JP4479941B2 - 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、電子写真感光体の耐久性を向上させると共に画像ボケや白ぬけ等の異常画像を防止することができる画像形成装置及び画像形成装置の有害物質除去方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、複写機やプリンタなどの電子写真プロセスでは、電子写真感光体に対して、少なくとも帯電、露光、現像、転写およびクリーニングの各プロセスが実行され、これらプロセスのサイクルが繰り返し行われる。すなわち、図10に示すように、電子写真感光体11の周囲には、帯電装置12、原稿光像露光機構13、現像器14、転写電極15および分離用電極16、電荷消去用電極17、およびクリーニング機構18が順番に配置されている。そして、現像器14による現像プロセスにて感光体表面の静電潜像に付着したトナーは、転写電極15および分離電極16による転写プロセスにて、感光体表面から給紙ロール19により給紙された紙等の転写材20に移動される。
【0003】
かかる電子写真プロセスでは、帯電プロセスでオゾンやNOxガスが発生することが知られているが、これらのオゾンやNOxガスは電子写真感光体、特に有機系感光体表面に付着し感光体を劣化させるという問題があり、異常画像の原因となる。このため、発生したオゾンやNOxガスを除去するために吸着剤等により除去する方法が提案されている。また、加熱されるワイヤの表面に脱硝反応を促進する触媒を設ける方法が提案されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、何れの方法によっても、オゾン及びNOxを有効に除去することができない。
【0005】
そこで、感光体自体の耐オゾン性、耐NOx性を高める研究も行われているが、十分な耐久性を得ることはできない。
【0006】
本発明はこのような事情に鑑み、有害物質を有効に除去して電子写真感光体の耐久性を向上させると共に画像ボケや白ぬけ等の異常画像を防止することができる画像形成装置及び画像形成装置の有害物質除去方法を提供することを課題とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決する本発明の第1の態様は、帯電プロセスを含む電子写真式プロセスを利用する画像形成装置において、光触媒層を有する有害物質除去装置と、前記帯電プロセスにより発生した有害物質を前記光触媒層へ接触させるガス案内手段と、前記光触媒層を活性化する光を照射する光源と、を具備し、前記有害物質除去装置が、外周面に複数の貫通孔を有する円筒部材を有し、この円筒部材の少なくとも内周面に前記光触媒層が設けられており、前記ガス案内手段は、前記貫通孔からガスを導入して軸方向片側又は両端から排出するように作用することを特徴とする画像形成装置にある。
【0009】
本発明の第2の態様は、第1の態様において、前記光触媒層が、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化タングステン、酸化鉄、チタン酸ストロンチウム等からなる群から選択された少なくとも一種よりなることを特徴とする画像形成装置にある。
【0011】
本発明の第3の態様は、第1又は第2の態様において、前記円筒部材の外側に通気性を有する発泡弾性部材層を有し、前記発泡弾性部材層が感光体表面をクリーニングするために当該感光体に当接していることを特徴とする画像形成装置にある。
【0014】
かかる本発明では、光触媒によりオゾンやNOxなどの有害物質を有効に除去することができ、特に、光触媒層を内面に有する円筒状部材を感光体に隣接して設け、帯電プロセスで発生したオゾンやNOxを円筒部材の内方に導入して分解除去することにより、有害物質を極めて有効に除去することができる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を実施の形態に基づいて説明する。
【0016】
図1には一実施形態に係る画像形成装置を示す。この装置は帯電装置12に隣接して有害物質除去装置30が設けられており、基本的には図10に示した装置と同一であるので、同一部材には同一符号を付して重複する説明は省略する。
【0017】
有害物質除去装置30は、複数の貫通孔31を有すると共に内周面に光触媒層32を有する円筒部材33と、円筒部材33の外周面に設けられた発泡弾性部材35と、円筒部材33の内方に設けられた光触媒活性化ランプ37と、円筒部材33の両端外側に設けられたガス導入ファン39とを具備する。
【0018】
光触媒層32は、オゾンやNOxを除去できるものであれば限定されないが、例えば、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化タングステン、酸化鉄、チタン酸ストロンチウム、特に、酸化チタン層とするのが好ましい。
【0019】
また、光触媒層32には活性炭などの吸着剤を共存させてもよい。これにより、有害物質を吸着により除去し、吸着後光触媒により分解するという効果が発揮され、さらに有効である。
【0020】
光触媒活性化ランプ37は、酸化チタン層等からなる光触媒層32を連続的にまたは間欠的に活性化してオゾンやNOxの分解除去を継続的に行うようにするものであれば特に限定されず、ブラックライト等の紫外線照射ランプなどを用いることができる。
【0021】
円筒部材33は、外周の雰囲気ガスを内方に取り込むための貫通孔31を具備するものであるが、貫通孔31の形状、数等は限定されず、図3に示すようにスリット41としてもよい。
【0022】
発泡弾性部材35は、通気性を有する連続気泡のものがよく、発泡弾性部材35を介してオゾンやNOxなどの有害物質が円筒部材33内に導入できればよい。
【0023】
また、発泡弾性部材35は、感光体11に当接した状態で設けられるので、感光体11を汚染せずに感光体表面をクリーニングできる材質が好ましく、例えば、発泡ポリウレタン、シリコーンゴム等で形成すればよい。
【0024】
ガス導入ファン39は、貫通孔31から雰囲気ガスを導入して円筒部材33と両端から排出するように作用すればよい。
【0025】
このような有害物質除去装置30を設けると、帯電装置12で発生したオゾンやNOxはガス導入ファン39により円筒部材33内に導入され、光触媒層32に接触して有効に分解されるので、感光体11を汚染することがない。なお、光触媒層32は光触媒活性化ランプ37による照射により活性化され、オゾンやNOxを除去する作用は持続する。
【0026】
このような光触媒層32は、オゾンやNOxを有効に分解除去できる態様であればどのように設けてもよいが、円筒部材の内周面に設けるのが効率的である。感光体11の軸方向に亘った全体から有効に雰囲気ガスを導入して分解除去することができるためである。
【0027】
円筒部材33を用いた場合、光触媒層32を円筒部材の外側にも、または外周面のみに設けてもよい。
【0028】
また、発泡弾性部材35は、特に、光触媒層を外周面に設けた場合には設ける必要はなく、外周面に設けた光触媒層は帯電装置12からの光照射により最低限の活性化を行うことができる。
【0029】
光触媒層の表面積を大きくするために種々の構造を採用することが可能であり、これらの構造を採用するのは自由である。
【0030】
また、上述した実施形態では、円筒部材33は、回転方向も固定状態であるが、感光体11と共に連れ周りする構造としてもよいことはいうまでもない。
【0031】
(試験例1)
図2の有害物質除去装置において、光触媒層32を酸化チタン(TiO2)層とし、発泡弾性部材35をポリウレタンスポンジとし、NOxを含有するガスを繰り返し通過させてNOx濃度を測定した。結果を図4に示す。酸化チタン層は、粒径20μmの酸化チタンを、PTFE、FEVE等のフッ素樹脂からなるバインダと共に、水又はキシレン等の有機溶媒からなる溶媒中に混合し、これをスプレー塗布等により塗布後、乾燥させて溶媒を揮発させることにより形成した。また、光触媒活性化ランプ37としては、ブラックライトを用いた。なお、光触媒層32を設けない以外は同様な装置を比較例とした。
【0032】
この結果、酸化チタンからなる光触媒層32を設けると、NOxが有効に分解されることがわかった。
【0033】
(試験例2)
図2の有害物質除去装置において、光触媒層32を酸化チタン(TiO2)層を形成した酸化チタンの粒径を、10μm、20μm、100μmと変化させた以外は試験例1と同様に試験した。結果を図5に示す。
【0034】
この結果、粒径が小さいほどNOxがより有効に分解されることがわかった。
【0035】
(試験例3)
図2の有害物質除去装置において、光触媒層32を酸化チタン(TiO2)層を形成した酸化チタンを結晶構造の異なるアナターゼ型とルチル型で粒径が20μmのものを用いた以外は試験例1と同様に試験した。結果を図6に示す。
【0036】
この結果、酸化チタンの有害物質を分解する特性は結晶構造にほとんど影響を受けないことがわかった。
【0037】
(試験例4)
図2の有害物質除去装置において、光触媒活性化ランプ37として、ブラックライト(紫外線強度3mW/cm2)の他、高圧水銀灯(紫外線強度20mW/cm2)、白色蛍光灯(紫外線強度0.01mW/cm2)を用いた以外は試験例1と同様に試験した。結果を図7に示す。
【0038】
この結果、酸化チタンの活性化は紫外線強度に依存し、白色蛍光灯では活性化が不十分であることがわかった。
【0039】
(試験例5)
図2の有害物質除去装置において、光触媒層32を酸化チタン(TiO2)及び活性炭(酸化チタン:活性炭=90:10)で形成したものとした以外は試験例1と同様に試験した。結果を図8に示す。
【0040】
この結果、活性炭を共存させた方がNOxがより有効に分解されることがわかった。
【0041】
(試験例6)
図2の有害物質除去装置において、光触媒層32を酸化チタン(TiO2)の他、酸化亜鉛(ZnO)及び酸化鉄(Fe2O3)で形成したものを用いた以外は試験例1と同様に試験した。結果を図9に示す。
【0042】
この結果、酸化亜鉛(ZnO)及び酸化鉄(Fe2O3)もNOxを分解する効果を有するが、酸化チタンが最も有効にNOxを分解することがわかった。
【0043】
【発明の効果】
本発明によれば、画像形成装置の帯電部から発生するオゾンやNOxなどを有効に除去することができるので、感光体の耐久性を向上することができると共に異常画像等の発生を除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態の画像形成装置の概略図である。
【図2】図1の装置の有害物質除去装置の斜視図及び断面図である。
【図3】本発明の一実施の形態の変形例を示す斜視図である。
【図4】本発明の試験例1の結果を示す図である。
【図5】本発明の試験例2の結果を示す図である。
【図6】本発明の試験例3の結果を示す図である。
【図7】本発明の試験例4の結果を示す図である。
【図8】本発明の試験例5の結果を示す図である。
【図9】本発明の試験例6の結果を示す図である。
【図10】従来技術に係る画像形成装置を示す概略図である。
【符号の説明】
30 有害物質除去装置
31 貫通孔
32 光触媒層
33 円筒部材
35 発泡弾性部材
37 光触媒活性化ランプ
39 ガス導入ファン[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus capable of improving durability of an electrophotographic photosensitive member and preventing abnormal images such as image blurring and whitening, and a method for removing harmful substances from the image forming apparatus.
[0002]
[Prior art]
In general, in an electrophotographic process such as a copying machine or a printer, at least charging, exposure, development, transfer, and cleaning processes are performed on an electrophotographic photosensitive member, and a cycle of these processes is repeatedly performed. That is, as shown in FIG. 10, around the electrophotographic
[0003]
In such an electrophotographic process, it is known that ozone and NOx gas are generated in the charging process, but these ozone and NOx gas adhere to the surface of an electrophotographic photoreceptor, particularly an organic photoreceptor, and deteriorate the photoreceptor. This causes an abnormal image. For this reason, a method of removing the generated ozone and NOx gas with an adsorbent or the like has been proposed. A method of providing a catalyst for promoting a denitration reaction on the surface of a wire to be heated has been proposed.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, ozone and NOx cannot be effectively removed by any method.
[0005]
Therefore, studies have been made to increase the ozone resistance and NOx resistance of the photoreceptor itself, but sufficient durability cannot be obtained.
[0006]
In view of such circumstances, the present invention improves the durability of an electrophotographic photosensitive member by effectively removing harmful substances, and can prevent abnormal images such as image blurring and whitening, and image formation It is an object to provide a method for removing harmful substances from an apparatus.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
According to a first aspect of the present invention for solving the above problem, in an image forming apparatus using an electrophotographic process including a charging process, a harmful substance removing device having a photocatalyst layer, and a harmful substance generated by the charging process are A gas guide means for contacting the photocatalyst layer, and a light source for irradiating light for activating the photocatalyst layer , wherein the harmful substance removing device has a cylindrical member having a plurality of through holes on an outer peripheral surface, The photocatalyst layer is provided on at least the inner peripheral surface of the cylindrical member, and the gas guiding means acts to introduce gas from the through hole and to discharge from one side or both ends in the axial direction. It is in the image forming apparatus.
[0009]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the photocatalyst layer is composed of at least one selected from the group consisting of titanium oxide, zinc oxide, tungsten oxide, iron oxide, strontium titanate, and the like. In the image forming apparatus.
[0011]
According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect, a foamed elastic member layer having air permeability is provided outside the cylindrical member, and the foamed elastic member layer cleans the surface of the photoreceptor. The image forming apparatus is in contact with the photosensitive member.
[0014]
In the present invention, harmful substances such as ozone and NOx can be effectively removed by the photocatalyst, and in particular, a cylindrical member having a photocatalyst layer on the inner surface is provided adjacent to the photoconductor, By introducing NOx into the inside of the cylindrical member and decomposing and removing it, harmful substances can be removed very effectively.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described based on embodiments.
[0016]
FIG. 1 shows an image forming apparatus according to an embodiment. This device is provided with a harmful
[0017]
The harmful
[0018]
The
[0019]
Further, an adsorbent such as activated carbon may coexist in the
[0020]
The
[0021]
The
[0022]
The foamed
[0023]
Further, since the foamed
[0024]
The
[0025]
When such a harmful
[0026]
Such a
[0027]
When the
[0028]
Further, the foamed
[0029]
Various structures can be employed to increase the surface area of the photocatalyst layer, and these structures are free to employ.
[0030]
In the above-described embodiment, the
[0031]
(Test Example 1)
2, the
[0032]
As a result, it was found that when the
[0033]
(Test Example 2)
In the harmful substance removing apparatus of FIG. 2, the test was performed in the same manner as in Test Example 1 except that the particle diameter of the titanium oxide formed with the titanium oxide (TiO 2 ) layer was changed to 10 μm, 20 μm, and 100 μm. The results are shown in FIG.
[0034]
As a result, it was found that NOx is more effectively decomposed as the particle size is smaller.
[0035]
(Test Example 3)
Test Example 1 except that the
[0036]
As a result, it was found that the properties of titanium oxide that decompose harmful substances are hardly affected by the crystal structure.
[0037]
(Test Example 4)
In the hazardous substance removing device of FIG. 2, as the
[0038]
As a result, it was found that the activation of titanium oxide depends on the intensity of ultraviolet light, and the activation is insufficient with a white fluorescent lamp.
[0039]
(Test Example 5)
2 was tested in the same manner as in Test Example 1 except that the
[0040]
As a result, it was found that NOx was decomposed more effectively when the activated carbon coexists.
[0041]
(Test Example 6)
2 except that the
[0042]
As a result, it was found that zinc oxide (ZnO) and iron oxide (Fe 2 O 3 ) also have an effect of decomposing NOx, but titanium oxide decomposes NOx most effectively.
[0043]
【The invention's effect】
According to the present invention, ozone, NOx, and the like generated from the charging unit of the image forming apparatus can be effectively removed, so that the durability of the photoconductor can be improved and the occurrence of an abnormal image or the like can be removed. Can do.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 2A and 2B are a perspective view and a cross-sectional view of the harmful substance removing apparatus of the apparatus of FIG.
FIG. 3 is a perspective view showing a modification of the embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a graph showing the results of Test Example 1 of the present invention.
FIG. 5 is a graph showing the results of Test Example 2 of the present invention.
FIG. 6 is a graph showing the results of Test Example 3 of the present invention.
FIG. 7 is a diagram showing the results of Test Example 4 of the present invention.
FIG. 8 is a diagram showing the results of Test Example 5 of the present invention.
FIG. 9 is a graph showing the results of Test Example 6 of the present invention.
FIG. 10 is a schematic diagram illustrating an image forming apparatus according to a conventional technique.
[Explanation of symbols]
30 Toxic
Claims (3)
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