利用喷射气体的纸张分离机构、定影装置和图像形成装置

摘要

本发明涉及纸张分离机构以及使用该纸张分离机构的定影装置和图像形成装置。其目的在于仅使用少量的喷射气体来客考的分离纸张输送部件输送的纸张。本发明具体为利用喷出气体的纸张分离机构，由多个喷嘴部件80以及分离导板90构成，其中，多个喷嘴部件80设置于纸张输送方向下流，沿纸张宽度方向分布，并面向多个转动体形成的夹持部，向该夹持部输送的纸张喷射压缩气体；分离导板90用于保持以及定位固定喷嘴部件80，其内藏向喷嘴部件80提供压缩空气的供给通道，并具有引导经夹持部分离输送的纸张的导向面，其特征在于，喷嘴部件80中喷射气体一方的前端比分离导板90中位于夹持部一方的前端突出。

说明书

技术领域

本发明涉及利用气体喷射的纸张分离机构，该机构用于在复印机、打印机以及传真机等图像记录装置中输送记录媒体通道内的预定位置，从输送部件上分离记录媒体(以下称为纸张)。设想在纸张输送通道内的预定位置上除了定影装置的纸张分离部以外，还有双面打印用输送装置下流端的分离部、以及喷墨式、线点阵(wire-dot)式、热转印式或感热式记录部中的纸张分离部等。关于用于喷射的气体，可采用空气、氮气、二氧化碳等，但考虑到环境以及成本等方面，主要采用空气。

背景技术

现有的图像记录装置广泛采用热辊定影方式，该热辊定影方式使用内藏卤素灯等的定影棍、和用于向定影棍施加压力的加压棍构成的夹持部，一边夹持并输送载有未定影调色剂像的纸张，一边对该纸张进行加热加压。

另外还有带定影方式。即用内藏卤素灯等的加热辊和定影棍架设环状定影带，并用隔着该定影带向定影棍施加压力的加压棍与定影带之间形成的夹持部，一边夹持并输送载有未定影调色剂像的纸张，一边对该纸张进行加热加压的定影方式。带定影方式的热容量小，因此有利于缩短热机时间以节省能源。

在上述定影方式中，由于定影棍/定影带接触纸张上融化了的调色剂图像，因此在定影棍/定影带表面涂敷脱离性能良好的氟系树脂，并使用分离爪分离纸张。分离爪有一个很大的缺点，即在接触辊或带以后容易在辊或带表面留下痕迹，造成输出图像上出现条纹。

如果是黑白图像形成装置，定影棍通常为表面施加了聚四氟乙烯(Teflon，特氟龙)涂敷的金属辊，分离爪接触定影棍时不易留下痕迹，而且使用寿命长。因此，长期以来一直使用分离爪，优先防止卷贴卡纸等故障发生。然而对于彩色图像形成装置，为了提高色彩的发色性能，采用对表层施加了氟涂敷的硅氧烷橡胶辊(通常使用十几微米左右的PFA管)或施加了涂油的硅橡胶辊。这样形成的表层较软，容易受损伤。由于辊表层受损伤会引起定影图像上发生条纹状痕迹，因此如今的彩色图像形成装置一般不采用上述分离爪那样的接触装置，大部分实行非接触分离。

采用非接触分离，如果调色剂与定影辊之间的粘着力大，则定影结束后的纸张容易卷贴在辊上，发生卷贴卡纸。尤其在彩色图像形成中，因层积多层颜色，使粘着力变大，因此更加容易发生卷附粘贴。目前的彩色图像形成装置中的纸张分离主要采用以下方式：

(1)非接触分离板方式，使用分离板，该分离板与定影辊/定影带之间留有微小间隙(约0.2～1mm)并在平行于定影辊长度方向/定影带宽度方向延伸。

(2)非接触分离爪方式，其中，分离爪与定影辊/定影带之间留有微小间隙(约0.2～1mm)

(3)自我剥离方式，利用纸张的硬度和定影辊/定影带的弯曲部弹性作自然分离。

但是，上述方式在输送薄纸或前端空白较少的纸张或输送照片等全涂图像时，都因留有间隙而使纸张容易紧贴在定影辊/定影带上通过间隙，发生紧密卷贴，反而接触到分离板或分离爪，引起卡纸发生。

对此，作为非接触分离方式的补充措施，以前曾经建议并曾在实际中使用过向纸张分离位置喷射空气。这些建议如下述专利文献1至5公开，具有多种的结构。

专利文献1：特开昭51-104350号公报，

专利文献2：专利第2876217号公报，

专利文献3：特开平11-334191号公报，

专利文献4：特开2007-187715号公报，

专利文献1：特开2007-240920号公报。

迄今为止，提供喷射空气的装置如专利文献4和5所代表的，大多为压缩机/空气泵，采用这样的压缩机生成压缩空气，并用电磁阀进行输出控制。上述方法具有可提供大量空气的优点，但同时存在下述缺点。

(1)造成装置大型化、

(2)压缩机的空气压缩需要经过一定时间才能获得高压空气，因此不能在装置启动后立即使用、

(3)需要有电磁阀，整体上所需零件多，成本高、

(4)压缩机驱动噪声大，无法用于办公室、

(5)大型空气装置消耗大量电能，无法做到节能。

因此，利用压缩机的产品通常为价值一千万至几千万日元的大型设备，主要为用于专门操作的高速彩色打印机之类的设备系统。

发明内容

对此，本发明提供一种纸张分离机构，其目的在于，在分离纸张时仅喷出少量的气体便能够可靠地从纸张输送部件上分离纸张。不但可在以现有压缩机作为空气供应系统时使用该纸张分离机构，而且还可以用于本发明人另外提供的一种关于小型空气供给装置的方案中，该小型空气供给装置仅在分离纸张的瞬间动作，用于取代产生大量压缩空气的压缩机或大型空气泵。

上述目的可通过下述本发明的纸张分离机构来达到。本发明的纸张分离机构为利用喷出气体的纸张分离机构，由多个喷嘴部件以及分离导板构成，其中，多个喷嘴部件设置于记录媒体输送方向下流，沿记录媒体宽度方向分布，并面向多个转动体形成的夹持部，向夹持部输送的记录媒体喷射压缩气体；分离导板用于保持以及定位固定喷嘴部件，其内藏向喷嘴部件提供压缩空气的供给通道，并具有引导经夹持部分离输送的记录媒体的导向面，其特征在于，喷嘴部件中喷射气体一方的前端比分离导板中位于夹持部一方的前端突出。

在上述本发明的纸张分离机构中，优选喷嘴部件比分离导板的导向面突出。同时优选喷嘴部件中喷射气体一方的前端形成为圆角。还优选喷嘴部件可在分离导板上装卸。进一步优选分离导板中形成用于定位固定喷嘴部件且具有角体截面的开口，该开口的角体截面对应于喷嘴部件的横截面。

另外，优选围绕喷嘴部件气体喷射口的至少三个壁面具有限制气体喷射方向的作用。分离导板形成为上下两部分，所述供给通道的截面将该上下两部分分为二等分也符合上述本发明目的。另外还优选喷嘴部件中装设到分离导板上一方的基部形成为圆柱部，该圆柱部中设有垫圈，喷嘴部件夹持并嵌合于分离导板中。

本发明的效果在于，本发明的纸张分离机构为利用喷出气体的纸张分离机构，由多个喷嘴部件以及分离导板构成，其中，多个喷嘴部件设置于记录媒体输送方向下流，沿记录媒体宽度方向分布，并面向多个转动体形成的夹持部，向该夹持部输送的记录媒体喷射压缩气体；分离导板用于保持以及定位固定喷嘴部件，其内藏向喷嘴部件提供压缩空气的供给通道，并具有引导经夹持部分离输送的记录媒体的导向面。在上述纸张分离机构中，因喷嘴部件中喷射气体一方的前端比分离导板中位于夹持部一方的前端突出，从而纸张分离结构中的前端部分面积可尽量减少，压缩空气引起的纸张弯曲量也因此减少，因此可充分发挥非接触形分离爪的作用，便于从夹持部取出输出的纸张。现有纸张分离机构大多采用仅将喷嘴简单地置于纸张分离导板上的形态，纸张被分离后沿着纸张分离导板底面排纸。在这种形态下，由于整体厚度增加，当定影棍/定影带接近喷嘴时，纸张分离机构和定影棍/定影带之间容易发生接触，因此不得不让喷嘴后退。这样，喷射空气压力下降，不利于分离纸张。对此，虽然可使用大型压缩机供应空气以避免喷射空气压力下降，但是大型压缩机不擅长于高精度压力调整，而且如果空气供给源输出下降，则纸张分离会变得不稳定。本发明人在实验中发现，利用空气的作用力将纸张前端弯曲到纸张分离导板下侧进行分离时，用于瞬时弯曲以高速排出的纸张所需的空气作用力相当大，因此需要喷嘴尽可能地接近夹持部，而本发明可实现这一要求。

喷嘴部件比分离导板的导向面突出可减小引导输送纸张的导向面的滑动阻抗。而将喷嘴部件中喷射气体的前端形成为圆角，则可缓和从夹持部输出的纸张前端与引导部件发生冲突时对纸张的损伤。喷嘴部件可在分离导板上装卸自如，可简单地仅交换因反复与纸张冲突或卡纸而受到损伤的喷嘴，具有经济效果。为了定位固定喷嘴部件而切割分离导板形成具有角体截面的开口，并使喷嘴部件的横截面与开口的角体截面相对应，可在装设喷嘴部件时防止发生倒下或倾斜，提高喷嘴部件的装配精度。围绕喷嘴的至少三个壁面具有限制气体喷射方向的作用，可集中空气喷射方向，提高空气冲击力。

附图说明

图1是图像形成装置概略结构的示意图。

图2是定影装置概略结构的示意图。

图3是本发明涉及的纸张分离机构的斜视图。

图4是构成纸张分离机构喷嘴的斜视图。

图5是构成纸张分离机构分离导板的上板的斜视图。

图6是构成纸张分离机构分离导板的下板的斜视图。

图7是分离导板的截面图。

图8是喷嘴的截面图。

图9是在分离导板90中装设了喷嘴的纸张分离机构的截面图。

图10是将纸张分离机构装到定影装置中预定位置时的放大图。

图11是空气喷射装置的正面截面图。

图12是空气喷射装置的侧面截面图。

图13是空气喷射装置泵部的平面截面图。

图14是空气喷射装置驱动部附近的截面图。

图15是活塞前端的部分放大图。

图16是关于气缸内部压缩空气进射结构的部分的示意图。

图17是在气缸内部压缩空气期间中的结构位置关系的示意图。

图18是在喷射气缸内部压缩空气之后的结构位置关系的示意图。

具体实施方式

以下参考附图说明本发明的实施方式。

图1是本发明涉及的图像形成装置，该装置为行式间接(中间)转印方式的复印机。装置主机的中心部分设有环形带状的中间转印体(以下称中间转印带)10。如图1所示，该中间转印体10绕设于支持辊13、14、15、16上，按照图中顺时针方向转动。

本实施例中，在支持辊15的左侧设有中间转印体清洁装置17，用于去除残留在中间转印带10上的残留调色剂。其中用聚酯胺等形成的刮板状清洁部件以相反于中间转印体转动的方向接触该中间转印带10。上述刮板回收的调色剂由清洁装置内部的输送部件送往清洁装置内部深处后，该调色剂受重力作用下落并存放于未图示调色剂回收罐中。调色剂回收罐中设有检测调色剂量的检测装置，用以在调色剂回收罐存满时让装置停止等，以防调色剂溢出。

沿中间转印带10的转动方向，中间转印带10外表面上方并排设置用于黑色、洋红色、青色、黄色的4台图像形成部件，形成行式图像形成部件。该行式图像形成部件上方设置曝光装置21。

在位于中间转印带10环下方中央的支持辊16对面，设置二次转印辊23。在具备二次转印辊23的二次转印装置的纸张输送下流，设置对转印纸张上的转印图像实行定影的定影装置25。该定影装置25中加压棍27压在定影带/辊26上。

按下未图示启动按钮后，支持辊14、15、16的其中之一受未图示驱动马达驱动开始驱动转动，包括支持辊13在内的其他支持辊受到驱动开始从动转动，使中间转印带10开始转动输送。与此同时在各个图像形成单元中，感光体40开时转动，在其表面分别形成了黑色、洋红色、青色、黄色的单色图像。而后随着中间转印带10的带移动，这些单色图像依次转印到中间转印带10上形成合成彩色图像。

另一方面，在按下未图示启动按钮后，选择供纸装置中的一个供纸辊42使其转动，从纸库的多层供纸盒44的其中之一中搓出转印纸张，并由分离棍45一张一张地分离后送入供纸通道，而后由输送辊47输送引导至复印机主机内部的供纸通道，碰到定位辊对48后停止。而后，配合中间转印带10上彩色图像的合成，转动定位辊48，将纸张送入中间转印辊10与二次转印辊23之间，在二次转印辊23上转印以记录纸张上的彩色图像。

结束图像转印后的纸张由二次转印装置的带24输送进入定影装置25，在定影装置25中受到加热加压定影转印图像后，由排出棍49排出并堆栈到排纸盘上。另一方面中间转印带10在结束转印后由中间转印体清洁装置17去除转印后残留在带上的残留调色剂，以备该行式图像形成装置进行下一次图像形成。

接着，根据图2详细说明定影装置25。该定影装置25的单元为带定影方式结构。使用带定影装置的目的在于减小表面热容量，使装置温度能够在启动后立刻上升。进而，其目的还在于使定影辊表面硬度小于加压棍表面硬度(即加厚橡胶层)，这样从定影辊与加压棍形成的夹持部中输出的纸张朝下方输出，可提高定影辊/定影带的分离性能。若纸张分离单元如本例那样具有充分的分离能力，则定影辊的表面硬度和加压棍的表面硬度相等且纸张沿着定影辊与加压棍之间的接线方向排出也不成问题。

用加热辊52中内藏的三根加热器55加热定影带53表面，受到加热的定影带53在定影辊51与加压棍27之间的定影夹持部中对未定影图像加热并加压，以固定图像。

在此，定影带53以聚酰胺薄膜为基材，其表面上被覆硅氧烷表层。定影辊51为在金属辊芯54上形成橡胶层56。挂绕在定影辊51和加热辊52上的定影带53用带张力部件57绷紧到一定程度。加压棍27在其金属芯61表面形成橡胶层63并内藏加热器62。使用加热器62是为了同时从加压棍27加热以防止定影夹持部温度下降。橡胶层56、63材质采用硅氧烷，有望提高耐热性能和图像发色性能。改变双方的橡胶层厚度，即加厚定影辊一方的橡胶层厚度，使加压辊陷入定影棍。

本方式中的定影带53和加压棍27的表面均为硅氧烷，因此具有粘性，但只要在带表面涂少量的硅油，便可简单剥离纸张64。在定影夹持部上流设置定影入口导板65，用于将纸张64引导至定影夹持部。从定影夹持部中输出的纸张64一边被引导到纸张分离单元70的下表面，一边从该纸张分离单元70的下表面与排纸下导件67之间通过，之后，通过排纸上导件66与排纸下导件67之间排出。

图3为斜视图，显示了涉及本发明的纸张分离单元70，该纸张分离单元70为分离导板90和喷嘴80构成的组装体，喷嘴80沿分离导板长度方向(纸张宽度方向)设置，相互间隔规定距离(图中例示3个喷嘴)，在纸张从定影夹持部输出之前，从喷嘴80中喷出空气，该空气由下述空气泵经由空气管50提供，纸张受该空气作用剥离分离。从利用空气压力分离纸张的观点考虑，喷嘴越多越好，但是，出于空气供给源输出等问题，纸张分离可通过向输送纸张宽度方向的多个部位喷射空气来实现。在纸张分离单元70中喷嘴80最向前突出，在喷嘴80两侧随着偏离喷嘴80位置，纸张导板前端引导部向后退缩。

图4为喷嘴80的斜视图。在以耐热性树脂所制的喷嘴80中，形成为圆角R的前端部81或平坦底面82因碰触纸张，表面施加了氟涂覆。纸张分离单元70整体用耐热性树脂形成而后施加氟涂覆是最理想的，因考虑成本费用，可不对整体施加氟涂覆，但至少需要对喷嘴80用氟涂覆的耐热性树脂形成。本例中的喷嘴使用杜邦公司的Vespel(全芳香族聚酰亚胺树脂)材料，氟涂覆为PFA2层涂覆。实验结果显示没有发生剥离或损伤等，可保证获得良好的耐热性能以及长期使用寿命。底面如果用高精度平滑形成，则不必施加氟涂覆。圆角喷嘴前端部81的厚度为0.1mm～0.2mm，底部表面平坦。

喷嘴80嵌入到下述分离导板中，其宽度L1与分离导板开口宽度(图6中的L2)大致对应。喷嘴80的空气喷出口两侧形成的侧壁83用于加强空气喷出方向性，也就是说，防止喷出空气向两侧分散，限制喷射方向以提高空气冲击力。喷嘴80中位于后端的喷嘴圆筒部84具有将喷嘴80与分离导板中的喷嘴装设开口部定位连接以及作为空气导入口的双重功能。垫圈(O-ring)86嵌入到喷嘴圆筒部84中的垫圈漕85中。

另一方面，分离导板90由图5所示的上板91和图6所示的下板92构成。上板91和下板92中分别在长度方向和连接喷嘴装设的纸张输送方向形成半圆截面的漕93、94，上板91和下板92重合后，上下漕93、94便形成圆形截面的空气通道。上板91以及下板92的组合面平滑形成并用多根螺钉等固定，以防止空气泄漏，保证密封性能。如果需要进一步提高密封性能，可在重合面上贴薄膜状垫片或涂密封剂材(液体垫圈)。上板91和下板92中位于设置喷嘴的切开形成开口，该开口宽度L2按规定设计可几乎不留缝隙地装设喷嘴(在下述中该开口在宽度方向和深度方向产生的极其窄小的缝隙可设置垫圈以消除泄漏)。此外，从该开口中由切割形成的分离导板的壁面，在向长度方向(宽度方向)和深度方向(纸张输送方向，即前后方向)直角突出，以防止在插入喷嘴进行装设时发生倒下或倾斜。下板92如图6所示，喷嘴装设位置最为向前突出，其两侧设有随着偏离喷嘴装设位置而后退的薄前端导向部95。

图7显示了在图3中将上板91和下板92重合时从A-A方向观察到的截面。与此相应的喷嘴截面如图8所示，而分离导板90中装设喷嘴80形成纸张分离单元70后的截面如图9所示。

上板91和下板92重合形成分离导板90时，上板91中的漕93和下板92中的漕94在长度方向形成空气通道96和分歧通道97。分歧通道97的前方为喷嘴装设开口98，此处嵌入喷嘴圆筒部84(图4、图8)。下板92的底面兼用于排纸导向面。

在用螺钉88将喷嘴80装到分离导板90上固定时，因喷嘴圆筒部84中垫圈漕内的垫圈(未在图8和图9中示出)，喷嘴80装设到分离导板90的装设开口98中后，密封微细缝隙，使之不发生泄漏空气。喷嘴圆筒部84后端若加工为倒角87，空气导入则能够更加畅通。

另外，喷嘴80装到分离导板90上并用螺钉固定时，分离导板90中厚度较薄的前端导向部95从喷嘴底面82(图8、图4)起稍微向上抬起(Y1)。喷嘴80的前端比分离导板90向前(接近定影夹持部)突出X1。也就是说，喷嘴80比分离导板90突出。

这样，如图10所示，通过定影夹持部的纸张64在碰到喷嘴80后必然会碰触分离导板90，而后沿分离导板90排纸。如上所述，因喷嘴80施加了表面涂膜，因此在不利的条件下也能够稳定地进行纸张分离。

从图10可知，通过将喷嘴80装嵌到分离导板90的开口中，使分离导板90和喷嘴80形成一体，而且纸张分离单元70的高度(厚度)形成得较薄，且喷嘴前端接近定影夹持部，这样，空气喷到定影夹持部上不会流失，提高了纸张分离性能，有利于纸张分离。若从分离纸张的角度考虑，喷嘴前端为锐角比较有利，但这样会在发生卡纸时损伤纸张或带，而且在进行排除卡纸处理时会碰伤操作人员的手，因此将喷嘴前端形成为稍带圆角R的形状。本例中喷嘴前端R为0.5～1mm。被排出的纸张64沿喷嘴底面82排出。如果底面凸出则会在图像上形成线条痕迹，因此将底面形成为平坦。因接触到的纸张宽度为L1从而分散了纸张上的冲击力，不会对图像有所损伤。而且因表面施加了氟涂覆，不会轻易发生调色剂等的附着。

从图10可知，在分离时纸张前端与喷嘴前端之间存在很小的间隔。为此，喷嘴前端厚度过厚、或空气作用力过小、或者定影辊/定影带与喷嘴前端之间的间隔增大，便立刻会引起卡纸。本例中以以下条件，即间隔约为0.8～1mm，喷嘴出口的空气压力为0.01MPa，喷嘴数量3个，喷嘴前端厚度为0.1～0.2mm，纸张上的图像余白为1mm等进行分离实验，在连量为45kg～135kg厚度的纸张、以及涂布纸中纸张分离成功均得到了证实。

在本例中上述纸张分离单元70设置于接近定影辊，但在具有双面打印功能的图像形成装置中还可在加压辊一方设置该纸张分离单元，以分别向定影辊/定影带以及加压辊双方喷射空气。

下面说明向喷嘴80供应空气的空气喷出装置。如上所述，本例的空气喷出装置为小型装置，但同样可以采用现有的压缩机，本发明并不限制与纸张分离机构有关的空气供应结构。

图11是空气喷出装置正面的纵向截面图，图12是该空气喷出装置侧面的(图11左侧)纵向截面图，图13是显示空气喷出装置泵部构成的平面截面图，图14是显示驱动部附近的平面截面图。如这些图所示，空气喷出装置具有前后侧板150、151以及底板152，构成装置框体。该前后侧板150、151之间，气缸153以及气缸保持板154分别用螺钉固定。气缸保持板154从气缸153背后支持气缸153。气缸153内部设有活塞155，图11中该活塞155以下述机构在左右方向作来回移动。气缸153的前端设有突出部143，该突出部143中具有用于喷射气缸153内部空气的空气喷出口141(图13)，该空气喷出口141前端套嵌了管142。随着活塞155的移动，气缸153中受到压缩的空气从空气喷出口141喷出，经过管142喷到外部。以下详细说明空气喷射装置的结构和动作。

底板152上竖立设置了一对保持板180、181，该保持板180、181由四根杆轴187～190支承。每个杆轴的一端形成为螺纹部，另一端直径较大以阻止脱落(图12)。该直径较大一端端面上形成沟槽，可用螺丝刀等拧动。保持板180、181的杆轴装设部分别形成为：位于后方的保持板180在上下各形成两个(共计4个)螺纹孔191，位于前fang的保持板181在上下各形成两个(共计4个)嵌合孔192(图13)。也就是说，杆轴187～190插入前方保持板181中的嵌合孔192后，将前端螺纹部拧入后方保持板180的螺纹孔191中，以固定保持在前后保持板180、181之间。各根杆轴187～190中分别装设了可进行转动导辊183～186。在辊两侧以杆轴上装设的E型开口挡圈(E-ring)对轴方向定位。从图12和图13中可知，导辊183～186中轴向中间部分的直径比轴向两端的直径小，该小直径部分与导轴170的外形(本例中为圆形截面)相配，形成为半径为R的凹形。除此之外，导辊183～186中间小直径部分也可以形成为V字形。

导轴170位于上下左右设置的四根导辊183～186中间，通过导辊183～186引导可在图11和图13所示的上下左右作直线移动。在上述螺纹孔191以及嵌合孔192中装配设置了导辊183～186的杆轴187～190时，为了使导辊183～186与导轴170之间不发生动荡而且导轴170容易移动，在前后的保持板180、181上对上述螺纹孔191以及嵌合孔192实施高精度位置加工。如上所述，导轴170由导辊183～186上下夹持，而该导辊183～186相对杆轴187～190的轴向位置通过E型开口挡圈得以定位，因此，导轴170移动时可以以良好的精度作直线移动(本例中为水平移动)，而不会发生上下振动。

设置于气缸153内部的活塞155通过杆172装设在导轴170前端(图11左侧端部)。活塞155前端附近的漕中装嵌垫圈156。导轴170后端(图11和图13的右侧端)用螺丝固定用于检测活塞位置的装填部件(filler)194。而检测装填部件194的传感器195在本例中采用透射性光传感器，当导轴170向图11或图13右方移动时，装填部件194前端遮挡传感器195的光束，使下述驱动马达停止。本例中该位置(图11和图13所示位置)为泵的基准位置(HP)。

本例中设于气缸153内部的活塞155为圆筒形。如上所述，由于本例中导轴170能够以良好的精度作直线移动，因此活塞155可在气缸153内部以良好的精度来回移动(平行移动)。在泵机构中必然带有活塞的平行动作(直线移动)，同时阻止活塞的转动也很重要。即在本例中，如果活塞155转动，导杆170也发生转动，从而装填部件194发生转动，不进入传感器195的检测部而与传感器主体发生冲突。此外，本例中如下所述采用带驱动方式，因该驱动带因倾斜而变得不稳定。对此，本例中将活塞155形成为不发生转动。如图13所示，设置轨道100、101使前后保持板180、181上部的侧面互相相对。另一方面，如图11和图13所示，上述导轴170上装嵌驱动臂106(导轴170贯穿驱动臂106上部设置的导轴插入孔)。进而，驱动臂106中在上述导轴插入孔垂直的方向上设置其它轴孔，该轴孔中嵌入未图示轴梢。该轴梢被押入导轴170中设置的同样未作图示的贯穿孔，轴梢被设为垂直于导轴170。轴梢两端装有可转动的辊105、105，可在轨道100、101上移动。辊105、105因未图示E型开口挡圈而不能从轴梢中拔出。这样，押入导轴170中轴梢两端装设辊105、105，该辊105、105在轨道100、101上接触移动，防止了装在导轴170上的活塞155发生转动。也就是说，即使活塞155有可能发生转动，该转动也会因辊105接触轨道100或101而受到阻止。

下面说明活塞155的驱动机构。

如图11和图14所示，本例中具备步进马达110用以作为空气喷出装置的驱动源。步进马达110的马达轴上固定装设了滑轮111，而在前后侧板150、151之间受轴支承的驱动轴112上固定装设了滑轮113，上述滑轮111和滑轮113之间架设了第一驱动带(同步带)115。另外，驱动轴112上固定装设了驱动滑轮114，而在前后侧板150、151之间受轴支承的惰轮轴117上固定装设惰轮118，上述驱动滑轮114和惰轮118之间架设第二驱动带(同步带)116。该第二驱动带116的上边部被夹入并用螺钉固定在连接导轴170的驱动臂106下端，这样驱动臂106便固定连接在第二驱动带116上。

在上述结构中，步进马达的转动经第一驱动带115传送到驱动轴112，而后通过第二驱动带116从驱动轴112传送到驱动臂106，使连接驱动臂106的导轴170在轴方向(图11的左右方向)移动，从而使活塞155在气缸153中移动。本例中用步进马达作为驱动源，并设定步进马达110的步进数，该设定步进数使得活塞155的移动行程仅限于如图11所示的基准位置与气缸容积为最小时的压缩位置之间。本例中将基准位置设为气缸容积为最大时的下死点，压缩位置为上死点。在实际的控制中，当电源接通后，根据传感器195输出确认基准位置，而后活塞155停止在该基准位置，而后，步进马达110沿图11中反时针方向作正转动(设该反时针方向转动为正转动)，使活塞155以该位置为基准向压缩方向移动设定行程，接着，步进马达110沿图11中顺时针方向作逆转动，使活塞155移动与上述同样的设定行程，返回基准位置。上述活塞155的一个来回过程完成了空气的压缩、喷出、以及吸入的一套动作。

图15是显示活塞155前端的部分放大图。如图所示，活塞155前端面上设有连接活塞内部与外部的吸气口158。本例中大致呈三角形的叶片阀160通过压板161固定在活塞前端面上，用以关闭该吸气口158。另外，标号159为设于活塞前端面上的螺孔。叶片阀160在初期状态不留缝隙地紧贴活塞前端面上，关闭吸气口158。该叶片阀160可用比如聚乙烯薄膜或不锈钢制作，厚度为0.05～0.2mm，具有挠性，受压后容易回到原有状态。

活塞155向压缩方向(图11中向左)移动时，叶片阀160紧贴在活塞前端面上以阻塞吸气口158，防止活塞内部空气泄漏。而当活塞155向膨胀方向移动时，叶片阀160受压扩展使空气从活塞内部被吸入到气缸153中。这样，活塞动作连动空气吸收。除了本例中将空气吸入阀设于活塞一方之外，还可将空气吸入阀设置到气缸一方，比如设在气缸头部端面。

活塞向压缩方向移动时如果不将空气保留在气缸中而是将空气随着活塞移动放出，则无法提高喷射压力使空气进射出来。对此，本例空气喷出装置在气缸153的空气喷出口141(图13)中设置开关部件，以预定时间打开开关部件(开关部件到该预定时间为止一直保持关闭)，以提高喷出压力使空气能够进射。

如图13所示，在具有空气喷出口141的突出部143中设置与空气喷出口141垂直的贯穿孔(本例中为圆孔)144。该贯穿孔144中插入转换轴135。转换轴135插在嵌入装置侧面的突起部137中的轴承138和贯穿孔144之间，受可转动支承。转动轴135的一端(图下端)中装设E型开口挡圈，另一端上固定了圆板部件134(以及该圆板部件的圆筒部134a)，用以阻止转换轴135脱落以及轴向定位。在转换轴135中相当于空气喷出口141位置上设置平板切割部140。平板切割部140是将圆筒形转换轴135的一部分切割成平板形状，本例中将该平板形状两侧切割成相同形状，以使得轴心通过平板部的平面(平板)。当该平板切割部140如图13所示为铅直方向状态时，该平板切割部140阻塞空气喷出口141，使气缸153中的空气无法通过空气喷出口141出来。而当平板切割部140转动90°水平方向时，空气喷出口141开放，气缸153中的空气通过平板部两侧从空气喷出口141喷出。

本例中，通过将转换轴135转动90°，使平板切割部140的方向由垂直转为水平，以使空气喷出口141在关闭与开放之间转换。另外，根据下述说明的机构，由于该空气喷出口141在预定时间进行开闭转换(即将转换轴135转动90°)，这样，空气喷出口141在预定时间之前保持关闭，用以增大气缸内部的压力，使空气能产生进射。

如图14所示，驱动轴112后端固定了梳齿板(comb plate)131。如图16所示，该梳齿板131呈扇形，具有外周圆弧部131a和直线部131b。为了使下述梳齿从动装置(辊242)平滑移动，该外周圆弧部131a和直线部131b之间的连接部形成为圆角形状。

如图14所示，后方侧板151的外侧面上突出设置了固定的轴240。连接杆241受该轴240的轴支承可作转动。连接杆241如图16所示为细长板状部件，其一端受梳齿从动装置即辊242的轴支承，另一端中形成长孔243。该长孔243上活动嵌入了圆板部件134端面上突出设置连接梢139，该圆板部件134固定在上述转换轴135的一端。

连接杆241和装置框体之间架设拉张弹簧157，用以向连接杆241施加作用力将辊242压向梳齿板131周面。在拉张弹簧157施加作用力的同时，连接杆241的长孔243中插入结合梢139，连接杆241的辊242接触梳齿板131周面，因轴240固定，因此辊242随着梳齿板131转动而移动，使连接杆241发生移动。随着连接杆241移动，圆板部件134通过结合销139在一定范围(角度)内转动。本例中的上述梳齿结构可使圆板部件134大致在90°范围内转动。

图16显示了空气喷出装置的活塞155位于基准位置时的状态。此时，连接杆241处于大致水平状态，圆板部件134的结合梢139位于下端附近稍偏右，转换轴135上设置的平板切割部140朝着垂直方向，空气喷出口141关闭(图16所示状态)。从该状态出发，随着驱动轴112按图16的反时针方向转动，活塞155向压缩方向移动。在活塞155向压缩方向移动的同时，梳齿板131转动，在其外周圆弧部131a与辊242接触的范围(到图17所示位置)中，因梳齿从动部件即辊242的位置不发生变化，因此连接杆241不动，圆板部件134也不转动，由此空气喷出口141保持关闭。这样，随着活塞155的移动气缸内压力上升。

而后，从图17所示位置开始梳齿板131进一步转动，辊242离开梳齿板131的外周圆弧部131a而滑接到直线部131b上，受弹簧157的作用连接杆241按顺时针方向转动。此时，长孔243中的结合梢139受压使圆板部件134按图中反时针转动。由此转换轴135(以及该转换轴135的平板切割部140)转动，如图18所示，空气喷出口141被打开。从辊242离开外周圆弧部131a移动到在直线部131b内侧端部131c为止的期间中，如果将梳齿板131的转动角度转化为活塞155的移动距离，则该距离非常小，因此，在极其短暂的时间内空气喷出口141从关闭状态变为开放状态。为此，气缸内压力上升的空气一下子被开放，从空气喷出口141进射。

本例中，活塞来回动作过程中的梳齿板131的转动角度约为126°，从基准位置(图16所示位置)起转动大约92°的位置(约为转动范围的3/4位置)空气喷出口141开始打开。而后在剩下大约34°(约为转动范围的1/4)的梳齿板131转动期间，空气喷出口141完全开放。

图18显示了活塞155达到最大压缩位置(上死点)时的状态。在此位置梳齿板131不再继续反时针转动，活塞155在从该最大压缩位置返回基准位置的过程中作顺时针转动(即与压缩过程逆方向的转动)。该逆转时，梳齿板131的直线部131b将辊242抬起，连接杆241沿图18中反时针转动，从而使得圆板部件134沿图中顺时针转动，空气喷出口141关闭。在空气喷出口141关闭后，辊242在外周圆弧部131a上的滑动范围中(图17至图18的范围中)空气喷出口141保持关闭状态。

如上所述，本例空气喷出装置将与活塞存在机械连接的开闭部件作为空气喷出口，在压缩过程中该空气喷出口在预定时间之前保持关闭，而后在达到上死点附近位置的短时间内开放空气喷出口，这样，气缸内的空气压力得以增大，并将该压力增大的空气一下子喷出。