JP5585223B2 - 圧縮空気噴射による用紙分離を行う画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、圧縮空気噴射による用紙分離を行う画像形成装置に係り、特に電子写真方式で画像形成を行い、熱を用いて定着を行う画像形成装置に関する。

従来、複写機、プリンタ、ファクシミリ、およびこれらの機能を備えた複合機などの画像記録装置において、記録媒体（以下、用紙あるいはシートともいう）の表面に転写された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押圧形成された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・加圧する熱ローラ定着方式が知られ、広く利用されている。

また無端状の定着ベルトを、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で張架し、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って形成されたニップ部によって、未定着トナー像を有した用紙を挟持・搬送しながら、加熱・加圧するベルト定着方式も知られている。

以上のような加熱定着方式では、用紙に融着したトナー像が定着ローラ／定着ベルトに接触するので、定着ローラ／定着ベルトは、離型性に優れたフッ素系樹脂を表面にコーティングし、用紙分離には分離爪が用いられている。分離爪の大きな欠点は、ローラやベルトと接触するためにローラやベルトの表面に爪跡（爪傷）を付け易く、その場合には出力された画像にスジが発生するということである。

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）コーティングしたものであり、分離爪が接触しても傷になり難く、寿命も長かった。しかしながら、カラー画像形成装置の場合には、色の発色性をよくするため、表層をシリコーンゴムにフッ素コートしたもの（一般的には数十ミクロン程度のＰＦＡチューブを使用する）か、シリコーンゴムの表面にオイルを塗布したものを使用している。ただ、このような構成では、表層が軟らかく、傷が付き易い。表層に傷が付くと定着画像にスジ状の傷が生じることから、今ではカラー画像形成装置では分離爪のような接触手段を殆ど用いず、大半は非接触分離を行っている。

非接触分離では、トナーと定着ローラとの粘着力が高いと定着後の用紙がローラに巻き付くため、容易に巻き付きジャムを発生するようになる。特にカラー画像形成では何層もの色（トナー層）が積層されており、粘着力が高まるために巻き付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、主に次の方式が採用されている；
〔１〕定着ローラ／定着ベルトとの間に微小なギャップ（約０．２〜１ｍｍ）を開け、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用い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ギャップ（約０．２〜１ｍｍ）を開け、所定間隔に配された分離爪を用い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弾性とで自然に剥離させるようにしたセルフストリッピング方式。

しかしながら、いずれの方式でも定着出口への用紙案内板との間で隙間が空いているため、薄紙や先端余白が少ない用紙を通紙する時、あるいは写真などのベタ画像を通紙する時は、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、用紙巻き付きジャムが生じたり、逆に分離板や分離爪などに突き当たって、ジャムが発生することがある。

そこで非接触分離方式の補助措置として、ノズルを用いて圧縮空気を用紙分離位置に吹き付けることが以前から提案され、使用に供されている。提案された構成は数多くあるが、例えば次のようなものがある。

特許文献１には、噴射ノズルへの剥離用管路の空気噴射口近傍に、排気用弁を有する排気用管路を接続して、余分な圧縮空気をローラに噴射しないようにする構成が開示されている。

また特許文献２には、本体と定着ユニットの位置決めピン嵌合部に圧縮空気経路を設ける構成が開示されている。
このように、定着部材に非接触で定着部材に傷をつけることなく、ノズルから圧縮空気を用紙分離位置に吹き付けて用紙を分離させる分離方式を備えた画像形成装置においては、圧縮空気発生手段（以下、コンプレッサーという）と圧縮空気を制御する空圧配管（コンプレッサーが始端、用紙分離位置へ圧縮空気を吹き付けるノズルが末端となる）を装置内に備えている。

一般的にコンプレッサーの下流側には、圧縮空気内の水滴、異物を除去するためのエアーフィルター、圧縮空気の圧力変動を緩和するエアータンク、エアータンクの圧縮空気圧力を一定に調整する機械式制御弁たる圧力制御弁、噴射、非噴射を切り替える電気式制御弁たる電磁弁、ノズルなどの空圧部材が設けられ、各部材をチューブで接続し、空圧配管が形成されている。

コンプレッサーによって圧縮された空気は水分を含んだまま高温になり、この圧縮空気が空圧配管内を通過することで冷却されると、過飽和となった水分が水滴となる。また、前述の分離方式においては、圧縮空気をノズルによって大気側に噴射するため、配管内の圧縮空気は圧力低下し、断熱膨張し、温度低下する。この温度低下によっても、配管内に水滴が発生する。

このように発生した水滴はドレンと呼ばれ、空圧配管部材に悪影響を与えるので、コンプレッサーを備えた空圧配管にはドレン対策が取られていることが多い。エアーフィルター上流側で発生したドレンはエアーフィルターに溜まるので、ドレン抜き機構によって配管外へ排出される。またエアータンクは金属製で、圧縮空気との接触面積が大きいこともあり、圧縮空気が冷やされ易く、ドレンが発生する。発生したドレンはエアータンク内や下流側のチューブに付着する。エアータンク内に付着したドレンは底部に溜まり、ドレン抜き機構によって配管外へ排出される。ドレン抜き機構は、エアーフィルターやエアータンクのドレンが溜まる部分（下部）に設けられたバルブを主たる構成要素とするものである。バルブを開放することによって、ドレンを配管外に排出する。バルブの開放は、手動式、差圧を利用した自動式、電磁弁を利用した電気式、などによって行われる。

コンプレッサーによって作られた圧縮空気の圧力、流量が大きいほど、ドレン発生量が多くなる。出力１ｋＷ以上の大型コンプレッサーでは、コンプレッサー直後にエアードライヤと呼ばれる除湿機器が備えられ、コンプレッサーで作り出された高温圧縮空気に含有する水蒸気を、強制冷却して水滴化（ドレン化）し、ウォーターセパレータ−でドレンを捕捉し、空圧配管外へ排出したり、吸着剤で吸着したり、中空糸膜で圧縮空気から分離して空圧配管外へ排出したりして、除湿している。しかしながら、これらの除湿措置のなかで、除湿効果の高いエアードライヤは数万円以上と高価であり、冷却方式では消費電力が大きく、中空糸膜方式では０．２ＭＰａ以上の高圧力が必要、といった欠点がそれぞれある。一般に、画像形成装置の用紙分離で必要とされる圧力は０．０５〜０．２ＭＰａと低く、また流量も小さいため、出力２００Ｗ以下の小型コンプレッサーが搭載されている。前述の大型コンプレッサーと比較して圧力、流量とも小さいため、ドレン発生量が少なく、高価なエアードライヤを搭載することは現実的でない。

また、画像形成装置に限られないが、ノズルから圧縮空気を効率よく噴射させるためには、エアータンク〜電磁弁〜ノズルの空圧配管は、配管抵抗が少なく、かつ配管容積を小さくするのがよい。そのため、コンプレッサーの出力が小さい画像形成装置においては、エアータンク〜電磁弁〜ノズルの空圧配管中には、配管抵抗が大きく容積も大きいエアーフィルターなどのドレン捕捉手段は設けられていないことも多い。

圧縮空気を噴射することで用紙分離を行う画像形成装置においては、シート通過ごとに圧縮空気を噴射するので、空圧配管内（特にエアータンク以降の配管）に付着したドレンはノズルから噴射されることになる。１噴射ごとのドレン量は微小であり用紙に汚れが発生することはない。

しかしながら、空気中の水分量が多くなる高温高湿環境下や、画像形成装置の運転時間が長い場合には、配管内を通過するドレン量が多く、空圧配管内の空圧機器接合部や分岐部などの配管抵抗の大きい部分にドレンが滞留することがある。このように滞留したドレンは、或る１回の噴射でノズルから大量に噴射されて、定着部材やシートにドレン（水滴）が付着するという問題があった。また、空圧配管内に発生したドレンによって、空圧配管中の電磁弁や圧力制御弁などの空圧機器に動作不良が発生したり、寿命劣化をきたすという問題もあった。

本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、高温高湿環境下や、運転時間が長い場合でも、ドレン（水滴）によるシート汚染、部材汚染のない、圧縮気体発生手段を有する画像形成装置を提供することを課題とする。

上記課題は、圧縮気体発生手段と、圧縮気体を噴射する少なくとも１個の第１のノズル部材と、前記圧縮空気発生手段から前記第１のノズル部材までの配管中に圧縮空気の流れを制御する制御弁とを具備し、前記第１のノズル部材を用いて圧縮気体を用紙挟持搬送部の用紙排出領域若しくは装置構成部材の用紙分離領域に噴射する機構を有した画像形成装置において、前記制御弁から前記第１のノズル部材までの途中に、配管中のドレンを排出するための第２のノズル部材と、第２のノズル部材のための、ドレンが溜まり易い構造を有した分岐部とを設け、第１のノズル部材の配管抵抗が第２のノズル部材の配管抵抗よりも大きくなるよう分岐され、前記制御弁によって、第１のノズル部材と第２のノズル部材から同時期に圧縮気体が噴射するように制御することによって解決される。

前記制御弁から第１、第２ノズル部材への分岐部を構成する中空ブロック体の内部に、第１のノズル部材側の配管上流末端が突出しているのが、好都合である。

定着装置が画像形成装置本体に着脱自在に構成され、前記圧縮気体発生手段は画像形成装置本体側に設けられ、前記第１のノズル部材は定着装置側に設けられ、定着装置と画像形成装置本体の間に圧縮気体配管の着脱自在なコネクタ部が配され、このコネクタ部に前記第２のノズル部材が設けられていることも、好ましい。前記第２のノズル部材のノズル総断面積が前記第１のノズル部材のノズル総断面積よりも小さいのが、よい。

請求項１に係る発明では、圧縮空気の流れを制御する制御弁から第１ノズル部材までの配管途中に、配管中のドレンを排出するための第２ノズル部材と、第２のノズル部材のための、ドレンが溜まり易い構造を有した分岐部とを設け、前記制御弁によって、第１ノズル部材と第２ノズル部材から同時期に圧縮気体が噴射するように制御するので、第１ノズル部材よりも制御弁に近い第２ノズル部材から、配管中に発生したドレンが噴射することになり、吹き付け対象部材に圧縮空気を噴射する第１ノズル部材からドレンを噴出することを回避でき、特別な制御も必要なしに用紙や装置構成部材へのドレン汚れを防ぐことが可能である。

制御弁から第１、第２のノズル部材への分岐部にて、第１ノズル部材の配管抵抗が第２ノズル部材の配管抵抗よりも大きくなるよう分岐されている（分岐部がＴ字コネクタ、Ｙ字コネクタで構成されている場合、制御弁側と第２ノズルとが概ねストレート配置になるようにする）ので、第２ノズル部材側へドレンが流れ易くなり、第２ノズル部材からドレンを排出し易い。

また制御弁から第１、第２ノズル部材への分岐部を構成する中空ブロック体の内部に、第１ノズル部材側の配管上流末端が突出していれば、分岐部の配管内部と第１ノズル部材の内面が直接接触せず、分岐部の配管内部に付着するドレンは第１ノズル部材の外面に付着しても内面に付着し難くなり、第２ノズル部材からのドレン排出の傾向を確保し易くなる。

定着装置が画像形成装置本体に着脱自在に構成され、圧縮気体発生手段は画像形成装置本体側に設けられ、第１ノズル部材は定着装置側に設けられ、定着装置と画像形成装置本体の間に圧縮気体配管の着脱自在なコネクタ部が配され、このコネクタ部に第２ノズル部材が設けられていれば、たとえコネクタ部が複雑な形状をしていてドレンが滞留し易くとも、このコネクタ部に第２ノズル部材を設けることでドレン排出が容易である。また分岐部を別途設ける必要がなく、制御弁から第１ノズル部材までの配管抵抗の増加を抑制できる。

第２ノズル部材のノズル総断面積が第１ノズル部材のノズル総断面積よりも小さければ、本来の噴射のための第１ノズル部材において安定して圧縮空気を噴射することが容易になるし、第２ノズル部材側のノズル面積が小さいことで効率よくドレンを排出することができる。

本発明の骨子をなす圧縮空気発生手段からノズル部材までの空圧配管における圧縮空気を制御する構成を示す図である。 画像形成装置の概略構成図である。 エアー分離機構を搭載したベルト定着装置の概略構成図である。 ドレン排出のための第２ノズルの平面構成図である。 第２ノズルの変形構成図である。 第２ノズルの更なる変形構成図である。 第２ノズルの他の更なる変形構成図である。

以下、図面を参照し、本発明の実施の形態について説明する。
図２は、本発明に係る画像形成装置を示すもので、タンデム型間接（中間）転写方式の複写機であり、連続プリント速度は１２０枚／分（A4サイズ）、６０枚／分（A3サイズ）、使用環境は１０℃〜３０℃、２０％〜８０％である。装置本体には、中央に、無端ベルト状の中間転写体１０が設けられている。中間転写ベルト１０は、図２に示す通り、支持ローラ１３、１４、１５、１６に掛け回して、図中時計回りに回転搬送可能となっている。

この図示例では、支持ローラ１５の左側に、画像転写後に中間転写ベルト１０上に残留する残留トナーを除去する中間転写体クリーニング装置１７を設けている。クリーニング装置により回収されたトナーは、装置内の搬送部材（図示せず）により装置奥側へ搬送され、重力などにより下方へ落下させることでトナー回収用ボトル（図示せず）へと収容される。トナー回収用ボトルには、回収トナー量を検知する手段が設けられており、満杯時には装置を停止させるなどでトナーがあふれる事態を防止している。

また、中間転写ベルト１０のベルト上辺上方には、その搬送方向に沿って、ブラック・マゼンタ・シアン・イエロ−の４つの画像形成手段が横に並べて配置されており、タンデム画像形成装置を構成している。タンデム画像形成装置の上方には、露光装置２１が設けられている。

一方、中間転写ベルト１０のベルトループ下中央に配された支持ローラ１６の対向側には、２次転写ローラ２３が備えられている。２次転写ローラ２３を備える２次転写装置の用紙搬送下流側には、用紙上の転写画像を定着する定着装置２５が設けられている。定着装置２５は、定着部材としての定着ベルトを介して定着ローラ２６に加圧部材としての加圧ローラ２７を押し当てて構成されている。

不図示のスタートスイッチを押すと、不図示の駆動モータで支持ローラ１４、１５、１６の１つを回転駆動して、支持ローラ１３を含む他の支持ローラが従動回転し、中間転写ベルト１０を回転搬送する。同時に個々の画像形成手段において、その感光体４０を回転し、各感光体４０上にそれぞれ、ブラック・マゼンタ・シアン・イエローの単色画像を形成する。そして、中間転写ベルト１０のベルト移動に伴って、それら単色画像を順次転写して中間転写ベルト１０上に合成カラー画像を形成する。

他方、スタートスイッチを押すことにより、給紙装置の給紙ローラ４２の１つを選択回転し、ペーパーバンクに多段に備えられた給紙カセット４４の１つから用紙を繰り出し、分離ローラ４５で１枚ずつ分離して給紙路に入れ、搬送ローラ４７で搬送して複写機本体内の給紙路に導き、レジストローラ４８に突き当てて止める。そして、中間転写ベルト１０上の合成カラー画像にタイミングを合わせてレジストローラ４８を回転し、中間転写ベルト１０と２次転写ローラ２３との間に用紙を送り込み、２次転写ローラ２３で転写して用紙上にカラー画像を記録する。

画像転写後の用紙は、２次転写装置のベルト２４で搬送して定着装置２５へと送り込み、そこで熱と圧力とを加えて転写画像を定着した後、排出ローラ４９で排出し、排紙トレイ上にスタックする。一方、画像転写後の中間転写ベルト１０は、中間転写体クリーニング装置１７で、画像転写後にベルト上に残留する残留トナーを除去し、タンデム画像形成装置による再度の画像形成に備えられる。

次に定着装置２５を、図３に基づいて詳細に説明する。この定着装置２５はベルト定着装置であるが、本発明はベルト定着装置に限らず、加熱源を有する定着部材と、それに押圧される加圧部材の、２本のローラ対で構成される所謂ローラ定着装置であってもまったく差し支えない。このベルト定着装置２５において、定着部材としての定着ベルト２８が駆動ローラである定着ローラ２６、従動ローラであって内部に定着ヒータ２９を有した加熱ローラ３０に支持・張架されていて、回転走行する。定着ヒータ２９により加熱ローラ３０が加熱され、定着ベルト２８を加熱する。加圧ローラ２７は定着ローラ２６と定着ベルト２８を介して対峙して設けられ、不図示の加圧機構により定着ローラ２６へ加圧される。またテンションローラ３２により、定着ベルト２８の加熱ローラ３０への接触面積を大きくすることができ、より多くの熱を加熱ローラ３０から定着ベルト２８へ伝えることができる。定着ベルト２８は定着ローラ２６が不図示の駆動機構で回転駆動されることにより回転し、加圧ローラ２７は定着ベルト２８に連れ回りする。加圧ローラ２７にも駆動をかけるようにしてもよい。定着ベルト２８の表面温度は不図示の温度検知素子により検知され、不図示の温度制御部が、その温度検知素子の出力値に基づいて定着ヒータ２９を、定着ベルト２８の表面温度が所定の設定温度になるように制御する。未定着トナー像を担持した用紙８が定着装置２５に搬入されて、所定の温度に制御されている定着ベルト２８と加圧ローラ２７とのニップ部を通過し、その際、トナー像が溶融定着され、装置本体外に送り出されるようになっている。

そして、この定着装置２５では更に、ニップ部へ向けて圧縮空気を噴射する第１ノズル７２、不図示のウェブクリーニング、同じく不図示のオイル塗布装置が備えられている。また定着装置２５の入口側には入口ガイド４が、出口側には上下の出口ガイド５，６が配置されており、加圧ローラ２７には分離板３が付設されている。

図３では認識されないが、第１ノズルは幅方向に６個配されており、ノズル径はφ１ｍｍである（図３のノズル７２は、ノズル先端部のみ略図で示した）。第１ノズル７２は、非接触分離爪（分離板と称することもある）と並列させてもよい。不図示の圧縮空気供給源と電磁弁により制御された圧縮空気が、ノズル中の管路を通り、定着ニップに向けて、用紙先端が通過するタイミングで１回噴射される。用紙８の先端はこの圧縮空気の流れにより強制的に定着ベルト２８と分離される。連続通紙では、この動作を用紙通過ごとに行う。

図１に、圧縮空気の発生源である圧縮空気発生手段（以下、コンプレッサーという）８１を起点とする圧縮空気を制御する空圧配管を示す。コンプレッサー８１はレシプロ方式の小型コンプレッサー（出力１００Ｗ）であり、０．４ＭＰａまで空気を圧縮することができる。コンプレッサーには圧力調整機構がなく、下流側の空圧配管によって圧力が制御される。コンプレッサーは、下流空圧配管の圧力が高くなるほど流量（リットル／ｍｉｎ）が減少する特性を有し、下流側空圧配管圧力が大気圧（０ＭＰａ）でないと起動できない。

コンプレッサー８１の空気吸入口（図示せず）にはフィルターが設けられていて、圧縮空気内への異物混入を防止している。コンプレッサー８１で作られた高温圧縮空気は、チューブ８２によってエアーフィルター８３に導かれる。チューブ通過時に圧縮空気は自然冷却されドレンが発生し得る。

一般的に、空圧配管には、ポリウレタン、ナイロン、フッ素樹脂を素材とした可撓性の中空チューブや、金属パイプが多く用いられている。高温圧縮空気はチューブ通過中に室温まで冷却されることが望ましく、そのためチューブ８２は、その配管長さを長くしたり、非金属製チューブでなく、熱伝導性のよい金属パイプとしたり、更に金属パイプに放熱フィンを追加したりするのがよい。

チューブ８２でドレンが発生した場合に運転停止時のコンプレッサー８１にドレンが逆流しないよう、チューブ８２をコンプレッサー８１から下向きに配管したり、逆止弁を設けたりするのが望ましい。

エアーフィルター８３は、圧縮空気中に存在する埃等の異物を除去し、かつ、配管内で発生したドレンを溜めて配管外に排出する機能を有する。ドレンを溜める（捕捉する）機器としてはウォータセパレータも知られており、このウォータセパレータには異物除去の機能はないが、水分除去率が９９％と高性能である。

エアーフィルター８３のドレンポートには第１電磁弁８４が配管されている。この第１電磁弁８４は配管中の排圧とドレンを排出する機能を有し、機械の運転が停止したときに、電磁弁が開くよう制御し、配管内を排圧すると共に、エアーフィルター８３に溜まったドレンも排出する。ドレンは、蒸発皿９０に落下し、自然蒸発する。

エアーフィルター８３の下流側にエアータンク８７が設けられており、圧縮空気噴射のバッファの役割を果たし、安定した圧縮空気噴射が可能となる。本例では５ｍｍ厚の鋼板を溶接して製作され、１リットルの内容積を有する。エアータンク８７は高圧力がかかるため、剛性の高い金属製としている。異常時を考慮して、コンプレッサーの最大到達圧力以上に耐えられる設計としている。エアータンクの容積が大きすぎると設定圧力まで上昇するのに時間がかかるので、噴射圧力が安定する最低限の容積とするのがよく、本例では１リットルに設定されている。ノズル仕様や噴射仕様によってはエアータンクを不要とすることもできる。また、エアーフィルター８３を大容量のものとすることで、エアータンクの代用とすることもできる。

エアータンク８７は金属製で、また圧縮空気との接触面積も大きいため、圧縮空気を冷却し易い。上流回路でドレン化できなかった水蒸気がエアータンク８７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、前述の第１電磁弁８４と配管され、装置の運転停止時に排圧とドレン排出が行われる。エアータンク８７には圧力計８８が設けられ、圧力値を視認できるようになっている。

エアーフィルター８３とエアータンク８７の間に圧力調整弁（リリーフ弁）８５が配管されている。圧力調整弁８５は、所定圧力となると圧縮空気を排出し、エアータンク内の圧力を一定に制御することができる。圧力調整弁８５はネジを用いた調整式となっており、コンプレッサー８１を運転時に、エアータンク８７が所定の圧力になるように圧力調整弁８５のネジは調整固定されている。本例では、コンプレッサー運転時にエアータンク圧力が０．１Ｍｐａとなるように調整している。圧力調整弁８５から抜ける圧縮空気の音を軽減させるためのサイレンサ８６が付設されている。

エアータンク８７の下流側に設けられた第２電磁弁８９は２ポート電磁弁であり、非通電時では配管閉、通電時で配管開、の動作をする。第２電磁弁８９が駆動されることで、エアータンク８７内の圧縮空気が、定着装置２５に設けられた第１ノズル７２から通紙ごとに噴射される。用紙先端がノズル噴射部に到着する前から第２電磁弁８９を駆動して噴射を開始し、用紙を分離後電磁弁の駆動を停止して噴射を終了するようになっている。本例では１回当たり１００ｍｓ間噴射する。

第２電磁弁８９が駆動されると、エアータンク８７、及びエアータンク８７から第２電磁弁８９間のチューブの圧縮空気が断熱膨張し、冷却するため、ドレンが発生する。空圧配管内に発生したドレンは配管内面に付着し、噴射ごとに下流側に移動し、ノズルから噴射され得る。あるいは配管内面に付着したドレンは配管接合部や分岐部などの配管抵抗が大きい箇所に滞留しやすい。本例では、第２電磁弁８９と第１ノズル７２の配管途中に第２ノズル７３が設けられている。第２電磁弁８９が駆動されると、第１ノズル７２と同時に第２ノズル７３からも圧縮空気が噴射され、配管内面に付着していたドレンは第２ノズル７３から排出されることになる。

図４に、上方向から見た第２ノズル７３の断面構成を示す。第２ノズル７３を含むコネクタ部１００が、空圧回路の一部として、本体に着脱可能な定着装置２５に付設されている。このコネクタ部１００は本体側に本体コネクタ１０１を、定着装置側に定着コネクタ１０２を備え、本体コネクタ１０１では、金属ブロックに第１管路１０１’、第１管路１０１’に直交した第２管路１０１”が形成されている。第１管路１０１’の上流側には継手１０４が設けられ、第２電磁弁８９とチューブで配管されている。第１管路１０１’の下流側には第２ノズル７３が形成されている。ノズル径はφ１ｍｍであり、個数１である。これに対して第１ノズル７２はノズル径φ１ｍｍ、個数６であり、その結果、本例では第２ノズル面積が第１ノズル総面積の１／６となっている。第２ノズル７３が大きくなると、第１ノズル７２の噴射が弱くなってしまうので、第２ノズル面積は第１ノズル総面積の１／５〜１／５０とするのがよい。

第１管路１０１’と直交して設けられた第２管路１０１”には、定着コネクタ１０２が嵌合している。定着コネクタ１０２は、先端がテーパー形状の中空軸にフランジを設け、フランジの本体コネクタ側側面にOリング１０３を配して、フランジが定着側板に取り付けられるとともにOリング１０３が本体コネクタ１０１の外面と密着することで、圧縮空気の漏れを防止している。先端をテーパー形状とすることで、定着装置装着時に本体コネクタ１０１に挿入し易くなり、また先端部が第２管路１０１”内に突出しつつ第２管路１０１”の壁面と離れるようになっている。

上流側の空圧配管内で発生したドレンは配管内面に付着し、噴射ごとに下流側に移動する。ドレンが本体コネクタ１０１に到着すると、第１管路１０１’の配管内面に付着する。第２管路１０１”は第１管路１０１’に直交して接続しているので、ドレンが回り込み難い。すなわち、直交した第２管路１０１”にはドレンが移動し難くなっている。さらに、定着コネクタ１０２の管路は、先端がテーパー形状で、第２管路１０１”の中心に突出した状態となっているため、第２管路１０１”の壁面と離れており、第２管路１０１”内面に付着したドレンが定着コネクタ１０２の管路に入り難い構造となっている。このように、ドレンは第１管路１０１’に溜まり易い配管構造となっている。

第１管路１０１’に第２ノズル７３が設けられているので、噴射ごとに溜まったドレンは第２ノズル７３から配管外に排出される。第２ノズル７３は第１ノズル７２の総面積よりノズル面積が小さく、圧縮空気噴射量は少ないが、第２ノズル７３の直前にドレンが溜まり易い配管構造となっているので、効率よくドレンを排出することができる。

この第２ノズル７３はサービスマンによる動作チェックにも利用され得るものである。それは、第１ノズル７２が定着装置２５内にあるため、運転中の噴射状態を確認することができないのに対して、第２ノズル７３はノズルが外部に開放されているため、噴射動作の確認が容易だからである。また中空針の検知部を有する市販の圧力計を用いると、中空針を第２ノズル７３内に挿入して第１管路１０１’内の圧力を測定できる。第１管路１０１’の圧力を測定することで、空圧回路の診断をすることが可能となる。

図５に第２の例を示す。この例において、第２ノズル７３は中空の箱状に形成されたノズルブロック９２に噴出口を形成することで設けられており、ノズルブロック９２には、最初の例と同じく、電磁弁８９側からの配管と、第１ノズル７２側への配管が接続されている。第１ノズル７２側の配管は、ノズルブロック９２の中空内に突出するように設けられているので、ノズルブロック内に付着しているドレンが入り込み難い。ノズルブロック内に滞留したドレンは、第２ノズル７３から排出される。

図６に第３の例を側面図で示す。これは、第１ノズル７２と第２ノズル７３の分岐部にＴ型コネクタを利用した例であり、最初の例の類似型と見ることもできる。電磁弁８９と、第２ノズル７３はストレートとなるように配管され、第１ノズル７２のみ直交して配管され、第１ノズル７２は第２ノズル７３より上方に位置する。配管内に付着したドレンはストレート方向に移動し易く、第２ノズル側に移動して、排出される。

図７に第４の例を側面図で示す。これは、第１ノズル７２と第２ノズル７３の分岐部にＹ型コネクタを利用した例であり、電磁弁８９と第２ノズル７３は概ねストレートとなるように配管され、第１ノズル７２は電磁弁８９からターンするように配管されている。配管内に付着したドレンはストレート方向に移動し易く、第２ノズル側に移動して、排出される。

以上の変形例において、第２ノズル７３は第１ノズル側配管より下方に位置するようになっているのがよい。例えば、図６、図７である。そのような配置構成とすれば、第２ノズル７３で排出できなかったドレンは第１ノズル側配管内に付着するが、運転停止時に重力によってドレンが第２ノズル側に移動して、運転開始時に第２ノズルからドレンが排出されることになる。また同様に、第２ノズル７３は、電磁弁側上流配管より下方に位置するようにするのがよい。運転停止時に電磁弁側にドレンが進入し、ドレンによる電磁弁劣化を防止することができる。

以上の例は定着装置の用紙分離部において説明するものであるが、画像形成装置内の他の部分（感光体の用紙分離、転写装置の用紙分離、ほか）にも適用可能である。また、ドレン処理された圧縮空気を、画像形成装置内に多数設けられている非接触センサ（定着部材の温度を検知するセンサ、搬送経路のシート有無を検知するセンサなど）の検知面に噴射し、検知面を清掃する用途にも利用することができる。

７２ 第１ノズル
７３ 第２ノズル
８１ コンプレッサ
８２ チューブ
８３ エアーフィルター
８４ 第１電磁弁
８５ 圧力調整弁
８６ サイレンサ
８７ エアータンク
８８ 圧力計
８９ 第２電磁弁
９０ 蒸発皿
１００ コネクタ部
１０４ 継手

特開２００８−１０２４０８号公報 特許第４０３５７０５号公報

Claims (8)

1. 圧縮気体発生手段と、圧縮気体を噴射する少なくとも１個の第１のノズル部材と、前記圧縮空気発生手段から前記第１のノズル部材までの配管中に圧縮空気の流れを制御する制御弁とを具備し、前記第１のノズル部材を用いて圧縮気体を用紙挟持搬送部の用紙排出領域若しくは装置構成部材の用紙分離領域に噴射する機構を有した画像形成装置において、
   前記制御弁から前記第１のノズル部材までの途中に、配管中のドレンを排出するための第２のノズル部材と、第２のノズル部材のための、ドレンが溜まり易い構造を有した分岐部とを設け、第１のノズル部材の配管抵抗が第２のノズル部材の配管抵抗よりも大きくなるよう分岐され、前記制御弁によって、第１ノズル部材と第２のノズル部材から同時期に圧縮気体が噴射するように制御することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記ドレンが溜まり易い構造が、第２のノズル部材が第１のノズル部材のための管路より下方に位置することで形成されることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記ドレンが溜まり易い構造が、制御弁の側と第２のノズル部材とを概ねストレート配置とし、第１のノズル部材のための管路をそのストレート配置から分岐することで形成されることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記分岐部がＴ字に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
5. 前記分岐部がＹ字に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
6. 前記制御弁から第１、第２ノズル部材への分岐部を構成する中空ブロック体の内部に、第１のノズル部材側の配管上流末端が突出していることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
7. 定着装置が画像形成装置本体に着脱自在に構成され、前記圧縮気体発生手段は画像形成装置本体側に設けられ、前記第１のノズル部材は定着装置側に設けられ、定着装置と画像形成装置本体の間に圧縮気体配管の着脱自在なコネクタ部が配され、このコネクタ部に前記第２のノズル部材が設けられていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の画像形成装置。
8. 前記第２のノズル部材のノズル総断面積が前記第１のノズル部材のノズル総断面積よりも小さいことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の定着装置。

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