JP2011175162A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】リリーフ弁が設けられた空圧配管を有する画像形成装置において、リリーフ弁から排出される余剰空気を有効活用し、感光体及びその周りの部品の長寿命化、用紙挙動の安定化、用紙の定着温度制御の効率化、及び定着部材の冷却時の待機時間の低減を図る。
【解決手段】像担持体と、該像担持体上にトナー像を形成する現像装置と、圧縮気体発生手段と、該圧縮気体発生手段からの圧縮気体を噴射するエアーノズルと、用紙にトナー像を定着させる定着装置とを有し、エアーノズルから圧縮気体を用紙に噴射することで用紙を当該定着装置から分離させる画像形成装置において、圧力調整手段が、圧縮気体発生手段とエアーノズルの間に設けられ、圧力調整手段での圧力調整によって発生する余剰空気を装置内の少なくとも一箇所に導くための案内経路が、圧力調整手段に接続されることによって解決される。
【選択図】図３

Description

本発明は、電子写真方式のプリンタ、ファクシミリ、複写機などの画像形成装置に関する。

従来、これらの画像形成装置において、用紙に転写された未定着トナー像を定着させる装置としてハロゲンヒータなどを内蔵した定着ローラと、当該定着ローラを加圧する加圧ローラとで形成された定着ニップ部によって、未定着トナー像を有した用紙を挟持搬送しながら加熱・加圧してトナー像を定着させる熱ローラ定着装置が知られており、広く採用されている。

また、ハロゲンヒータなどを内蔵した加熱ローラと定着ローラとによって無端状の定着ベルトを張架し、当該定着ベルトを介して定着ローラを加圧する加圧ローラと定着ベルトとにより形成された定着ニップ部によって、未定着トナー像を有した用紙を挟持搬送しながら加熱・加圧することでトナー像を定着させるベルト定着装置も知られている。

これらの定着方式では、用紙に融着したトナー画像が定着ローラ・定着ベルトなどの定着部材に接触するので、これら定着部材の表面は離型性に優れたフッ素系樹脂でコーティングされ、定着部材から用紙を分離するために分離爪が用いられている。しかし、分離爪を使用する場合、これが定着部材に接触するために定着部材の表面に爪跡・爪傷が付き易く、それにより出力された画像に筋が発生するという問題がある。

一般的に、モノクロ画像形成装置の場合、定着ローラは金属ローラの表面にテフロン（登録商標）コーティングを施して構成されているため、分離爪が接触しても傷が付き難く、従って定着ローラの寿命も長い。しかし、カラー画像形成装置の場合には、色の発色性を良くするために、定着ローラの表層は、シリコーンゴムをフッ素コートして形成される（一般的には数十ミクロン程度のＰＦＡ（テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニールエーテル共重合体）チューブを使用する）か、シリコーンゴムにオイルを塗布して形成されるため、このような構成では表層が軟らかく、傷が付き易い。

そして、表層に傷が付くと定着画像に筋状の傷が生じるため、今日の多くのカラー画像形成装置では定着部材に接触する分離爪のような接触手段を用いずに非接触分離手段を用いて、用紙の定着部材からの非接触分離を行っている。非接触分離では、トナーと定着部材との粘着力が高いとトナー定着後の用紙が定着部材に巻き付き易くなるため、用紙が定着部材に密着したまま隙間を通過してしまう巻きつきジャムが発生する。特に、カラー画像形成装置では、用紙には複数のトナー層が積層されるため、粘着力が高まって巻きつきジャムが発生し易い。特に、用紙先端部におけるトナーの付着していない余白部分が少ない用紙や、写真などのベタ画像が形成された用紙は、その粘着力のために巻きつきジャムが発生し易い。

現在、カラー画像形成装置における用紙分離では主に以下のような用紙分離方式が用いられている。
（１）定着ローラ・定着ベルトとの間に微小な隙間（約０．２ｍｍ〜１．０ｍｍ）が形成されるように、定着ローラ・定着ベルトの長手方向・幅方向に平行に延在する分離板を設ける非接触分離板方式。
（２）定着ローラ・定着ベルトとの間に微小な隙間（約０．２ｍｍ〜１．０ｍｍ）が形成されるように、定着ローラ・定着ベルトの長手方向に所定間隔で配置された分離爪を設ける非接触分離爪方式。
（３）用紙の腰の強さと定着ローラ・定着ベルトの湾曲部の弾性とにより用紙が自然に剥離するようにしたセルフストリッピング方式。

しかしながら、いずれの方式でも分離板・分離爪と定着ローラ・定着ベルトの間に隙間があるため、薄紙や先端余白が少ない用紙を通紙するときや写真などのベタ画像を通紙するときは、用紙が定着ローラ・定着ベルトに密着したまま隙間を通過してしまい、従って用紙の巻きつきジャムが発生したり、又は用紙が分離板や分離爪に突き当たることでジャムが発生したりする。

そこで、非接触分離手段をより強化するために、用紙分離位置において空気を用紙に吹き付けることで用紙を定着ローラ・定着ベルトから分離させる手段が提案され、使用されている。このように、定着ローラや定着ベルトなどの定着部材に傷をつけることなく、エアーノズルから圧縮空気を用紙分離位置において用紙に吹き付けて用紙を分離させる非接触分離手段を備えた画像形成装置は、圧縮空気発生手段（以下適宜、コンプレッサーという）と、コンプレッサーからエアーノズルまで延在する、圧縮空気を制御して流通させる空圧配管とを備えている。

画像形成装置内に備えられる６〜１０個のエアーノズルは、それぞれ直径φ＝１ｍｍ以下の断面積を有し、用紙先端が定着ニップ部を抜け出る瞬間に約１００ｍｓｅｃの間当該エアーノズルから空気を噴射するものであり、圧縮空気の流量は僅かである。このため、空圧配管は、圧縮空気などを蓄積するための適当な容量（例えば、１リットル程度）のタンクと、小型のコンプレッサーと、リリーフ弁とが配置されて構成され、これにより構造がコンパクトになり、かつ空気噴射時の圧力変動も少なくて好ましい。しかし、この構成ではコンプレッサーの稼働中、常に余剰空気がリリーフ弁から排出されることになり、この余剰空気は利用されずに無駄になっていた。さらに、余剰空気の排出音が騒音となるため、騒音対策のために排出口にサイレンサを設置する必要があり、これがコストアップの要因になっていた。

特許文献１は、エアーの吹き付けによって用紙を定着部材から分離させた後も定着部材に向いたエアー管路内の残圧によってエアーが定着部材に吹き付け、この表面温度が低下するのを防ぐために、定着部材から逸れる別なエアー管路を設け、このエアー管路から残圧を逃がすことで、残圧による定着部材へのエアーの吹き付けを低減している。しかし、別なエアー管路の配管やエアーの利用については詳述されていない。

以上の問題に鑑み、本発明は、リリーフ弁が設けられた空圧配管を有する画像形成装置において、リリーフ弁から排出される余剰空気を有効活用し、感光体及びその周りの部品の長寿命化、用紙挙動の安定化、用紙の定着温度制御の効率化、及び定着部材の冷却時の待機時間の低減を図ることを目的とする。

本発明によれば、この課題は、像担持体と、該像担持体上にトナー像を形成する現像装置と、圧縮気体発生手段と、該圧縮気体発生手段からの圧縮気体を噴射するエアーノズルと、用紙にトナー像を定着させる定着装置とを有し、エアーノズルから圧縮気体を用紙に噴射することで用紙を当該定着装置から分離させる画像形成装置において、圧力調整手段が、圧縮気体発生手段とエアーノズルの間に設けられ、圧力調整手段での圧力調整によって発生する余剰空気を装置内の少なくとも一箇所に導くための案内経路が、圧力調整手段に接続されることによって解決される。

また、圧縮気体発生手段は装置外部に設けられ、案内経路は、像担持体及び現像装置の近傍に導かれると好ましい。
さらに、圧縮気体発生手段は、装置内部の定着装置又は電送基板の近傍に設けられ、案内経路は、用紙を積載する用紙積載部又は用紙が搬送される用紙搬送経路に導かれると好ましい。

また、圧縮気体発生手段は装置外部に設けられ、少なくとも１つの切り替え手段が圧力調整手段に接続され、該切り替え手段に、像担持体及び現像装置の近傍に導かれる第１案内経路と、定着装置の近傍に導かれる第２案内経路が接続され、切り替え手段によって、第１案内経路及び第２案内経路が切り替えられると好ましい。
さらに、圧縮気体発生手段は装置外部に設けられ、第１切り替え手段が圧力調整手段に接続され、第２切り替え手段が該第１切り替え手段に接続され、第１切り替え手段に、像担持体及び現像装置の近傍に導かれる第１案内経路が接続され、第２切り替え手段に、定着装置の近傍に導かれる第２案内経路と、用紙が積載された用紙積載部又は用紙が搬送される用紙搬送経路に導かれる第３案内経路が接続され、第１切り替え手段及び第２切り替え手段によって、第１案内経路、第２案内経路及び第３案内経路が切り替えられると好ましい。

また、少なくとも２つの温度検出手段が、装置内部及び圧縮気体発生手段の近傍に設けられ、これらの温度検出手段の検出結果に基づいて、案内経路が切り替えられると好ましい。
さらに、切り替え手段は３ポート電磁弁であると好ましい。

リリーフ弁の使用により得られる効果、すなわち、エアータンクの内圧に応じてコンプレッサーの駆動をＯＮ／ＯＦＦするための複雑な制御が不要となり、空圧配管内にリリーフ弁を設けることでエアータンクの内圧を常に一定に維持することができ、コンプレッサーが連続駆動してもエアータンクが高圧にならずエアータンクの爆発や破壊などの恐れがないという効果を保持しつつ、従来無駄になっていたリリーフ弁から排出される余剰空気を画像形成装置内の箇所に案内し、効率的に再利用することができる。これによって、感光体及びその周りの部品の環境が高温・高湿になるのを防いでこれら寿命を延ばし、また吸湿した用紙を乾燥させることで用紙挙動を安定化させ、また低温環境下におけるトナー定着前の用紙温度を上昇させて用紙の定着温度制御を効率化し、また低温の空気を定着部材に噴射させて定着部材の冷却時の待機時間を低減させることができる。

本発明に係る画像形成装置であるタンデム型のカラー複写機の主要部の構成を示す図である。 本発明に従うベルト定着装置からなる定着装置の断面図である。 圧縮空気発生手段としてのコンプレッサーと圧縮空気を制御する空圧配管を示す図であり、本発明に従う空圧配管の第１及び第２の実施例を示す図である。 本発明に従う空圧配管の第３の実施例を示す図である。 本発明に従う空圧配管の第４の実施例を示す図である。

先ず、本発明に係る画像形成装置の一実施例について説明する。
図１は、本発明に係る画像形成装置であるタンデム型のカラー複写機の主要部の構成を示す。カラー複写機１００は、装置本体中央部に位置する画像形成部１００Ａと、該画像形成部１００Ａの下方に位置する給紙部１００Ｂと、画像形成部１００Ａの上方に位置する図示しない画像読取部とを有する高速画像形成装置であり、画像形成部１００Ａには定着装置２００が組み込まれている。

画像形成部１００Ａには、水平方向に延びる転写面を有する中間転写ベルト１１０が配置されており、該中間転写ベルト１１０の上面には、色分解色と補色関係にある色の画像を形成するための構成が設けられている。すなわち、補色関係にある色のトナー（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）の像を担持する像担持体としての感光体１０５Ｙ，１０５Ｍ，１０５Ｃ，１０５Ｋが中間転写ベルト１１０の転写面に沿って並置されている。

各感光体１０５Ｙ，１０５Ｍ，１０５Ｃ，１０５Ｋは、それぞれ同じ方向（反時計回り）に回転可能なドラムで構成されており、その周りには、回転過程において画像形成処理を実行する光書き込み装置１０１、帯電装置１０２Ｙ，１０２Ｍ，１０２Ｃ，１０２Ｋ、現像装置１０３Ｙ，１０３Ｍ，１０３Ｃ，１０３Ｋ、１次転写装置１０４Ｙ，１０４Ｍ，１０４Ｃ，１０４Ｋ及びクリーニング装置が配置されている。また、各現像装置１０３Ｙ，１０３Ｍ，１０３Ｃ，１０３Ｋには、それぞれのカラートナーが収容されている。感光体１０５、帯電装置１０２、現像装置１０３などは作像ユニットを形成している。

中間転写ベルト１１０は、駆動ローラと従動ローラに掛け回され、感光体１０５Ｙ，１０５Ｍ，１０５Ｃ，１０５Ｋとの対向位置において各感光体と同じ方向に移動可能に構成されている。また、従動ローラの１つであるローラ１１１に対向する位置に転写ローラ１１２が設けられている。転写ローラ１１２から定着装置２００までの用紙Ｐの搬送経路は横方向の経路になっている。

給紙部１００Ｂは、記録媒体としての用紙Ｐを積載収容する給紙トレイ１２０と、該給紙トレイ１２０内の用紙Ｐを最上のものから順に１枚ずつ分離して、転写ローラ１１２の位置まで搬送する搬送機構を有している。

画像形成装置１００における画像形成動作に関しては、感光体１０５Ｙの表面が帯電装置１０２Ｙにより一様に帯電され、画像読取部からの画像情報に基づいて感光体１０５Ｙ上に静電潜像が形成される。該静電潜像はイエローのトナーを収容した現像装置１０３Ｙによりトナー像として可視像化され、該トナー像は所定のバイアスが印加される１次転写装置１０４Ｙによって中間転写ベルト１１０上に１次転写される。他の感光体１０５Ｍ，１０５Ｃ，１０５Ｋにおいてもトナーの色が異なるだけで同様の画像形成がなされ、各色のトナー像が定着ベルト１１０上に静電気力によって順に転写されて重ね合わせられる。

次に、感光体１０５Ｙ，１０５Ｍ，１０５Ｃ，１０５Ｋから中間転写ベルト１１０上に１次転写されたトナー像は、ローラ１１１と転写ローラ１１２の間に搬送されてきた用紙Ｐに転写される。トナー像が転写された用紙Ｐはさらに定着装置２００まで搬送され、後述するように、定着ベルト２０７と加圧ローラ２０９で形成される定着ニップ部においてトナー像の定着が行なわれる。定着ニップ部における用紙Ｐの出口側には、定着ベルト２０７の側にエアーノズル２１５が配置され、エアーノズルからのエアー噴射によって用紙Ｐは定着ベルト２０７や加圧ローラ２０９に巻き付くことなく定着ニップ部の出口から排出される。

次いで、定着ニップ部から排出された用紙Ｐは、排出経路に沿って用紙排出部であるスタッカ１１５に送り出される。
以上のように、本発明によれば、エアーノズル２１５を備えた定着装置２００を有する画像形成装置によってより高度な定着分離機能が得られ、様々な紙種・画像に対応することができる。

図２は、本発明に従うベルト定着装置からなる定着装置２００の断面図である。このベルト定着装置２００では、定着部材としての定着ベルト２０７は、図示しない駆動源に接続した駆動ローラである定着ローラ２０３と、従動ローラである加熱ローラ２０５とに支持され張架され、時計回りに回転走行する。

加圧ローラ２０９は、定着ベルト２０７を介して定着ローラ２０３に対向して設けられており、加圧ローラ２０９は、図示しない加圧機構によって定着ベルト２０７を介して定着ローラ２０３に対して加圧される。加熱ローラ２０５の内部には熱源としての定着ヒータ２１１が設けられ、加熱ローラ２０５はこの定着ヒータ２１１によって加熱され、従って定着ベルト２０７も加熱ローラ２０５によって加熱される。定着ベルト２０７は、駆動ローラである定着ローラ２０３が回転駆動されることにより回転し、同時に加圧ローラ２０９も定着ベルト２０７に連れ回りする。
なお、これに代えて、加圧ローラ２０９を別個の駆動源によって駆動させてもよい。また、ベルト定着装置に代えて、加熱源を有する定着ローラとそれに押圧される加圧ローラとからなる２本のローラ対で構成されるローラ定着装置を使用してもよい。

定着ベルト２０７の表面温度は図示しない温度検知センサにより検知され、定着ベルト２０７の表面温度が所定の設定温度になるように、図示しない温度制御部がその温度検知センサの出力値に基づいて定着ヒータ２１１を制御する。

未定着トナー像を有した用紙Ｐは、転写ローラ１１２から定着装置２００までの搬送経路を通って定着装置２００に搬入され、図示のように、定着ベルト２０７と加圧ローラ２０９との定着ニップ部を通過し、所定の温度に制御されている定着ベルト２０７と加圧ローラ２０９との定着ニップ部によってトナー像は溶融されて用紙Ｐに定着され、その後用紙は装置本体外側のスタッカ１１５に送り出される。

なお、定着ベルト２０７のテンションを保持するためのテンションローラ２１３を設置すると好ましい。本実施例では、テンションローラ２１３は、定着ベルト２０７の外側に配置されているが、定着ベルト２０７の内側に配置されてもよい。また、加圧部材として加圧ローラ２０９を用いたが、これに代えて加圧ベルトなどを用いてもよい。

また、図示のように、エアーノズル２１５が定着ニップ部の出口近傍において、定着ベルト２０７から微小な隙間をおいて非接触で設置されている。ここでは、簡略化のためにエアーノズル２１５はその先端部のみ示されている。なお、エアーノズル２１５だけでなく、分離板とも呼ばれる複数の非接触分離爪（図示せず）と複数のエアーノズル（図示せず）が、加圧ローラの長手方向に並列に配置されてもよい。そして、圧縮空気発生手段と電磁弁により制御された圧縮空気が、エアーノズル２１５の管路を通り、用紙先端が定着ニップ部を通過するタイミングで定着ニップ部に向けて１回噴射される。この圧縮空気の流れによって、用紙Ｐの先端は強制的に定着ベルト２０７から分離され、自然に先端以降も剥離される。用紙Ｐが連続的に定着ニップ部を通紙される場合、この噴射動作は用紙Ｐの通過毎に行われる。

図３は、本発明の特徴部分である、圧縮空気発生手段としてのコンプレッサーと圧縮空気を制御する空圧配管を示しており、この空圧配管によってコンプレッサーからの圧縮空気がエアーノズル２１５に供給されるようになっている。
空圧配管には圧縮空気を発生させるコンプレッサー３０１が接続されている。コンプレッサー３０１としては、例えばレシプロエンジンを備えた小型レシプロコンプレッサー（出力１００Ｗ）が使用され、０．５ＭＰａ程度まで空気を圧縮することができる。このコンプレッサー３０１は圧力調整機構を備えていないため、その下流側に配置された圧力調整手段によって圧力が制御される。

コンプレッサー３０１には、下流側の空圧配管の圧力が高くなるほどコンプレッサーの流量（Ｌ／ｍｉｎ）が減少するという特性があり、また下流側の空圧配管の圧力が大気圧（約０．１Ｍｐａ）でなければコンプレッサーは起動しない。コンプレッサー３０１の空気吸入口にはフィルターが設けられているため、圧縮空気への異物混入が防止される。コンプレッサー３０１で作られ圧縮により高温になった圧縮空気は、筒状に成形加工された部材であるチューブ３０３によってエアーフィルター３０５に導入されるが、圧縮空気よりも低温のチューブ３０３の通過時に冷却される。この冷却により、圧縮空気中の水蒸気が凝縮してできた水などのドレンが発生する。

空圧配管におけるチューブ３０３としては、ポリウレタン、ナイロン又はフッ素樹脂を素材とした可撓性の中空チューブや金属パイプが使用されると好ましい。高温の圧縮空気をチューブや金属パイプの通過中に室温まで冷却するために、チューブ３０３は、管を長くしたり、熱伝導性のよい金属パイプを使用したりすると好ましい。前記のように、チューブ３０３ではドレンが発生するため、運転停止時のコンプレッサー３０１にドレンが逆流しないように、チューブ３０３をコンプレッサー３０１から下向きに配管したり、弁体がドレンの背圧によって閉じる機構を有する逆止弁（図示せず）を途中に設けたりすると好ましい。

また、チューブ３０３の下流側にはエアーフィルター３０５が設けられている。エアーフィルター３０５は、圧縮空気中に存在する埃などの異物を除去し、さらに配管内で発生したドレンを溜めて配管外に排出することができる。ドレンを溜めるための補助機器として、ウォータセパレータ（図示せず）を使用してもよく、これは異物除去の機能を有しないが、水分除去率９９％という高性能を有する。

さらに、エアーフィルター３０５のドレンポートには、２ポート電磁弁である電磁弁（ソレノイドバルブ）３０７が接続されている。電磁弁３０７は、電磁石の電磁力によって開閉する弁であって、空気圧や油圧の開閉及び切換えを行うことで配管中の背圧とドレンを排出する機能を有する。電磁弁３０７は、機械の運転が停止したときに開くように制御され、配管内の背圧を除去すると共に、エアーフィルター３０５に溜まったドレンを排出する。電磁弁３０７から排出されたドレンは蒸発皿３０９に落下し、自然に蒸発する。

また、エアーフィルター３０５の下流側にはエアータンク３１１が配置されている。このエアータンク３１１は、コンプレッサー３０１からの圧縮空気噴射を緩衝させる機能を有し、これにより安定した圧縮空気噴射が実現される。本実施例では、エアータンク３１１は、例えば５ｍｍ厚の鋼板を溶接して製作され、１Ｌの容積を有する。エアータンク３１１の容積が大きすぎると設定圧力まで圧力が上昇するのに時間がかかるので、エアーノズル２１５からの空気の噴射圧力が安定するための最低限の容積を有すると好ましい。使用するエアーノズル２１５の仕様や噴射仕様によってはエアータンク３１１を設置しなくてもよい。また、大容量のエアーフィルター３０５を使用することで、エアータンク３１１の設置を省略することもできる。

エアータンク３１１は、高い圧力がかかるため剛性の高い金属製であると好ましく、異常時を考慮してコンプレッサー３０１の最大到達圧力以上に耐えられるように設計されている。また、圧縮空気との接触面積が大きくなるように金属製のエアータンク３１１を構成することで、圧縮空気を冷却しやすい。よって、タンクの上流側回路でドレン化されなかった水蒸気がタンク内でドレン化し、タンク壁面に付着し、底面に溜まる。エアータンク底面にはドレンポートが設けられ、ドレンポートに配管された電磁弁３０７の作動により装置の運転停止時に背圧とドレンの排出が行われる。

エアータンク３１１には圧力調整弁としてのリリーフ弁３１３が配管されている。圧力調整弁３１３はネジによって調整可能であり、コンプレッサー３０１を運転させたときにエアータンク３１１が所定の圧力になるようにネジは調整・固定されている。本実施例では、コンプレッサー３０１の運転時にエアータンク３１１の圧力が約０．２Ｍｐａになるように調整している。

圧力調整弁３１３として使用されるリリーフ弁は、規定圧力（リリーフ圧）よりもタンク内圧が高くなったときに弁が開放して圧力をタンク外へ逃がす一方、規定圧力（リリーフ圧）よりもタンク内圧が低くなれば弁が閉じて一定圧力を保持する構造になっている。本実施例では、規定圧力を約０．２Ｍｐａとしている。

このリリーフ弁の構造及び動作により、空気圧とスプリングの作用力によるバランスによってリリーフ弁は機械的に余剰圧力（空気）を排出するため、（１）エアータンク内圧に応じてコンプレッサー３０１の駆動をＯＮ／ＯＦＦするような複雑な制御が不要であり、（２）空圧配管内にリリーフ弁３１３を設けるだけでエアータンク内圧を常に一定に維持することができ、（３）コンプレッサー３０１が連続駆動してもエアータンク３１１が高圧にならず、爆発や破壊などの恐れがない、という利点が得られる。本発明のような空気の流量が少ない装置では、リリーフ弁は簡便で、かつエアー噴射時の圧力変動も少ないため、最適な空圧回路の１つの構成部材である。

また、エアータンク３１１に下流側に２ポート電磁弁である電磁弁３１５が配管されている。電磁弁３１５が電源オンにより駆動されると、配管を開け、その流体制御弁によって調整されたエアータンク３１１内の圧縮空気が電磁弁３１５に接続したエアーノズル２１５から噴射される。一方、電磁弁３１５は電源オフによって配管を閉じるようになっている。
用紙が定着装置の前に達すると、用紙検知センサ（図示せず）によって用紙先端を検知し、制御装置（図示せず）から所定のタイミングで噴射開始信号が出る。そして、用紙先端がエアーノズル２１５の噴射部に到着する前から電磁弁３１５を１００ｍｓの間駆動して、１回当たり１００ｍｓ間エアーを噴射することで用紙先端を定着ベルト２０７と加圧ローラ２０９から分離した後、電磁弁３１５の駆動を停止して噴射を終了する。このようにエアーノズルを使用することで、分離板や分離爪に用紙の先端が突き当たって生じるジャムを効果的に防止することができる。

定着装置２００での通紙終了後はコンプレッサー２１５を停止させた後、電磁弁３０７を作動させることで、エアーフィルター３０５とエアータンク３１１から背圧を抜くとともに、ドレンを蒸発皿３０９に排出する。これにより、空圧配管の圧力が大気圧まで下げられ、次回コンプレッサー３０１が起動できるようになる。

コンプレッサー３０１はプリント動作とほぼ同時に駆動され、エアータンク３１１内に圧縮空気が送り込まれる。エアータンク３１１の圧力が規定圧力（本実施例では約０．２Ｍｐａ）を超えて上昇すると、リリーフ弁３１３の機械的動作によって余剰圧力（空気）が排出される。少なくともプリント動作が終わるまでコンプレッサー３０１は連続駆動され、連続的なプリント動作に対応するために充分なエアー流量が選定されているため、この間はリリーフ弁３１３から余剰空気が連続的に排出されることになり、無駄になってしまう。そこで、本発明では、リリーフ弁３１３からの余剰空気を機内配管によって装置の各部に供給し、装置の制御に有効利用することにした。

なお、従来、リリーフ弁３１３には、弁から排出される圧縮空気の音を軽減させるためのサイレンサ３１７が設けられていたが、本発明によれば、通常のφ６ｍｍのチューブに代えて、充分に長いφ１０ｍｍ程度のチューブを使用することで、圧縮空気の漏れに起因する騒音は低減され、サイレンサ３１７は不要となる。

本発明に従う空圧配管の第１の実施例としては、コンプレッサー３０１を装置外部に設けて、コンプレッサー３０１に機内よりも低温・低湿の空気を吸い込ませ、さらにリリーフ弁３１３から排出される余剰空気を画像形成装置の各色の感光体１０５Ｙ，１０５Ｍ，１０５Ｃ，１０５Ｋの周りのエリアＡ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４（図１参照）にそれぞれ分岐して導く。サイレンサの配置位置であるリリーフ弁３１３の排出口からエリアＡ１〜Ａ４までの案内経路は、図示しない空圧配管によって連結され、従って余剰空気は、案内経路を介して、書き込み光や転写部分を除いて各作像ユニットを機内の後方又は前方から密閉するように覆った各ボックス１３０内に導かれる。空圧配管には、好ましくはポリウレタン、ナイロン又はフッ素樹脂を素材とした可撓性の中空チューブが使用される。
この空圧配管によって低温・低湿の余剰空気を感光体１０５周りのエリアに供給することで、感光体１０５周りの環境が高温・高湿になるのを防ぎ、像流れやフィルミングを生じにくくし、感光体１０５やその周りの部品の寿命を延ばすことができる。

さらに、本発明に従う空圧配管の第２の実施例としては、コンプレッサー３０１を、例えば定着装置や電送基板の近傍などの機内の発熱高温部に設け、リリーフ弁３１３から排出される余剰空気を、エリアＢ（図１参照）としての給紙トレイ１２０に導くように案内経路（図示せず）を配管してもよい。この案内経路によって、比較的高温の空気を給紙トレイ１２０近傍に吹き付けることができ、吸湿した用紙Ｐを乾燥させて用紙挙動を安定させたり、低温環境下におけるトナー定着前の用紙温度を上昇させたりすることができ、余剰熱を有効利用することで定着のために必要だった電力を低減させることができる。なお、エリアＢとしては用紙Ｐの搬送経路も考えられ、搬送経路中を搬送される用紙Ｐに余剰空気を吹き付け、これを乾燥させてもよい。

図４は、本発明に従う空圧配管の第３の実施例を示す。ここでは、コンプレッサー３０１を装置外部に設け、さらに、図示のようにリリーフ弁３１３からの機内配管に３ポート電磁弁である電磁弁４０１が設けられ、電磁弁４０１の排出口には前記のエリアＡ１〜Ａ４だけでなくエリアＣにも延在する案内経路が接続されている。電磁弁４０１は、これらの案内経路を切り替えることができ、ソレノイド消磁時（非通電時）にはエリアＡ１〜Ａ４に余剰空気を送り込み、ソレノイド励磁時（通電時）には３ポート電磁弁の切り替え動作によってエリアＣ（図１参照）としての定着装置２００に余剰空気を送り込むことができる。

この配管及び案内経路の切り替え手段としての電磁弁４０１を使用することで、用紙の種類によって複数の定着温度を設定する必要がある高速対応プリンタにおいて、通紙する用紙が薄いために定着ローラの温度を下げる必要がある場合、プリント動作以外にもコンプレッサー３０１を駆動してエリアＣの定着ローラ２０３に余剰空気を送り込むことができる。これによって、定着装置２００内に比べて充分に低温のフレッシュな空気を定着ローラ２０３近傍に吹き付けることが可能となり、設定温度までの冷却時間及び待機時間を大幅に低減することができる。

図５は、本発明に従う空圧配管の第４の実施例を示す。ここでは、３ポート電磁弁である電磁弁５０１，５０２を２個組み合わせ、さらに機内と、機外に設けられたコンプレッサー３０１近傍とに図示しない２つの温度検出手段を設けている。そして、これらの温度を比較して２個の電磁弁５０１，５０２を切り替えることにより、機内よりもコンプレッサー近傍の温度が低い場合は、電磁弁５０１に接続された案内経路を介してエリアＡ１〜Ａ４又は電磁弁５０２に接続された案内経路を介して、高温部であるエリアＣの定着装置２００に余剰空気を供給し、機内よりもコンプレッサー近傍の温度が高い場合は、電磁弁５０２に接続された案内経路を介して、低温部であるエリアＢの給紙トレイ１２０に余剰空気を供給することができる。このようにして、コンプレッサー近傍の温度に応じて余剰空気の供給先を変更することができ、案内経路を選択することで余剰空気を効果的に有効利用することができる。

なお、前記の実施例においては、定着部材の温度を検知するセンサや搬送経路のシート有無を検知するセンサなどの、画像形成装置内に多数設けられている非接触センサの検知面に余剰空気を噴射し、これを検知面の清掃に利用してもよい。

１００ 画像形成装置
１０５ 感光体（像担持体）
１０３ 現像装置
２００ 定着装置
２１５ エアーノズル
３０１ コンプレッサー（圧縮気体発生手段）
３１３ リリーフ弁（圧力調整手段）

特開２００８−１０２４０８号公報

Claims (7)

1. 像担持体と、該像担持体上にトナー像を形成する現像装置と、圧縮気体発生手段と、該圧縮気体発生手段からの圧縮気体を噴射するエアーノズルと、用紙にトナー像を定着させる定着装置とを有し、前記エアーノズルから圧縮気体を用紙に噴射することで用紙を当該定着装置から分離させる画像形成装置において、
   圧力調整手段が、前記圧縮気体発生手段と前記エアーノズルの間に設けられ、
   前記圧力調整手段での圧力調整によって発生する余剰空気を装置内の少なくとも一箇所に導くための案内経路が、前記圧力調整手段に接続されることを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１に記載の画像形成装置において、前記圧縮気体発生手段は装置外部に設けられ、前記案内経路は、前記像担持体及び前記現像装置の近傍に導かれることを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１に記載の画像形成装置において、前記圧縮気体発生手段は、装置内部の前記定着装置又は電送基板の近傍に設けられ、前記案内経路は、用紙を積載する用紙積載部又は用紙が搬送される用紙搬送経路に導かれることを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項１に記載の画像形成装置において、前記圧縮気体発生手段は装置外部に設けられ、少なくとも１つの切り替え手段が前記圧力調整手段に接続され、該切り替え手段に、前記像担持体及び前記現像装置の近傍に導かれる第１案内経路と、前記定着装置の近傍に導かれる第２案内経路が接続され、前記切り替え手段によって、前記第１案内経路及び前記第２案内経路が切り替えられることを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項１に記載の画像形成装置において、前記圧縮気体発生手段は装置外部に設けられ、第１切り替え手段が前記圧力調整手段に接続され、第２切り替え手段が該第１切り替え手段に接続され、前記第１切り替え手段に、前記像担持体及び前記現像装置の近傍に導かれる第１案内経路が接続され、前記第２切り替え手段に、前記定着装置の近傍に導かれる第２案内経路と、用紙が積載された用紙積載部又は用紙が搬送される用紙搬送経路に導かれる第３案内経路が接続され、前記第１切り替え手段及び前記第２切り替え手段によって、前記第１案内経路、前記第２案内経路及び前記第３案内経路が切り替えられることを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項５に記載の画像形成装置において、少なくとも２つの温度検出手段が、装置内部及び前記圧縮気体発生手段の近傍に設けられ、これらの温度検出手段の検出結果に基づいて、案内経路が切り替えられることを特徴とする画像形成装置。
7. 請求項４〜６のいずれか一項に記載の画像形成装置において、切り替え手段は３ポート電磁弁であることを特徴とする画像形成装置。

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