JPH0389910A - 排煙フィルタ - 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、電子写真を現像の原理として、トナーを使用
する熱定着方式のプリンタ、複写機、ファクシミリなど
、とくにフラッシュ発光定着方式の高速プリンタから排
出される排気中に含まれる、数ミクロンからサブミクロ
ンまでの範囲のタストをろ過分離するために装着される
、長寿命の、かつ、高効率の分離性能を有する排煙フィ
ルタに関するものである。

（従来の技術） 最近の、いわゆるＯＡ機器と称される機器の中には、ト
ナーを使用する熱定着方式のプリンタ、複写機やファク
シミリなどのように、ミクロンオーダからサブミクロン
オーダまでの範囲の、粒径の異なる微小なダストを含む
排気を発生するものが少なくない。

たとえば、フラッシュ発光定着方式の高速プリンタでは
、発光定着時に、主としてトナーが昇華されることに起
因するダストを発生する。このとき発生するダストは、
非常に小さなサブミクロンクラスの微粒子であって、蒸
気に近い形態になっている。一方、トナーの定着時には
、比較的大きな数ミクロン以上のダストが発生する。と
ころで、現在、車中で使用されている毎分−万ラインク
ラスの高速プリンタの多くは、毎分的２０１３の排気の
処理が必要とされている。この排気中には、前述のよう
に粒径の異なる小さなダストが同伴されている。このダ
ストが分離されないで室内に排出されると、その悪臭と
粉塵のために事務能率か阻害されるばかりか、室内の環
境が悪化され、ひいては事務作業者の健康障害発生の危
惧を生ずることになる。

そこで、排気中のダストを分離するために、通常は排煙
フィルタが装着されるが、ＯＡ機器の性格上、できるだ
けコンパクトに設計されねばならず、といって事務機器
に高い圧力をかけることは事実上不可能なために、低い
ろ過圧力損失を保ちつつ、高いダスト捕集効率が要求さ
れる。このような要求に応えられる排煙フィルタを設計
するのに、従来技術では、解決困難な問題があった。

すなわち、古くからダストの除去にひろく使用されてい
る機械ろ渦式のフィルタは、サブミクロンクラスの微粒
子に対して甚だしく捕集効率が悪く、また、風量に比し
コンパクトに、かつ低圧力損失で操作できるように設計
することはできなかった。

ところが、たとえば特開昭６１−１７４４７１号公報に
開示されているような、耐熱性、耐薬品性にすぐれた、
電荷寿命の長い、耐久性に富むエレクトレット化された
不織布が開発されたので、これをろ材とすれば、微小な
ダストを対象とするコンパクトであって、低圧力損失の
高捕集効率排煙フィルタを設計することができるように
なった。

しかし、実際にエレクトレット不織布を単一層で使用し
てみると、いろいろの不都合を生ずることが判った。詳
細は省略するが、問題のうちの幾つかは、異なるる材を
重ね、二重にすることによって解決された。この種の改
良されたフィルタについては、既に特開昭６２−１．６
０１１８号公報、および特開昭６２−１９７１１８号公
報に記載されている。

（発明が解決しようとする課題） 前記のエレクトレット不織布をろ材とする各種のフィル
タを、フラッシュ定着方式の高速プリンタをはじめとす
る、トナーを使用する熱定着方式のプリンタ、複写機、
ファクシミリなどの排煙フィルタに使用すると、使用開
始後しばらくの間は、ダストは効率よく分離され、排煙
フィルタの圧力損失も低いのであるが、使用中の圧力損
失の上昇率が大きく、短期間のうちに所定の圧力損失の
許容値の上限に到達し、必要な風量を維持することが困
難になる、いわゆるフィルタの寿命が短いという実用上
の問題を生じた。これは、前記したように、排気中に微
小なダストだけではなく、比較的大きいダストも含まれ
ているため、すなわち、比較的大きなダストが微小なダ
ストを捕集するろ村上に付着、蓄積して目詰まりを起こ
すためと考えられる。

そこで、本発明では、上記の排煙フィルタにおいて、低
圧力損失、コンパクトでありながら、高い捕集効率を維
持しつつその寿命を長からしめてより実用的にする、と
いう課題を解決しようとするのである。

（課題を解決するための手段） 本発明は、トナーを使用する熱定着方式のプリンタ、複
写機、ファクシミリなどに装着される排煙フィルタにお
いて生じている、前記の課題を解決するために、エレク
トレット不織布を目の粗さに応じて、上流から粗、中密
、密の順に少なくとも３層を積層し、ろ材とすることを
特徴とする排煙フィルタを提供する。

以下、その構成について、詳しく説明する。

本発明に係る排煙フィルタのる材には、公知の、たとえ
ば、前記特開昭６１−１７４４７１号公報に記載されて
いるようなエレクトレット不織布が用いられる。使用さ
れるエレクトレット不織布は、目の粗さの異なるものを
排気の上流側から、粗、中密、密の順になるように、少
なくとも３層が積層されて構成される。

ここでいう目の粗さの粗、中密、密は、基本的に相対的
なものであって、実際に使用される排気線速下において
、同一の厚さにたいし圧力損失が、密を１とすると、中
密は０，５ないし０．０５、粗は０．０５以下のものを
いう。

これを粒子の捕集効率の点からみると、多くの場合、粗
は、他に較べて繊度と気孔容積が大きいエレクトレット
不織布であって、微粒子に対する捕集効率が低く、風速
毎分１．５メートルの条件下の０．３ミクロンのダスト
粒子の捕集効率が、４０％ないし６０％になる。中密は
、粗に較べれば繊度と気孔容積の両方、またはいずれか
一方が小さいが、０．３ミクロンのダスト粒子の捕集効
率は、５０％ないし８０％になり、密では、０゜３ミク
ロンのダスト粒子の捕集効率が９０％以上になる。

上記の粗、中密、密の順に少なくとも３層が積層された
エレクトレッド不織布は、超音波、高周波などによる一
括積層接着法、あるいはバインダによって各層間が接着
される。しかし、バインタによる余分な圧力損失がない
点を考えると、超音波、もしくは高周波による一括積層
接着が好ましい。

各層の厚さは、必ずしも同一でなくともよい。

操作条件によっては、サブミクロンの微粒子か多量に発
生するために、通常の厚さでは、密である第３層の電石
持性か飽和する・までの時間が短くなってしまうおそれ
のあるときがある。これに対しては、第３層の下流にさ
らに１層重ねて、粗、中密、密、密の４層を積層したり
、あるいは第３層の厚さを厚くするなどの手段が有効で
ある。

このようにして構成された積層体は、ろ材としてフィル
タに組込まれる。組込まれるフィルタの形式は、たとえ
ばろ過室に長方形の封筒型ろ筒が多数懸吊されているキ
ャビネットコレクタなどでもよいが、コンパクトな設計
をしやすい点で、ろ材をプリーツ状に加工し、流路材を
ひだの間に挾んで排気の流路を確保するパネル形のフィ
ルタが好ましい。その−例が、特願昭６３−２２９０７
０号明細書に記載されている。しかし、いずれの形式が
採用されるにせよ、第１層が排気の上流側におかれるこ
とに変わりない。

（作　　用） 本発明の作用について、高速プリンタの排煙フィルタと
して利用され、かつ、粗、中密、密、密の４層構造の場
合を例にあげて説明する。

主としてトナー粒子の昇華物を含む排煙ダストの中で粒
子径が５ミクロン程度の大きなものは、目の粗さが粗で
ある第１層に捕捉される。第１層は、サブミクロンの微
粒子に対しては捕集効率が低く、粒子径が２ミクロン以
下の粒子の多くは捕による目詰りのおそれは小さく、圧
力損失の増加は少ない。

第１層を通過した上記の粒子より小さい、２ないし５ミ
クロンの粒子径のタストは、目の粗さが中密である第２
層に捕捉される。大きな粒子は、第１層に捕捉されてお
り、サブミクロンの微粒子の多くは第２層には捕捉され
ない。したがって、捕捉された粒子によって、第２層の
圧力損失が過大に上昇することはない。

第１層、および第２層で捕捉されなかった２ミクロン以
下の微粒子は、密で高捕集効率の第３層に捕捉される。

しかし、大部分の大きな粒子は、すでに第１層、あるい
は第２層に捕捉されており、第３層に捕捉される粒子量
は多くはないので、比較的気孔容積が小さいにも拘らず
、目詰まりによる圧力上昇は少ない。

通常の操作条件下では、はとんどのダストが第３層まで
に捕捉される場合であっても、フラッシュの経時変化、
調整のばらつきや、印字濃度、印字密度によって、多量
の微粒子成分の発生することがある。この様な場合があ
ると、第３層の重石特性は、比較的早く飽和され捕集効
率が低下するので、バックアップに第３層と同じか、よ
り密な第４層が配置されていると、捕集効率の低下を防
止できる。しかも、通常はダストの大部分が第３層まで
に分離されてしまっているので第４層には、はとんどダ
ストが付着することなく、したがって圧力損失の増大に
よって、排煙フィルタの長寿命化の障害になることもな
い。

このようにして本発明に係る排煙フィルタでは、ダスト
の捕捉、蓄積が、一つの層に集中されることなく、急激
な圧力損失の上昇が避けられるのでフィルタの寿命が長
くなるのである。

（実　施　例） 高速プリンタ用のパネル形の排煙フィルタに、第１図に
示されるようなフィルタパッケージ４を組込んだ。この
フィルタパッケージ４においては、０ 表に示される粗、中密、密の３種類のエレクトレット不
織布をそれぞれ第１層、第２層、第３層とし、さらにバ
ックアップのために第３層と同じ素材を第４層とする四
つの層を超音波−括積層接着してろ材１にした。第２図
に、流速が毎分１．５日　　　　付［ｇ／　　ｆｒ１′
］ 厚　　　さ　［ｍｌ 気孔容積　［％１ 平均繊度［ｄｌ 粗　　　　中密 ４０　　８０ ０．４　　０．６ ９０　　８５ ０．８　　０．８ 密 ０ ０、　４ ５ ０、０４ 表 メートルの条件の下で、別途、測定されたこれらのエレ
クトレット不織布の粒子径に対する捕集効率を示す。

ろ材１は、プリーツ状に加工され、排気の流路を確保す
るための流路材２を挟んで枠体３に収められた。このよ
うにして組立てられたフィルタパ１ ッケージ４は、第１層が上流側になるように排煙フィル
タに組込まれた後、高速プリンタに装着され、実際に使
用された。

排煙フィルタの上流側の圧力が、許容値の上限である６
００ｍｍ水柱に到達した後、フィルタを取外し、各層の
圧力損失率とダストの付着率を測定した。その結果をグ
ラフにして第３図に示した。

縦軸は、全体の圧力損失、およびダスト付着量に対する
各々の層の値を百分率で示したものである。

なお、このときの、ろ材自体の全圧力損失は、約１４０
ｍｍ水柱であった。

圧力損失の比率は、バックアップ用の第４層を除いて各
層にほぼ均等であり、ダストの付着量は、粗な層はど多
く、極めて望ましいダストの捕集態様である。

（比較例） 実施例におけるのと同じ排煙フィルタに、第１層、第２
層、第３層ともに実施例の第１層と同じ粗なエレクトレ
ット不織布を、第４層と第５層に実施例の第３層と同じ
密なエレクトレット不織布２ を積層し、超音波−括積層接着してろ材ｌにした。

実施例とまったく同様にして実際に使用し、圧力の上限
値に到達した後、取外して、各層の圧力損失とダスト付
着量を測定した。その結果を第３図と同様に、グラフに
して第４図に示した。なお、ろ材自体の全圧力損失は、
実施例のときと同じく約１．４０ｍｍ水柱であった。

第４層の圧力損失が飛び抜けて大きく、目詰まりが進行
していたことがわかる。第４層のダスト付着量が多い上
に、この層の気孔容積が小さいので、ダストの付着量の
わりには詰まりやすいことも加重されている。これに反
し、第１層にダスト付着量の余裕のあることがわかる。

同様にして、本発明の実施例と、比較例とを各々１０回
繰返し、高速プリンタの印刷枚数の平均値を求めたとこ
ろ、本発明の場合は、５４万枚、比較例では、４３万枚
であって２５％以上寿命が改善されていた。なお、濾材
自体の圧力損失は、］、４４０ｍｍ水ないし、２０Ｏｎ
ｏｎ水柱であった。

（発明の効果） ３ 以上のように本発明によって、従来相反し両立が困難で
あった、高捕集効率と長寿命の２つの効果が同時に実現
された。このため機器周辺の環境が改善され、また機器
の経済性が向上した。

さらに必要に応じバックアツプ層を設け、機器の使用条
件の変化にも十分対応できるという効果をも奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例に用いられたパネル形排煙フ
ィルタに組込まれたフィルタパッケージの概念図である
。 第２図は、本発明の実施例に用いられた目の粗さが粗、
中密、密であるエレクトレット不織布の粒子径に対する
捕集効率を示すグラフである。 第３図は、本発明の実施例の排煙フィルタを使用した結
果の、各層の圧力損失率とダスト付着率を示すグラフで
ある。 第４図は、比較例の使用結果を第３図と同じように示し
たグラフである。 ４ １゜ ・ろ材 ・流路材 ・枠体 ・フィルタパッケージ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　トナーを使用する熱定着方式のプリンタ、複写機、フ
   ァクシミリなどに装着される排煙フィルタにおいて、エ
   レクトレット不織布を、目の粗さに応じて上流から粗、
   中密、密の順に少なくとも３層を積層し、ろ材とするこ
   とを特徴とする排煙フィルタ。