(57)【要約】【課題】画像形成装置内で発生する浮遊微粒子を効率良く捕集し、画像形成装置外への放散や機内滞留に伴う不具合を抑止しつつ、生産性の向上と小型化を両立した画像形成装置の提供。【解決手段】気流発生部２１０と、気流発生部２１０の通風方向の上流側に配置される帯電部２２０と、帯電部２２０の通風方向の下流側に配置される集塵部２４０と、を備える電気集塵手段２０１を有し、帯電部２２０が、放電電極と、前記放電電極の両側面に平行に配置され、接地された平板状の対向電極とを備えており、集塵部２４０が、エレクトレット処理を施した高分子シートを積層して形成された管状通風路を有する構造物からなり、前記管状通風路の通風方向の長さＬ（ｍｍ）と開口径ｄがＬ＞ｄの関係であって、前記管状通風路の開口径ｄ（ｍｍ）が、前記放電電極と前記対向電極の間隔Ｇ（ｍｍ）に対して、ｄ／Ｇ＝０．０５〜１．０且つｄ×Ｇ＜２０の関係を満たす画像形成装置。【選択図】図２
2019120858.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、浮遊微粒子を移送する為の気流を発生させる「気流発生部」と、前記気流発生部の通風方向の上流側に配置され、気流中の浮遊微粒子を帯電させる「帯電部」と、前記帯電部の通風方向の下流側に配置され、前記帯電部にて帯電させた前記浮遊微粒子を集める「集塵部」とを備える電気集塵手段を有する画像形成装置であって、
前記帯電部が、少なくとも、高電圧電源によって高電圧が印加される「放電電極」と、前記放電電極の両側面に平行に配置され、接地された平板状の「対向電極」とを備えており、
前記集塵部が、少なくとも、エレクトレット処理を施した高分子シートを積層して形成された管状通風路を有する構造物からなり、
前記管状通風路の通風方向の長さＬ（ｍｍ）と開口径ｄ（ｍｍ）がＬ＞ｄの関係であって、
前記管状通風路の開口径ｄが、前記放電電極と前記対向電極の間隔Ｇ（ｍｍ）に対して、ｄ／Ｇ＝０．０５〜１．０且つｄ×Ｇ＜２０の関係を満たすことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記電気集塵手段が、更に前記帯電部に水蒸気を供給する「水蒸気発生部」を有しており、前記水蒸気発生部から供給される水蒸気の供給速度が、前記帯電部の電極部分を通過する風路の断面積１ｃｍ２あたりに対して、０．２０〜０．５０ｍｇ／分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。
【請求項３】
電子写真方式を用いた画像形成装置であって、
転写材上の現像剤を加熱加圧定着させる定着装置が、前記水蒸気発生部を兼ねることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記放電電極は、放電の為の突起部分を等間隔で備えると共に、突起部分の先端形状が、前記画像形成装置に用いられる現像剤の平均径よりも大きい曲率半径を呈することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記放電電極に印加される高電圧が、前記画像形成装置に用いられる現像剤の帯電極性とは逆極性であると共に、前記放電電極と前記対向電極間の通電量が所定量となるように制御することを特徴とする請求項３または４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
画像形成が終了した転写材の排出搬送路が、浮遊微粒子を移送する為の気流導入経路を兼ねることを特徴とする請求項３〜５の何れかに記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置内で発生する浮遊微粒子の低減化手段を備えた画像形成装置に関する。特に、電子写真方式を利用した画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を利用した画像形成装置では、放電装置等の帯電手段によって感光体を帯電させた後に、露光手段によって感光体上に静電潜像を形成する。次いで、現像手段によって静電潜像を現像し、感光体上にトナー像を形成する。得られたトナー像は、転写手段によって、紙等の転写材に転写された後、加熱加圧定着装置（以下、「定着装置」と称す）等による定着手段によって、転写材上に定着され、画像形成が終了する。
【０００３】
近年、大型の画像形成装置では、特に、更なる生産性の向上と小型化が求められている。生産性は、画像形成速度と装置の稼働時間により決定される。したがって、生産性を向上させる為には、画像形成の高速化と稼働時間の長時間化（停止時間の短縮化）がポイントとなる。
現在、生産性の向上は、結果として、定着手段として用いられる定着装置の加熱温度や画像形成装置内の雰囲気温度（以下、「機内温度」と称す）の上昇を引き起こしている。つまり、画像形成の高速化によって、転写材が定着装置内を通過する際の圧接部滞留時間が短縮されるので、トナー像を十分に定着させる為には、定着装置の設定温度を高めにする必要がある。また、稼働時間の長時間化によって、定着装置から転写材に移行する単位時間当たりの熱量も大きくなるので、加熱し続けることによって、定着装置を常に適正温度に維持し続ける必要がある。その結果として、定着装置及びその周辺の機内温度の上昇を招いているのである。
定着装置及びその周辺の機内温度の上昇は、画像形成装置内に浮遊微粒子の発生を招く。浮遊微粒子とは、粒子径が５０〜３００ｎｍ程度の粒子状の物質のことであって、気中に浮遊して存在する。例えば、画像形成装置に使用される現像剤（トナー）や定着装置に用いられる加圧ローラ等の各種部材が加熱された際に放散する化学物質が、気中で冷却されて形成されると考えられている。
【０００４】
大部分の画像形成装置は、画像形成装置内で発生した熱を排気ファン等によって機外に排熱し、画像形成を安定化する構造を有している。その為、画像形成装置内で発生した浮遊微粒子は、排熱時に機外に放散され易く、画像形成装置周辺の室内空気質に影響を与える場合がある。また、画像形成装置内に滞留した場合には画像形成不良の原因となる可能性がある。例えば、レーザ光発信機のような露光装置に付着した場合には、画像不良を生じる。また、電気部品に付着した場合には、画像制御不良や接点不良といった不都合を生じ、転写紙を搬送する為のゴム製の搬送ローラに付着した場合には、転写材の搬送不良を生じ、結果的に生産性を低下させてしまう。このような浮遊微粒子に起因する問題は、何れも画像形成装置の生産性の向上や小型化によって一層、顕在化する傾向にあり、新たな技術課題となっている。
【０００５】
そこで、画像形成装置内で発生した浮遊微粒子を低減化する為に、様々な提案がなされている。
例えば、加熱定着装置から発生したＵＦＰ（超微粒子；Ｕｌｔｒａ Ｆｉｎｅ Ｐａｒｔｉｃｌｅ）等を含む空気を、排気ダクトの入り口に設けた送風ファンを用いて吸引後、そのまま、前記排気ダクト内に設けた放電電極に向けて送風することでＵＦＰ等を帯電させ、帯電したＵＦＰを前記排気ダクトの排出口に設けた集塵電極で捕集する構成の静電的集塵手段を備えた画像形成装置の提案がなされている（特許文献１）。
この場合、空気中の浮遊微粒子を効率良く取り除くことが出来るものの、処理出来る空気量（以下、「空気処理量」と称す）は１０Ｌ／分と少ない。空気処理量を増やすと、放電電極に向けて送風する際の風速や放電電極への通過状態のばらつきが発生し、空気中の浮遊微粒子の帯電状態に差異を生じる。その結果、集塵電極での捕集効率が著しく低下するといった潜在的な問題点を有している。
これに対し、排気ダクトを二分し、一方にはプラス極性の高電圧が印加された放電電極、他方にはマイナス極性の高電圧が印加された放電電極を備え、其々を通過するＵＦＰを帯電し、それらを再び合流させた後、排気ダクトの出口に設けたエアフィルタで捕集する構成の静電的集塵手段を備えた画像形成装置が提案なされている（特許文献２）。
この場合、放電電極一箇所当りの空気処理量が概ね半減するので、空気中のＵＦＰへの帯電付与状態は改善する。さらにプラス極性とマイナス極性とに帯電したＵＦＰを混合して静電凝集することで、浮遊微粒子の捕集が容易になる。しかしながら、排気ダクトの構造が複雑になった上に、正負それぞれの放電電極に高電圧を印加する為の新たな給電手段が必要となり、画像形成装置の小型化や低価格化を困難にしている。また、プラス極性とマイナス極性とに帯電したＵＦＰは、静電凝集によって凝集体となって挙動する為、前記凝集体の帯電量は中和する傾向となる。したがって、前記凝集体を捕集する為には、「慣性衝突」や「さえぎり効果」を用いたエアフィルタを用いることが一般的となる。しかしながら、このようなエアフィルタを排気ダクトの出口に設けた場合、大きな圧力損失を生じる為、エアフィルタのプリーツ加工やサイクロン方式の固気分離装置等の追加配置が必要となり、画像形成装置の小型化を一層困難なものとしている。
尚、前記の如き静電的集塵手段を用いた画像形成装置は、帯電部で生成されるオゾン対策や放電電極の通電劣化に伴う性能低下についても検討の余地を大いに残している。
【０００６】
他方、圧力損失が低いエアフィルタとしては、エレクトレット化された高分子フィルムを連続的に折り曲げまたは折り畳み、これを、多数の連続空隙を構成するように積層することで得られた構造体を用いることが知られている（特許文献３）。
このような構造のエアフィルタは、圧力損失を非常に低く抑えることが出来るので、小型／薄型の送風機の使用を可能とする。しかしながら、その分、慣性衝突やさえぎり効果による捕集能力は小さくなる為、浮遊微粒子の捕捉は、主に「拡散」や「静電吸着」によってなされる。したがって、浮遊微粒子を含む空気の通過速度が速い場合や浮遊微粒子の帯電状態が弱い場合には、浮遊微粒子の捕集効率が著しく低下するといった欠点を有していた。
【０００７】
ところで、画像形成装置内で発生した臭気やＶＯＣ（Ｖｏｌａｔｉｌｅ  Ｏｒｇａｎｉｃ  ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ；揮発性有機化合物）を除去する為のイオン発生器を配置した電子機器に関する提案がなされている（特許文献４）。
メカニズムは不明であるが、針状の放電電極を用いたコロナ放電方式や鋸歯状の面状電極を用いた沿面放電方式のイオン発生器によって発生したイオンを、臭気やＶＯＣの発生源である定着ニップ部に向けて放出することで、直接的に臭気やＶＯＣを消失させるものである。この時、臭気やＶＯＣの消失を促進する為に、定着時に熱せられたシートから蒸発する水蒸気を用いると共に、定着ヒーターの熱を利用してイオン発生器自身を８０℃に昇温させることで、熱的に分解され易いオゾンの発生を抑制出来るとしている。しかしながら、実施例に記載されているオゾン発生量は５分間で０．４９４ｐｐｍ（１ｍｇ／ｍ３）に達する程であり、オゾンの抑制濃度そのものが十分とは言えず、画像形成装置周辺の室内空気質への影響等が懸念されるレベルとなっている。また、数ｋＶもの高電圧を印加するイオン発生器を高温の状態で稼働させる必要があるので、安全性や耐久性にも格段の配慮が必要となる。
【０００８】
以上の通り、画像形成装置内に発生する浮遊微粒子を低減すると共に、画像形成装置の更なる生産性の向上と小型化を可能とした包括的且つ実効性のある解決手段はなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１０−２８０３号公報
【特許文献２】特開２０１５−１３８２４８号公報
【特許文献３】特開５６−１０３１２号公報
【特許文献４】特開２００８−２５１５１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであって、画像形成装置内で発生する浮遊微粒子を効率良く捕集し、画像形成装置外への放散や機内滞留に伴う不具合を未然に防ぎつつ、生産性の向上と小型化を両立した画像形成装置を提供することを主たる課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者等が鋭意検討したところ、画像形成装置内に設けた電気集塵手段の帯電部と集塵部を通過する気流を精密に制御することにより、空気中の浮遊微粒子を効率的な捕集と空気処理量を大幅に改善出来ることを見出した。更に、前記帯電部に水蒸気を供給することによって、前記のような効果を高いレベルで維持／継続させることが可能であることを見出した。
【００１２】
本発明は、このような知見に基づいてなされたものであって、以下の構成を有する。
すなわち、本発明は、少なくとも、浮遊微粒子を移送する為の気流を発生させる「気流発生部」と、前記気流発生部の通風方向の上流側に配置され、気流中の浮遊微粒子を帯電させる「帯電部」と、前記帯電部の通風方向の下流側に配置され、前記帯電部にて帯電させた前記浮遊微粒子を集める「集塵部」とを備える電気集塵手段を有する画像形成装置であって、前記帯電部が、少なくとも、高電圧電源によって高電圧が印加される「放電電極」と、前記放電電極の両側面に平行に配置され、接地された平板状の「対向電極」とを備えており、前記集塵部が、少なくとも、エレクトレット処理を施した高分子シートを積層して形成された管状通風路を有する構造物（以下、「管状通風路を有する構造物」と称す）からなり、前記管状通風路の通風方向の長さＬ（ｍｍ）と開口径ｄ（ｍｍ）がＬ＞ｄの関係であって、前記管状通風路の開口径ｄ（ｍｍ）が、前記放電電極と前記対向電極の間隔Ｇ（ｍｍ）に対して、ｄ／Ｇ＝０．０５〜１．０且つｄ×Ｇ＜２０ の関係を満たすことを特徴とする。
前記気流発生部の通風方向の上流側に、平板状の対向電極を有する帯電部を配置することで、前記対向電極で区画された空間毎に整流された気流を導入し、気流中の浮遊微粒子への帯電付与を均一且つ効率的に行うことが出来る。また、前記捕集部を管状通風路を有する構造物とすることで、前記帯電部で区画された気流を連続して処理することが可能であり、前記管状通風路の長さＬと開口径ｄとの関係に加えて、前記放電電極と前記対向電極の間隔Ｇとの関係を特定することによって、空気処理量を落とすことなく高い捕集効率を実現することが出来る。
また、帯電部に水蒸気を供給することによって、オゾンの発生量を抑制することが出来るので、画像形成装置に静電集塵手段を備えても、画像形成装置周辺の空気質や画像形成装置内部のオゾン劣化への影響を排除することが出来る。
【００１３】
更に、本発明の画像形成装置は、前記静電集塵手段が、更に前記帯電部に水蒸気を供給する「水蒸気発生部」を有しており、前記水蒸気発生部から供給される水蒸気の供給速度を、前記帯電部の電極部分を通過する風路の断面積１ｃｍ２あたりに対して、０．２０〜０．５０ｍｇ／分とすることが好ましい。水蒸気の供給速度を前記範囲とすることで、放電電極の通電劣化を抑制し、捕集部分の過湿による捕集効率の悪化を未然に防止することが出来る。
【００１４】
本発明の画像形成装置に電子写真方式を用いる場合には、転写材上の現像剤を加熱加圧定着させる定着装置が、前記水蒸気発生部を兼ねることが好ましい。
前記定着装置が前記水蒸気発生部を兼ねることによって、画像形成装置を小型化すると共に、転写材から発生する水蒸気を用いることが出来るので、給水手段や給水の手間を省略出来る。
【００１５】
更に、本発明の画像形成装置に電子写真方式を用いる場合には、前記放電電極は、放電の為の突起部分を等間隔で備えると共に、前記突起部分の先端形状が、前記画像形成装置に用いられる現像剤の平均径よりも大きい曲率半径となるようにすることが好ましい。
前記放電電極の先端部分の曲率半径を、電子写真方式の画像形成装置で用いられる現像剤の平均径よりも大きくすることで、前記先端部分への現像剤の静電付着を緩和させると共に、通電劣化に伴うコロナ形成に必要な印加電圧のバラツキを抑え、浮遊微粒子への帯電付与への影響を最小化することが出来る。
【００１６】
更に、本発明の画像形成装置に電子写真方式を用いる場合には、前記放電電極に印加される高電圧が、前記画像形成装置に用いられる現像剤の帯電極性とは逆極性であると共に、前記放電電極と前記対向電極間の通電量が所定量となるように制御することが好ましい。
前記放電電極に印加される高電圧が、前記画像形成装置に用いられる現像剤の帯電極性とは逆極性とすることで、画像形成装置内の転写手段で用いられる高電圧印加装置を兼用することが出来るので、画像形成装置の大型化を未然に防ぐことが出来る。
【００１７】
更に、本発明の画像形成装置に電子写真方式を用いる場合には、画像形成が終了した転写材の排出搬送路が、浮遊微粒子を移送する為の気流導入経路を兼ねることが好ましい。
これによって、定着装置周辺で発生した浮遊微粒子を、高濃度で前記電気集塵手段に導入することが出来るので、前記電気集塵手段での空気処理量の減容が可能となる。これによって、前記電気集塵手段の能力維持や小型化に結び付けることが出来る。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、画像形成装置内に設けた電気集塵手段の帯電部と集塵部を通過する気流を精密に制御すると共に、前記帯電部に水蒸気を供給することによって、画像形成装置内で発生する浮遊微粒子を効率良く捕集し、画像形成装置外への放散や機内滞留に伴う不具合を未然に防ぎつつ、前記のような効果を高いレベルで維持／継続させることを実現すると共に、生産性の向上と小型化を両立した画像形成装置を提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本実施形態に係る電子写真方式を用いた画像形成装置の一例を示す模式図
【図２】電気集塵手段の本体部の分解斜視図（ａ）と断面図（ｂ）
【図３】電気集塵手段の帯電部の主要部分の拡大図（ａ）と分解斜視図（ｂ）
【図４】放電電極の外観説明図
【図５】放電電極の通電劣化による捕集効率への影響の説明する為の電極の部分拡大正面図
【図６】管状通風路を有する構造物として用いられるハニカム構造体（ａ）とコルゲート構造体（ｂ）の外観説明図と断面図
【図７】本実施形態に係る電子写真方式を用いた画像形成装置の別の例を示す模式図
【図８】排紙経路の方向に傾斜させた対向電極を配した電気集塵手段の本体部の断面図
【図９】放電ワイヤーを用いた帯電部を配置した電気集塵手段の本体部の断面図
【図１０】各実施例と比較例の設定条件と放散量試験の結果を示す表
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態について例示的に説明する。但し、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状及びそれ等の相対配置等は、本発明が適応される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、本発明の範囲を以下に記載する実施形態に限定する趣旨のものではない。尚、図面の説明において、同一または同等の要素には、同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００２１】
図１は、本発明の実施形態に係る電子写真方式を用いた画像形成装置の一例であるカラー複合機の概略構成を示す図である。１０１はフルカラーレーザビームプリンタ（以下、「プリンタ」と称す）、１０１Ａは画像形成装置本体であるプリンタ本体（装置本体）、１０１Ｂはシートに画像を形成する画像形成部である。１０２はプリンタ本体１０１Ａの上方に略水平に設置された画像読取装置であり、この画像読取装置１０２とプリンタ本体１０１Ａとの間に、シート排出用の排出空間Ｅが形成されている。
１３０は、プリンタ本体１０１Ａに装着可能に設けられ、シートＳを収納するシート収納部である給紙カセット１と、給紙カセット１からシートＳを給送するシート給送装置である。シート給送装置１３０は、シート給送部であるピックアップローラ８と、ピックアップローラ８から送り出されたシートＳを分離する為のフィードローラ９とリタードローラ１０とからなる分離部を備えている。
画像形成部である画像形成部１０１Ｂは、４連ドラムフルカラー方式のものであり、レーザスキャナ１１０と、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の４色のトナー画像を形成する４個のプロセスカートリッジ１１１を備えている。ここで、各プロセスカートリッジ１１１は、感光体ドラム１１２、帯電部である帯電器１１３、現像部である現像器１１４を備えている。また、画像形成部１０１Ｂは、プロセスカートリッジ１１１の上方に配された中間転写ユニット１０１Ｃと、定着部１２０を備えている。なお、１１５は現像器１１４にトナーを供給する為のトナーカートリッジである。
中間転写ユニット１０１Ｃは、駆動ローラ１１６ａ及びテンションローラ１１６ｂに巻き掛けられた中間転写ベルト１１６を備えている。なお、中間転写ベルト１１６の内側には感光体ドラム１１２に対向した位置で中間転写ベルト１１６に当接する１次転写ローラ１１９が設けられている。ここで、中間転写ベルト１１６は、不図示の駆動部により駆動される駆動ローラ１１６ａにより矢印方向に回転する。
そして、１次転写ローラ１１９によって、感光体ドラム上の各色トナー像が順次中間転写ベルト１１６に多重転写される。中間転写ユニット１０１Ｃの駆動ローラ１１６ａと対向する位置には、中間転写ベルト上に形成されたカラー画像をシートＳに転写する２次転写ローラ１１７が設けられている。さらに、この２次転写ローラ１１７の上部に定着部１２０が配置され、この定着部１２０の左上部には排出ローラ対１２５及び両面反転部１０１Ｄが配置されている。この両面反転部１０１Ｄは、正逆転可能な反転ローラ対１２２及び一面に画像が形成されたシートを再度、画像形成部１０１Ｂに搬送する再搬送通路Ｒ等が設けられている。なお、図１において、１６０は、画像形成動作及びシート給送動作等を制御する制御部（演算部）である。
次に、プリンタ１０１の画像形成動作について説明する。まず、原稿の画像情報を画像読取装置１０２によって読み取ると、この画像情報は画像処理された後、電気信号に変換されて画像形成部１０１Ｂのレーザスキャナ１１０に伝送される。画像形成部１０１Ｂでは、レーザ光により、帯電器１１３によって表面が所定の極性・電位に一様に帯電されている感光体ドラム１１２の表面が順次露光される。これにより、各プロセスカートリッジ１１１の感光体ドラム上に、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの静電潜像が順次形成される。
この後、この静電潜像をマイナス極性に帯電した各色トナーにより現像して可視化すると共に、１次転写ローラ１１９に印加したプラス極性の１次転写バイアス（例えば、２０μＡ/＋１．５〜２ｋＶ）により、各感光体ドラム上の各色トナー像を中間転写ベルト１１６に順次重ね合わせて転写する。これにより、中間転写ベルト１１６上にトナー画像が形成される。また、このトナー画像形成動作に並行してシート給送装置１３０に設けられたピックアップローラ８からシートＳが送り出される。送り出されたシートＳは、フィードローラ９とリタードローラ１０とからなる分離部により、１枚ずつ分離されて レジストレーションローラ対１４０に搬送され、レジストレーションローラ対１４０により斜行が補正される。 
斜行が補正された後、シートＳは、レジストレーションローラ対１４０により２次転写部まで搬送され、２次転写部において、２次転写ローラ１１７に印加した２次転写バイアス（例えば、３０μＡ/＋１ｋＶ）により、トナー像がシートＳ上に一括して転写される。次に、トナー像が転写されたシートＳは、定着部１２０に搬送され、定着部１２０において熱及び圧力を受けて各色のトナーが溶融混色し、シートＳにカラーの画像として定着される。
この後、画像が定着されたシートＳは、定着部１２０の下流に設けられた排出ローラ対１２５によって排出空間Ｓに排出され、排出空間Ｓの底面に突出された積載部１２３に積載される。なお、シートＳの両面に画像を形成する際は、画像が定着された後、シートＳは反転ローラ対１２２により転写材反転経路Ｒ（以下、「反転経路Ｒ」 と称す）に搬送され、再度、画像形成部１０１Ｂに搬送される。
【００２２】
図１において、２００は、電気集塵手段であって、気流発生部と捕集部と帯電部からなる本体部２０１と、帯電部２２０に水蒸気を供給する水蒸気発生部２３０で構成される。また、水蒸気発生部２３０は、加湿装置２３１と加湿装置２３１に連結した給水タンク２３２からなる。本体部２０１は、画像形成が終了したシートＳが搬送される定着部１２０と排出ローラ対１２５の間の転写材搬送経路Ｆ（以下、「排紙経路Ｆ」と称す）と、シートＳの表裏両面に画像形成を施す際に使用される反転経路Ｒとの間に配置されている。また、加湿装置２３１は、排紙経路Ｆを挟んで、本体部２０１の反対側に配置され、シートＳが反転経路Ｒに搬送された直後から次のシートＳが通過する直前のタイミングで、矢印の方向に水蒸気を蒸散させる。
ところで、排紙経路Ｆは、電気集塵手段２００に浮遊微粒子を移送する為の気流導入経路を兼ねている。排紙経路Ｆは、転写材がない状態ではある程度の空間を形成し、画像形成装置内部と上下左右と連通している。しかしながら、排紙経路Ｆ上をシートＳが連続して移動する際には、前記空間はシートＳによって区画されると共に、ベルヌーイ効果によって、シートＳの表面近傍の空気もシートＳの移動方向に移動するので、より効率的に定着部１２０の周辺部の空気を選択的に電気集塵手段２００に導入することが出来る。尚、画像形成装置の生産性を高めると、シートＳが排紙経路Ｆ上に存在している時間が長くなると共に、発生する気流の速度も増すので、排紙経路Ｆのダクト化が促進される。その結果、定着部１２０の周辺部で発生した浮遊微粒子を効率良く電気集塵手段２００に導入することが出来る。すなわち、画像形成装置の生産性の向上と小型化への影響を最小限に抑えながら、画像形成装置内で発生する浮遊微粒子を電気集塵手段２００に導入することが出来る。
【００２３】
図２は、本体部２０１の分解斜視図（ａ）と断面図（ｂ）である。本体部２０１は、浮遊微粒子を移送する為の気流を発生させる気流発生部２１０と、気流発生部２１０の通風方向の上流側に配置され、気流中の浮遊微粒子を帯電させる帯電部２２０と、帯電部２２０に水蒸気を供給する水蒸気発生部２３０と、帯電部２２０の通風方向の下流側に配置され、帯電部２２０にて帯電させた前記浮遊微粒子を集める集塵部２４０を主な構成とし、これらの構成物を収めるハウジングを兼ねた上部転写材搬送ガイド２０１ａと下部転写材搬送ガイド２０１ｂを有する。また、電気集塵手段２００は、帯電部２２０に水蒸気を供給する水蒸気発生部２３０を備える。
気流発生部２１０には、例えば、プロペラファンを備えた軸流送風機が用いられる。この時の通風方向は、図中の矢印の方向であって、画像形成装置内の空気を送風機で吸引して電気集塵手段２００内に導入する。送風機の吐出側で発生する旋回流とは異なり、送風機の吸引側に発生する気流は比較的一様である為、気流中の浮遊微粒子を均一に帯電付与すると共に、集塵部２４０の受風面に対し、帯電した浮遊微粒子を適切な風速で振り分けることが可能となり、電気集塵手段２００の集塵能力を下支えする大切な要因となる。気流発生部２１０に適応される送風機としては、例えば、プロペラファンを備えた軸流送風機、多翼ファンやターボファンを備えた遠心送風機、斜流ファンを備えた斜流送風機、クロスフローファンを備えた横断流送風機等を適応することが可能である。
【００２４】
図３は、帯電部２２０の主要部分の拡大図（ａ）と分解斜視図（ｂ）である。帯電部２２０は、少なくとも、高電圧電源（不図示）によって高電圧が印加される放電電極２２１と接地された平板状の対向電極２２２とを備えており、対向電極２２２は、放電電極２２１の両側面に間隔Ｇ（ｍｍ）を保って平行に配置され、電極ケース２２３に設置される。
帯電部２２０の開口部は、平板状の対向電極２２２によって、前記間隔Ｇの２倍の長さ(Ｇ×２) 毎に区画される。その結果、区画毎に気流中の浮遊微粒子に対し、万遍なく帯電付与を行うことが出来る。前記間隔Ｇは、２〜１５ｍｍの範囲で設定されることが好ましい。前記間隔Ｇが２ｍｍ未満の場合には、放電電極２２１や対向電極２２２の厚みの影響が無視出来なくなり、帯電部２２０の開口部を確保するのが困難となる。また、１５ｍｍを超える場合には、帯電部２２０の開口部を平板状の対向電極２２２で区画する効果が消失するばかりか、不要に高い電圧を印加する必要を生じたり、電極の通電劣化の影響が著しくなる。前記間隔Ｇを上記範囲内に設定する為に対向電極の枚数を調整することによって、帯電部２２０の開口部は適切に区分され、浮遊粒子への帯電付与に貢献することが出来る。
【００２５】
本発明に係る放電電極は、放電の為の突起部分を等間隔で備えると共に、突起部分の先端形状が、画像形成装置に用いられる現像剤の平均径よりも大きい曲率半径とすることが好ましい。前記突起部分は、例えば、鋸歯形状や針形状に加工されたものが使用される。図４は、鋸歯形状の突起部分を備えた放電電極２２１の外観説明図であって、放電電極２２１は、平板状の「ベース部分」に高さｈの鋸歯状の「突起部分」を間隔Ｐ（ｍｍ）で備えている。前記突起部分の高さｈと間隔Ｐは、放電電極と対向電極の間隔Ｇの９０〜１１０％の範囲で寸法を設定することで、浮遊微粒子への帯電付与が好ましい状態となる。
【００２６】
放電電極２２１のベース部分には、高圧電源（不図示）から所定の電圧が印加され、突起部分の先端（以下、「電極先端部」と称す）にコロナを形成し、気流中の浮遊微粒子に対して帯電付与を行う。浮遊微粒子への帯電付与の程度は、放電電極と対向電極間の通電量（以下、単に「電極間通電量」と称す）で制御することが出来る。
気流中の浮遊微粒子に対して帯電付与がなされる際、電極先端部では、電極先端部の構成材料の酸化や気流中に混在する化学物質の付着による高抵抗化が進行する。このような「通電劣化」が進行すると、初期のコロナ形成を維持する為には、より大きな印加電圧が必要となる。
放電電極の通電劣化の程度は、電極間通電量や通電時間、電極の構成材料中の不純物量や加工状態、化学物質の付着頻度等の影響を受ける為、電極先端部毎に異なることが多い。このような傾向は、気流中に現像剤（トナー）や現像剤を構成する成分（例えば、遊離した外添剤）が混在する電子写真方式の画像形成装置に搭載した場合に発生し易い。
上記のような突起部分を備えた放電電極は、平板上のベース部分を介して複数の突起部分を備えている為、周囲に比べて通電劣化が進行した突起部分が発生すると、その部分への通電量が減り、部分的にコロナ形成が不安定な区画が発生する（図５参照）。帯電部の開口部は、平板状の対向電極によって区画されるので、通電劣化が進行した突起部分が存在する区画を通過する浮遊微粒子には、十分な帯電付与がなされず、結果として、集塵効率の低下を招く。
しかしながら、本発明に係る放電電極は、放電電極の先端部分の曲率半径を現像剤の平均径よりも大きくすることで、前記先端部分への現像剤等の静電付着を緩和させることが可能である。更に、放電電極の先端部分の曲率半径を現像剤の平均径の２倍から突起部分の構成材料の厚みの半分の範囲にすることによって、コロナ形成に必要な印加電圧のバラツキを抑え、浮遊微粒子への帯電付与への影響を最小化することが出来る。
本発明において、放電電極２２１の先端部分の曲率半径は、放電電極２２１を帯電部２２０に据え付けた際に、対向電極２２２上に得られる放電電極２２１の実物大の投影像の輪郭部分の先端部分を計測することで決定することが出来る。先端部分の形状測定には、従来公知の方法を用いることが可能であり、例えば、接触式や非接触式の表面形状測定装置や形状測定レーザマイクロスコープ等が挙げられ、得られた表面形状情報を、前記のような装置に付属する解析ツールで解析したり、ＣＡＤ（コンピュータ支援設計）等を用いることによって、図面上で幾何学的に決定することが出来る。また、現像剤の平均径は、電気的検知帯法（コールター原理）によって測定される体積基準の粒子径頻度・累積分布から算出される平均粒子径で決定することが出来、例えば、ベックマン・コールター社製の精密粒度分布測定装置（Ｍｕｌｔｉｓｉｚｅｒ３や同４ｅ）等によって計測することが出来る。
【００２７】
更に、本発明の画像形成装置は、前記放電電極に印加される高電圧が、前記画像形成装置に用いられる現像剤の帯電極性とは逆極性であると共に、電極間通電量が所定量となるように印加電圧を増減する「定電流制御方式」によって制御することが好ましい。これにより、意図しないオゾンの放散や電極の通電劣化を抑制することが可能である。
放電電極２２１に印加される高電圧が、前記画像形成装置に用いられる現像剤の帯電極性とは逆極性とすることで、画像形成装置内の転写手段で用いられる高電圧印加装置を兼用することが出来るので、画像形成装置の大型化を未然に防ぐことが出来る。
現像剤の帯電極性は、感光体ドラム１１２上に現像された各色トナー像の帯電量を、例えば、トレック・ジャパン社製の吸引式小型帯電量測定装置（Ｍｏｄｅｌ２１２ＨＳ）等によって計測する際に決定することが出来る。
【００２８】
集塵部２４０は、エレクトレット処理を施した高分子シートを積層して形成された管状通風路を有する構造物である為、前記管状通風路の表面が半永久的に帯電しており、その結果、帯電部２２０で帯電付与された浮遊微粒子を静電捕集することが出来る。本発明に於いてエレクトレット処理とは、加熱溶融した高分子材料または高分子材料の中間体に高電圧を印加しながら、固化させることによって、高分子材料内に帯電を保持する構造を持たせることで、高分子材料を半永久的に帯電した状態にすることが出来る。
エレクトレット処理が施されている高分子シートや管状通風路を有する構造物は、加湿器から蒸散される水蒸気によって加湿しても、気流下で乾燥させるだけで帯電した状態に復元する。また、イソプロピルアルコール等の難溶性の有機溶剤に浸漬した場合には、高分子材料内に構築された帯電を保持する為の構造のみを変化させることが可能であり、エレクトレット処理を無効化することが出来る。
エレクトレット処理を施した高分子シートの帯電状態は、例えば、ＳＩＭＣＯ社製の静電気測定器（ＦＭＸ−００４）やＢＲＵＫＥＲ社製のケルビンプローブフォース顕微鏡（Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ  Ｅｄｇｅ）等によって確認することが可能である。
【００２９】
前記管状通風路を有する構造物としては、例えば、図６に示すようなハニカム構造体やコルゲート構造体等を適応することが出来る。集塵部２４０に管状通風路を有する構造物を用いることで、気流発生部２１０の吸引によって生じた気流が、前記管状通風路を有する構造物によって均一に振り分けられて整流されるので、帯電部２２０における浮遊微粒子への帯電付与がより好ましい状態となる。その結果、放電電極が通電劣化しても、浮遊微粒子の捕集効率への影響を最小化することが出来る。また、エレクトレット処理を施した高分子シートを用いる為、帯電部と捕集部の両方に高電圧を印加する二段方式の静電捕集装置と比較して、非常に簡素な構成で気流中の浮遊微粒子を静電捕集することが出来る。
前記管状通風路を有する構造物の通風路の長さＬ（ｍｍ）は、開口径ｄ（ｍｍ）に対して、Ｌ＞ｄの関係を満たすように設定される。Ｌ≦ｄの場合、空気中の浮遊微粒子が前記管状通風路中に拡散し、静電吸着されるのが困難である為、十分な捕集効率が得られない。
更に、前記管状通風路の開口径ｄは、放電電極２２１と平板状の対向電極２２２との間隔Ｇに対して、ｄ／Ｇ＝０．０５〜１．０且つｄ×Ｇ＜２０の関係を満足するように選択され、組み合わされる。ｄ／Ｇが０．０５未満の場合には、平板状の対向電極で区画された空間に対する管状通風路の本数が多くなる為、放電電極２２１の通電劣化の影響が発生し易くなる。逆に、ｄ／Ｇが１．０を超える場合には、平板状の対向電極で区画された空間に対する管状通風路の本数が少なくなる為、十分な捕集効率を得ることが困難になる。また、ｄ×Ｇが２０を超える場合には、単位長さ当りの管状通風路の本数と対向電極の区画数が同時に少なくなるので、十分な捕集能力を発揮することが出来なくなる。すなわち、上記のような問題点を解決する為には、前記管状通風路の開口径ｄと放電電極２２１と平板状の対向電極２２２との間隔Ｇとの関係を精密に制御する必要がある。
前記管状通風路を有する構造物の開口径ｄは、０．５〜２ｍｍであることが好ましい。開口径ｄが０．５ｍｍ未満の場合には圧力損失が大きくなり、空気処理量を十分に増やすことが困難になる。また、開口径ｄが２ｍｍを超える場合には捕集効率が低下する。
【００３０】
前記管状通風路を有する構造物は、公知の方法で製造することが可能であり、例えば、ハニカム構造体を製造する場合は、エレクトレット処理を施した高分子シートの両面に、接着剤を線状に塗布して積層することでブロック状とする。ブロック状になった高分子シートを接着剤の塗布方向に直交する方向に断裁し、それを上下方向に展張することでハニカム構造体を得ることが出来る。この時、線状に塗布される接着剤の塗布幅や塗布間隔、更には展張の程度を変えることで、任意の開口径ｄを得ることが出来る。一方、コルゲート構造体を製造する場合には、コルゲータを用いて製造することが可能であり、エレクトレット処理を施した高分子シートをコルゲート状に成形しながら、その頂上部を別に用意したエレクトレット処理を施した高分子シートに貼り合せて片面段ボール状とする。この片面段ボールを積層して貼り合せた後、断裁することでコルゲート構造体を製造することが出来る。この時、高分子シートをコルゲート状に成形する際に、形状や成形条件を調整することで、任意の開口径ｄを得ることが出来る。尚、何れの場合においても、高分子シートの貼り合せには、接着剤に替えて熱溶着も可能である。また、接着直前にエレクトレット処理を施すことも可能である。
エレクトレット処理を施すのに適した材料として、電気を通し難い熱可塑性樹脂（アクリル樹脂、ポリエチレン樹脂、ＡＢＳ樹脂等）や熱硬化性樹脂（ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂等）を挙げることが出来る。しかしながら、集塵部２４０は、帯電部２２０に供給された水蒸気の影響を受けることから、管状通風路を有する構造物を形成する高分子シートに用いられる高分子材料としては、前記エレクトレット処理の効果を減退させない為に、水に対する親和性が低いものが選択される。特に、水に対する接触角が８０°以上の高分子シートは、高分子シートの表面に水粒子が付着しても通気によって速やかに元の状態に戻ることが出来るので好ましい。このような高分子材料として、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリフッ化ビニリデン、フッ化樹脂、シリコーン樹脂等を挙げることが出来、これ等を単独または混合して用いることが出来る。また、帯電保持量を高める為に、高分子材料内に空孔を生じさせたり、荷電制御剤を含有させることが好ましい。前記荷電制御剤としては、例えば、サリチル酸、ナフトエ酸、ダイカルボン酸などのカルボン酸の金属化合物;スルホン酸基又はカルボン酸基を側鎖に持つ高分子型化合物;ホウ素化合物;尿素化合物;ケイ素化合物;カリークスアレーン等の負帯電性荷電制御剤や、四級アンモニウム塩;該四級アンモニウム塩を側鎖に有する高分子型化合物;グアニジン化合物；イミダゾール化合物アジン化合物等の正帯電性荷電制御剤から適宜選択することが出来る。
前記高分子シートの接触角は、前記高分子シート表面上に、ゆっくりと純水を滴下・着滴させ、前記高分子シート表面上で純水の液滴がほぼ停止した状態で、前記高分子シートと純水の液滴とのなす角度を測定することで求めることが出来、例えば、協和界面科学社製の接触角計（ＤＭｏ−５０１）等で計測することが出来る。
【００３１】
前記管状通風路を有する構造物の通風路を構成する高分子シートの厚みｔは、０．０５〜１．５ｍｍであるものが好ましい。厚みｔが０．０５ｍｍ未満の場合には、エレクトレット処理を施すのが困難となり、１．５ｍｍを超える場合には、受風面に占める管状通風路の開口部分の比率が相対的に小さくなるので、捕集能力が低下する。
【００３２】
また、前記管状通風路を有する構造物の通風路の長さＬは、安定した捕集効率を維持する為に３ｍｍ以上にすることが好ましく、更に好ましくは５〜３０ｍｍであって、長さＬが５ｍｍ未満の場合には、集塵部２４０の寿命が短くなり、交換頻度が高くなる。また、長さＬが３０ｍｍを超える場合には、加湿装置２３１によって供給された水蒸気が冷却され、結露する可能性がある。
ところで、本体体積が２５０リットルを超えるような中高速タイプの画像形成装置の場合、通風路の長さＬを、前記管状通風路を有する構造物に導入される空気の通風速度Ｖ（ｍ／秒）に対して、Ｌ／１０００Ｖ≧０．００５の関係を満足するように設定することによって、画像形成装置本体の排熱設計に耐え得る空気処理量を処理することが出来る。例えば、本体体積が３５０リットルの中高速タイプの画像形成装置の場合、本体体積に対して、一分間に１／３〜１換気分もの排気が必要となり、大型の集塵装置が必要となるが、本発明に係る電気集塵手段２００を用いた場合には、集塵部２４０の受風面の面積を１００ｃｍ２程度に止めることが可能で、画像形成装置の小型化に大いに貢献することが出来る。
【００３３】
本発明において、前記管状通風路の開口径ｄや前記管状通風路を有する構造物を構成する高分子シートの厚みｔは、管状通風路の垂直断面の拡大写真を撮影して決定することが出来る(図６参照)。具体的には、管状通風路の垂直断面の拡大写真をパソコン等に取り込み、画像計測ソフトを用いて計測する方法や、前記拡大写真をプリントアウトした後に、計測器を用いて直接計測する方法等によって、無作為に抽出した２０箇所以上の開口径と厚みをそれぞれ平均することによって開口径ｄと厚みｔを決定することが出来る。尚、本発明において、前記管状通風路の開口径は、管状通風路の内壁に内接する円の直径で定義される。
また、管状通風路を有する構造物に導入される空気の通風速度Ｖは、受風面の面風速で決定され、例えば、日本カノマックス社製の携帯型風速計（クリモマスターｍｏｄｅｌ ６５０１−００、プローブ；６５４３−２１）等で計測することが出来る。
【００３４】
電気集塵手段２００は、帯電部２２０に水蒸気を供給する水蒸気発生部２３０を設け、帯電部２２０に水蒸気を供給することによって、放電電極の通電劣化を抑制すると共に、オゾンの発生量を抑制することが出来る。特に、放電電極にプラス極性の高電圧を印加する場合、オゾンの発生量を極めて少なくすることが出来る。
水蒸気発生部２３０に適応可能な加湿装置２３１としては、例えば、スチーム式、超音波式、気化式(ヒーターレス式)、ハイブリッド式の小型加湿器を適応することが出来る。さらに、画像形成装置が電子写真方式の場合には、画像形成装置内に配置されている加熱加圧定着装置を水蒸気発生部２３０として用いることが出来る（図７参照）。この場合、転写材中に含有されている水分を、定着部１２０によって蒸散させ、排紙経路Ｆを経由して帯電部２２０に水蒸気を供給する。その為、給水の手間が無くなるので、加湿装置２３１に加えて給水タンク２３２も不要となる。この時、帯電部２２０に配置される平板状の対向電極２２２の向きを、定着部１２０に連続する排紙経路Ｆの方向に傾けることで、定着部１２０から蒸散される水蒸気を効率良く帯電部２２０に供給することが出来る（図８参照）。その結果、定着部１２０の周辺で発生した浮遊微粒子も効率良く本体部２０１に導くことが出来る。
水蒸気発生部２３０から帯電部２２０に供給される水蒸気の供給速度は、前記帯電部の電極部分を通過する風路の断面積１ｃｍ２あたりに対して、０．２０〜０．５０ｍｇ／分とすることが好ましい。水蒸気の供給速度が０．２０ｍｇ未満の場合、水蒸気の供給効果が十分でなく、０．５０ｍｇ／分を超えた場合、集塵部２４０の過湿による捕集効率の低下を招く。
本発明において、前記水蒸気の供給速度は、加湿装置に投入された水の蒸散量を加湿装置の稼働時間で除して得られた値で定義される。また、定着装置が加湿装置を兼ねる場合には、定着装置を通過した際に減少した転写材の含水量をプリント時間で除して得られた値を水蒸気の供給速度とすることが出来る。尚、定着装置を通過する際に減少した転写材の含水量は、予め、未使用の転写材の含水率と、画像無しの状態(ベタ白)で定着装置に通過させた直後の転写材の含水率から算出する。尚、転写材の含水率は、例えば、ケット科学研究所社製の抵抗式の紙水分計（ＨＫ−３００）等を用いて測定することが可能である。
定着装置を加湿装置として用いる場合、加湿速度は、定着装置の加熱温度で調整することが可能で、加熱温度を上げることで加湿速度を上げることが出来る。例えば、帯電部２２０に導入される気流上流部に、予め温湿度センサーを取り付けておき、前記温湿度センサーの計測値から絶対水分量を算出し、定着装置の加熱制御部と気流発生部２１０の制御部にフィードバックすることで、転写材の種類や含水量に寄らず、帯電部２２０に供給する水蒸気の供給速度を自動で調整することが出来る。
【実施例】
【００３５】
以下、本発明を実施例により詳細に説明するが、本発明は、これ等の実施例に限定されるものではない。
【００３６】
［画像形成装置］
電子写真方式を用いたカラー複合機であるＭｕｌｔｉＸｐｒｅｓｓ  Ｘ７６００ＬＸ（サムスン電子社製、本体体積；３４６リットル）の外観はそのままに、プリントアウト速度を６０枚／分から７０枚／分に変更した。プリントアウト速度の変更に伴い、感光体ドラムを高感度のものに変更すると共に、前記感光体ドラムの帯電手段として用いられる帯電ローラへの入力電圧を調整する等を行い、生産性を高めた試験改造機（以下、単に「試験改造機」と称す）を準備した。尚、現像剤には、平均粒径が５．５μｍの負帯電性のカラートナーを用いた。
【００３７】
上記試験改造機から放散される浮遊微粒子とオゾンの放散速度を評価する為に、画像比率が３５面積％のグラフィック画像を１０分間、連続プリントした（以下、単に「放散量試験」と称す）。その時の１０分間当たりの浮遊微粒子の放散量は１２×１０１１個で、オゾンの放散速度は１．０ｍｇ／時未満であった。
【００３８】
次いで、上記試験改造機に電気集塵手段２００を搭載した。搭載位置は、転写材の排紙経路Ｆと反転経路Ｒとの間の空間を利用し（図１参照）、本体部２０１は、排出ローラ対１２５の右上から反転ローラ対１２２の後方の空間に据え付けた。その際、気流発生部２１０には、既存の排気用軸流送風機（５０ｍｍ×５０ｍｍ、４機）をそのまま転用し、前記排気用軸流送風機の吸引側に本体部２０１を配置することで、本体部２０１に風速分布の少ない気流を発生させた。尚、上記排気用軸流送風機からの総排気量は０．４２ｍ３／分で、一機当たりの平均排気風速は０．７ｍ／秒であった。水蒸気発生部２３０の加湿装置２３１には小型の超音波式加湿器を用いた。また、帯電部２２０への給電には、画像形成装置内で使用されている高圧電源ユニットを利用し、放電電極と対向電極間の通電量を印加電圧によって制御出来るように改造した。その結果、電気集塵手段２００を搭載した試験改造機は、外観を変えることなく、本発明に係る電気集塵手段を搭載することが出来た。
【００３９】
〈実施例１〉
帯電部２２０には、鋸歯状の放電電極の両側面に平板状の対向電極を平行に配置した。帯電部２２０の開口部の大きさは、縦４０ｍｍ、横２５０ｍｍであって、放電電極と対向電極の間隔Ｇを３．５ｍｍとし、前記開口部を６枚の対向電極（と５枚の放電電極）で区画した。前記放電電極は、板厚０．３ｍｍのＳＵＳ製の平板をエッチング処理したものであり、鋸歯状の突起部分の間隔Ｐが３．５ｍｍで、電極先端部の曲率半径Ｒは５０μｍとした。
集塵部２４０には、エレクトレット処理を施したポリプロピレン製シート（厚みｔ＝０．１ｍｍ、接触角９４°）を積層して得られたコルゲート構造体を用いた。前記コルゲート構造体の管状通風路の開口径ｄは０．９ｍｍで、長さＬは２０ｍｍとし、受風面の面積は１００ｃｍ２とした（Ｌ／１０００Ｖ＝０．０２９）。
電気集塵手段２００は、プリント動作の開始と共に、放電電極にはプラス極性の電圧を印加し、電極間通電量が９０μＡとなるように設定した。また、水蒸気発生部２３０から帯電部２２０に供給される水蒸気の供給速度は、帯電部２２０の電極部分を通過する風路の断面積１ｃｍ２あたりに対して、０．３０ｍｇ／分となるように調整した。
【００４０】
上記の設定条件下で、放散量試験を行ったところ、１０分間当たりの浮遊微粒子の放散量は０．８×１０１１個で、オゾンの放散速度は１．０ｍｇ／時未満であった。電気集塵手段２００を搭載し、上記設定条件で稼働させたことによって、オゾンの放散量を増やすことなく、浮遊微粒子の放散量を大幅に削減することが出来た。
更に、画像比率が１０面積％のテキスト画像を１００時間、連続プリントした後に、再度、放散試験を繰り返した。その結果、浮遊微粒子の放散量は９．５×１０１０個で、オゾンの放散速度は１．０ｍｇ／時未満であり、非常に良好な状態を維持していた。
【００４１】
以上の結果の詳細を図１０の表にまとめた。尚、放散量試験の評価項目に対する測定方法と測定結果の評価基準は、以下の通りである。
【００４２】
［１．浮遊微粒子の放散量の評価］
本発明において、画像形成装置外に放散された浮遊微粒子の放散量は、クリーンブース内に設置した画像形成装置がプリント時に放散する浮遊微粒子の個数変化を測定し、ドイツのＲＡＬ−ＵＺ１７１の付属書Ｓ−Ｍに記載の方法に準じて、プリント１０分間当たりに放散される粒子数を算出した。算出した浮遊微粒子の放散量は、下記の基準に従って評価した。尚、浮遊微粒子の個数変化の測定には、小型ＵＦＰ測定器（ＮＡＮＯＳＣＡＮ  ＳＭＰＳ  ＮＡＮＯＰＡＲＴＩＣＬＥ  ＳＩＺＥＲ  Ｍｏｄｅｌ  ３９１０、ＴＳＩ社製）を用いた。
Ａ；１．０×１０＾１１個未満                        （非常に良好である）
Ｂ；１．０×１０＾１１個以上２．０×１０＾１１個未満（良好である）
Ｃ；２．０×１０＾１１個以上３．０×１０＾１１個未満（本発明において許容レベルである）
Ｄ；３．０×１０＾１１個以上                        （本発明において不可レベルである）
【００４３】
［２．オゾンの放散速度の評価］
本発明において、画像形成装置外に排出されたオゾンの放散量は、前記「１．浮遊微粒子の放散量の評価」と同様にして、放散速度を算出した。下記の基準に従って評価した。尚、プリント時に放散されたオゾンの濃度測定には、紫外線吸収式の低濃度用オゾン濃度系（Ｍｏｄｅｌ１１００、ダイレック社製）を用いた。
Ａ；１．０ｍｇ／時未満                              （非常に良好である）
Ｂ；１．０ｍｇ／時以上２．０ｍｇ／時未満            （良好である）
Ｃ；２．０ｍｇ／時以上３．０ｍｇ／時未満            （本発明において許容レベルである）
Ｄ；３．０ｍｇ／時以上                              （本発明において不可レベルである）
【００４４】
〈実施例２〉
放電電極と対向電極の間隔Ｇを５．０ｍｍとし、前記開口部を４枚の対向電極（と３枚の放電電極）で区画した。放電電極の鋸歯状の突起部分の間隔Ｐも５．０ｍｍに変更した。また、集塵部２４０には、エレクトレット処理を施したポリプロピレン製シートを積層して得られたハニカム構造体を用いた。前記ハニカム構造体の管状通風路の開口径ｄは０．９ｍｍで、長さＬは１０ｍｍとした。更に、放電電極にはプラス極性の電圧を印加し、電極間通電量が１２０μＡとなるように再調整した以外は、実施例１と同様に設定した上で、放散量試験を行った。
その結果、実施例１と比較して、前記ハニカム構造体の管状通風路の長さＬが短くなった分、電極間通電量を増やしたが、帯電部２２０に水蒸気を供給しているので、オゾンの放散量は僅かに増加する程度であった。
【００４５】
〈実施例３〉
放電電極と対向電極の間隔Ｇを２．５ｍｍとし、前記開口部を７枚の対向電極（と６枚の放電電極）で区画した。放電電極の鋸歯状の突起部分は、先端の曲率半径Ｒを１２５μｍ、突起部分の間隔Ｐを２．５ｍｍに変更した。また、集塵部２４０には、エレクトレット処理を施したポリプロピレン製シート（厚みｔ＝０．０５ｍｍ）を積層して得られたハニカム構造体を用いた。前記ハニカム構造体の管状通風路の開口径ｄは０．５ｍｍで、長さＬは５ｍｍとした。更に、放電電極にはプラス極性の電圧を印加し、電極間通電量が１８０μＡとなるように再調整した以外は、実施例１と同様に設定した上で、放散量試験を行った。
その結果、電極間の間隔Ｇが狭くなった為、帯電器の開口部に占める電極の厚みの影響によって、排気風量が減少したが、気流発生部２１０に用いている排気用軸流送風機で調整可能であった。また、実施例２と比較して、前記ハニカム構造体の管状通風路の長さＬが更に短くなった分、電極間通電量を増やした為、オゾンの放散量が増加したが、帯電部２２０に水蒸気を供給しているので、許容出来るレベルであった。ところで、電極間の間隔Ｇと放電電極の突起部分の間隔Ｐが２．５ｍｍであるので、通電劣化の影響を受け難く、連続プリント後も浮遊微粒子やオゾンの放散量に目立った変化は無かった。
【００４６】
〈実施例４〉
放電電極と対向電極の間隔Ｇを１２．５ｍｍとし、前記開口部を２枚の対向電極（と１枚の放電電極）で区画した。放電電極の突起部分は、先端の曲率半径Ｒが７．０μｍの針状とし、突起部分の間隔Ｐを１２．５ｍｍに変更した。また、集塵部２４０には、エレクトレット処理を施したポリプロピレン製シート（厚みｔ＝０．７５ｍｍ）を積層して得られたコルゲート構造体を用いた。前記コルゲート構造体の管状通風路の開口径ｄは１．５ｍｍで、長さＬは３０ｍｍとした。更に、放電電極にはプラス極性の電圧を印加し、電極間通電量が６０μＡとなるように再調整した以外は、実施例１と同様に設定した上で、放散量試験を行った。
その結果、ｄ×Ｇが１９である為、単位長さ当りの管状通風路の本数と対向電極の区間数が同時に少ないが、長さＬを大きくすることで浮遊微粒子やオゾンの放散量を非常に良好なレベルで両立させることが出来た。一方、突起部分の先端の曲率半径Ｒが７．０μｍと小さく、電極間距離Ｇが１２．５ｍｍと広い為、通電劣化の影響を受け易い条件であったが、連続プリント後の電極間通電量を２００μＡに変更することによって、浮遊微粒子やオゾンの放散量を許容出来るレベルで両立させることが出来た。
【００４７】
〈実施例５〉
放電電極と対向電極の間隔Ｇを２．５ｍｍとし、前記開口部を７枚の対向電極（と６枚の放電電極）で区画した。放電電極の鋸歯状の突起部分は、先端の曲率半径Ｒを１２５μｍ、突起部分の間隔Ｐを２．５ｍｍに変更した。また、集塵部２４０には、エレクトレット処理を施したポリプロピレン製シート（厚みｔ＝１．５ｍｍ）を積層して得られたハニカム構造体を用いた。前記ハニカム構造体の管状通風路の開口径ｄは２．５ｍｍで、長さＬは１０ｍｍとした。更に、放電電極にはプラス極性の電圧を印加し、電極間通電量が１８０μＡとなるように再調整した以外は、実施例１と同様に設定した上で、放散量試験を行った。
その結果、ｄ／Ｇが１．０である為、対向電極で区画された空間に対する管状通風路の本数が少ないが、長さＬを大きくすることで実施例３と同様に浮遊微粒子の放散量を許容出来るレベルとすることが出来た。また、放電電極の板厚が０．３ｍｍであるのに対して、突起部分の先端の曲率半径Ｒが１２５μｍである為、オゾンの放散量が増える傾向にあるが、帯電部に水蒸気を供給することで、オゾンの放散を抑制することが出来た。更に、連続プリント後の電極間通電量を２００μＡに変更することによって、浮遊微粒子やオゾンの放散量を許容出来るレベルで維持することが出来た。
【００４８】
〈実施例６〉
放電電極と対向電極の間隔Ｇを１０ｍｍとし、前記開口部を３枚の対向電極（と２枚の放電電極）で区画した。放電電極の突起部分を先端の曲率半径Ｒが７．０μｍの針状とし、突起部分の間隔Ｐを１０ｍｍに変更した。また、集塵部２４０には、エレクトレット処理を施したポリプロピレン製シート（厚みｔ＝０．０５ｍｍ）を積層して得られたハニカム構造体を用いた。前記ハニカム構造体の管状通風路の開口径ｄは０．５ｍｍで、長さＬは１０ｍｍとした。更に、放電電極にはプラス極性の電圧を印加し、電極間通電量が６０μＡとなるように再調整した以外は、実施例１と同様に設定した上で、放散量試験を行った。
その結果、ｄ／Ｇが０．０５であり、対向電極で区画された空間に対する管状通風路の本数が多い為、小さな電極間通電量でも実施例３と同様に浮遊微粒子の放散量を許容出来るレベルとすることが出来た。一方、突起部分の先端の曲率半径Ｒが７．０μｍで、電極間距離Ｇが１０ｍｍである為、通電劣化の影響が懸念されたが、連続プリント後の電極間通電量を２００μＡに変更することによって、浮遊微粒子やオゾンの放散量を許容出来るレベルで両立させることが出来た。
【００４９】
〈実施例７〉
放電電極の突起部分の先端の曲率半径Ｒを２０μｍとする以外は、実施例２と同様に設定した上で放散量試験を行った。
その結果、放電電極の突起部分の先端の曲率半径Ｒが２０μｍである為、通電劣化の影響を受け易いが、連続プリント後の放散量試験では、浮遊微粒子やオゾンの放散量を許容出来るレベルであった。
【００５０】
〈実施例８〉
放電電極の突起部分を先端の曲率半径Ｒを５０μｍに変更すると共に集塵部２４０には、エレクトレット処理を施したポリエチレンテレフタレート製シート（厚みｔ＝０．１ｍｍ、接触角＝７９°）を積層して得られたコルゲート構造体を用いた。前記コルゲート構造体の管状通風路の開口径ｄは０．９ｍｍで、長さＬは１０ｍｍとした。更に、放電電極にはプラス極性の電圧を印加し、電極間通電量が６０μＡとなるように再調整した以外は、実施例２と同様に設定した上で、放散量試験を行った。
その結果、コルゲート構造体の親水性が増加した分、浮遊微粒子の放散量が増加したが、オゾンの放散量を極力抑えながら浮遊微粒子の放散量を許容出来るレベルにすることが出来た。更に、連続プリント後の放散量試験では、電極間通電量を１５０μＡに変更することで、オゾンの放散量を許容出来るレベルに抑制しつつ、浮遊微粒子の放散量を改善することが出来た。すなわち、帯電部２２０に水蒸気を供給することによって、浮遊微粒子とオゾンの放散量を許容出来るレベルで両立可能な電極間通電量の制御範囲が広がることが確認された。
【００５１】
〈実施例９〉
集塵部２４０には、エレクトレット処理を施したポリエチレン製シート（厚みｔ＝０．１ｍｍ、接触角＝１０１°）を積層して得られたハニカム構造体を用いた。前記ハニカム構造体の管状通風路の開口径ｄは０．９ｍｍで、長さＬは１０ｍｍとした。更に、放電電極にはプラス極性の電圧を印加し、電極間通電量が２００μＡとなるように再調整すると共に、水蒸気発生部２３０から帯電部２２０に供給される水蒸気の供給速度を、帯電部２２０の電極部分を通過する風路の断面積１ｃｍ２あたりに対して０．５０ｍｇ／分とした以外は、実施例２と同様に設定した上で、放散量試験を行った。
その結果、水蒸気の供給速度が０．５０ｍｇ／分であるが、電極間通電量を高めると共に集塵部２４０に親水性の低いポリエチレン製のハニカム構造体を用いることによって、オゾンの放散量を良好なレベルに抑制しながら、浮遊微粒子の放散量を大幅に削減することが出来た。また、連続プリント後の放散量試験においても浮遊微粒子の捕集能力の低下は少なく、良好なレベルを維持することが出来た。
【００５２】
〈実施例１０〉
帯電部２２０の放電電極にはプラス極性の電圧を印加し、電極間通電量が４０μＡとなるように再調整すると共に、水蒸気発生部２３０から帯電部２２０に供給される水蒸気の供給速度を、帯電部２２０の電極部分を通過する風路の断面積１ｃｍ２あたりに対して０．２０ｍｇ／分とした以外は、実施例２と同様に設定した上で、放散量試験を行った。
その結果、電極間通電量の制御範囲が低電流側に制限されるが、浮遊微粒子やオゾンの放散量を許容出来るレベルで両立させることが出来た。また、連続プリント後の放散量試験においても、浮遊微粒子やオゾンの放散量を許容出来るレベルで維持することが出来た。
【００５３】
〈実施例１１〉
水蒸気発生部２３０を取り除き、定着部１２０を加湿装置として用いると共に、帯電部２２０に配置される平板状の対向電極２２２の向きが、定着部１２０に連続する排紙経路Ｆから流れ込む気流の通風方向と平行になるように帯電部２２０を傾けて配置した（図７及び図８参照）。集塵部２４０には、実施例１で用いたコルゲート構造体と同様のものを用意し、受風面の一部分を斜めに切り落として使用した為、管状通風路の長さＬが４〜２０ｍｍとなった（Ｌ／１０００Ｖ＝０．００６〜０．０２９）。この時、受風面の面積は１００ｃｍ２を維持した。
更に、帯電部２２０に導入される気流の上流部には温湿度センサー２５０を取り付け、測定された温湿度から算出される絶対水分量を、定着装置の加熱制御部（不図示）にフィードバックし、定着温度の増減によって、帯電部２２０に供給する水蒸気の供給速度が、帯電部２２０の電極部分を通過する風路の断面積１ｃｍ２あたりに対して０．３０ｍｇ／分となるように改造を加える以外は、実施例１と同様に設定した上で、放散量試験を行った。
上記の設定条件下で、放散量試験を行ったところ、１０分間当たりの浮遊微粒子の放散量は０．８×１０１１個で、オゾンの放散速度は１．０ｍｇ／時未満であった。
更に、画像比率が１０面積％のテキスト画像を１００時間、連続プリントした後に行った放散試験の結果は、浮遊微粒子の放散量は９．３×１０１０個で、オゾンの放散速度１．０ｍｇ／時未満であり、実施例１で得られた非常に良好な結果を再現した。
【００５４】
実施例２〜１１の放散量試験の結果を、図１０の表にまとめて示す。
【００５５】
〈比較例１〉
気流発生部２１０である排気用軸流送風機を帯電部２２０の通風方向の上流側に移動すると共に、帯電部２２０の放電電極にはプラス極性の電圧を印加し、電極間通電量が６０μＡとなるように再調整し、更に水蒸気発生部２３０からの水蒸気の供給を停止した以外は、実施例１０と同様にして、放散量試験を行った。（尚、この状態で連続プリントした時に、帯電部２２０の電極部分を通過する水蒸気量は、帯電部２２０の電極部分を通過する風路の断面積１ｃｍ２あたりに対して、最大０．１０ｍｇ／分であった。）
その結果、帯電部２２０を気流発生部２１０の通風方向の下流側に配置し、前記排気用軸流送風機から突出された気流を用いた為、浮遊微粒子への帯電付与やハニカム構造体での捕集状態が悪化した。また、水蒸気発生部２３０からの水蒸気の供給を停止した影響でオゾンの放散量が増加した。更に、連続プリント後の放散試験時には、通電劣化の影響が発生した為、電極間通電量を２００μＡまで増やしても浮遊微粒子の捕集状態を改善には至らず、単にオゾンの発生量のみが悪化した。
【００５６】
〈比較例２〉
実施例１０で用いたハニカム構造体と同様のものを別途用意し、一昼夜、イソプロピルアルコール中に浸漬した後、それを風乾し、エレクトレット処理を無効化した。次いで、前記ハニカム構造体を集塵部２４０に用いると共に電極間通電量を２００μＡに再調整した。更に、水蒸気発生部２３０からの水蒸気の供給を停止した以外は、実施例１０と同様に設定した上で、放散量試験を行った。
その結果、集塵部２４０に用いたハニカム構造体のエレクトレット処理は無効化されている為、電極間通電量を高めてもオゾンの発生量が悪化するだけで、浮遊微粒子を殆ど捕集することが出来なかった。その為、連続プリント及びその後の放散量試験は中止した。
【００５７】
〈比較例３〉
放電電極と対向電極の間隔Ｇを１５ｍｍとし、前記開口部を２枚の対向電極（と１枚の放電電極）で区画した。放電電極の鋸歯状の突起部分は、先端の曲率半径Ｒを１５μｍ、突起部分の間隔Ｐを１５ｍｍに変更した。また、集塵部２４０には、エレクトレット処理を施したポリプロピレン製シート（厚みｔ＝０．1ｍｍ）を積層して得られたハニカム構造体を用いた。前記ハニカム構造体の管状通風路の開口径ｄは０．５ｍｍで、長さＬは１０ｍｍとした。更に、放電電極にはプラス極性の電圧を印加し、電極間通電量が９０μＡとなるように調整し、水蒸気発生部２３０からの水蒸気の供給を停止した以外は、実施例１０と同様に設定した上で、放散量試験を行った。
その結果、ｄ／Ｇが０．０３である為、放電電極の通電劣化の影響が発生し、通電量を２００μＡに変更しても、オゾンの発生量が悪化するだけで、連続プリント後の放散量試験時には浮遊微粒子を十分に捕集することが出来なかった。
【００５８】
〈比較例４〉
放電電極と対向電極の間隔Ｇを２．０ｍｍとし、前記開口部を１０枚の対向電極（と９枚の放電電極）で区画した。放電電極の鋸歯状の突起部分の間隔Ｐも２．０ｍｍに変更した。また、集塵部２４０には、エレクトレット処理を施したポリプロピレン製シート（厚みｔ＝０．1ｍｍ）を積層して得られたハニカム構造体を用い、前記ハニカム構造体の管状通風路の開口径ｄは２．５ｍｍとし、水蒸気発生部２３０からの水蒸気の供給を停止した以外は、実施例１０と同様に設定した上で、放散量試験を行った。
その結果、ｄ／Ｇが１．３である為、通電量を２００μＡに設定してもオゾンの発生量が悪化するだけで、浮遊微粒子を十分に捕集することが出来なかった。その為、連続プリント及びその後の放散量試験は中止した。
【００５９】
〈比較例５〉
放電電極と対向電極の間隔Ｇを１５ｍｍに変更した。また、集塵部２４０には、エレクトレット処理を施したポリプロピレン製シート（厚みｔ＝０．1ｍｍ）を積層して得られたハニカム構造体を用い、前記ハニカム構造体の管状通風路の開口径ｄは１．５ｍｍで、長さＬを３ｍｍとした（Ｌ／１０００Ｖ＝０．００４）、水蒸気発生部２３０からの水蒸気の供給を停止した以外は、実施例１０と同様に設定した上で、放散量試験を行った。
その結果、ｄ×Ｇが２３である為、通電量を２００μＡに設定してもオゾンの発生量が悪化するだけで、浮遊微粒子を十分に捕集することが出来なかった。その為、連続プリント及びその後の放散量試験は中止した。
【００６０】
〈比較例６〉
気流発生部２１０である排気用軸流送風機を帯電部２２０の通風方向の上流側に移動すると共に、放電電極として放電ワイヤー（酸化タングステン線、線径１００μｍ）を用いた帯電部２２０に−１０ｋＶの直流電圧を印加した（図９参照）。また、集塵部２４０にはプリーツ加工したＨＥＰＡフィルターを用いる以外は、比較例１と同様に設定した上で、放散量試験を行った。尚、マイナス極性の高電圧を印加させる為に、新たな高圧電気基板を追加した。
その結果、集塵部２４０に管状通風路を有する構造物に替えてにＨＥＰＡフィルターを用いた為、一分間当たり３０リットル／分程の排気風量しか得られなかった。結果的には浮遊微粒子の放散が抑制されたが、オゾンの放散量は増加した。引き続き、連続プリントを実施したが、試験改造機内の雰囲気温度が５５℃を超えてしまった為、試験を中止した。排気風量を増やす為には大きな静圧が得られるファンが必要で、試験改造機の外観寸法を変えずに改造することが困難であった。
【００６１】
比較例１〜６の放散量試験の結果を、図１０の表にまとめて示す。
【符号の説明】
【００６２】
１０１．．．プリンタ（画像形成装置）
１２０．．．定着部（定着装置）
２００．．．電気集塵手段
２１０．．．気流発生部
２２０．．．帯電部
２２１．．．放電電極
２２２．．．対向電極
２３０．．．水蒸気発生部
２４０．．．集塵部
Ｆ．．．転写材搬送経路
Ｇ．．．放電電極と対向電極の間隔
Ｌ．．．管状通風路の長さ
ｄ．．．管状通風路の開口径
【図１】
2019120858.tif 000003
【図２】
2019120858.tif 000004
【図３】
2019120858.tif 000005
【図４】
2019120858.tif 000006
【図５】
2019120858.tif 000007
【図６】
2019120858.tif 000008
【図７】
2019120858.tif 000009
【図８】
2019120858.tif 000010
【図９】
2019120858.tif 000011
【図１０】
2019120858.tif 000012