(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電対象に接触する接触部材を有し、該接触部材の接触領域近傍において放電を行う接触式放電手段を備えた画像形成装置において、
上記接触式放電手段の放電により生成された放電生成物を分解可能な光触媒物質を収容するケーシングと、該ケーシング内の光触媒物質を上記接触部材の表面に供給する供給部材とから構成される放電生成物分解手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
潜像担持体上に形成された潜像を現像する現像手段を備えた請求項１の画像形成装置において、
上記現像手段に、上記潜像担持体上に残留した転写残トナーをクリーニングするクリーニング手段としての機能を付加した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の画像形成装置において、
上記接触部材の表面に供給された光触媒物質に対し、該光触媒物質を励起させる波長成分を有する光を照射する光照射手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項３の画像形成装置において、
上記光照射手段として発光体を用いたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項３の画像形成装置において、
上記接触式放電手段として発光を伴って放電を行う放電手段を用い、
該接触式放電手段を上記光照射手段として用いたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項１、２、３、４又は５の画像形成装置において、
上記接触部材がローラ状部材であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項１、２、３、４又は５の画像形成装置において、
上記接触部材がブラシ状部材であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項１、２、３、４又は５の画像形成装置において、
上記接触部材がベルト状部材であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
上記潜像担持体を一様に帯電する一様帯電手段を備えた請求項１、２、３、４、５、６又は７の画像形成装置において、
上記接触式放電手段が上記一様帯電手段がであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
像担持体上に形成されたトナー像を転写材に転写する転写手段を備えた請求項１、２、３、４、５、６、７又は８の画像形成装置において、
上記接触式放電手段が上記転写手段であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９又は１０の画像形成装置において、
上記光触媒物質が酸化チタンであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
放電対象に接触する接触部材を有し、該接触部材の接触領域近傍において放電を行う接触式放電装置において、
放電により生成された放電生成物を分解可能な光触媒物質を収容するケーシングと、該ケーシング内の光触媒物質を上記接触部材の表面に供給する供給部材とから構成される放電生成物分解手段を有することを特徴とする接触式放電装置。
【請求項１３】
請求項１２の接触式放電装置において、
上記接触部材の表面に供給された光触媒物質に対し、該光触媒物質を励起させる波長成分を有する光を照射する光照射手段を有することを特徴とする接触式放電装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放電対象に接触する接触部材を有し、該接触部材の接触領域近傍において放電を行う接触式放電手段を備えた複写機、ファクシミリ、プリンター等の画像形成装置、及び放電対象に接触する接触部材を有し、該接触部材の接触領域近傍において放電を行う接触式放電装置に関するものである。尚、本発明の接触式放電装置は、画像形成装置に使用されるものに限らず、放電を発生させる装置や放電を伴う装置を備えたものに使用されるものも含む。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の接触式放電装置としては、光導電性物質を有する潜像担持体である感光体を帯電装置により均一帯電させるものが知られている。また、このような接触式放電装置を利用して一様に帯電された感光体上を像露光して静電潜像を形成し、それを現像剤で現像して最終的に紙などの記録材に転写した後に、熱や圧力などを用いて紙上に転写されたトナー画像を定着することにより、画像形成を行う画像形成装置が知られている。このような画像形成装置においては、上記感光体を一様に帯電する一様帯電手段として、帯電ローラ等の接触部材を利用した接触式帯電装置が用いられている。また、潜像担持体や中間転写体等の像担持体上に形成されたトナー像を紙や中間転写体等の転写材に転写する転写手段としても、転写ローラ等の接触部材を利用した接触式転写装置が用いられている。
【０００３】
このような装置は、像担持体である感光体や中間転写体などの放電対象に接触して所定バイアスを印加し、帯電装置の場合には潜像担持体である感光体を均一に帯電し、転写装置の場合には上記像担持体上のトナー像を転写材である中間転写体や記録材等に転写する。このようにバイアスを印加した際、上述した接触部材が上記放電対象と接触する部分の両側において放電が発生する場合がある。このとき、窒素酸化物（以下、「ＮＯｘ」という。）やオゾンなどの放電生成物が発生する。
【０００４】
この放電生成物のうち、ＮＯｘは、空気中等の水分と反応して硝酸を生成し、また金属と反応して金属硝酸塩を生成する。このように生成された硝酸又は硝酸塩が上記像担持体表面に薄い膜となって形成されると、これら硝酸又は硝酸塩の吸湿作用によって、該像担持体表面の抵抗値が低くなる。これにより、像担持体である感光体ドラム上に形成された静電潜像が破壊され、形成画像の品質が低下してしまうという問題がある。特に、高湿環境下では、画像が流れたような異常画像が発生してしまう。
【０００５】
一方、上記放電生成物のうちオゾンは、相手の物質を酸化させる能力が強く、像担持体に付着して静電特性を劣化させ、形成画像の品質を低下させる原因にもなるという問題もある。更には、このオゾンによって環境が悪化してしまうという問題もある。
【０００６】
従来、上記放電生成物のうちＮＯｘに関しては、像担持体上に形成された硝酸又は硝酸塩の膜を、該像担持体上に残留した転写残トナーを回収するためのクリーニング手段を構成するブレードやブラシ等のクリーニング部材によって該像担持体を機械的に摺擦して削り取っていた。これにより、ＮＯｘによる異常画像の発生をある程度抑制することができていた。しかし、このようにクリーニング部材で像担持体表面上の膜を削り取る場合、該像担持体の寿命を低下させるという不具合がある。また、感光体のように表面に光導電層を有する像担持体においては、その光導電層の層厚が厚すぎると、像露光時に生じる光キャリアの拡散が多くなり、解像力が低下するという問題がある。この場合、高画質化を維持しつつ、像担持体の長寿命化を図ることができないという不具合も生じる。
【０００７】
一方で、このようなクリーニング手段を設けず、潜像担持体上に残留した転写残トナーを現像装置等を用いて回収するクリーナーレスシステムが提案されている。このクリーナーレスシステムでは、クリーニング装置を省いた分だけ装置を簡略化し、装置の小型化を図ることができる。また、このクリーナーレスシステムでは、ブレードやブラシ等のクリーニング部材で潜像担持体表面を削ってしまうこともないため、高画質化を維持しつつ、該潜像担持体の長寿命化を図ることもできる。このようなクリーナーレスシステムを適用した画像形成装置は、特開平１１−３０８９８号公報に開示されている。
【０００８】
しかし、このクリーナーレスシステムを適用した画像形成装置においては、従来硝酸又は硝酸塩の膜を削り取る機能も有していたクリーニング部材が存在しない。従って、このような硝酸又は硝酸塩の膜を他の方法により除去する必要性が生じる。その方法としては、上記潜像担持体周囲に配置された帯電装置、現像装置、転写装置のいずれかの装置に、硝酸又は硝酸塩の膜を削り取る機能を持たせる方法が考えられる。しかし、帯電装置及び転写装置の場合は、硝酸又は硝酸塩の膜を削るために該潜像担持体をかなり強い押圧力で押圧する接触式の帯電装置又は転写装置を使用しなければならない。このため、潜像担持体と接触する接触部材のトナーによる汚れや装置の寿命が短くなるという問題が生じる。また、現像装置の場合には、一成分現像剤又は二成分現像剤のいずれを用いるときであっても、現像機能、転写残トナーの回収機能、像担持体上の膜を削り取る機能をすべて満足させる成立条件が必要となる。しかし、この成立条件の設定は非常に困難であるという問題がある。また、この現像装置の場合においても装置の寿命が短くなるという問題が生じる。
【０００９】
また、硝酸又は硝酸塩の膜を除去する方法としては、上記潜像担持体上の硝酸又は硝酸塩の膜を削り取る新たな装置を設ける方法が考えられる。しかし、この方法では、その装置自体の機構、耐久性が新たな課題になり、かつ、その分のスペースが必要となる。従って、クリーナーレスシステムの本来の目的である装置の簡略化に反する結果になる。
【００１０】
ところで、上述のように潜像担持体表面を削り取る方法ではない他の方法により、上記放電生成物による不具合を解決する方法が種々提案されている。
例えば、放電により生成されたオゾンを排気手段によって機外に排気する方法を用いて、オゾンによる帯電特性の低下を防止する画像形成装置が特開平１０−３４００３０号公報に開示されている。また、特開平５−３０３２４４号公報には、感光体上に結露が生じるのを防止する結露防止用加熱手段を設ける方法を用いて、放電により生じたＮＯｘが硝酸になるのを防ぐ画像形成装置が開示されている。更に、特開平９−１１４１９１号公報には、帯電用の放電電極の同一基板上に沿面グロー放電装置を並設させる方法を用いて、放電により生成したＮＯｘを分解する帯電装置が開示されている。更にまた、特公平８−２３７１５号公報には、コロナ発生装置の構成部材であるシールド等にＮＯｘを中和するアルカリ性皮膜を被覆する方法を用いて、ＮＯｘを吸収するコロナ発生装置が開示されている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、放電生成物であるオゾンは像担持体を酸化させて形成画像の品質を低下させる不具合を生じさせ、またＮＯｘは像担持体上に硝酸又は硝酸塩の膜を形成して形成画像の品質を低下させるという不具合を生じさせる。従来、これらの不具合を解決する種々の方法は提案されてきたが、上記特開平１０−３４００３０号公報の方法では、放電により生成された放電生成物であるオゾンを完全には排出しきれず、その一部は装置内に拡散してしまうため、オゾンによる問題を解決するための十分な効果が得られなかった。
【００１２】
また、ＮＯｘによる問題を解決する従来の方法において、上記特開平５−３０３２４４号公報の方法では、放電により生成された放電生成物が装置内に拡散してしまうため、硝酸又は硝酸塩の膜が像担持体上に形成されるのを防ぐための十分な効果が得られないという不具合がある。更に、この公報には、定着部のヒータによる暖気を利用する構成が開示されているが、この構成ではその暖気による熱によって現像装置内のトナーが凝集しやすくなり、このトナーが現像剤担持体に固着してしまうおそれがある。また、上記特開平９−１１４１９１号公報の方法では、非接触式の放電手段を使用するため、その放電生成物の元来の発生量が上記接触式放電手段に比べて多く、またその放電装置の構造が複雑であるという不具合がある。また、上記特公平８−２３７１５号公報の方法では、上記アルカリ性皮膜がＮＯｘを中和するときに消耗されてしまうため、十分な寿命が得られないという不具合がある。
【００１３】
一方で、従来では、ＮＯｘにより像担持体上に形成される硝酸又は硝酸塩の膜をクリーニング部材によって削り取ることで、該ＮＯｘによる問題を解決していたが、この方法では像担持体の寿命を低下させてしまうという不具合がある。
【００１４】
本発明は、以上の背景に鑑みなされたものであり、その目的は、放電により生成される放電生成物を除去して、画像品質の向上及び像担持体の長寿命化を図ることができる新規な画像形成装置及び接触式放電装置を提案することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、放電対象に接触する接触部材を有し、該接触部材の接触領域近傍において放電を行う接触式放電手段を備えた画像形成装置において、上記接触式放電手段の放電により生成された放電生成物を分解可能な光触媒物質を収容するケーシングと、該ケーシング内の光触媒物質を上記接触部材の表面に供給する供給部材とから構成される放電生成物分解手段を有することを特徴とするものである。
【００１６】
この画像形成装置においては、放電対象に対して接触する帯電ローラ等の接触部材を備えた接触式放電手段を使用しているため、コロナ放電により帯電を行うコロナチャージャ等の非接触放電手段に比べて、その放電生成物の発生量を少なく抑えることができる。また、この画像形成装置では、放電において発生する放電生成物を光触媒物質の作用によって分解することができる。すなわち、その放電生成物であるＮＯｘが、空気中等の水分と反応して硝酸を生成する前あるいは金属と反応して金属硝酸塩を生成する前に、またオゾンが像担持体と接触して酸化させる前に、該ＮＯｘ及びオゾンを除去することができる。従って、像担持体上に硝酸又は硝酸塩の膜が形成されたり、該像担持体が酸化したりするのを事前に防止することができる。
【００１７】
また、このように像担持体上に硝酸又は硝酸塩の膜が形成されるのを防止することができるので、この膜を従来のように像担持体表面を機械的に摺擦して削り取る方法で除去する必要がなくなる。
更に、本画像形成装置においては、上記接触部材表面に供給される光触媒物質の量を調節することが可能となり、光触媒物質が消費されて該接触部材表面上の該光触媒物質の量が減少したとしても、その量を一定に保つことが可能となる。
【００１８】
特に、請求項２の発明は、潜像担持体上に形成された潜像を現像する現像手段を備えた請求項１の画像形成装置において、上記現像手段に、上記潜像担持体上に残留した転写残トナーをクリーニングするクリーニング手段としての機能を付加したことを特徴とするものである。
【００１９】
この画像形成装置においては、いわゆるクリーナーレスシステムを採用しているので、クリーニング手段としてのクリーニング装置を省いた分だけ装置を簡略化し、装置の小型化を図ることができる。また、このクリーナーレスシステムの場合、クリーニング部材によって潜像担持体表面を削ってしまうことがないため、該潜像担持体の表面劣化の心配はなくなる。尚、放電生成物であるＮＯｘは、上述のように光触媒物質によって事前に除去されるため、従来クリーナーレスシステムが有していた該ＮＯｘによる硝酸又は硝酸塩に関する問題を解消することができる。
【００２０】
また、請求項３の発明は、請求項１又は２の画像形成装置において、上記接触部材の表面に供給された光触媒物質に対し、該光触媒物質を励起させる波長成分を有する光を照射する光照射手段を有することを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項３の画像形成装置において、上記光照射手段として発光体を用いたことを特徴とするものである。
これらの画像形成装置においては、発光体等の光照射手段によって上記光触媒物質中の電子を励起させるのに必要な光を該光触媒物質に照射する。従って、使用する光触媒物質に最も適した波長の光を選択することが可能となり、該光触媒物質に照射することができ、該光触媒物質に放電生成物を効率よく分解させることができる。
【００２１】
また、請求項５の発明は、請求項３の画像形成装置において、上記接触式放電手段として発光を伴って放電を行う放電手段を用い、該接触式放電手段を上記光照射手段として用いたことを特徴とするものである。
この画像形成装置においては、上記光触媒物質中の電子を励起させる光を照射する部材や装置を設ける必要がなくなる。
【００２５】
また、請求項６の発明は、請求項１、２、３、４又は５の画像形成装置において、上記接触部材がローラ状部材であるものである。
この画像形成装置においては、接触式放電手段を構成する装置のローラ状部材に光触媒物質が供給されるので、そのローラ状部材と放電対象との接触部分の両側で発生する放電による放電生成物を迅速に効率よく除去することが可能となる。
また、請求項７の発明は、請求項１、２、３、４又は５の画像形成装置において、上記接触部材がブラシ状部材であることを特徴とするものである。
この画像形成装置においては、上記接触部材であるブラシ状部材に光触媒物質が供給されるので、そのブラシ状部材のブラシ先端部分と放電対象との間の微小空隙で発生する放電による放電生成物を迅速に効率よく除去することが可能となる。
また、請求項８の発明は、請求項１、２、３、４又は５の画像形成装置において、上記接触部材がベルト状部材であることを特徴とするものである。
この画像形成装置においては、上記接触部材であるベルト状部材に光触媒物質が供給されるので、そのベルト状部材と放電対象との間の微小空隙で発生する放電による放電生成物を迅速に効率よく除去することが可能となる。
【００２６】
また、請求項９の発明は、上記潜像担持体を一様に帯電する一様帯電手段を備えた請求項１、２、３、４、５、６又は７の画像形成装置において、上記接触式放電手段が上記一様帯電手段がであることを特徴とするものである。
上述のように、放電生成物は、像担持体に対して悪影響を及ぼし、形成画像の品質の低下の原因となる。従って、この像担持体に近接した放電を伴う装置が、該像担持体に最も悪影響を及ぼし、画像形成の品質を低下させることになる。そこで、本請求項に係る画像形成装置においては、像担持体である感光体等の潜像担持体に対向する一様帯電手段を構成する構成部材に光触媒物質を与え、該像担持体に最も悪影響を及ぼす可能性が高い部分の放電生成物を除去して、その悪影響を効率よく軽減することができる。
【００２８】
また、請求項１０の発明は、像担持体上に形成されたトナー像を転写材に転写する転写手段を備えた請求項１、２、３、４、５、６、７又は８の画像形成装置において、上記接触式放電手段が上記転写手段であることを特徴とするものである。
像担持体に近接した放電を伴う装置だけでなく、該像担持体から離れた放電を伴う装置であっても、その放電により生成された放電生成物が機内に分散して、該像担持体に悪影響を及ぼすことになる。そこで、本請求項に係る画像形成装置においては、転写手段を構成する構成部材に光触媒物質を与え、該像担持体に悪影響を及ぼす可能性がある部分の放電生成物を除去して、その悪影響を軽減することができる。
【００３０】
また、請求項１１の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９又は１０の画像形成装置において、上記光触媒物質が酸化チタンであるものである。
この画像形成装置においては、放電生成物との反応効率、安全性及び利用可能波長帯域の点から好適である酸化チタンを光触媒物質として用いることにより、該放電生成物を迅速に効率よく除去することができる。
【００３１】
また、請求項１２の発明は、放電対象に接触する接触部材を有し、該接触部材の接触領域近傍において放電を行う接触式放電装置において、放電により生成された放電生成物を分解可能な光触媒物質を収容するケーシングと、該ケーシング内の光触媒物質を上記接触部材の表面に供給する供給部材とから構成される放電生成物分解手段を有することを特徴とするものである。
この接触式放電装置においては、放電において発生する放電生成物を光触媒物質の作用によって分解することができる。すなわち、その放電生成物であるＮＯｘが、空気中等の水分と反応して硝酸を生成する前あるいは金属と反応して金属硝酸塩を生成する前に、またオゾンが部材や装置と接触してこれらを酸化させる前に、該ＮＯｘ及びオゾンを除去することができる。
また、上記接触部材表面に供給される光触媒物質の量を調節することが可能となり、光触媒物質が消費されて該接触部材表面上の該光触媒物質の量が減少したとしても、その量を一定に保つことが可能となる。
【００３２】
特に、請求項１３の発明は、請求項１２の接触式放電装置において、上記接触部材の表面に供給された光触媒物質に対し、該光触媒物質を励起させる波長成分を有する光を照射する光照射手段を有することを特徴とするものである。
この接触式放電装置においては、発光体等の光照射手段によって上記光触媒物質中の電子を励起させるのに必要な光を該光触媒物質に照射する。従って、使用する光触媒物質に最も適した波長の光を選択することが可能となり、該光触媒物質に照射することができ、該光触媒物質に放電生成物を効率よく分解させることができる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
〔実施形態１〕
以下、本発明を画像形成装置である電子写真複写機（以下、単に「複写機」という。）に適用した一実施形態（以下、本実施形態を「実施形態１」という。）について説明する。
まず、本実施形態に係る複写機全体の構成について説明する。
図１は、本実施形態に係る複写機の要部を示す概略構成図である。この複写機は、単一色の複写を行うものであり、図示しないプリンタ部で得られた画像データに基づいてモノクロ画像形成を行う。この複写機には、潜像担持体としての感光体ドラム１０が設けられている。この感光体ドラム１０は、一様帯電手段としての帯電装置３０によりその表面を負極性に均一に帯電され、その後、光書込ユニット１２によって上記プリンタ部で得られた画像データに基づいて光書込が行われる。これにより、上記感光体ドラム１０上に形成された静電潜像は、現像手段としての現像装置１３によって、負極性に帯電されたトナーにより反転現像される。
【００３４】
このように現像されて上記感光体ドラム１０上に形成されたトナー像は、図示しない給紙部からレジストローラを経て、該感光体ドラムと転写手段としての転写装置２０との間に形成される各転写領域に給紙される転写材としての記録材である記録紙１００に転写される。そして、上記トナー像が転写された記録紙１００は、定着手段としての定着装置２６に入り込み、該記録紙上のトナー画像が定着されることによりモノクロ画像が得られる。
【００３５】
また、転写後に上記感光体ドラム１０上に残留した転写残トナーは、クリーニング手段としてのクリーニング装置１４により除去される。このクリーニング装置には、クリーニング部材としてのクリーニングブレードが設けられており、該クリーニングブレードは上記感光体ドラム上の転写残トナーを削り取ることにより、該感光体ドラム表面をクリーニングする。そして、クリーニングされた感光体ドラム１０は、上記帯電装置３０によってその表面を再び均一に帯電され、次の画像形成工程に移行する。
【００３６】
次に、本発明の特徴部分である帯電装置及び転写装置の構成について説明する。本実施形態では、これら帯電装置及び転写装置を、放電対象に接触し、該放電対象にバイアスを印加する際に放電を伴う接触部材を有する接触式放電手段として用いている。以下、これら帯電装置及び転写装置の構成例について説明する。
【００３７】
〔構成例１〕
まず、本実施形態の帯電装置の一構成例について説明する。
図２は、本実施形態の帯電装置３０の概略構成図である。この帯電装置３０は、上記放電対象である感光体ドラム１０に対して接触し、該感光体ドラムにバイアスを印加してその表面を均一に帯電する接触部材としての帯電ローラ３１と、該帯電ローラに接続された高圧電源３２とを備えている。この帯電ローラ３１は、ステンレスなどの金属の芯金ローラ３３の外周に導電性弾性体層３４を巻き付け、更にその外周にフッ素系樹脂等の表面層３５を巻き付けて形成されている。この導電性弾性層は、導電カーボン粉体を分散したシリコンゴムなどを用いて形成することができる。また、上記表面層にはＴｉＯ２等の光触媒物質が含有されている。この帯電ローラ３１は、上記感光体ドラム１０に所定の押圧力で当接し、該感光体ドラムの回転に伴って回転する。
【００３８】
具体的には、直径６ｍｍのステンレス製芯金ローラの外周部に、カーボンを分散して体積抵抗率を１０6Ωｃｍ程度に調整した厚さ３ｍｍのシリコンゴム層を形成し、その上にフッ素系樹脂を混合した表面層が形成してなる直径１２ｍｍの帯電ローラを使用した。また、上記表面層には光触媒物質としてのＴｉＯ２が混入されている。
【００３９】
上記高圧電源３２が上記帯電ローラ３１の芯金ローラ３３に所定の高電圧を印加すると、該帯電ローラと上記感光体ドラム１０との間に所定の帯電バイアスが印加されることになる。このとき、上記感光体ドラム１０と上記帯電ローラ３１とが接触する接触領域の両側に形成される微小間隙において放電が発生する。この放電により、上記感光体ドラム１０の表面は一様に帯電される。
【００４０】
尚、本実施形態の帯電ローラ３１は、図２に示すように感光体ドラム１０に接触して放電を発生させるので、該帯電ローラと該感光体ドラムとの間の間隙管理の必要がない。従って、間隙管理を必要とする非接触式放電手段を利用する帯電装置に比べて放電の調節が容易である。
【００４１】
また、本構成例では、光触媒物質を上記帯電ローラ３１の表面層に混入させた構成について説明したが、例えば、図３に示すように帯電ローラ３１の表面層に光触媒物質を混入させるのではなく、光触媒物質供給手段としての光触媒物質供給装置３６を設けた構成を用いることもできる。この図３に例示した光触媒物質供給装置３６は、光触媒物質３８を上記帯電ローラ３１の表面に供給する供給部材としての供給ローラ３７と、該光触媒物質を収容するケーシング３９とから構成されている。この供給部材としては、スポンジ材で形成された供給ローラの他、ハケ状、ヘラ状、ブラシ状のものも利用することができる。また、上記供給ローラ３７を図示しない駆動モータによって回転制御することで、上記光触媒物質の供給量や供給タイミングを制御することもできる。これにより、光触媒物質の供給不足や過剰供給などを防止することができる。
【００４２】
尚、上記帯電ローラの表面をクリーニングするクリーニング手段が設けられているときには、上記光触媒物質供給装置３６を、そのクリーニング手段が配置されている位置よりも該帯電ローラ回転方向下流側に配置するとよい。このように配置すれば、上記光触媒物質供給装置３６の供給ローラの汚れを低減することができる。
【００４３】
このように光触媒物質供給装置３６を設けた構成とした場合、上記光触媒物質を含有した特殊な部材や装置を用いなくても、本発明の効果を得ることができる。従って、従来から利用されている既存の帯電ローラを利用することが可能となり、本発明を実現する際のコストを低く抑えることができる。
【００４４】
〔構成例２〕
次に、本実施形態の帯電装置の他の構成例について説明する。
図４は、本実施形態の帯電装置１３０の概略構成図である。この帯電装置１３０は、いわゆる磁気ブラシ帯電によって、上記放電対象である感光体ドラム１０表面を均一に帯電するものである。この帯電装置１３０は、上記感光体ドラム１０に対して接触し、該感光体ドラムにバイアスを印加してその表面を均一に帯電する接触部材としての磁性粒子からなる磁気ブラシ１３１と、該磁性粒子を収容するケーシング１３９と、複数のＮ磁極及びＳ磁極が交互の配置されたマグネットローラ１３３と、該マグネットローラに接続された高圧電源１３２と、該磁性粒子を撹拌する攪拌部材１３８と、該磁気ブラシの層厚を規制する層厚規制部材１３７とを備えている。
【００４５】
具体的には、内部にＮ磁極及びＳ磁極が交互に配置された６個の磁極を有し、その外周に回転可能なスリーブを備えたマグネットローラを、直径１５ｍｍで形成した。このときのマグネットローラ表面における磁束密度は９．０×１０6Ｗｂ／ｍ2であった。また、このマグネットローラ上で磁気ブラシを形成する磁性粒子としては、抵抗率が１０7Ωｃｍ、磁化率が８０×１０３Ａ／ｍ／ｇ（８０ｅｍｕ／ｇ）、平均粒径が６０μｍのフェライト粒子を使用した。
【００４６】
図５は、上記磁気ブラシ１３１の要部拡大図である。この磁気ブラシ１３１は、磁性粒子１３４と、ＴｉＯ２等の光触媒物質からなる粒子１３５とから形成されている。この帯電装置１３０において、上記マグネットローラ１３３表面に上記高圧電源１３２から所定の高電圧が印加されると、その磁気ブラシ１３１に高電圧が印加される。そして、この磁気ブラシ１３１の先端部分を上記感光体ドラム１０表面に対して摺擦させて該感光体ドラム表面を帯電させる。このとき、上記磁気ブラシ１３１先端と上記感光体ドラム１０表面とが接触する接触領域には微小空隙が存在し、該微小間隙において気中放電が発生して帯電に寄与する。
【００４７】
上記帯電において、放電により発生した放電生成物は、上記磁性粒子１３４に混入された光触媒粒子１３５によって分解され除去される。本実施形態では、上記光触媒粒子１３５が磁性粒子１３４とともに上記磁気ブラシ１３１を形成しているので、放電が発生する領域でその放電生成物を分解することができるので、効率よく放電生成物を除去することができる。
【００４８】
本構成例では、光触媒物質を上記磁気ブラシ１３１を形成する磁性粒子に混入させた構成について説明したが、例えば、図６に示すように光触媒物質供給手段としての光触媒物質供給装置１３６を設けた構成を用いることもできる。この図６に例示した光触媒物質供給装置１３６は、上記ケーシング１３９内に形成された光触媒物質１３５を収容する収容部から該ケーシング内に収容された磁性粒子１３４に供給する供給部材としての供給ローラ１４０を備えている。この供給部材としては、スポンジ材で形成された供給ローラの他、ハケ状、ヘラ状、ブラシ状のものも利用することができる。また、上記供給ローラ１４０を図示しない駆動モータによって回転制御することで、上記光触媒物質の供給量や供給タイミングを制御することもできる。これにより、光触媒物質の供給不足や過剰供給などを防止することができる。
【００４９】
このように光触媒物質供給装置１３６を設けた構成とした場合、上記磁性粒子１３４に混入される光触媒物質３８の量を調節することが可能となり、上記磁気ブラシ１３１に混入される光触媒物質の量を一定に保つことが可能となる。
【００５０】
〔構成例３〕
次に、本実施形態の転写装置の一構成例について説明する。
図７は、本実施形態の転写装置２０の概略構成図である。この転写装置２０は、上記感光体ドラム上に形成されたトナー像を転写材である記録紙１００に転写するものである。この転写装置２０は、上記放電対象である転写材である記録紙１００の裏面すなわちトナー像が転写されない面に対して接触し、該記録紙にバイアスを印加する接触部材としての転写ローラ２１と、該転写ローラに接続された高圧電源２２とを備えている。この転写ローラ２１は、ステンレスなどの金属の芯金ローラ２３の外周に発泡スポンジ等からなる導電性弾性体層２４を巻き付けて形成され、上記感光体ドラム１０と同方向に回転する。
【００５１】
具体的には、直径６ｍｍのステンレス製芯金ローラの外周部に、シリコン、ウレタン、エピクロールヒドリン、ＥＰＤＭ等を使用して体積抵抗率を１０6〜１０11Ωｃｍ程度に調整した厚さ５ｍｍの発泡スポンジ層を形成してなる直径１６ｍｍの転写ローラを用いた。また、上記高圧電源はこの転写ローラの芯金ローラに接続されており、該高圧電源から印加するバイアスは定電流制御されている。また、上記発泡スポンジ層には光触媒物質としてのＴｉＯ2が含有されている。
【００５２】
この転写において、上記転写ローラ２１は、上記転写領域に給紙された記録紙１００を上記感光体ドラム１０側に押圧し、該感光体ドラム上のトナー像を該記録紙上に圧接させる。そして、上記高圧電源２２が上記転写ローラ２１の芯金ローラ２３に所定の高電圧を印加すると、上記記録紙１００と上記感光体ドラム１０との間に所定の転写バイアスが印加されることになる。このとき、上記転写ローラ２１と上記記録紙１００とが接触する接触領域の両側に形成される微小間隙において放電が発生する。この放電により、上記記録紙１００の裏面にトナーと逆極性の電荷が付与され、上記感光体ドラム１０上のトナー像が該記録紙上に転写される。
【００５３】
本構成例では、光触媒物質を上記転写ローラ２１の発泡スポンジ層２４からなる表面層に混入させた構成について説明したが、例えば、図８に示すように転写ローラ２１の表面層に光触媒物質を混入させるのではなく、光触媒物質供給手段としての光触媒物質供給装置２６を設けた構成を用いることもできる。この図８に例示した光触媒物質供給装置２６は、光触媒物質２８を上記転写ローラ２１の表面に供給する供給部材としての供給ローラ２７と、該光触媒物質を収容するケーシング２９とから構成されている。この供給部材としては、スポンジ材で形成された供給ローラの他、ハケ状、ヘラ状、ブラシ状のものも利用することができる。また、上記供給ローラ２７を図示しない駆動モータによって回転制御することで、上記光触媒物質の供給量や供給タイミングを制御することもできる。これにより、光触媒物質の供給不足や過剰供給などを防止することができる。
【００５４】
尚、上記転写ローラの表面をクリーニングするクリーニング手段が設けられているときには、上記光触媒物質供給装置２６を、そのクリーニング手段が配置されている位置よりも該転写ローラ回転方向下流側に配置するとよい。このように配置すれば、上記光触媒物質供給装置２６の供給ローラ２７の汚れを低減することができる。
【００５５】
このように光触媒物質供給装置２６を設けた構成とした場合、上記光触媒物質を含有した特殊な部材や装置を用いなくても、本発明の効果を得ることができる。従って、従来から利用されている既存の転写ローラを利用することが可能となり、本発明を実現する際のコストを低く抑えることができる。
【００５６】
〔構成例４〕
次に、本実施形態の転写装置の一構成例について説明する。
図９は、本実施形態の転写装置１２０の概略構成図である。この転写装置１２０は、支持ローラ１２４によって張架され、上記感光体ドラム１０に接触して走行する転写ベルト１２１と、該転写ベルトを介して該感光体ドラムと対向して配置された給電ローラ１２３と、該給電ローラに接続された高圧電源１２２とを備えている。この転写ベルト１２１は、給紙された記録紙１００を上記感光体ドラム１０と対向する転写領域に搬送する。
【００５７】
具体的には、体積抵抗率が１０8〜１０12Ωｃｍ程度に調整した弾性ベルトを上記転写ベルト１２１として用いた。また、上記給電ローラ１２３としては、体積抵抗が１０2〜１０7 Ωｃｍである導電性弾性ローラを使用した。また、上記転写ベルト１２１には光触媒物質としてのＴｉＯ2が含有されている。
【００５８】
この転写において、上記転写ベルト１２１によって搬送されてきた記録紙１００が上記感光体ドラム１０と上記給電ローラ１２３との間の転写領域に入り込むと、上記高圧電源１２２によって高電圧が印加された該給電ローラによってその領域に転写バイアスが印加されることになる。このとき、上記記録紙１００と上記転写ベルト１２１との間の微小間隙において放電が発生する。この放電により、上記記録紙１００の裏面にトナーと逆極性の電荷が付与され、上記感光体ドラム１０上のトナー像が該記録紙上に転写される。
【００５９】
本構成例では、光触媒物質を上記転写ベルト１２１に混入させた構成について説明したが、例えば、転写ベルト１２１に光触媒物質を混入させるのではなく、図１０に示すように光触媒物質供給手段としての光触媒物質供給装置１２６を設けた構成を用いることもできる。この図１０に例示した光触媒物質供給装置１２６は、光触媒物質２８を上記転写ベルト１２１の表面に供給する供給部材としての供給ローラ１２７と、該光触媒物質を収容するケーシング１２９とから構成されている。この供給部材としては、スポンジ材で形成された供給ローラの他、ハケ状、ヘラ状、ブラシ状のものも利用することができる。また、上記供給ローラ１２７を図示しない駆動モータによって回転制御することで、上記光触媒物質の供給量や供給タイミングを制御することもできる。これにより、光触媒物質の供給不足や過剰供給などを防止することができる。
【００６０】
尚、上記転写ベルトの表面をクリーニングするクリーニング手段が設けられているときには、上記光触媒物質供給装置１２６を、そのクリーニング手段が配置されている位置よりも該転写ベルト回転方向下流側に配置するとよい。このように配置すれば、上記光触媒物質供給装置１２６の供給ローラ１２７の汚れを低減することができる。
【００６１】
このように光触媒物質供給装置１２６を設けた構成とした場合、上記光触媒物質を含有した特殊な部材や装置を用いなくても、本発明の効果を得ることができる。従って、従来から利用されている既存の転写ベルトを利用することが可能となり、本発明を実現する際のコストを低く抑えることができる。
【００６２】
次に、上記光触媒物質の作用について説明する。
本実施形態で使用するＴｉＯ２等の半導体物質は、その物質のもつバンドギャップに相当する波長の光が照射されると、価電子帯に存在していた電子が伝導帯に励起され、該価電子帯に正孔が生成される。この半導体物質中の励起電子は、自由電子となって移動可能な状態となり、例えば該半導体物質が金属と接触している場合にはその励起電子が価電子帯から金属中に流れるので、その金属に対して還元作用を奏する。これと同様に、上記半導体物質に適当な波長の光を照射することにより、励起電子は、その還元作用によりオゾンやＮＯｘを還元分解する。
【００６３】
このようにオゾンやＮＯｘを還元分解する光触媒物質としては、上記ＴｉＯ２の他に、ＷＯ３、ＺｎＯ、ＣｄＳなども用いることができる。この中でも特に、アナターゼ型ＴｉＯ２は、反応効率、安全性及び利用可能波長帯域の点から好適である。また、これらの光触媒物質は、上記に例示した物質を単体で用いてもよいが、これらの物質を２種類以上混合したものや、これら物質とＰｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｎｂなどとを混合したものを用いることで、光触媒作用をさらに促進させることも可能である。
【００６４】
このような光触媒物質を、上述した帯電装置や転写装置の接触部材に与える方法としては、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などを用いることができる。これらの方法を用いることにより、上述した帯電ローラや転写ローラ、転写ベルトなどの接触部材に混入することが可能となる。これにより、その接触部材そのものに光触媒物質のもつ還元作用を持たせることができる。
【００６５】
本実施形態のように放電を伴う接触部材に光触媒物質を与えた構成の場合、放電生成物が発生した直後に該放電生成物を分解することができる。従って、このように放電を伴う装置近傍に位置する感光体ドラム１０等の部材や他の装置にその放電生成物が接触する前に該放電生成物を除去することができる。これにより、放電生成物がこれら部材や装置に及ぼす悪影響を未然に防止することができる。尚、本実施形態では、放電対象に接触する接触部材に光触媒物質を与えた構成について説明したが、このような接触部材に与えるのではなく、該接触部材を備えた装置における他の構成部材に光触媒物質を与えたものや、光触媒物質を与えられた他の部材を別途設けるようにしてもよい。尚、このような部材は、放電箇所に近接して配置するのが好ましい。
【００６６】
このような光触媒物質は、上述したように、該光触媒物質中における価電子帯の電子が伝導帯に励起される波長成分を有する光が照射されないと放電生成物を分解することはできない。そこで、上記光触媒物質が与えられた構成部材に光を照射するための光照射手段が必要となる。本実施形態では、紫色に近い発光を伴って放電を伴う帯電装置又は転写装置を使用しており、この放電では紫外線も放射される。そこで、本実施形態では、この紫外線を光照射手段として使用している。この構成により、放電が発生すると、その放電により紫外線が放射されて帯電装置又は転写装置の接触部材に与えられた光触媒物質中の電子が励起する。そして、その励起した電子の作用により放電生成物が分解される。
【００６７】
尚、本実施形態では、上記光照射手段として放電の際に放射される紫外線を利用したが、当該光触媒物質に適用可能な光を放射する発光体などの光照射手段を別途設けてもよい。この場合、使用する発光体を適宜選択することにより、上記光触媒物質に照射する光の波長を選択することが可能となるので、光触媒物質の材料特性などの条件によって最適な波長の光を選択することができる。
【００６８】
この発光体としては、上記光触媒物質を励起させる波長を含む光を照射するランプなどを利用することができる。このランプとしては、例えば光触媒物質としてｎ型半導体のＴｉＯ2を使用している場合には、４００ｎｍ以下の波長を有する光を照射するものを利用することができる。このようなランプとしては、通常の蛍光灯、ハロゲンランプ、紫外線ランプなどを用いることができる。特に、紫外線ランプを用いるとより高い効果を得ることができる。また、上記発光体の表面にｎ型半導体の光触媒物質をコーティングすると、該発光体にコーティングされた光触媒物質によって、該発光体に接触した放電生成物を分解することもできる。
【００６９】
上記発光体を配置する場合、例えば、上記構成例１で示した帯電装置３０においては、図１１に示すように、その帯電ローラ３１と感光体ドラム１０との間の帯電領域に近接した位置であって、該帯電領域よりも該帯電ローラ回転方向上流側に配置するとよい。このように配置することで、上記発光体４０から照射される光が上記帯電領域に入り込む前に感光体ドラム１０表面に照射されるため、上記帯電装置３０による帯電を妨げることがない。また、上記構成例３で示した転写装置２０の場合には、図１２に示すように、その転写ローラ２１と感光体ドラム１０との間の転写領域に近接した位置であって、該転写領域よりも該転写ローラ回転方向下流側に配置するとよい。このように配置することで、上記発光体４０から照射される光が上記転写領域を通過した後に照射されるため、該転写領域に入り込む前の感光体ドラム１０表面に形成されたトナー像を乱すことがない。
【００７０】
以上、本実施形態においては、放電対象に接触する接触部材によって放電が発生する帯電装置又は転写装置の該接触部材に与えられた光触媒物質に、放電による発光によって光が照射されると、該光触媒物質が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ことができる。従って、このような帯電装置又は転写装置で発生した放電生成物は、その放電箇所近傍で上記光触媒物質５０によって効率的に分解される。この結果、放電生成物であるオゾンが、例えば、上記感光体ドラム１０の表面を酸化して形成画像の画質を悪化させたり、当該複写機の外部に流出して環境を悪化させる等の問題を防止することができる。また、放電生成物であるＮＯｘによる硝酸又は硝酸塩が、上記感光体ドラム１０の表面に付着し、高湿環境下での画像流れ等の異常画像の発生を防止することができる。
【００７１】
また、本実施形態では、上記感光体ドラム１０表面に硝酸又は硝酸塩が付着する量を、従来に比べて少なくすることができるか、あるいはほとんどなくすことができる。従って、その感光体ドラム表面をクリーニングするクリーニング装置１４は、硝酸又は硝酸塩の膜を削り取る必要があった従来のクリーニング装置に比べて、そのクリーニングブレードの押圧力を低下させることができ、上記感光体ドラムの寿命を長くすることが可能となる。
【００７２】
〔実施形態２〕
次に、本発明を上記実施形態１と同様の複写機に適用した他の実施形態（以下、本実施形態を「実施形態２」という。）について説明する。
上記実施形態１の構成では、感光体ドラム１０上に残留した転写残トナーを、クリーニング装置１４のクリーニングブレードによって削り取っていた。この場合、従来よりも感光体ドラムの寿命を長くすることができるが、それでも該感光体ドラムに対して転写残トナーを削り取る分の押圧力を加えなければならない。そこで、実施形態２では、上記クリーニング装置を設けずに、上記感光体ドラム１０上の転写残トナーを回収するクリーナーレスシステムを適用した複写機について説明する。
【００７３】
図１３は、本実施形態に係る複写機の要部を示す概略構成図である。この複写機は、上記感光体ドラム１０の周囲にクリーニング装置が設けられていない点を除いて、上記実施形態１に係る複写機とほぼ同様の構成である。この複写機は、転写後に上記感光体ドラム１０上に残留した転写残トナーをそのまま該感光体ドラムの回転に従って移動させ、現像手段としての現像装置１１３で回収される。そして、その現像装置１１３で回収された転写残トナーは、再び現像に寄与する。
【００７４】
ここで、クリーナーレスシステムにおいて、上記残留トナーが受ける物理的作用について説明する。
図１４は、上記転写残トナーに与えられる物理的作用を説明する説明図である。上記現像装置１１３の現像により形成された上記感光体ドラム１０上のトナー像６０ａは、上記転写装置２０によってそのトナーと逆極性の電荷が付与された記録紙１００上にクーロン力により転写される。また、記録紙１００上に転写されなかったトナーは、上記感光体ドラム１０上に転写残トナー６０ｂとして残留する。この転写の際、上記記録材１００に付与された電荷の一部がトナーに注入されることがある。従って、上記転写残トナー６０ｂの中には、正規の電荷を有するトナーと、その転写によって極性が転換したトナーとを含むことになる。
【００７５】
上記転写後、上記転写残トナー６０ｂは感光体ドラム１０の回転に伴って搬送されて、該感光体ドラム表面を均一な電位に揃えるための帯電装置３０により電荷が与えられる。これにより、正負の両極性を有していた転写残トナー６０ｂの極性が同じ極性に揃えられる。尚、本実施形態におけるクリーナーレスシステムでは、感光体ドラム１０表面の帯電極性と、トナーの正規帯電極性とが同じ極性となっている。
【００７６】
尚、本実施形態では、上記感光体ドラム１０表面が上記帯電装置３０により負極性に帯電され、上記現像装置１１３中のトナーは負極性に帯電されている。このとき、記録紙１００は、上記転写装置２０によって正極性の電荷が付与される。従って、転写の際に極性が正極性に反転した転写残トナー６０ｂは、上記帯電装置３０の帯電領域を通過することにより正規極性である負極性に戻される。
【００７７】
このようにして上記感光体ドラム１０を１周して上記現像装置１１３に達した転写残トナー６０ｃは、該感光体ドラムの表面電位と該現像装置により与えられた現像バイアスとの差に従って、該現像装置に回収されるか或いはそのまま該感光体ドラム上に残留する。この感光体ドラム１０上に残留したトナーは、トナー像の一部となって次の画像形成工程の画像形成に寄与する。
【００７８】
また、本実施形態の場合、上記感光体ドラム１０表面が帯電領域を通過するとき、該感光体ドラム上に転写残トナーが付着したままの状態となっている。このため、この転写残トナーが上記帯電装置３０の帯電ローラ３１表面に付着する、いわゆるローラ汚れが発生してしまうという問題がある。この問題は、例えば、特開平８−１０６２０３号公報や特開平８−０４４１５８号公報に開示されているように、帯電ローラ表面をクリーニングするクリーニング部材を設けて該帯電ローラ上に付着した転写残トナーを除去することで十分に解決することができる。また、特開平９−３２５５８７号公報に開示されているように、画像形成をおこなっていないときに帯電バイアスを切り替えて該帯電ローラに転写残トナーが付着するのを防止したり、帯電を行わないときに該帯電ローラを感光体ドラムから離間したりしても十分に解決することができる。
【００７９】
図１５は、上記現像装置１１３の現像領域における電位ポテンシャルを説明する図である。この図において、現像領域中の感光体ドラム１０の表面における静電潜像が形成されない非露光部の電位をＶＨ、静電潜像が形成される露光部の電位をＶＬ、上記現像装置１１３により与えられる現像バイアスをＶＢで示している。
【００８０】
例えば、上記ＶＨを−５００Ｖとし、ＶＬを−１００Ｖとし、ＶＢを−３５０Ｖとした場合について説明すると、上記転写残トナー６０ｃのうち図１５中Ａで示す非露光部にあるトナーＡは、上記帯電装置１１によってＶＨと同じ−５００Ｖに帯電している。従って、このトナーＡには、|ＶＨ−ＶＢ|＝１５０Ｖだけ、ポテンシャルの低い現像装置１１３側に移動しようとするクーロン力が働き、該現像装置に回収される。一方、上記転写残トナー６０ｃのうち図１５中Ｂで示す露光部にあるトナーＢも、上記トナーＡと同様に−５００Ｖに帯電されているが、このトナーＢには、|ＶＢ−ＶＬ|＝２５０Ｖだけ、ポテンシャルの低い感光体ドラム１０側に留まろうとするクーロン力が働き、上記現像装置１１３から現像されるトナーＣとともにトナー像を形成する。
【００８１】
以上のようにして、実施形態２では、クリーナーレスシステムを採用することによりクリーニング装置を設ける必要がなくなるので、そのクリーニングブレードによって感光体ドラム表面を劣化させることがなくなる。従って、上記感光体ドラムの寿命を大幅に延ばすことが可能となる。また、クリーニング装置を省いた分だけ、低コスト化、作像エンジン又はカートリッジの小型化を実現することができる。
【００８２】
上述した実施形態１及び２において使用される現像装置は、一成分現像であっても二成分現像であってもよい。上記実施形態２のようにクリーナーレスシステムを採用した複写機では、一成分現像又は二成分現像のいずれの場合でも、感光体ドラム上の転写残トナーを現像装置で回収する際にクーロン力を利用するが、その効果を高めるために、その現像剤あるいはトナーを該感光体ドラム表面に接触させながら現像を行なう接触現像方式を採用するのが好ましい。この現像の際には、ＤＣ成分だけでなく、様々な波形を有するＡＣ成分を含む現像バイアスを印加してもよい。
【００８３】
図１６は、二成分現像剤を用いた現像装置の一例を示す概略構成図である。
この現像装置２００には、現像スリーブ２０１が設けられている。この現像スリーブ２０１は、アルミニウムやステンレスなどの非磁性導電性部材で形成されており、その表面はサンドブラストなどで適度な凹凸が設けられている。また、この現像スリーブ２０１の内部に複数の固定磁石２０３が設けられている。この現像スリーブには、図示しない電源から現像バイアスが印加されるようになっている。この現像装置２００の内部に形成された現像剤溜りＡには、現像剤を互いに逆方向に移動させながら撹拌する２本の撹拌部材２０４が設けられている。また、上記現像スリーブ２０１に担持された現像剤を規制するためのドクターブレード２０２も設けられている。
【００８４】
この現像装置２００において、現像によりトナーが消費されると、それに相当する量のトナーがトナーボトル２０５から補給される。補給されたトナーは上記撹拌部材２０４によって上記現像剤溜りＡ内の現像剤と混合される。そして、２本の撹拌部材２０４によって撹拌・搬送された現像剤が上記現像スリーブ２０１近傍に到達したら、その現像剤は上記固定磁石２０３の作用により該現像スリーブに汲み上げられる。この汲み上げられた現像剤は、上記ドクターブレード２０２の下流側で対流して、そのトナーとキャリアとが混合し、該トナーは十分かつ均一に帯電される。
【００８５】
上記ドクターブレード２０２により規制された現像剤は、上記感光体ドラム１０と対向する現像領域で固定磁石２０３により穂立ち状態となり、その穂が該感光体ドラム１０に接触する。そして、トナーは、上記現像スリーブ２０１と上記感光体ドラム１０上に形成された静電潜像との間の電界によって、該静電潜像側に移動し、現像が行われる。
【００８６】
この二成分現像剤としては、例えば、粒径５０μｍのフェライト粒子を芯材とし、その表面をシリコン樹脂でコートしたキャリアと、質量平均粒径が７．５μｍであってカーボンブラックで着色されている熱可塑性樹脂を主成分とするトナーとを、トナー濃度５ｗｔ％で混合したものを利用いることができる。
【００８７】
図１７は、一成分現像剤を用いた現像装置の一例を示す概略構成図である。
この現像装置３００には、現像スリーブ３０１が設けられている。この現像スリーブ３０１は、適度な弾性を有するゴムなどの導電性部材で形成されている。また、この現像スリーブには、図示しない電源から現像バイアスが印加されるようになっている。この現像スリーブ３０１に接触するようにトナー供給ローラ３０４が配置されている。この接触部分において、トナーと上記現像スリーブ３０１との接触帯電や電荷注入により、該トナーに電荷が付与される。そして、このトナーと現像スリーブ３０１との間にクーロン力が発生し、該トナーが該現像スリーブ上に担持される。このとき、必要に応じて、上記トナー供給ローラ３０４にもバイアスを印加してもよい。
【００８８】
また、上記現像スリーブ２０１に担持されたトナーは、トナー層形成ブレード３０２により規制され、該現像スリーブ上に薄層化されてトナー層を形成し、上記感光体ドラム１０と対向する現像領域に搬送される。そして、この現像領域において、上記トナー層が上記感光体ドラム１０表面に接触し、該現像スリーブと該感光体ドラム上に形成された静電潜像との間の電界によって、そのトナーが該静電潜像側に移動し、現像が行われる。
【００８９】
この一成分現像剤としては、例えば、質量平均粒径が７．５μｍであってカーボンブラックで着色されている熱可塑性樹脂を主成分とするトナーを利用いることができる。尚、トナーに磁性体を含有させ、上記現像スリーブに磁石を内包させてた構成とし、磁気力を利用してトナー層の形成・搬送するものも利用することができる。
【００９０】
尚、上述した２つの実施形態では、モノクロ画像形成装置である複写機について説明したが、本発明は、カラー画像形成装置においても適用可能である。また、上述した実施形態では、帯電装置及び転写装置のみについて説明したが、これに限らず、放電対象に対して接触し、該放電対象にバイアスを印加する際に放電を伴う接触部材を有するものであれば、例えば、潜像担持体や中間転写体などの像担持体を除電する除電手段などにも同様に適用することができる。
【００９１】
〔実施例〕
次に、本発明に係る光触媒物質を用いた複写機と、該光触媒物質を用いない従来の複写機とについて行った比較実験について説明する。双方の複写機は、光触媒物質を有するか否かの構成以外は同じ構成となっている。尚、双方の一様帯電手段としては帯電ローラを利用した帯電装置が使用され、転写手段としては転写ローラを利用した転写装置が使用されている。本実験においては、これら複写機を、高温、高湿環境下に設置して約１万枚のコピーを行い、コピー後にこれら複写機を停止させてその環境下に一晩置いた。そして、翌朝、これら複写機を動作を再開して、そのコピー画像について観察した。
【００９２】
この観察の結果、従来の複写機においては画像が流れたような状態のコピー画像が得られた。これは、機内のＮＯｘが感光体ドラム上に降り積もり、そのＮＯｘが空気中の水分と反応して、ＨＮＯ３や、ＮＨ４ＮＯ３などの硝酸又は硝酸塩の化合物に変化したためと考えられる。このように感光体ドラム表面に硝酸又は硝酸塩の化合物が形成されると、該感光体ドラム表面の抵抗を低下させてしまう。この結果、上記感光体ドラム表面に電荷が与えられても、その電荷を該感光体ドラム上の所定位置に維持することができず、その電荷により形成される静電潜像が壊されてしまうことによるものと推測される。一方、これに対して光触媒物質を用いた本発明に係る複写機においては、画像が流れたような状態のコピー画像は現れず、高品質の画像が得られた。
【００９３】
【発明の効果】
請求項１乃至１３の発明によれば、光触媒物質の還元作用により放電生成物を除去することができるので、画像が流れたような異常画像は発生せず、画像品質を向上させることができる新規な画像形成装置を提供することができるという優れた効果がある。
更に、ＮＯｘによる硝酸又は硝酸塩の膜を従来のように機械的に摺擦して削り取る必要がなくなり、像担持体の長寿命化を図ることができるという優れた効果もある。
更に、光触媒物質の量を一定に保つことが可能となり、経時的に安定して放電生成物を除去することができるという優れた効果もある。
特に、請求項２の発明によれば、クリーニング部材によって潜像担持体表面を劣化させることがないので、潜像担持体の寿命をより長くすることができるという優れた効果がある。
また、請求項３及び４の発明によれば、使用する光触媒物質に最適な波長の光を照射することができるので、該光触媒物質による放電生成物の分解効率を向上させ、より高い画像品質をえることができるという優れた効果がある。
また、請求項５の発明によれば、光触媒物質に光を照射するための新たな部材や装置を設ける必要がなく、簡易な構成の画像形成装置を提供することができるという優れた効果がある。
また、請求項６乃至１０の発明によれば、放電発生箇所で放電生成物を除去することができるので、該放電生成物を効率よく分解でき、より高い画像品質をえることができるという優れた効果がある。
また、請求項１１の発明によれば、より効率よく放電生成物を除去することができるので、より高い画像品質をえることができるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態１に係る複写機の要部を示す概略構成図。
【図２】同複写機における帯電装置の一構成例を示す概略構成図。
【図３】同帯電装置の変形例を示す概略構成図。
【図４】同複写機における帯電装置の他の構成例を示す概略構成図。
【図５】同帯電装置の要部拡大図。
【図６】同帯電装置の変形例を示す概略構成図。
【図７】同複写機における転写装置の一構成例を示す概略構成図。
【図８】同転写装置の変形例を示す概略構成図。
【図９】同複写機における転写装置の他の構成例を示す概略構成図。
【図１０】同転写装置の変形例を示す概略構成図。
【図１１】構成例１に係る帯電装置の他の変形例を示す概略構成図。
【図１２】構成例３に係る転写装置の他の変形例を示す概略構成図。
【図１３】実施形態２に係る複写機の要部を示す概略構成図。
【図１４】クリーナーレスシステムにおいて転写残トナーに与えられる物理的作用を説明する説明図。
【図１５】クリーナーレスシステムにおいて現像領域の電位ポテンシャルを示す説明図。
【図１６】二成分現像装置の概略構成図。
【図１７】一成分現像装置の概略構成図。
【符号の説明】
１０    感光体ドラム
１２    光書込ユニット
１３，１１３，２００，３００  現像装置
１４    クリーニング装置
２０，１２０  転写装置
２１    転写ローラ
１２１  転写ベルト
３０，１３０  帯電装置
３１    帯電ローラ
１３１  磁気ブラシ
２２，１２２，３２，１３２  高圧電源
２６，１２６，３６，１３６  光触媒供給装置
４０    発光体
１００  記録紙
【図１】
0004009391.tif 000002
【図２】
0004009391.tif 000003
【図３】
0004009391.tif 000004
【図４】
0004009391.tif 000005
【図５】
0004009391.tif 000006
【図６】
0004009391.tif 000007
【図７】
0004009391.tif 000008
【図８】
0004009391.tif 000009
【図９】
0004009391.tif 000010
【図１０】
0004009391.tif 000011
【図１１】
0004009391.tif 000012
【図１２】
0004009391.tif 000013
【図１３】
0004009391.tif 000014
【図１４】
0004009391.tif 000015
【図１５】
0004009391.tif 000016
【図１６】
0004009391.tif 000017
【図１７】
0004009391.tif 000018