JP2004331384A - 用紙のニップ構造およびこのニップ構造を備えた画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】ニップ部における用紙の皺発生や跳ね上がりを防止する。
【解決手段】感光体ドラム４１を介してトナー画像の転写された用紙Ｐ２を搬送する転写ベルト４２を備えた転写部４０と、この転写部４０の転写ベルト４２下流端に隣設され上下で対をなして用紙Ｐ２に対しニップするニップ部５３を形成する定着ローラ５１および加圧ローラ５２を備えた定着部５０と、転写ベルト４２の下流端およびニップ部５３間に介設され用紙Ｐ２を転写部４０から定着部５０へガイドするガイド部材７０とを備えてなる画像形成装置１０に適用されるものであり、定着ローラ５１は、両端部から中央部に向かうに伴って径寸法がそれぞれ漸減する逆クラウン状に形状設定されている一方、ガイド部材７０は、ニップ部５３に対向した縁部が逆クラウン状に対応するようにクラウン状に形状設定されている。
【選択図】 図２
【解決手段】感光体ドラム４１を介してトナー画像の転写された用紙Ｐ２を搬送する転写ベルト４２を備えた転写部４０と、この転写部４０の転写ベルト４２下流端に隣設され上下で対をなして用紙Ｐ２に対しニップするニップ部５３を形成する定着ローラ５１および加圧ローラ５２を備えた定着部５０と、転写ベルト４２の下流端およびニップ部５３間に介設され用紙Ｐ２を転写部４０から定着部５０へガイドするガイド部材７０とを備えてなる画像形成装置１０に適用されるものであり、定着ローラ５１は、両端部から中央部に向かうに伴って径寸法がそれぞれ漸減する逆クラウン状に形状設定されている一方、ガイド部材７０は、ニップ部５３に対向した縁部が逆クラウン状に対応するようにクラウン状に形状設定されている。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真複写機、レーザープリンタあるいはファクシミリ装置等の画像形成装置に適用される用紙のニップ構造およびこのニップ構造を備えた画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子写真複写機、レーザープリンタあるいはファクシミリ装置等で代表される画像形成装置に適用された用紙のニップ構造が知られている。このニップ構造は、感光体ドラムを介してトナー画像が転写された用紙を搬送する転写ベルトの下流側に設けられた定着装置に設けられており、ヒータの内装された定着ローラと、下部でこの定着ローラと密着するように対向配置された加圧ローラとを備えて構成されている。定着ローラは、両端部から中央部に向かうに従って径寸法が漸減するように、いわゆる逆クラウン状（鼓状）に形成されている。
【０００３】
従って、当該定着ローラと前記加圧ローラとに挟持された用紙は、幅方向の両端部が強くニップされることで互いに反対方向に向かう力を受け、これによる引張り力で用紙に皺の寄るのが防止される。
【０００４】
かかるニップ構造については、例えば特許文献１や特許文献２に記載されている。特許文献１のものは、定着ローラおよび加圧ローラのそれぞれに逆クラウン量が１００μｍ以上の逆クラウンを形成するとともに、両者の逆クラウン量の合計が２５０μｍ以上で且つ５００μｍ以下に設定した上で、転写ベルトとニップ部との間に介設されるガイド板の高さ位置を、ニップ部から両者の接線方向に引いた線より下方に位置するように高さ設定するというものである。かかる方策を採用したことにより、用紙に生じる皺を大幅に低減することができたと記載されている。
【０００５】
また、特許文献２には、転写ベルトとニップ部との間に介設されるガイド板の幅方向中央部に押し起こし部を形成したものが記載されている。かかる押し起こし部は、搬送されつつある用紙が案内されることにより、その後端がニップ部に近づくに連れて下がるように形状設定されている。かかる押し起こし部の採用で大サイズ用紙の後端部の跳ね上がりによる画像乱れが防止されると記載されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平９−１１４２９２号公報
【特許文献２】
特開２０００−２９３０６０号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、近年、画像形成装置に対する給紙および排紙の高速化が進んでおり、かかる高速の画像形成装置にあっては、定着ローラと加圧ローラとによるニップ部での用紙に対するニップ状態をより良好にする必要があるが、前記特許文献１および２に記載されたものでは、ニップ部における用紙の皺発生や跳ね上がり等に起因した転写画像の乱れを確実に防止することができず、これの改良が嘱望されているのが実情であった。
【０００８】
本発明は、上記のような状況に鑑みなされたものであり、ニップ部における用紙の皺発生や跳ね上がりを有効に抑制することが可能な用紙のニップ構造およびこのニップ構造を備えた画像形成装置を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、感光体ドラムを介してトナー画像の転写された用紙を搬送する搬送手段と、この搬送手段下流端に隣設され上下で対をなして用紙のニップ部を形成する定着ローラおよび加圧ローラを備えた定着装置と、前記搬送手段の下流端および前記ニップ部間に介設され用紙を定着装置へガイドするガイド部材とを備えてなる用紙のニップ構造において、前記定着ローラは、両端部から中央部に向かうに従って径寸法がそれぞれ漸減する逆クラウン状に形状設定され、前記ガイド部材の先端縁部は、この先端縁部を前記ニップ部近傍の定着ローラの周面に対向させた状態で当該周面と前記先端縁部との間の隙間寸法が長手方向の全長に亘って略一定になるようにクラウン状の円弧縁部に形状設定されていることを特徴とするものである。
【００１０】
この発明によれば、搬送手段から定着装置へ向けて給紙された用紙は、ガイド部材にガイドされつつ定着ローラと加圧ローラとの間に形成されたニップ部へ向かい、このニップ部でニップされながら定着処理が施される。
【００１１】
そして、定着ローラは、逆クラウン状に形成されているとともに、ガイド部材は、ニップ部の近傍で定着ローラに対向した先端縁部がクラウン状に形成され、これによって定着ローラの周面とガイド部材の先端縁部との間の隙間寸法が長手方向の全長で略一定になっているため、ガイド部材に案内された用紙は、その先端縁部がガイド部材のクラウン形状によって予め定着ローラの逆クラウン形状に対応するように湾曲させられ、これによって無理なく定着ローラの周面に沿った状態でニップ部に給紙される。
【００１２】
従って、ガイド部材の先端縁部がクラウン形状に設定されていない従来のガイド部材にあっては、当該ガイド部材に案内された用紙の先端縁部が定着ローラの逆クラウン形状に沿っていないため、特に定着ローラの周面との間の隙間寸法が広がったガイド部材の中央部において適正に定着ローラの周面に当接せず、これにより不規則な力が用紙の先端縁部の中央部に加わって用紙に皺が寄る等の不具合が生じるが、この発明においては、ガイド部材の先端縁部がクラウン形状に設定されていることによりかかる不具合の発生を有効に抑制することができる。
【００１３】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記ガイド部材は、前記搬送手段の搬送面と略平行な基部と、この基部から前記ニップ部に向けて先上りに傾斜した傾斜部とを備え、傾斜部は、傾斜角度が前記ニップ部における定着ローラの接線方向に対して２５°〜３５°の範囲内に設定されていることを特徴とするものである。
【００１４】
この発明によれば、搬送手段を介して定着装置に向けて送り出された用紙は、先端縁部が一旦ガイド部材の基部に移ってから傾斜した傾斜部に移行して定着装置に向かうため、基部が存在しないで傾斜部のみのガイド部材に比較して急激な名角度変化を防止することができるため、用紙の方向転換が円滑に行われ、これによって用紙の皺寄りや跳ね上りなどが有効に防止される。
【００１５】
また、傾斜部の傾斜角度をニップ部における定着ローラの接線方向に対して２５°〜３５°の範囲内に設定することにより、用紙の皺発生などを有効に防止することができる。因みに、この角度設定は、種々の効果確認試験を実施した結果得られたものである。
【００１６】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明において、前記傾斜部は、クラウン状の円弧縁部の曲率半径が前記定着ローラの逆クラウン状の円弧形状に対して曲率半径が１／１００〜１／５０だけ小さく径設定されていることを特徴とするものである。
【００１７】
この発明によれば、ガイド部材の円弧縁部の曲率半径が定着ローラの周面の逆クラウン状の円弧形状に対して１／１００〜１／５０だけ小さく径設定されていることにより、具体的にはガイド部材の円弧縁部の曲率中心と定着ローラのクラウン状の円弧形状の曲率中心とを一致させた状態で、ガイド部材の円弧縁部と定着ローラの周面との間に長手方向の全長に亘って略一定で且つ用紙が通過し得るだけ隙間が形成され、ニップ部への給紙が円滑に行われる。
【００１８】
請求項４記載の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の発明において、前記ガイド部材は、金属材料で形成され、表面に潤滑性能を備え、且つ導電材料を含有した合成樹脂がコーティングされてなることを特徴とするものである。
【００１９】
この発明によれば、ガイド部材は、その表面にコーティングされた潤滑性能を有し、且つ導電材料（静電気を逃すためのもの）を含有した合成樹脂の存在によって用紙をより円滑に案内し得るものになる。
【００２０】
請求項５記載の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載の発明において、前記ガイド部材は、用紙の通紙面に当該用紙の通紙方向に向けて延びる複数条のリブを有してなることを特徴とするものである。
【００２１】
この発明によれば、リブの存在で用紙とガイド部材との接触面積が小さくなり、その分摩擦抵抗が少なくなるとともに、当該リブが通紙方向に延びていることにより用紙の横振れが防止され、これらによってガイド部材による用紙の案内がより円滑に行われる。
【００２２】
請求項６記載の発明は、請求項１乃至５のいずれかに記載の発明において、前記ガイド部材は、通紙面の両端部に通紙が予定される最小サイズおよび最大サイズ間のサイズを有する用紙の両端部が位置し得る一対の窪み部を有してなることを特徴とするものである。
【００２３】
この発明によれば、ガイド部材に案内される用紙は、前端の両側端縁がまず窪み部に嵌まり込み、引き続き両側端縁がガイド部材の表面に密着した状態で前進するため、用紙とガイド部材の表面との間への飛散トナーの入り込みが防止され、これによって用紙の裏面の飛散トナーによる汚染が防止される。
【００２４】
請求項７記載の発明は、請求項１乃至６のいずれかに記載の用紙のニップ構造を備えたことを特徴とする画像形成装置である。
【００２５】
この発明によれば、画像形成装置は、請求項１乃至６のいずれかに記載の発明と同様の作用効果を得ることができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係る用紙のニップ構造を備えた画像形成装置の一実施形態を示す側面断面視の説明図である。図１に示すように、画像形成装置１０は、原稿Ｐ１を装填するための原稿装填部２０と、この原稿装填部２０に装填された原稿Ｐ１から原稿画像を読み取る画像読取部３０と、この画像読取部３０で読み取られた原稿画像を用紙Ｐ２にトナー画像として転写する転写部４０と、この転写部４０で転写された用紙のトナー画像を定着する定着部５０と、前記画像入力部４０に向けて給紙する用紙Ｐ２を貯留する用紙貯留部６０とを備えた基本構成を有している。
【００２７】
画像読取部３０、転写部４０、定着部５０および用紙貯留部６０は、箱形の筐体１１内に上からこの順序で装着されているのに対し、原稿装填部２０は、筐体１１の上面に当該筐体１１とは別体として形成されている。
【００２８】
かかる原稿装填部２０は、開閉可能なカバー蓋体２１と、このカバー蓋体２１の窪んだ上面位置に形成された原稿トレー２２と、この原稿トレー２２に装填された原稿Ｐ１の束から１枚ずつを繰出させて画像読取部３０に向かわせ、原稿画像を画像読取部３０の上面に対向させる原稿給紙機構２３とを備えている。
【００２９】
前記画像読取部３０は、その上面に配置され原稿Ｐ１の画像面が密着するコンタクトガラス３１と、このコンタクトガラス３１に密着した原稿画像を走査して読み取る画像読取機構３２とからなっている。本実施形態では、画像読取機構３２として、移動しながら原稿画像に光を照射する移動光源３３と、この移動光源３３からの光の原稿画像での反射光を所定の光路に沿うように反射する複数のミラー３５や光路の光を収束させるレンズ部材３６等からなる光学系部材３４とを備えている。
【００３０】
前記転写部４０は、周面に静電画像およびトナー画像が順次形成される感光体ドラム４１と、この感光体ドラム４１の周面に用紙Ｐ２を送り込む転写ベルト（搬送手段）４２とを備えて構成されている。軸心回りに回転している感光体ドラム４１の周面には、原稿Ｐ１の原稿画像を走査することにより得られ光学系部材３４を通った走査光が照射され、これによって当該周面に静電画像が順次形成されるとともに、走査光照射位置の下流側で静電画像に現像部４５からトナーが供給されることにより感光体ドラム４１の周面にトナー画像が形成され、このトナー画像が転写ベルト４２によって給紙された用紙Ｐ２に転写されるようになっている。
【００３１】
前記定着部５０は、転写部４０で感光体ドラム４１により画像の転写された用紙Ｐ２の転写画像に対し定着処理を施すものであり、内部に通電発熱体等の発熱部材が装着された定着ローラ５１と、下部でこの定着ローラ５１に対向配置された加圧ローラ５２とを有している。そして、前記転写部４０から転写ベルト４２の周回駆動に伴って導出された用紙Ｐ２は、定着ローラ５１および加圧ローラ５２間に給紙され、ここで定着ローラ５１により加熱されることによってトナー画像が用紙Ｐ２に定着されるようになっている。
【００３２】
前記用紙貯留部６０は、筐体１１に対して挿脱自在に内装された複数段の用紙カセット６１を備えて構成されている。各用紙カセット６１には、一方の端部（図１に示す例では右端部）にピックアップローラ６２や給紙ローラ６３等が設けられ、ピックアップローラ６２の駆動回転で用紙カセット６１に装填されている用紙Ｐ２の束の最上位のものが順次繰り出され、給紙ローラ６３を介して搬送路１２に向けて導出されるようになっている。
【００３３】
そして、ピックアップローラ６２および給紙ローラ６３を介して用紙カセット６１から導出された用紙Ｐ２は、転写ベルト４２によって搬送されつつ、感光体ドラム４１の周面のトナー画像が転写され、引き続き定着部５０で定着ローラ５１による熱定着処理が施された後、筐体１１から外部に排出される。
【００３４】
なお、本実施形態においては、定着部５０と用紙貯留部６０との間に用紙裏返し部８０が介設されている。この用紙裏返し部８０は、用紙Ｐ２に両面印刷処理を施すときに使用されるものであり、定着部５０で第１面の定着処理が完了した用紙Ｐ２は、一旦この用紙裏返し部８０へ導入され、ここで反転処理（裏返し処理）が施されたのち転写部４０へ戻され、転写部４０での第２面の転写処理および定着部５０での定着処理が実行されてから外部に排出されるようになっている。
【００３５】
そして、本発明に係るガイド部材７０は、転写部４０から定着部５０へ向かう用紙Ｐ２を橋渡しするものであり、転写部４０と定着部５０との間に介設されている。図２は、本発明に係るガイド部材７０の装着位置を説明するための側面視の説明図であり、図３は、その斜視図である。また、図４は、図３に示すガイド部材７０の図であり、（イ）は正面図、（ロ）は正面図、（ハ）は側面図である。なお、本実施形態においては、転写ベルト４２とガイド部材７０との間に、図２に示すような案内部材４４が介設され、転写ベルト４２によって搬送されてきた用紙Ｐ２は、この案内部材４４を介しガイド部材７０に給紙されるようになされている。
【００３６】
そして、図２〜図４に示すように、ガイド部材７０は、前記転写ベルト４２の搬送面４３と略平行な板状の基部７１と、この基部７１から前記定着ローラ５１と加圧ローラ５２との当接位置（以下ニップ部５３という）に向けて先上り（図２に示す例では左上り）に傾斜した傾斜板（傾斜部）７２と、基部７１の各端部から下方に向けて折り曲げ処理されることによって形成された一対のブラケット片７３とを備えて構成されている。
【００３７】
前記一対のブラケット片７３は、ガイド部材７０を筐体１１内の所定のフレームに装着するために用いられるものであり、これらのブラケット片７３がフレームにねじ止め等で固定される。また、傾斜板７２には、前縁部の両側縁に外方に向かって互いに離反するように斜めに突設された突片７２１が設けられている。これらの突片７２１は、筐体１１内でのガイド部材７０の位置決めに所定の役割（例えば支持される役割）を果たすようになされている。
【００３８】
また、基部７１の後縁部（図２の右方）には、下方に向けて略直角に折曲げられることによって形成した補強縁部７１１が設けられ、この補強縁部７１１の存在でガイド部材７０の剛性が向上するようになされている。
【００３９】
前記基部７１には、図３に示すように、長手方向の両側部の適所がそれぞれ凹没されることによって形成された平面視で矩形状の一対の窪み部７４が設けられている。各窪み部７４は、基部７１の上面から２〜３ｍｍ低位に位置設定された平らな底部７４１と、この底部７４１の上流側からみて左右位置と前方位置とに緩やかな傾斜を備えて形成された傾斜壁部７４２とからなっている一方、補強縁部７１１は、窪み部７４に対応した部分が底部７４１および傾斜壁部７４２に沿うように下方に向けて凹没されている。
【００４０】
このような窪み部７４は、近い方の左右の底部７４１間の距離が、通紙の予定される各種の用紙Ｐ２の内で最小サイズの用紙（例えばＢ５サイズの用紙）の短手幅寸法より僅かに短めに距離設定されているとともに、遠い方の左右の底部７４１間の距離が、通紙の予定される最大サイズ間の用紙（例えばＡ３サイズの用紙）の短手幅寸法より僅かに長めに距離設定されている。
【００４１】
したがって、転写ベルト４２から受け渡された用紙Ｐ２は、搬送方向に直交する方向の両端部がそれぞれ左右一対の窪み部７４の底部７４１に当接するように下に凹で撓むことになる。
【００４２】
また、基部７１および傾斜板７２の長手方向の中央部には、搬送方向に向かって延びる長手幅方向一対のリブ７５が膨設されている。したがって、転写ベルト４２からガイド部材７０に受け渡された用紙Ｐ２は、これらのリブ７５によって幅方向の中央部が基部７１の上面より若干浮き上がった状態になる。本実施形態では、これらのリブ７５は、膨出量が１ｍｍ〜３ｍｍに設定されている。
【００４３】
前記傾斜板７２は、図２に示すように、基部７１に対する傾斜角度αが２５°〜３５°の範囲内の所定の角度に設定されている。また、ガイド部材７０は、定着ローラ５１および加圧ローラ５２のニップ部５３における定着ローラ５１の接線Ｌ方向に対する傾斜板７２の傾斜角度βが２５°〜３５°の範囲内の所定の角度になるように装着姿勢が設定されている。本実施形態においては、αおよびβの双方が等しく（略２７°）設定され、対角が等しいことによりニップ部５３における定着ローラ５１の接線方向と基部７１とが平行になっている。
【００４４】
なお、ニップ部５３における定着ローラ５１の接線Ｌ方向に対する傾斜板７２の傾斜角度βが２５°〜３５°の範囲内に設定される理由については、後の「実施例」の欄で詳細に説明するように、種々の実施試験を行った結果によるものである。
【００４５】
また、ガイド部材７０は、傾斜板７２の先端縁が前記接線Ｌより若干上方に位置するように装着位置が設定されている。
【００４６】
一方、ガイド部材７０の先端縁が対向する定着ローラ５１は、両端部から中央部に向かうに従って径寸法が漸減するように径設定された、いわゆる逆クラウン状（鼓状）になされている。これによって、剛性を備えた定着ローラ５１と容易に弾性変形する柔軟材料製の加圧ローラ５２との間に形成されたニップ部５３で用紙Ｐ２を挟持し、両者の回転により当該用紙Ｐ２を紙送りする状態で、当該用紙Ｐ２は、定着ローラ５１の端部に当接している部分の方が中央部側に当接している部分より多く進行しようとするため（径寸法が端部側の方が中央部側より大きいことによる）、このアンバランスで用紙Ｐ２に反対方向で外方へ向かう力が加わり、この引張り合いによる緊張で用紙Ｐ２に皺の寄ることが防止されるのである。
【００４７】
そして、本発明においては、傾斜板７２の先端縁部が定着ローラ５１の逆クラウン形状に対応するように外方に向かって凸の緩やかな円弧状に形成され（つまりクラウン状に形成され）、かかるクラウン状の円弧縁部７２２が存在することにより、傾斜板７２に案内された用紙Ｐ２は、その先端縁部が定着ローラ５１の逆クラウン形状の周面に向けてスムーズに誘導されるようになっている。
【００４８】
そして、本実施形態においては、傾斜板７２のクラウン状の円弧縁部７２２の曲率半径は、定着ローラ５１の逆クラウン状の曲率半径（正確には定着ローラ５１の軸心を通る平面と定着ローラ５１の周面とが交わることによって形成された円弧状の曲線の曲率半径）に対して１／１００〜１／５０の範囲内の値だけ小さく径設定されている。
【００４９】
具体的には、定着ローラ５１の長さ寸法を略３３０ｍｍとし、当該定着ローラ５１の逆クラウン形状の曲率半径を略１０００ｍｍとした場合、傾斜板７２の円弧縁部７２２の曲率半径は、これより１／５０〜１／１００の範囲内の値だけ小さくされ、つまり９８０ｍｍ〜９９０ｍｍと径設定される。こうすることによって、用紙Ｐ２は、その先端縁部が定着ローラ５１の逆クラウン形状に沿うようにニップ部５３へ向けて誘導された上で、その両側部がニップ部５３により確実ニップされ、用紙Ｐ２の皺寄りや跳ね上がりが有効に抑制される。
【００５０】
因みに、傾斜板７２の円弧縁部７２２の曲率半径を、定着ローラ５１の逆クラウン状の曲率半径に対して１／１００〜１／５０の範囲内の値だけ小さく径設定するのは、以下の理由による。すなわち、傾斜板７２の曲率半径が定着ローラ５１の曲率半径に対して１／１００未満短い場合には、傾斜板７２の円弧縁部７２２と定着ローラ５１の周面との間の隙間寸法が狭すぎて用紙Ｐ２を通し難くなるからである。また、傾斜板７２の曲率半径が定着ローラ５１の曲率半径に対して１／５０を越えた値分長い場合には、傾斜板７２の円弧縁部７２２と定着ローラ５１の周面との間の隙間寸法が広すぎて用紙Ｐ２をニップ部５３に確実に導くことが困難になるからである。
【００５１】
さらに、鉄やその合金等の金属材料によって形成されたガイド部材７０の搬送面には潤滑性能を備えた合成樹脂がコーティングされ、これによって用紙Ｐ２が同搬送面を円滑に滑って移動し得るようになっている。
【００５２】
コーティングされる合成樹脂としては、ポリエチレンやポリプロピレン等の通常のオレフィン系のものや、ポリアミノ系のもの等が一般的であるが、特にポリテトラフルオロエチレンのようなフッ素系の樹脂や、シリコン樹脂等が好適に使用される。なお、ガイド部材７０に適度な導電性を付与するために合成樹脂中にカーボンブラックのような導電材料を分散させることが好ましい。
【００５３】
本発明の用紙のニップ構造は、以上詳述したように、感光体ドラム４１を介してトナー画像の転写された用紙Ｐ２を搬送する転写ベルト４２を備えた転写部４０と、この転写部４０の転写ベルト４２下流端に隣設され上下で対をなして用紙Ｐ２に対しニップするニップ部５３を形成する定着ローラ５１および加圧ローラ５２を備えた定着部５０と、前記転写ベルト４２の下流端および前記ニップ部５３間に介設され用紙Ｐ２を転写部４０から定着部５０へガイドするガイド部材７０とを備えてなる画像形成装置１０に適用されるものであり、前記定着ローラ５１は、両端部から中央部に向かうに伴って径寸法がそれぞれ漸減する逆クラウン状に形状設定されている一方、前記ガイド部材７０は、前記ニップ部５３に対向した縁部が前記逆クラウン状に対応するようにクラウン状に形状設定されているものである。
【００５４】
したがって、転写ベルト４２から定着部５０へ向けて給紙された用紙Ｐ２は、ガイド部材７０にガイドされつつ定着ローラ５１と加圧ローラ５２との間に形成されたニップ部５３へ向かい、このニップ部５３でニップされながら定着部５０において所定の定着処理が施される。
【００５５】
そして、定着ローラ５１は、逆クラウン状に形成されているとともに、ガイド部材７０のニップ部５３に対向した円弧縁部７２２がクラウン状に形成されているため、ガイド部材７０に案内された用紙Ｐ２は、その先端縁部がガイド部材７０のクラウン形状によって予め定着ローラ５１の逆クラウン形状に対応するように湾曲させられ、これによって無理なく定着ローラ５１の周面に沿った状態でニップ部５３に給紙される。
【００５６】
従って、従来のガイド部材にあっては、当該ガイド部材に案内された用紙Ｐ２の先端縁部が定着ローラ５１の逆クラウン形状に沿っていないため、適正に定着ローラ５１の周面に当接せず、これにより不規則な力が用紙Ｐ２の先端縁部に加わって用紙Ｐ２に皺が寄る等の不具合が生じるが、本発明においては、ガイド部材７０の先端縁部がクラウン形状に設定されていることによりかかる不具合の発生を有効に抑制することができる。
【００５７】
そして、本実施形態においては、ガイド部材７０は、転写ベルト４２の搬送面４３と略平行な基部７１と、この基部７１からニップ部５３に向けて先上りに傾斜した傾斜板７２とを備えて構成され、傾斜板７２は、傾斜角度がニップ部５３における定着ローラ５１の接線方向に対して２５°〜３５°の範囲内に角度設定されているため、転写ベルト４２を介して定着部５０に向けて送り出された用紙Ｐ２は、先端縁部が一旦ガイド部材７０の基部７１に移ってから傾斜した傾斜板に移行して定着部５０に向かうことになる。したがって、基部７１が存在しないで傾斜板７２のみからなるような側面視で直線状のガイド部材に比較して急激な角度変化を防止することができ、これによって用紙Ｐ２にスムーズに方向転換を行わせることができる。
【００５８】
また、傾斜板７２の傾斜角度を、種々の実施試験を実行することによって得られた結果に基き、ニップ部５３における定着ローラ５１の接線方向に対して２５°〜３５°の範囲内に設定しているため、用紙Ｐ２の皺発生などを有効に防止することができる。
【００５９】
また、傾斜板７２は、クラウン状の円弧縁部の曲率半径を、定着ローラ５１の逆クラウン状の円弧形状に対して曲率半径が１／１００〜１／５０だけ小さく径設定しているため、ガイド部材７０の傾斜板７２が定着ローラ５１の周面に対向した状態で、両者間の隙間寸法は長手方向の全長に亘って略一定になるため、ニップ部５３への給紙をより円滑に行うことができる。
【００６０】
また、ガイド部材７０は、金属材料で形成され、表面に潤滑性能を備えた合成樹脂がコーティングされているため、かかるコーティング層の存在によって用紙Ｐ２をより円滑に案内することができる。
【００６１】
また、ガイド部材７０には、用紙Ｐ２の通紙面に当該用紙Ｐ２の通紙方向に向けて延びる複数条のリブ７５が膨設されているため、当該リブ７５の存在で用紙Ｐ２とガイド部材７０との接触面積が小さくなり（すなわち面接触ではなく線接触になり）その分摩擦抵抗が少なくなるとともに、当該リブ７５が通紙方向に延びていることにより用紙Ｐ２の横振れが防止され、これらによってガイド部材７０による用紙Ｐ２の案内をより円滑に行うことができる。
【００６２】
さらに、ガイド部材７０には、通紙面の両端部に通紙が予定される最小サイズおよび最大サイズ間のサイズを有する用紙Ｐ２の両端部が位置し得る一対の窪み部７４が凹設されているため、ガイド部材７０に案内される用紙Ｐ２は、前端の両側端縁がまず窪み部７４に嵌まり込み、引き続き両側端縁がガイド部材７０の表面に密着した状態で前進する。したがって、用紙Ｐ２とガイド部材７０の表面との間への飛散トナーの入り込みが防止され、これによって用紙Ｐ２の裏面の飛散トナーによる汚染を有効に防止することができる。
【００６３】
そして、本発明に係る画像形成装置１０は、前記のようなニップ構造が採用されているため、定着部５０に向かう用紙Ｐ２に皺が寄るような不都合の発生が有効に防止され、用紙Ｐ２に対する定着処理が適正に実行され、トナー画像の転写された用紙Ｐ２を最終的に皺のない綺麗なるものにすることができる。
【００６４】
本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、以下の内容をも包含するものである。
【００６５】
（１）上記の実施形態においては、画像形成装置１０として単色の転写を行うものが採用されているが、本発明は、画像形成装置１０が単色用のものであることに限定されるものではなく、カラー画像用のものであってもよい。
【００６６】
（２）上記の実施形態においては、画像読取部３０は、読み取った原稿画像をアナログ情報（すなわち光の強弱）として転写部４０の感光体ドラム４１に向けて直接出力する方式のものが採用されているが、本発明は、画像読取部３０がアナログ方式であることに限定されるものではなく、読み取った画像情報を一旦デジタル信号に変換し、このデジタル信号に基づいて感光体ドラム４１の周面に静電画像を形成させる、いわゆるデジタル方式であってもよい。
【００６７】
（３）上記の実施形態においては、転写ベルト４２とガイド部材７０との間に案内部材４４が介設されているが、本発明は案内部材４４の採用を必須とするものではなく、特に案内部材４４を設けることなく、転写ベルト４２からの用紙Ｐ２をガイド部材７０へ直接供給するようにしてもよい。
【００６８】
（４）上記の実施形態においては、ガイド部材７０の基部７１および傾斜板７２に亘って２条のリブ７５が膨設されているが、本発明は、リブ７５が２条であることに限定されるものではなく、１条であってもよいし、３条以上であってもよい。
【００６９】
【実施例】
本発明の効果を確認するために、ガイド部材７０の傾斜板７２と、ニップ部５３における定着ローラ５１の接線方向との間に形成される角度（対ニップ部接線角度）を種々変えるとともに、傾斜板７２の円弧縁部７２２の曲率半径を種々変更して実際に用紙Ｐ２をガイド部材７０を介して搬送し、定着部５０における定着処理を実行する試験を実施した。この試験の前提条件は以下のとおりである。
【００７０】
前提条件
▲１▼ 定着ローラ５１のローラ幅寸法（長さ寸法）：Ａ３サイズの用紙を縦送りし得る長さ（略３４０ｍｍ）
▲２▼ 紙送り速度：略３８８ｍｍ／ｓｅｃ
▲３▼ 定着ローラ５１：金属製のローラ本体の周面に導電性のＰＦＡ（ヘキサフルオロプロピレン）およびＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）をコーティングした直径５５ｍｍものを使用
▲４▼ 定着ローラ５１の逆クラウン量（定着ローラ５１において逆クラウンが形成されている部分の一方の端部の直径をＡ、同他方の端部の直径をＣ、逆クラウンが形成されている部分の中央部の直径をＢとした場合、つぎの式
「（（Ａ＋Ｃ）／２）−Ｂ」
によって算出される値）：０．１５ｍｍ
▲５▼ 加圧ローラ５２：非導電性シリコンゴム製のローラ本体にＰＦＡ製のチューブを外嵌した直径４０ｍｍのものを使用
▲６▼ 使用した用紙：Ａ３サイズで目付（単位面積当りの重量）が６４ｇ／ｍ２、および８０ｇ／ｍ２の２種類と、Ａ４サイズで目付が６４ｇ／ｍ２、１６０ｇ／ｍ２および４５ｇ／ｍ２の３種類の合計６種類
▲７▼ 対ニップ部接線角度：０〜１５°、２５〜３５°、４５〜５５°の３種類
▲８▼ 定着ローラ５１の逆クラウンの曲率半径に対する円弧縁部７２２の曲率半径の減少分：１／１００以下、１／１００〜１／５０、１／５０の３区分。
【００７１】
このような条件で用紙Ｐ２を、ガイド部材７０を介して定着部５０へ供給し、皺の発生や折れの状況を観察した。試験結果を表１に示す。なお、表１において、「しわ」は用紙に皺が生じたことを、「折れ」は用紙に折れが生じたことを、「ＯＫ」は皺も折れも生じなかったことを示す。また、「挿入せず」は、用紙が定着ローラ５１と加圧ローラ５２との間に入り込むことができなかったことを示す。
【００７２】
【表１】
【００７３】
表１に示すように、Ａ３サイズの用紙で対ニップ部接線角度が０〜１５°の場合には、曲率半径の増加分の値に拘らず皺の発生が認められ、４５〜５５度の場合には全てのケースで折れが認められた。
【００７４】
また、Ａ４サイズの用紙の場合は、僅かな例（Ａ４目付６４ｇ／ｍ２の０〜１５°の１／５０以上、Ａ４目付ｇ／ｍ２４５の１／５０以上）を除いて同一の挙動を示しており、薄い紙の場合は皺が寄り易いことが判る。また、Ａ４サイズの用紙には折れが発生しないことも確認された。
【００７５】
そして、対ニップ部接線角度が２５〜３５°であり、且つ曲率半径の増加分が１／１００〜１／５０の場合は、いずれも「ＯＫ」になっており、「皺」も「折れ」も発生していないことが判る。このことは、対ニップ部接線角度を２５〜３５°に設定するとともに、傾斜板７２の円弧縁部７２２の曲率半径の対定着ローラ５１増加分を１／１００〜１／５０の範囲内に設定することにより、用紙Ｐ２に皺や折れが生じないことを示している。
【００７６】
【発明の効果】
本発明は、以上詳述したように、定着ローラの径寸法が両端部から中央部に向かうに伴って漸減するように逆クラウン状に形状設定されたものを対象とし、ガイド部材のニップ部に対向した縁部を定着ローラの逆クラウン形状に対応するようにクラウン状に形状設定したため、搬送手段から定着装置へ向けて給紙された用紙は、ガイド部材にガイドされつつ定着ローラと加圧ローラとの間に形成されたニップ部へ向かい、このニップ部でニップされながら定着処理が施されるが、ガイド部材に案内された用紙は、その先端縁部がガイド部材のクラウン形状によって予め定着ローラの逆クラウン形状に対応するように湾曲させられ、これによって無理なく定着ローラの周面に沿った状態でニップ部に給紙される。
【００７７】
従って、ガイド部材の先端縁部がクラウン形状に設定されていない従来のガイド部材にあっては、当該ガイド部材に案内された用紙の先端縁部が定着ローラの逆クラウン形状に沿っていないため、適正に定着ローラの周面に当接せず、これにより不規則な力が用紙の先端縁部に加わって用紙に皺が寄る等の不具合が生じるが、本発明においては、ガイド部材の先端縁部がクラウン形状に設定されていることによりかかる不具合の発生を有効に抑制することができ、これによってトナー画像の転写された綺麗な用紙を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る用紙のニップ構造を備えた画像形成装置の一実施形態を示す側面断面視の説明図である。
【図２】本発明に係るガイド部材の装着位置を説明するための側面視の説明図である。
【図３】図２に示すガイド部材の斜視図である。
【図４】図３に示すガイド部材の図であり、（イ）は正面図、（ロ）は正面図、（ハ）は側面図である。
【符号の説明】
１０ 画像形成装置 １１ 筐体
１２ 搬送路 ２０ 原稿装填部
２１ カバー蓋体 ２２ 原稿トレー
２３ 原稿給紙機構 ３０ 画像読取部
３１ コンタクトガラス ３２ 画像読取機構
３３ 移動光源 ３４ 光学系部材
３５ ミラー ３６ レンズ部材
４０ 転写部 ４１ 感光体ドラム
４２ 転写ベルト ４３ 搬送面
４４ 案内部材 ４５ 現像部
５０ 定着部 ５１ 定着ローラ
５２ 加圧ローラ ５３ ニップ部
６０ 用紙貯留部 ６１ 用紙カセット
６２ ピックアップローラ ６３ 給紙ローラ
７０ ガイド部材 ７１ 基部
７１１ 補強縁部 ７２ 傾斜板（傾斜部）
７２１ 突片 ７２２ 円弧縁部
７３ ブラケット片 ７４ 窪み部
７５ リブ ８０ 用紙裏返し部
Ｐ１ 原稿 Ｐ２ 用紙
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真複写機、レーザープリンタあるいはファクシミリ装置等の画像形成装置に適用される用紙のニップ構造およびこのニップ構造を備えた画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子写真複写機、レーザープリンタあるいはファクシミリ装置等で代表される画像形成装置に適用された用紙のニップ構造が知られている。このニップ構造は、感光体ドラムを介してトナー画像が転写された用紙を搬送する転写ベルトの下流側に設けられた定着装置に設けられており、ヒータの内装された定着ローラと、下部でこの定着ローラと密着するように対向配置された加圧ローラとを備えて構成されている。定着ローラは、両端部から中央部に向かうに従って径寸法が漸減するように、いわゆる逆クラウン状（鼓状）に形成されている。
【０００３】
従って、当該定着ローラと前記加圧ローラとに挟持された用紙は、幅方向の両端部が強くニップされることで互いに反対方向に向かう力を受け、これによる引張り力で用紙に皺の寄るのが防止される。
【０００４】
かかるニップ構造については、例えば特許文献１や特許文献２に記載されている。特許文献１のものは、定着ローラおよび加圧ローラのそれぞれに逆クラウン量が１００μｍ以上の逆クラウンを形成するとともに、両者の逆クラウン量の合計が２５０μｍ以上で且つ５００μｍ以下に設定した上で、転写ベルトとニップ部との間に介設されるガイド板の高さ位置を、ニップ部から両者の接線方向に引いた線より下方に位置するように高さ設定するというものである。かかる方策を採用したことにより、用紙に生じる皺を大幅に低減することができたと記載されている。
【０００５】
また、特許文献２には、転写ベルトとニップ部との間に介設されるガイド板の幅方向中央部に押し起こし部を形成したものが記載されている。かかる押し起こし部は、搬送されつつある用紙が案内されることにより、その後端がニップ部に近づくに連れて下がるように形状設定されている。かかる押し起こし部の採用で大サイズ用紙の後端部の跳ね上がりによる画像乱れが防止されると記載されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平９−１１４２９２号公報
【特許文献２】
特開２０００−２９３０６０号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、近年、画像形成装置に対する給紙および排紙の高速化が進んでおり、かかる高速の画像形成装置にあっては、定着ローラと加圧ローラとによるニップ部での用紙に対するニップ状態をより良好にする必要があるが、前記特許文献１および２に記載されたものでは、ニップ部における用紙の皺発生や跳ね上がり等に起因した転写画像の乱れを確実に防止することができず、これの改良が嘱望されているのが実情であった。
【０００８】
本発明は、上記のような状況に鑑みなされたものであり、ニップ部における用紙の皺発生や跳ね上がりを有効に抑制することが可能な用紙のニップ構造およびこのニップ構造を備えた画像形成装置を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、感光体ドラムを介してトナー画像の転写された用紙を搬送する搬送手段と、この搬送手段下流端に隣設され上下で対をなして用紙のニップ部を形成する定着ローラおよび加圧ローラを備えた定着装置と、前記搬送手段の下流端および前記ニップ部間に介設され用紙を定着装置へガイドするガイド部材とを備えてなる用紙のニップ構造において、前記定着ローラは、両端部から中央部に向かうに従って径寸法がそれぞれ漸減する逆クラウン状に形状設定され、前記ガイド部材の先端縁部は、この先端縁部を前記ニップ部近傍の定着ローラの周面に対向させた状態で当該周面と前記先端縁部との間の隙間寸法が長手方向の全長に亘って略一定になるようにクラウン状の円弧縁部に形状設定されていることを特徴とするものである。
【００１０】
この発明によれば、搬送手段から定着装置へ向けて給紙された用紙は、ガイド部材にガイドされつつ定着ローラと加圧ローラとの間に形成されたニップ部へ向かい、このニップ部でニップされながら定着処理が施される。
【００１１】
そして、定着ローラは、逆クラウン状に形成されているとともに、ガイド部材は、ニップ部の近傍で定着ローラに対向した先端縁部がクラウン状に形成され、これによって定着ローラの周面とガイド部材の先端縁部との間の隙間寸法が長手方向の全長で略一定になっているため、ガイド部材に案内された用紙は、その先端縁部がガイド部材のクラウン形状によって予め定着ローラの逆クラウン形状に対応するように湾曲させられ、これによって無理なく定着ローラの周面に沿った状態でニップ部に給紙される。
【００１２】
従って、ガイド部材の先端縁部がクラウン形状に設定されていない従来のガイド部材にあっては、当該ガイド部材に案内された用紙の先端縁部が定着ローラの逆クラウン形状に沿っていないため、特に定着ローラの周面との間の隙間寸法が広がったガイド部材の中央部において適正に定着ローラの周面に当接せず、これにより不規則な力が用紙の先端縁部の中央部に加わって用紙に皺が寄る等の不具合が生じるが、この発明においては、ガイド部材の先端縁部がクラウン形状に設定されていることによりかかる不具合の発生を有効に抑制することができる。
【００１３】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記ガイド部材は、前記搬送手段の搬送面と略平行な基部と、この基部から前記ニップ部に向けて先上りに傾斜した傾斜部とを備え、傾斜部は、傾斜角度が前記ニップ部における定着ローラの接線方向に対して２５°〜３５°の範囲内に設定されていることを特徴とするものである。
【００１４】
この発明によれば、搬送手段を介して定着装置に向けて送り出された用紙は、先端縁部が一旦ガイド部材の基部に移ってから傾斜した傾斜部に移行して定着装置に向かうため、基部が存在しないで傾斜部のみのガイド部材に比較して急激な名角度変化を防止することができるため、用紙の方向転換が円滑に行われ、これによって用紙の皺寄りや跳ね上りなどが有効に防止される。
【００１５】
また、傾斜部の傾斜角度をニップ部における定着ローラの接線方向に対して２５°〜３５°の範囲内に設定することにより、用紙の皺発生などを有効に防止することができる。因みに、この角度設定は、種々の効果確認試験を実施した結果得られたものである。
【００１６】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明において、前記傾斜部は、クラウン状の円弧縁部の曲率半径が前記定着ローラの逆クラウン状の円弧形状に対して曲率半径が１／１００〜１／５０だけ小さく径設定されていることを特徴とするものである。
【００１７】
この発明によれば、ガイド部材の円弧縁部の曲率半径が定着ローラの周面の逆クラウン状の円弧形状に対して１／１００〜１／５０だけ小さく径設定されていることにより、具体的にはガイド部材の円弧縁部の曲率中心と定着ローラのクラウン状の円弧形状の曲率中心とを一致させた状態で、ガイド部材の円弧縁部と定着ローラの周面との間に長手方向の全長に亘って略一定で且つ用紙が通過し得るだけ隙間が形成され、ニップ部への給紙が円滑に行われる。
【００１８】
請求項４記載の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の発明において、前記ガイド部材は、金属材料で形成され、表面に潤滑性能を備え、且つ導電材料を含有した合成樹脂がコーティングされてなることを特徴とするものである。
【００１９】
この発明によれば、ガイド部材は、その表面にコーティングされた潤滑性能を有し、且つ導電材料（静電気を逃すためのもの）を含有した合成樹脂の存在によって用紙をより円滑に案内し得るものになる。
【００２０】
請求項５記載の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載の発明において、前記ガイド部材は、用紙の通紙面に当該用紙の通紙方向に向けて延びる複数条のリブを有してなることを特徴とするものである。
【００２１】
この発明によれば、リブの存在で用紙とガイド部材との接触面積が小さくなり、その分摩擦抵抗が少なくなるとともに、当該リブが通紙方向に延びていることにより用紙の横振れが防止され、これらによってガイド部材による用紙の案内がより円滑に行われる。
【００２２】
請求項６記載の発明は、請求項１乃至５のいずれかに記載の発明において、前記ガイド部材は、通紙面の両端部に通紙が予定される最小サイズおよび最大サイズ間のサイズを有する用紙の両端部が位置し得る一対の窪み部を有してなることを特徴とするものである。
【００２３】
この発明によれば、ガイド部材に案内される用紙は、前端の両側端縁がまず窪み部に嵌まり込み、引き続き両側端縁がガイド部材の表面に密着した状態で前進するため、用紙とガイド部材の表面との間への飛散トナーの入り込みが防止され、これによって用紙の裏面の飛散トナーによる汚染が防止される。
【００２４】
請求項７記載の発明は、請求項１乃至６のいずれかに記載の用紙のニップ構造を備えたことを特徴とする画像形成装置である。
【００２５】
この発明によれば、画像形成装置は、請求項１乃至６のいずれかに記載の発明と同様の作用効果を得ることができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係る用紙のニップ構造を備えた画像形成装置の一実施形態を示す側面断面視の説明図である。図１に示すように、画像形成装置１０は、原稿Ｐ１を装填するための原稿装填部２０と、この原稿装填部２０に装填された原稿Ｐ１から原稿画像を読み取る画像読取部３０と、この画像読取部３０で読み取られた原稿画像を用紙Ｐ２にトナー画像として転写する転写部４０と、この転写部４０で転写された用紙のトナー画像を定着する定着部５０と、前記画像入力部４０に向けて給紙する用紙Ｐ２を貯留する用紙貯留部６０とを備えた基本構成を有している。
【００２７】
画像読取部３０、転写部４０、定着部５０および用紙貯留部６０は、箱形の筐体１１内に上からこの順序で装着されているのに対し、原稿装填部２０は、筐体１１の上面に当該筐体１１とは別体として形成されている。
【００２８】
かかる原稿装填部２０は、開閉可能なカバー蓋体２１と、このカバー蓋体２１の窪んだ上面位置に形成された原稿トレー２２と、この原稿トレー２２に装填された原稿Ｐ１の束から１枚ずつを繰出させて画像読取部３０に向かわせ、原稿画像を画像読取部３０の上面に対向させる原稿給紙機構２３とを備えている。
【００２９】
前記画像読取部３０は、その上面に配置され原稿Ｐ１の画像面が密着するコンタクトガラス３１と、このコンタクトガラス３１に密着した原稿画像を走査して読み取る画像読取機構３２とからなっている。本実施形態では、画像読取機構３２として、移動しながら原稿画像に光を照射する移動光源３３と、この移動光源３３からの光の原稿画像での反射光を所定の光路に沿うように反射する複数のミラー３５や光路の光を収束させるレンズ部材３６等からなる光学系部材３４とを備えている。
【００３０】
前記転写部４０は、周面に静電画像およびトナー画像が順次形成される感光体ドラム４１と、この感光体ドラム４１の周面に用紙Ｐ２を送り込む転写ベルト（搬送手段）４２とを備えて構成されている。軸心回りに回転している感光体ドラム４１の周面には、原稿Ｐ１の原稿画像を走査することにより得られ光学系部材３４を通った走査光が照射され、これによって当該周面に静電画像が順次形成されるとともに、走査光照射位置の下流側で静電画像に現像部４５からトナーが供給されることにより感光体ドラム４１の周面にトナー画像が形成され、このトナー画像が転写ベルト４２によって給紙された用紙Ｐ２に転写されるようになっている。
【００３１】
前記定着部５０は、転写部４０で感光体ドラム４１により画像の転写された用紙Ｐ２の転写画像に対し定着処理を施すものであり、内部に通電発熱体等の発熱部材が装着された定着ローラ５１と、下部でこの定着ローラ５１に対向配置された加圧ローラ５２とを有している。そして、前記転写部４０から転写ベルト４２の周回駆動に伴って導出された用紙Ｐ２は、定着ローラ５１および加圧ローラ５２間に給紙され、ここで定着ローラ５１により加熱されることによってトナー画像が用紙Ｐ２に定着されるようになっている。
【００３２】
前記用紙貯留部６０は、筐体１１に対して挿脱自在に内装された複数段の用紙カセット６１を備えて構成されている。各用紙カセット６１には、一方の端部（図１に示す例では右端部）にピックアップローラ６２や給紙ローラ６３等が設けられ、ピックアップローラ６２の駆動回転で用紙カセット６１に装填されている用紙Ｐ２の束の最上位のものが順次繰り出され、給紙ローラ６３を介して搬送路１２に向けて導出されるようになっている。
【００３３】
そして、ピックアップローラ６２および給紙ローラ６３を介して用紙カセット６１から導出された用紙Ｐ２は、転写ベルト４２によって搬送されつつ、感光体ドラム４１の周面のトナー画像が転写され、引き続き定着部５０で定着ローラ５１による熱定着処理が施された後、筐体１１から外部に排出される。
【００３４】
なお、本実施形態においては、定着部５０と用紙貯留部６０との間に用紙裏返し部８０が介設されている。この用紙裏返し部８０は、用紙Ｐ２に両面印刷処理を施すときに使用されるものであり、定着部５０で第１面の定着処理が完了した用紙Ｐ２は、一旦この用紙裏返し部８０へ導入され、ここで反転処理（裏返し処理）が施されたのち転写部４０へ戻され、転写部４０での第２面の転写処理および定着部５０での定着処理が実行されてから外部に排出されるようになっている。
【００３５】
そして、本発明に係るガイド部材７０は、転写部４０から定着部５０へ向かう用紙Ｐ２を橋渡しするものであり、転写部４０と定着部５０との間に介設されている。図２は、本発明に係るガイド部材７０の装着位置を説明するための側面視の説明図であり、図３は、その斜視図である。また、図４は、図３に示すガイド部材７０の図であり、（イ）は正面図、（ロ）は正面図、（ハ）は側面図である。なお、本実施形態においては、転写ベルト４２とガイド部材７０との間に、図２に示すような案内部材４４が介設され、転写ベルト４２によって搬送されてきた用紙Ｐ２は、この案内部材４４を介しガイド部材７０に給紙されるようになされている。
【００３６】
そして、図２〜図４に示すように、ガイド部材７０は、前記転写ベルト４２の搬送面４３と略平行な板状の基部７１と、この基部７１から前記定着ローラ５１と加圧ローラ５２との当接位置（以下ニップ部５３という）に向けて先上り（図２に示す例では左上り）に傾斜した傾斜板（傾斜部）７２と、基部７１の各端部から下方に向けて折り曲げ処理されることによって形成された一対のブラケット片７３とを備えて構成されている。
【００３７】
前記一対のブラケット片７３は、ガイド部材７０を筐体１１内の所定のフレームに装着するために用いられるものであり、これらのブラケット片７３がフレームにねじ止め等で固定される。また、傾斜板７２には、前縁部の両側縁に外方に向かって互いに離反するように斜めに突設された突片７２１が設けられている。これらの突片７２１は、筐体１１内でのガイド部材７０の位置決めに所定の役割（例えば支持される役割）を果たすようになされている。
【００３８】
また、基部７１の後縁部（図２の右方）には、下方に向けて略直角に折曲げられることによって形成した補強縁部７１１が設けられ、この補強縁部７１１の存在でガイド部材７０の剛性が向上するようになされている。
【００３９】
前記基部７１には、図３に示すように、長手方向の両側部の適所がそれぞれ凹没されることによって形成された平面視で矩形状の一対の窪み部７４が設けられている。各窪み部７４は、基部７１の上面から２〜３ｍｍ低位に位置設定された平らな底部７４１と、この底部７４１の上流側からみて左右位置と前方位置とに緩やかな傾斜を備えて形成された傾斜壁部７４２とからなっている一方、補強縁部７１１は、窪み部７４に対応した部分が底部７４１および傾斜壁部７４２に沿うように下方に向けて凹没されている。
【００４０】
このような窪み部７４は、近い方の左右の底部７４１間の距離が、通紙の予定される各種の用紙Ｐ２の内で最小サイズの用紙（例えばＢ５サイズの用紙）の短手幅寸法より僅かに短めに距離設定されているとともに、遠い方の左右の底部７４１間の距離が、通紙の予定される最大サイズ間の用紙（例えばＡ３サイズの用紙）の短手幅寸法より僅かに長めに距離設定されている。
【００４１】
したがって、転写ベルト４２から受け渡された用紙Ｐ２は、搬送方向に直交する方向の両端部がそれぞれ左右一対の窪み部７４の底部７４１に当接するように下に凹で撓むことになる。
【００４２】
また、基部７１および傾斜板７２の長手方向の中央部には、搬送方向に向かって延びる長手幅方向一対のリブ７５が膨設されている。したがって、転写ベルト４２からガイド部材７０に受け渡された用紙Ｐ２は、これらのリブ７５によって幅方向の中央部が基部７１の上面より若干浮き上がった状態になる。本実施形態では、これらのリブ７５は、膨出量が１ｍｍ〜３ｍｍに設定されている。
【００４３】
前記傾斜板７２は、図２に示すように、基部７１に対する傾斜角度αが２５°〜３５°の範囲内の所定の角度に設定されている。また、ガイド部材７０は、定着ローラ５１および加圧ローラ５２のニップ部５３における定着ローラ５１の接線Ｌ方向に対する傾斜板７２の傾斜角度βが２５°〜３５°の範囲内の所定の角度になるように装着姿勢が設定されている。本実施形態においては、αおよびβの双方が等しく（略２７°）設定され、対角が等しいことによりニップ部５３における定着ローラ５１の接線方向と基部７１とが平行になっている。
【００４４】
なお、ニップ部５３における定着ローラ５１の接線Ｌ方向に対する傾斜板７２の傾斜角度βが２５°〜３５°の範囲内に設定される理由については、後の「実施例」の欄で詳細に説明するように、種々の実施試験を行った結果によるものである。
【００４５】
また、ガイド部材７０は、傾斜板７２の先端縁が前記接線Ｌより若干上方に位置するように装着位置が設定されている。
【００４６】
一方、ガイド部材７０の先端縁が対向する定着ローラ５１は、両端部から中央部に向かうに従って径寸法が漸減するように径設定された、いわゆる逆クラウン状（鼓状）になされている。これによって、剛性を備えた定着ローラ５１と容易に弾性変形する柔軟材料製の加圧ローラ５２との間に形成されたニップ部５３で用紙Ｐ２を挟持し、両者の回転により当該用紙Ｐ２を紙送りする状態で、当該用紙Ｐ２は、定着ローラ５１の端部に当接している部分の方が中央部側に当接している部分より多く進行しようとするため（径寸法が端部側の方が中央部側より大きいことによる）、このアンバランスで用紙Ｐ２に反対方向で外方へ向かう力が加わり、この引張り合いによる緊張で用紙Ｐ２に皺の寄ることが防止されるのである。
【００４７】
そして、本発明においては、傾斜板７２の先端縁部が定着ローラ５１の逆クラウン形状に対応するように外方に向かって凸の緩やかな円弧状に形成され（つまりクラウン状に形成され）、かかるクラウン状の円弧縁部７２２が存在することにより、傾斜板７２に案内された用紙Ｐ２は、その先端縁部が定着ローラ５１の逆クラウン形状の周面に向けてスムーズに誘導されるようになっている。
【００４８】
そして、本実施形態においては、傾斜板７２のクラウン状の円弧縁部７２２の曲率半径は、定着ローラ５１の逆クラウン状の曲率半径（正確には定着ローラ５１の軸心を通る平面と定着ローラ５１の周面とが交わることによって形成された円弧状の曲線の曲率半径）に対して１／１００〜１／５０の範囲内の値だけ小さく径設定されている。
【００４９】
具体的には、定着ローラ５１の長さ寸法を略３３０ｍｍとし、当該定着ローラ５１の逆クラウン形状の曲率半径を略１０００ｍｍとした場合、傾斜板７２の円弧縁部７２２の曲率半径は、これより１／５０〜１／１００の範囲内の値だけ小さくされ、つまり９８０ｍｍ〜９９０ｍｍと径設定される。こうすることによって、用紙Ｐ２は、その先端縁部が定着ローラ５１の逆クラウン形状に沿うようにニップ部５３へ向けて誘導された上で、その両側部がニップ部５３により確実ニップされ、用紙Ｐ２の皺寄りや跳ね上がりが有効に抑制される。
【００５０】
因みに、傾斜板７２の円弧縁部７２２の曲率半径を、定着ローラ５１の逆クラウン状の曲率半径に対して１／１００〜１／５０の範囲内の値だけ小さく径設定するのは、以下の理由による。すなわち、傾斜板７２の曲率半径が定着ローラ５１の曲率半径に対して１／１００未満短い場合には、傾斜板７２の円弧縁部７２２と定着ローラ５１の周面との間の隙間寸法が狭すぎて用紙Ｐ２を通し難くなるからである。また、傾斜板７２の曲率半径が定着ローラ５１の曲率半径に対して１／５０を越えた値分長い場合には、傾斜板７２の円弧縁部７２２と定着ローラ５１の周面との間の隙間寸法が広すぎて用紙Ｐ２をニップ部５３に確実に導くことが困難になるからである。
【００５１】
さらに、鉄やその合金等の金属材料によって形成されたガイド部材７０の搬送面には潤滑性能を備えた合成樹脂がコーティングされ、これによって用紙Ｐ２が同搬送面を円滑に滑って移動し得るようになっている。
【００５２】
コーティングされる合成樹脂としては、ポリエチレンやポリプロピレン等の通常のオレフィン系のものや、ポリアミノ系のもの等が一般的であるが、特にポリテトラフルオロエチレンのようなフッ素系の樹脂や、シリコン樹脂等が好適に使用される。なお、ガイド部材７０に適度な導電性を付与するために合成樹脂中にカーボンブラックのような導電材料を分散させることが好ましい。
【００５３】
本発明の用紙のニップ構造は、以上詳述したように、感光体ドラム４１を介してトナー画像の転写された用紙Ｐ２を搬送する転写ベルト４２を備えた転写部４０と、この転写部４０の転写ベルト４２下流端に隣設され上下で対をなして用紙Ｐ２に対しニップするニップ部５３を形成する定着ローラ５１および加圧ローラ５２を備えた定着部５０と、前記転写ベルト４２の下流端および前記ニップ部５３間に介設され用紙Ｐ２を転写部４０から定着部５０へガイドするガイド部材７０とを備えてなる画像形成装置１０に適用されるものであり、前記定着ローラ５１は、両端部から中央部に向かうに伴って径寸法がそれぞれ漸減する逆クラウン状に形状設定されている一方、前記ガイド部材７０は、前記ニップ部５３に対向した縁部が前記逆クラウン状に対応するようにクラウン状に形状設定されているものである。
【００５４】
したがって、転写ベルト４２から定着部５０へ向けて給紙された用紙Ｐ２は、ガイド部材７０にガイドされつつ定着ローラ５１と加圧ローラ５２との間に形成されたニップ部５３へ向かい、このニップ部５３でニップされながら定着部５０において所定の定着処理が施される。
【００５５】
そして、定着ローラ５１は、逆クラウン状に形成されているとともに、ガイド部材７０のニップ部５３に対向した円弧縁部７２２がクラウン状に形成されているため、ガイド部材７０に案内された用紙Ｐ２は、その先端縁部がガイド部材７０のクラウン形状によって予め定着ローラ５１の逆クラウン形状に対応するように湾曲させられ、これによって無理なく定着ローラ５１の周面に沿った状態でニップ部５３に給紙される。
【００５６】
従って、従来のガイド部材にあっては、当該ガイド部材に案内された用紙Ｐ２の先端縁部が定着ローラ５１の逆クラウン形状に沿っていないため、適正に定着ローラ５１の周面に当接せず、これにより不規則な力が用紙Ｐ２の先端縁部に加わって用紙Ｐ２に皺が寄る等の不具合が生じるが、本発明においては、ガイド部材７０の先端縁部がクラウン形状に設定されていることによりかかる不具合の発生を有効に抑制することができる。
【００５７】
そして、本実施形態においては、ガイド部材７０は、転写ベルト４２の搬送面４３と略平行な基部７１と、この基部７１からニップ部５３に向けて先上りに傾斜した傾斜板７２とを備えて構成され、傾斜板７２は、傾斜角度がニップ部５３における定着ローラ５１の接線方向に対して２５°〜３５°の範囲内に角度設定されているため、転写ベルト４２を介して定着部５０に向けて送り出された用紙Ｐ２は、先端縁部が一旦ガイド部材７０の基部７１に移ってから傾斜した傾斜板に移行して定着部５０に向かうことになる。したがって、基部７１が存在しないで傾斜板７２のみからなるような側面視で直線状のガイド部材に比較して急激な角度変化を防止することができ、これによって用紙Ｐ２にスムーズに方向転換を行わせることができる。
【００５８】
また、傾斜板７２の傾斜角度を、種々の実施試験を実行することによって得られた結果に基き、ニップ部５３における定着ローラ５１の接線方向に対して２５°〜３５°の範囲内に設定しているため、用紙Ｐ２の皺発生などを有効に防止することができる。
【００５９】
また、傾斜板７２は、クラウン状の円弧縁部の曲率半径を、定着ローラ５１の逆クラウン状の円弧形状に対して曲率半径が１／１００〜１／５０だけ小さく径設定しているため、ガイド部材７０の傾斜板７２が定着ローラ５１の周面に対向した状態で、両者間の隙間寸法は長手方向の全長に亘って略一定になるため、ニップ部５３への給紙をより円滑に行うことができる。
【００６０】
また、ガイド部材７０は、金属材料で形成され、表面に潤滑性能を備えた合成樹脂がコーティングされているため、かかるコーティング層の存在によって用紙Ｐ２をより円滑に案内することができる。
【００６１】
また、ガイド部材７０には、用紙Ｐ２の通紙面に当該用紙Ｐ２の通紙方向に向けて延びる複数条のリブ７５が膨設されているため、当該リブ７５の存在で用紙Ｐ２とガイド部材７０との接触面積が小さくなり（すなわち面接触ではなく線接触になり）その分摩擦抵抗が少なくなるとともに、当該リブ７５が通紙方向に延びていることにより用紙Ｐ２の横振れが防止され、これらによってガイド部材７０による用紙Ｐ２の案内をより円滑に行うことができる。
【００６２】
さらに、ガイド部材７０には、通紙面の両端部に通紙が予定される最小サイズおよび最大サイズ間のサイズを有する用紙Ｐ２の両端部が位置し得る一対の窪み部７４が凹設されているため、ガイド部材７０に案内される用紙Ｐ２は、前端の両側端縁がまず窪み部７４に嵌まり込み、引き続き両側端縁がガイド部材７０の表面に密着した状態で前進する。したがって、用紙Ｐ２とガイド部材７０の表面との間への飛散トナーの入り込みが防止され、これによって用紙Ｐ２の裏面の飛散トナーによる汚染を有効に防止することができる。
【００６３】
そして、本発明に係る画像形成装置１０は、前記のようなニップ構造が採用されているため、定着部５０に向かう用紙Ｐ２に皺が寄るような不都合の発生が有効に防止され、用紙Ｐ２に対する定着処理が適正に実行され、トナー画像の転写された用紙Ｐ２を最終的に皺のない綺麗なるものにすることができる。
【００６４】
本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、以下の内容をも包含するものである。
【００６５】
（１）上記の実施形態においては、画像形成装置１０として単色の転写を行うものが採用されているが、本発明は、画像形成装置１０が単色用のものであることに限定されるものではなく、カラー画像用のものであってもよい。
【００６６】
（２）上記の実施形態においては、画像読取部３０は、読み取った原稿画像をアナログ情報（すなわち光の強弱）として転写部４０の感光体ドラム４１に向けて直接出力する方式のものが採用されているが、本発明は、画像読取部３０がアナログ方式であることに限定されるものではなく、読み取った画像情報を一旦デジタル信号に変換し、このデジタル信号に基づいて感光体ドラム４１の周面に静電画像を形成させる、いわゆるデジタル方式であってもよい。
【００６７】
（３）上記の実施形態においては、転写ベルト４２とガイド部材７０との間に案内部材４４が介設されているが、本発明は案内部材４４の採用を必須とするものではなく、特に案内部材４４を設けることなく、転写ベルト４２からの用紙Ｐ２をガイド部材７０へ直接供給するようにしてもよい。
【００６８】
（４）上記の実施形態においては、ガイド部材７０の基部７１および傾斜板７２に亘って２条のリブ７５が膨設されているが、本発明は、リブ７５が２条であることに限定されるものではなく、１条であってもよいし、３条以上であってもよい。
【００６９】
【実施例】
本発明の効果を確認するために、ガイド部材７０の傾斜板７２と、ニップ部５３における定着ローラ５１の接線方向との間に形成される角度（対ニップ部接線角度）を種々変えるとともに、傾斜板７２の円弧縁部７２２の曲率半径を種々変更して実際に用紙Ｐ２をガイド部材７０を介して搬送し、定着部５０における定着処理を実行する試験を実施した。この試験の前提条件は以下のとおりである。
【００７０】
前提条件
▲１▼ 定着ローラ５１のローラ幅寸法（長さ寸法）：Ａ３サイズの用紙を縦送りし得る長さ（略３４０ｍｍ）
▲２▼ 紙送り速度：略３８８ｍｍ／ｓｅｃ
▲３▼ 定着ローラ５１：金属製のローラ本体の周面に導電性のＰＦＡ（ヘキサフルオロプロピレン）およびＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）をコーティングした直径５５ｍｍものを使用
▲４▼ 定着ローラ５１の逆クラウン量（定着ローラ５１において逆クラウンが形成されている部分の一方の端部の直径をＡ、同他方の端部の直径をＣ、逆クラウンが形成されている部分の中央部の直径をＢとした場合、つぎの式
「（（Ａ＋Ｃ）／２）−Ｂ」
によって算出される値）：０．１５ｍｍ
▲５▼ 加圧ローラ５２：非導電性シリコンゴム製のローラ本体にＰＦＡ製のチューブを外嵌した直径４０ｍｍのものを使用
▲６▼ 使用した用紙：Ａ３サイズで目付（単位面積当りの重量）が６４ｇ／ｍ２、および８０ｇ／ｍ２の２種類と、Ａ４サイズで目付が６４ｇ／ｍ２、１６０ｇ／ｍ２および４５ｇ／ｍ２の３種類の合計６種類
▲７▼ 対ニップ部接線角度：０〜１５°、２５〜３５°、４５〜５５°の３種類
▲８▼ 定着ローラ５１の逆クラウンの曲率半径に対する円弧縁部７２２の曲率半径の減少分：１／１００以下、１／１００〜１／５０、１／５０の３区分。
【００７１】
このような条件で用紙Ｐ２を、ガイド部材７０を介して定着部５０へ供給し、皺の発生や折れの状況を観察した。試験結果を表１に示す。なお、表１において、「しわ」は用紙に皺が生じたことを、「折れ」は用紙に折れが生じたことを、「ＯＫ」は皺も折れも生じなかったことを示す。また、「挿入せず」は、用紙が定着ローラ５１と加圧ローラ５２との間に入り込むことができなかったことを示す。
【００７２】
【表１】
表１に示すように、Ａ３サイズの用紙で対ニップ部接線角度が０〜１５°の場合には、曲率半径の増加分の値に拘らず皺の発生が認められ、４５〜５５度の場合には全てのケースで折れが認められた。
【００７４】
また、Ａ４サイズの用紙の場合は、僅かな例（Ａ４目付６４ｇ／ｍ２の０〜１５°の１／５０以上、Ａ４目付ｇ／ｍ２４５の１／５０以上）を除いて同一の挙動を示しており、薄い紙の場合は皺が寄り易いことが判る。また、Ａ４サイズの用紙には折れが発生しないことも確認された。
【００７５】
そして、対ニップ部接線角度が２５〜３５°であり、且つ曲率半径の増加分が１／１００〜１／５０の場合は、いずれも「ＯＫ」になっており、「皺」も「折れ」も発生していないことが判る。このことは、対ニップ部接線角度を２５〜３５°に設定するとともに、傾斜板７２の円弧縁部７２２の曲率半径の対定着ローラ５１増加分を１／１００〜１／５０の範囲内に設定することにより、用紙Ｐ２に皺や折れが生じないことを示している。
【００７６】
【発明の効果】
本発明は、以上詳述したように、定着ローラの径寸法が両端部から中央部に向かうに伴って漸減するように逆クラウン状に形状設定されたものを対象とし、ガイド部材のニップ部に対向した縁部を定着ローラの逆クラウン形状に対応するようにクラウン状に形状設定したため、搬送手段から定着装置へ向けて給紙された用紙は、ガイド部材にガイドされつつ定着ローラと加圧ローラとの間に形成されたニップ部へ向かい、このニップ部でニップされながら定着処理が施されるが、ガイド部材に案内された用紙は、その先端縁部がガイド部材のクラウン形状によって予め定着ローラの逆クラウン形状に対応するように湾曲させられ、これによって無理なく定着ローラの周面に沿った状態でニップ部に給紙される。
【００７７】
従って、ガイド部材の先端縁部がクラウン形状に設定されていない従来のガイド部材にあっては、当該ガイド部材に案内された用紙の先端縁部が定着ローラの逆クラウン形状に沿っていないため、適正に定着ローラの周面に当接せず、これにより不規則な力が用紙の先端縁部に加わって用紙に皺が寄る等の不具合が生じるが、本発明においては、ガイド部材の先端縁部がクラウン形状に設定されていることによりかかる不具合の発生を有効に抑制することができ、これによってトナー画像の転写された綺麗な用紙を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る用紙のニップ構造を備えた画像形成装置の一実施形態を示す側面断面視の説明図である。
【図２】本発明に係るガイド部材の装着位置を説明するための側面視の説明図である。
【図３】図２に示すガイド部材の斜視図である。
【図４】図３に示すガイド部材の図であり、（イ）は正面図、（ロ）は正面図、（ハ）は側面図である。
【符号の説明】
１０ 画像形成装置 １１ 筐体
１２ 搬送路 ２０ 原稿装填部
２１ カバー蓋体 ２２ 原稿トレー
２３ 原稿給紙機構 ３０ 画像読取部
３１ コンタクトガラス ３２ 画像読取機構
３３ 移動光源 ３４ 光学系部材
３５ ミラー ３６ レンズ部材
４０ 転写部 ４１ 感光体ドラム
４２ 転写ベルト ４３ 搬送面
４４ 案内部材 ４５ 現像部
５０ 定着部 ５１ 定着ローラ
５２ 加圧ローラ ５３ ニップ部
６０ 用紙貯留部 ６１ 用紙カセット
６２ ピックアップローラ ６３ 給紙ローラ
７０ ガイド部材 ７１ 基部
７１１ 補強縁部 ７２ 傾斜板（傾斜部）
７２１ 突片 ７２２ 円弧縁部
７３ ブラケット片 ７４ 窪み部
７５ リブ ８０ 用紙裏返し部
Ｐ１ 原稿 Ｐ２ 用紙
Claims (7)
- 感光体ドラムを介してトナー画像の転写された用紙を搬送する搬送手段と、この搬送手段下流端に隣設され上下で対をなして用紙のニップ部を形成する定着ローラおよび加圧ローラを備えた定着装置と、前記搬送手段の下流端および前記ニップ部間に介設され用紙を定着装置へガイドするガイド部材とを備えてなる用紙のニップ構造において、前記定着ローラは、両端部から中央部に向かうに従って径寸法がそれぞれ漸減する逆クラウン状に形状設定され、前記ガイド部材の先端縁部は、この先端縁部を前記ニップ部近傍の定着ローラの周面に対向させた状態で当該周面と前記先端縁部との間の隙間寸法が長手方向の全長に亘って略一定になるようにクラウン状の円弧縁部に形状設定されていることを特徴とする用紙のニップ構造。
- 前記ガイド部材は、前記搬送手段の搬送面と略平行な基部と、この基部から前記ニップ部に向けて先上りに傾斜した傾斜部とを備え、傾斜部は、傾斜角度が前記ニップ部における定着ローラの接線方向に対して２５°〜３５°の範囲内に設定されていることを特徴とする請求項１記載の用紙のニップ構造。
- 前記傾斜部は、クラウン状の円弧縁部の曲率半径が前記定着ローラの逆クラウン状の円弧形状に対して曲率半径が１／１００〜１／５０だけ小さく径設定されていることを特徴とする請求項２記載の用紙のニップ構造。
- 前記ガイド部材は、金属材料で形成され、表面に潤滑性能を備え、且つ導電材料を含有した合成樹脂がコーティングされてなることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の用紙のニップ構造。
- 前記ガイド部材は、用紙の通紙面に当該用紙の通紙方向に向けて延びる複数条のリブを有してなることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の用紙のニップ構造。
- 前記ガイド部材は、通紙面の両端部に通紙が予定される最小サイズおよび最大サイズ間のサイズを有する用紙の両端部が位置し得る一対の窪み部を有してなることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の用紙のニップ構造。
- 請求項１乃至６のいずれかに記載の用紙のニップ構造を備えたことを特徴とする画像形成装置。
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