JP2013130671A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】少なくとも装置内の空気を外部に排気する排気手段を有する画像形成装置であって、該排気手段は、排気経路にロジウムを坦持する金属酸化物粒子を有することを特徴とする画像形成装置。
【選択図】図2
Description
画像形成装置は、この感光体上のトナー画像を転写部で転写紙或いは中間転写体に転写した後、定着部で転写紙上に転写したトナーを加熱・加圧して定着させ、感光体表面に残留したトナーをクリーニング部でクリーニングブレードにより掻き取る等の方法により回収する画像形成プロセスが取られる。
すなわち、上記課題は、本発明の、下記(1)〜(6)によって解決される。
(1)「少なくとも装置内の空気を外部に排気する排気手段を有する画像形成装置であって、該排気手段は、排気経路にロジウムを担持する金属酸化物粒子を有することを特徴とする画像形成装置」、
(2)「前記ロジウムを担持する金属酸化物粒子に加えて、プラチナ、パラジウム、またはランタンを担持する金属酸化物粒子を1種以上有するものであることを特徴とする前記(1)に記載の画像形成装置」、
(3)「前記金属酸化物粒子は、CeO2、Al2O3、ZrO2から選択された1種もしくは2種以上の金属酸化物であることを特徴とする前記第(1)項または第(2)項に記載の画像形成装置」、
(4)「前記排気手段は、前記金属酸化物粒子が固着したフィルタを有することを特徴とする前記第(1)項乃至第(3)項の何れかに記載の画像形成装置」、
(5)「前記フィルタは、ポリウレタンフォームであることを特徴とする前記第(4)項に記載の画像形成装置」、
(6)「前記排気手段は、ハウジングで覆われた作像ユニットから排気口へ続く排気ダクトを有するものであることを特徴とする前記第(1)項乃至第(5)項のいずれかに記載の画像形成装置」。
本発明の画像形成装置は、装置内の空気を外部に排気する排気手段を有するものであり、該排気手段は、排気経路にロジウムを担持する金属酸化物粒子を有するものである。
ロジウムを担持する金属酸化物粒子は、排気経路の内壁や排気ファン等、画像形成装置内で発生した熱を排出すると共に窒素酸化物を含む空気が接触する部材に設けることができるが、窒素酸化物除去効率及び既存の画像形成装置への適用しやすさの観点からフィルタに設けることが好ましい。
前記ロジウムを担持する金属酸化物粒子を形成する金属酸化物としては、酸化セリウム、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウムなどの金属酸化物を使用できる。
金属酸化物粒子のロジウム含有量は、NOXガス除去触媒としての効果の発現性、持続性の観点から、0.1〜10wt%であることが好ましい。また、金属酸化物粒子をフィルタに固着させる場合のロジウム含有量は、フィルタの単位容積当たり0.1g/ml以上1.0g/ml以下であることが好ましい。
0.1g/ml未満では、窒素酸化物の除去が充分でない場合ことがあり、1.0g/mlを超えるとロジウムを担持する金属酸化物粒子の量が多くなり、フィルタの通気性が低下する。
一つの金属酸化物粒子にロジウムと、前記プラチナ等の触媒を担持させてもよいが、ロジウムと前記プラチナ等は完全に分離された状態である方がNOXの除去率が向上する。
前記プラチナ、パラジウム、ランタンの何れか1種または2種以上を担持した金属酸化物粒子の含有量は、金属酸化物粒子中70wt%以下であることが好ましい。
フィルタとしては、圧力損失が低く、ガスとの接触効率にすぐれているため、網目状のオープンセル構造をもち柔軟性を有するシート状のポリウレタンフォームを好ましく使用できる。ポリウレタンフォームとしては、例えばエーテル系ポリウレタンフォーム、エステル系ポリウレタンフォームが挙げられる。
前記ポリイソシアネートとしては、例えば2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタン−4,4’−ジイソシアネート、ポリメチレンポリフェニルイソシアネートなどが挙げられる。
ポリウレタンフォームにロジウム担持金属酸化物を固着するためのバインダーとしては、ラテックス系のバインダーを用いることができる。
ラテックス系のバインダーとしては、例えば、ブタジエン重合体またはスチレンとブタジエンスチレン誘導体・メタアクリロニトリル・イソプレン・イソブチレンなどとの共重合体、イソプレンとスチレン・スチレン誘導体との共重合体、クロロプレン重合体、酢酸ビニル重合体や塩化ビニル重合体などが挙げられ、1種または2種以上を混合してもよい。
設置するフィルタの枚数は、特に制限はなく、1枚でも窒素酸化物を除去できるが、2枚以上設置すると、ロジウムと窒素酸化物ガスとの接触効率が上がるためより好ましい。
また、フィルタを排気ファンの前後に設置することで、窒素酸化物の除去効果が最大限に発揮され、かつ、装置のレイアウトをコンパクトにすることができる。
本発明に係る画像形成装置の全体構成について説明する。図1は、本発明の画像形成装置の外観の一例を示す斜視図である。
画像形成装置(100)は、主に、画像形成・転写・定着を行うプリンタ部(1)と、そのプリンタ部(1)の下方に配設され、シート材(コピー用紙、葉書、厚紙、OHPシートなどのシート状の部材を指す。以下同じ。)を収容してプリンタ部(1)に給紙する給紙部(2)と、上部に配置され、原稿から光学的に画像を読み取る画像読取部(3)と、この画像読取部(3)の上方であって装置全体の最上部に配設され、自動で原稿を画像読取部(3)に給送するADF(自動原稿給送装置)(5)とから構成される複写機の機能に加えてプリンタとファクシミリの機能を併せ持ち、プリンタ部(1)と画像読取部(3)の間となる装置全体の略中央部には、胴内排紙空間(4)が設けられている。
さらに、トナー像が転写されたシート材に熱と圧力を加えて定着させる定着装置(16)、画像情報に基づいてポリゴンモータ、ポリゴンミラー、fθレンズ等を駆動・走査し、感光体ドラム(11)の外周表面にレーザ光を照射して静電潜像を書き込む光書込み装置(17)、現像手段(13)に供給するためのトナーを収容するトナーボトル(18)を有する。
なお、このプリンタ部(1)は、樹脂製のハウジング(19)で覆われ、他の部位と区画されており、作像装置(10)は、作像ユニット(25)として一体化されている。
次に、画像形成装置の排気手段について説明する。
図2に示すように、画像形成装置(100)では、作像ユニット(25)付近で熱せられた空気を効率良く排気すべく、作像ユニット(25)から装置背面側を通って装置本体(1)外へ通じる排気流路となる排気ダクト(30)を有し、このハウジング(19)内の空気を熱と共に吸引して排気するべく排気ファン(20)を左側面側に配置し、排気口(21)から装置本体(1)外へ排気するようにしており、排気ファン(20)の前後にロジウムを含むフィルタ(22)が設置されている。
樹脂製のハウジング(19)で覆われた作像ユニット(25)付近から排気口(21)へ続く排気ダクト(30)を設けることにより、装置本体(1)の右側面上部に位置する定着装置(16)をすることなく、画像形成装置内で発生した窒素酸化物の除去効率が向上すると共に、感光体ドラム(11)の周辺を効率良く冷却することができる。また、装置が停止してもしばらくの間、排気ファン(20)を動かし、画像形成装置内の空気を入れ替えることにより、画像形成装置外へ窒素酸化物が漏れることを防止できる。
次に、画像形成装置(100)の動作を説明する。
ADF(5)にセットされた原稿又は画像読取部(3)上面のコンタクトガラス(図示せず)上にセットされた原稿の画像が画像読取部(3)によって光学的に読み取られ、読み取られた原稿の画像情報は光電変換されて画像処理されたうえ、図示しない記憶装置に格納される。その画像処理された信号に基づいて図示しない制御装置で光書込み装置(17)が走査され、帯電手段(12)によって一様に帯電された感光体ドラム(11)上に静電潜像が形成される。その静電潜像は、現像手段(13)によりトナーが付与されて顕像化し、トナー像となる。
(ロジウム担持金属酸化物粒子Aの調整)
セリア含有ジルコニア粉末(CeO2を10wt%含有)を硝酸ロジウム水溶液に含浸し、120℃で2時間乾燥後、400℃で1時間焼成した。 次いで、この粉末を水と混合し、ビーズミルを用いて粉砕処理を行い、スラリー溶液を得た。
さらに、このスラリー溶液にベーマイトを投入し、充分に混合・攪拌した後、370℃で乾燥後、550℃で3時間焼成し、ロジウム担持金属酸化物粒子Aを得た。
得られたロジウム担持金属酸化物粒子Aは、ロジウム1wt%−セリア5wt%−ジルコニア44wt%−アルミナ50wt%からなる粉末であった。
γアルミナを硝酸ジルコニル水溶液に含浸し、150℃で乾燥後、400℃で1時間焼成し、ジルコニア含有アルミナ粉末(ZrO2を3wt%含有)を得た。
このジルコニア含有アルミナ粉末を硝酸ロジウム水溶液に含浸し、120℃で2時間乾燥後、400℃で1時間焼成し、ロジウム担持金属酸化物粒子Bを得た。
得られたロジウム担持金属酸化物粒子Bは、ロジウム1wt%−ジルコニア3wt%−アルミナ96wt%からなる粉末であった。
γアルミナを硝酸セリウム水溶液に含浸し、150℃で乾燥後、400℃で1時間焼成し、セリア含有アルミナ粉末(CeO2を3wt%含有)を得た。
この粉末を硝酸パラジウム水溶液に含浸し、120℃で2時間乾燥後、400℃で1時間焼成し、パラジウム担持金属酸化物粒子を得た。
得られたパラジウム担持金属酸化物粒子は、パラジウム5wt%−セリア3wt%−アルミナ92wt%からなる粉末であった。
γアルミナを硝酸セリウム水溶液に含浸し、150℃で乾燥後、400℃で1時間焼成し、セリア含有アルミナ粉末(CeO2を3wt%含有)を得た。
この粉末をジニトロジアミン白金水溶液に含浸担持し、120℃で2時間乾燥後、400℃で1時間焼成し、白金担持金属酸化物粒子を得た。
得られた白金担持金属酸化物粒子は、白金1wt%−セリア3wt%−アルミナ96wt%からなる粉末であった。
γアルミナを硝酸セリウム水溶液に含浸し、150℃で乾燥後、400℃で1時間焼成し、セリア含有アルミナ粉末(CeO2を3wt%含有)を得た。
オープンセル構造をもつ、セル数20個/25mm、厚み10mmのポリエーテル系ウレタンフォームの表面に、ラテックス系バインダー(ブタジエン共重合ラテックス「ラックスターD−616」DIC株式会社)を単位容積あたり0.05g/mlになるように塗布し、ロジウム担持金属酸化物粒子Aをまぶした後、80℃にて12時間乾燥をおこない、ロジウム担持金属酸化物粒子Aをウレタンフォームに固着させた。このとき、ウレタンフォーム上に固着されたロジウムは、単位容積あたり0.25g/mlであった。
得られたフィルタを、Ricoh製imagioNeo1050proの排気ファンの直後にとりつけ、500時間連続して作像動作をおこなった。装置の排気口から排出されたガスを、所定の風速で流せるダクトにひきこみ、下流に窒素酸化物測定器(サーモエレクトロン製MODEL42C)を設置し、窒素酸化物濃度を測定した。
実施例1のロジウム担持金属酸化物粒子Aを、ロジウム担持金属酸化物粒子Bに変更した以外は、実施例1と同様にして作像動作を行ない、窒素酸化物濃度を測定した。
実施例1のロジウム担持金属酸化物粒子Aを、ロジウム担持金属酸化物粒子A50%、パラジウム担持金属酸化物粒子25%、白金担持金属酸化物粒子25%に変更した以外は、実施例1と同様にして作像動作を行ない、窒素酸化物濃度を測定した。
実施例1のロジウム担持金属酸化物粒子Aを、ロジウム担持金属酸化物粒子B50%、パラジウム担持金属酸化物粒子25%、白金担持金属酸化物粒子25%に変更した以外は、実施例1と同様にして作像動作を行ない、窒素酸化物濃度を測定した。
実施例1のフィルタを、排気ファンの前後に1枚ずつ計2枚取り付けた以外は、実施例1と同様にして作像動作を行ない、窒素酸化物濃度を測定した。
実施例3のフィルタを、排気ファンの前後に1枚ずつ計2枚取り付けた以外は、実施例3と同様にして作像動作を行ない、窒素酸化物濃度を測定した。
実施例1のロジウム担持金属酸化物粒子Aを、パラジウム担持金属酸化物粒子に変更した以外は、実施例1と同様にして作像動作を行ない、窒素酸化物濃度を測定した。
実施例1のロジウム担持金属酸化物粒子Aを白金担持金属酸化物粒子に変更した以外は実施例1と同様にして作像動作を行ない、窒素酸化物濃度を測定した。
実施例1のロジウム担持金属酸化物粒子Aを触媒のないアルミナ粉末に変更した以外は実施例1と同様にして作像動作を行ない、窒素酸化物濃度を測定した。
比較例3のフィルタを、排気ファンの前後に1枚ずつ計2枚取り付けた以外は、比較例3と同様にして作像動作を行ない、窒素酸化物濃度を測定した。
また、窒素酸化物の分解には、ロジウム担持金属酸化物粒子の存在が必須であり、パラジウム担持金属酸化物粒子及び/または白金担持金属酸化物粒子を併用することで、窒素酸化物の除去能がさらに向上することが確認された。
2 給紙部
3 画像読取部
4 排紙空間
5 自動原稿給送装置
6 搬送路
10 作像装置
11 感光体
12 帯電手段
13 作像手段
14 クリーニング手段
15 転写装置
16 定着装置
17 露光装置
18 トナーボトル
19 ハウジング
20 排気ファン
21 排気口
22 フィルタ
25 作像ユニット(プロセスカートリッジ)
30 排気ダクト
100画像形成装置
Claims (6)
- 少なくとも装置内の空気を外部に排気する排気手段を有する画像形成装置であって、該排気手段は、排気経路にロジウムを坦持する金属酸化物粒子を有することを特徴とする画像形成装置。
- 前記ロジウムを担持する金属酸化物粒子に加えて、プラチナ、パラジウム、またはランタンを坦持する金属酸化物粒子を1種以上有するものであることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記金属酸化物粒子は、CeO2、Al2O3、ZrO2から選択された1種もしくは2種以上の金属酸化物であることを特徴とする請求項1または2に記載の画像形成装置。
- 前記排気手段は、前記金属酸化物粒子が固着したフィルタを有することを特徴とする請求項1乃至3の何れかに記載の画像形成装置。
- 前記フィルタは、ポリウレタンフォームであることを特徴とする請求項4に記載の画像形成装置。
- 前記排気手段は、ハウジングで覆われた作像ユニットから排気口へ続く排気ダクトを有するものであることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の画像形成装置。
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Citations (3)
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JP2004313880A (ja) * | 2003-04-14 | 2004-11-11 | Toyobo Co Ltd | オゾンフィルター |
JP2004344513A (ja) * | 2003-05-23 | 2004-12-09 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 脱臭装置及び脱臭方法 |
JP2011169155A (ja) * | 2010-02-16 | 2011-09-01 | Ngk Insulators Ltd | 排ガス浄化装置及び排ガス浄化方法 |
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2011
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