JP2008250289A - オゾン除去装置及びこれを備えた画像形成装置並びにオゾン除去方法 - Google Patents

Abstract

【課題】オゾン分解フィルタや加熱源などとは異なる新規のオゾン除去装置を提供する。
【解決手段】カラーレーザプリンタ１００は、筐体２０内に配された帯電ユニット１０３ａ〜１０３ｄなどによって発生するオゾンを筐体２０の外部へ排出するために、第１の排気ダクト２１を備えている。この第１の排気ダクト２１には、オゾンガス処理用触媒型ハニカムフィルタ２０５と、雰囲気中にマイナスイオンを発生させるイオン放出ユニット２０３とが設けられている。第１の排気ダクト２１内に流入した気体に含まれるオゾンガス成分の大部分は、オゾンガス処理用触媒型ハニカムフィルタ２０５によって分解及び／又は吸着され、さらに、残余のオゾンガス成分がイオン放出ユニット２０３により発生したマイナスイオンによって分解される。
【選択図】図１

Description

本発明は、雰囲気中のオゾンを除去するオゾン除去装置及びオゾン除去方法、並びに上記オゾン除去装置を備えた画像形成装置に関するものである。

電子写真プロセスを用いた画像形成装置では、感光体ドラムなどの像担持体を帯電するプロセスと、像担持体上のトナー像を記録用紙や中間転写ベルトに転写するプロセスとが必要不可欠である。これらのプロセスに用いられる帯電器及び転写器として、ローラ形状やブラシ形状の接触タイプのものが採用されることがあるが、ローラ形状やブラシ形状の帯電器及び転写器は、像担持体や中間転写ベルトなどに接触するため、像担持体や中間転写ベルトの磨耗劣化を引き起こす。そのため、近年では、接触タイプの帯電器や転写器などは比較的低速な電子写真プロセスにしか採用されず、高速な電子写真プロセスではコロナ帯電器（スコロトロンチャージャ方式など）が採用されている。

コロナ帯電器は、高速な電子写真プロセスに適している反面、その機構上オゾンの発生が避けられない。コロナ帯電器により画像形成装置内で高濃度のオゾンが発生すると、像担持体の表面にオゾンによる生成物（ＮＯｘなど）が付着することによって、像担持体の電荷が拡散していわゆる画像ボケと称される画像乱れが発生することがある。

これを防止するため、一般的な画像形成装置には、装置内部のオゾンを排気用ファンにより強制的に装置外部へ排出する排気ダクトが設けられている。さらに、そのオゾン排出用の排気ダクト内にオゾン分解フィルタを設けることにより、画像形成装置の外部へ排出されるオゾンの濃度を下げるようにしたものもある。

このオゾン分解フィルタは、電子写真プロセスを用いる画像形成装置に限らず、粉塵用の静電式空気清浄装置、オゾンの酸化力を利用した酸化装置における廃オゾン処理装置、オゾンの殺菌効果を利用した青果物の保存装置などにも利用されている。

また、上述したオゾン分解フィルタ以外にも、特許文献１では、オゾン排出用の排気ダクト内に加熱源を設けオゾンを熱分解する技術が提案されている。
特開平２−４２４６２号公報（平成２年２月１３日公開）

しかしながら、上述した従来のオゾン除去技術は、下記の問題を有している。

まず、オゾン分解フィルタを使用する場合は、フィルタのオゾン分解能が時間とともに低下するため、定期的にフィルタを交換しなければならず、その際に費用が発生する。また、フィルタの交換の際に、ユーザが装置を分解したり、サービスマンを呼んだりする必要が有り、手間がかかる。

一方、加熱源を使用する場合は、最低でも１００℃以上に昇温させる必要がある。一例を挙げると、転写紙を１枚出力する間にオゾンを約５０％分解させるには、１２０〜１５０℃まで昇温させる必要がある。このような昇温には大きな電力が必要となり、電力消費に伴う費用負担が大きい。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、オゾン分解フィルタや加熱源などとは異なる新規のオゾン除去装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係るオゾン除去装置は、オゾンを含む雰囲気中にマイナスイオンを放出するイオン放出部を備えていることを特徴とする。

本願発明者らは、オゾン除去方法について鋭意検討を行った結果、作用機序は定かではないものの、雰囲気中に放出されたマイナスイオンに、オゾンの低減効果があることを見出した。上記構成によれば、イオン放出部によって雰囲気中にマイナスイオンが放出されるとともに、放出されたマイナスイオンによってオゾン濃度が低下する。従って、オゾンの除去を行うことができる。

ここで、上記構成によれば、オゾンの除去にオゾン処理フィルタを用いる必要がないため、フィルタの交換を行う必要がなく、ユーザの手間を軽減することができる。また、熱分解のために大きな電力を必要とすることもないので、電力消費を抑制することができる。

また、上記イオン放出部は、電極針と、該電極針に負の電位を付与する電源とを有しているものであってもよい。

上記構成によれば、電源によって電極針に負の電位が付与された結果、電極針の近傍の雰囲気中にマイナスイオンが発生する。ここで、マイナスイオンの発生量は、電源が印加する電圧の大きさ（電極針の電位の大きさ）に依存する。よって、電源の電圧を適切な値にすることにより、オゾンの除去に十分な量のマイナスイオンを安定的に発生させることができる。

また、本発明に係るオゾン除去装置は、上記構成に加え、上記イオン放出部近傍で上記オゾンが通過する領域に電界を発生させる電界形成部を備えていてもよい。

上記構成によると、電界形成部により、イオン放出部の近傍で上記オゾンが通過する領域に電界を発生することで、更なるオゾン削減効果が得られる。

また、本発明に係るオゾン除去装置では、上記構成に加え、上記電界形成部と上記イオン発生部とは一方向に流れる気流の流路に配置され、上記電界形成部は、上記イオン発生部よりも気流の下流側に配されるのが好ましい。電界形成部を、イオン発生部よりも気流の下流側に位置すると、上流側に位置するよりも、オゾン削減効果が得られるからである。具体的には、電界形成部を、イオン発生部よりも気流の下流側に位置することで、電界領域でマイナスイオンとオゾンが反応して、酸素分子の解離を促進し、オゾン削減を効果的に行うことができる。一方、上流側に位置すると、電界領域ではマイナスイオンが少なく、オゾン削減にならない。

本発明に係る画像形成装置は、記録媒体に対してオゾンの発生を伴う方式で画像形成を行う画像形成部と、上記画像形成部を覆う筐体と、上記筐体内に配された、上述した何れかのオゾン除去装置とを備えていることを特徴とする。

画像形成装置の中には、例えばコロナ帯電器を備えた電子写真方式のものなど、オゾンの発生を伴う方式で画像形成を行うものがある。ここで大量のオゾンが発生すると、画像形成に問題が生じる場合がある。例えば、電子写真方式の画像形成装置内で高濃度のオゾンが発生すると、感光体の表面にオゾンによる生成物（ＮＯｘなど）が付着することによって、感光体の電荷が拡散していわゆる画像ボケと称される画像乱れが発生することがある。

しかしながら、本発明の上記構成によれば、画像形成装置の筐体内に上述したオゾン除去装置が設けられているので、画像形成部から発生したオゾンを除去することができる。従って、オゾンの発生に伴う様々な悪影響を防止することができる。

また、上記画像形成装置は、上記筐体内の気体を外部へ排出する排気ダクトをさらに備え、上記オゾン除去装置は、上記排気ダクト内に設けられていることが好ましい。

上記構成によれば、排気ダクトによって筐体内のオゾンが筐体外へ排出されるので、筐体内のオゾン濃度を低下させることができる。また、排気ダクト内には上述したオゾン除去装置が設けられているので、排気ダクトから筐体外へ排出される排気中のオゾン濃度を低減させることができる。これにより、画像形成装置の周囲に発生する異臭などを抑制することができる。また、画像形成装置が例えば狭い部屋などに設置されている場合、一旦排出された排気が再び筐体内に還流することもあるが、このような場合でも、排気時にイオン放出部でオゾンを除去することによって、筐体内のオゾン濃度が上昇するのを防止することができる。

また、画像形成装置は、上記排気ダクト内に配されたオゾンを分解及び／又は吸着するためのオゾン処理フィルタをさらに備えていることが好ましい。

上記構成によれば、オゾン除去装置に加えオゾン処理フィルタが備わっているため、オゾンの除去量が大幅に向上する。また、オゾン処理フィルタのみでオゾンを除去する従来の構成とは異なり、イオン放出ユニットもオゾンの除去を行うので、オゾン処理フィルタの寿命が長くなり、フィルタの交換回数を減らすことができる。

なお、上記オゾン処理フィルタは、上記排気ダクト内において、上記オゾン除去装置よりも排気方向上流側に配されていることが好ましい。

上記構成によれば、オゾン処理フィルタによって大部分のオゾンが分解及び／又は吸着された後、残存オゾンがオゾン除去装置によって除去されるので、オゾンの除去効果を大幅に向上させることができる。

また、上記オゾン除去装置は、オゾン濃度が０．１ｐｐｍ以下となる雰囲気中に配されていることが好ましい。

後述する実験において示すように、オゾン除去装置は、オゾン濃度があまり高くない雰囲気中に配置された場合の方が、オゾンの除去率が高くなる。従って、上記構成によれば、効率よくオゾンを除去することができる。

また、上記課題を解決するために、本発明に係るオゾン除去方法は、気体中のオゾンを除去するためのオゾン除去方法であって、上記気体にマイナスイオンを放出するイオン放出工程を含んでいることを特徴とする。

本願発明者らは、オゾン除去方法について鋭意検討を行った結果、原因は定かではないものの、雰囲気中に放出されたマイナスイオンに、オゾンの低減効果があることを見出した。上記方法によれば、イオン放出工程によって気体中にマイナスイオンが放出されるので、放出されたマイナスイオンによって気体中のオゾン濃度が低下する。従って、オゾンの除去を行うことができる。

また、上記オゾン除去方法は、さらに、上記マイナスイオンが放出される領域で、上記オゾンが通過する領域に電界を発生する電界発生工程を含んでいてもよい。

また、上記オゾン除去方法は、上記マイナスイオン放出工程の前に、オゾンを分解及び／又は吸着するためのオゾン処理フィルタに上記気体を通すフィルタ処理工程をさらに含んでいることが好ましい。

上記構成によれば、フィルタ処理工程によって大部分のオゾンが分解及び／又は吸着された後の残存オゾンに対してマイナスイオンによるオゾンの除去が行われるので、オゾンの除去効果を大幅に向上させることができる。

以上のように、本発明に係るオゾン除去装置は、オゾンを含む雰囲気中にマイナスイオンを放出するイオン放出部を備えた構成となっている。また、本発明に係るオゾン除去方法は、オゾンを含む気体にマイナスイオンを放出するマイナスイオン放出工程を含んだ構成となっている。

従って、上述したように、オゾンを除去することができるという効果を奏する。

〔実施形態１〕
本発明の一実施形態について図１から図５に基づいて説明すると以下の通りである。本実施形態では、本発明に係るオゾン除去装置を画像形成装置であるカラーレーザプリンタに適用した場合について説明する。

図２は、本発明の一実施形態を示すものであり、カラーレーザプリンタ（画像形成装置）１００の概略構造を示す縦断面図である。本実施形態のカラーレーザプリンタ１００は、図２に示すように、光学系ユニットＥ、４組の可視像形成ユニットｐａ・ｐｂ・ｐｃ・ｐｄ、中間転写ベルト１１、二次転写ユニット１４、定着ユニット１５、内部給紙ユニット１６、手差し給紙ユニット１７及びこれらの部材を収容する筐体２０を備えている。

可視像形成ユニットｐａは、感光体１０１ａ、帯電ユニット１０３ａ、現像ユニット１０２ａ、クリーニングユニット１０４ａ、一次転写ユニット１３ａを有している。感光体１０１ａはトナー像担持体であり、この周囲に、帯電ユニット１０３ａ、現像ユニット１０２ａ、クリーニングユニット１０４ａが配置される。また、一次転写ユニット１３ａは、中間転写ベルト１１を介して感光体１０１ａに圧接して配置されている。他の３組の可視像形成ユニットｐｂ・ｐｃ・ｐｄも可視像形成ユニットｐａと同様の構成であり、各ユニットの現像ユニットにはイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色トナーが収容されている。

光学系ユニットＥは、光源４及び複数のミラーなどを備え、光源４からの光を感光体１０１ａ・１０１ｂ・１０１ｃ・１０１ｄのそれぞれに照射する。中間転写ベルト１１は、テンションローラ１１ａ・１１ｂによりたわむことなく張架され、この中間転写ベルト１１のテンションローラ１１ｂ側には廃トナーＢＯＸ１２が、また、テンションローラ１１ａ側には二次転写ユニット１４が当接して配置されている。

定着ユニット１５は、二次転写ユニット１４の下流に配置されている。定着ユニット１５は、加熱ローラ１５ａ及び加圧ローラ１５ｂを有し、これら２つのローラが図示しない加圧手段により所定の圧力で圧接されている。

カラーレーザプリンタ１００による画像形成の工程は次のようになる。まず、感光体１０１ａ表面を帯電ユニット１０３ａが一様に帯電した後、帯電した感光体１０１ａの表面を光学系ユニットＥが画像情報に応じてレーザー露光して静電潜像を形成する。続いて、現像ユニット１０２ａが感光体１０１ａ上の静電潜像をトナーによって現像し、顕像化により得られたトナー像をトナーとは逆極性のバイアス電圧が印加された一次転写ユニット１３ａが中間転写ベルト１１上に転写する。その結果、一次転写ユニット１３ａには、ブラックのトナー像が転写される。また、イエロー、シアン、マゼンタのトナー像も、他の３組の可視像形成ユニットｐｂ・ｐｃ・ｐｄによって同様に中間転写ベルト１１上に転写される。

中間転写ベルト１１上のトナー像は二次転写ユニット１４まで搬送され、別途、内部給紙ユニット１６の給紙ローラ１６ａまたは手差し給紙ユニット１７の給紙ローラ１７ａから給紙された記録紙に対して、トナーとは逆極性のバイアス電圧が印加されることにより転写される。記録紙上のトナー像は定着ユニット１５に搬送され、加熱ローラ１５ａにより十分に加熱されて記録紙上に融着し、外部へ排出される。

ところで、本実施形態のカラーレーザプリンタ１００では、帯電ユニット１０３ａとして、スコロトロンチャージャ方式の帯電器を採用している。これにより、少なくとも４組の可視像形成ユニットｐａ・ｐｂ・ｐｃ・ｐｄ周辺からオゾンガス成分が発生するため、オゾンガス成分を排出するために、筐体２０の側部の開口部に連通する第１の排気ダクト（排気ダクト）２１が設けられている。

また、定着ユニット１５などからは、揮発性成分ガスや熱などが発生するので、これら揮発性成分ガスや熱を排出するために、定着ユニット１５近傍には、筐体２０の上部の開口部に連通する別の第２の排気ダクト２２が設けられている。

図３は、カラーレーザプリンタ１００の筐体２０内部に設けられた排気ダクトの構成を示す模式図である。第２の排気ダクト２２の内部には、図示しない排気ファンが設けられ、さらに、図３に示すように、ＶＯＣ（Volatile Organic Compounds：揮発性有機化合物）ガス処理用活性炭ハニカムフィルタ２０４も設置されている。これにより、第２の排気ダクト２２には、定着ユニット１５などから生じた揮発性ガス成分及び熱を含む気体２０１が流入するとともに、気体中の揮発性ガス成分がＶＯＣガス処理用活性炭ハニカムフィルタ２０４によって分解及び／又は吸着される。そして、揮発性ガス成分が除去された残りのガス成分と熱などが筐体２０外部へと排出される。

一方、第１の排気ダクト２１の内部にも、第２の排気ダクト２２と同様に、排気ファンが設けられている。そして、第１の排気ダクト２１の内部には、さらに、オゾンガス処理用触媒型ハニカムフィルタ（オゾン処理フィルタ）２０５とイオン放出ユニット（イオン発生部）２０３とが設置されている。

図１は、第１の排気ダクト２１の詳細な構成を示す断面図である。図１に示すように、第１の排気ダクト２１の両端は、筐体２０と、筐体２０内に設けられた支持部材２３とによって支持されている。そして、第１の排気ダクト２１の内部には、排気ファン２０６、オゾンガス処理用触媒型ハニカムフィルタ２０５、およびイオン放出ユニット２０３が、排気方向上流側（支持部材２３側）からこの順番で配置されている。

オゾンガス処理用触媒型ハニカムフィルタ２０５は、オゾンガスを分解及び／又は吸着するものであればよく、例えば高純度活性炭素材または非貴金属系触媒をハニカム形状に成形したものを用いることができる。もちろん、高純度活性炭素材と非金属系触媒との双方を含むものであってもよい。このようなオゾンガス処理用触媒型ハニカムフィルタ２０５として、例えば神鋼アクテック株式会社から市販されているオゾン分解用フィルタ（http://www.shinko-actec.co.jp/filter/ozone.html）を用いてもよい。一方、イオン放出ユニット２０３は、雰囲気中にマイナスイオンを放出するものである。

本実施形態のカラーレーザプリンタ１００では、オゾンガス処理用触媒型ハニカムフィルタ２０５に加え、イオン放出ユニット２０３もオゾンの除去に用いられる点が特徴的構成となっている。つまり、本実施形態では、本発明に係るオゾン除去装置は、少なくとも、イオン放出ユニット２０３が含まれてなる。排気ファン２０６によって第１の排気ダクト２１内に流入したオゾンガス成分２０２は、まず、オゾンガス処理用触媒型ハニカムフィルタ２０５によって、その大部分が処理される。具体的には、オゾンガス成分がハニカムフィルタ２０５に吸着されたり、オゾンガス処理用触媒型ハニカムフィルタ２０５の触媒作用によって他の物質に変化したりする。次に、オゾンガス処理用触媒型ハニカムフィルタ２０５によって処理されなかった残りのオゾンガス成分が、イオン放出ユニット２０３の放出するマイナスイオンの作用により、他の物質へと変化する。

イオン放出ユニット２０３としては、一定量のマイナスイオンを安定して発生させられることに加え、マイナスイオン発生時にオゾンがほとんど発生しないことが必要とされるが、これらの要件が充たされるならば、どのような形態のものでも使用可能である。図４は、本実施形態のイオン放出ユニット２０３の構成を示す模式図である。本実施形態では、図４に示すように、イオン放出ユニット２０３が金属製の針形状部材（電極針）２１０と電源２１１とを備えている。電源２１１は、負極が針形状部材２１０に接続される一方、正極がアース接続されている。これにより、金属製の針形状部材２１０には負の電位が付与される。

針形状部材２１０は、棒形状の金属部材の先端を鋭利に尖るように加工することによって作製することができ、電極針として機能する。針形状部材２１０は、導電性及び耐久性を有していればよいため、素材としては鉄、ＳＵＳ、金、銀、銅、又はタングステンなどを用いることができる。これらの素材のうち、タングステンは、錆びることがなく、電圧による針先の形状変化を起こしにくいことから好ましい。

この針形状部材２１０を電極針として電源２１１が電圧を印加することにより、針形状部材２１０の針先に電界が集中し、針先近傍の空気をイオン化する。ここで、針形状部材２１０に正の電位を付与すればプラスイオンが、また、負の電位を付与すればマイナスイオンが発生するが、本実施形態では、針形状部材２１０に負の電位を付与するので、マイナスイオンが発生する。このとき、マイナスイオンは針形状部材２１０の針周辺の空気成分（主にＮ_２とＯ_２）を元に発生するが、Ｏ_２よりもＮ_２の方がエネルギー的に安定なため、マイナスイオンの主成分はＯ_２ ⁻であると考えられる。

なお、電源２１１の印加電圧が大きすぎると、針先で大きな放電が生じ、イオン発生と同時に大量のオゾンが生成されてしまう。その上、針形状部材２１０の針先が丸く鈍ってしまう形状変化が生じたり、針先に放電生成物が付着したりして、イオン放出量の低下をもたらしてしまう。よって、電源２１１の印加電圧は、放電が生じない程度に小さいことが好ましい。

本実施形態では、針形状部材２１０として、尖端の曲率半径が５０μｍ程度でタングステン製のものを用い、電源２１１の印加電圧を１０ｋＶとしている。これにより、針形状部材２１０の電位は−１０ｋＶとなり、針先近傍からマイナスイオンが発生する。

なお、本実施形態では、針形状部材２１０の形状として、図４に示すように円錐状のものを用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、図５に示すように、棒状の金属部材を斜めにカットしたものを用いてもよい。このような形状の針形状部材２１０’を用いても、上述した針形状部材２１０と同様の効果を得ることができる。

上記のイオン放出ユニット２０３が実際に雰囲気中のオゾンガス成分を減少させる作用を有していることは後述する実験により明らかであるが、理論的には以下の理由によるものと推察される。

可視像形成ユニット内でオゾンが発生するプロセスは、次の（１）〜（３）式
Ｏ_２＋ｅ→Ｏ_２ ^＋＋２ｅ …（１）
Ｏ_２＋ｅ→２Ｏ＋ｅ …（２）
Ｏ_２＋Ｏ＋Ｍ→Ｏ_３＋Ｍ …（３）
（Ｍ：周辺に存在する触媒金属でもＯ_２でもよい）
に示す工程による（静電気学会誌、第２５巻、第２号、２００１年、第１０１頁−第１０４頁）。まず、大気中の酸素分子に電子が衝突して酸素分子の電離が起こる（式（１））。次に、ここで発生した電子が新たな酸素分子に衝突して酸素分子の解離が起こり（式（２））、解離した酸素原子と酸素分子によりオゾンが生成される（式（３））。このプロセスが繰り返されオゾンが次々と発生する。

一方、オゾンの分解に関しては、次の式（４）
Ｏ_３＋ｅ→Ｏ_２＋Ｏ＋ｅ …（４）
のように、オゾン分子に電子が衝突することにより、酸素分子と酸素原子に分解されると推測される。

ここで、酸素分子の電離時のエネルギーが１１８１ｋＪ／ｍｏｌ、酸素分子の解離時のエネルギーが４９３．６ｋＪ／ｍｏｌと比較的大きいのに対し、オゾン分子の解離時のエネルギーは１０２ｋＪ／ｍｏｌと小さい。従って、式（４）における電子ｅの役割を、イオン放出ユニット２０３によって発生したマイナスイオンが担うことは比較的容易であると考えられ、このことから、イオン放出ユニット２０３の発生させるマイナスイオンにより、オゾンの分解を行うことは十分可能と思われる。

なお、本実施形態では、オゾンを分解するためのイオン放出ユニット２０３をカラー画像形成装置であるカラーレーザプリンタに備えた構成について説明したが、イオン放出ユニット２０３の適用先は、カラー画像形成装置に限定されない。上述したイオン放出ユニット２０３が、モノクロレーザプリンタ等のモノクロ画像形成装置にも適用できることは言うまでもなく、電子写真方式以外の、例えばイオンフロー方式の画像形成装置に適用することも可能である。

また、イオン放出ユニット２０３は、画像形成装置以外にも、粉塵用の静電式空気清浄装置、オゾンの酸化力を利用した酸化装置（例えば、工業用工場などで発生する有害物質の酸化分解や、薄膜トランジスタに必要な絶縁膜であるＳｉＯ_２膜の製造過程などに用いられる）から排出される廃オゾンの処理装置、オゾンの殺菌効果を利用した青果物の保存装置（例えば冷蔵庫など）にも適用することができる。

つまり、本実施形態のイオン放出ユニット２０３は、オゾンの除去を目的として、多種多様な装置に設けることができる。

〔実施形態２〕
本発明における他の実施形態について図８及び図９に基づいて説明すると以下の通りである。なお、説明の便宜上、前記実施形態１にて説明した構成と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。本実施形態でも、本発明に係るオゾン除去装置を画像形成装置であるカラーレーザプリンタに適用した場合について説明する。

図９に示すように、本実施形態のカラーレーザプリンタ１００’は基本的に実施形態１のカラーレーザプリンと同じ構造であるが、第１の排気ダクト２１に代えて、第１の排気ダクト２１’が設けられている。この第１の排気ダクト２１’内では、図８に示すように、イオン放出ユニット２０３の下流に、電界形成ユニット２０７が電界を発生させるように配置されている点が、第１の排気ダクト２１と異なっている点である。これ以外の本実施形態のカラーレーザプリンタ１００’の構成は、実施形態１のカラーレーザプリンタ１００と同様である。

図８は、第１の排気ダクト２１’の詳細な構成を示す断面図である。図８に示すように、第１の排気ダクト２１’の両端は、筐体２０と、筐体２０内に設けられた支持部材２３とによって支持されている。そして、第１の排気ダクト２１’の内部には、排気ファン２０６、オゾンガス処理用触媒型ハニカムフィルタ２０５、イオン放出ユニット２０３、および電界形成ユニット２０７が、排気方向上流側（支持部材２３側）からこの順番で配置されている。本実施形態のカラーレーザプリンタでは、イオン放出ユニット２０３の下流側に電界形成ユニット２０７が配置されている点が特徴的構成となっている。本実施形態では、本発明に係るオゾン除去装置は、少なくとも、イオン放出ユニット２０３および電界形成ユニット２０７が含まれてなる。

電界形成ユニット２０７としては、安定した一様な電界を形成することが必要とされるが、この要件が充たされるならば、どのような形態のものでも可能である。なお、本実施形態では、イオン放出ユニット２０３の下流に、電界形成ユニット２０７が、オゾンが流れる方向と垂直する方向の電界を発生させるように配置されている。

本実施形態では、電界形成ユニット２０７は一定距離間隔を設けた導電性部材からなり、この導電性部材間に電位差を設けることで電界を形成した。具体的には、導電性部材として、導電性平面プレート２０７１，２０７２を使用し、第１の排気ダクト２１のお互いに向かい合う壁面に設置し、導電性平面プレート２０７１，２０７２間の距離を一定にした。導電性平面プレート２０７１，２０７２の材料の条件としては、導電性であることと、長期間の形状保持が可能であることが必要である。例えば、主に金属類であるＳＵＳ、鉄、金、銀、銅などを用いて形成することができる。また、有機系導電性材料も使用可能であるが、抵抗が比較的高い場合は通電による発熱が生じるため、形状変化して一定距離を保つことができなくなり一様な電界形成が困難になる場合があるため、できるだけ抵抗が小さい材料を選ぶのが好ましい。本実施形態では、導電性平面プレート２０７１，２０７２として、錆びることなく、形状変化を起こしにくいＳＵＳを使用した。そして、一方の導電性平面プレート２０７１にマイナスの電位を設け、他方の導電性平面プレート２０７２にグランド接続することにより電界形成を行う。

マイナスイオンを放出することにより実施形態１で上記したのと同様オゾン削減効果が得られるが、本実施形態では、さらにイオン放出ユニット２０３の近傍に電界を発生させることで、さらなるオゾン削減効果が得られる。イオン放出ユニット２０３および電界形成ユニット２０７が、電界形成とマイナスイオンの発生とにより、実際に雰囲気中のオゾンガス成分を減少（分解）させる作用を有していることは後述する実験により明らかである。

〔実施例１〕
上述した実施形態１のカラーレーザプリンタ１００を用い、イオン放出ユニット２０３によるオゾン分解効果を以下の実験によって検証した。

（実験１）
まず、上述したイオン放出ユニット２０３の性能を評価するために、マイナスイオンの放出量を佐藤商事社製のイオン測定器ＡＩＣ−２０００を用いて測定した。その結果、針先から６０ｃｍ以上離れた位置でも２０００万個／ｃｃのイオンが安定して放出されていることが確認された。また、同様に、荏原実業社製ＥＧ−２００１Ｆ（紫外線吸収方式）を用いてオゾン発生量を測定すると、オゾン濃度は０．００１ｐｐｍ以下であることが確認された。

以上のことから、実施形態のイオン放出ユニット２０３は、一定量のマイナスイオンを安定して発生させることができ、かつ、マイナスイオン発生時にオゾンがほとんど発生しないことが確認された。

（実験２）
続いて、上述したカラーレーザプリンタ１００からオゾンガス処理用触媒型ハニカムフィルタ２０５を取り除き、イオン放出ユニット２０３のみでオゾンガス成分を除去するようにしたカラーレーザプリンタ１００’を約９ｍ^３の密室のチャンバ内に設置し、両面印字を連続して１５分行ったときのチャンバ内のオゾン濃度の変化を測定した。オゾン濃度の測定には、荏原実業社製ＥＧ−２００１Ｆ（紫外線吸収方式）を用いた。

なお、イオン放出ユニット２０３では、排気ファン２０６の稼動時（印字中はもちろんのこと、印字前後のウォームアップ及びクールダウン時）に電圧印加を行いマイナスイオン放出させた。

また、比較例として、イオン放出ユニット２０３を動作させずマイナスイオンを放出させなかった場合についても測定を行った。本実験では上記の測定を２回ずつ行った。

図６は、本実験の結果を示す図である。図６のグラフにおいて、実線はマイナスイオンを発生させなかった場合の結果を示し、点線はマイナスイオンを発生させた場合の結果を示す。図６に示すように、１回目及び２回目の双方とも、イオン放出ユニット２０３を動作させた場合には、動作させない場合に比べて、各時点でのチャンバ内のオゾン濃度が低下した。このことから、イオン放出ユニット２０３から放出されるマイナスイオンには、オゾン濃度を低減させる効果があることが検証された。

（実験３）
次に、オゾンガス処理用触媒型ハニカムフィルタ２０５およびイオン放出ユニット２０３の双方を有するカラーレーザプリンタ１００を用意し、イオン放出ユニット２０３を動作させた状態で、上述した実験１と同一の条件でチャンバ内のオゾン濃度の変化を測定した。

また、比較例として、イオン放出ユニット２０３を動作させずマイナスイオンを放出させなかった場合についても測定を行った。

図７は、本実験の結果を示す図である。図７のグラフにおいて、実線はマイナスイオンを発生させなかった場合の結果を示し、点線はマイナスイオンを発生させた場合の結果を示す。図７に示すように、イオン放出ユニット２０３を動作させた場合には、動作させない場合に比べて、各時点でのチャンバ内のオゾン濃度が半分程度に低下した。このことから、イオン放出ユニット２０３から放出されるマイナスイオンには、オゾン濃度を低減させる効果があることが実験２と同様に検証された。

さらに、オゾンガス処理用触媒型ハニカムフィルタ２０５を用いなかった場合には、上述した実験２の結果（図６）に示されるように、１５分の時点でのオゾン濃度が０．３ｐｐｍを超えたのに対して、オゾンガス処理用触媒型ハニカムフィルタ２０５を用いた場合には、１５分の時点でのオゾン濃度を約０．０１５ｐｐｍに抑制することができた。このことから、オゾンの除去に、オゾンガス処理用触媒型ハニカムフィルタ２０５とイオン放出ユニット２０３とを組み合わせて用いることが特に有効であることが示された。

ところで、上述した実験２では、オゾンガス処理用触媒型ハニカムフィルタ２０５が用いられていないことから、イオン放出ユニット２０３がオゾン濃度の高い雰囲気中に配された状態となっている。一方、本実験では、オゾンガス処理用触媒型ハニカムフィルタ２０５が用いられていることから、イオン放出ユニット２０３は、オゾン濃度が比較的低い雰囲気中に配された状態となっている。ここで、上述した実験２の結果（図６）と本実験の結果（図７）とを比較すると、オゾン濃度が比較的低い雰囲気中にイオン放出ユニット２０３が配置された本実験の構成の方が、実験２の構成に比べて、オゾンの除去率が高いことが分かる。従って、イオン放出ユニット２０３が配置される環境中のオゾン濃度はあまり高くないことが好ましく、具体的には、０．１ｐｐｍ以下程度であることが好ましい。

〔実施例２〕
上述した実施形態２のカラーレーザプリンタ１００’を用い、イオン放出ユニット２０３および電界形成ユニット２０７によるオゾン分解効果を、以下の実験にて検証した。

（実験５）
上述したオゾンガス処理用触媒型ハニカムフィルタ２０５、イオン放出ユニット２０３、および電界形成ユニット２０７を有するカラーレーザプリンタ１００’を約９ｍ^３の密室のチャンバ内に設置し、両面印字を連続して１５分行ったときのチャンバ内のオゾン濃度の変化を測定した。オゾン濃度の測定には、荏原実業社製ＥＧ−２００１Ｆ（紫外線吸収方式）を用いた。

ここで、イオン放出ユニット２０３では、排気ファン２０６の稼動時（印字中はもちろんのこと、印字前後のウォームアップ及びクールダウン時）に、−１０ｋＶの電圧印加を行いマイナスイオン放出させた。さらに、電界形成ユニット２０７はイオン放出ユニット２０３稼動時と同期して電界（０．６ＭＶ／ｍ）形成を行った。

図１０は、本実験の結果のグラフを示す図である。なお、本実験の結果（イオン放出＋電界あり）と比較しやすいように、図１０のグラフ中に、実験３の結果（イオン放出有り）と実験３での比較例の結果（イオン放出なし）とを、書き込んでいる。

図１０に示すように、電界形成せずにイオン放出した場合のオゾン発生量は、イオン放出しない場合のオゾン発生量の約半分となっており、さらに、電界（０．６ＭＶ／ｍ）形成しイオン放出した場合のオゾン発生量が、電界形成せずにイオン放出した場合のオゾン発生量よりも、２０％程度少なくなることがわかる。

なお、イオン放出ユニット２０３の上流に電界形成ユニット２０７を配置して上記と同様の実験を行ったところ、イオン放出ユニット２０３のみを配置したときの、つまり、実験３のときの、オゾン削減効果と変わらなかった。このような結果となったのは、本実施例のようにイオン放出ユニット２０３の下流側に電界形成ユニット２０７を配置することで、電界領域でマイナスイオンとオゾンが反応して、酸素分子の解離を促進するからであると考えられる。また、電界形成ユニット２０７を上流側に配置すると電界領域でのマイナスイオンが少ないため、活性化できないことによると考えられる。

（実験６）
実験条件は実験５と同様にし、電界ユニと２０７で形成する電界の大きさのみを変化させて、オゾン濃度の測定を行った。その結果を図１１に示す。図１１に示すように、形成する電界が大きくなるに従い、オゾン発生量が少なくなった。また、０．６ＭＶ／ｍを閾値とし、これ以上の大きな電界を形成しても効果は変わらないことがわかった。

実験５および実験６の結果より、電界の形成とマイナスイオンの発生とによりオゾン量をより効果的に削減（分解）でき、また、オゾンの削減量は、形成する電界の大きさを大きくすることにより顕著になるが、０．６ＭＶ／ｍより大きな電界ではオゾンの削減効果は、０．６ＭＶ／ｍとほとんど変わらない、ということがわかった。

本発明は上述した各実施形態及び各実施例に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明によれば、雰囲気中のオゾンを除去することができるので、オゾンの除去が必要な各種装置に適用することができる。例えば、画像形成装置、粉塵用の静電式空気清浄装置、オゾンの酸化力利用した酸化装置の廃オゾン処理装置、オゾンの殺菌効果を利用した青果物の保存装置等に利用することができる。

本発明の一実施形態を示すものであり、カラーレーザプリンタに設けられた第１の排気ダクトの構成を示す断面図である。 本発明の一実施形態を示すものであり、カラーレーザプリンタの概略構造を示す断面図である。 本発明の一実施形態を示すものであり、カラーレーザプリンタに設けられた排気ダクトの構成を示す模式図である。 本発明の一実施形態を示すものであり、イオン放出ユニットの構成を示す模式図である。 本発明の一実施形態を示すものであり、イオン放出ユニットの別の構成を示す模式図である。 イオン放出ユニットによるオゾン除去効果を示す図である。 イオン放出ユニットとオゾンガス処理用触媒型ハニカムフィルタとの組み合わせによるオゾン除去効果を示す図である。 本発明の他の実施形態を示すものであり、カラーレーザプリンタに設けられた第１の排気ダクトの構成を示す断面図である。 本発明の他の実施形態を示すものであり、カラーレーザプリンタの概略構造を示す断面図である。 イオン放出ユニットおよび電界形成ユニットによるオゾン除去効果を示す図である。 電界形成ユニットが形成する電界の大きさを変化させた場合の、イオン放出ユニットおよび電界形成ユニットによるオゾン除去効果を示す図である。

符号の説明

１１ 中間転写ベルト
１３ａ 一次転写ユニット
１４ 二次転写ユニット
１５ 定着ユニット
１６ 内部給紙ユニット
１７ 手差し給紙ユニット
２０ 筐体
２１ 第１の排気ダクト（排気ダクト）
２２ 第２の排気ダクト
２３ 支持部材
１００ カラーレーザプリンタ（画像形成装置）
１０１ａ〜１０１ｄ 感光体
１０２ａ〜１０２ｄ 現像ユニット
１０３ａ〜１０３ｄ 帯電ユニット
１０４ａ〜１０４ｄ クリーニングユニット
２０３ イオン放出ユニット（イオン放出部）
２０４ ＶＯＣガス処理用活性炭ハニカムフィルタ
２０５ オゾンガス処理用触媒型ハニカムフィルタ（オゾン処理フィルタ）
２０６ 排気ファン
２０７ 電界形成ユニット（電界形成部）
２１０，２１０’ 針形状部材（電極針）
２１１ 電源
ｐａ・ｐｂ・ｐｃ・ｐｄ 可視像形成ユニット
Ｅ 光学系ユニット

Claims (12)

1. オゾンを含む雰囲気中にマイナスイオンを放出するイオン放出部を備えていることを特徴とするオゾン除去装置。
2. 上記イオン放出部は、電極針と、該電極針に負の電位を付与する電源とを有していることを特徴とする、請求項１に記載のオゾン除去装置。
3. 上記イオン放出部近傍で上記オゾンが通過する領域に電界を発生させる電界形成部を備えていることを特徴とする請求項１または２に記載のオゾン除去装置。
4. 上記電界形成部と上記イオン発生部とは一方向に流れる気流の流路に配置され、上記電界形成部は、上記イオン発生部よりも気流の下流側に配されていることを特徴とする、請求項３に記載のオゾン除去装置。
5. 記録媒体に対してオゾンの発生を伴う方式で画像形成を行う画像形成部と、
   上記画像形成部を覆う筐体と、
   上記筐体内に配された、請求項１〜４の何れか１項に記載のオゾン除去装置を備えていることを特徴とする画像形成装置。
6. 上記筐体内の気体を外部へ排出する排気ダクトをさらに備え、
   上記オゾン除去装置は、上記排気ダクト内に設けられていることを特徴とする、請求項５に記載の画像形成装置。
7. 上記排気ダクト内に配された、オゾンを分解及び／又は吸着するためのオゾン処理フィルタをさらに備えていることを特徴とする、請求項６に記載の画像形成装置。
8. 上記オゾン処理フィルタは、上記排気ダクト内において、上記オゾン除去装置よりも排気方向上流側に配されていることを特徴とする、請求項７に記載の画像形成装置。
9. 上記オゾン除去装置は、オゾン濃度が０．１ｐｐｍ以下となる雰囲気中に配されていることを特徴とする、請求項５〜８の何れか１項に記載の画像形成装置。
10. 気体中のオゾンを除去するためのオゾン除去方法であって、
    上記気体にマイナスイオンを放出するイオン放出工程を含んでいることを特徴とするオゾン除去方法。
11. さらに、上記マイナスイオンが放出される領域で、上記オゾンが通過する領域に電界を発生する電界発生工程を含んでいることを特徴とする請求項１０に記載のオゾン除去方法。
12. 上記マイナスイオン放出工程の前に、オゾンを分解及び／又は吸着するためのオゾン処理フィルタに上記気体を通すフィルタ処理工程をさらに含んでいることを特徴とする、請求項１０または１１に記載のオゾン除去方法。

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