３のいずれか一記載の帯電装置
と、一様帯電後の前記潜像担持体を露光して静電潜像を
形成する光書込装置と、前記潜像担持体に形成された静
電潜像を現像する現像装置と、前記潜像担持体から記録
媒体に現像像を転写する転写装置と、前記記録媒体に転
写された前記現像像を定着する定着装置と、を備え、帯
電装置の帯電部材と潜像担持体との間或いはその近傍に
おける放電現象により生成された放電生成物を帯電部材
の近傍で光触媒物質により効率的に分解することによ
り、例えばオゾンが潜像担持体の表面を酸化して、画像
を悪化させることを防止することができ、また、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。さらに、ＮＯ_Xによる硝酸、硝酸塩が潜像
担持体の表面に付着することも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。さらにま
た、経時での硝酸や硝酸塩の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できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施の形態の画像形成装置の要
部構成図である。

【図２】画像形成装置の帯電装置付近を主体に示す構成
図である。

【図３】帯電ローラの構造を示す縦断側面図である。

【図４】帯電ローラの構造の別の一例を示す縦断側面図
である。

【図５】帯電ローラの構造のさらに別の一例を示す縦断
側面図である。

【図６】帯電部材に帯電ブレードを適用した変形例を示
す構成図である。

【図７】帯電部材に帯電ブラシを適用した変形例を示す
構成図である。

【図８】本発明の第二の実施の形態の画像形成装置の帯
電装置付近を主体に示す構成図である。

【図９】帯電電位と印加電圧との関係示すグラフであ
る。

【符号の説明】

１ 画像形成装置 ２ 潜像担持体 ３ 帯電装置 ４ 光書込装置 ５ 現像装置 ６ 転写装置 ８ 定着装置 １２ 作像ユニット １３ 帯電部材、帯電ローラ １４ 電源 １６ 導電性部材 １７ａ 光触媒物質 １８ 帯電部材、帯電ブラシ １９ 帯電部材、帯電ブレード ２０ 発光体 Ｐ 記録媒体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 杉浦 健治 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 CC04 CC05 CC06 3J103 AA02 AA14 AA33 AA51 BA46 FA18 FA30 GA02 GA52 HA03 HA04 HA05 HA11 HA20 HA31 HA60 4G069 AA03 BA04A BA04B BA48A CA01 CA10 CA13 CA16 DA05 EA11

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子写真方式における潜像担持体の表面
   の一様帯電に用いられ、前記潜像担持体に接触させて設
   けられる導電性部材と、 この導電性部材に配され、前記潜像担持体の表面の一様
   帯電の際に生成される放電生成物を分解する光触媒物質
   と、を有する帯電部材。
2. 【請求項２】 前記光触媒物質は、前記導電性部材の表
   面に配設される請求項１記載の帯電部材。
3. 【請求項３】 前記光触媒物質が、ｎ型半導体である請
   求項１または２記載の帯電部材。
4. 【請求項４】 前記ｎ型半導体が、少なくとも酸化チタ
   ンを含む請求項３記載の帯電部材。
5. 【請求項５】 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請求項４記載の帯電部材。
6. 【請求項６】 所定の電圧を印加する電源と、 この電源に接続され、潜像担持体の表面を一様に帯電さ
   せる請求項１ないし５のいずれか一記載の帯電部材と、
   を備える帯電装置。
7. 【請求項７】 前記帯電部材は、帯電ローラである請求
   項６記載の帯電装置。
8. 【請求項８】 前記帯電部材は、帯電ブレードである請
   求項６記載の帯電装置。
9. 【請求項９】 前記帯電部材は、帯電ブラシである請求
   項６記載の帯電装置。
10. 【請求項１０】前記帯電部材の近傍に紫外線照射可能な
    発光体を設けた請求項６ないし９のいずれか一記載の帯
    電装置。
11. 【請求項１１】前記帯電部材と前記潜像担持体との接触
    による放電場所の近傍に紫外線照射可能な発光体を設け
    た請求項６ないし９のいずれか一記載の帯電装置。
12. 【請求項１２】 前記発光体は、その発光表面に光触媒
    物質を含む請求項１０または１１記載の帯電装置。
13. 【請求項１３】 前記発光体が照射する紫外線は、３０
    ０ｎｍ〜４００ｎｍの波長の光を含む請求項１０ないし
    １２のいずれか一記載の帯電装置。
14. 【請求項１４】 潜像担持体と、 この潜像担持体の表面を一様に帯電する請求項６ないし
    １３のいずれか一記載の帯電装置と、 前記潜像担持体に形成された静電潜像を現像する現像装
    置と、を備える作像ユニット。
15. 【請求項１５】 潜像担持体と、 この潜像担持体の表面を一様に帯電する請求項６ないし
    １３のいずれか一記載の帯電装置と、 一様帯電後の前記潜像担持体を露光して静電潜像を形成
    する光書込装置と、 前記潜像担持体に形成された静電潜像を現像する現像装
    置と、 前記潜像担持体から記録媒体に現像像を転写する転写装
    置と、 前記記録媒体に転写された前記現像像を定着する定着装
    置と、を備える画像形成装置。