JPH0658574B2 - 電子写真印刷機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は全般的に電子写真印刷機即ち複写機に関し、更
に詳しくは現像液体を再生する装置に関する。

従来の技術 一般に、電子写真印刷方法は光導電性部材を実質的に均
一な電位に荷電してこの光導電性部材の表面に感光性を
与える工程を含んでいる。光導電性の表面の荷電された
部分が複写されるオリジナル文書の光像を露光されるの
である。このことはオリジナル文書に含まれている情報
面積に対応する静電潜像を光導電性部材上に記録する。
静電潜像が光導電性部材上に記録された後で、静電潜像
は現像材料をこれに接触させることによって現像され
る。湿式現像装置に於ては、トナー粒子が内部に拡散さ
れている液体キャリヤより成る現像液体が光導電性の表
面を湿らせて可視像を形成するのである。光導電性部材
上のこの可視像は複写シートに転写される。この場合、
複写シートは液体キャリヤ及びトナー粒子の両者を有
し、湿った状態になっている。この状態で複写シートは
固定／乾燥装置を通されて、ここで残留液体キャリヤが
蒸発されてトナー粒子が像の形状にて複写シートに永久
的に融着されるのである。従来は、液体キャリヤはこの
ような蒸気の状態で大気に放出されていた。このことは
大気の汚染を生じさせるのである。間欠的にしか使用さ
れない比較的小さい容量の複写機に於ては、このような
汚染はそれほど深刻ではない。しかし、容量の大きい複
写機の開発につれて蒸発された液体キャリヤによる汚染
の問題は深刻になって来た。蒸発された液体キャリヤを
開放された大気に換気し、又はこれを閉鎖された室内で
燃焼させるようなこの問題を解決する若干の示唆されて
いる技術は実用的でなく、又は甚だコストが高くなるも
のであった。例えば蒸発された液体キャリヤを開放され
た大気に換気する為に自治体事務局に於ける配管等の費
用（cost of plumbing in a corporate office）は途方
もなく大となる。この汚染の重大なことは、１日当り１
０，０００枚の複写を行い得る複写機が約１．６kgの蒸
発された液体キャリヤを生ずることからも容易に理解出
来る。電子写真印刷機即ち複写機のこのような汚染はそ
の場所を作業者に許容出来ないものにするのである。こ
の問題の解決を与える為に、蒸発された液体キャリヤを
凝結して印刷機で引続いて再使用するように回収するこ
とが推奨されていた。種々の技術がこの目的を達成する
為に工夫されて来た。次の文献はこれに関係があるもの
である。

米国特許第２，９４４，４０４号 特許権者 ： フリッツ 特許附与日： １９６０年７月１２日 米国特許第３，７６７，３００号 特許権者 ： ブラウンその他 特許附与日： １９７３年１０月２３日 米国特許第３，８８０，５１５号 特許権者 ： タナカその他 特許附与日： １９７５年４月２９日 米国特許第３，９９７，９７７号 特許権者 ： カトウイマその他 特許附与日： １９７６年１２月２１日 米国特許第４，４６２，６７５号 特許権者 ： モローその他 特許附与日： １９８４年７月３１日 英国特許第１，０２０，９９２号 特許権者 ： ホッディング 公告日 ： １９６６年２月２３日 英国特許第１，４３９，８６４号 特許権者 ： キャノン 公告日 ： １９７６年６月１６日 上述の開示の関係のある部分は次のように要約出来る。

フリッツはペルチェ効果に基づく熱ポンプ凝結装置を有
する除湿装置を開示している。

ブラウンその他は排気煙が複写機から排出される前にこ
の排気煙を清浄化する方法を開示している。キャリヤ液
体及び水蒸気が凝結されて分離され、キャリヤ流体が再
循環されるのである。このような冷却装置は冷却トラッ
プを形成する為に液体冷媒を使用している。

タナカその他は冷却ファンを使用することによって直接
にキャリヤ蒸気を霧になるように冷却することを開示し
ている。この霧はスクリーン状の金属網、導電性ワイヤ
又は導電性プレートからのコロナ電荷によって液化され
る。

カトウイマその他は直交型熱交換器を凝結器として使用
して液体蒸気の霧を作る現像液体回収装置及びコロナ放
電型の霧収集装置を説明している。

モローその他は環境空気を使用するコイルによって蒸気
が冷却されるような現像液体回収方法を開示している。
又蒸発された現像液体を濃霧に変えてこの濃霧をコロナ
荷電を利用する静電フィルターによって分離する方法を
開示している。

ホッディングは複写機に於ける液体蒸気回収方法を開示
している。通常の冷凍機又は除湿器と同様の冷却／収集
室が使用されている。

キャノンの特許は人にタバコの煙を与える前にタバコの
煙を処理する為のペルチェ凝結器を開示している。

発明の目的 本発明は、従来の装置の欠点を排除した新規な現像液体
を再生する装置を提供することである。

本発明の他の目的は、電子写真印刷機から逃げる蒸気の
状態の液体キャリヤによって生ずる環境汚染を制御する
装置を提供することである。

発明の概要 本発明の上述の目的は、入口ポート及び出口ポートを有
する室を形成し、現像液体蒸気が前記入口ポートを通っ
て前記室に流入し、前記出口ポートを通って流出するよ
うになされたハウジングと、前記ハウジングの室内の現
像液体蒸気を熱電気的に冷却して現像液体蒸気を液化さ
せる装置とを含む現像液体再生装置を提供することによ
って解決される。

本発明の更に他の特徴によって、トナー粒子と共に液体
キャリヤを有する液体現像材料によって湿らされた複写
シートを乾燥させる電子写真印刷機即ち複写機の乾燥ユ
ニットから逃げる蒸気の状態の液体キャリヤによって生
ずる環境汚染を制御する装置に於て、前記複写機の乾燥
ユニットに連通して蒸気の状態の液体キャリヤを除去す
る除去装置と、前記除去装置と連通して前記蒸気の状態
の液体キャリヤを受入れる室を有するハウジングと、前
記ハウジングと作動的に組合されて前記ハウジングを冷
却し、前記ハウジングの室内の蒸気の状態の液体キャリ
ヤを凝結させる熱吸収部分及び熱を消散させる熱放出部
分を有するペルチェ熱ポンプとを含む環境汚染を制御す
る装置が提供されるのである。

上述のように本発明の１つの特徴によって現像液体の再
生装置が提供される。この装置は入口ポート及び出口ポ
ートを有する室を形成するハウジングを含んでいる。現
像液体蒸気が入口ポートを通ってこの室に流入し、現像
液体が出口ポートを通ってこの室から流出するようにな
っている。ハウジングの室内の現像液体蒸気を熱電気的
に冷却して内部の現像液体蒸気を液化する装置が設けら
れている。

又本発明の他の特徴によって静電潜像が光導電性面上に
記録される型式の電子写真印刷機が提供される。現像液
体によってこの静電潜像を像の形状に現像する装置が設
けられている。又液体像を光導電性面から複写シートに
転写する装置が設けられている。更に現像液体を蒸発さ
せて現像液体によって湿らされている複写シートを乾燥
させる蒸発装置が設けられている。蒸発装置と連通する
入口ポート及び出口ポートを有する室を形成するハウジ
ングが設けられて、現像液体の蒸気が入口ポートを通っ
てこの室に流入し、現像液体が出口ポートを通ってこの
室から流出するようになっている。このハウジングの室
内の現像液体蒸気を熱電気的に冷却してこの現像液体を
液化させる装置が設けられているのである。

既述のように本発明の更に他の特徴によって、トナー粒
子と共に液体キャリヤを有する液体現像材料によって湿
らされている複写シートを乾燥させる為の電子写真印刷
機即ち複写機の乾燥ユニットから逃げる蒸発された液体
キャリヤによって生ずる環境汚染を制御する装置が提供
される。複写機の乾燥ユニットと連通する除去装置が蒸
発された液体キャリヤを除去する。この除去装置と連通
する室を有するハウジングが蒸発された液体キャリヤを
受入れるようになっている。このハウジングと作動的に
組合された熱吸収部分を有するペルチェ熱ポンプがこの
ハウジングを冷却してこの室内の蒸発された液体キャリ
ヤを凝結させる。このペルチェ熱ポンプは熱を消散させ
る熱放出部分を有する。

本発明の他の特徴は添付図面を参照して以下の説明を読
むことによって明らかになる。

発明の実施例 本発明は以下にその望ましい実施例に関連して説明され
るが、本発明をこのような実施例に制限する意図はな
い。反対に、特許請求の範囲に限定されるような本発明
の精神及び範囲に入る総ての変形形態、修正形態及び等
価物を広く包含することが企図されている。

本発明の特徴を全般的に理解する為に、添付図面が参照
される。これらの図面に於て、同様の符号は総ての図面
を通じて同じ要素を示すように使用されている。第１図
は本発明の特徴を組込んだ電子写真印刷機を示す概略的
立面図である。以下の説明から、本発明の装置が広範囲
の種々の印刷機に使用するのに適していて、本発明の応
用面は必ずしもここに示される特定の実施例に制限され
るものではないことが理解される。

さて、第１図を参照し、図示の印刷機は導電性基層上に
沈着された光導電性面を有するベルト１０を使用してい
る。この光導電性面はセレン合金によって作られて導電
性基層が電気的に接地されたアルミニウム合金より作ら
れるのが望ましい。ベルト１０はこのベルトの走行路の
廻りに配置される種々の処理ステーションを通して光導
電性面の引続く部分を順次に前進させる。ベルト１０の
支持組立体は３つのローラー１２、１４及び１６を含
み、これらのローラーの平行な軸線は大体三角形の頂点
に位置するようになっている。ローラー１２は適当なモ
ーター及び駆動装置（図示せず）によって回転するよう
に駆動されて矢印１８の方向にベルト１０を回転させて
前進させる。

最初に、ベルト１０は荷電ステーションＡを通過する。
この荷電ステーションＡに於て、コロナ発生装置２０が
ベルト１０の光導電性面を比較的高い均一な電位に荷電
する。

ベルト１０の光導電性面が荷電された後で、この荷電さ
れた部分は露光ステーションＢに前進する。この露光ス
テーションＢに於て、オリジナル文書２２が表面を下に
して透明な支持プラテン２４上に載置される。全体を符
号２６で示された照明組立体がプラテン２４上のオリジ
ナル文書２２を照明してオリジナル文書の情報面積に対
応する像光線を生じさせる。この像光線は光学系によっ
て光導電性面の荷電された部分に照射される。この像光
線は光導電性面の電荷を選択された面積部分で消散させ
てオリジナル文書２２に含まれている情報面積に対応す
る静電潜像を光導電性面上に記録する。

静電潜像がベルト１０の光導電性面上に記録された後
で、ベルト１０は静電潜像を現像ステーションＣに前進
させる。この現像ステーションＣに於て、少なくとも１
つの絶縁性キャリヤ及びトナー粒子即ち顔料による印付
け粒子を含む現像液体がパイプ２８を通って現像トレー
３０内に循環させられる。適当に電気的バイアスを与え
られた現像電極３２は静電潜像が現像流体と接触して通
過する際にトナー粒子を静電潜像上に沈着させるのを助
ける。キャリヤ液体により散布された荷電トナー粒子は
電気泳動によって静電潜像に受け渡される。トナー粒子
の電荷は極性が光導電性面上の電荷とは反対である。例
えば若し光導電性面がセレン合金によって作られている
場合にはコロナ荷電は正で、トナー粒子が負に荷電され
る。これと異なり、若し光導電性面が硫化カドミウム材
料によって作られている場合にはその電荷は負で、トナ
ー粒子が正の電荷を有する。通常、光導電性面上の液体
の量は過剰である。従って、ベルト１０の走行方向とは
反対の方向に表面が動かされるローラー（図示せず）が
光導電性面から間隔をおかれて配置されて像に影響を与
えないようにして過剰の液体を現像された像から奪い取
るようになされるのである。適当な現像材料は１９８６
年にランダに与えられた米国特許第４，５８２，７７４
号に記載されていて、その関係のある部分は本明細書に
組込まれる。例として、絶縁性キャリヤ液体は少なくと
も１つの炭化水素液体を含むことが出来るが、他の絶縁
性液体も使用出来る。適当な炭化水素液体はエクソン・
コーポレーション（EXXON Corporation）の商標である
イソパール（Isopar）である。これらのものは枝分れ脂
肪族炭化水素液体（branched aliphatic hydrocarbon l
iquids）（大部分デカン）であるトナー粒子は少なくと
も１つの結合剤及び顔料を含んでいる。この顔料はカー
ボンブラックとなし得る。しかし、当業者には何れの適
当な液体現像材料も使用出来ることが理解される。液体
現像材料は再生されて現像トレー３０に再循環される。
液体現像材料の再生の為の装置が印刷機に使用される融
着及び乾燥ステーションを参照して以下に説明される。

さて、第１図を続けて参照し、静電潜像が現像された後
で、ベルト１０は現像された像を転写ステーションＤに
前進させる。この転写ステーションＤに於て支持材料シ
ート３４が全体を符号３８で示されたシート移送機構に
よってシートの積重ね体３６から前進させられる。転写
ステーションＤはコロナ発生装置４０を含んでいて、こ
のコロナ発生装置がイオンを支持材料シート３４の裏面
に噴射する。このことは現像された像をベルト１０の光
導電性面から複写シート３４に引付ける。理想的には、
トナー粒子のみが複写シートに転写されるのである。し
かし、実際には、トナー粒子と共にキャリヤ液体の一部
分が複写シートに転写される。従って、複写シートは転
写ステーションＤから融着及び乾燥ステーションＥに前
進する際に湿った状態にある。コンベアーベルト４２は
支持材料シート即ち複写シートを融着及び乾燥ステーシ
ョンＥに動かすのである。

融着及び乾燥ステーションＥは全体を符号４４で示され
た融着組立体を含んでいて、この融着組立体が現像され
た像を複写シートに永久的に固定する。更に、この融着
組立体は複写シートに付着している液体キャリヤを蒸発
させる。融着組立体４４は加熱融着ローラー及びこの加
熱融着ローラーに弾性的に押圧されてこれに係合し、こ
れらのローラーの間に複写シートが通過する挟持部を形
成する支持即ち押圧ローラーを含んでいる。融着及び乾
燥ステーションＥのハウジングと組合される真空ポンプ
４６は蒸発された液体キャリヤをパイプ４８を通して、
全体を符号５０によって示された再生装置内に吸引す
る。再生装置５０は蒸発された液体キャリヤを凝結させ
る。次に液体キャリヤはポンプ５２によってパイプ２８
を通して現像ステーションＣのトレー３０内に戻されて
引続き再使用に供されるのである。再生装置５０の詳細
構造が以下に第２図及び第３図を参照して説明される。

現像された像が複写シートに転写された後で、残留液体
現像材料がベルト１０の光導電性面に付着して残留して
いる。何等かの適当な合成樹脂によって作られた清掃ロ
ーラー５４がベルト１０の走行方向とは反対方向に駆動
されて光導電性面を清浄化するように擦り落とす。この
清掃作用を助ける為に現像液体がパイプ５６を通して清
掃ローラー５４の表面に供給されることが出来る。ワイ
パーブレード５８が光導電性面の清掃を完了させる。光
導電性面上に残される残留電荷はランプ６０からの光で
光導電性面を照射することによって消滅される。

第２図を参照し、再生装置５０の詳細構造が示されてい
る。この再生装置５０は室６４を形成するハウジング６
２を含んでいる。多数の間隔をおかれたフィン６６がハ
ウジング６２の対向両壁から室６４の内部に向って伸長
している。パイプ４８はハウジング６２に連結されて蒸
発された液体キャリヤが室６４内に流入するのを可能に
している。全体を符号６８で示された熱電気的冷却器が
ハウジング６２の外面の廻りに巻かれている。この熱電
気的冷却器６８はペルチェ冷却器となすのが望ましい。
この熱電気的冷却機６８の詳細構造が第３図を参照して
以下に説明されている。間隔をおかれたフィン７０は熱
電気的冷却器６８から外方に伸長している。作動に際し
て、この熱電気的冷却機６８はハウジング６２の外壁を
冷却し、このハウジングが又フィン６６を冷却するので
ある。室６４内の蒸発された液体キャリヤはフィン６６
の冷却された面上に凝結して液化される。フィン７０
は、ハウジング６２の冷却の間に生じた熱を大気に放出
させることによって熱電気的冷却器６８を冷却する。凝
結キャリヤの蒸気は液化された後でハウジング６２から
パイプ２８を通って現像トレー３０に戻されて現像装置
内で引続き再使用に供される。ハウジング６２は金属箔
又はフィン６６を充填された矩形の金属の室となされる
のが望ましい。このハウジング６２の外壁はこれに取付
けられた熱電気的冷却器６８を有する。フィン７０は熱
を大気に放出する。更に、冷却ファンがフィン７０に密
接して配置されて強制空気冷却作用を与えるようになし
得る。１日当り１０，０００枚の複写を行い得る電子写
真印刷機が約１．６kgの液体キャリヤを発生するものと
推定される。蒸発された液体キャリヤを凝結させる為に
伝達される全熱量は１秒当り１６ジュールであると推定
される。熱電気的冷却器６８は約２０ワットを伝達する
ことが出来、鉛テルル又はテトラダマイトの半導体材料
から作られるのが望ましい。

第３図に示されるように、この熱電気的冷却器６８は負
の熱電素子７４の列から間隔をおかれた正の熱電素子７
２の列を含んでいる。低温側の熱電接点７６は正の熱電
素子７２の列の１側及び負の熱電素子７４の列の１側に
接続されている。正の熱電素子７２の列の他側は高温側
の熱電接点７８に接続されている。負の熱電素子７４の
列の他側は高温側の熱電接点８０に接続されている。高
温側の熱電接点７８及び高温側の熱電接点８０は互いに
絶縁され、即ち互いに間隔をおかれている。電源８２の
負の側は高温側の熱電接点７８に接続され、電源８２の
正の側は高温側の熱電接点８０に接続されている。低温
側の熱電接点７６はハウジング６２の外壁に接触するよ
うに配置されている。冷却フィン７０は高温側の熱電接
点７８及び８０から外方に伸長して冷却器６８の冷却を
行う。従って、正の熱電素子７２の列が多数の正の機素
を含んでいて、負の熱電素子７４の列が多数の負の機素
を含んでいることが判る。ペルチェ冷却器の１つの型式
が１９６０年にフリッツに附与された米国特許第２，９
４４，４０４号に記載されていて、それの関連のある部
分が本明細書に参考として組込まれている。

従って、本発明によって電子写真印刷機に使用される液
体現像材料を再生させる装置が提供され、この装置が上
述した目的及び利点を完全に満足させるものであること
は明らかである。本発明は上述の特別の実施例に関連し
て説明されたが、当業者には種々の変形、修正及び変更
を行い得ることが明らかであり、従って、本発明が特許
請求の範囲に限定された精神及び範囲内で総ての変形、
修正及び変更を包含することが企図されているのであ
る。

発明の効果 上述のように構成されているから、本発明の装置は電力
のみしか必要とせず、配管工事（plumbing）や特別な設
備を必要としないことが明らかである。この装置はハウ
ジングを冷却し、ハウジングが液体になされた蒸気の状
態の液体キャリヤを収集してこれを排出させて現像装置
に戻す。蒸発された液体キャリヤを内部で凝結させるハ
ウジングを冷却する装置は熱電気的冷却器即ちペルチェ
冷却器であり、これが正及び負の熱電気的冷却機素及び
高温及び低温熱電接点を使用してハウジングの冷却及び
これの内部の蒸発された液体キャリヤの凝結を行って印
刷機に於ける引続く再生を行うのである。この装置は経
済的で、圧縮機に使用されるようなモーターを何等必要
としない、従って、運動部分がなく、装置が実質的に無
騒音になり、寿命及び耐久性が大となる優れた効果が得
られるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の特徴を組込んだ電子写真印刷機の概略
的立面図。 第２図は第１図の印刷機に使用されている熱電気的冷却
装置の概略的立面図。 第３図は第２図の冷却装置に使用されている熱電気的冷
却器の概略的回路図。 １０……光導電性面を有するベルト １２，１４，１６……ローラー ２２……オリジナル文書 ２４……透明な支持プラテン ２６……照明組立体 ２８，４８，５６……パイプ ３０……現像トレー ３２……現像電極 ３４……支持材料シート ３６……シート積重ね体 ３８……移送機構 ４０……コロナ発生装置 ４２……コンベアーベルト ４４……融着組立体 ４６……真空ポンプ ５０……再生装置 ５２……ポンプ ５４……清掃ローラー ５８……ワイパーブレード ６０……ランプ ６２……ハウジング ６４……室 ６６，７０……冷却フィン ６８……熱電気的冷却器 ７２……正の熱電素子 ７４……負の熱電素子 ７６……低温側の熱電接点 ７８，８０……高温側の熱電接点 ８２……電源 Ａ……荷電ステーション Ｂ……露光ステーション Ｃ……現像ステーション Ｄ……転写ステーション Ｅ……融着及び乾燥ステーション

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】静電潜像が光導電性表面上に形成される形
   式の、電子写真印刷機であり、静電潜像を現像液で像の
   形状に現像する装置と、 光導電性表面から液体像を複写シートに転写する装置
   と、 現像液を蒸発させて複写シートを乾燥させる装置と、 現像液を蒸発させる装置と連通する入口ポートと、出口
   ポートとを有する室を形成するハウジングであり、蒸発
   した現像液は、入口ポートを介して室に入り、出口を介
   して室を出る、ハウジングと、 第一熱電素子と第二熱電素子と、 第一熱電素子の一方の縁に設けられる高温側第一熱電接
   点と、 高温側第一熱電接点から間隔をおかれて第二熱電素子の
   一方の縁に設けられる高温側第二熱電接点と、 第一熱電素子のもう一方の縁と第二熱電素子のもう一方
   の縁に設けられ、且つ前記ハウジングの外壁に装着され
   てそこから熱を吸収し、前記ハウジングの室内の面を冷
   却してその面上で蒸発した現像液を液化させる、低温側
   第三熱電接点と、 高温側第一熱電接点と高温側第二熱電接点とに電気的に
   接続される電源と、 を有する、電子写真印刷機。