JPH0252376A - 電子写真装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明はコロナ放電等のオゾン発生を伴う帯電手段を有
する複写機、プリンタ等の電子写真装置に関するもので
ある。

〈従来の技術〉 従来、複写機、プリンク等の電子写真装置に於いては、
怒光体への帯電手段としてコロナ放電が用いられている
が、コロナ放電時に発生するオゾンはその酸化作用によ
って装置内の機械部品を劣化せしめ最終出力画像の品質
を低下せしめる虞れ等があることから、排気ファンを用
いてオゾンを含んだ空気を装置外に排出している。この
場合オゾンを直接装置外に排気すると、濃度レベルによ
っては臭気がしたり高濃度の場合には人体へ影響を及ぼ
す虞れがあるため、排気ファンの上流側に活性炭を蜂の
巣状に成形したオゾンフィルターを設けて排気を行って
いる。

また、上記装置に於いて帯電器として正極性及び負極性
のコロナ放電を利用するものが一般に用いられているが
、環境条件の変化等に対して安定した帯電を行うために
例えば特公昭５５−３０６２６号に開示される如く、放
電ワイヤの単位長さ当たり２０μＡ／σ以上のコロナ放
電を行うものが知られている。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかし、前述の如き帯電器を用いてコロナ放電を行った
場合、多量のコロナ電流を流すために生成されるオゾン
量が多くなり残留オゾンが生じこれによって感光ドラム
が変質して画像が劣化する虞れがあるため排気ファンに
よる排気量を大きくする必要がある。

ところが、排気ファンが多量のオゾンを含んだ空気をオ
ゾンフィルターを通して装置外に排気する場合、フィル
ターが使い込まれるとオゾン分解能力が低下して装置外
に有意量が排気され環境を汚染する虞れがある。

また、特別にメンテナンスを要しないプロセスカートリ
ッジを用いる小型装置に於いては装置を分解してフィル
ターを交換する作業が必要となり不都合である等の課題
があった。

本発明は上記課題を解決し、画像の劣化を防止すると共
に、オゾンの装置外への漏洩を極力抑えを防止して画像
品位を保つことが出来、更に前記オゾンを含んだ空気が
オゾンフィルター中を通過する時間を０．０１ｓｅｃ以
上とすることによりオゾンの装置外への漏洩を極少量に
留めて環境汚染を防止することが出来る。

また、前記オゾンフィルターを一定間隔を置いて複数個
設けた場合には、オゾンの分解作用をより促進すること
が出来る。

〈第一実施例〉 以下、図面を参照して本発明を適用した電子写真装置の
一実施例について説明する。

先ず本発明を適用した電子写真装置の概略構成について
第４図（ａ）を参照して説明する。

第４図（ａ）に於いて、１は電子写真装置の外装を構成
する筐体であり、該筐体１の左右の側面には吸気用ルー
バ２及び排気用ルーバ３が設けられている。

４はプロセスカートリッジであって、図示せざる現像器
、クリーナーの他感光ドラム５．帯電器６等を一体的に
内蔵し、図示しないガイド手段及た電子写真装置を提供
するものである。

〈課題を解決するための手段〉 前記課題を解決し以下に述べる実施例に適用される手段
は、コロナ放電により生成されたオゾンをオゾンフィル
ターにより除去して装置内の空気を装置外に排気する電
子写真装置に於いて、前記コロナ放電量をコロナ放電ワ
イヤの単位長さ当たり１５μ八八ｍ以上とし、前記コロ
ナ放電により生成されたオゾンを含む装置内の空気の排
気量を前記単位コロナ放電量当たり１５ｃｍ３／　ｓｅ
ｃ・μＡ以上とし、前記オゾンを含んだ空気がオゾンフ
ィルター中を通過する時間を０．０１ｓｅｃ以上とした
ことを特徴とした電子写真装置に関するものである。

〈作用〉 上記手段によれば、コロナ放電量をコロナ放電ワイヤの
単位長さ当たり１５μ八／ｃＩ１１以上とすることによ
り安定した放電特性を得ることが出来、前記コロナ放電
により生成されたオゾンを含む装置内の空気の排気量を
前記単位コロナ放電量当たり１５ｃｍ’／　ｓｅｃ・μ
Ａ以上とすることにより画像の劣化びロック手段により
筺体１内に取り付は固定されている。

上記カートリッジ４の上面には吸気開口４ａ及び排気開
口４ｂが夫々設けられており、上記吸気開口４ａは画像
露光用のスリットを兼ねており、また上記排気開口４ｂ
は帯電器６により感光ドラム５を帯電するのに先立ち露
光ランプ７により感光ドラム５の表面部Ｆを照射して残
留電荷を消去する開口を兼ねている。

８は前記排気開口４ｂと排気用ルーバ３とを連結する排
気用ダクトであり、排気用ルーバ３の近傍には上流側よ
りオゾンフィルター９．排気ファン１０が夫々設けられ
ている。

上記オゾンフィルター９は厚さ１０〜４０１ｍのハニカ
ム状格子或いは井桁状格子に形成したセラミックフィル
ター、活性炭フィルター、或いはマンガン、チタン、ア
ルミニウム、ケイ素等の金属系の触媒フィルター等が用
いられる。

第４図（ｂ）は上記装置内の空気の流れを示す説明図で
ある。

同図に於いて、吸気用ルーバ２より吸入された空気はプ
ロセスカートリッジ４に設けられた吸気開口４ａよりカ
ートリ・フジ４内に導かれ、帯電器６で発生したオゾン
と混合されて排気開口４ｂより排気ダクト８内に排気さ
れる。次いでオゾンを含んだ空気は排気ダクト８内を下
流方向に流れ、オゾンフィルター９によりオゾンが除去
された後、排気ファン１０により排気用ルーバ３から筐
体１外へ排気される。尚、図中細矢印ａはオゾンを含ま
ない空気の流れを、大矢印Ａはオゾンを含んだ空気の流
れを示す。

次に前述の如く構成された電子写真装置を用いて装置を
駆動した場合について図面を参照しながら従来例と比較
して説明する。

第１図は本発明を適用した一実施例の要部を示す説明図
、第８図は従来例の説明図である。

装置全体の構成は本実施例及び従来例も同様のものを用
いるものとする。

この場合の駆動条件としては本実施例及び従来例共に感
光ドラム５として有機半導体を用いたものを、プロセス
スピード５０ｓｎ／ｓｅｃで駆動し、−成帯電器６とし
て負極性のコロナ放電を有効ワイヤ長２３ｃＩ！１にて
−４００μ＾流すスコロトロンを用いて暗部電位−７０
０ｖに帯電させた。即ちコロナ放電ワイヤｌ　ｃｎ当た
り−１７，４μＡのコロナ電流を流した。

尚、コロナ放電ワイヤ１ｃＩ１１当たりのコロナ放電量
とコロナ放電の安定性については特公昭５５−３０６２
６号公報に於いてグリッドを用いないコロトロンにおけ
る安定性に着目して略２０μＡ／ｃｍ以上で安定化出来
る旨述べられているが、グリッドを用いたスコロトロン
に於いてはグリッドによる感光ドラム５の表面電位の安
定化効果が加わるので、コロナ放電ワイヤｌ　ｃｎ当た
りのコロナ放電量は略１５μＡ以上であれば十分安定化
が可能である。

また、コロナ放電ワイヤ単位長さ当たりの放電量は、コ
ロナ放電ワイヤへの高電圧印加によって定まるが、この
印加電圧が高くなるとコロナノ＼ウジングとコロナ放電
ワイヤがリークして放電が不安定になる。よって上記コ
ロナ放電ワイヤ単位長さ当たりの放電量はその絶対値が
１００μ＾／ｃ＋ｎ以下となるように電圧印加を行うこ
とが好ましい。

オゾンフィルター９は本実施例及び従来例共に活性炭ハ
ニカムフィルターであって東京濾器■製のＴＡＫフィル
ター〔登録商標）　　（４５０セル）を用い、従来例で
は断面寸法６．５　ｃｍｘ６．ｏ　ｃｎで厚さｌ■のも
のを、本実施例では断面寸法６．５　ｃｍＸｆｉ、ＱＣ
で厚さ２０Ｉ１１のものを夫々排気ファン１０の１流側
に配置した。

また排気ファン１０としてはクロスフローファンを用い
、従来例では排気量を８０００ｃｍ’／ｓｅｃとしたの
に対し、本実施例では７５００ｃｍ″／ｓｅｃと減少さ
せた。

この時、駆動開始時点では筺体１の外部で測定されたオ
ゾン濃度はＵＬ規格（ＵＬ１１４）に規定された測定方
法で０．０５ＰＰＭ（平均値）であったが、１０万枚プ
リントを終了した時点では筐体１の外部で測定されたオ
ゾン濃度は、従来例では０．２０ｐｐ−を示しＵＬ規格
値（０，１１０ＰＰ以下）を上回り、−力木実施例では
０．０６ＰＰＭを示し、更に２０万枚プリント後でも０
．０９ＰＰＭといずれもＬＪ　ｌ−規格値を満たずこと
が判明した。

ここで上記条件下で装置を駆動させた場合に得られる一
般的な傾向について図面を参照して説明する。

第２図は単位負極性コロナ放電蛍光たりの排気量と画像
品位との関係を示すグラフ、第３図はオゾンを含む空気
流がオゾンフィルター中を通過する時間とオゾン濃度と
の関係を示すグラフである。

筺体１外にオゾンを排出させない最も簡単な方法は、排
気量を減少させることであるが、排気蛍雪ではオゾンの
漏洩は零となっても筺体１内に残留するオゾンが画像を
劣化させる虞れがある。

第２図はコロナ放電量１μＡ当たりどの程度排気すれば
画像への悪影響を防止出来るかを示すものである。

従来例に於いては、排気量が８０００ｃｍ３／５ｅｃ（
単位コロナ放電蛍光たりの排気量２０ｃｍ’／ｓｅｃμ
Ａ）では画像ぼけは生じないが、１０万枚プリント後の
筐体１外のオゾン濃度０．２ＰＰＭを半減させるため排
気量を半減させて４０００ｃｍ３／５ｅｅ（単位コロナ
放電蛍光たりの排気量ｌ０ＣＩＩ＋３７ｓｅｃ　　・μ
Ａ）としたところ、常温常温では問題ないが、多湿環境
（例えば３０℃８ｏχＲ１１）では画像ぼけが生ずるこ
とが判明した。従って画像ぼけの生じない臨界排気量は
６０００ｃｍ３／５ｅｃ（単位コロナ放電量当たりの排
気量１５ｃｎ＋’八ｅｃ　　・μ八）であると判明した
。

尚、オゾンを含む空気の排気量は排気ファン１゜の性能
とダクト８．オゾンフィルター９の構造及び配置によっ
て定まるが、排気量を大きくするに従い排気ファン１０
より生ずる騒音も大きくなり、また排気用ルーバ３から
排気される空気流により筐体１付近の書類を散乱させる
等の弊害を生ずる虞れがある。よって上記オゾンを含む
空気の排気量は単位コロナ放電量当たり５０ｃｍ’／ｓ
ｅｃ　　・μＡ以下にするのが好ましい。

一方、本実施例ではオゾンフィルター９を厚くしたため
空気流が減速したこともあり、排気量は７５００ｃｍ　
３／ｓｅｃ　（単位コロナ放電量当たりの排気量１９Ｃ
ｆｆ１３／ＳｅＣ・μＡ）で画像ぼけは生じなかった。

次に、第３図はオゾンを含む空気流がオゾンフ冊 一定となり、オゾンフィルター９の厚さが十分に大きけ
れば、相当枚数のプリント後も空気流の下流側に相当す
るフィルタ一部分は比較的劣化の度合が小さくて済むた
めと考えられる。換言すれば、オゾンと活性炭の接触時
間が十分に長く確保されていれば、フィルターの劣化は
あってもオゾンの漏洩を少量に留めることが出来る。

尚、上述のオゾンフィルター９の劣化のメカニズムから
判るように、オゾンフィルター９の断面積を大きく　（
例えば１０倍）にしてオゾンを含む空気流を通過させれ
ば分解すべきオゾン濃度が低くなり、オゾンフィルター
９の劣化の速度も減速されることは明らかである。しか
し、オゾンフィルター９の断面積を大きくすれば、その
下流側に設けられる排気ファン１０も大きくしなければ
ならず装置全体の構成上制約がある。

従って、通常のパーソナルタイプからデスクｉ・ツブタ
イプ乃至はオフィスユースのコンソールタイプの電子写
真装置で使用されるオゾンフィルター９の断面寸法の範
囲内で、オゾンフィルター９イルター中を通過する時間
とオゾン濃度との関係を示し、空気の流速Ｖは「排気量
÷オゾンフィルター９の断面積」で与えられ、空気流の
オゾンフィルター９の通過時間ｔは「オゾンフィルター
９の厚さ÷流速■」で与えられる。然るに、前記従来例
によればＶ　−８０００／６Ｘ６．５　＝２０５（ｃｍ
／５ｅｃ）、Ｌ　−１／２０５　＝　０．００５（ｓｅ
ｃ）では１０万枚プリント後のオゾン濃度はＵＬ規格値
を満たせないと言える。

これは、オゾンフィルター９を長期間使用すると、吸着
したオゾンが活性炭等を変質させ、また筐体１内で発生
ずる塵埃の汚染により吸着能力が低下しフィルターが劣
化するためと考えられる。

一方、本実施例によればｖ−７５００／６Ｘ６．５　＝
１９２（ｃｍ／５ｅｃ）　、Ｌ　＝　２　／１９２　＝
　０．０Ｈｓｅｃ）であれば１０万枚更には２０万枚プ
リント後でもオゾン濃度はＵＬ規格値を満たすと言える
。

これは、オゾンフィルター９の劣化のメカニズムは空気
流の上流側から始まるが、発生オゾン量と流速は略一定
であるから劣化の進行スピードもに十分な耐久性を保証
するためには、前述の如く画像ぼけの生じない臨界排気
量６０００ｃｍ″／５ｅｃ（単位コロナ放電量当たりの
排気量１５ｃｍ′３７ｓｅｃ　　・μＡ）以上を満たす
と共に、空気流がオゾンフィルター９を通過する時間ｔ
を０．０１ｓｅｃ以上に設定すれば、画像品位を保ち、
しかも環境汚染のない電子写真装置を得ることが出来る
。

尚、オゾンフィルター９の厚さが大きくなると排気ファ
ン１０の圧損が増加するので、筐体１内の空気は排出さ
れ難（なる。これと装置の大きさを適正な範囲に保つこ
とを勘案ずれば、上記空気流のオゾンフィルター９の通
過時間ｔは０．１ｓｅｃ以下にすることが好ましい。

また上記実施例では放電ワイヤが１本の場合を示したが
、複数本のコロナ放電ワイヤを有する一次帯電器９に於
いては、総コロナ放電電流値をコロナ放電ワイヤの長さ
の合計値で除したものにワイヤ本数を乗じた値を放電ワ
イヤ単位長さ当たりのコロナ放電量と考えれば良い。

〈第２実施例〉 次に、本発明を適用した第二実施例について図面を参照
して説明する。

第５図は本発明を適用した装置の要部を示す説明図であ
る。尚、装置全体の構成は第一実施例と同様とする。

同図に於いて、駆動条件としては感光ドラム５として有
機半導体を用いたものを、プロセススピード１００　鵞
＊／ｓｅｃで駆動し、−成帯電器６として負極性のコロ
ナ放電を有効ワイヤ長２３ｃｍにて−４５０μＡ流すス
コロトロンを用いて暗部電位−６５０Ｖに帯電させた。

即ちコロナ放電ワイヤｌ　ｃｍ当たり１９．６μＡのコ
ロナ電流を流した。

オゾンフィルター１１は活性炭ハニカムフィルターであ
って東京波器■製のＴＡＫフィルター〔登録商標）　　
（４５０セル）を用い、断面寸法８．０ｃｍｘ７．５ｃ
ｍで厚さｌ　ｃｍのものを夫々排気ファン１２の上流側
に間隔を設けて２箇所配置した。この時のオゾンフィル
ター１１ａとｌｌｂとの間隔ｐ０はｌ　ｃｍ、オゾンフ
ィルター１１２と排気ファン１２との間隔ρは３ｃ１１
とした。

の間隔７！１　を設けたほうがオゾンフィルター１１２
のファン１２例の断面におけるオゾン分解が有効に作用
することが判明した。

尚、上記７！。、２．の値は大きい程オゾンの分解作用
が促進されるが、余り大きな値にすると排気ダクト８の
気密性を保つのが困難になるので装置に応じて最適配置
を行うのが望ましい。

〈第３実施例〉 次に、本発明を適用した第三実施例について図面を参照
して説明する。

第６図は本発明を適用した装置の要部を示す説明図であ
る。尚、装置全体の構成は第一実施例と同様とする。ま
た、本実施例に於いては、前述の第−及び第二実施例と
異なり一次帯電器６を用いて正極性のコロナ放電を行う
点が大きく異なっている。

同図に於いて、駆動条件としては感光ドラム５としてア
モルファス・シリコンを用いたものを、プロセススピー
ド３００　ｍｍ／ｓｅｃで駆動し、−成帯電器６として
正極性のコロナ放電を有効ワイヤ長３２また前記排気フ
ァン１２は軸流ファンを用い、排気量を１００００　ｃ
ｍ″／ｓｅｃとした。

上記構成に於いて、駆動開始時点では筺体１の外部で測
定されたオゾン濃度は０．０１５ＰＰＭであり、１０万
枚プリントを終了した時点では０．０５ＰＰＭを示しＵ
Ｌ規格値（０，１１０ＰＰ以下）を満たすことが判明し
た。

また、この時の単位コロナ電流光たりの排気量は２２ｃ
ｍ３／ｓｅｅ　　・、１７Ａ　、空気流の速さは１６７
　ｃ＋ｎ／ｓｅｃ。

オゾンフィルター１１８及びｌｌｂを空気流が通過する
時間は０．００６　Ｘ　２−０．０１２（ｓｅｃ）であ
った。

本実施例では、オゾンフィルター１１の構造が第一実施
例と異なり２つに分かれているが、厚さ２ｃＩ１１のフ
ィルターを１つ設けるよりも、厚さ１ｃｍのフィルター
を２つ間隔を置いて設けるほうが、オゾンの分解能力が
高い。即ちオゾンフィルター１１ａ及びｌｌｂの空気流
に接触する断面積が１ピースに比べて２ピースのほうが
増加し、オゾンの分解作用が促進されるからである。

また、排気ファン１２とオゾンフィルター１１ａとｃｍ
にて→−１８００μ八流すスコロトロンを用いて暗部電
位＋４５０ｖに帯電させた。即ちコロナ放電ワイヤ１ｃ
Ｉ１１当たり＋５６μＡのコロナ電流を流した。

オゾンフィルター１３は活性炭ハニカムフィルターであ
って東京波器■製のＴＡＫフィルター〔登録商標）　　
（４５０セル）を用い、断面寸法１２ｃｍ×１０ｃｍで
厚さ２ｃｍのものを夫々排気ファン１２の上流側に間隔
を設けて２箇所配置した。この時のオゾンフィルター１
３２と１３ｂとの間隔１０は１ｃｍ、オゾンフィルター
１３ａと排気ファン１２との間隔ら　は５ｃｍとした。

また前記排気ファン１２は軸流ファンを用い、排気量を
２７０００　ｃｍ３／ｓｅｃとした。

上記構成に於いて、駆動開始時点では筺体１の外部で測
定されたオゾン濃度は０．０２５ＰＰＭであり、２０万
枚プリントを終了した時点では０．０８ＰＰＭを示しＵ
Ｌ規格値（０，１１０ＰＰ以下）を満たすことが判明し
た。

また、この時の単位コロナ電流光たりの排気量は１５ｃ
ｍ３７ｓｅｃ　　・μ八、空気流の速さは２２５　ｃｍ
／ｓｅｃ。

オゾンフィルター１３ａ及び１３ｂを空気流が通過する
時間は０．００９　Ｘ　２−０．０１８（ｓｅｃ）であ
った。

ここで、正極性と負極性のコロナ放電との相違について
説明すると、一定のコロナ放電電流に対して生成される
オゾンの量は正極性コロナ放電のほうが負極性コロナ放
電よりも少ない。第７図は正極性コロナ放電の場合の排
気量と画像品位との関係を示すグラフである。同図によ
れば、正極性コロナ放電の場合は臨界排気量がｌＱｃｍ
’／ｓｅｃ　　・μ八であり、負極性コロナ放電よりも
比較的少ない排気量で画像劣化が防止出来る。

前記第一乃至第三実施例に於いてはハニカム構造のオゾ
ンフィルターの目の荒さについてＴＡＫフィルター〔登
録商標）　　（４５０セル）を用いたが、より細密な目
（例えば８００セル）とすればフィルターの劣化寿命は
延びるが、１０万枚程度のプリント使用に耐えるために
は、細密目のめでは寿命を延ばせず、結局オゾンを含む
空気流がオゾンフィルターを通過する時間を０．０１ｓ
ｅｃ以上とすることが必要であることが判った。

の概略構成を示す説明図、第４図（ｂ）は上記装置内の
空気の流れを示す説明図、第５図乃至第７回は他側の説
明図、第８図は従来例の説明図である。

１は筐体、２．３はルーバ、４はプロセス力トリソジ、
４ａ、４ｂは開口、５は感光ドラム、６は一次帯電器、
７は露光ランプ、８はダクト、９、１１．１３はオゾン
フィルター、１２はファンである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）コロナ放電により生成されたオゾンをオゾンフィ
   ルターにより除去して装置内の空気を装置外に排気する
   電子写真装置に於いて、 前記コロナ放電量をコロナ放電ワイヤの単位長さ当たり
   １５μＡ／ｃｍ以上とし、 前記コロナ放電により生成されたオゾンを含む装置内の
   空気の排気量を前記単位コロナ放電量当たり１５ｃｍ＾
   ３／ｓｅｃ・μＡ以上とし、前記オゾンを含んだ空気が
   オゾンフィルター中を通過する時間を０．０１ｓｅｃ以
   上としたことを特徴とした電子写真装置。
2. （２）前記オゾンフィルターを一定間隔を置いて複数個
   設けた請求項（１）記載の電子写真装置。