(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体上の残留電荷をコロナ放電により除去する除電装置を備えた画像形成装置において、前記除電装置の放電箇所近傍に、その放電生成物を分解するための光触媒物質を有するとともに、発光表面に光触媒物質を含み、かつ紫外線を照射する発光体を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記除電装置が放電ワイヤを有するコロナ帯電器であり、その帯電器のケーシング内部の内、少なくとも前記放電ワイヤに対向する面上に前記光触媒物質を有することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記除電装置が放電ワイヤを有するコロナ帯電器であり、その帯電器のケーシング内部及びグリッドの内、少なくとも前記放電ワイヤに対向する面に前記光触媒物質を有することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記除電装置が放電ワイヤを有するコロナ帯電器であり、少なくとも前記放電ワイヤが前記光触媒物質を有することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記光触媒物質がｎ型半導体であることを特徴とする請求項１ないし４の何れか一に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記ｎ型半導体が少なくとも酸化チタンを含むことを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記酸化チタンの結晶構造は、少なくともアナターゼ型構造のものを含むことを特徴とする請求項６記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記発光体が照射する紫外線は、０ｎｍ〜４００ｎｍの波長の光を含むことを特徴とする請求項１ないし７の何れか一に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像形成装置、詳細には、電子写真方式の作像プロセスで感光体等の像担持体表面の残留電荷の除電工程で発生する放電生成物を効率的かつ確実に分解し得る画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式の作像プロセスを利用した複写機、プリンタ及びファクシミリ装置等の画像形成装置においては、コロナ放電を利用したものが多い。感光体を一様に帯電させる帯電装置、感光体上に形成されたトナー画像を画像形成部材に転写する転写装置、及び、感光体残留電荷や残トナー電荷を除電する除電装置等を備えており、これらの各部でコロナ放電を利用する場合が多いが、このコロナ放電により放電生成物が生成される。放電生成物として、例えば、オゾン、ＮＯX が挙げられる。オゾンは、高濃度で画像形成装置内に滞留すると、感光体表面を酸化し、感光体の光感度の低下や帯電能力の劣化を生じさせ、形成画像が悪化する。また、感光体以外の部材の劣化が促進され、部品寿命が低下する等の不具合も挙げられる。
【０００３】
高濃度のオゾンが画像形成装置外に排出されると、オゾン臭気により周囲の人に不快感を与えたり、人によってはアレルギー症状を受ける等、人体への悪影響が懸念される。画像形成装置外に排出されるオゾン濃度は規定されている。具体的には、或る基準によると、例えば、ドイツのブルーエンジェル審査基準（ＲＡＬ−ＵＺ６２）では、機外排出濃度は０．０１ｐｐｍ以下に規制されている。
【０００４】
従来、画像形成装置においては、ファンにより感光体周辺のオゾンを吸引して、オゾンフィルタを通して画像形成装置外に排出することが行われている。
【０００５】
ところが、このような従来のオゾン処理方法にあっては、フィルタがオゾン吸着により徐々に劣化し、長期間の使用によって適切にオゾンを除去することができなくなるという問題があった。また、フィルタによるオゾン除去率を向上させるために、フィルタのメッシュを細かくしたり、フィルタの厚みを厚くして、フィルタの表面積を増大させると、フィルタでの圧力損失が増大して、容量の大きいファンを取り付ける必要があり、画像形成装置のコストが高くなるとともに消費電力が増大したり、騒音が大きくなるという問題があった。
【０００６】
もう一つの主要な放電生成物であるＮＯX の場合には、機外排出規制は現在のところなされていないが、やはり画像形成装置内部の部材に悪影響を与える。放電が発生すると、ＮＯX が形成されることが知られているが、空気中の水分と反応して硝酸が、また、金属と反応して金属硝酸塩が生成される。これらの生成物は低湿環境下では高抵抗であり、放電ワイヤ等に付着することで、放電が不安定となり帯電むらが生じるといった不具合が発生する。また、感光体表面に硝酸又は硝酸塩による薄い膜が形成されると、高湿環境下では画像が流れたような異常画像が発生する。これは硝酸・硝酸塩が吸湿することで低抵抗となり、感光体表面の静電潜像が壊れてしまうためである。
【０００７】
放電ワイヤ表面に付着した付着物は、ワイヤクリーニング部材を設けることで除去可能である。また、感光体表面の付着物は、クリーニング時に感光体を少しずつ削りとることで除去するといった方法が取られている。しかしながら、コスト上昇や経時による劣化問題が起こり、本質的な解決策とはなっていない。
【０００８】
この点、本出願人は、光触媒による放電生成物分解作用を利用して、画像形成装置内でオゾンを分解する方法を種々提案している。例えば、少なくとも結着樹脂と着色剤を含有するトナー中に又は外添剤として金属を担持した半導体粒子を含有させることにより、コロナ放電で発生する放電生成物を低減させる電子写真用現像剤（特開平５−１３４４４５号公報参照）や、像担持体の周辺部に設けたイレーサランプ、転写前除電ランプ又は除電ランプの光を受ける部分の少なくとも一つの部分に、金属を担持した半導体微粒子を塗布する等の提案がなされている。
【０００９】
これらの提案例によれば、何れも画像形成装置内でオゾンを分解されやすくすることで、帯電器、除電器等から外に流出したオゾン濃度を低減させ、オゾンフィルタへの負荷を少なくすることができる。
【００１０】
この他の従来例を列挙すると、以下のようなものがある。例えば、特開平５−３０３２４４号公報によれば、定着部の排熱を利用し、ＮＯX が硝酸塩になるのを防ぐようにしている。特開平６−１６７８５７号公報によれば、定着部の排熱を利用し、放電部材のオゾンの分解を行うことで感光体の劣化を防ぐようにしている。特開平６−３１７９７４号公報によれば、触媒を放電が生じている付近に配置することで、オゾンの発生を抑えるようにしている。特開平７−１３４４７３号公報によれば、触媒、熱を利用することで、オゾンの発生を抑えるようにしている。特開平９−１１４１９１号公報によれば、帯電器の表面で、感光体の帯電用とは別に沿面グロー放電を起こすことで、ＮＯX を分解するようにしている。特開平９−１３８６１９号公報によれば、オゾン吸引用のダクト内でのオゾンを、光を照射することで分解し、分解効率をよくすることでオゾン分解フィルタの長寿命化を図るようにしている。特開平１０−９０９７４号公報によれば、触媒を鋸歯電極に設けることで、オゾンを分解するようにしている。特開平１０−３０１３６４号公報によれば、放電部分にオゾン非発生ガスを流すことで、オゾンの発生を防ぐようにしている。さらに、特公平８−２３７１５号公報によれば、中和物質を放電器の内側に被覆することで、ＮＯX を中和し感光体の劣化を防ぐようにしている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の画像形成装置や放電生成物低減方法にあっては、何れも帯電器、除電器等から外に流出した放電生成物濃度を低減させて、フィルタへの負荷を少なくするようにしているに過ぎないものであり、なお改良の余地がある。
【００１２】
即ち、帯電器、除電器等から外に流出した放電生成物濃度を低減させるようにしているため、帯電器、除電器等から流出した放電生成物は、少なからず画像形成装置内に拡散し、光触媒と反応する確率が低下するので、放電生成物濃度の低減効率が低く、効率的な放電生成物濃度の低減が要望されている。
【００１３】
そこで、本発明は、感光体等の像担持体上の残留電荷を除去するための除電装置の放電により放電生成物であるオゾン及びＮＯX が除電装置から流出する前にその濃度低下を効率よく行える画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、像担持体上の残留電荷をコロナ放電により除去する除電装置を備えた画像形成装置において、前記除電装置の放電箇所近傍にその放電生成物を分解するための光触媒物質を有する。
【００１５】
従って、いわゆる除電チャージャ付近で発生する放電生成物であるオゾン及びＮＯXをその発生個所に非常に近い所に具備させた光触媒物質により効率よく分解し、その濃度を低下させることができる。
また、前記除電装置の放電箇所近傍に、発光表面に光触媒物質を含み、かつ紫外線を照射する発光体を有する。
従って、発光体を備えることで光触媒物質による放電生成物の分解効率を一層向上させることができる。更に、発光体に接触したオゾン等の方殿生成物を分解させることもできる。
【００１６】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の画像形成装置において、前記除電装置が放電ワイヤを有するコロナ帯電器であり、その帯電器のケーシング内部の内、少なくとも前記放電ワイヤに対向する面上に前記光触媒物質を有することを特徴とする。
【００１７】
従って、請求項１記載の発明と同様であるが、特に、除電器のコロナ放電により発生する光により放電ワイヤに対向するケーシング内部面上の光触媒物質を活性化させて、コロナ放電により発生する放電生成物であるオゾン及びＮＯX を帯電器のケーシングから流出する前に効率的に分解することができ、オゾンやＮＯX が及ぼす悪影響を防止でき、画像形成装置外に流出するオゾン及びＮＯX 量を低減させることができる。
【００１８】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の画像形成装置において、前記除電装置が放電ワイヤを有するコロナ帯電器であり、その帯電器のケーシング内部及びグリッドの内、少なくとも前記放電ワイヤに対向する面に前記光触媒物質を有する。
【００１９】
従って、請求項１記載の発明と同様であるが、特に、除電器のコロナ放電により発生する光により放電ワイヤに対向するケーシング内部やグリッドの面の光触媒物質を活性化させて、コロナ放電により発生する放電生成物であるオゾン及びＮＯX を帯電器のケーシングから流出する前に効率的に分解することができ、オゾンやＮＯX が及ぼす悪影響を防止でき、画像形成装置外に流出するオゾン及びＮＯX 量を低減させることができる。
【００２０】
請求項４記載の発明は、請求項１記載の画像形成装置において、前記除電装置が放電ワイヤを有するコロナ帯電器であり、少なくとも前記放電ワイヤが前記光触媒物質を有する。
【００２１】
従って、請求項１記載の発明と同様であるが、特に、除電器のコロナ放電により発生する光により放電ワイヤ自身が有する光触媒物質を活性化させて、コロナ放電により発生する放電生成物であるオゾン及びＮＯX を帯電器のケーシングから流出する前に効率的に分解することができ、オゾンやＮＯX が及ぼす悪影響を防止でき、画像形成装置外に流出するオゾン及びＮＯX 量を低減させることができる。特に、放電ワイヤ自身が光触媒物質を有するので、効率がよく、放電ワイヤのクリーニングも不要となり、放電むらの発生も抑制できる。
【００２２】
請求項５記載の発明は、請求項１ないし４の何れか一に記載の画像形成装置において、前記光触媒物質がｎ型半導体である。
【００２３】
従って、請求項１ないし４の何れか一に記載の発明を容易に実現できる。
【００２４】
請求項６記載の発明は、請求項５記載の画像形成装置において、前記ｎ型半導体が少なくとも酸化チタンを含む。
【００２５】
従って、請求項５記載の発明を極めて容易に実現できる。
【００２６】
請求項７記載の発明は、請求項６記載の画像形成装置において、前記酸化チタンの結晶構造は、少なくともアナターゼ型構造のものを含む。
【００２７】
従って、請求項６記載の発明を実現する上で、反応効率、安全性及び利用できる波長域等の点で好適となる。
【００３２】
請求項８記載の発明は、請求項１ないし７の何れか一に記載の画像形成装置において、前記発光体が照射する紫外線は、３００ｎｍ〜４００ｎｍの波長の光を含む。
【００３３】
従って、請求項１ないし７の何れか一に記載の発明を実現する上で、発光体による光触媒物質の励起効率を向上させることができる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な実施の形態であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
【００３５】
図１ないし図４は、本発明の画像形成装置の一実施の形態を示す図であり、図１は、本発明の画像形成装置の一実施の形態を適用した画像形成装置１の要部構成である。
【００３６】
図１において、画像形成装置１は、図示しない本体筐体内に、時計方向に回転駆動される像担持体としての感光体２が収納されている。この感光体２の周囲には、電子写真プロセスに従い、帯電装置３、光書込装置４、現像装置５、転写装置６、紙分離装置１４、クリーニング装置７及び除電装置である感光体除電装置８等が配設されているとともに、クリーニング装置７の手前にトナー除電装置９が配設されている。
【００３７】
画像形成装置１は、複数枚の転写紙Ｐを収納する給紙カセット（図示せず）を備えており、給紙カセット内の転写紙Ｐは、給紙ローラ（図示せず）により１枚ずつレジストローラ対（図示せず）でタイミング調整された後、転写装置６と感光体２の間に送り出される。
【００３８】
画像形成装置１は、感光体２を図１中時計方向に回転駆動して、感光体２を帯電装置３で一様に帯電した後、光書込装置４により画像データで変調されたレーザを照射して感光体２に静電潜像を形成し、静電潜像の形成された感光体２に現像装置５でトナーを付着させて現像する。画像形成装置１は、現像装置５でトナーを付着してトナー画像を形成した感光体２を、転写装置６で感光体２と転写装置６との間に搬送されてきた転写紙Ｐに転写させ、トナー画像の転写された転写紙Ｐを定着装置１０に搬送する。
【００３９】
定着装置１０は、内蔵ヒータにより所定の定着温度に加熱される定着ローラ１１と、定着ローラ１１に所定圧力で押圧される加圧ローラ１２とを備え、転写装置６から搬送されてきた転写紙Ｐを加熱・加圧して、転写紙Ｐ上のトナー画像を転写紙Ｐに定着させた後、図示しない排紙トレイ上に排出する。
【００４０】
一方、画像形成装置１は、転写装置６でトナー画像を転写紙Ｐに転写した感光体２をさらに回転して、トナー除電装置９で感光体２上に残留している残留トナーの電荷を除去し、クリーニング装置７で感光体２表面に残留するトナーをブレード１３により掻き落として除去した後、感光体除電装置８で残留電荷を除電する。画像形成装置１は、感光体除電装置８で除電した感光体２を帯電装置３で一様に帯電させた後、上述の場合と同様に、次の画像形成を行う。なお、クリーニング装置７は、ブレード１３で感光体２上の残留トナーを掻き落とすものに限らず、例えば、ファーブラシで感光体２上の残留トナーを掻き落とすものであってもよい。
【００４１】
これらの帯電装置３、転写装置６、紙分離装置１４、トナー除電装置９及び感光体除電装置８は、何れもコロナ放電を利用したコロナ帯電器或いは除電器であり、図２に示すようなコロトロン或いは図３に示すようなスコロトロンが用いられている。もっとも、帯電装置３、転写装置６、紙分離装置１４、トナー除電装置９及び感光体除電装置８には、その他の方式のものも存在する。
【００４２】
コロトロンは、図２に示すように、感光体２（或いは、転写紙Ｐ）側が開口した矩形或いは円筒形状に形成されたケーシング２１内の略中央部に放電ワイヤ２２が収納されており、放電ワイヤ２２に高圧電源２３から所定の高電圧が付与されることにより、コロナ放電する。このケーシング２１は、アルミニウム或いはステンレス等の金属で形成されており、感光体２側以外の部分をシールドして放電安定性を向上させている。また、放電ワイヤ２２には、例えばタングステン等が用いられている。
【００４３】
また、スコロトロンは、図３に示すように、感光体２（或いは、転写紙Ｐ）側が開口した矩形或いは円筒形状にアルミニウム或いはステンレス等の金属で形成されたケーシング３１内の略中央部に、タングステン等で形成された放電ワイヤ３２が収納されており、感光体２側の開口部にグリッド３３が配設されている。放電ワイヤ３２には、高圧電源３４から所定の高電圧が付与され、グリッド３３には、バイアス電源３５から所定の電圧が印加される。スコロトロンは、高圧電源３４から放電ワイヤ３２に所定の高電圧を印加するとともに、グリッド３３にバイアス電源３５から所定の電圧を印加して、放電ワイヤ３２からのコロナ放電のイオン流をグリッド３３で制御して、放電むらをなくすとともに、感光体２表面の電位を制御する。
【００４４】
ここで、感光体除電装置８の機能について説明する。転写後、感光体２上の残留電位は、各プロセスから受ける作用により不均一な値を示す。多くは露光量の差や、転写装置６でのトナー及び転写紙Ｐの有無による電位差むらであるが、その他にも、転写紙Ｐの剥離放電や、接触部材との摩擦帯電も原因となる。この状態のまま次の作像工程に入り、帯電、作像すると前歴の残像がコピー上に現れることがある。このため帯電の前に均一に除電をする必要がある。
【００４５】
この電位除去のために、例えば、感光体除電装置（放電ワイヤ方式）を用いる。他にも光、導電性ブラシなどで除電することもできる。光除電は、簡単な機構であるが、感光体の分光感度や光疲労特性がＳｅ系、ＯＰＣ系、α−Ｓｉ系で異なる。このため光源を、ＬＥＤ、ＥＬ、蛍光灯と使い分けるなどの注意が必要となる。感光体除電装置（放電ワイヤ方式）は、ＡＣ電圧を用いるがＤＣ電圧成分を必要に応じて重畳する。ＤＣ成分を印加するのは、生成したイオンは正極性と、負極性で移動速度が異なるためである。このため、プロセススピードによっては感光体がプラスに帯電されてしまうことがある。そこで、ＤＣ電圧成分を印加して、感光体２表面が必ず除電されるようにする。
【００４６】
従って、感光体除電装置８では、多量のオゾン並びにＮＯX が発生し、前述したような不具合が発生する。
【００４７】
帯電装置３、転写装置６、紙分離装置１４及びトナー除電装置９にコロナ放電を用いた場合も、感光体除電装置８と同様に多量のオゾン並びにＮＯX が発生する。
【００４８】
そこで、本実施の形態では、感光体除電装置８が、上述したコロトロンで形成されるときには、そのケーシング２１の内、少なくとも放電ワイヤ２２に対向する面に、光触媒物質４０を有し、また、上述したスコロトロンで形成されるときには、そのケーシング３１及びグリッド３３の内、少なくとも放電ワイヤ３２に対向する面に、光触媒物質４０を有している。また、放電ワイヤ２２，３２自体も光触媒物質４０を有している。
【００４９】
もちろん、帯電装置３、転写装置６、紙分離装置１４及びトナー除電装置９にコロナ放電を用いる場合には、感光体除電装置８と同様に光触媒物質を設けてもよい。
【００５０】
このような光触媒物質４０としては、例えば、酸化チタン等のｎ型半導体が用いられている。この半導体は、光が照射された状態で、放電生成物、例えば、オゾンが接触すると、そのオゾンを分解する作用を有している。即ち、酸化チタン等の半導体は、バンドギャップに相当する波長の光が照射されると、伝導帯に励起され、価電子帯に正孔が生成される。この半導体の励起された電子は、還元作用を及ぼし、金属を担持している場合には、価電子帯から金属に電子が流れて、そこで還元作用を及ぼす。このように、半導体に適当な波長の光を照射することにより、励起された電子の還元作用により、放電生成物が還元分解される。
【００５１】
光触媒物質４０としては、上述した酸化チタンの他に、酸化タングステン、酸化亜鉛、酸化カドミウム、酸化錫、酸化インジウム、酸化銀、酸化マンガン、酸化銅、酸化鉄、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化カドミウム、水酸化チタン、及び水酸化亜鉛等を用いることができるが、特に、酸化チタンが、反応効率、耐久性、安全性及び利用できる波長域の点から好適である。さらに、酸化チタンには結晶構造によって、ルチル型、アナターゼ型、ブルッカイト型の３つに分類されるが、アナターゼ型構造が最適である。これらの光触媒物質４０は、上記のものを２種類以上混合してもよく、またＰｔ、Ｐｄ、Ｒｈ及びＮｂ等を混合すると、光触媒作用をさらに促進させることができる。
【００５２】
光触媒物質４０は、化学的蒸着法、無機金属塩の中和や加水分解、金属アルコキシドの加水分解及び、ゾルゲル法等によりケーシング２１，３１やグリッド３３、放電ワイヤ２２，３２上の一部に直接形成することにより、取付けることができる。また、別の基板に形成した膜をケーシング２１，３１やグリッド３３に接着することで貼付けることも可能である。市販の光触媒微粉末を、ケーシング２１，３１やグリッド３３、放電ワイヤ２２，３２上に接着することでも取付けることができる。さらには、ケーシング２１，３１、グリッド３３、放電ワイヤ２２，３２を構成する材料自身に、光触媒物質４０を混合して、各部材を形成することによって、各部材そのものに光触媒作用を持たせることも可能である。
【００５３】
コロナ放電は、紫色に近い発光を伴い、紫外線が放射されていることが知られており、この紫外線によって光触媒物質４０が励起され、励起された光触媒物質４０によって放電生成物を分解することができる。
【００５４】
次に、本実施の形態の作用について説明する。画像形成装置１は、感光体除電装置８のコロナ放電を行う部分のケーシング２１，３１やグリッド３３の放電ワイヤ２２，３２に面する部分、放電ワイヤ２２，３２自体に光触媒物質４０を具備させており、この光触媒物質４０により、ケーシング２１，３１内で放電生成物を分解させるところにその特徴がある。
【００５５】
もちろん、帯電装置３、転写装置６、紙分離装置１４及びトナー除電装置９にコロナ放電を用いる場合には、感光体除電装置８と同様に光触媒物質を設けてもよい。
【００５６】
画像形成装置１は、図１中で時計方向に回転駆動される感光体２を帯電装置３でコロナ放電により一様に帯電した後、光書込装置４により画像データで変調されたレーザを照射して感光体２に静電潜像を形成し、静電潜像の形成された感光体２に現像装置５でトナーを付着させて現像する。画像形成装置１は、現像装置５でトナーを付着してトナー画像を形成した感光体２を、転写装置６でコロナ放電により感光体２と転写装置６の間に搬送されてきた転写紙Ｐに転写させる。転写装置６で転写紙Ｐにはトナーと逆電荷が付与されるため、感光体２との間に静電引力が働き、転写後に紙分離装置１４で転写紙Ｐの裏面の電荷を除電する。即ち、紙分離装置１４ではコロナ放電により、転写紙Ｐの裏面電荷を中和している。
【００５７】
トナー画像が転写された転写紙Ｐを定着装置１０に搬送し、定着装置１０で転写紙Ｐ上のトナー画像をこの転写紙Ｐに定着させた後、排紙トレイ（図示せず）上に排出する。そして、画像形成装置１は、転写装置６でトナー画像を転写紙Ｐに転写した感光体２を、さらに回転して、トナー除電装置９でコロナ放電により感光体２上に残留している残留トナーの電荷を除去し、クリーニング装置７で感光体２表面に残留するトナーをブレード１３により掻き落として除去した後、感光体除電装置８で残留電荷を除電する。
【００５８】
このような電子写真方式の作像プロセスにおいて、コロナ放電を利用する場合には、オゾン、ＮＯX 等の放電生成物が発生する。例えば、感光体除電装置８部分が該当する。
【００５９】
ここに、本実施の形態にあっては、画像形成装置１の感光体除電装置８としてコロトロンが用いられているときには、ケーシング２１の放電ワイヤ２２に対向する部分全面或いは一部、放電ワイヤ２２の一部或いは全面に光触媒物質４０が具備されており、また、スコロトロンが用いられているときには、ケーシング３１及びグリッド３３の放電ワイヤ３２に対向する部分全面或いは一部、放電ワイヤ３２の全面或いは一部に光触媒物質４０が具備されている。この光触媒物質４０は、上述のようにコロナ放電で発光される光が照射されると、活性化して還元作用を発揮し、オゾンやＮＯX 等の放電生成物を分解する。
【００６０】
従って、本実施の形態によれば、コロナ放電により感光体除電装置８のケーシング２１，３１内で発生した放電生成物は、ケーシング２１，３１から外部に流出する前に、ケーシング２１，３１内で光触媒物質４０により効率よく分解される。その結果、例えば、オゾンが感光体２表面を酸化し、画像を悪化させることを防止することができ、また、画像形成装置１の外部にオゾンが流出して、環境を悪化させることも防止できる。また、ＮＯX による硝酸、硝酸塩が感光体２表面に付着することも防止でき、高湿環境での画像流れを防止できる。この結果、感光体クリーニングブレードによる感光体２表面の削り取りが不要となり、その押し当て圧低減によるブレードの長寿命化、劣化防止を図れ、かつ、押し当て圧が強いことによるトナーの感光体２への固着を防止し得ることにもなる。さらには、経時での硝酸や硝酸塩による放電ワイヤ付着が発生しにくくなり、低湿環境での放電ムラを防止することも可能となる。
【００６１】
なお、本実施の形態では、放電ワイヤ２２，３２の放電により発生する光を利用して光触媒物質４０を活性化させ、放電生成物を分解しているが、光触媒物質４０による放電生成物の分解効率を向上させるために、図４にスコロトロンの場合について示すように、その放電個所近傍、例えばケーシング３１内に光触媒物質４０を励起させる波長を含む光を照射するランプ５０を設けてもよい。
【００６２】
このランプ５０としては、例えば、光触媒物質４０としてのｎ型半導体が酸化チタンである場合には、４００ｎｍ以下の波長が含まれていればよい。従って、通常の蛍光灯やハロゲンランプ等を用いることができ、特に、紫外線ランプを用いればさらに効果的となる。なお、図４では、スコロトロンにランプ５０を配設させた場合の例を示しているが、図２に示したようなコロトロンの場合にも同様に適用できる。
【００６３】
また、ランプ５０の表面にｎ型半導体の光触媒物質４０をコーティングすると、このランプ５０にコーティングされた光触媒物質４０が励起され、ランプ５０に接触したオゾンを分解させることもできる。
【００６４】
このようなランプ５０をケーシング３１内に設けることにより、放電による発光がない場合にも、ランプ５０の光でケーシング３１やグリッド３３に具備させた光触媒物質４０を活性化して、オゾンを分解させることができ、オゾンの分解効率を向上させることができる。
【００６５】
なお、本実施の形態のように、感光体除電装置８のケーシング２１，３１内にランプ５０を設けた場合には、画像形成処理を行っている際にもランプ５０を点灯させ、光照射を行ってもよい。これは、転写装置６、紙分離装置１４及びトナー除電装置９にランプを設けた場合も同様である。もっとも、帯電装置３にランプを設けた場合には、ランプの光照射により感光体２が帯電しなくなることが考えられるので、画像形成処理を行っていない、待機時のみ，帯電装置３のランプを点灯させて、紫外線を照射し、放電生成物の分解を行わせる必要がある。
【００６６】
また、上述した構成では、ランプ５０はケーシング２１，３１の内部に配置されているが、必ずしもケーシング２１，３１の内部である必要はなく、光触媒物質４０に十分な光が照射されるならば、ケーシング２１，３１の外に配置しても構わない。ケーシング２１，３１の外部に配置することで、ランプ５０によってケーシング２１，３１の内部の電界分布が乱されることがなくなり、放電ワイヤ２２，３２からの放電が安定化する。また、ランプサイズの制限がなくなり、コスト低減にもつながる。
【００６７】
ここに、上述したような光触媒物質４０の効果を検証するため、以下のような比較実験を行った。まず、本発明による光触媒物質を用いていないスコロトロンを用いた感光体除電装置単体でのオゾン濃度を測定したところ８ｐｐｍであった。
【００６８】
この感光体除電装置のケーシング及びグリッドの放電ワイヤに面する部分、さらに放電ワイヤに、酸化チタンをコーティングするとともに、酸化チタンの薄膜を表面コーティングした紫外線ランプを取り付けた。そして、放電中のオゾン濃度を測定したところ、１／２５に低下した。
【００６９】
また、本発明による光触媒物質を用いていない感光体除電装置を使用した当社製の複写機(imagio MF-200改造機)を、高温、高湿度環境下に設置した。そして、約10,000枚のコピーを作成した。作成後、複写機を停止し、高温、高湿度環境下で一晩休止させ、翌朝動作を再開したところ、コピー画像に像流れと言われるが観察された。これは、機内のＮＯxが感光体上に降り積もり、そのＮＯxが感光体上で高湿度な空気中の水分と反応し、硝酸又は硝酸塩の化合物（ＨＮＯ3、ＮＨ4ＮＯ3など）に変化したためだと考えられる。この硝酸・硝酸塩の化合物は感光体表面の抵抗を低下させる。即ち、感光体表面に電荷を与えても、感光体表面が電荷をその場所に維持できないため、静電潜像が壊されてしまう。このため像流れが生じると考えられる。
【００７０】
これに対し、本発明による光触媒物質を用いた感光体除電装置８を複写機に使用した場合、同様の実験を行っても像流れ現象は現れなかった。これは、放電部近傍でＮＯxが分解されるため、感光体２表面までＮＯxが到達しないためだと考えられる。
【００７１】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、いわゆる感光体除電チャージャ付近で発生する放電生成物であるオゾン及びＮＯXをその発生個所に非常に近い所に具備させた光触媒物質により効率よく分解し、その濃度を低下させることができる。
また、帯電装置の放電個所近傍に紫外線を照射する発光体を有するので、光触媒物質による放電生成物の分解効率を一層向上させることができる。
更に、発光体はその発光表面に光触媒物質を含むので、発光体に接触したオゾン等の放電生成物を分解させることもできる。
【００７２】
請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明と同様な効果が得られるが、特に、除電器のコロナ放電により発生する光により放電ワイヤに対向するケーシング内部面上の光触媒物質を活性化させて、コロナ放電により発生する放電生成物であるオゾン及びＮＯX を除電器のケーシングから流出する前に効率的に分解することができ、オゾンやＮＯX が及ぼす悪影響を防止でき、画像形成装置外に流出するオゾン及びＮＯX 量を低減させることができる。
【００７３】
請求項３記載の発明によれば、請求項１記載の発明と同様な効果が得られるが、特に、除電器のコロナ放電により発生する光により放電ワイヤに対向するケーシング内部やグリッドの面の光触媒物質を活性化させて、コロナ放電により発生する放電生成物であるオゾン及びＮＯX を除電器のケーシングから流出する前に効率的に分解することができ、オゾンやＮＯX が及ぼす悪影響を防止でき、画像形成装置外に流出するオゾン及びＮＯX 量を低減させることができる。
【００７４】
請求項４記載の発明によれば、請求項１記載の発明と同様な効果が得られるが、特に、除電器のコロナ放電により発生する光により放電ワイヤ自身が有する光触媒物質を活性化させて、コロナ放電により発生する放電生成物であるオゾン及びＮＯX を帯電器のケーシングから流出する前に効率的に分解することができ、オゾンやＮＯX が及ぼす悪影響を防止でき、画像形成装置外に流出するオゾン及びＮＯX 量を低減させることができ、特に、放電ワイヤ自身が光触媒物質を有するので、効率がよく、放電ワイヤのクリーニングも不要となり、放電むらの発生も抑制できる。
【００７５】
請求項５記載の発明によれば、請求項１ないし４の何れか一に記載の画像形成装置において、光触媒物質がｎ型半導体であるので、請求項１ないし４の何れか一に記載の発明を容易に実現できる。
【００７６】
請求項６記載の発明によれば、請求項５記載の画像形成装置において、ｎ型半導体が少なくとも酸化チタンを含むので、請求項５記載の発明を極めて容易に実現できる。
【００７７】
請求項７記載の発明によれば、請求項６記載の画像形成装置において、酸化チタンの結晶構造は少なくともアナターゼ型構造のものを含むので、請求項６記載の発明を実現する上で、反応効率、安全性及び利用できる波長域等の点で好適となる。
【００８０】
請求項８記載の発明によれば、請求項１ないし７の何れか一に記載の画像形成装置において、発光体が照射する紫外線は３００ｎｍ〜４００ｎｍの波長の光を含むので、請求項８又は９記載の発明を実現する上で、発光体による光触媒物質の励起効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態を示す画像形成装置の概略構成図である。
【図２】感光体除電装置のコロナ帯電器としてコロトロンを用いた場合を示す構成図である。
【図３】感光体除電装置のコロナ帯電器としてスコロトロンを用いた場合を示す構成図である。
【図４】感光体除電装置のコロナ帯電器としてスコロトロンを用いた場合の変形例を示す構成図である。
【符号の説明】
２      像担持体
８      除電装置
２１，３１      ケーシング
２２，３２      放電ワイヤ
３３      グリッド
４０      光触媒物質
５０      発光体
【図１】
0004009397.tif 000002
【図２】
0004009397.tif 000003
【図３】
0004009397.tif 000004
【図４】
0004009397.tif 000005