(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項２】
請求項１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。
【請求項３】
請求項１又は２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。
【発明の詳細な説明】
【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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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