JPH02303523A - 電子写真装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電子写真装置に関し、特には主として、帯電、
露光、現像プロセスを有する電子写真装置に於いて、帯
電手段として０３．Ｎｏ、、ＨＮＯ３等の所謂コロナ生
成物を生成する気中放電法を使用する際に、該装置にエ
アーフィルターを装着した電子写真装置に関するもので
ある。

〔従来の技術〕

今日、電子写真装置としては、複写機、レーザービーム
プリンター（ＬＢＰ）、マイクロリーダープリンターな
どが製品化されており、このような電子写真装置は、電
子写真感光体を中心に帯電、露光。

現像、転写、クリーニング、全面露光などの各手段が配
置されている。

電子写真感光体としては、安価、無公害、高感度を特徴
とする有機光導電体を用いたｏＰＣ感光体や無公害、高
耐久、高安定性を特徴とするアモルファスシリコンを用
いたａ　−Ｓ　ｉ感光体が主流になりつつある。

このような電子写真装置においては、帯電方法としてコ
ロナ放電等の非接触法や導電ブラシ、導電ローラーなど
の接触法があるが、何れも気中放電法を利用したもので
あり、オゾンなどのコロナ生成物を生ずる。特にコロナ
帯電法は大量のオゾンを生成するため、これが電子写真
感光体に付着し、電子写真感光体の劣化や電子写真特性
の悪化を引き起こす。

このため従来より、排気ファンによってオゾンをできる
だけ速やかに機外に排気したり、オゾンを除去する目的
で活性炭やオゾン分解触媒を用いたフィルターを排気通
路の中間に置いたりして電子写真感光体への影響を小さ
くする方法が構しられている。

しかしながら、近年では電子写真技術の進歩が目覚しく
、高品質な画像、ビクトリアルフルカラー画像、コンピ
ューターグラフィック画像が得られるようになり、従っ
て画像の一様性に対する要求も格段に厳しいものとなっ
ている。さらに、高速化、高耐久化にともない一度に多
量のコピーをとることができるようになっている。

このような環境下では電子写真感光体の回転方向に対す
る垂直方向、すなわち電子写真感光体の母線方向に、帯
状の画像欠陥を生ずる。この画像欠陥は、反射濃度差で
０．０５以上の画像ムラであり、この原因を追求したと
ころ、電子写真装置の停止時に帯電器直下及び排気通路
にあたる部位に停止した感光体の部分が何らかのダメー
ジを受けていることが判明した（第１図中、感光体の斜
線で示した部分）。

この様な場合に、ｏＰＣ感光体を用いた電子写真装置で
は、例えば部分的な帯電能低下（正規現像方式では帯状
の画像臼ヌケ、反転現像方式では帯状の画像黒筋）を生
じ、ａ−Ｓｉ感光体を用いた電子写真装置では、画像ボ
ケ（解像度の低下）を生ずる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明の目的は、帯電器直下及び排気通路にあたる部位
の部分的な帯電能低下や画像ボケを防止し、高品質な画
像を得ることができる電子写真装置を提供することにあ
る。

〔問題点を解決するための手段〕

すなわち、本発明は、帯電手段として気中放電方法を用
いる電子写真装置において、少な（ともＣｕＯおよび水
溶性ポリマーを含有する触媒層を有するエアーフィルタ
ーを装置したことを特徴とする電子写真装置である。

本発明者らの検討によると、前述の問題はコロナ放電な
どの気中放電により生ずるＮｏ、、特にＨＮＯ３が主原
因であることが判明した。これは、帯電器直下付近の感
光体がＨＮＯ３により劣化を受けていることがＩＲ法に
よって確認したことに基づいている。

一般に帯電器直下でのオゾン濃度が１〜数１０ｐｐｍで
あるのに対し、ＮＯｘ濃度（Ｎｏ□換算）は０．０１〜
０．ｌｐｐｍである。

一方、ＮＯｘやＨＮＯ３は従来のオゾン除去フィルター
では除去されないが、低濃度であるので、排気ファンな
どによってオゾンと共に装置外へ排気されれば問題なし
として、従来はＮＯｘやＨＮＯ３の処理については考え
られていなかった。

しかしながら、オゾンは一度除去されれば、完全に消滅
するが、Ｎ　ＯｘはＮＯ２やＨＮＯ３などの安定な化学
物質となり、オゾン除去フィルター等の表面積の大きな
場所に多量に物理吸着し、長時間残存することと推測さ
れる。また、装置停止中に、一度吸着されたＮＯ２やＨ
ＮＯ３が脱着し装置内を逆流することが充分に考えられ
る。また、装置外に排気されたＮｏ、、ＨＮＯ３は、部
屋の中に充満し、装置内部に再循環する場合もある。ま
た、装置の設計によっては、一度フイルターを通過した
ＮＯｘやＨＮＯ３を含む排気の一部が装置内にとりこま
れる場合もある。

従来より知られていたオゾン除去用エアーフィルターで
はＮｏ工、ＨＮＯ３の除去効果は無かった。

一般的にエアーフィルターは活性炭及び各種のオゾン分
解触媒は粘土やガラス等のバインダーと共に練り混ぜら
れて基体上にコーティングして用いられる。

本発明者らは、各種触媒と共にこのバインダーについて
各種の組合わせについて検討を行った結果、ＣｕＯ、Ｍ
ｎＯ２および水溶性ポリマーの組合わせは触媒の０３分
解能の寿命が長くなり、且つＮＯｘやＨＮＯ３の除去に
対してきわめて高い能力を有することを見出した。

また、該触媒層中にＦｅ、ＡＡ、Ｃａ、Ｎａまたはこれ
らの酸化物の微量添加物を、混合するとＮｏ工やＨＮＯ
３の除去能力がさらに向上することも見い出した。

実際に本発明のエアーフィルターを電子写真装置に装着
して実験したところ、このエアーフィルターがオゾン除
去率は全く低下させずに、ＮＯｘやＨＮＯ３に対して高
い除去効果を有する（後述するが、ＨＮＯ３については
測定手段がないので実際の電子写真装置による耐久実験
を行なった）。

本発明のエアーフィルターは、ＮＯｘやＨＮＯ３の排気
濃度を低減させるほか、一度、フィルター表面に吸着し
たＮｏ、、ＨＮＯ３を化学吸着することで、それらが脱
着し、電子写真装置内に逆流や再循環することを防止す
るものである。更に同時に、従来通り以上のオゾン除去
効果をも有するものである。

ＣｕＯ，ＭｎＯ２は塩基性酸化物であり、ＨＮＯ３と反
応性があり、基本的にはＨＮＯ３の除去能力を有するも
のであるが、従来の様に粘土やガラスバインダーと練り
混ぜると殆どＨＮＯ３の除去能力が失われるものと思わ
れる。一方、水溶性ポリマーは、通常環境下では水分を
吸収しており、親水性であるＨＮＯ３のトラップ能力を
有する。また、一般に水溶性ポリマーはガス透過性が大
きく、Ｎｏ工。

ＨＮＯ３，０３等は比較的容易に触媒表面に到達し、固
定されるものと推測される。但し、ＣｕＯとＭｎＯ２の
混合効果のメカニズムについては、殆ど解明されていな
い。

Ｆｅ、Ａｌ、Ｃａ、Ｎａもしくはこれらの酸化物は、Ｈ
ＮＯ３と反応性を有するが、微量添加で効果を有するこ
とから、ＨＮＯ３のトラップ効果に何らかの寄与をして
いると思われる。

本発明におけるエアーフィルターは、基体上に少な（と
もＣｕＯ、Ｍ’ｎＯ２および水溶性ポリマーを含有する
触媒層をコートした形態を基本構成としている。

エアーフィルターにおける水溶性ポリマーとしては、例
えばでんぷん、カゼイン、ゼラチン等の天然樹脂、セル
ロース、水溶性ポリアミド、４級アンモニウム塩等の各
種水溶性の合成樹脂などが挙げられる。

水溶性ポリマーの添加量は、水溶性ポリマー量と触媒層
全量（基体を含まない）との重量比で０．０１　＋　１
〜０．５　：　１、特には０．０５　＋　１〜０．３　
：　ｌの範囲が好ましい。水溶性ポリマー量が重量比で
０．０１未満であると風圧や振動などの外力によって触
媒層が基体から剥落し易（なり、また０、５を越えると
触媒層が水溶性ポリマーの厚い被膜に覆われるため、オ
ゾン等の除去能力が低下し易（なる。

また、エアーフィルターにおける基体は、紙。

布、セラミック等の材質の表面に、アルミニウム。

鉄またはアルミニウムもしくは鉄の合金を一成分以上コ
ートした基体やアルミニウム、鉄またはアルミニウムも
しくは鉄の合金を一成分以上用いた金属板または金属箔
からなる基体などが挙げられる。これらのアルミニウム
、鉄またはアルミニウムもしくは鉄の合金により形成さ
れた基体は、Ｎｏ工特にＨＮＯ３の除去能力が著しく向
上する。

さらに、触媒層には前述したようにＦｅ、　　Ａｊ！。

Ｃａ、Ｎａまたはこれらの酸化物を微量添加してもよい
。添加量は、触媒層全重量に対して２０ｐｐｍ〜５％、
特には５０ｐｐｍ〜２％の範囲が好ましい。

本発明のエアーフィルターの形状は、０３．Ｎｏ工。

ＨＮＯ３の除去効率が太き（て、圧力損失が少なくなる
形状が良く、網目状構造が好ましい。網目状のうちでも
特にはハニカム構造のものが良い。

このような網目状構造としては、例えば、第２図のよう
な段ポールを巻き取った構造、第３図のような格子状に
型成形した構造、第４図のようなハニカム構造などが挙
げられる。

これらの中でも、基体がアルミニウム、鉄またはアルミ
ニウムもしくは鉄の合金を一成分以上用いた金属箔で構
成された第４図のようなハニカム構造は特に好ましい。

すなわち、金属箔の厚さを１０μｍ〜２００μｍ程度の
範囲で自由に選択でき、従来のような紙やセラミックを
用いた場合に比べて、セル間隔（すなわち、基体の壁厚
）の薄いものが使用できるため、除去効率を大幅に向上
することができる。特に寸法の大きなフィルターの場合
には、セラミック等は強度が小さいため壁厚が厚くなら
ざるを得ず、従って開口率が小さくなり、圧力損失が大
きくなってしまうが、金属箔の場合は、この点では格段
に優れている。さらに、金属箔による加工は、型成形に
比べて格段に低コストで生産できる等の利点がある。

なお、ハニカム構造の基体は、前記金属箔を接着した後
に展張することによって形成することができる。

また、金属箔は触媒層との接着強度を高め、同時に表面
積を太き（し、ＮＯｘやＨＮＯ３の除去率を太き（する
ために粗面化しても良い。

第１図に本発明のエアーフィルターを適用した電子写真
装置の概略構成に付いて説明する。

同図に於いて、１は電子写真装置を構成する筐体であっ
て、その上面には硝子板よりなる原稿台２ａ及び原稿押
圧板２ｂが設けられている。

上記原稿台２ａ上に載置された原稿３は、ランプ４によ
り光が照射され、反射光はミラー５ａ、　５ｂ及びレン
ズ６を介して像担持体となる円筒基板上にアモルファス
シリコン感光層を成膜した感光ドラム７上に照射される
。上記ランプ４、ミラー５ａ及びレンズ６は筐体ｌ内を
図示せざる駆動手段により図の矢印方向に移動可能に構
成されている。

上記感光ドラム７は図の矢印方向に回転され、コロナ放
電器である主帯電器８により均一に帯電され、原稿３か
らの反射光により画像露光を行い静電潜像を形成する。

該静電潜像は現像器９により現像されてトナー像を形成
し、一方レジストローラ１０から供給されるプラスチッ
クフィルム等の記録材（図示せず）と共にコロナ放電器
である転写帯電器１１に搬送され、上記トナー像が記録
材上に転写される。トナー像が転写された記録材はコロ
ナ放電器である分離帯電器１２により感光ドラム７から
分離され、搬送器１３により図示せざる定着器へ搬送さ
れる。

感光ドラム７上に残留したトナーはクリーナー１４によ
り除去され、イレース光１５を照射して帯電履歴を消去
して次工程に備える。

上記画像形成プロセス中に於いて、空気は排気ファン１
６により装置外に排気される。この際同等処理を施さな
いと空気がそのまま排気されるため、フィルター１７ａ
を設けている。また、空気は送風ファン１８によりフィ
ルター１７ｂを介して装置内に送風される。

実施例１，２ ５０μｍの鉄箔を貼り合わせた後展張して、第４図に示
す構造のハニカム構造の基体を作製した。この基体のセ
ル数は１４０個／１ｎｃｈ″、開ロ率７５％。

表面積２０ｃｒｄｌｃｒｄであり、寸法は１００ｍｍ　
Ｘ　１００ｍｍ。

厚さ５　ｍ　ｍであった。次に、ＣｕＯとＭ　ｎ　Ｏ□
の重量比ｌ：１の混合物をでんぷん水溶液中に５：ｌの
重量比で分散した液をこの基体上に浸漬法により塗工し
、乾燥して触媒層を設けた（触媒層に対する水溶性ポリ
マーの重量比０．２）。このようにして作製したエアー
フィルターをフィルター１とする。

また、型成形により、壁厚０　、３　ｍ　ｍ　、開口率
６４％、セル数２１０個／１ｎｃｈ”、　　ピッチ１．
７ｍｍ、表面積１８ｃｉ／ｃｒｒｒ、寸法１００　ｍ　
ｍ　Ｘ　Ｉ　ＯＯｍ　ｍ　、厚さ５ｍｍの鉄製の基体を
作製し、フィルター１と同様にして触媒層を設けた。こ
のようにして作製したエアーフィルターをフィルター２
とする。

また、鉄製をセラミック製にする以外はフィルター２と
同様にしてエアーフィルターを作製した。

このエアーフィルターをフィルター３とする。

また、フィルター３の触媒層の代わりに、粒径１００μ
ｍの活性炭を粘土及びガラスバインダーと共に混練しく
活性炭と粘土及びガラスバインダーとの重量比１０：１
１、この基体上に塗工、乾燥してオゾン除去のだめのコ
ーティング層を設ける以外はフィルター３と同様にして
エアーフィルターを作製した。このエアーフィルターを
フィルター４とする。

このようにして作製したエアーフィルターをカラーレー
ザー複写機（ＣＬＣ！−１：キヤノン製）の排気口に取
り付けて（第１図中１７ａ）、０３　、　ＮＯｘの排気
濃度の測定及び耐久使用による画像特性の検討を行った
。これを実施例１とする。

また、更にエアーフィルターを前記カラーレーザー複写
機の一次帯電器への送風ファンの送風口にも取り付けて
（第１図中１７ｂ）、前記と同様にして０３　＋　Ｎ　
ＯＸの排気濃度の測定及び耐久使用による画像特性の検
討を行なった。これを実施例２とする。

なお、０３濃度の測定はダイレツク社製１００３−ＡＨ
を用い、ＮＯｘ濃度の測定は柳本製作所製ＥＣＬ−７７
Ａを用いてそれぞれ行なった。

また、耐久テストは３０秒毎にＡ４のフルカラーコピー
を１枚数るモードで、ｉｏ、ｏｏｏ枚行なった後、３日
間機械を室内放置し、その後画像画しを行なった。

以下に実験の結果を示す。

第　　１　　表 この結果から明らかなように、実施例では、本発明のエ
アフィルターを（フィルター１．２．３）使用した電子
写真装置では従来に比べてＮＯ３濃度（ＮＯ２換算）が
著しく減少しており（特にフィルターｌで約１／３）、
また、耐久使用に於いても実用上の問題はないのに対し
、フィルター４では実用に耐えないものであった。

また、０３濃度については特にフィルター１では３０％
位低い値となっているが、これは、金属箔によるハニカ
ム構造である為に圧損が小さく、且つ表面積が大きくで
きた効果であると思われる。

実施例２・に於いても同様のことが云えるが、−吹寄電
器の送風口にフィルターを装着することで、更に除去率
が良くなっている。これは０３やＮ　Ｏｘが機外への排
気ファンによって完全に排出されるものではな（、一部
は機内に滞留し、送風ファンなどによって再循環され、
又、一部は機外に排出された後に再び機内に取りこまれ
ることを示している・と思われる。

さらに、帯電器直下の画像濃度が濃くなる現象は、直接
的にはＨＮＯ３の作用によるものと思われる。ＨＮＯ３
は０３．Ｎｏ、と異なり、コピー終了後も機械内部の各
所に付着していて、機械の各種の送風ファンによって僅
かずつ対流し、停止している感光体の一定の部位に長い
時間作用することで前述の現象を引き起こすと思われる
。

しかるに、本発明のエアーフィルターはＨＮＯ３と反応
性がある為に、一度吸着したＨＮＯ３は（しかも表面積
が大きいので、吸着効率も良い）非常に再脱着し難い。

ＨＮＯ３の量は定量できないが、実際の機械を使ったテ
ストでは大きな効果が認められた。

実施例３ ２５μｍのアルミ箔を基体として用いる以外はフィルタ
ーｌと全く同様の方法でエアーフィルターを作製した。

このエアーフィルターをフィルター５とする。フィルタ
ー５を用いて実施例２の検討方法を使ってテストしたと
ころ、以下に示す様な結果が得られた。

０３濃度０．１２ｐｐｍ、　　ＮＯｘ濃度０．００７ｐ
ｐｍ耐久後の画像・・・−吹寄電器直下付近の画像濃度
変化は認められず、実用止金（ 問題ない。

実施例４ フルター１において、水溶性ポリマーの触媒層全量に対
する重量比を０．０１．０．０５．０．２．０．３およ
び０．５の５ポイントで変化させる以外はフィルターｌ
と同様の方法でエアーフィルターを作製した。

これらのエアーフィルターをそれぞれフィルター６〜１
０とする。

これらのフィルター６〜１０を用いて実施例２の検討方
法を使い、０３濃度およびＮＯｘ濃度（ＮＯ２として換
算）、耐久による画像濃度ムラ（正常な部分とのマクベ
ス反射濃度の差で測定）、および触媒層の強度について
測定した。また、比較のためフィルター４についても同
様にして測定を行なった。

結果を第２表に示す。

以上の結果から、水溶性ポリマーを適当量変化させた場
合、０３除去能力、ＮＯ０除去能力、耐久画像濃度ムラ
（即ち、ＨＮＯ３の除去能力に匹適する）、触媒層の強
度から総合的に判断すると水溶性ポリマーの触媒層全量
に対する重量比はＱ、Ｏ１〜０．５、特には０，０５〜
０．３の範囲が適当であることが判る。

実施例５ フィルターｌにおいて、触媒層中に微量添加物として、
Ｆｅを１１００ｐｐ、Ａｊ！を１１００ｐｐおよびＦｅ
とＣａをｌｏｏｐｐｍづつ計２００ｐｐｍ加える以外は
フィルター１と同様の方法でエアーフィルターを作製し
た。これらのエアーフィルターをフィルター１１．１２
．１３とする。これらのフィルターを用いて実施例１の
検討方法で評価を行なったところ、それぞれ０３濃度０
．１３．０．１３．０．１２、Ｎｏ、濃度０．００８．
　０．００７．　０．００７、耐久後（３日放置後）の
−成帯電器直下付近の画像濃度変化はいずれも認められ
ず実用上全く問題なしという結果を得た。

実施例１に比べてＮＯ，、ＨＮＯ３の除去能力がさらに
向上していることが判る。

以上説明した様に、本発明の電子写真装置は０３の除去
効率を低下させること無しにＮｏ、、特にはＨＮＯ３の
優れた除去効果を発揮し、更にＨＮＯ３によるコピー画
質の低下を防止し、耐久使用後も欠陥のない画像を提供
することが可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の電子写真装置の概略の構成図、第２図
は段ボールを巻いた構造のフィルターの模式図、 第３図は型成形のフィルターの模式図、第４図は金属箔
によるハニカム構造のフィルターの模式図を示す。 図中１は筐体、２ａは原稿台、２ｂは原稿押圧板、３は
原稿、４はランプ、５ａ、　５ｂはミラー、６はレンズ
、７は感光ドラム、８は主帯電器、９は現像器、ＩＯは
レジストローラ、１１は転写帯電器、１２は分離帯電器
、１３は搬送器、１４はクリーナー、１５はイレース光
、１６は排気ファン、１７ａ、　　１７ｂはフィルター
、１８は送風ファン。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）帯電手段として気中放電方法を用いる電子写真装
   置において、少なくともＣｕＯ、ＭｎＯ＿２および水溶
   性ポリマーを含有する触媒層を有するエアーフィルター
   を装着したことを特徴とする電子写真装置。
2. （２）該触媒層がＦｅ、Ａｌ、Ｃａ、Ｎａまたはこれら
   の酸化物のうち少なくとも１種を微量に含有する請求項
   第１項記載の電子写真装置。