JP3416370B2 - 電子写真印刷機 - Google Patents

電子写真印刷機

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JP3416370B2
JP3416370B2 JP01171096A JP1171096A JP3416370B2 JP 3416370 B2 JP3416370 B2 JP 3416370B2 JP 01171096 A JP01171096 A JP 01171096A JP 1171096 A JP1171096 A JP 1171096A JP 3416370 B2 JP3416370 B2 JP 3416370B2
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    • G03G21/20—Humidity or temperature control also ozone evacuation; Internal apparatus environment control
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    • G—PHYSICS
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、排ガス規制を考慮
した電子写真印刷機に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の電子写真印刷機を図４と図５によ
り説明する。
【０００３】図４において、供紙ローラ１から送り出さ
れた紙は、駆動ローラ２、送紙ローラ３を通り、像担持
体４ａ〜４ｄを通過する。これら４つのローラは、それ
ぞれ青色４ａ、赤４ｂ、黄色４ｃ、スミ４ｄの順となっ
ている。また、印刷された紙は、送紙ローラ６を通り、
定着ロール７により加熱定着が行なわれ、排紙部９に入
る。この時、定着ロール７から多量の溶媒が発生するの
で、ブロワー１５を使用して排気口８から排出してい
る。なお、図中１０ａ〜１０ｄは青色、赤、黄、スミの
液体現像剤用タンク、１１はケーシングである。
【０００４】次に、図５により、印刷部を詳細に説明す
る。液体トナーを用いた電子写真法により画像を得るこ
とを目的として、従来種々の方法および装置が提案され
ているが、図５に示すように、像担持体４（４ａ〜４
ｄ）の面上に形成された静電潜像２９を現像装置２３に
よって液体現像剤２４でトナー像２５を形成し、スクイ
ーズ装置２６でトナー像２５の余剰液を除去した後、転
写材２７の背面から、転写器２８によってトナーと逆極
性の転写電荷を与えて転写するのが最も一般的である。
【０００５】なお図中３０は露光器、３１は帯電器、３
２は除電器、３３はクリーニングブレードである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記従来装置において
一般に使用されている溶剤は、炭素数１０以上のインパ
ラフィン溶媒であり、例えばエクソン社のアイソパー
Ｌ、Ｍ等の商品がある。現在国内では、これらの溶剤を
含む排ガスについては、何ら規制はないが、イギリスの
印刷機に関するＶＯＣ（揮発性有機化合物）の規制とし
て、１５０ｍｇ／ｍ 3 があり、きわめて厳しいものであ
る。輸出品はもちろん、将来の国内規制動向によって
は、前記数値を考慮する必要がある。
【０００７】溶剤処理方法としては大気放出、触媒燃
焼、活性炭吸着、および冷却凝縮がある。
【０００８】 大気放出の場合、例えばアイソパーＬ
の印刷機での使用量が８．６４ｋｇ／ｈｒの時、アイソ
パーＬの爆発下限界濃度は、０．６〜０．７ｖｏｌ％
（４４，７３２〜５２，１８５ｍｇ／ｍ3 Ｎ）であるた
め、通常その値の１／３以下の濃度で取り扱うことが義
務付けられている。そこで、目標濃度を０．２２ｖｏｌ
％（１６，４０２ｍｇ／ｍ3 Ｎ）とすると、混合する空
気量を増加させる必要からブロワーの容量は５２７ｍ3
／Ｈｒとなる。この場合、放出ガス中のアイソパーＬの
濃度１６，４０２ｍｇ／ｍ3 Ｎであり、上記の欧州の規
制を全く満足していない。
【０００９】そこで、大気放出で、８．６４ｋｇ／ｈｒ
のアイソパーＬを１５０ｍｇ／ｍ3に空気のみで薄める
ためには、容量５７，６００ｍ3 ／Ｈｒのブロワーが必
要となる。オフィス等で使用する際には、きわめて大き
なブロワーが必要となり、不適当である。
【００１０】 触媒燃焼方式では、炭化水素を４００
℃付近で二酸化炭素と水に変えてしまうために、溶剤の
回収は不能である。また、高温の燃焼ガスが排ガスとし
て放出されるため、室内には設置できない。
【００１１】 活性炭吸着方法では、炭化水素は活性
炭に良く吸着するが、電子写真印刷機に使用する炭素数
が１０個以上の溶剤は、一度吸着後脱着するためには、
熱風では不可であり高温の水蒸気を必要とする。通常の
オフィスでは、このような水蒸気源がなく、小型のボイ
ラを使用すると、処理装置が大きくなる欠点がある。
【００１２】 冷却凝縮の場合、溶剤を含むガスの温
度を下げるに従って、ガス中の溶剤ガス濃度は下がる
が、１５０ｍｇ／ｍ3 以下の濃度にするには、次のよう
な問題がある。すなわち、排出ガスの出口濃度を１５０
ｍｇ／ｍ3 を満足させる場合、アイソパーＬをこの濃度
にするためには、蒸気圧の値から温度を−７．２℃に冷
却する必要がある。しかし、連続的に流れているガスを
マイナスの温度域にする技術は、確立されていない。冷
却部に霜がつき、ガスを連続的に−７．２℃にキープす
ることは、困難である。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するため次の手段を講ずる。
【００１４】（１）像担持体と、同像担持体表面を帯電
させる手段と、前記像担持体表面に光を照射し潜像を形
成させる露光手段と、同潜像に液体現像剤を供給しトナ
ー像を形成させる現像手段と、同トナー像を転写材表面
に転写させる手段と、同転写した像を転写材表面に定着
させる手段とをケーシング内に有する電子写真印刷機に
おいて、上記ケーシング内に発生するガスを取り出し再
び戻す循環手段と、同循環手段の途中に設けられ上記ガ
ス濃度を下げるガス冷却溶剤回収手段と、上記ケーシン
グ内のガスの温度および湿度を検出する検出手段と、上
記ガス冷却手段の後流側に設けられ上記検出手段の出力
を受け上記ケーシングへ戻すガスの温度を調節するガス
加熱手段とを設ける。
【００１５】以上において、ケーシング内の溶剤を含む
ガスは取り出されガス冷却溶剤回収手段で冷却され、ガ
ス状の溶剤の一部は凝縮し外部に回収される。また冷却
されたガスは所定の低濃度になって再びケーシング内に
戻される。
【００１６】ケーシング内のガス温度および湿度が検出
手段により検出されガス加熱手段へ送られる。ガス加熱
手段はこの信号を受け冷却されケーシング内に戻される
ガスが所定の湿度、例えば６０％以下に保つよう加熱す
る。
【００１７】以上のようにして、ケーシング内で発生す
るガスは溶剤が回収され、低濃度となってリターンされ
る。またリターン時加熱され、所定の湿度以下になって
リターンされる。従って、ガスはほとんど漏れることな
く循環されるので諸外国の厳しい濃度規制を容易に満足
できる。また所定の低湿度以下に維持できるので印刷状
態を良好に保てる。
【００１８】（２）上記（１）記載の電子写真印刷機に
おいて、ガス冷却溶剤回収手段をプレート式熱交換器と
する。
【００１９】以上において、冷却冷媒がプレートとプレ
ートの間に流され、ガスが冷媒と直交する方向のプレー
トとプレートの間に流される。そしてプレートを介して
熱交換される。凝縮された溶剤はプレート面を流下し容
易に回収される。このようにして、簡単な構成で、熱効
率よく小型化が可能であり、かつ溶剤回収が容易にでき
る。
【００２０】
【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態を図１と図
２により説明する。なお、従来例で説明した部分は、同
一の番号をつけ説明を省略し、この発明に関する部分を
主体に説明する。
【００２１】図１にて、電子写真印刷機のケーシング１
１の排気口８は循環ライン１３によりブロワー１５、熱
交換器１６、加熱器１８を介して捩り口２０につながれ
る。また熱交換器１６は冷媒循環ライン２１により冷媒
冷却装置１７を介してつながれている。熱交換器１６の
溶剤回収ライン２９は溶剤回収タンク２２につながれ
る。
【００２２】ケーシング内の電子写真印刷機の温度およ
び湿度検出センサ１９の出力は湿度調整装置１２を経て
加熱器１８へ送られる。
【００２３】熱交換器１６の詳細を図２に示す。プレー
ト型熱交換器で波型のプレート３０、３２を組合せた公
知のものである。図中Ａが冷媒の通路、Ｂが排ガスの通
路である。
【００２４】以上において、ケーシング１１の排気口８
から排出された溶剤アイソパーＬを含むガスは、熱交換
器１６を通って冷却される。電子写真印刷機の温度およ
び湿度センサー１９の信号により、湿度調整装置１２は
リターンガスの湿度が所定値以下になるよう制御信号を
加熱器１８へ送る。ガスは加熱器（ヒーター）１８によ
り加熱されて、所定の温度となり電子写真印刷機にリタ
ーンされる。なお、湿度の高い日は、ガス温度を若干高
くするように加熱する。但し、温度を２〜３°上げるこ
とを前提として、熱交換器の大きさはそのままで、冷媒
の量を若干変えて対応する。
【００２５】溶剤を含んだ排ガスの温度を下げれば、当
然溶剤の飽和蒸気圧は下がり、溶剤の一部は凝縮するた
め、排ガス中の溶剤濃度は低下する。溶剤がアイソパー
Ｌ（エッソ株製）の例を下表に示す。
【００２６】
【表１】
【００２７】溶剤を含むガスを冷却するために、熱交換
器１６に入る冷媒は、温度上昇して熱交換器１６から出
てくる。この加温された冷媒は、冷却装置（チラー）１
７によって元の温度まで下がる。また、熱交換器１６で
凝縮した溶剤（アイソパーＬと水の混合物）は、溶剤回
収タンク２２に貯えられる。
【００２８】以下各ケースについて、実験例を述べる。
【００２９】 アイソパーＬを８．６４ｋｇ／ｈｒ処
理する場合、排気口８の温度は、３８℃であり、その際
冷却後の排ガスは、循環せずに排気した（図３参照）。
このワンパスの際、熱交換器１６の出口のガス温度を１
５℃とするためには幅０．７３ｍ×高さ０．５１ｍ×長
さ１．２９ｍの熱交換器が必要であった。冷却する理由
は、アイソパーＬを回収するためであり、回収溶剤量は
８．６ｋｇ／ｈｒであった。この場合、ガス温度を１５
℃に固定する必要はないが、熱交換器の面積を小さくす
る上で、１０〜１５℃が適当。
【００３０】一方、この冷却した排ガスを循環させる本
形態の場合には、ブロワーの容量を、排ガスの爆発限界
から５２７ｍ3 ／Ｈｒとすると、温度１５℃の冷却した
排ガス中に含まれるアイソパーＬは１，４０６ｍｇ／ｍ
3 （０．８ｋｇ／ｈｒ）であり定着ローラで発生するア
イソパーＬを合計すると、９．４４ｋｇ／ｈｒとなり、
循環時の排気口８の温度測定値は、２３℃であった。こ
の循環方式の時の熱交換器１６の大きさは、幅０．７３
ｍ×高さ０．５１ｍ×長さ０．６ｍの大きさとなった。
循環方式の場合に、電子写真印刷機の印刷部まわりのガ
ス濃度を測定したが、いずれも１５０ｍｇ／ｍ3 （２０
ｐｐｍ）であった。回収した溶剤量８．６０ｋｇ／ｈｒ
であった。
【００３１】次に、電子写真印刷機内の湿度について述
べる。１５℃の空気の飽和水蒸気圧は１２．８ｍｍＨｇ
である。電子写真印刷機内の温度は、２３℃となるの
で、２３℃での飽和水蒸気圧２１．１ｍｍＨｇから、関
係湿度ψ＝１２．８／２１．１＝０．６０で６０％とな
る。故に、冷却した空気を加熱する必要はないが、大気
の温度や湿度によっては、ψが６０％よりも若干多くな
るケースがありうるため、電子写真印刷機内に設置した
センサーの値に応じて、冷却空気をヒーターにより２〜
３°加熱して６０％に維持する。
【００３２】アイソパーＬの物性は、次の表の通りであ
る。
【００３３】
【表２】
【００３４】制御のやり方は、極力電子写真印刷機内
（ケーシング）の温度を下げるものと、電子写真印刷機
内の湿度が高い場合のみ、相対湿度を上げるために若干
（２〜３℃）温度を上げるものとがある。本形態は後者
を採用している。温度調整用ヒータと熱交換器との温度
調整上の相互関係はない。本来、温度調整用ヒータを使
うことは、ほとんどないが、非常用又は緊急用として設
置している。
【００３５】以上のようにして、次の作用、効果がえら
える。
【００３６】（１）冷却凝縮回収により、連続的に溶剤
を回収できる。
【００３７】（２）冷却ガスを電子写真印刷機に戻すこ
とにより、１パスの場合と比較して、熱交換器を小さく
することができる。
【００３８】（３）冷却ガスを循環させることにより、
溶剤を含むガスが外部に漏れず、最近のヨーロッパの印
刷機に関するＶＯＣ排出規制１５０ｍｇ／ｍ3 を満足す
ることができる。
【００３９】（４）電子写真印刷機内の湿度に応じて、
冷却ガスの温度をヒーターで若干加温し、湿度を６０％
以下に保つことができ、印刷性能を良好に保てる。
【００４０】
【発明の効果】以上に説明したように本発明によれば、
ガスはほとんど漏れることなく循環されるので、諸外国
の厳しい濃度規制を容易に満足できる。また所定の低湿
度以下に維持できるので印刷状態を良好に保てる。さら
に溶剤が回収、再利用できる。また熱交換器の小型化が
可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態の全体構成系統図であ
る。
【図２】同一形態の熱交換器部の詳細斜視図である。
【図３】同一形態の説明用引例図である。
【図４】従来例の全体構成系統図である。
【図５】同従来例の電子写真印刷機本体部の系統図であ
る。
【符号の説明】
１ 供給ローラ ２ 駆動ローラ ３ 送紙ローラ ４ａ〜４ｄ 像担持体 ６ 送紙ローラ ７ 定着ローラ ８ 排気口 ９ 排紙部 １０ａ〜１０ｄ トナータンク １１ ケーシング １２ 湿度調整装置 １３ ガス循環ライン １３ａ ガスライン １４ 電子写真印刷機 １５ ブロワー １６ 熱交換器 １７ 冷媒冷却装置 １８ ヒーター １９ 温度および湿度センサ ２０ ガス入口 ２１ 冷媒循環ライン ２２ 溶剤回収タンク ２３ 現像装置 ２４ 液体現像剤 ２５ トナー像 ２６ スクイーズ装置 ２７ 転写材 ２８ 転写器 ２９ 溶剤回収ライン ３０，３２ 熱交換プレート ３１ 冷媒供給口 ４０ 露光器 ４１ 帯電器 ４２ 除電器 ４３ クリーニングプレート
フロントページの続き (72)発明者 河村 博祥 広島県三原市糸崎町5007番地 三菱重工 業株式会社三原製作所内 (56)参考文献 特開 昭49−89541（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−42068（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−3449（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−5373（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−116162（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−72770（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−185248（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−166721（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−171305（ＪＰ，Ａ) 米国特許4662899（ＵＳ，Ａ) 米国特許5481339（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G03G 15/00 303 G03G 21/00 370 - 540 G03G 21/14 G03G 15/10 - 15/10 112 G03G 15/11 G03G 13/26 - 13/32

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 像担持体と、同像担持体表面を帯電させ
    る手段と、前記像担持体表面に光を照射し潜像を形成さ
    せる露光手段と、同潜像に液体現像剤を供給しトナー像
    を形成させる現像手段と、同トナー像を転写材表面に転
    写させる手段と、同転写した像を転写材表面に定着させ
    る手段とをケーシング内に有する電子写真印刷機におい
    て、上記ケーシング内に発生するガスを取り出し再び戻
    す循環手段と、同循環手段の途中に設けられ上記ガス濃
    度を下げるガス冷却溶剤回収手段と、上記ケーシング内
    のガスの温度および湿度を検出する検出手段と、上記ガ
    ス冷却溶剤回収手段の後流側に設けられ上記検出手段の
    出力を受け上記ケーシングへ戻すガスの湿度を調節する
    ガス加熱手段とを備えてなることを特徴とする電子写真
    印刷機。
  2. 【請求項２】 請求項１記載の電子写真印刷機におい
    て、前記ガス冷却溶剤回収手段がプレート式熱交換器で
    あることを特徴をする電子写真印刷機。
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