JP4083933B2 - Ion generator and image forming apparatus - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、イオン発生装置及びこのイオン発生装置を像担持体の帯電に用いる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イオン発生装置及び画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
電子写真を利用した複写機、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いる。これらの各部では気中放電を利用する場合が多いが、この気中放電により放電生成物が生成される。例えばオゾン、NOxがある。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力の劣化を生じさせ、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ある。
【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おり、例えばドイツのブルーエンジェルマーク審査基準(RAL−UZ62)では、機外排出濃度が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、長期間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NOxの場合には、現在のところ機外排出規制はされていないが、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、NOx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、イオン発生ヘッド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】
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、従来技術では、光触媒物質による放電生成物分解作用を利用して、画像形成装置内でオゾン、NOx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又は外添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、気中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5−134445号公報参照)、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(特開平6−59551公報参照)等の提案がなされている(特開平6−124003号公報、特開平7−92788号公報など)。
【0009】
即ち、これらの提案例は、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、オゾンフィルタへ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、NOX 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、NOX 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10−301364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、NOX 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、何れもフィルタへの負荷を少なくするようになっていたため、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なっていたため、帯電器等から流出した放電生成物は、画像形成装置内に拡散し、触媒物質と反応する確率が低下し、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】
また、誘電体を挟んで形成された誘導電極とイオン発生電極からなり、誘導電極とイオン発生電極の間に交流電圧を印加することにより、気中放電を起こしイオンを発生するイオン発生装置を用いた帯電装置、転写装置、除電装置では、一般的なコロナチャージャに比べて小さな電圧で放電を生じることが可能である。このため放電生成物の量は、一般的なコロナチャージャに比べて少ない。
【0014】
このような誘電体層を介して気中放電をさせるイオン発生装置を用いる場合の問題点として、放電により硝酸塩ができ、この硝酸塩が誘電体層の表面に付着することにより放電が発生しなくなることがある。これを防ぐために、イオン発生器自体を加熱するなどして対処している。
【0015】
また、イオン発生装置で発生されるイオンの量も、この加熱温度に影響を受ける。イオン発生量は温度変動の影響を受け易いために、温度調節装置が必要となる(米国特許第4155093号明細書、特開平5−278258号公報、特開平5−281834号公報、特開平6−75457号公報、特開平8−82980号公報、特開平10−21395号公報参照)。
【0016】
しかし、イオン発生装置においても放電生成物の発生量が完全に無くなると言う訳ではない。イオン発生装置においても、効率的な放電生成物濃度の低減が要望されている。
【0017】
そこで、本発明は、コロナ帯電装置に比べて放電生成物の生成量が比較的少ないイオン発生装置を用いた場合でも、気中放電による放電生成物であるオゾン及びNOXが流出する前にその濃度低下を効率よく行え、環境への悪影響を抑制することのできるイオン発生装置及びこれを用いた画像形成装置を提供することを目的とする。
【0018】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の発明のイオン発生装置は、少なくとも誘電体を挟んで形成された誘導電極とイオン発生電極からなり、前記誘電体及び前記イオン発生電極のうち、少なくともどちらか一方の一部に光触媒物質が塗布又は含有されるイオン発生ヘッドを有し、前記誘導電極と前記イオン発生電極との間に交流電圧を印加することにより、気中放電を起こしイオンを発生するイオン発生装置において、電源が接続されている抵抗体層が前記誘電体によってサンドイッチされている前記イオン発生ヘッドのイオン発生空間以外の周囲を取り囲む筐体を有し、該筺体の内側に放電生成物の分解を目的とした光触媒物質を設けた。
【0019】
従って、放電の発光により、前記誘電体および前記イオン発生電極のうち少なくともどちらか一方の一部に塗布又は含有される光触媒物質が活性化し、放電生成物と反応するので、イオン発生装置で発生する放電生成物、特にオゾンとNOxを効率的に分解できる。これにより、放電生成物がイオン発生装置から流出する前に分解することができ、周囲の部材への悪影響を防止できるとともに、環境への悪影響を抑制することができる。
【0024】
請求項2記載の発明は、請求項1記載のイオン発生装置において、前記イオン発生電極は誘電体によってコーティングされており、少なくともこのコーティング層の表面上に光触媒物質を有する。
【0025】
従って、帯電部で発生した放電生成物を、最も放電生成物の濃度が高い発生部で効率よく分解することができる。また、コーティング層の表面に光触媒物質を設けるので、コーティング層の機能を損なうことがない。これにより、放電生成物がケーシングから流出する前に分解することができ、感光体等に及ぼす悪影響を防止できるとともに、環境への悪影響を抑制することができる。
【0026】
請求項3記載の発明は、請求項1記載のイオン発生装置において、前記イオン発生電極は誘電体によってコーティングされており、少なくともこのコーティング層が光触媒物質を含む物質からなる。
【0027】
従って、光触媒物質がコーティング層に含まれることにより、光触媒物質のコート層を新たに設ける必要がなくなる。これによりコーティングが簡単となり、生産、コストの点で有利となる。光触媒物質がコーティング層の表面にしかない場合は、光触媒物質のコート層が剥がれてしまうと機能がなくなってしまう。これに対し、光触媒物質がコーティング層内に含まれると、コーティング層が放電などで多少摩耗したとしても、コーティング層内部にも含まれているため、光触媒効果を維持できる。帯電部で発生した放電生成物を、最も放電生成物の濃度が高い発生部で効率よく分解することができる。これにより、放電生成物がケーシングから流出する前に分解することができ、感光体等に及ぼす悪影響を防止できるとともに、環境への悪影響を抑制することができる。
【0028】
請求項4記載の発明は、請求項1ないし3の何れか一に記載のイオン発生装置において、少なくとも紫外線を含む光を照射可能な発光体を放電箇所近傍に設けた。
【0029】
従って、ランプ等の発光体の紫外光により、光触媒物質をより強力に活性化できるので、効率よく放電生成物を分解できる。また、イオン発生装置が光を発していないときでも、発光体の紫外光により光触媒物質を活性化することが可能となるため、放電生成物が残留していた場合でも分解できる。これにより、放電生成物がケーシングから流出する前により確実に分解することができ、感光体等に及ぼす悪影響を防止できるとともに、環境への悪影響を抑制することができる。
【0030】
請求項5記載の発明は、請求項4記載のイオン発生装置において、前記発光体は、少なくともその発光表面に光触媒物質を有する。
【0031】
従って、ランプ等の発光体の紫外光により、光触媒物質をより強力に活性化できるので、効率よく放電生成物を分解できる。さらに、発光体表面に光触媒物質が配置されているので、発光体の表面が放電生成物の付着により汚れるのを防ぐことができる。また、発光体表面以外にも光触媒物質が配置されていた場合、イオン発生装置が光を発していないときでも、発光体の紫外光により光触媒物質を活性化することが可能となるため、放電生成物を効率よく分解できる。また、発光体表面は汚れが付着しないので、発光体表面の光の透過率が低下しない。よって、長期にわたり光触媒へ光を照射することができ、光触媒を活性化させることができる。これにより、放電生成物がケーシングから流出する前により確実に分解することができ、感光体等に及ぼす悪影響を防止できるとともに、環境への悪影響を抑制することができる。
【0032】
請求項6記載の発明は、請求項5又は6記載のイオン発生装置において、前記発光体から照射される光の波長に300nm〜400nmの光が含まれている。
【0033】
光触媒物質は或るエネルギー以上の光が照射されると急激に活性化され、反応が進む。例えば、酸化チタンでは、その閾値となる光の波長は380nmである。よって、照射する紫外光の波長を適当にし光触媒物質がより活性化しやすい状態をつくれば、放電生成物の分解効率が非常に高いものとなる。これにより、放電生成物がケーシングから流出する前により確実に分解することができ、感光体等に及ぼす悪影響を防止できるとともに、環境への悪影響を抑制することができる。
【0034】
請求項7記載の発明は、請求項1ないし6の何れか一に記載のイオン発生装置において、前記光触媒物質がn型半導体である。
【0035】
従って、光触媒物質としての効率が高いn型半導体からなる光触媒物質を用いることで、効率よく放電生成物を分解することができる。これにより、放電生成物がケーシングから流出する前に分解することができ、感光体等に及ぼす悪影響を防止できるとともに、環境への悪影響を抑制することができる。
【0036】
請求項8記載の発明は、請求項7記載のイオン発生装置において、前記n型半導体が酸化チタンである。
【0037】
従って、酸化チタンは、n型半導体の光触媒物質で、現在、一番安定し、効率がよいと言われている。酸化チタンを光触媒に用いることで、効率よく放電生成物を分解することができる。これにより、放電生成物がケーシングから流出する前に分解することができ、感光体等に及ぼす悪影響を防止できるとともに、環境への悪影響を抑制することができる。
【0038】
請求項9記載の発明は、請求項8記載のイオン発生装置において、前記酸化チタンは、結晶構造が少なくともアナターゼ型構造のものを含む。
【0039】
従って、結晶構造にアナターゼ型構造を含む酸化チタンは光触媒としての効果が最も高いので、効率よく放電生成物を分解することができる。これにより、放電生成物がケーシングから流出する前に分解することができ、感光体等に及ぼす悪影響を防止できるとともに、環境への悪影響を抑制することができる。
【0040】
請求項10記載の発明の画像形成装置は、請求項1ないし9の何れか一に記載のイオン発生装置を、像担持体の帯電に用いる。
【0041】
従って、放電の発光により、光触媒物質が活性化し、放電生成物と反応するので、帯電時に発生する放電生成物を効率的に分解できる。これにより、放電生成物がケーシングから流出する前に分解することができ、感光体等の像担持体に及ぼす悪影響を防止できるとともに、環境への悪影響を抑制することができる。
【0042】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。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。
【0043】
図1ないし図7は、本発明のイオン発生装置及び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。
【0044】
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、図1中時計方向に回転駆動される像担持体としての感光体2が収納されており、感光体2の周囲に、帯電部3、書込部4、現像部5、転写部6、紙分離部14、クリーニング部7及び感光体除電部8等が電子写真プロセスに従い順に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。
【0045】
また、本実施の形態の画像形成装置1は、複数枚の記録紙Pを収納する給紙カセット(図示せず)を備えており、給紙カセット内の記録紙Pは、給紙ローラ(図示せず)により1枚ずつ給紙されレジストローラ対15でタイミング調整された後、転写部6と感光体2との間に送り出される。
【0046】
このような構成の画像形成装置1においては、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、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記録紙Pに転写させ、トナー画像の転写された記録紙Pを定着部10に搬送する。
【0047】
ここに、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に所定圧力で押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記録紙Pを加熱・加圧して、記録紙P上のトナー画像を記録紙Pに定着させた後、排紙トレイ(図示せず)上に排出する。
【0048】
一方、転写部6でトナー画像を記録紙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。そして、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、上記同様に、次の画像形成を行なう。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るものではなく、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。
【0049】
このような画像形成装置1において、本実施の形態では、感光体2を一様帯電するための帯電部3に、例えば図2に示すようなイオン発生装置が用いられている。転写部6、紙分離部14、トナー除電部9及び感光体除電部8にもイオン発生装置を用いてもよい。
【0050】
ここで、イオン発生装置について図2を参照して説明する。図2(a)は断面構造図、(b)はイオン発生電極側から見た平面図である。
【0051】
このイオン発生装置(イオン発生ヘッド20)はセラミック等からなる基板21の上に誘導電極22が形成され、この誘導電極22を覆うようにガラス等からなる誘電体である誘電体層23が形成され、この誘電体層23上にイオン発生電極24が形成された構造を有している。なお、誘導電極22、誘電体層23及びイオン発生電極24は厚膜印刷によって作成することが可能である。例えば、誘導電極22の膜厚は1〜5μm、誘電体層23の膜厚は20〜50μm、イオン発生電極24の膜厚は1〜30μmであるように形成するのがよい。誘電体層23は、できるだけ誘電率の高いものがよい。誘電率が高いほうが誘電体層の静電容量が大きくなり、電界の歪みが大きくなるからである。
【0052】
このような構造のイオン発生ヘッド20の誘導電極22とイオン発生電極24との間に周波数が数百Hz〜数十kHz、波高値が1〜4kVの高周波高電圧を電源26により印加するとともにイオン発生電極24にバイアス電圧をバイアス電源27により与えると、イオン発生電極24の付近(以下、イオン発生空間29という)の空気がイオン化され、正と負のイオンが発生する。ここで、図示のごとく、バイアス電源27によるバイアス電圧として負の電圧が印加されている場合は、イオン部からは負のイオンだけが取り出される。仮にバイアス電圧が正の場合は正のイオンが取り出される。このイオン発生ヘッド20は一般的なコロナチャージャに比べて小さな電圧で放電を生じることが可能である。
【0053】
イオン発生電極24の表面にはSiO2のコーティング層30を施してもよい。これによりイオンによるスパッタや酸化によるイオン発生電極24の劣化を防ぐことができることはもちろん、イオン発生電極24における沿面放電を防ぐことができる。例えば、コーティング層30の厚さは1〜5μmであるように形成する。このコーティング層30が厚すぎるとイオンの生成効率が低下する。コーティングには、窒化物、窒化シリコン、酸化マグネシウム、酸化チタン、ガラスなどでもよい。
【0054】
また、誘電体層23は抵抗体層25がサンドイッチされた形で形成してもよい。
【0055】
抵抗体層25には電源28が接続されており、抵抗体層25を流れる電流によるジュール熱を発生させることができる。電源28からの電圧は、直流若しくは交流電圧である。このジュール熱は誘電体層23とイオン発生空間29を加熱する。これにより、後述する光触媒物質による放電生成物の分解効果をより一層高いものとすることができる。
【0056】
抵抗体層25を形成する導電膜の形成は、クロム、銅、タングステン、アルミニウム、白金、チタン等をスパッタリングなどの手法により形成し、それらをフォトリソエッチングによりパターン化してもよい。
【0057】
なお、イオン発生ヘッド20には、例えば図3(a)又は(b)に示すようにサーミスタ31などの温度センサを適宜箇所に設置し、加熱温度を常にモニタできるようにしてもよい。このセンサの値を温度制御装置にフィードバックすることにより、環境変動や発熱体に異常が生じ加熱温度が正常な範囲(例えば50〜70℃)からずれたとしても、補正をすることができる。
【0058】
抵抗体層25は、自己発熱制御性のある発熱抵抗体を用いてもよい。
【0059】
このようなイオン発生ヘッド20を用いた場合も、オゾンやNOXのような放電生成物の発生が完全になくなるわけではないので、本実施の形態では、その放電箇所近傍に光触媒物質40が付加されている。この光触媒物質40を配置させる箇所は、適宜であり、その数例を図4ないし図6を参照して説明する。
【0060】
まず、イオン発生ヘッド20においてコーティング層30を設けていないときには、誘電体層23、イオン発生電極24のうち、少なくとも一部に光触媒物質40が塗布され、若しくは、含有される。図4(a)は誘電体層23の一部に光触媒物質40を塗布した例を示し、図4(b)は誘電体層23の一部に光触媒物質40を含有させた例を示し、図4(c)は誘電体層23の全てに光触媒物質40を含有させた例を示し、図4(d)はイオン発生電極24の一部に光触媒物質40を塗布した例を示している。
【0061】
イオン発生ヘッド20においてコーティング層30を設けているときには、図5(a)に示すようにコーティング層30の表面に光触媒物質40が塗布される。若しくは、図5(b)に示すようにコーティング層30に光触媒物質40が含有され、又は、コーティング層30自身が光触媒物質40からなる。
【0062】
また、図6に示すように少なくともイオン発生ヘッド20の筐体32(ケーシングということがある)の、イオン発生ヘッド20のイオン発生部に面する部分に、光触媒物質40を配置してもよい。
【0063】
もちろん、これらの方法を組み合わせて最も放電生成物分解の効果が現れるようにしてもよい。
【0064】
このような光触媒物質40には、酸化チタン等のn型半導体が用いられている。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。
【0065】
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、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るが、特に、酸化チタンが、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。さらに、酸化チタンに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。
【0066】
これらの光触媒物質40は、上述のものを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。
【0067】
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コーティング層の上に直接形成することにより取り付けることができる。市販の光触媒微粉末を、コーティング層の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、コーティング層を構成する材料に、光触媒物質40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。
【0068】
気中放電は、紫色に近い発光を伴っている。この紫の発光の波長領域には、紫外線が含ま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。
【0069】
次に、本実施の形態の作用について説明する。画像形成装置1は、イオン発生ヘッド20を用いた帯電部3に光触媒物質40を有しており、この光触媒物質40により、帯電部3の放電箇所近傍で放電生成物を分解するところにその特徴がある。
【0070】
即ち、図1中時計方向に回転駆動される感光体2を帯電部3で気中放電により一様に帯電した後、書き込み部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。そして、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で気中放電により感光体2と転写部6の間に搬送されてきた記録紙Pに転写させる。転写部6で記録紙Pにはトナーと逆電荷が付与されるため、感光体2との間に静電引力が働く。転写後に紙分離部14で記録紙P裏面の電荷を除電して紙を感光体2から分離させる。
【0071】
トナー画像の転写された記録紙Pを定着部10に搬送して、定着部10で記録紙P上のトナー画像を記録紙Pに定着させた後、排紙トレイ上に排出する。そして、転写部6でトナー画像を記録紙せに転写した感光体2を、さらに回転して、トナー除電部9で気中放電により感光体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。
【0072】
このような作像プロセスにおいて、気中放電を利用する場合には、オゾン、 NOx等の放電生成物が発生する。
【0073】
この光触媒物質40は、上述のように気中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NOx等の放電生成物を分解する。
【0074】
従って、気中放電によりイオン発生ヘッド20で発生した放電生成物は、イオン発生ヘッド20付近で光触媒物質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、NOx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。
【0075】
このように、本実施の形態によれば、イオン発生ヘッド20に光触媒物質40を配置することで、オゾン、NOx生成場所に非常に近いところで分解が起こるため、非常に効率がよい。また、紫外線はイオン発生ヘッド20からも発生しているので、分解効率がよくなる。これにより、放電生成物がケーシング32から流出する前に分解することができ、感光体2等に及ぼす悪影響を防止できるとともに、環境への悪影響を抑制することができる。また、放電生成物の一つである硝酸、硝酸塩によるイオン発生ヘッド20の汚れ、感光体2表面への付着が抑制され、これにより帯電ムラ、感光体2上での画像流れが防止できる。さらに、イオン発生ヘッド20のクリーニング装置が不要となり、大幅なコスト削減並びにメンテナンス低減が可能となる。部品点数が減る。また、感光体クリーニングブレードによる感光体表面の削り取りが不要となり、押し当圧低減によるブレード寿命長期化、劣化防止、押し当て圧が強いことによる、トナーの感光体2への固着がなくなる。経時による感光体2厚さの低下がなくなり、プロセスコントロール負荷の低減、感光体2寿命の長期化が可能となる。さらには、イオン発生ヘッド20上に硝酸、硝酸塩などの化合物が積層し、放電の強度が不均一になるため、イオン発生ヘッド20は長時間使用していると、放電にむらが生じ帯電が不均一になるが、光触媒物質40を配置することで、イオン発生ヘッド20上に形成される硝酸化合物の生成を抑制でき、これによりイオン発生ヘッド20の長寿命化を図ることもできる。
【0076】
なお、本実施の形態においては、放電部で発生する光を利用して光触媒物質40を活性化させて、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、光触媒物質40を励起させる波長を含む光を放射する発光体としてのランプ50を設けてもよい(図7参照)。
【0077】
このランプ50としては、例えば、光触媒物質40としてのn型半導体がTiO2であるときには、400nm以下の波長が含まれていればよく、通常の蛍光灯やハロゲンランプ等を用いることができ、紫外線ランプを用いると、さらに効果を向上させることができる。
【0078】
また、ランプ50の表面にn型半導体の光触媒物質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に接触した放電生成物をも分解することができる。
【0079】
このようにランプ50を設けると、放電による発光がない場合にも、ランプ50の光で部材に取り付けられた光触媒物質40を活性化して、放電生成物を分解することができ、放電生成物の分解効率を向上させることができる。
【0080】
本実施の形態のように、帯電部3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が帯電しなくなることが考えられる。このようなことから、画像形成処理を行っていない、待機時のみ、帯電部3のランプ50を点灯させて、光照射し、オゾンの分解を行う。
【0081】
しかし、ランプ50から照射した光が感光体2に届かないような配置にあるならば、どのタイミングでランプを点灯してもよい。画像形成処理を行っている間、つまり、帯電部3で放電が起きている時、放電生成物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部3のランプ50を点灯して、光照射を行えるようにするのがよい。図7はこのように指向性を持たせて配置させたランプ50の構成例を示すものである。
【0082】
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に、以下のような比較実験を行った。まず、酸化チタンを塗布したイオン発生装置と塗布していないものを準備した。装置単体を実験室環境にセットし、誘導電極とイオン発生電極の間に交流電圧(3.0kV、5kHz)を印加し、イオン発生電極で放電を起こした。そして、放電生成物が最も存在しているイオン発生電極から5mm前方の空気を吸引した。吸引した空気に含まれるオゾンとNOxの濃度を測定した(オゾン測定器:ダイレック社製DY1500、NOx測定器:堀場製作所製、APNA300)。測定は、放電が安定した状態になってから、10分間連続で行い値の平均値を求めた。
【0083】
まず、酸化チタンを塗布していないイオン発生装置単体でのオゾンとNOxの濃度を測定したところ、6.8ppmと0.43ppmであった。
【0084】
これに対して、酸化チタンを塗布したイオン発生装置で、オゾンとNOxの濃度を測定した。酸化チタンは、イオン発生装置の誘電体層と筐体の内側に塗布した。そして、先ほどと同じように電圧を印加し濃度を測定した。測定した結果、オゾン濃度は0.75ppm、NOxは0.080ppmとなった。
【0085】
さらに、酸化チタンを塗布したイオン発生装置に、紫外線ランプでイオン発生ヘッドを照射した場合についても、オゾンとNOxの濃度の測定を行った。このとき、オゾン濃度は0.40ppm、NOxは0.019ppmとなった。
【0086】
像流れ現象についての検証実験も行った。まず、本発明による光触媒物質を用いていないイオン発生装置を帯電器に使用した当社製の複写機(imagio MF-4550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NOxが空気中の水分と反応し、硝酸又は硝酸塩の化合物(HNO3、NH4NO3など)に変化し、感光体上に降り積もったためだと考えられる。この硝酸・硝酸塩の化合物は低湿では絶縁体だが、高湿になると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。
【0087】
これに対し、本発明による光触媒物質を用いたイオン発生装置を帯電器に使用した当社製の上記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。
【0088】
【発明の効果】
請求項1記載の発明によれば、放電の発光により、光触媒物質が活性化し、放電生成物と反応するので、イオン発生装置で発生する放電生成物、特にオゾンとNOxを効率的に分解でき、これにより、放電生成物がイオン発生装置から流出する前に分解することができ、周囲の部材への悪影響を防止できるとともに、環境への悪影響を抑制することができる。しかも、抵抗体層25を流れる電流によるジュール熱は、誘電体層とイオン発生空間を加熱し、光触媒物質による放電生成物の分解効果をより一層高いものとする。
【0091】
請求項2記載の発明によれば、帯電部で発生した放電生成物を、最も放電生成物の濃度が高い発生部で効率よく分解することができ、また、コーティング層の表面に光触媒物質を設けるので、コーティング層の機能を損なうことがなく、これにより、放電生成物がケーシングから流出する前に分解することができ、感光体等に及ぼす悪影響を防止できるとともに、環境への悪影響を抑制することができる。
【0092】
請求項3記載の発明によれば、請求項1記載の発明の効果に加え、光触媒物質がコーティング層に含まれることにより、光触媒物質のコート層を新たに設ける必要がなくなり、これによりコーティングが簡単となり、生産、コストの点で有利となる。また、光触媒物質がコーティング層の表面にしかない場合は、光触媒物質のコート層が剥がれてしまうと機能がなくなってしまうが、光触媒物質がコーティング層内に含まれると、コーティング層が放電などで多少摩耗したとしても、コーティング層内部にも含まれているため、光触媒効果を維持できる。
【0093】
請求項4記載の発明によれば、ランプ等の発光体の紫外光により、光触媒物質をより強力に活性化できるので、効率よく放電生成物を分解でき、また、イオン発生装置が光を発していないときでも、発光体の紫外光により光触媒物質を活性化することが可能となるため、放電生成物が残留していた場合でも分解でき、これにより、放電生成物がケーシングから流出する前により確実に分解することができ、感光体等に及ぼす悪影響を防止できるとともに、環境への悪影響を抑制することができる。
【0094】
請求項5記載の発明によれば、ランプ等の発光体の紫外光により、光触媒物質をより強力に活性化できるので、効率よく放電生成物を分解でき、さらに、発光体表面に光触媒物質が配置されているので、発光体の表面が放電生成物の付着により汚れるのを防ぐことができる。また、発光体表面以外にも光触媒物質が配置されていた場合、イオン発生装置が光を発していないときでも、発光体の紫外光により光触媒物質を活性化することが可能となるため、放電生成物を効率よく分解できる。また、発光体表面は汚れが付着しないので、発光体表面の光の透過率が低下しない。よって、長期にわたり光触媒へ光を照射することができ、光触媒を活性化させることができる。これにより、放電生成物がケーシングから流出する前により確実に分解することができ、感光体等に及ぼす悪影響を防止できるとともに、環境への悪影響を抑制することができる。
【0095】
請求項6記載の発明によれば、光触媒物質は或るエネルギー以上の光が照射されると急激に活性化され、反応が進み、例えば、酸化チタンでは、その閾値となる光の波長は380nmであることから、照射する紫外光の波長を適当にし光触媒物質がより活性化しやすい状態をつくれば、放電生成物の分解効率が非常に高いものとなる。これにより、放電生成物がケーシングから流出する前により確実に分解することができ、感光体等に及ぼす悪影響を防止できるとともに、環境への悪影響を抑制することができる。
【0096】
請求項7記載の発明によれば、光触媒物質としての効率が高いn型半導体からなる光触媒物質を用いることで、効率よく放電生成物を分解することができる。これにより、放電生成物がケーシングから流出する前に分解することができ、感光体等に及ぼす悪影響を防止できるとともに、環境への悪影響を抑制することができる。
【0097】
請求項8記載の発明によれば、酸化チタンは、n型半導体の光触媒物質で、現在、一番安定し、効率がよいと言われていることから、この酸化チタンを光触媒に用いることで、効率よく放電生成物を分解することができる。これにより、放電生成物がケーシングから流出する前に分解することができ、感光体等に及ぼす悪影響を防止できるとともに、環境への悪影響を抑制することができる。
【0098】
請求項9記載の発明によれば、結晶構造にアナターゼ型構造を含む酸化チタンは光触媒としての効果が最も高いので、効率よく放電生成物を分解することができる。これにより、放電生成物がケーシングから流出する前に分解することができ、感光体等に及ぼす悪影響を防止できるとともに、環境への悪影響を抑制することができる。
【0099】
請求項10記載の発明の画像形成装置によれば、請求項1ないし9の何れか一に記載のイオン発生装置を、像担持体の帯電に用いることにより、放電の発光により、光触媒物質が活性化し、放電生成物と反応するので、帯電時に発生する放電生成物を効率的に分解できる。これにより、放電生成物がケーシングから流出する前に分解することができ、感光体等の像担持体に及ぼす悪影響を防止できるとともに、環境への悪影響を抑制することができる。
【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】イオン発生ヘッドの構成例を示し、(a)は断面構造図、(b)はその平面図である。
【図3】サーミスタ付加例を示すイオン発生ヘッドの断面構造図である。
【図4】コーティング層のない場合の光触媒物質の付加例を示すイオン発生ヘッドの断面構造図である。
【図5】コーティング層のある場合の光触媒物質の付加例を示すイオン発生ヘッドの断面構造図である。
【図6】ケーシングへの光触媒物質の付加例を示すイオン発生ヘッドの断面構造図である。
【図7】ランプを設けた場合を示す構成図である。
【符号の説明】
2 像担持体
3 帯電部
22 誘導電極
23 誘電体
24 イオン発生電極
30 コーティング層
40 光触媒物質
50 発光体
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an ion generator and an image forming apparatus using the ion generator for charging an image carrier, and more specifically, efficiently and reliably decomposes discharge products generated in an electrophotographic image forming process. The present invention relates to an ion generator and an image forming apparatus.
[0002]
[Prior art]
In an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, and a facsimile machine using electrophotography, a charging unit that uniformly charges a photoconductor, a transfer unit that transfers a toner image formed on the photoconductor to an image forming member, and A neutralization unit for neutralizing the residual charge on the photoreceptor and the residual toner charge is provided. These parts often use air discharge, but discharge products are generated by the air discharge. For example, ozone, NOxThere is. If ozone stays in the image forming apparatus at a high concentration, the surface of the photoconductor is oxidized, causing a reduction in photosensitivity of the photoconductor and a deterioration in charging ability, thereby deteriorating the formed image. Further, there is a problem that deterioration of members other than the photoconductor is promoted and the life of the parts is reduced.
[0003]
When high-concentration ozone is discharged outside the image forming apparatus, there is a concern about adverse effects on the human body such as discomfort to surrounding people due to ozone odor, and some people suffering from allergic symptoms. The ozone concentration discharged outside the image forming apparatus is regulated. For example, in the German Blue Angel Mark Examination Standard (RAL-UZ62), the discharge concentration outside the apparatus is regulated to 0.01 ppm or less.
[0004]
2. Description of the Related Art Conventionally, in an image forming apparatus, ozone around a photoreceptor is sucked by a fan and discharged out of the image forming apparatus through an ozone filter.
[0005]
However, in such a conventional ozone treatment method, there is a problem that the filter is gradually deteriorated due to ozone adsorption, and ozone cannot be properly removed by long-term use. Further, in order to improve the ozone removal rate by the filter, if the filter mesh is made finer or the filter surface area is increased by increasing the filter surface area, the pressure loss in the filter increases and the capacity increases. There is a problem that a fan needs to be attached, which increases the cost of the image forming apparatus, increases power consumption, and increases noise.
[0006]
NO, another major discharge productxIn this case, although there is currently no restriction on discharge outside the apparatus, it also adversely affects members inside the image forming apparatus. When discharge occurs, NOxIt is known that nitric acid is formed by reacting with moisture in the air, and metal nitrate is formed by reacting with metal. These products have high resistance in a low humidity environment, and adhere to an ion generating head or the like, thereby causing problems such as unstable discharge and uneven charging. Further, when a thin film of nitric acid or nitrate is formed on the surface of the photoconductor, an abnormal image is generated in which an image flows in a high humidity environment. This is because nitric acid / nitrate absorbs moisture, resulting in low resistance, and the electrostatic latent image on the surface of the photoreceptor is broken.
[0007]
A method is adopted in which deposits on the surface of the photoreceptor are removed by scraping the photoreceptor little by little during cleaning. However, cost increases and deterioration problems with time occur, and this is not an essential solution.
[0008]
In this regard, in the prior art, ozone, NO in the image forming apparatus by utilizing the discharge product decomposition action by the photocatalytic substance.xVarious methods for disassembling are proposed. For example, an electrophotographic developer (in particular, a toner that contains at least a binder resin and a colorant or a semiconductor particle carrying a metal as an external additive to reduce discharge products generated in air discharge (special feature). (See Kaihei 5-134445), semiconductor fine particles carrying a metal are applied to at least one of the eraser lamp, the pre-transfer static elimination lamp or the static elimination lamp provided on the periphery of the image carrier (see FIG. 5). Japanese Patent Laid-Open No. 6-59551) and the like have been proposed (Japanese Patent Laid-Open Nos. 6-124003, 7-92788, etc.).
[0009]
In other words, in each of these proposed examples, ozone can be easily decomposed in the image forming apparatus, so that the ozone concentration flowing out from the charger or the like can be reduced and the load on the ozone filter can be reduced. .
[0010]
Other conventional examples are listed as follows. For example, according to Japanese Patent Laid-Open No. 5-303244, the exhaust heat of the fixing unit is used, and NO.X Is prevented from becoming nitrate. According to Japanese Patent Laid-Open No. 6-167857, deterioration of the photosensitive member is prevented by utilizing the exhaust heat of the fixing unit and decomposing ozone of the discharge member. According to Japanese Patent Laid-Open No. 6-317974, the generation of ozone is suppressed by disposing the catalyst in the vicinity where discharge is generated. According to Japanese Patent Laid-Open No. 7-134473, generation of ozone is suppressed by utilizing a catalyst and heat. According to Japanese Patent Laid-Open No. 9-114191, the surface of the charger is subjected to creeping glow discharge separately from that for charging the photosensitive member.X Is going to be disassembled. According to Japanese Patent Laid-Open No. 9-138619, ozone in an ozone suction duct is decomposed by irradiating light, and the life of the ozone decomposition filter is extended by improving decomposition efficiency. Yes. According to Japanese Patent Laid-Open No. 10-90974, ozone is decomposed by providing a catalyst on a sawtooth electrode. According to Japanese Patent Laid-Open No. 10-301364, generation of ozone is prevented by flowing a non-ozone generating gas through a discharge portion. Furthermore, according to Japanese Patent Publication No. 8-23715, by covering the inside of the discharger with a neutralizing substance, NOX Is neutralized to prevent deterioration of the photoreceptor.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
However, all of these conventional image forming apparatuses and discharge product reduction methods have been designed to reduce the load on the filter, so there is still room for improvement.
[0012]
That is, since the concentration of the discharge product flowing out from the charger etc. is reduced, the probability that the discharge product flowing out from the charger etc. diffuses into the image forming apparatus and reacts with the catalyst substance is reduced. However, the reduction efficiency of the discharge product concentration is low, and there is a demand for an efficient reduction of the discharge product concentration.
[0013]
In addition, an ion generator that includes an induction electrode and an ion generation electrode formed with a dielectric sandwiched between them and generates an ion in the air by applying an AC voltage between the induction electrode and the ion generation electrode is used. In the conventional charging device, transfer device, and static eliminating device, it is possible to generate a discharge with a smaller voltage than a general corona charger. For this reason, the amount of discharge products is smaller than that of a general corona charger.
[0014]
The problem with using an ion generator that discharges air through such a dielectric layer is that nitrate is produced by the discharge, and the discharge does not occur when this nitrate adheres to the surface of the dielectric layer. There is. In order to prevent this, measures are taken by heating the ion generator itself.
[0015]
The amount of ions generated by the ion generator is also affected by the heating temperature. Since the amount of generated ions is easily affected by temperature fluctuations, a temperature control device is required (US Pat. No. 4,155,093, Japanese Patent Laid-Open No. 5-278258, Japanese Patent Laid-Open No. 5-281835, Japanese Patent Laid-Open No. 75457, JP-A-8-82980, JP-A-10-21395).
[0016]
However, the amount of generated discharge products is not completely eliminated even in an ion generator. There is also a demand for efficient reduction of the concentration of discharge products in ion generators.
[0017]
Therefore, the present invention provides ozone and NO, which are discharge products due to air discharge, even when using an ion generator that generates a relatively small amount of discharge products compared to a corona charging device.XIt is an object of the present invention to provide an ion generating device that can efficiently reduce the concentration before flowing out and suppress adverse effects on the environment, and an image forming apparatus using the same.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
  The ion generator according to the first aspect of the present invention comprises at least an induction electrode and an ion generation electrode formed with a dielectric interposed therebetween.Thus, a photocatalytic substance is applied or contained in at least a part of at least one of the dielectric and the ion generating electrode.In an ion generating apparatus that has an ion generating head and generates an ion by generating an air discharge by applying an alternating voltage between the induction electrode and the ion generating electrode,The resistor layer to which the power supply is connected is sandwiched by the dielectricA casing surrounding the periphery of the ion generation head other than the ion generation space was provided, and a photocatalytic substance intended to decompose the discharge product was provided inside the casing.
[0019]
  Therefore, due to the light emission of the discharge,Coated or contained in a part of at least one of the dielectric and the ion generating electrodeSince the photocatalytic substance is activated and reacts with the discharge product, the discharge product generated by the ion generator, particularly ozone and NO.xCan be decomposed efficiently. As a result, the discharge product can be decomposed before flowing out of the ion generator, and adverse effects on surrounding members can be prevented and adverse effects on the environment can be suppressed.
[0024]
  Claim 2According to the present invention, in the ion generation apparatus according to claim 1, the ion generation electrode is coated with a dielectric, and has a photocatalytic substance on at least the surface of the coating layer.
[0025]
Therefore, the discharge product generated at the charging portion can be efficiently decomposed at the generation portion having the highest discharge product concentration. In addition, since the photocatalytic substance is provided on the surface of the coating layer, the function of the coating layer is not impaired. As a result, the discharge product can be decomposed before flowing out of the casing, the adverse effect on the photoconductor and the like can be prevented, and the adverse effect on the environment can be suppressed.
[0026]
  Claim 3According to the present invention, in the ion generating apparatus according to claim 1, the ion generating electrode is coated with a dielectric, and at least the coating layer is made of a material containing a photocatalytic material.
[0027]
Therefore, since the photocatalytic substance is included in the coating layer, it is not necessary to newly provide a coating layer of the photocatalytic substance. This simplifies coating and is advantageous in terms of production and cost. When the photocatalytic substance is only on the surface of the coating layer, the function is lost when the coat layer of the photocatalytic substance is peeled off. On the other hand, when the photocatalytic substance is included in the coating layer, even if the coating layer is somewhat worn due to discharge or the like, it is also included in the coating layer, so that the photocatalytic effect can be maintained. The discharge product generated in the charging unit can be efficiently decomposed in the generation unit having the highest concentration of the discharge product. As a result, the discharge product can be decomposed before flowing out of the casing, the adverse effect on the photoconductor and the like can be prevented, and the adverse effect on the environment can be suppressed.
[0028]
  Claim 4The invention described in claim 1Thru 3In the ion generator according to any one of the above, a light emitter capable of irradiating light including at least ultraviolet rays is provided in the vicinity of the discharge site.
[0029]
Accordingly, since the photocatalytic substance can be more strongly activated by the ultraviolet light of a light emitter such as a lamp, the discharge product can be efficiently decomposed. Further, even when the ion generator is not emitting light, the photocatalytic substance can be activated by the ultraviolet light of the illuminant, so that it can be decomposed even when the discharge product remains. Thereby, the discharge product can be more reliably decomposed before flowing out of the casing, the adverse effect on the photoconductor and the like can be prevented, and the adverse effect on the environment can be suppressed.
[0030]
  Claim 5The described inventionClaim 4In the described ion generator, the light emitter has a photocatalytic substance at least on a light emitting surface thereof.
[0031]
Accordingly, since the photocatalytic substance can be more strongly activated by the ultraviolet light of a light emitter such as a lamp, the discharge product can be efficiently decomposed. Furthermore, since the photocatalytic substance is disposed on the surface of the light emitter, it is possible to prevent the surface of the light emitter from being contaminated by the adhesion of the discharge product. In addition, when a photocatalytic substance is arranged on the surface of the illuminant, it is possible to activate the photocatalytic substance with the ultraviolet light of the illuminant even when the ion generator is not emitting light, so that discharge generation The thing can be decomposed efficiently. Further, since the surface of the light emitter is not contaminated, the light transmittance on the surface of the light emitter is not lowered. Therefore, the photocatalyst can be irradiated with light over a long period of time, and the photocatalyst can be activated. Thereby, the discharge product can be more reliably decomposed before flowing out of the casing, the adverse effect on the photoconductor and the like can be prevented, and the adverse effect on the environment can be suppressed.
[0032]
  Claim 6The described invention is claimed.5 or 6In the described ion generator, light having a wavelength of 300 nm to 400 nm is included in the wavelength of light emitted from the light emitter.
[0033]
The photocatalytic substance is activated rapidly when irradiated with light of a certain energy or more, and the reaction proceeds. For example, in the case of titanium oxide, the wavelength of light serving as the threshold is 380 nm. Therefore, if the wavelength of the ultraviolet light to be irradiated is made appropriate and the photocatalytic substance is more easily activated, the decomposition efficiency of the discharge product becomes very high. Thereby, the discharge product can be more reliably decomposed before flowing out of the casing, the adverse effect on the photoconductor and the like can be prevented, and the adverse effect on the environment can be suppressed.
[0034]
  Claim 7The invention described in claim 16In the ion generating apparatus according to any one of the above, the photocatalytic substance is an n-type semiconductor.
[0035]
Therefore, the discharge product can be efficiently decomposed by using a photocatalytic substance made of an n-type semiconductor having high efficiency as a photocatalytic substance. As a result, the discharge product can be decomposed before flowing out of the casing, the adverse effect on the photoconductor and the like can be prevented, and the adverse effect on the environment can be suppressed.
[0036]
  Claim 8The described inventionClaim 7In the described ion generator, the n-type semiconductor is titanium oxide.
[0037]
Therefore, titanium oxide is an n-type semiconductor photocatalytic substance and is currently said to be the most stable and efficient. By using titanium oxide as a photocatalyst, the discharge product can be efficiently decomposed. As a result, the discharge product can be decomposed before flowing out of the casing, the adverse effect on the photoconductor and the like can be prevented, and the adverse effect on the environment can be suppressed.
[0038]
  Claim 9The described inventionClaim 8In the described ion generator, the titanium oxide includes at least a crystal structure having an anatase structure.
[0039]
Therefore, titanium oxide containing an anatase type structure in the crystal structure has the highest effect as a photocatalyst, so that the discharge product can be efficiently decomposed. As a result, the discharge product can be decomposed before flowing out of the casing, the adverse effect on the photoconductor and the like can be prevented, and the adverse effect on the environment can be suppressed.
[0040]
  Claim 10The image forming apparatus according to the invention is described in claim 1.9The ion generator described in any one of the above is used for charging the image carrier.
[0041]
Accordingly, the photocatalytic substance is activated by the light emission of the discharge and reacts with the discharge product, so that the discharge product generated during charging can be efficiently decomposed. As a result, the discharge product can be decomposed before flowing out of the casing, the adverse effect on the image carrier such as the photoconductor can be prevented, and the adverse effect on the environment can be suppressed.
[0042]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The embodiments described below are preferred embodiments of the present invention, and thus various technically preferable limitations are given. However, the scope of the present invention is particularly limited in the following description. As long as there is no description which limits, it is not restricted to these aspects.
[0043]
1 to 7 are diagrams showing an embodiment of an ion generating apparatus and an image forming apparatus of the present invention. FIG. 1 is an image forming apparatus 1 to which an embodiment of the image forming apparatus of the present invention is applied. FIG.
[0044]
In FIG. 1, an image forming apparatus 1 houses a photoreceptor 2 as an image carrier that is driven to rotate clockwise in FIG. 1 in a main body housing (not shown), and a charging unit around the photoreceptor 2. 3, a writing unit 4, a developing unit 5, a transfer unit 6, a paper separating unit 14, a cleaning unit 7, and a photoreceptor charge eliminating unit 8 are sequentially arranged according to an electrophotographic process, and a toner is placed in front of the cleaning unit 7. A static elimination unit 9 is provided.
[0045]
Further, the image forming apparatus 1 of the present embodiment includes a paper feed cassette (not shown) that stores a plurality of recording papers P, and the recording paper P in the paper feed cassette is supplied with a paper feed roller (see FIG. (Not shown) and fed one sheet at a time by the registration roller pair 15 and sent out between the transfer unit 6 and the photosensitive member 2.
[0046]
In the image forming apparatus 1 having such a configuration, first, the photosensitive member 2 is rotationally driven in the clockwise direction in FIG. 1, and the photosensitive member 2 is uniformly charged by the charging unit 3. A laser modulated with data is irradiated to form an electrostatic latent image on the photosensitive member 2, and toner is attached to the photosensitive member 2 on which the electrostatic latent image is formed by the developing unit 5 and developed. Next, the photoreceptor 2 on which the toner image is formed by attaching the toner in the developing unit 5 is transferred to the recording paper P conveyed between the photoreceptor 2 and the transfer unit 6 by the transfer unit 6, and the toner image The transferred recording paper P is conveyed to the fixing unit 10.
[0047]
Here, the fixing unit 10 includes a fixing roller 11 heated to a predetermined fixing temperature by a built-in heater, and a pressure roller 12 pressed against the fixing roller 11 with a predetermined pressure, and has been conveyed from the transfer unit 6. The recording paper P is heated and pressurized to fix the toner image on the recording paper P onto the recording paper P, and then discharged onto a paper discharge tray (not shown).
[0048]
On the other hand, the photosensitive member 2 on which the toner image is transferred onto the recording paper P by the transfer unit 6 is further rotated, and the toner charge removal unit 9 removes the residual toner charge remaining on the photosensitive member 2. The toner remaining on the surface of the photosensitive member is scraped off and removed by the blade 13, and then neutralized by the photosensitive member neutralizing unit 8. Then, after the photosensitive member 2 discharged by the photosensitive member discharging unit 8 is uniformly charged by the charging unit 3, the next image formation is performed in the same manner as described above. The cleaning unit 7 is not limited to the one that scrapes off the residual toner on the photoconductor 2 with the blade 13, but may be one that scrapes off the residual toner on the photoconductor 2 with a fur brush, for example.
[0049]
In such an image forming apparatus 1, in the present embodiment, for example, an ion generator as shown in FIG. 2 is used for the charging unit 3 for uniformly charging the photoreceptor 2. An ion generator may also be used for the transfer unit 6, the paper separation unit 14, the toner neutralization unit 9, and the photoreceptor neutralization unit 8.
[0050]
Here, the ion generator will be described with reference to FIG. 2A is a cross-sectional structural view, and FIG. 2B is a plan view seen from the ion generating electrode side.
[0051]
In this ion generator (ion generation head 20), an induction electrode 22 is formed on a substrate 21 made of ceramic or the like, and a dielectric layer 23 made of glass or the like is formed so as to cover the induction electrode 22. The ion generation electrode 24 is formed on the dielectric layer 23. The induction electrode 22, the dielectric layer 23, and the ion generation electrode 24 can be formed by thick film printing. For example, the induction electrode 22 is preferably formed to have a thickness of 1 to 5 μm, the dielectric layer 23 to have a thickness of 20 to 50 μm, and the ion generating electrode 24 to have a thickness of 1 to 30 μm. The dielectric layer 23 should have a dielectric constant as high as possible. This is because the higher the dielectric constant, the larger the capacitance of the dielectric layer and the greater the electric field distortion.
[0052]
  A high frequency high voltage having a frequency of several hundred Hz to several tens of kHz and a peak value of 1 to 4 kV is applied between the induction electrode 22 and the ion generation electrode 24 of the ion generation head 20 having such a structure by the power source 26 and ions. Generating electrode24When a bias voltage is applied to the bias power source 27, air in the vicinity of the ion generation electrode 24 (hereinafter referred to as ion generation space 29) is ionized to generate positive and negative ions. Here, as shown in the figure, when a negative voltage is applied as a bias voltage by the bias power source 27, only negative ions are extracted from the ion portion. If the bias voltage is positive, positive ions are extracted. The ion generating head 20 can generate a discharge with a smaller voltage than a general corona charger.
[0053]
The surface of the ion generating electrode 24 is SiO.2The coating layer 30 may be applied. This can prevent deterioration of the ion generation electrode 24 due to sputtering or oxidation by ions, and can prevent creeping discharge at the ion generation electrode 24. For example, the coating layer 30 is formed to have a thickness of 1 to 5 μm. If the coating layer 30 is too thick, the ion generation efficiency decreases. The coating may be nitride, silicon nitride, magnesium oxide, titanium oxide, glass or the like.
[0054]
The dielectric layer 23 may be formed in a form in which the resistor layer 25 is sandwiched.
[0055]
A power source 28 is connected to the resistor layer 25, and Joule heat can be generated by a current flowing through the resistor layer 25. The voltage from the power supply 28 is a direct current or an alternating voltage. This Joule heat heats the dielectric layer 23 and the ion generation space 29. Thereby, the decomposition effect of the discharge product by the photocatalyst substance mentioned later can be made still higher.
[0056]
The conductive film for forming the resistor layer 25 may be formed by forming chromium, copper, tungsten, aluminum, platinum, titanium, or the like by a technique such as sputtering, and patterning them by photolithography etching.
[0057]
For example, a temperature sensor such as a thermistor 31 may be installed in the ion generating head 20 at an appropriate location as shown in FIG. 3A or 3B, for example, so that the heating temperature can be constantly monitored. By feeding back the value of this sensor to the temperature control device, correction can be made even if environmental fluctuations or abnormalities occur in the heating element and the heating temperature deviates from a normal range (for example, 50 to 70 ° C.).
[0058]
The resistor layer 25 may be a heating resistor having self-heating controllability.
[0059]
Even when such an ion generation head 20 is used, ozone or NOXIn this embodiment, the photocatalyst material 40 is added in the vicinity of the discharge site because the generation of such a discharge product is not completely eliminated. The location where the photocatalytic substance 40 is disposed is appropriate, and several examples will be described with reference to FIGS.
[0060]
First, when the coating layer 30 is not provided in the ion generation head 20, the photocatalytic substance 40 is applied to or contained in at least a part of the dielectric layer 23 and the ion generation electrode 24. 4A shows an example in which the photocatalytic substance 40 is applied to a part of the dielectric layer 23, and FIG. 4B shows an example in which the photocatalytic substance 40 is contained in a part of the dielectric layer 23. 4 (c) shows an example in which the photocatalytic substance 40 is contained in the entire dielectric layer 23, and FIG. 4 (d) shows an example in which the photocatalytic substance 40 is applied to a part of the ion generating electrode 24.
[0061]
When the coating layer 30 is provided in the ion generating head 20, the photocatalytic substance 40 is applied to the surface of the coating layer 30 as shown in FIG. Alternatively, as shown in FIG. 5B, the photocatalytic substance 40 is contained in the coating layer 30, or the coating layer 30 itself is made of the photocatalytic substance 40.
[0062]
  Further, as shown in FIG. 6, at least the housing 32 of the ion generating head 20 is used.(Sometimes called a casing)The photocatalytic substance 40 may be disposed on the portion of the ion generating head 20 that faces the ion generating portion.
[0063]
Of course, these methods may be combined so that the most effective decomposition of the discharge product appears.
[0064]
For such a photocatalytic material 40, an n-type semiconductor such as titanium oxide is used. An n-type semiconductor has an action of decomposing ozone when it is exposed to light and contacted with a discharge product, for example, ozone. That is, when an n-type semiconductor such as titanium oxide is irradiated with light having a wavelength corresponding to the band gap, electrons are excited to the conduction band and holes are generated in the valence band. The excited electrons of the n-type semiconductor exert a reducing action, and when a metal is supported, the electrons flow from the valence band to the metal and exert a reducing action there. In this way, by irradiating the n-type semiconductor with light of an appropriate wavelength, the discharge product is reduced and decomposed by the reducing action of the excited electrons.
[0065]
As a substance used as the photocatalytic substance 40, in addition to the above-described titanium oxide, tungsten oxide, zinc oxide, cadmium oxide, tin oxide, indium oxide, silver oxide, manganese oxide, copper oxide, iron oxide, vanadium oxide, niobium oxide, Cadmium oxide, titanium hydroxide, zinc hydroxide, and the like can be used. In particular, titanium oxide is preferable in terms of reaction efficiency, durability, safety, and usable wavelength range. Furthermore, titanium oxide is classified into three types of rutile type, anatase type, and brookite type depending on the crystal structure, but the anatase type structure is optimal because it has a high effect as a photocatalyst.
[0066]
These photocatalytic substances 40 may be a mixture of two or more of the above-mentioned substances, and when Pt, Pd, Rh, Nb and the like are mixed, the photocatalytic action can be further promoted.
[0067]
The photocatalytic substance 40 can be attached by being directly formed on the coating layer by a chemical vapor deposition method, neutralization or hydrolysis of an inorganic metal salt, hydrolysis of a metal alkoxide, a sol-gel method, or the like. Commercially available photocatalyst fine powder can also be attached by adhering onto the coating layer. Furthermore, each member itself can have a photocatalytic action by mixing the photocatalytic substance 40 with the material constituting the coating layer to form each member.
[0068]
Air discharge is accompanied by light emission close to purple. It is known that ultraviolet light is contained in the wavelength range of the purple emission, and the photocatalytic substance 40 is excited by the ultraviolet light, and the discharge product can be decomposed by the photocatalytic substance 40.
[0069]
Next, the operation of the present embodiment will be described. The image forming apparatus 1 has a photocatalyst material 40 in the charging unit 3 using the ion generating head 20, and the photocatalyst material 40 decomposes the discharge product in the vicinity of the discharge portion of the charging unit 3. There is.
[0070]
That is, the photosensitive member 2 that is driven to rotate in the clockwise direction in FIG. 1 is uniformly charged by air discharge in the charging unit 3, and then the photosensitive member 2 is irradiated with a laser modulated with image data by the writing unit 4. An electrostatic latent image is formed, and development is performed by attaching toner to the photosensitive member 2 on which the electrostatic latent image is formed by the developing unit 5. Then, the photosensitive member 2 on which the toner is attached by the developing unit 5 to form a toner image is transferred to the recording paper P conveyed between the photosensitive member 2 and the transfer unit 6 by the air discharge in the transfer unit 6. Since the recording sheet P is charged with a charge opposite to that of the toner at the transfer unit 6, an electrostatic attractive force acts on the photosensitive member 2. After the transfer, the paper separation unit 14 removes the charge on the back surface of the recording paper P to separate the paper from the photoreceptor 2.
[0071]
The recording paper P to which the toner image has been transferred is conveyed to the fixing unit 10, and the toner image on the recording paper P is fixed on the recording paper P by the fixing unit 10, and then discharged onto the paper discharge tray. Then, the photosensitive member 2 on which the toner image is transferred to the recording paper by the transfer unit 6 is further rotated, and the charge of the residual toner remaining on the photosensitive member 2 is removed by air discharge in the toner discharging unit 9. The toner remaining on the surface of the photoreceptor 2 is scraped off and removed by the blade 13 in the cleaning unit 7, and then the charge is eliminated by the photoreceptor neutralization unit 8.
[0072]
In such an image formation process, when using air discharge, ozone, NOxSuch a discharge product is generated.
[0073]
The photocatalytic substance 40 is activated and exerts a reducing action when irradiated with light emitted by air discharge as described above, and thus ozone or NO.xDecompose discharge products such as
[0074]
Therefore, the discharge product generated in the ion generating head 20 by the air discharge is efficiently decomposed by the photocatalytic substance 40 in the vicinity of the ion generating head 20. As a result, it is possible to prevent, for example, ozone from oxidizing the surface of the photoreceptor 2 and deteriorating the image, and preventing ozone from flowing out of the image forming apparatus 1 and deteriorating the environment. be able to. NOxAs a result, it is possible to prevent the nitric acid and nitrate from adhering to the surface of the photoconductor 2 and to prevent image flow in a high humidity environment. Furthermore, it becomes difficult for nitric acid and nitrate to adhere to each other over time, and discharge unevenness in a low humidity environment can be prevented.
[0075]
  Thus, according to the present embodiment, by arranging the photocatalytic substance 40 in the ion generating head 20, ozone, NOxSince decomposition takes place very close to the production site, it is very efficient. Moreover, since the ultraviolet rays are also generated from the ion generation head 20, the decomposition efficiency is improved. As a result, the discharge product can be decomposed before flowing out of the casing 32, and adverse effects on the photoreceptor 2 and the like can be prevented and adverse effects on the environment can be suppressed. Further, contamination of the ion generating head 20 due to nitric acid and nitrate as one of the discharge products and adhesion to the surface of the photoconductor 2 are suppressed, thereby preventing uneven charging and image flow on the photoconductor 2. Furthermore, a cleaning device for the ion generating head 20 is not required, and it is possible to significantly reduce costs and maintenance. The number of parts is reduced. Further, it is not necessary to scrape the surface of the photosensitive member by the photosensitive member cleaning blade, the blade life is prolonged by reducing the pressing pressure, the deterioration is prevented, and the toner is not fixed to the photosensitive member 2 due to the strong pressing pressure. As a result, the thickness of the photosensitive member 2 does not decrease with time, and the process control load can be reduced and the life of the photosensitive member 2 can be extended. Furthermore, on the ion generation head 20Nitric acid, nitrateWhen the ion generating head 20 is used for a long time, the discharge becomes uneven and the charge becomes nonuniform, but the photocatalytic substance 40 should be disposed. Is formed on the ion generating head 20Nitrate compoundsThe generation of ions can be suppressed, and thereby the life of the ion generating head 20 can be extended.
[0076]
In the present embodiment, the photocatalytic substance 40 is activated using light generated in the discharge part to decompose the discharge product. However, the decomposition efficiency of the discharge product by the photocatalytic substance 40 is improved. In order to achieve this, a lamp 50 as a light emitter that emits light including a wavelength that excites the photocatalytic substance 40 may be provided (see FIG. 7).
[0077]
As this lamp 50, for example, an n-type semiconductor as the photocatalytic substance 40 is TiO 2.2In this case, it is only necessary to include a wavelength of 400 nm or less, and a normal fluorescent lamp, a halogen lamp, or the like can be used. If an ultraviolet lamp is used, the effect can be further improved.
[0078]
In addition, when the n-type semiconductor photocatalytic substance 40 is coated on the surface of the lamp 50, the photocatalytic substance 40 coated on the lamp 50 is excited, and the discharge products that have come into contact with the lamp 50 can be decomposed.
[0079]
When the lamp 50 is provided in this manner, even when there is no light emission due to discharge, the photocatalytic substance 40 attached to the member can be activated by the light of the lamp 50 to decompose the discharge product. Decomposition efficiency can be improved.
[0080]
When the lamp 50 is provided in the charging unit 3 as in the present embodiment, it is conceivable that the photosensitive member 2 is not charged by the light irradiation of the lamp 50. For this reason, the lamp 50 of the charging unit 3 is lit, irradiated with light, and ozone is decomposed only during standby when image forming processing is not performed.
[0081]
However, the lamp may be turned on at any timing as long as the light emitted from the lamp 50 does not reach the photoreceptor 2. During the image forming process, that is, when a discharge occurs in the charging unit 3, most discharge products are generated. Therefore, it is preferable that the lamp 50 of the charging unit 3 is lit to perform light irradiation even during the image forming process. FIG. 7 shows a configuration example of the lamp 50 arranged with directivity in this way.
[0082]
Here, in order to verify the effect of the photocatalytic substance 40 as described above, the following comparative experiment was performed. First, an ion generator coated with titanium oxide and an uncoated one were prepared. The device alone was set in a laboratory environment, an alternating voltage (3.0 kV, 5 kHz) was applied between the induction electrode and the ion generation electrode, and discharge was caused at the ion generation electrode. Then, air 5 mm ahead was sucked from the ion generating electrode where the discharge product was most present. Ozone and NO in the sucked airx(Ozone measuring device: DY1500 manufactured by Direc Co., NO.xMeasuring instrument: HORIBA, APNA300). The measurement was performed continuously for 10 minutes after the discharge became stable, and the average value was obtained.
[0083]
First, ozone and NO in a single ion generator that is not coated with titanium oxidexWhen the density | concentration of was measured, they were 6.8 ppm and 0.43 ppm.
[0084]
In contrast, in an ion generator coated with titanium oxide, ozone and NOxThe concentration of was measured. Titanium oxide was applied to the dielectric layer of the ion generator and the inside of the housing. Then, the voltage was applied and the concentration was measured as before. As a result of the measurement, the ozone concentration was 0.75 ppm, NOxWas 0.080 ppm.
[0085]
Furthermore, ozone and NO can also be applied to the case where an ion generating head coated with titanium oxide is irradiated with an ion generating head with an ultraviolet lamp.xThe concentration of was measured. At this time, the ozone concentration is 0.40 ppm, NOxWas 0.019 ppm.
[0086]
The verification experiment about the image flow phenomenon was also conducted. First, our copier (imagio MF-4550 modified machine) using an ion generator that does not use the photocatalytic substance according to the present invention as a charger was installed in a high-temperature, high-humidity environment. And about 10,000 copies were made. After the production, the copying machine was stopped, and it was rested overnight in a high temperature and high humidity environment. When the operation was resumed the next morning, a phenomenon called image flow was observed in the copy image. This is the in-flight NOxReacts with moisture in the air to form nitric acid or nitrate compounds (HNOThree, NHFourNOThreeThis is probably due to the fact that it has fallen on the photoconductor. This nitric acid / nitrate compound is an insulator at low humidity, but at high humidity it reduces the resistance of the photoreceptor surface. That is, even if an electric charge is applied to the surface of the photoconductor, the surface of the photoconductor cannot maintain the electric charge in its place, so that the electrostatic latent image is destroyed. For this reason, it is considered that image flow occurs.
[0087]
On the other hand, when the ion generator using the photocatalyst material according to the present invention is used in the above-mentioned copying machine manufactured by our company using the charger, the image flow phenomenon does not appear even if the same experiment is performed.
[0088]
【The invention's effect】
  According to the first aspect of the present invention, the photocatalytic substance is activated by the light emission of the discharge and reacts with the discharge product. Therefore, the discharge product generated by the ion generator, particularly ozone and NO.xThus, the discharge product can be decomposed before it flows out of the ion generator, and adverse effects on surrounding members can be prevented and adverse effects on the environment can be suppressed.Moreover, the Joule heat generated by the current flowing through the resistor layer 25 heats the dielectric layer and the ion generation space, further increasing the decomposition effect of the discharge product by the photocatalytic substance.
[0091]
  Claim 2According to the described invention, the discharge product generated in the charging portion can be efficiently decomposed in the generation portion having the highest concentration of the discharge product, and the photocatalytic substance is provided on the surface of the coating layer. Without impairing the function of the layer, the discharge product can be decomposed before flowing out of the casing, thereby preventing adverse effects on the photoreceptor and the like, and suppressing adverse effects on the environment.
[0092]
  Claim 3According to the described invention, in addition to the effect of the invention described in claim 1, since the photocatalyst substance is included in the coating layer, it is not necessary to newly provide a coat layer of the photocatalyst substance. This is advantageous in terms of cost. In addition, when the photocatalytic substance is only on the surface of the coating layer, the function is lost when the coating layer of the photocatalytic substance is peeled off. Even so, the photocatalytic effect can be maintained because it is also contained inside the coating layer.
[0093]
  Claim 4According to the described invention, since the photocatalytic substance can be more strongly activated by the ultraviolet light of a light emitter such as a lamp, the discharge product can be decomposed efficiently, and even when the ion generator does not emit light. Since the photocatalytic substance can be activated by the ultraviolet light of the illuminant, it can be decomposed even when the discharge product remains, thereby more reliably decomposing the discharge product before flowing out of the casing. It is possible to prevent adverse effects on the photoreceptor and the like, and to suppress adverse effects on the environment.
[0094]
  Claim 5According to the described invention, the photocatalytic substance can be more strongly activated by the ultraviolet light of the light emitter such as a lamp, so that the discharge product can be efficiently decomposed, and the photocatalytic substance is disposed on the surface of the light emitter. Therefore, it can prevent that the surface of a light-emitting body gets dirty by adhesion of a discharge product. In addition, when a photocatalytic substance is arranged on the surface of the illuminant, it is possible to activate the photocatalytic substance with the ultraviolet light of the illuminant even when the ion generator is not emitting light, so that discharge generation The thing can be decomposed efficiently. Further, since the surface of the light emitter is not contaminated, the light transmittance on the surface of the light emitter is not lowered. Therefore, the photocatalyst can be irradiated with light over a long period of time, and the photocatalyst can be activated. Thereby, the discharge product can be more reliably decomposed before flowing out of the casing, the adverse effect on the photoconductor and the like can be prevented, and the adverse effect on the environment can be suppressed.
[0095]
  Claim 6According to the described invention, the photocatalytic substance is activated rapidly when irradiated with light of a certain energy or more, and the reaction proceeds. For example, in the case of titanium oxide, the wavelength of light serving as the threshold is 380 nm. If the wavelength of the ultraviolet light to be irradiated is made appropriate and the photocatalytic substance is more easily activated, the decomposition efficiency of the discharge product becomes very high. Thereby, the discharge product can be more reliably decomposed before flowing out of the casing, the adverse effect on the photoconductor and the like can be prevented, and the adverse effect on the environment can be suppressed.
[0096]
  Claim 7According to the described invention, the discharge product can be efficiently decomposed by using the photocatalytic substance made of an n-type semiconductor having high efficiency as the photocatalytic substance. As a result, the discharge product can be decomposed before flowing out of the casing, the adverse effect on the photoconductor and the like can be prevented, and the adverse effect on the environment can be suppressed.
[0097]
  Claim 8According to the described invention, titanium oxide is an n-type semiconductor photocatalytic substance, and is currently said to be the most stable and efficient. Therefore, by using this titanium oxide as a photocatalyst, it is possible to discharge efficiently. The product can be decomposed. As a result, the discharge product can be decomposed before flowing out of the casing, the adverse effect on the photoconductor and the like can be prevented, and the adverse effect on the environment can be suppressed.
[0098]
  Claim 9According to the described invention, titanium oxide containing an anatase type structure in the crystal structure has the highest effect as a photocatalyst, and therefore the discharge product can be efficiently decomposed. As a result, the discharge product can be decomposed before flowing out of the casing, the adverse effect on the photoconductor and the like can be prevented, and the adverse effect on the environment can be suppressed.
[0099]
  Claim 10According to the image forming apparatus of the invention described in claim 1,9By using the ion generator according to any one of the above for charging the image carrier, the photocatalytic substance is activated by the light emission of the discharge and reacts with the discharge product. Can be decomposed. As a result, the discharge product can be decomposed before flowing out of the casing, the adverse effect on the image carrier such as the photoconductor can be prevented, and the adverse effect on the environment can be suppressed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus showing an embodiment of the present invention.
2A and 2B show a configuration example of an ion generating head, in which FIG. 2A is a cross-sectional structure diagram, and FIG. 2B is a plan view thereof.
FIG. 3 is a cross-sectional structure diagram of an ion generating head showing an example of addition of a thermistor.
FIG. 4 is a cross-sectional structure diagram of an ion generation head showing an example of addition of a photocatalytic substance when there is no coating layer.
FIG. 5 is a cross-sectional structure diagram of an ion generating head showing an example of addition of a photocatalytic substance when a coating layer is present.
FIG. 6 is a sectional structural view of an ion generating head showing an example of adding a photocatalytic substance to a casing.
FIG. 7 is a configuration diagram showing a case where a lamp is provided.
[Explanation of symbols]
2 Image carrier
3 Charging part
22 Induction electrode
23 Dielectric
24 Ion generating electrode
30 Coating layer
40 Photocatalytic substance
50 illuminant

Claims (10)

少なくとも誘電体を挟んで形成された誘導電極とイオン発生電極からなり、前記誘電体及び前記イオン発生電極のうち、少なくともどちらか一方の一部に光触媒物質が塗布又は含有されるイオン発生ヘッドを有し、前記誘導電極と前記イオン発生電極との間に交流電圧を印加することにより、気中放電を起こしイオンを発生するイオン発生装置において、電源が接続されている抵抗体層が前記誘電体によってサンドイッチされている前記イオン発生ヘッドのイオン発生空間以外の周囲を取り囲む筐体を有し、該筺体の内側に放電生成物の分解を目的とした光触媒物質を設けたことを特徴とするイオン発生装置。At least a dielectric Ri Do induction electrode and the ion generating electrode formed across the, one of the dielectric and the ion generating electrode, an ion generation head photocatalytic material is applied or contained in a portion of at least one In an ion generator that generates an ion by generating an air discharge by applying an AC voltage between the induction electrode and the ion generation electrode, a resistor layer to which a power source is connected is the dielectric. Ion generation characterized by having a casing surrounding the area other than the ion generation space of the ion generation head sandwiched by, and providing a photocatalytic substance for the purpose of decomposing discharge products inside the housing apparatus. 前記イオン発生電極は誘電体によってコーティングされており、少なくともこのコーティング層の表面上に光触媒物質を有することを特徴とする請求項1記載のイオン発生装置。 2. The ion generating apparatus according to claim 1, wherein the ion generating electrode is coated with a dielectric and has a photocatalytic substance on at least the surface of the coating layer . 前記イオン発生電極は誘電体によってコーティングされており、少なくともこのコーティング層が光触媒物質を含む物質からなることを特徴とする請求項1記載のイオン発生装置。 2. The ion generating apparatus according to claim 1, wherein the ion generating electrode is coated with a dielectric, and at least the coating layer is made of a material containing a photocatalytic material . 少なくとも紫外線を含む光を照射可能な発光体を前記筺体の内側に設けたことを特徴とする請求項1ないし3の何れか一に記載のイオン発生装置。The ion generator according to any one of claims 1 to 3, wherein a light emitter capable of emitting light including at least ultraviolet rays is provided inside the housing . 前記発光体は、少なくともその発光表面に光触媒物質を有することを特徴とする請求項4記載のイオン発生装置。The ion generator according to claim 4, wherein the light emitter has a photocatalytic substance on at least a light emitting surface thereof . 前記発光体から照射される光の波長に300nm〜400nmの光が含まれていることを特徴とする請求項4又は5記載のイオン発生装置。 6. The ion generator according to claim 4, wherein light having a wavelength of 300 nm to 400 nm is included in a wavelength of light emitted from the light emitter . 前記光触媒物質がn型半導体であることを特徴とする請求項1ないし6の何れか一に記載のイオン発生装置。The ion generator according to claim 1, wherein the photocatalytic substance is an n-type semiconductor . 前記n型半導体が酸化チタンであることを特徴とする請求項7記載のイオン発生装置。The ion generator according to claim 7, wherein the n-type semiconductor is titanium oxide . 前記酸化チタンは、結晶構造が少なくともアナターゼ型構造のものを含むことを特徴とする請求項8記載のイオン発生装置。9. The ion generator according to claim 8 , wherein the titanium oxide includes at least an anatase type crystal structure . 請求項1ないし9の何れか一に記載のイオン発生装置を、像担持体の帯電に用いることを特徴とする画像形成装置。An image forming apparatus using the ion generating apparatus according to claim 1 for charging an image carrier.
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