(57)【要約】【課題】  比較的簡易かつ低廉な構成で、大きな気流を生じさせることがなく、低湿雰囲気による帯電装置の異常放電がなく、水素発生による爆発の危険がなく帯電工程時におけるオゾンや窒化酸化物の生成を低減できる帯電装置等を提供する。【解決手段】  帯電部２２を包囲するとともに複数の通気部１７ａ，１７ｂ，１７ｃを有するケース１７を備え、感光体２０と帯電部２２との対向部近傍の空気の成分比率を変動させる気体分離部１００とこの対向部近傍の空気の水分を電気分解する気体電解部１０３とを備える。気体分離部１００は、通気部１７ａに設置の窒素富化膜３０とケース１７内外の圧力差を形成する加圧室３５とを備えてケース１７内に窒素富化空気を供給する窒素富化部１０１、又は、通気部１７ｂに設置の酸素富化膜３１とケース１７内外の圧力差を形成する減圧室３６とを備えてケース１７外に酸素富化空気を排出する酸素富化部１０２を有する。【選択図】    図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向する像担持体を帯電する帯電部と、
前記像担持体と前記帯電部との対向部近傍にある空気の成分比率を変動させる気体分離部と、
前記像担持体と前記帯電部との対向部近傍にある空気の水分を電気分解する気体電解部と、
を備えることを特徴とする帯電装置。
【請求項２】
前記帯電部を包囲するとともに複数の通気部を有するケースを備え、
前記気体分離部は、或る前記通気部に設置された窒素富化膜と前記ケース内外の圧力差を形成する圧力調整部とを備えて前記ケース内に窒素富化空気を供給する窒素富化部を有し、
前記気体電解部は、別の前記通気部に設けられた固体高分子電解膜と、この固体高分子電解膜における前記ケース内側を向いた面に設けられて電源部の陰極に接続された多孔性陰極と、前記固体高分子電解膜における前記ケース外側を向いた面に設けられて電源部の陽極に接続された多孔性陽極とを有する、
ことを特徴とする請求項１記載の帯電装置。
【請求項３】
前記帯電部を包囲するとともに複数の通気部を有するケースを備え、
前記気体分離部は、或る前記通気部に設置された酸素富化膜と前記ケース内外の圧力差を形成する圧力調整部とを備えて前記ケース外に酸素富化空気を排出する酸素富化部を有し、
前記気体電解部は、別の前記通気部に設けられた固体高分子電解膜と、この固体高分子電解膜における前記ケース内側を向いた面に設けられて電源部の陰極に接続された多孔性陰極と、前記固体高分子電解膜における前記ケース外側を向いた面に設けられて電源部の陽極に接続された多孔性陽極とを有する、
ことを特徴とする請求項１記載の帯電装置。
【請求項４】
前記帯電部を包囲するとともに複数の通気部を有するケースを備え、
前記気体分離部は、或る前記通気部に設置された窒素富化膜と前記ケース内外の圧力差を形成する第１の圧力調整部とを備えて前記ケース内に窒素富化空気を供給する窒素富化部と、他の或る前記通気部に設置された酸素富化膜と前記ケース内外の圧力差を形成する第２の圧力調整部とを備えて前記ケース外に酸素富化空気を排出する酸素富化部とを有し、
前記気体電解部は、別の前記通気部に設けられた固体高分子電解膜と、この固体高分子電解膜における前記ケース内側を向いた面に設けられて電源部の陰極に接続された多孔性陰極と、前記固体高分子電解膜における前記ケース外側を向いた面に設けられて電源部の陽極に接続された多孔性陽極とを有する、
ことを特徴とする請求項１記載の帯電装置。
【請求項５】
前記ケース内に湿度調整剤を有することを特徴とする請求項１ないし４の何れか一記載の帯電装置。
【請求項６】
前記湿度調整剤として、前記ケースの内側に吸水性樹脂分散体が設けられていることを特徴とする請求項５記載の帯電装置。
【請求項７】
前記通気部は、開口部よりなることを特徴とする請求項１ないし６の何れか一記載の帯電装置。
【請求項８】
前記帯電部は、接触式帯電部であることを特徴とする請求項１ないし７の何れか一記載の帯電装置。
【請求項９】
前記窒素富化部の圧力調整部は、加圧室を有することを特徴とする請求項２又は４記載の帯電装置。
【請求項１０】
前記酸素富化部の圧力調整部は、減圧室を有することを特徴とする請求項３又は４記載の帯電装置。
【請求項１１】
像担持体と、対向する前記像担持体を帯電する帯電部を有する帯電装置と、前記像担持体上に形成された静電潜像を現像する現像装置と前記像担持体上の未転写トナーを回収するクリーニング装置とのうちの少なくとも一方のプロセス装置とが一体にカートリッジ化されて画像形成装置本体に着脱自在な集合体よりなるプロセスカートリッジであって、
前記像担持体と前記帯電部との対向部近傍にある空気の成分比率を変動させる気体分離部と、
前記像担持体と前記帯電部との対向部近傍にある空気の水分を電気分解する気体電解部と、
を備えることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項１２】
前記像担持体、前記帯電装置並びに他のプロセス装置を包囲するとともに複数の通気部を有するカートリッジケースを備え、
前記気体分離部は、或る前記通気部に設置された窒素富化膜と前記カートリッジケース内外の圧力差を形成する圧力調整部とを備えて前記カートリッジケース内に窒素富化空気を供給する窒素富化部を有し、
前記気体電解部は、別の前記通気部に設けられた固体高分子電解膜と、この固体高分子電解膜における前記カートリッジケース内側を向いた面に設けられて電源部の陰極に接続された多孔性陰極と、前記固体高分子電解膜における前記カートリッジケース外側を向いた面に設けられて電源部の陽極に接続された多孔性陽極とを有する、
ことを特徴とする請求項１１記載のプロセスカートリッジ。
【請求項１３】
前記像担持体、前記帯電装置並びに他のプロセス装置を包囲するとともに複数の通気部を有するカートリッジケースを備え、
前記気体分離部は、或る前記通気部に設置された酸素富化膜と前記カートリッジケース内外の圧力差を形成する圧力調整部とを備えて前記カートリッジケース外に酸素富化空気を排出する酸素富化部を有し、
前記気体電解部は、別の前記通気部に設けられた固体高分子電解膜と、この固体高分子電解膜における前記カートリッジケース内側を向いた面に設けられて電源部の陰極に接続された多孔性陰極と、前記固体高分子電解膜における前記カートリッジケース外側を向いた面に設けられて電源部の陽極に接続された多孔性陽極とを有する、
ことを特徴とする請求項１１記載のプロセスカートリッジ。
【請求項１４】
前記像担持体、前記帯電装置並びに他のプロセス装置を包囲するとともに複数の通気部を有するカートリッジケースを備え、
前記気体分離部は、或る前記通気部に設置された窒素富化膜と前記カートリッジケース内外の圧力差を形成する第１の圧力調整部とを備えて前記ケース内に窒素富化空気を供給する窒素富化部と、他の或る前記通気部に設置された酸素富化膜と前記カートリッジケース内外の圧力差を形成する第２の圧力調整部とを備えて前記カートリッジケース外に酸素富化空気を排出する酸素富化部とを有し、
前記気体電解部は、別の前記通気部に設けられた固体高分子電解膜と、この固体高分子電解膜における前記カートリッジケース内側を向いた面に設けられて電源部の陰極に接続された多孔性陰極と、前記固体高分子電解膜における前記カートリッジケース外側を向いた面に設けられて電源部の陽極に接続された多孔性陽極とを有する、
ことを特徴とする請求項１１記載のプロセスカートリッジ。
【請求項１５】
前記カートリッジケース内に湿度調整剤を有することを特徴とする請求項１１ないし１４の何れか一記載のプロセスカートリッジ。
【請求項１６】
前記湿度調整剤として、前記カートリッジケースの内側に吸水性樹脂分散体が設けられていることを特徴とする請求項１５記載のプロセスカートリッジ。
【請求項１７】
前記通気部は、開口部よりなることを特徴とする請求項１１ないし１６の何れか一記載のプロセスカートリッジ。
【請求項１８】
前記帯電部は、接触式帯電部であることを特徴とする請求項１１ないし１７の何れか一記載のプロセスカートリッジ。
【請求項１９】
前記窒素富化部の圧力調整部は、加圧室を有することを特徴とする請求項１２又は１４記載のプロセスカートリッジ。
【請求項２０】
前記酸素富化部の圧力調整部は、減圧室を有することを特徴とする請求項１３又は１４記載のプロセスカートリッジ。
【請求項２１】
像担持体と、対向する前記像担持体を帯電する帯電部を有する帯電装置と、前記像担持体上に形成された静電潜像を現像する現像装置と前記像担持体上の未転写トナーを回収するクリーニング装置とのうちの少なくとも一方のプロセス装置とが一体にカートリッジ化されて画像形成装置本体に着脱自在な集合体よりなるプロセスカートリッジであって、
前記帯電装置として請求項１ないし１０の何れか一記載の帯電装置を備えることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項２２】
少なくとも、像担持体と、対向する前記像担持体を帯電する帯電部を有する帯電装置と、前記像担持体上に形成された静電潜像を現像する現像装置、その他のプロセス装置を備える画像形成装置であって、
前記像担持体と前記帯電部との対向部近傍にある空気の成分比率を変動させる気体分離部と、
前記像担持体と前記帯電部との対向部近傍にある空気の水分を電気分解する気体電解部と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２３】
前記像担持体、前記帯電装置並びに他のプロセス装置を包囲するとともに複数の通気部を有する本体ケースを備え、
前記気体分離部は、或る前記通気部に設置された窒素富化膜と前記本体ケース内外の圧力差を形成する圧力調整部とを備えて前記本体ケース内に窒素富化空気を供給する窒素富化部を有し、
前記気体電解部は、別の前記通気部に設けられた固体高分子電解膜と、この固体高分子電解膜における前記本体ケース内側を向いた面に設けられて電源部の陰極に接続された多孔性陰極と、前記固体高分子電解膜における前記本体ケース外側を向いた面に設けられて電源部の陽極に接続された多孔性陽極とを有する、
ことを特徴とする請求項２２記載の画像形成装置。
【請求項２４】
前記像担持体、前記帯電装置並びに他のプロセス装置を包囲するとともに複数の通気部を有する本体ケースを備え、
前記気体分離部は、或る前記通気部に設置された酸素富化膜と前記本体ケース内外の圧力差を形成する圧力調整部とを備えて前記本体ケース外に酸素富化空気を排出する酸素富化部を有し、
前記気体電解部は、別の前記通気部に設けられた固体高分子電解膜と、この固体高分子電解膜における前記本体ケース内側を向いた面に設けられて電源部の陰極に接続された多孔性陰極と、前記固体高分子電解膜における前記本体ケース外側を向いた面に設けられて電源部の陽極に接続された多孔性陽極とを有する、
ことを特徴とする請求項２２記載の画像形成装置。
【請求項２５】
前記像担持体、前記帯電装置並びに他のプロセス装置を包囲するとともに複数の通気部を有する本体ケースを備え、
前記気体分離部は、或る前記通気部に設置された窒素富化膜と前記本体ケース内外の圧力差を形成する第１の圧力調整部とを備えて前記本体ケース内に窒素富化空気を供給する窒素富化部と、他の或る前記通気部に設置された酸素富化膜と前記本体ケース内外の圧力差を形成する第２の圧力調整部とを備えて前記本体ケース外に酸素富化空気を排出する酸素富化部とを有し、
前記気体電解部は、別の前記通気部に設けられた固体高分子電解膜と、この固体高分子電解膜における前記本体ケース内側を向いた面に設けられて電源部の陰極に接続された多孔性陰極と、前記固体高分子電解膜における前記本体ケース外側を向いた面に設けられて電源部の陽極に接続された多孔性陽極とを有する、
ことを特徴とする請求項２２記載の画像形成装置。
【請求項２６】
前記本体ケース内に湿度調整剤を有することを特徴とする請求項２２ないし２５の何れか一記載の画像形成装置。
【請求項２７】
前記湿度調整剤として、前記本体ケースの内側に吸水性樹脂分散体が設けられていることを特徴とする請求項２６記載の帯電装置。
【請求項２８】
前記通気部は、開口部よりなることを特徴とする請求項２２ないし２７の何れか一記載の画像形成装置。
【請求項２９】
前記帯電部は、接触式帯電部であることを特徴とする請求項２２ないし２８の何れか一記載の画像形成装置。
【請求項３０】
前記窒素富化部の圧力調整部は、加圧室を有することを特徴とする請求項２３又は２５記載の画像形成装置。
【請求項３１】
前記酸素富化部の圧力調整部は、減圧室を有することを特徴とする請求項２４又は２５記載の画像形成装置。
【請求項３２】
少なくとも、像担持体と、対向する前記像担持体を帯電する帯電部を有する帯電装置と、前記像担持体上に形成された静電潜像を現像する現像装置、その他のプロセス装置を備える画像形成装置であって、
前記帯電装置として請求項１ないし１０の何れか一記載の帯電装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３３】
像担持体と、対向する前記像担持体を帯電する帯電部を有する帯電装置と、前記像担持体上に形成された静電潜像を現像する現像装置と前記像担持体上の未転写トナーを回収するクリーニング装置とのうちの少なくとも一方のプロセス装置とが一体にカートリッジ化されて画像形成装置本体に着脱自在な集合体よりなるプロセスカートリッジを備える画像形成装置であって、
少なくとも前記プロセスカートリッジとして請求項１１ないし２１の何れか一記載のプロセスカートリッジを備えることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、又は、それらの複合機（ＭＦＰ）等の電子写真方式を用いた画像形成装置、このような画像形成装置に用いられる帯電装置及びプロセスカートリッジに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電子写真方式を用いたこの種の画像形成装置では、帯電工程時におけるオゾンや窒化酸化物（ＮＯｘ）の生成を制限することを目的として、コロナ帯電装置に代えて帯電ローラを用いた接触式帯電装置が多く用いられている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
しかし、このような帯電ローラを用いた帯電装置でも、コロナ帯電装置ほど多くはないものの、依然として、帯電工程時にオゾンや窒化酸化物が生成される。そして、放電領域は感光体（像担持体）の表面近傍にあるためオゾン等の放電生成物が生成されると、それが感光体表面に付着してその表面を劣化させる。その結果、感光体上に形成される画像に滲みやボケが生じて、画像品質が劣化する。
【０００４】
これらの問題を解決するために、特許文献１等では、帯電ローラの外周をカバーで密閉し、外部で生成した低酸素ガスをカバー内に供給することで、放電領域におけるオゾン等の放電生成物を軽減する技術が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−３０５５２２号公報（第２−４頁、第１−３図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した従来の画像形成装置は、装置が大型かつ高価になるという問題がある。即ち、特許文献１の画像形成装置は、帯電ローラの外周を密閉したカバーの外部に、低酸素ガスを生成するための大規模な低酸素ガス生成装置等を設置する必要がある。そのために、画像形成装置は、必然的に大型かつ高価になってしまう。
【０００７】
また、特許文献１の画像形成装置は、所定の流量の低酸素ガスをカバー内に向けて噴出しているために、カバー内の気密性が確保されない場合に、カバー内から低酸素ガスが漏れて、画像形成装置内にトナーを飛散させる大きな気流が発生する可能性がある。
【０００８】
そこで、大きな気流を発生させないように流量を抑えるとカバー内の気密を上げなければ所定の低酸素濃度が得られないため密閉用のシール構成が複雑となり組み立て性が阻害される。
【０００９】
また、低酸素ガスを供給する場合、ガス供給装置内の結露を防止するため不純物として水分が極力取り除かれた上で供給される。これにより、低酸素ガスは極低湿状態である。よって、帯電装置が低湿環境下で使用された場合には、異常放電が発生しやすくなり、その異常放電によって感光体の帯電異常が発生し、形成される画像の画像品質が低下する。
【００１０】
本発明の目的は、比較的簡易かつ低廉な構成で、大きな気流を生じさせることがなく、低湿雰囲気による帯電装置の異常放電がなく、水素発生による爆発の危険がなく帯電工程時におけるオゾンや窒化酸化物の生成を低減させることができる帯電装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１記載の発明の帯電装置は、対向する像担持体を帯電する帯電部と、前記像担持体と前記帯電部との対向部近傍にある空気の成分比率を変動させる気体分離部と、前記像担持体と前記帯電部との対向部近傍にある空気の水分を電気分解する気体電解部と、を備える。
【００１２】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の帯電装置において、前記帯電部を包囲するとともに複数の通気部を有するケースを備え、前記気体分離部は、或る前記通気部に設置された窒素富化膜と前記ケース内外の圧力差を形成する圧力調整部とを備えて前記ケース内に窒素富化空気を供給する窒素富化部を有し、前記気体電解部は、別の前記通気部に設けられた固体高分子電解膜と、この固体高分子電解膜における前記ケース内側を向いた面に設けられて電源部の陰極に接続された多孔性陰極と、前記固体高分子電解膜における前記ケース外側を向いた面に設けられて電源部の陽極に接続された多孔性陽極とを有する。
【００１３】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の帯電装置において、前記帯電部を包囲するとともに複数の通気部を有するケースを備え、前記気体分離部は、或る前記通気部に設置された酸素富化膜と前記ケース内外の圧力差を形成する圧力調整部とを備えて前記ケース外に酸素富化空気を排出する酸素富化部を有し、前記気体電解部は、別の前記通気部に設けられた固体高分子電解膜と、この固体高分子電解膜における前記ケース内側を向いた面に設けられて電源部の陰極に接続された多孔性陰極と、前記固体高分子電解膜における前記ケース外側を向いた面に設けられて電源部の陽極に接続された多孔性陽極とを有する。
【００１４】
請求項４記載の発明は、請求項１記載の帯電装置において、前記帯電部を包囲するとともに複数の通気部を有するケースを備え、前記気体分離部は、或る前記通気部に設置された窒素富化膜と前記ケース内外の圧力差を形成する第１の圧力調整部とを備えて前記ケース内に窒素富化空気を供給する窒素富化部と、他の或る前記通気部に設置された酸素富化膜と前記ケース内外の圧力差を形成する第２の圧力調整部とを備えて前記ケース外に酸素富化空気を排出する酸素富化部とを有し、前記気体電解部は、別の前記通気部に設けられた固体高分子電解膜と、この固体高分子電解膜における前記ケース内側を向いた面に設けられて電源部の陰極に接続された多孔性陰極と、前記固体高分子電解膜における前記ケース外側を向いた面に設けられて電源部の陽極に接続された多孔性陽極とを有する。
【００１５】
請求項５記載の発明は、請求項１ないし４の何れか一記載の帯電装置において、前記ケース内に湿度調整剤を有する。
【００１６】
請求項６記載の発明は、請求項５記載の帯電装置において、前記湿度調整剤として、前記ケースの内側に吸水性樹脂分散体が設けられている。
【００１７】
請求項７記載の発明は、請求項１ないし６の何れか一記載の帯電装置において、前記通気部は、開口部よりなる。
【００１８】
請求項８記載の発明は、請求項１ないし７の何れか一記載の帯電装置において、前記帯電部は、接触式帯電部である。
【００１９】
請求項９記載の発明は、請求項２又は４記載の帯電装置において、前記窒素富化部の圧力調整部は、加圧室を有する。
【００２０】
請求項１０記載の発明は、請求項３又は４記載の帯電装置において、前記酸素富化部の圧力調整部は、減圧室を有する。
【００２１】
請求項１１記載の発明のプロセスカートリッジは、像担持体と、対向する前記像担持体を帯電する帯電部を有する帯電装置と、前記像担持体上に形成された静電潜像を現像する現像装置と前記像担持体上の未転写トナーを回収するクリーニング装置とのうちの少なくとも一方のプロセス装置とが一体にカートリッジ化されて画像形成装置本体に着脱自在な集合体よりなるプロセスカートリッジであって、前記像担持体と前記帯電部との対向部近傍にある空気の成分比率を変動させる気体分離部と、前記像担持体と前記帯電部との対向部近傍にある空気の水分を電気分解する気体電解部と、を備える。
【００２２】
請求項１２記載の発明は、請求項１１記載のプロセスカートリッジにおいて、前記像担持体、前記帯電装置並びに他のプロセス装置を包囲するとともに複数の通気部を有するカートリッジケースを備え、前記気体分離部は、或る前記通気部に設置された窒素富化膜と前記カートリッジケース内外の圧力差を形成する圧力調整部とを備えて前記カートリッジケース内に窒素富化空気を供給する窒素富化部を有し、前記気体電解部は、別の前記通気部に設けられた固体高分子電解膜と、この固体高分子電解膜における前記カートリッジケース内側を向いた面に設けられて電源部の陰極に接続された多孔性陰極と、前記固体高分子電解膜における前記カートリッジケース外側を向いた面に設けられて電源部の陽極に接続された多孔性陽極とを有する。
【００２３】
請求項１３記載の発明は、請求項１１記載のプロセスカートリッジにおいて、前記像担持体、前記帯電装置並びに他のプロセス装置を包囲するとともに複数の通気部を有するカートリッジケースを備え、前記気体分離部は、或る前記通気部に設置された酸素富化膜と前記カートリッジケース内外の圧力差を形成する圧力調整部とを備えて前記カートリッジケース外に酸素富化空気を排出する酸素富化部を有し、前記気体電解部は、別の前記通気部に設けられた固体高分子電解膜と、この固体高分子電解膜における前記カートリッジケース内側を向いた面に設けられて電源部の陰極に接続された多孔性陰極と、前記固体高分子電解膜における前記カートリッジケース外側を向いた面に設けられて電源部の陽極に接続された多孔性陽極とを有する。
【００２４】
請求項１４記載の発明は、請求項１１記載のプロセスカートリッジにおいて、前記像担持体、前記帯電装置並びに他のプロセス装置を包囲するとともに複数の通気部を有するカートリッジケースを備え、前記気体分離部は、或る前記通気部に設置された窒素富化膜と前記カートリッジケース内外の圧力差を形成する第１の圧力調整部とを備えて前記ケース内に窒素富化空気を供給する窒素富化部と、他の或る前記通気部に設置された酸素富化膜と前記カートリッジケース内外の圧力差を形成する第２の圧力調整部とを備えて前記カートリッジケース外に酸素富化空気を排出する酸素富化部とを有し、前記気体電解部は、別の前記通気部に設けられた固体高分子電解膜と、この固体高分子電解膜における前記カートリッジケース内側を向いた面に設けられて電源部の陰極に接続された多孔性陰極と、前記固体高分子電解膜における前記カートリッジケース外側を向いた面に設けられて電源部の陽極に接続された多孔性陽極とを有する。
【００２５】
請求項１５記載の発明は、請求項１１ないし１４の何れか一記載のプロセスカートリッジにおいて、帯電装置前記ケース内に湿度調整剤を有する。
【００２６】
請求項１６記載の発明は、請求項１５記載のプロセスカートリッジにおいて、帯電装置前記湿度調整剤として、前記ケースの内側に吸水性樹脂分散体が設けられている。
【００２７】
請求項１７記載の発明は、請求項１１ないし１６の何れか一記載のプロセスカートリッジにおいて、前記通気部は、開口部よりなる。
【００２８】
請求項１８記載の発明は、請求項１１ないし１７の何れか一記載のプロセスカートリッジにおいて、前記帯電部は、接触式帯電部である。
【００２９】
請求項１９記載の発明は、請求項１２又は１４記載のプロセスカートリッジにおいて、前記窒素富化部の圧力調整部は、加圧室を有する。
【００３０】
請求項２０記載の発明は、請求項１３又は１４記載のプロセスカートリッジにおいて、前記酸素富化部の圧力調整部は、減圧室を有する。
【００３１】
請求項２１記載の発明のプロセスカートリッジは、像担持体と、対向する前記像担持体を帯電する帯電部を有する帯電装置と、前記像担持体上に形成された静電潜像を現像する現像装置と前記像担持体上の未転写トナーを回収するクリーニング装置とのうちの少なくとも一方のプロセス装置とが一体にカートリッジ化されて画像形成装置本体に着脱自在な集合体よりなるプロセスカートリッジであって、前記帯電装置として請求項１ないし１０の何れか一記載の帯電装置を備える。
【００３２】
請求項２２記載の発明の画像形成装置は、少なくとも、像担持体と、対向する前記像担持体を帯電する帯電部を有する帯電装置と、前記像担持体上に形成された静電潜像を現像する現像装置、その他のプロセス装置を備える画像形成装置であって、前記像担持体と前記帯電部との対向部近傍にある空気の成分比率を変動させる気体分離部と、前記像担持体と前記帯電部との対向部近傍にある空気の水分を電気分解する気体電解部と、を備える。
【００３３】
請求項２３記載の発明は、請求項２１記載の画像形成装置において、前記像担持体、前記帯電装置並びに他のプロセス装置を包囲するとともに複数の通気部を有する本体ケースを備え、前記気体分離部は、或る前記通気部に設置された窒素富化膜と前記本体ケース内外の圧力差を形成する圧力調整部とを備えて前記本体ケース内に窒素富化空気を供給する窒素富化部を有し、前記気体電解部は、別の前記通気部に設けられた固体高分子電解膜と、この固体高分子電解膜における前記本体ケース内側を向いた面に設けられて電源部の陰極に接続された多孔性陰極と、前記固体高分子電解膜における前記本体ケース外側を向いた面に設けられて電源部の陽極に接続された多孔性陽極とを有する。
【００３４】
請求項２４記載の発明は、請求項２１記載の画像形成装置において、前記像担持体、前記帯電装置並びに他のプロセス装置を包囲するとともに複数の通気部を有する本体ケースを備え、前記気体分離部は、或る前記通気部に設置された酸素富化膜と前記本体ケース内外の圧力差を形成する圧力調整部とを備えて前記本体ケース外に酸素富化空気を排出する酸素富化部を有し、前記気体電解部は、別の前記通気部に設けられた固体高分子電解膜と、この固体高分子電解膜における前記本体ケース内側を向いた面に設けられて電源部の陰極に接続された多孔性陰極と、前記固体高分子電解膜における前記本体ケース外側を向いた面に設けられて電源部の陽極に接続された多孔性陽極とを有する。
【００３５】
請求項２５記載の発明は、請求項２１記載の画像形成装置において、前記像担持体、前記帯電装置並びに他のプロセス装置を包囲するとともに複数の通気部を有する本体ケースを備え、前記気体分離部は、或る前記通気部に設置された窒素富化膜と前記本体ケース内外の圧力差を形成する第１の圧力調整部とを備えて前記本体ケース内に窒素富化空気を供給する窒素富化部と、他の或る前記通気部に設置された酸素富化膜と前記本体ケース内外の圧力差を形成する第２の圧力調整部とを備えて前記本体ケース外に酸素富化空気を排出する酸素富化部とを有し、前記気体電解部は、別の前記通気部に設けられた固体高分子電解膜と、この固体高分子電解膜における前記本体ケース内側を向いた面に設けられて電源部の陰極に接続された多孔性陰極と、前記固体高分子電解膜における前記本体ケース外側を向いた面に設けられて電源部の陽極に接続された多孔性陽極とを有する。
【００３６】
請求項２６記載の発明は、請求項２１ないし２５の何れか一記載の画像形成装置において、前記ケース内に湿度調整剤を有する。
【００３７】
請求項２７記載の発明は、請求項２６記載の画像形成装置において、前記湿度調整剤として、前記ケースの内側に吸水性樹脂分散体が設けられている。
【００３８】
請求項２８記載の発明は、請求項２２ないし２７の何れか一記載の画像形成装置において、前記通気部は、開口部よりなる。
【００３９】
請求項２９記載の発明は、請求項２２ないし２８の何れか一記載の画像形成装置において、前記帯電部は、接触式帯電部である。
【００４０】
請求項３０記載の発明は、請求項２３又は２５記載の画像形成装置において、前記窒素富化部の圧力調整部は、加圧室を有する。
【００４１】
請求項３１記載の発明は、請求項２４又は２５記載の画像形成装置において、前記酸素富化部の圧力調整部は、減圧室を有する。
【００４２】
請求項３２記載の発明の画像形成装置は、少なくとも、像担持体と、対向する前記像担持体を帯電する帯電部を有する帯電装置と、前記像担持体上に形成された静電潜像を現像する現像装置、その他のプロセス装置を備える画像形成装置であって、前記帯電装置として請求項１ないし１０の何れか一記載の帯電装置を備える。
【００４３】
請求項３３記載の発明の画像形成装置は、像担持体と、対向する前記像担持体を帯電する帯電部を有する帯電装置と、前記像担持体上に形成された静電潜像を現像する現像装置と前記像担持体上の未転写トナーを回収するクリーニング装置とのうちの少なくとも一方のプロセス装置とが一体にカートリッジ化されて画像形成装置本体に着脱自在な集合体よりなるプロセスカートリッジを備える画像形成装置であって、少なくとも前記プロセスカートリッジとして請求項１１ないし２１の何れか一記載のプロセスカートリッジを備える。
【発明の効果】
【００４４】
本発明によれば、像担持体と帯電部との対向部近傍にある空気の成分比率を変動させる気体分離部と、像担持体と帯電部との対向部近傍にある空気の水分を電気分解する気体電解部とを備えるので、比較的簡易かつ低廉な構成で、大きな気流を生じさせることがなく、かつ、低湿化させることなく、帯電工程時における放電生成物の発生を低減させることができる、静穏かつ高画像品質の帯電装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４５】
本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
【００４６】
［第一の実施の形態］
本発明の第一の実施の形態を図１及び図２に基づいて説明する。本実施の形態は、プロセスカートリッジを用いた画像形成装置への適用例を示し、図１はプロセスカートリッジ及び転写装置付近の構成例を示す概略正面図である。
【００４７】
図１において、１５は画像形成装置本体１に対して着脱自在に構成されたプロセスカートリッジである。このプロセスカートリッジ１５は、像担持体としてのドラム状の感光体２０を中心とし、この感光体２０に対向して表面を帯電する帯電部としての帯電ローラ２２を有する帯電装置２１、感光体２０表面の電位を検出する電位センサ２３、感光体２０表面に形成された静電潜像をトナーにより現像する現像装置２４、感光体２０上の未転写トナーを回収するクリーニング装置２５、感光体２０の表面電位をリセットする除電装置２６等のプロセス装置を、これらを包囲するカートリッジケース２８により一体にカートリッジ化することにより構成されている。なお、プロセスカートリッジとしては、感光体（像担持体）２０と、帯電装置２１と、現像装置２４とクリーニング装置２５とのうちの少なくとも一方のプロセス装置とが一体にカートリッジ化されて画像形成装置本体１に対して着脱自在な集合体よりなるものであればよく、必ずしもこれらの全てを含んでいる必要はない。
【００４８】
ここに、カートリッジケース２８は、感光体２０、帯電装置２１、電位センサ２３、現像装置２４、クリーニング装置２５、除電装置２６等を包囲するとともに、各々の装置部分毎に感光体２０側に向けて仕切りが形成されており、かつ、各装置の構成部材を支持するように構成されている。また、感光体２０の一部（図示例では、下端部）はカートリッジケース２８から露呈しており、この露呈した感光体２０が転写装置４８に対向するようにプロセスカートリッジ１５が配設される。なお、カートリッジケース２８内は、ほぼ密閉された状態に構成されている。
【００４９】
このような基本的な構成において、カートリッジケース２８の帯電装置２１対応部分に形成された開口部（通気部）２８ａには窒素富化膜３０が設置され、帯電装置２１前後の電位センサ２３対応部分及び除電装置２６対応部分に形成された開口部（通気部）２８ｂ，２８ｃには酸素富化膜３１が設置されている。また、開口部２８ａの外側には窒素富化膜３０に隣接させて加圧室（圧力調整部）３５が設けられ、開口部２８ｂ，２８ｃの外側には酸素富化膜３１に隣接させて減圧室（圧力調整部）３６が設けられている。そして、加圧室３５に対してはポンプ３８が連結され、吸気口４２を介してポンプ３８により加圧室３５内に空気を供給可能とされている。同様に、減圧室３６に対してはポンプ３９が連結され、排気口４３を介してポンプ３９により減圧室３６内の空気を排気可能とされている。４０は管内を流れる気体の出入を制御する弁である。
【００５０】
さらに、カートリッジケース２８の帯電装置２１対応の仕切り部分及び除電装置２６対応部分に形成された開口部（通気部）２８ｄ，２８ｅには固体高分子電解膜６０が設置されている。この固体高分子電解膜６０におけるカートリッジケース２８内側を向いた面には電源部６５の陰極に接続された多孔性陰極６１が設けられ、固体高分子電解膜６０におけるカートリッジケース２８外側を向いた面には電源部６５の陽極に接続された多孔性陽極６２が設けられている。さらに、カートリッジケース２８の内面側には湿度調整剤として吸水性樹脂分散体７０が設けられている。
【００５１】
このような構成において、画像形成装置としての通常の画像形成プロセスに係わる動作について説明する。
【００５２】
まず、時計方向に回転駆動される感光体２０は、帯電ローラ２２との対向部でその表面が帯電される。そして、帯電ローラ２２により帯電された感光体２０表面は、さらに回転してレーザ光Ｌの照射部に達する。ここで原稿等の画像情報に対応した静電潜像が形成される。なお、レーザ光Ｌは、光学部（図示せず）から照射されて、カートリッジケース２８の開口２８ｆを通過して、感光体２０表面に達する。
【００５３】
その後、潜像が形成された感光体２０表面は、電位センサ２３との対向部を通過して、現像装置２４との対向部に達する。感光体２０と対向する現像ローラ２４ａには、所定の現像バイアス電圧が印加されている。現像ローラ２４ａ上に担持されたトナーが、現像ローラ２４ａと感光体２０表面の潜像との電位差により、潜像に移動して付着する。
【００５４】
その後、現像装置２４により現像された感光体２０表面は、転写装置４８との対向部に達する。ここでレジストローラ４５によって所定タイミングで搬送される被転写材Ｋ上に、感光体２０上のトナー像が転写される。このとき、感光体２０上には、被転写材Ｋに転写されない未転写トナーが僅かながら残存する。
【００５５】
その後、転写装置４８を通過した感光体２０表面は、クリーニング装置２５との対向部に達する。クリーニング装置２５では、感光体２０に当接するブラシローラ２５ａ及びクリーニングブレード２５ｂによって未転写トナーが回収される。
【００５６】
その後、クリーニング装置２５を通過した感光体２０表面は、除電装置２６に達する。そして、ここで感光体２０表面の電位は除電されて、一連の作像プロセスを終了する。
【００５７】
一方、被転写材Ｋは、次のように動作する。まず、被転写材Ｋは、給紙部（図示せず）から搬送経路に向けて給送される。そして、レジストローラ４５に達した被転写材Ｋは、感光体２０上に作成されたトナー像とタイミングを合わせて転写装置４８に搬送されて、トナー像が転写される。
【００５８】
そして、転写工程後の被転写材Ｋは定着部（図示せず）に達し、ここでトナー像が定着される。最後に、定着工程後の被転写材Ｋは、排紙部（図示せず）を通過して画像形成装置外に向けて排出される。こうして、一連の画像形成プロセスが完了する。
【００５９】
次に、本実施の形態の特徴的な部分について説明する。まず、気体分離部の構成・動作について詳述する。本実施の形態の気体分離部１００は、概ね密閉状態にあるカートリッジケース２８内に窒素富化空気（通常の空気に比べて、窒素の成分比率が高く酸素の成分比率が低い気体である。）を供給する１つの窒素富化部１０１と、カートリッジケース２８外に酸素富化空気（通常の空気に比べて、酸素の成分比率が高く窒素の成分比率が低い気体である。）を排出する２つの酸素富化部１０２とからなる。
【００６０】
ここに、窒素富化部１０１は、窒素富化膜３０と圧力調整部としての加圧室３５とポンプ３８と弁４０と吸気口４２とにより構成されている。一方、酸素富化部１０２は、酸素富化膜３１と圧力調整部としての減圧室３６とポンプ３９と弁４０と排気口４３とにより構成されている。
【００６１】
ここで、カートリッジケース２８の開口部２８ａ，２８ｂ，２８ｃを覆うように設置される窒素富化膜３０及び酸素富化膜３１は、次のような化学的特性を有する部材である。
【００６２】
まず、窒素富化膜３０は、図２（ａ）に示すように、第１面３０ａ側と第２面３０ｂ側とに圧力差を設けることで、高圧の第１面３０ａ側から低圧の第２面３０ｂ側に向けて窒素富化空気を供給する部材である。これに対して、酸素富化膜３１は、図２（ｂ）に示すように、第１面３１ａ側と第２面３１ｂ側とに圧力差を設けることで、高圧の第１面３１ａ側から低圧の第２面３１ｂ側に向けて酸素富化空気を供給する部材である。
【００６３】
このように、窒素富化膜３０や酸素富化膜３１等の気体分離膜は、所定の分子構造を有する富化膜に対する酸素及び窒素の溶解及び拡散のスピード差を利用して気体の成分比率を変動する。なお、富化空気は、比較的静穏に第２面３０ｂ、３１ｂ側から排出される。
【００６４】
図１を参照して説明すると、窒素富化膜３０は、第２面３０ｂ側がケース２８内側となり、第１面３０ａ側が加圧室３５側となるように設置される。そして、加圧室３５に連結された加圧ポンプ３８によって、空気が吸気口４２から加圧室３５内に給送されて、密閉された加圧室３５内の圧力が高まる。
【００６５】
これにより、窒素富化膜３０を介してカートリッジケース２８内外に圧力差が形成されて、加圧室３５からカートリッジケース２８内に向けて窒素富化空気が供給される。このように、カートリッジケース２８内に窒素富化空気が供給されて、感光体２０と帯電ローラ２２との対向部近傍における空気の酸素成分比率が低減すると、放電領域（対向部近傍）における帯電工程時のオゾンや窒素酸化物の生成反応が鈍化する。従って、感光体２０上に形成される画像において、放電生成物による滲みやボケが生じることのない、高品質の画像を提供することができる。
【００６６】
一方、酸素富化膜３１は、第１面３１ａ側がカートリッジケース２８内側となり、第２面３１ｂ側が減圧室３６側となるように設置される。そして、減圧室３６に連結された減圧ポンプ３９によって、減圧室３６内の気体が排気口４３に向けて給送されて、密閉された減圧室３６内の圧力が低下する。
【００６７】
これにより、酸素富化膜３１を介してカートリッジケース２８内外に圧力差が形成されて、カートリッジケース２８内から減圧室３６に向けて酸素富化空気が排出される。このように、ケース２８外に酸素富化空気が排出されて、感光体２０と帯電ローラ２２との対向部近傍における空気の酸素成分比率が低減すると、放電領域における帯電工程時のオゾンや窒素酸化物の生成反応が鈍化する。従って、放電生成物による滲み画像やボケ画像が生じることのない、高品質の画像を提供することができる。
【００６８】
なお、カートリッジケース２８内の内圧がカートリッジケース２８外の外圧（加圧室３５及び減圧室３６以外の場所における圧力であり、大気圧にほぼ等しい。）とほぼ同等になるように、窒素富化部１０１の圧力調整部３５、３８、４０、４２と、２つの酸素富化部１０２の圧力調整部３６、３９、４０、４３とによる、圧力バランスが調整されている。
【００６９】
また、排気口４３から排出された酸素富化空気はそのまま画像形成装置本体１外に排出されるために、画像形成装置の周囲は酸素濃度が高くリラクゼーション性の高い環境になる。
【００７０】
次に、気体電解部の構成・動作について詳述する。本実施の形態の気体電解部１０３は、片面をカートリッジケース２８の内側に向けるとともに他の片面をカートリッジケース２８の外側に向けてカートリッジケース２８の開口部２８ｄ，２８ｅに設けられた固体高分子電解膜６０と、この固体高分子電解膜６０におけるカートリッジケース２８の内側を向いた面に設けられて電源部６５の陰極に接続された多孔性陰極６１と、固体高分子電解膜６０におけるカートリッジケース２８の外側を向いた面に設けられて電源部６５の陰極に接続された多孔性陽極６２とにより構成されている。固体高分子電解膜６０を挟んで配置された多孔性陰極６１と多孔性陽極６２との間に直流電流を印加することにより、多孔性陽極６２に対向する領域では水分子（Ｈ２Ｏ）が水素イオン（Ｈ＋）と酸素（Ｏ２）と電子（ｅ−）とに分解される。分解された水素イオンは固体高分子電解膜６０を通過して多孔性陰極６１側へ移動し、多孔性陰極６１に対向する領域において酸素と結合して水になる。水になることで、水分を除去された低酸素ガスがカートリッジケース２８内部に供給されても加湿ができる。
【００７１】
また、カートリッジケース２８の内側では、酸素が水素イオンと結合することにより酸素の量が少なくなる。このため、低酸素ガスにより低酸素化されたカートリッジケース２８内部をさらに低酸素化にできる。よって、帯電のための放電に伴う窒素酸化物やオゾンの発生が抑制され、窒素酸化物やオゾンの影響による画像品質の低下も抑制される。
【００７２】
また、吸水性樹脂分散体７０の構成・動作について詳述する。吸水性樹脂分散体７０は、カートリッジケース２８の内壁面に設置されている。吸水性樹脂分散体７０は、吸水性樹脂の微粒子を均一に分散させて形成された部材であり、周囲の湿度が設定値以上のときは吸湿し、周囲の湿度が設定値以下のときは吸湿した水分を放湿し、周囲の湿度を設定値に維持するように機能する。
【００７３】
固体高分子電解膜６０で加湿時にカートリッジケース２８内部の湿度が１００％ＲＨになり飽和状態になることで固体高分子電解膜６０で電気分解された水素イオンが酸素と結合して水にならなくなり水素が発生して発火して爆発する危険がある。しかし、吸水性樹脂分散体７０が水分を吸湿することで湿度が１００％ＲＨになることを防ぐので水素が発生する危険がなくなる。また、吸水性樹脂分散体７０が水分を吸湿することで固体高分子電解膜６０により水素と酸素の結合量が多くなり酸素濃度を低下させやすくなる。また、低湿時には吸湿された水分が放湿される。このため、気体分離膜による窒素ガス流入でカートリッジケース２８内側が低湿状態となった場合でも、吸水性樹脂分散体７０から放湿される水分によってケース２８の内側である帯電ローラ２２の周囲は直ちに低湿状態とはならない。このため、このような吸水性樹脂分散体７０を設けない場合と比較して多孔性陰極６１と多孔性陽極６２との間に直流電圧を印加する時間が短縮され、消費電力の低減を図ることができる。
【００７４】
以上説明したように、本実施の形態によれば、大規模な低酸素ガス生成装置等を用いることなく、比較的簡易かつ低廉な構成で、帯電工程時における放電生成物の発生量を少なくすることができる。さらに、本実施の形態によれば、加圧室３５及び減圧室３６を除くカートリッジケース２８内外の圧力バランスが均一に保たれるとともに、気体分離部１００から富化空気が静穏に排出されるために、カートリッジケース２８内外に大きな気流変化が生じるのを抑止することができる。
【００７５】
［第二の実施の形態］
本発明の第二の実施の形態を図３に基づいて説明する。第一の実施の形態で示した部分と同一又は相当する部分は同一符号を用いて示し、説明も省略する（以下の実施の形態でも同様とする）。前述の実施の形態ではプロセスカートリッジ１５への適用例として説明したが、本実施の形態は帯電装置１６への適用例を示す。従って、帯電ローラ２２のみを包囲するケース１７に気体分離部１００と気体電解部１０３と湿度調整剤としての吸水性樹脂分散体７０を設置している点が、第一の実施の形態とは相違する。
【００７６】
図３において、１７は帯電部としての帯電ローラ２２を包囲するケース、１８はケース１７内の気密性を高めるために感光体２０に当接するようにケース１７に貼着されたシール部材を示す。
【００７７】
図３に示すように、帯電装置１６のケース１７は、帯電ローラ２２を包囲するとともに、それを支持するように構成されている。また、ケース１７に貼着されたシール部材１８によってケース１７内は、ほぼ密閉された状態になっている。なお、シール部材１８は、矢印方向に回転する感光体２０表面にダメージを与えないように、最適な材料及び当接圧が選定されている。
【００７８】
また、帯電装置１６には、気体分離部１００として、ケース１７内に窒素富化空気を供給する窒素富化部１０１と、ケース１７外に酸素富化空気を排出する酸素富化部１０２とが設置され、ケース１７内を加湿する気体電解部１０３も設置され、湿度調整部として機能する吸水性樹脂分散体７０がケース１７内壁面に設置されている。
【００７９】
なお、これらの窒素富化部１０１と酸素富化部１０２と気体電解部１０３と吸水性樹脂分散体７０との構成・動作は、第一の実施の形態のものと同様である。
【００８０】
詳しくは、窒素富化膜３０は、第２面３０ｂ側がケース１７内側となり、第１面３０ａ側が加圧室３５側となるようにケース１７の開口部（通気部）１７ａに設置される。そして、窒素富化膜３０を介してケース１７内外に圧力差が形成されて、加圧室３５からケース１７内に向けて窒素富化空気が供給される。
【００８１】
一方、酸素富化膜３１は、第１面３１ａ側がケース１７内側となり、第２面３１ｂ側が減圧室３６側となるようにケース１７の開口部（通気部）１７ｂに設置される。そして、酸素富化膜３１を介してケース１７内外に圧力差が形成されて、ケース１７内から減圧室３６に向けて酸素富化空気が排出される。
【００８２】
なお、加圧室３５及び減圧室３６を除くケース１７内外の圧力がほぼ同等になるように、窒素富化部１０１の圧力調整部３５、３８、４０、４２と、酸素富化部１０２の圧力調整部３６、３９、４０、４３とが調整されている。
【００８３】
一方、固体高分子電解膜６０は、片面をケース１７の内側に向けるとともに他の片面をケース１７の外側に向けてケース１７の開口部（通気部）１７ｃに設けられた固体高分子電解膜６０と、固体高分子電解膜６０におけるケース１７の内側を向いた面に設けられて電源部６５の陰極に接続された多孔性陰極６１と、固体高分子電解膜６０におけるケース１７の外側を向いた面に設けられて電源部６５の陰極に接続された多孔性陽極６２とにより構成されている。固体高分子電解膜６０を挟んで配置された多孔性陰極６１と多孔性陽極６２との間に直流電流を印加することにより、多孔性陽極６２に対向する領域では水分子（Ｈ２Ｏ）が水素イオン（Ｈ＋）と酸素（Ｏ２）と電子（ｅ−）とに分解される。分解された水素イオンは固体高分子電解膜６０を通過して多孔性陰極６１側へ移動し、多孔性陰極６１に対向する領域において酸素と結合して水になる。水になることで、水分を除去された低酸素ガスがケース１７内部に供給されても加湿ができる。
【００８４】
また、ケース１７の内側では、酸素が水素イオンと結合することにより酸素の量が少なくなる。このため、低酸素ガスにより低酸素化されたケース１７内部をさらに低酸素化にできる。よって、帯電ローラ２２の放電に伴う窒素酸化物やオゾンの発生が抑制され、窒素酸化物やオゾンの影響による画像品質の低下も抑制される。
【００８５】
また、吸水性樹脂分散体７０は、ケース１７の内壁面に設置されている。吸水性樹脂分散体７０は、吸水性樹脂の微粒子を均一に分散させて形成された部材であり、周囲の湿度が設定値以上のときは吸湿し、周囲の湿度が設定値以下のときは吸湿した水分を放湿し、周囲の湿度を設定値に維持するように機能する。
【００８６】
以上説明したように、本実施の形態においても、第一の実施の形態と同様に、大規模な低酸素ガス生成装置等を用いることなく、比較的簡易かつ低廉な構成で、帯電工程時における放電生成物の発生量を少なくすることができる。さらに、加圧室３５及び減圧室３６を除くケース１７内外の圧力バランスが均一に保たれるとともに、気体分離部１００から富化空気が静穏に排出されるために、ケース１７内外に大きな気流変化が生じるのを抑止することができる。一方、固体高分子電解膜６０により発生する水素イオンによりケース１７内の酸素と結合してケース１７内をさらに低酸素にするとともに、低酸素ガスにより低湿になったケース１７内を加湿して帯電ローラの異常放電を防げる。さらに、吸水性樹脂分散体７０によりケース１７内を調湿して湿度を100％ＲＨになるのを防ぐことにより固体高分子電解膜６０で発生した水素イオンを酸素と結合しやすくして水素を発生させないので水素の爆発の危険を防げる。
【００８７】
なお、本実施の形態の帯電装置１６は、画像形成装置中においてプロセス部材の一つとして存在する形態であっても、図１に示した場合と同様に、プロセスカートリッジ中に組み込まれて存在する形態であってもよい。
【００８８】
［第三の実施の形態］
本発明の第三の実施の形態を図４に基づいて説明する。本実施の形態は、帯電装置２１を備える画像形成装置自体への適用例を示す。従って、感光体２０はもちろん、他のプロセス部材全てを包囲する本体ケース５０に気体分離部１００と気体電解部１０３と湿度調整剤としての吸水性樹脂分散体７０を設置している点が、第一、第二の実施の形態とは相違する。
【００８９】
図４において、５１は原稿を載置するとともに原稿の画像情報を読み取る原稿読取部、５２は原稿読取部５１の画像情報に基づき感光体２０上にレーザ光Ｌを照射する光学部、５４は被転写材Ｋを収納する給紙装置、５５は給紙部５４から被転写材Ｋを給送する給紙ローラ、５７は転写工程後の被転写材Ｋ上のトナー像を被転写材Ｋに定着する定着装置、５８は定着工程後の被転写材Ｋを装置外に排出する排紙装置を示す。
【００９０】
図４に示すように、本体ケース５０は、帯電ローラ２２を含む画像形成装置全体を包囲するように構成されている。そして、本体ケース５０内は、ほぼ密閉された状態になっている。
【００９１】
また、本体ケース５０には、気体分離部１００として、本体ケース５０内に窒素富化空気を供給する窒素富化部１０１と、本体ケース５０外に酸素富化空気を排出する酸素富化部１０２と、本体ケース５０内を加湿する気体電解部１０３とが設置され、さらに、吸水性樹脂分散体７０が本体ケース５０の内壁面に設置されている。
【００９２】
なお、窒素富化部１０１と酸素富化部１０２と気体電解部１０３と吸水性樹脂分散体７０との構成・動作は、前述の実施の形態のものと同様である。
【００９３】
詳しくは、窒素富化膜３０は、第２面３０ｂ側が本体ケース５０内側となり、第１面３０ａ側が加圧室３５側となるように開口部（通気部）５０ａに設置される。そして、窒素富化膜３０を介して本体ケース５０内外に圧力差が形成されて、加圧室３５から本体ケース５０内に向けて窒素富化空気が供給される。
【００９４】
一方、酸素富化膜３１は、第１面３１ａ側が本体ケース５０内側となり、第２面３１ｂ側が減圧室３６側となるように開口部（通気部）５０ｂに設置される。そして、酸素富化膜３１を介して本体ケース５０内外に圧力差が形成されて、本体ケース５０内から減圧室３６に向けて酸素富化空気が排出される。
【００９５】
なお、加圧室３５及び減圧室３６を除く本体ケース５０内外の圧力がほぼ同等になるように、窒素富化部１０１の圧力調整部３５、３８、４０、４２と、酸素富化部１０２の圧力調整部３６、３９、４０、４３とが調整されている。
【００９６】
一方、固体高分子電解膜６０は、片面を本体ケース５０の内側に向けるとともに他の片面を本体ケース５０の外側に向けて本体ケース５０の開口部（通気部）５０ｃに設けられた固体高分子電解膜６０と、固体高分子電解膜６０における本体ケース５０の内側を向いた面に設けられて電源部６５の陰極に接続された多孔性陰極６１と、固体高分子電解膜６０における本体ケース５０の外側を向いた面に設けられて電源部６５の陰極に接続された多孔性陽極６２とにより構成されている。固体高分子電解膜６０を挟んで配置された多孔性陰極６１と多孔性陽極６２との間に直流電流を印加することにより、多孔性陽極６２に対向する領域では水分子（Ｈ２Ｏ）が水素イオン（Ｈ＋）と酸素（Ｏ２）と電子（ｅ−）とに分解される。分解された水素イオンは固体高分子電解膜６０を通過して多孔性陰極６１側へ移動し、多孔性陰極６１に対向する領域において酸素と結合して水になる。水になることで、水分を除去された低酸素ガスが本体ケース５０の内部に供給されても加湿ができる。
【００９７】
また、本体ケース５０の内側では、酸素が水素イオンと結合することにより酸素の量が少なくなる。このため、低酸素ガスにより低酸素化された本体ケース５０内部をさらに低酸素化にできる。よって、帯電ローラ２２の放電に伴う窒素酸化物やオゾンの発生が抑制され、窒素酸化物やオゾンの影響による画像品質の低下も抑制される。
【００９８】
また、吸水性樹脂分散体７０は本体ケース５０の内壁面に設置されている。吸水性樹脂分散体７０は、吸水性樹脂の微粒子を均一に分散させて形成された部材であり、周囲の湿度が設定値以上のときは吸湿し、周囲の湿度が設定値以下のときは吸湿した水分を放湿し、周囲の湿度を設定値に維持するように機能する。
【００９９】
以上説明したように、本実施の形態においても、前述の各実施の形態と同様に、大規模な低酸素ガス生成装置等を用いることなく、比較的簡易かつ低廉な構成で、帯電工程時における放電生成物の発生量を少なくすることができる。さらに、本体ケース５０内外の圧力バランスが均一に保たれるとともに、気体分離部１００から富化空気が静穏に排出されるために、本体ケース５０内に大きな気流変化が生じるのを抑止することができる。一方、固体高分子電解膜６０により発生する水素イオンにより本体ケース５０内の酸素と結合して本体ケース５０内をさらに低酸素にするとともに、低酸素ガスにより低湿になった本体ケース５０内を加湿して帯電ローラの異常放電を防げる。さらに、吸水性樹脂分散体７０により本体ケース５０内を調湿して湿度を100％ＲＨになるのを防ぐことで固体高分子電解膜６０で発生した水素イオンを酸素と結合しやすくして水素を発生させないので水素の爆発の危険を防ぐことができる。
【０１００】
なお、前記各実施の形態では、気体分離部１００として窒素富化部１０１と酸素富化部１０２との双方を用いる構成としたが、本発明の適用はこれに限定されることなく、窒素富化部１０１と酸素富化部１０２とのうちの何れか一方のみを用いる構成としてもよい。また、気体電解部１０３と吸水性樹脂分散体７０の双方を用いる構成としたが、気体電解部１０３と吸水性樹脂分散体７０とのうちの何れか一方のみを用いる構成としてもよい。また、湿度調整剤として吸水性樹脂分散体７０を用いたが、ゼオライト、シリカゲル等の吸湿剤を用いても効果を得ることができる。
【０１０１】
また、前記各実施の形態では、帯電部として接触帯電部なる帯電ローラ２２を用いたが、本発明の適用は、その他の帯電手段、帯電ブラシ等の接触式の他、例えば、ワイヤを用いたコロナ放電方式の帯電手段に対しても可能である。そして、その場合も前記各実施の形態と同様の効果を奏することになる。
【０１０２】
なお、本発明が上記各実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、各実施の形態の中で示唆した以外にも、各実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、上記構成部材の数、位置、形状等は上記各実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】本発明の第一の実施の形態のプロセスカートリッジ及び転写装置付近の構成例を示す概略正面図である。
【図２】窒素富化膜及び酸素富化膜の作用を示す説明図である。
【図３】本発明の第二の実施の形態の帯電装置の構成例を示す概略正面図である。
【図４】本発明の第三の実施の形態の画像形成装置の構成例を示す概略正面図である。
【符号の説明】
【０１０４】
１５      プロセスカートリッジ
１６      帯電装置
１７      ケース
１７ａ〜１７ｃ      開口部、通気部
２０      像担持体
２１      帯電装置
２２      帯電部
２４      現像装置
２５      クリーニング装置
２８      カートリッジケース
２８ａ〜２８ｅ      開口部、通気部
３０      窒素富化膜
３１      酸素富化膜
３５      加圧室、圧力調整部
３６      減圧室、圧力調整部
５０      本体ケース
５０ａ〜５０ｃ      開口部、通気部
６０      固体高分子電解膜
６１      多孔性陰極
６２      多孔性陽極
６５      電源部
７０      吸水性樹脂分散体
１００    気体分離部
１０１    窒素富化部
１０２    酸素富化部
１０３    気体電解部
【図１】
2005172922.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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