(57)【要約】【課題】エアー分離における加熱ローラの温度低下を抑制するとともに、余剰空気の有効利用を可能にすること。【解決手段】熱定着部材から発生する高温空気を吸気する吸気口２１６と、高温空気を取り込んで圧縮するコンプレッサ３０１と、コンプレッサ３０１から送られる高温空気を、記録媒体を分離する部分に吹き付けるエアーノズル２１５と、コンプレッサ３０１からの余剰空気を所定位置に吐き出すリリーフ弁３１３と、を備える。【選択図】図３
2014178355.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱定着部材から発生する高温空気を吸気する吸気口と、
前記高温空気を取り込んで圧縮する圧縮空気発生部と、
前記圧縮空気発生部から送られる高温空気を、記録媒体を分離する部分に吹き付けるエアーノズルと、
前記圧縮空気発生部からの余剰空気を所定位置に吐き出す余剰空気吐出し部と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
さらに、前記圧縮空気発生部と前記エアーノズルとの間に設けられ、前記圧縮空気発生部からの圧縮空気の圧力を調整する圧力調整部を備えることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記余剰空気吐出し部は、前記余剰空気を、前記画像形成装置の外部に設けられる給紙ユニットの任意の給紙トレイに案内する経路を有することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項４】
さらに、
前記圧縮空気発生部に機外の空気を送り込む低温気体吸気部と、
前記圧縮空気発生部で圧縮された高温空気を機内の所定位置に吐き出す高温空気吐出し部と、
前記圧縮空気発生部で圧縮された低温空気を機内の所定位置に吐き出す低温空気吐出し部と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記高温空気吐出し部は、それぞれ異なる位置に空気を吐き出す複数の経路を有することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
熱定着部材から発生する高温空気を圧縮空気発生部に取り込んで圧縮し、記録媒体を分離する部分に吹き付けるエアーノズルに供給するとともに、前記圧縮空気発生部からの余剰空気を所定位置に吐き出すことを特徴とする画像形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置および画像形成方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、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おいて、記録媒体（以下、用紙という)に転写された未定着トナー像を熱定着している。定着装置として、定着ローラと加圧ローラのニップ部で加熱・加圧して定着する装置が知られている。または、定着ローラと加熱ローラに張架される定着ベルトと加圧ローラのニップ部で加熱・加圧して定着する定着装置がある。画像形成装置において、用紙にトナー画像を定着する場合に、定着ローラや定着ベルト等の定着部材に傷をつけることなく、つぎのような機構が設けられている。エアーノズルからコンプレッサで生成した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有する装置がある。このような画像形成装置では、コンプレッサ本体と、コンプレッサからエアーノズルまで延長する、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。
【０００３】
従来は、圧縮空気を定着部材に吹き付ける際の、圧縮気体の温度の影響による定着部材表面の温度低下のばらつき、用紙表面の温度低下のばらつきに起因するグロスむらを抑えて、安定した画質の定着画像を得る目的で、気体加熱機構(吐出の経路に設けられた圧縮気体加熱用のヒーター)で、エアーノズルから吐出される圧縮気体を加熱して定着部材表面と温度低下を抑制する構成が知られている。
【０００４】
また、エアーノズルまで圧縮空気を流動する経路の一部を、加熱ローラの外周面の長手方向にそって配置し、加熱部材の熱を圧縮空気に伝達して高温な圧縮気体を得る(圧縮気体加熱のためにヒーターを増設する必要がない)構成が知られている。
【０００５】
例えば、用紙分離時に定着部材（定着ベルトまたは加熱ローラ)表面の温度低下を防止して、グロスむらや定着不良を防止するため、高温な圧縮気体を吐出させる構成が開示されている（特許文献１参照）。
【０００６】
また、特許文献２には、余剰空気を機外へ排出せずに画像形成装置の内部に導くための経路を持ち、余剰空気の温度を、用紙の加熱・乾燥や、画像形成装置の現像機の冷却等に活用することが開示されている。
【０００７】
なお、「グロスむら」は、定着表面の温度(定着温度)により画像のグロス(光沢)が変化することを意味する。したがって、定着ローラ表面の温度にむらがあるとグロスむらが発生する。また、定着直後の高温になっているトナー画像は、まだ流動状態であり、部位により温度低下の速度にばらつきがあると、やはりグロスむらの要因になる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記に示される従来の技術にあっては、次のような問題点があった。特許文献１にあっては、吸気経路の選択手段が無く、空気をエアー分離でなく冷却目的に使いたい場合に、取り込んだ外気が加熱ローラの熱を奪うことになる。すなわち、空気の取り込み口を選択する機構がないため、通紙待機中に取り込む空気を積極的に冷却に利用しようとするとき(空気をエアーノズルではなく排気口から排出するとき)にも外部から取り込んだ空気が加熱ローラの近傍を通るので加熱ローラの熱を奪ってしまうという問題があった。
【０００９】
また、特許文献２にあっては、高温な余剰空気を活用したい場合でも、圧縮気体発生手段の設置場所に制約があるので、取り込む空気の温をがあまり高くすることができなかった。また、余剰空気の温度は、コンプレッサの設置場所付近の空気の温度に依存する。例えば、余剰空気は、設置場所近傍の温度が機内より高い場合は用紙トレイや用紙搬送経路に案内されるが、低い場合は現像機周辺に案内されるというように受動的な使い方になり、任意の部分に対して的確に活用されていなかった。
【００１０】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、エアー分離における加熱ローラの温度低下を抑制するとともに、余剰空気の有効利用を可能にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、熱定着部材から発生する高温空気を吸気する吸気口と、前記高温空気を取り込んで圧縮する圧縮空気発生部と、前記圧縮空気発生部から送られる高温空気を、記録媒体を分離する部分に吹き付けるエアーノズルと、前記圧縮空気発生部からの余剰空気を所定位置に吐き出す余剰空気吐出し部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、高温な圧縮空気によるエアー分離が実現するとともに、余剰空気を有効かつ的確に活用することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、実施の形態にかかる画像形成装置の構成を示す説明図である。
【図２】図２は、実施の形態にかかるベルト定着方式による定着装置の要部構成を示す断面図である。
【図３】図３は、第１の実施の形態にかかる定着装置のエアー分離の構成例を示す説明図である。
【図４】図４は、第２の実施の形態にかかる定着装置のエアー分離の構成例を示す説明図である。
【図５】図５は、第３の実施の形態にかかる定着装置のエアー分離の構成例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる画像形成装置および画像形成方法の一実施の形態を詳細に説明する。
【００１５】
本発明は、定着ユニットの定着部材(定着ローラや定着ベルト)からトナー画像定着済みの用紙を分離するために、コンプレッサで生成した圧縮気体をエアーノズルから噴射して、ニップ部に吹き付ける用紙分離機構を有するものである。以下、具体例を挙げて説明する。
【００１６】
（第１の実施の形態）
図１は、実施の形態にかかる画像形成装置１００の構成を示す説明図である。図１に示すように、画像形成装置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。
【００１７】
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。
【００１８】
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いる。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各装置が配置されている。すなわち、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（不図示）が配置されている。
【００１９】
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１３０を形成している。
【００２０】
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（Ａ１〜Ａ４）において各感光体１０５Ｙ，１０５Ｍ，１０５Ｃ，１０５Ｋ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。
【００２１】
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。なお、不図示であるがこの給紙部１００Ｂとは別に大量の用紙を積載して給紙するための大容量給紙装置が接続される。
【００２２】
次に、画像形成装置１００の画像形成動作について説明する。画像の形成が開始されると、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によりトナー画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。
【００２３】
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、各色のトナー像が中間転写ベルト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。これによって、所望のカラー画像のトナー像が中間転写ベルト１１０上に形成される。
【００２４】
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。
【００２５】
トナー画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を用紙Ｐに定着する。
【００２６】
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２１５からのコンプレッサで生成した圧縮気体を噴射する。これによって用紙Ｐは定着ニップ部から分離され、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、積載される。
【００２７】
図２は、実施の形態にかかるベルト定着方式による定着装置２００の要部構成を示す断面図である。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に対して所定の圧力で加圧される。加熱ローラ２０５の内部には熱源としての定着ヒーター２１１が設けられ、加熱ローラ２０５はこの定着ヒーター２１１の点灯によって加熱され、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。
【００２８】
定着ベルト２０７の表面温度は、例えばサーミスタなどの温度検知センサ（不図示）により検知される。そして、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検知出力値に基づいて定着ヒーター２１１のＯＮ／ＯＦＦを制御する。
【００２９】
このベルト定着方式の定着装置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。
【００３０】
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。
【００３１】
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に搬入される。用紙Ｐは、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、加熱・加圧の作用によって用紙Ｐに定着される。その後、用紙Ｐは定着ニップ部からエアー分離され、装置本体外側のスタッカ１１５に送り出される。
【００３２】
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を設置することが好ましい。本例では、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。
【００３３】
次に、用紙分離方法(エアー分離方式)について説明する。この定着方式では、用紙に融着したトナー画像が、定着ベルト２０７に接触するが、溶解したトナーは柔らかくかつ粘性が高く、用紙が定着ベルト２０７の表面に付着してしまい、巻き付き搬送ジャムが起きてしまうことがあるため、用紙の分離手段が必要となる。
【００３４】
カラー画像形成装置の場合、色の発色性をよくするために、定着ベルト２０７の表層はシリコーンゴムにフッ素コートしたもの等を使用している。この定着ベルト２０７の表面が軟らかく傷がつきやすいため、用紙の分離を行うためにはベルト表面に接触する分離爪のような接触手段をほとんど用いず、非接触の分離方式を行っている。
【００３５】
そこで、非接触の分離手段として、先に述べたように空気を用紙分離位置に吹き付けることが行なわれている。これらは、空気または圧縮空気を用紙の定着後にトナー像と定着部材の間にエアーノズル２１５から圧縮気体を吹き付け、用紙を強制的に定着部材から剥離するものであり、分離爪が定着ローラ表面や、用紙Ｐ上のトナー画像を傷つけることなく分離が可能である。本文では便宜的にエアー分離方式と呼ぶ。このような画像形成装置１００は、圧縮気体発生部(以下、コンプレッサ３０１という)と、コンプレッサ３０１からエアーノズル２１５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。
【００３６】
図２の定着装置２００を用いてエアー分離方式について説明する。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はその先端部のみを示している。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（不図示）と複数のエアーノズル（不図示）が、加圧ローラ２０９の長手方向に並列に配置されてもよい。
【００３７】
そして、コンプレッサ３０１と電磁弁３１５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の通過ごとに行われる。
【００３８】
ここで、グロスむらについて説明する。加熱・加圧を行う定着装置においては、定着ベルト２０７の表面の温度（定着温度）の安定化が要求されており、定着温度により定着画像のグロス（画像光沢）が変化する。また、定着直後の高温となっているトナー画像は、まだ流動状態であり、部位により温度低下の速度にばらつきがあると、同様にグロスが変化し、これらがグロスむらの原因となる。特に、ベタ画像面において光沢性のばらつきが顕著になる。
【００３９】
しかし、エアー分離方式は定着ベルト２０７表面に空気を吹き付けるため、定着ベルト２０７の表面が気流に晒されてその表面温度が低下すると、得られる定着画像の前面におけるグロスむらや定着不良を引き起こす場合がある。また、未定着のトナー像が気流に晒され、その温度が低下すれば、やはりグロスむらが生ずる場合がある。
【００４０】
そこで、用紙分離時に定着部材表面の温度低下を抑えるため、従来では圧縮空気の噴出口（エアーノズル２１５の出口近傍）に加熱手段(圧縮気体加熱用ヒーター)を設け、噴出する圧縮空気を加熱することで、吹き付け時に温度低下しないようにしている。
【００４１】
図３は、第１の実施の形態にかかる定着装置２００のエアー分離の構成例を示す説明図である。この図３では、コンプレッサ３０１と、コンプレッサ３０１へ高温な気体を吸気して高温な圧縮気体をエアーノズル２１５から噴射する構成及び、高温な余剰空気を活用するために機内へ案内する構成について示している。以下、各部について説明する。
【００４２】
［空圧配管について］
空圧配管及び吸気配管には、圧縮空気を発生させるコンプレッサ３０１が接続されている。コンプレッサ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（出力１００Ｗ）が使用され、吸気配管からコンプレッサ３０１の圧縮機構に空気を取り込んで０．５ＭＰａ程度まで空気を圧縮することができる。なお、コンプレッサ３０１の空気吸入口３１０には図示しないフィルターが設けられており、圧縮空気への異物混入が防止される。
【００４３】
コンプレッサ３０１で作られ圧縮により高温になった圧縮空気は、排気口３０２を介して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。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。
【００４４】
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。
【００４５】
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に落下し、自然に蒸発する。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、エアタンク３１１の設置を省略することもできる。エアタンク３１１の底面にはドレンポート３０９が設けられ、ドレンポート３０９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。
【００４６】
［高温気体の吸気方法と案内経路について］
一般にコンプレッサ３０１は空気吸入口３１０から、コンプレッサ３０１の設置場所近傍の空気を取り込む。本実施の形態においては、高温な気体を吸気するため、高温気体吸気口２１６を定着装置２００の加熱ローラ２０５の近傍に配置し、加熱ローラ２０５近傍の高温な空気を空気吸入口３１０まで案内する高温気体吸気経路を有する。
【００４７】
加熱ローラ２０５の内部には熱源としての定着ヒーター２１１があるため、加熱ローラ２０５の近傍は非常に高温になる。ただし、十分に高温な圧縮気体が得られるのであれば、高温気体吸気口２１６の位置は加圧ローラ２０９の近傍でなくても支障がない。
【００４８】
［エアタンクとリリーフ弁について］
また、コンプレッサ３０１は、圧力調整機構を備えず、空圧配管の下流側に配置された圧力調整手段であるリリーフ弁３１３(文献により、安全弁、圧力調整弁ともいわれる)によって圧力が制御される形式とする。リリーフ弁３１３はネジによって調整可能であり、コンプレッサ３０１を運転させたときにエアタンク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。
【００４９】
リリーフ弁３１３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を開放して圧力をエアタンク３１１外へ逃がす一方、規定圧力（リリーフ圧）よりもエアタンク３１１の内圧が低くなれば弁を閉じて一定圧力を保持する構造になっている。本実施の形態では、規定圧力を約０．２Ｍｐａとしている。
【００５０】
圧縮気体が蓄えられるエアタンク３１１の下流は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ＯＮ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。
【００５１】
圧縮気体は、用紙先端が定着ニップ部を抜け出る瞬間に約１００ｍｓ程度の間、エアーノズル２１５から噴射されるものであり、圧縮空気の流量はわずかである。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)のエアタンク３１１と、小型のコンプレッサ３０１と、リリーフ弁(安全弁)３１３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。
【００５２】
なお、エアタンク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。
【００５３】
この定着装置２００で生じた高温な空気をコンプレッサ３０１の空気吸入口３１０からとりこみ圧縮空気を生成し、エアーノズル２１５から噴射することができるため、高温な圧縮空気を得ることができる。また、高温気体を用いるため定着ベルト２０７の表面の温度を低下させずに用紙分離を行うことができる。
【００５４】
なお、コンプレッサ３０１の設置位置は、画像形成装置の内部であっても外部であっても問題ないが、吸気した空気の温度低下が小さくなるよう、断熱性に優れた素材を用いて、経路もなるべく短くすることが望ましい。
【００５５】
［リリーフ弁を持つ構成における余剰空気の活用方法について］
リリーフ弁３１３を用いる構成ではコンプレッサ３０１の稼働中、常に余剰空気がリリーフ弁３１３から排出される。従来は余剰空気が利用されずに無駄になっていたが、本実施の形態ではリリーフ弁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することが行なわれている。このため、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、従来の機構に対して高温な余剰空気を活用することが可能となる。
【００５６】
［高温な余剰空気の活用方法について］
図３の構成においてはコンプレッサ３０１へ吸気される空気が高温である。リリーフ弁３１３から排出される余剰空気の温度もコンプレッサ３０１を機内においた場合に比べて高温になる。このため、余剰空気をリリーフ弁３１３から余剰空気放出口３１７を介して機内配管によって案内し、画像形成装置の給紙トレイ１２０の近傍や用紙の搬送経路中を搬送される用紙に吹き付ける。これにより、吸湿した用紙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る。このように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たりする場合に、従来以上の効果を得ることができる。
【００５７】
また、余剰空気の案内先は機内でなくてもよく、例えば、機内の給紙トレイの代わりに画像形成装置の前段に接続される大容量給紙装置内の給紙トレイへの案内経路を設けてもよい。これにより、機内の給紙トレイでは使用できなかった用紙に対しても、用紙の乾燥及び用紙温度を上昇させることができる。すなわち、給紙対象の用紙をあらかじめ温めておくことで、定着性の向上が期待できる。
【００５８】
（第２の実施の形態）
この第２の実施の形態では、コンプレッサ３０１への吸気経路を高温気体吸気経路と低温気体吸気経路から選択し、また、圧縮空気及び余剰空気の放出経路を切り替える。これにより、高温な圧縮気体はエアタンクに蓄積し用紙分離に使用し、エアタンク３１１の高温な余剰空気を活用し、低温な圧縮気体はエアタンクを迂回する放出経路に切り替えて放出可能になる。印刷中に低温な圧縮空気を活用する際にも、エアタンク３１１内に高温な圧縮空気を残したままの状態にして、エアー分離の際に使用する圧縮空気の温度を維持して、定着ローラ２０３の温度低下抑制と冷却を両立させるものである。
【００５９】
［吸気経路及び余剰空気放出経路の切り替え機能］
図４は、第２の実施の形態にかかる定着装置２００のエアー分離の構成例を示す説明図である。なお、図４では、前述した図３と同様の機能については同一符号を付してあり、その重複説明は省略する。図４は、図３の高温気体吸気口２１６と高温気体吸気経路の他に、低温気体用吸気口２１７と低温気体吸気経路を設け、３ポート電磁弁５０３により、コンプレッサ３０１への吸気を、高温気体吸気口２１６と低温気体用吸気口２１７で選択する機能を有する。
【００６０】
また、エアーフィルター３０５の下流には、３ポート電磁弁５０１によりコンプレッサ３０１で圧縮した気体を切り替える機能を有する。エアー分離用の高温な気体はエアタンク３１１を経由してエアーノズル２１５から噴射し、冷却用の低温な空気は、装置内の高温な箇所（作像ユニット、電源装置等）に放出する機能を有する。
【００６１】
この構成により、印刷中の用紙分離を行わないタイミング（用紙分離してから後続の用紙が到達するまでの搬送時間等）において、３ポート電磁弁５０１、５０３を切り替えて使用する。これにより、エアタンク３１１の内部の高温な圧縮空気の温度を維持したまま、低温な空気を使った冷却機能を併用することができる。また、リリーフ弁３１３から放出される余剰空気の温度も従来の構成に対して高温なものにできる。
【００６２】
また、本構成によれば、吸気口を切り替え可能なので、高温な気体と低温な気体を任意に使い分けられないという点においても改善される。このため印刷中においても、低温な空気を画像形成装置内の現像機周辺に送り、感光体及びその周りの部品の環境が高温・多湿になるのを防いでこれらの寿命を延ばすことができる。他にも冷却が必要な部品の温度を下げることに活用できる。なお、低温な余剰空気を、作像ユニット以外にも、電源装置周辺や、用紙搬送モータ周辺等の高温になりやすい個所に案内することで、感光体及びその周りの部品以外の箇所においても、長寿命化や装置の温度上昇防止の効果が得られる。
【００６３】
なお、エアー分離を行わない場合は低温な空気をエアタンク３１１に送ることによって低温な圧縮空気を定着ローラに吹き付けることができる。印刷条件変更時、例えば用紙を厚紙から薄紙に変更した場合等で、定着部材の表面温度を下げる場合には、定着部材に比べて低温である余剰空気を定着部材に噴射させる。このため、定着部材の冷却時の待機時間を短縮させ、画像形成装置の生産性を向上させることができる。
【００６４】
例えば、定着ベルト２０７の表面の冷却時、画像形成装置の待機状態、印刷ジョブと印刷ジョブの間の待ち時間、印刷中に定期的（一定の枚数印刷するごと等）に行う画像の調整処理実行中、用紙やトナーの補充中などに活用できる。
【００６５】
このように、用紙分離の際は高温な圧縮空気を噴射しながら高温な余剰空気を活用する機能で従来以上に高温な圧縮空気と余剰空気を得ることができる。また、印刷中における用紙分離を行わないタイミングにおいては、定着の温度の低下を抑制したまま低温な圧縮空気を冷却に用いることができる。
【００６６】
また、高温な余剰空気を用いて、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の効率化や、吸湿した用紙を乾燥させることによる用紙挙動の安定化を行う場合の効果を大きくすることができる。すなわち、余剰空気の温度が高くなっており、エアタンク３１１の余剰空気を用紙の温度上昇や乾燥に用いた場合の効果が従来より向上するため、用紙の予備加温および乾燥効率が向上し、定着の生産性も向上する。
【００６７】
（第３の実施の形態）
図５は、第３の実施の形態にかかる定着装置２００のエアー分離の構成例を示す説明図である。この図５では、各種空気の排出先を選択可能にして活用するための構成である。なお、図５では、前述した図３、図４と同様の機能については同一符号を付してあり、その重複説明は省略する。
【００６８】
［圧縮気体噴出用エアーノズルの切り替え機能］
用紙分離のためのエアーノズル２１５とは別の箇所（例えば搬送用モータ等の高温箇所）に圧縮気体を噴射するためのエアーノズル２１８を有する。さらにエアーノズル２１８から噴射される圧縮気体のＯＮ／ＯＦＦの切り替えを行うための２ポート電磁弁３１８、及び、エアーノズル２１５、２１８を選択するための３ポート電磁弁５０４を有し、圧縮気体の噴射を用紙分離以外の用途に利用する。
【００６９】
また、３ポート電磁弁５０５の出力側には高温余剰空気放出経路１，２を切り替える３ポート電磁弁５０２を設ける。高温余剰空気放出経路１は、本体給紙トレイ側に放出される。高温余剰空気放出経路２は、給紙ユニット（外部に連結される大容量給紙装置）の給紙トレイ側に放出される。
【００７０】
本構成により、低温な圧縮空気をエアーノズル２１８より噴射して、搬送用モータ等の高温になる箇所を集中的に冷却することが可能となる。このため、画像形成装置の待機状態、印刷ジョブと印刷ジョブの間の待ち時間、印刷中に定期的（一定の枚数印刷するごと等）に行う画像の調整処理実行中、用紙やトナーの補充中などにおいて低温な余剰空気と併用を行うことでより効果的な冷却を行うことができる。
【００７１】
また、余剰空気の３ポート電磁弁５０５により低温な余剰空気を放出するための経路を選択可能とすることで余剰空気も冷却に使用することができるようになる。余剰空気はコンプレッサ３０１が動作中にしか発生しないため、従来の方法では、余剰空気を冷却に用いたい場合、そのためだけにコンプレッサ３０１を動作させる必要があった。これに対して、本実施の形態では、圧縮空気の噴射も冷却に活用できるようになるため、用紙分離を行わないタイミングにおいてコンプレッサ３０１を動作させる機会が増え、同時に余剰気体を活用する機会を増やすことができる。
【００７２】
上記構成により、例えば任意の給紙ユニットを選択し、用紙トレイに高温な余剰空気を送ることが可能になる。また、画像形成装置外部の給紙トレイ以外を使用する場合でも用紙の加熱と乾燥を行って、定着の効率の向上と用紙挙動安定化を行うことができる。
【００７３】
圧縮気体と余剰空気の使用目的に応じて、コンプレッサ３０１の設置場所によらず、コンプレッサ３０１に取り込む空気を高温なものと低温なものから能動的に選択できるようにして、余剰空気の効果を制御することができる。
【００７４】
したがって、上述した実施の形態における画像形成装置では、下記のような効果が期待できる。第１に、エアー分離に使用する高温な圧縮空気はエアタンク３１１内に蓄積しておき、冷却に使用する低温な空気はエアタンク３１１を通らない空気案内経路を使用する。これにより、印刷中に高温な空気と低温な空気を交互に使っても定着に噴射する空気は高温な状態が維持される。また、第２に、エアタンク３１１内の圧縮気体の圧力を適切に保つために、リリーフ弁３１３から放出される余剰空気を、機外へ排出せずに画像形成装置内部に導くための案内経路を設ける。定着部材近傍で得た高温な余剰空気を、用紙を積載する用紙積載部、または、用紙が搬送される用紙搬送経路に導かれる、高温気体放出経路を有する。
【００７５】
また、画像形成装置外部の低温な空気を、コンプレッサ３０１本体の圧縮空気発生機構まで案内する低温気体吸気経路と、高温気体吸気経路と低温気体吸気経路のどちらの経路から気体を吸込むか切り替えできる。すなわち、圧縮した低温な空気はエアタンク３１１に蓄積せずに、次のように放出する構成とする。つまり、感光体周辺のような低温が好まれるエリアや、各種用紙搬送モータ周辺、電源装置周辺のような高温になるエリアへ導く低温気体放出経路と、高温気体放出経路とを切り替えて放出できるようにする機構を有する。
【００７６】
上記第１の構成により、圧縮気体加熱用ヒーターを用いずに高温の空気を得ることができ、さらにエアタンク３１１内にエアー分離用の空気を高温なまま保持し、高温な圧縮気体をエアー分離に使用することができる。また、上記第１および第２の構成により、従来よりもエアタンク３１１内の圧縮空気が高温になるので、余剰空気の温度も高温になって効果が上がる。また、上記第３の構成により、冷却のために低温な空気を取り込んでも、エアー分離に使用する空気の温度はエアタンク３１１内で高温な状態で維持される。また、低温な空気の吸気の際に定着ローラ２０３から熱が奪われることもないため、エアー分離と冷却を併用しても定着の温度が低下しない。また、高温な空気と低温な空気を同時に使用することができるようになる。
【符号の説明】
【００７７】
１００  画像形成装置
２００  定着装置
２０３  定着ローラ
２０５  加熱ローラ
２０７  定着ベルト
２０９  加圧ローラ
２１１  定着ヒーター
２１５，２１８  エアーノズル
２１６  高温気体吸気口
２１７  低温気体用吸気口
３０１  コンプレッサ
３０５  エアーフィルター
３０７  電磁弁
３１０  空気吸入口
３１１  エアタンク
３１３  リリーフ弁
３１７  余剰空気放出口
３１８  ２ポート電磁弁
５０１〜５０５  ３ポート電磁弁
【先行技術文献】
【特許文献】
【００７８】
【特許文献１】特開２０１２−８８３５５号公報
【特許文献２】特開２０１１−１７５１６２号公報
【図１】
2014178355.tif 000003
【図２】
2014178355.tif 000004
【図３】
2014178355.tif 000005
【図４】
2014178355.tif 000006
【図５】
2014178355.tif 000007