JP2006133404A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 重力に逆らって記録材を下方から上方に搬送する箇所に定着装置を配設する画像形成装置において、記録材における波打ちやドッグイヤーの発生を抑制する。
【解決手段】 定着ロール６１と加圧ロール６２とで形成される定着ニップ部Ｎの下流側近傍にて定着ロール６１と当接して、定着ロール６１から用紙Ｐを剥離する剥離爪９２を備え、剥離爪９２は、定着ロール６１との当接部Ｐ２より延びる剥離ガイド面９２ａを有し、剥離ガイド面９２ａは、かかる当接部Ｐ２を通る鉛直線に対して加圧ロール６２側へ２．５°傾いた位置よりも定着ロール６１側に傾斜して形成されている。
【選択図】 図７

Description

本発明は、例えば電子写真方式を利用した画像形成装置に関し、より詳しくは記録材を略垂直方向に搬送しながら画像形成を行なう画像形成装置に関する。

電子写真方式を用いた複写機、プリンタ等の画像形成装置では、例えばドラム状に形成された感光体（感光体ドラム）を一様に帯電し、この感光体ドラムを画像情報に基づいて制御された光で露光して感光体ドラム上に静電潜像を形成する。そして、この静電潜像をトナーによって可視像（トナー像）とし、このトナー像を転写部において感光体ドラム上から記録材に転写した後、定着装置によってこのトナー像を記録材に定着している。

かかる画像形成装置に用いられる定着装置としては、一般に、内部に加熱源が配設された円筒状の芯金に、耐熱性弾性体層と離型層とが積層して形成された定着ロールと、芯金に耐熱性弾性体層と耐熱性樹脂被膜あるいは耐熱性ゴム被膜からなる離型層とが積層されて形成された加圧ロールとが互いに圧接されて構成されたものが用いられている。このような構成においては、回転する定着ロールと加圧ロールとの間に、未定着トナー像を担持した記録材を通過させて、未定着トナー像に対して加熱と加圧とを行うことによって、記録材にトナー像を定着している。

そして、かかる画像形成装置の配置構成として、上記したような定着装置を感光体ドラムに対して鉛直方向上方に配置するとともに、感光体ドラムの鉛直方向下方に配置された用紙トレイから給紙された記録材を略垂直方向上方に向けて搬送する搬送路を形成し、この搬送路に沿って配置された転写部において感光体ドラム上のトナー像を記録材に転写し、定着装置に搬送するように構成されたものが知られている。
このような配置構成を有する画像形成装置は、記録材を搬送する搬送路が非常に短くてすみ、さらには画像形成装置の一側面を開放するだけで搬送路の大部分を露出させることができる。そのため、給紙から排紙までの出力時間を短縮することができるとともに記録材の搬送性の向上が得られ、また紙詰まり（ジャム）した際の記録材の除去性も非常に優れている。さらに、画像形成装置の設置面積を小さく設計することができるという利点もある。

ところが、記録材を略垂直方向上方に向けて搬送（垂直搬送）する画像形成装置では、重力に逆らって記録材を下方から上方に搬送する箇所に定着装置を配設するので、定着装置において定着された後の記録材を搬送する際に、定着装置から排出される記録材に作用する重力の方向は記録材の搬送方向と略同一線上であって、かつ逆方向となる。そのため、記録材を水平方向に搬送する従来の画像形成装置とは異なり、垂直搬送の画像形成装置では、重力を利用して搬送中の記録材を安定的に支持することが構成上困難であり、記録材の挙動は不安定となり易い。すなわち、圧接されながら回転する定着ロールと加圧ロールとによって略鉛直上方に搬送される記録材に対して、水平方向において記録材を安定して支持することが難しいことから、記録材が水平方向に不安定となる。そのために、記録材の進行方向が一定方向に定まらず、記録材には進行方向に向けて波状の撓み（所謂「波打ち」）が生じ易くなる。加えて、記録材が搬送路周辺の部材と当接し易くなり、その際の当接角度によっては、記録材の先端両端部に曲がりや折れ（所謂「ドッグイヤー」）が生じるおそれもある。

そこで、かかる波打ちやドッグイヤーを解消するための技術として、定着装置の下流側に幅方向に亘って所定の間隔で複数の搬送ロールを配設し、幅方向中央領域に配置された搬送ロールの周速を定着ロールの周速と実質的に同じに設定し、幅方向両端部に配置された搬送ロールの周速を定着ロールの周速よりも実質的に大きく設定することで、定着ロールと搬送ロールとの間において記録材に微小な張りを生成させて、波打ちの発生を抑制する技術が存在する（例えば、特許文献１参照）。
また、他の技術として、定着ロールに設けられた剥離爪によって剥離された記録材を案内する案内リブにおいて、剥離爪の近傍に位置する第１の案内リブと、剥離爪から離れて位置する第２の案内リブとの形状を記録材の姿勢に応じて異なるように形成することで、波打ちやドッグイヤーの発生を抑制する技術が存在する（例えば、特許文献２参照）。

特開２００３−１９５６６８号公報(第３-５頁) 特開２００４−２３３４０５号公報(第６-７頁)

しかしながら、上記した特許文献１に記載された技術では、定着ロールと搬送ロールとの間において記録材を引っ張ることとなるため、記録材には搬送方向への伸びが生じ、画像を歪ませるという新たな問題が発生する。また、記録材を略垂直方向上方に向けて搬送する画像形成装置では、搬送ロール等のような駆動部材を設けると、駆動部材に記録材を導く際の記録材の搬送が不安定となるために駆動部材への正確な搬送ができず、駆動部材において紙詰まりを生じる可能性が高くなるという問題もある。さらに、上記した特許文献２に記載された技術では、案内リブの形状が記録材の幅方向で異なることから、記録材の幅方向での波打ちが新たに生じる可能性がある。このように、重力に逆らって記録材を下方から上方に搬送する箇所に定着装置を配設する画像形成装置では、記録材の搬送時の挙動が不安定となり易い構成であるため、波打ちやドッグイヤーを解消することは容易ではなく、上記したような従来の方法では波打ちやドッグイヤーを充分に抑えることが困難であった。

本発明は、以上のような技術的課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、重力に逆らって記録材を下方から上方に搬送する箇所に定着装置を配設する画像形成装置において、記録材における波打ちやドッグイヤーの発生を抑制することにある。

かかる目的のもと、本発明の画像形成装置は、重力に逆らって記録材を下方から上方に搬送する箇所に定着装置を配設する画像形成装置であって、定着装置を構成し、内部に加熱源が配設された回転可能な加熱部材と、定着装置を構成し、加熱部材に圧接配置されて定着ニップ部を形成する回転可能な加圧部材と、定着ニップ部の加熱部材の回転方向下流側近傍にて加熱部材と当接し、加熱部材から記録材を剥離する剥離部材とを備え、離部材は、加熱部材との当接部より延びる剥離ガイド面を有し、かかる剥離ガイド面は、かかる当接部を通る鉛直線に対して加圧部材側へ２．５°傾いた位置よりも加熱部材側に傾斜して形成されることを特徴としている。なお、ここでは、断面構成における位置関係で規定している（以下、同様である。）。

ここで、加熱部材と加圧部材との間の定着ニップ部から排出される記録材を装置外部に導く排紙ガイド面を有する排紙ガイド部材をさらに備え、剥離部材の剥離ガイド面は、排紙ガイド面と鈍角で交差する方向に形成されたことを特徴とすることができる。特に、排紙ガイド部材は、排紙ガイド面が定着ニップ部の最下流点における加熱部材の接線と交差するとともに、接線との交差角が鈍角をなすことを特徴とすることもできる。さらに、剥離部材と排紙ガイド部材とは、リブで形成されたことを特徴とすることもできる。
また、剥離部材は、剥離ガイド面が記録材を担持することを特徴とすることもできる。加えて、加圧部材は、中心が加熱部材の中心を通る水平面よりも鉛直方向上方に配置されたことを特徴とすることもできる。

また、本発明の画像形成装置は、重力に逆らって記録材を下方から上方に搬送する箇所に定着装置を配設する画像形成装置であって、定着装置を構成し、内部に加熱源が配設された回転可能な定着ロールと、定着装置を構成し、中心が定着ロールの中心を通る水平面よりも鉛直方向上方に配置されるとともに、定着ロールに圧接配置されて定着ニップ部を形成する回転可能な加圧ロールと、定着ニップ部の定着ロールの回転方向下流側近傍にて定着ロールと当接するとともに、定着ロールとの当接部を通る鉛直線に対して加圧ロール側へ２．５°傾いた位置よりも定着ロール側に傾斜して形成された剥離ガイド面を有し、加熱部材から前記記録材を剥離する剥離部材と、剥離部材の記録材の搬送方向下流側にて、記録材を装置外部に導く排紙ガイド面を有する排紙ガイド部材とを備えたことを特徴としている。

ここで、剥離部材の剥離ガイド面と排紙ガイド部材の排紙ガイド面とは、定着ニップ部を通過した記録材から押圧されながら記録材を導くことを特徴とすることができる。また、剥離部材の剥離ガイド面と排紙ガイド部材の排紙ガイド面とは、鉛直方向に対して定着ロール側に向けて凸となる湾曲した面を形成することを特徴とすることもできる。さらに、排紙ガイド部材は、排紙ガイド面が定着ニップ部の最下流点における定着ロールの接線と鈍角で交差するとともに、剥離部材の剥離ガイド面と鈍角で交差することを特徴とすることもできる。

本発明によれば、重力に逆らって記録材を下方から上方に搬送する箇所に定着装置を配設する画像形成装置において、記録材における波打ちやドッグイヤーの発生を抑制することが可能となる。それによって、定着された後の記録材の平坦性を維持し、高品質な定着画像を形成することが可能となる。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は本実施の形態が適用される画像形成装置を示した概略構成図である。図１に示す画像形成装置１は、矢印Ａ方向に回転するトナー像担持体の一例としての感光体ドラム１０の周囲に、感光体ドラム１０を帯電する帯電器１１、感光体ドラム１０上に静電潜像を書込むレーザ露光器１２（図中露光ビームを符号Ｂｍで示す）、トナーが収容されて感光体ドラム１０上の静電潜像をトナーにより可視像化する現像器１３、感光体ドラム１０上に形成されたトナー像を記録材である用紙Ｐに転写する転写手段の一例としての転写ロール１４、感光体ドラム１０上の残留トナーが除去されるドラムクリーナ１５等の電子写真用デバイスが配設されている。さらには、用紙Ｐに転写された未定着トナー像を定着する定着手段の一例としての定着器６０、各装置（各部）の動作を制御する制御部４０を備えている。

また、本実施の形態の画像形成装置１では、用紙搬送系として、用紙Ｐを収容する用紙トレイ５０、この用紙トレイ５０に集積された用紙Ｐを所定のタイミングで取り出して搬送するピックアップロール５１、ピックアップロール５１により繰り出された用紙Ｐを搬送する搬送ロール５２、搬送ロール５２により搬送された用紙Ｐを転写ロール１４へ所定のタイミングで送り込むレジストロール５３、レジストロール５３から送り出された用紙Ｐを転写ニップ部Ｃに導くインレットシュート５４、転写ロール１４により転写された後に搬送される用紙Ｐを定着器６０へと搬送する搬送ガイド５５、トナー像が転写されて搬送されてくる用紙Ｐを定着器６０へ導く定着入口ガイド８０、定着器６０から排紙される用紙Ｐを排紙載置部５８に導く排紙ガイド部材としての排紙ガイド９０、９１を備えている。

そして、本実施の形態の画像形成装置１では、感光体ドラム１０に対して定着器６０を鉛直方向上方に配置するとともに、感光体ドラム１０の鉛直方向下方に用紙トレイ５０が配置構成されている。用紙トレイ５０から給紙された用紙Ｐは、略垂直方向上方に向けて形成された搬送路を搬送され、この搬送路に沿って配置された転写ニップ部Ｃにおいて感光体ドラム１０上に形成されたトナー像を用紙Ｐに転写し、さらに転写ニップ部Ｃの上方に配置された定着器６０に至って定着処理が行なわれることとなる。
このような配置構成の画像形成装置１は、用紙Ｐを搬送する搬送路が非常に短く、さらには画像形成装置１の一側面を開放するだけで搬送路の大部分を露出させることが容易である。そのため、給紙から排紙までの出力時間を短縮することができるとともに用紙Ｐの搬送性の向上が得られ、また紙詰まり（ジャム）した際の用紙Ｐの除去性も非常に優れている。さらに、画像形成装置１の設置面積を小さく設計することができるという利点もある。

次に、本実施の形態に係る画像形成装置１の基本的な作像プロセスについて説明する。図１に示すような画像形成装置１では、図示しない画像読取装置（ＩＩＴ）や図示しないパーソナルコンピュータ（ＰＣ）等から出力される画像データは、図示しない画像処理装置により所定の画像処理が施される。画像処理装置では、入力された反射率データに対して、シェーディング補正、位置ズレ補正、ガンマ補正、枠消し編集、移動編集等の各種画像編集等の所定の画像処理が施される。画像処理が施された画像データは、レーザ露光器１２に出力される。

レーザ露光器１２では、入力された画像データに応じて、例えば半導体レーザから出射された露光ビームＢｍを感光体ドラム１０に照射している。感光体ドラム１０では、帯電ロールからなる帯電器１１によって表面が所定の帯電電位（例えば、−７５０Ｖ）に帯電された後、このレーザ露光器１２によって表面が走査露光され、静電潜像が形成される。
形成された静電潜像は、現像器１３によりマイナス帯電されたトナーが反転現像される。すなわち、例えば重合法により作成され、形状係数ＳＦ１が１００〜１４０のトナーと、磁性粒子からなるキャリアとが混合した現像剤を担持した現像剤担持体（現像スリーブ）１３ａに、図示しない電源から直流電圧からなる現像バイアス、または交流電圧に直流電圧が重畳された現像バイアスが印加されて、感光体ドラム１０との間に現像電界が形成される。それによって、現像スリーブ１３ａ上のトナーが静電潜像の画像部（露光部）に転移し、静電潜像が可視像化される。

次に、感光体ドラム１０上に形成されたトナー像が感光体ドラム１０と転写ロール１４とが当接する転写ニップ部Ｃに搬送されると、用紙搬送系では、トナー像が転写ニップ部Ｃに搬送されるタイミングに合わせてピックアップロール５１が回転し、用紙トレイ５０から所定サイズの用紙Ｐが供給される。ピックアップロール５１により供給された用紙Ｐは、搬送ロール５２により搬送され、レジストロール５３に到達する。このレジストロール５３においては、用紙Ｐは一旦停止され、トナー像が担持された感光体ドラム１０の移動タイミングに合わせてレジストロール５３が回転する。それによって、用紙Ｐの位置とトナー像の位置との位置合わせがなされ、用紙Ｐはインレットシュート５４に導かれて、転写ニップ部Ｃに送り出される。

転写ニップ部Ｃでは、転写ロール１４が感光体ドラム１０に圧接配置されている。転写ロール１４は、シャフトと、シャフトの周囲に固着された弾性層としてのスポンジ層とで構成されている。シャフトは鉄、ＳＵＳ等の金属で構成された円柱棒である。スポンジ層は例えばカーボンブラック等の導電剤を配合したＮＢＲとＳＢＲとＥＰＤＭとのブレンドゴムで形成され、体積抵抗率が１０^７〜１０^９Ωｃｍのスポンジ状の円筒ロールである。
転写ロール１４には、転写電源（不図示）からトナー帯電極性（マイナス極性）とは反対極性（プラス極性）の転写バイアスが安定的に印加されるように、例えば定電流制御された電流が供給される。それにより、転写ロール１４から用紙Ｐに対し、感光体ドラム１０上のトナー帯電極性とは反対極性の電荷が付与される。なお、転写バイアスは、感光体ドラム１０上におけるイメージ領域が転写ニップ部Ｃを通過する際にのみ印加され、イメージ領域とイメージ領域との間のインターイメージ領域が転写ニップ部Ｃを通過する際には印加されないように設定されている。
そして、タイミングを合わせて搬送された用紙Ｐが、転写ニップ部Ｃに搬送され、感光体ドラム１０と転写ロール１４との間に挟み込まれる。その際に、転写ロール１４から転写バイアスが印加されることで、感光体ドラム１０上に担持された未定着トナー像は、用紙Ｐ上に静電転写される。

その後、トナー像が静電転写された用紙Ｐは、転写ロール１４からの静電吸着力と用紙Ｐのコシによって感光体ドラム１０から剥離されて搬送され、転写ロール１４の用紙Ｐ搬送方向下流側に設けられた定着器６０まで送られる。なお、用紙Ｐが感光体ドラム１０から剥離されず、感光体ドラム１０に吸着されたままの状態となった場合には、転写ニップ部Ｃの下流側の感光体ドラム１０表面近傍に配設された分離爪１６によって、用紙Ｐは感光体ドラム１０から分離されるように構成されている。
定着器６０に搬送された用紙Ｐ上の未定着トナー像は、定着器６０において熱および圧力による定着処理を受けることによって用紙Ｐ上に定着される。そして定着画像が形成された用紙Ｐは、画像形成装置１の排出部に設けられた排紙載置部５８に搬送され、一連の画像形成動作が完了する。

続いて、定着器６０の構成について説明する。
図２は、定着器６０の構成を示す断面図である。図２に示すように、定着器６０は、加熱部材の一例としての定着ロール６１を回転自在に支持する第１の筺体６５と、加圧部材の一例としての加圧ロール６２を回転自在に支持する第２の筐体６６とが連結され、ユニット化されて構成されている。そして、画像形成装置１に対して、定着ロール６１の中心と加圧ロール６２の中心とを結んだ線が略水平方向を向くように装着される。そして、加圧ロール６２は、コイルバネ等からなる弾性体（不図示）により定着ロール６１に圧接され、定着ニップ部Ｎが形成されている。

定着ロール６１は、円筒状のコア６１１と、このコア６１１の表面側に被覆された離型層６１２から構成されている。コア６１１は、外径が例えば２５ｍｍであり、肉厚が例えば１〜１．５ｍｍである。コア６１１を形成する材料としては、例えば鉄、アルミニウム、ＳＵＳ等の熱伝導率の高い金属である。離型層６１２には、シリコーン樹脂、フッ素樹脂等の耐熱性樹脂が用いられるが、トナーに対する離型性や耐摩耗性の観点から、フッ素樹脂が適している。フッ素樹脂としては、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）等が使用できる。離型層６１２の膜厚は、例えば５〜１００μｍに形成される。

また、定着ロール６１の内部には例えば定格６００Ｗのハロゲンヒータ６７が配設され、定着ロール６１を加熱する。定着ロール６１の表面には温度センサ６９が接触して配置されている。画像形成装置１の制御部４０は、この温度センサ６９による温度計測値に基づいてハロゲンヒータ６７の点灯を制御し、定着ロール６１の表面温度が所定の設定温度（例えば、１７５℃）を維持するように調整している。さらに、第１の筐体６５の内部の定着ロール６１の近傍には、サーモスタット７０が設けられ、このサーモスタット７０により加熱ロール６１の過温昇による故障が防止される。

加圧ロール６２は、例えば柱状で中実のシャフト６２１と、このシャフト６２１の周囲に設けられた耐熱弾性体層６２２と、耐熱弾性体層６２２の表面を覆う離型層６２３とから構成されている。シャフト６２１は、例えば鉄またはアルミニウムからなり、中空であってもよい。耐熱弾性体層６２２は、硬度が例えば４５°（アスカーＣ）の耐熱性材料であり、例えばシリコンスポンジまたはシリコンゴムから形成されている。また、耐熱弾性体層６２２は、肉厚は６ｍｍ以上で構成され、加圧ロール６２が定着ロール６１に圧接される際に、略一定のニップ幅が得られるように形成されている。なお、耐熱弾性体層６２２の肉厚は、６〜８ｍｍの範囲が好適である。離型層６２３は、トナーに対する離型性や耐摩耗性を有する例えばＰＦＡから形成されている。また、離型層６２３の膜厚は例えば３０〜１００μｍの範囲が好適である。

定着ロール６１と加圧ロール６２とで形成される定着ニップ部Ｎを挟んで上流側方向および下流側方向には、用紙Ｐが搬送される搬送路が形成され、用紙Ｐが下方から上方へと搬送される。定着ニップ部Ｎの上流側（給紙側）には、用紙搬送系を構成する例えば板状の金属からなる定着入口ガイド８０が配設されている。また、定着ニップ部Ｎの下流側（排紙側）には用紙搬送系を構成する排紙ガイド９０、９１がそれぞれ配置されている。排紙ガイド９０、９１は、複数のリブで形成され、第１の筐体６５側と第２の筐体６６側とにそれぞれ設けられている。そして、排紙ガイド９０と排紙ガイド９１との間を用紙Ｐが通過するように構成されている。さらに、排紙ガイド９０の排紙ガイド９１側の頂部には回転ロール９３が設けられ、排紙ガイド９０と排紙ガイド９１との間を通過する際に用紙Ｐに毛羽が生じないよう、円滑な搬送を実現している。

また、定着ニップ部Ｎの下流側近傍で第１の筐体６５には、剥離部材としての剥離爪９２が定着ロール６１の軸方向（用紙の幅方向）に複数配設されている。この剥離爪９２は、定着ロール６１の表面を傷付けない程度の弱い力で定着ロール６１側に付勢され、かかる定着ロール６１の先端が定着ロール６１の表面に圧接し、定着ロール６１に巻き付こうとする用紙を剥がすように構成されている。
ここで、図３は、排紙ガイド９０と剥離爪９２とが設定された幅方向における配置構成を示す図である。図３に示すように、排紙ガイド９０と剥離爪９２とは、排紙ガイドホルダ９４にそれぞれが所定の間隔を隔てて略交互に配設されている。そして、排紙ガイド９０の頂部には回転ロール９３が設けられている。このような構成により、定着ニップ部Ｎを通過した用紙Ｐを排紙載置部５８に送っている。

次に、搬送路周りの各構成要素の配置構成について説明する。
図４は、搬送路周りの各構成要素の配置構成を説明する図である。まず、図４を用いて、転写ロール１４と感光体ドラム１０との位置関係について説明する。本実施の形態の画像形成装置１では、下方から上方に向けて略垂直方向に用紙Ｐが搬送される搬送路が形成されているが、感光体ドラム１０と転写ロール１４との当接部である転写ニップ部Ｃの出口（下流側）において、用紙Ｐが鉛直方向よりも感光体ドラム１０側に傾いて排出されると、用紙Ｐはトナー像が転写された面を感光体ドラム１０側に傾けて搬送されることとなる。その場合には、そのトナー像と画像形成装置１に配設された部材とが接触してしまい、トナー像は乱され、画像不良を引き起こす原因となる。そこで、図４に示したように、転写ロール１４が感光体ドラム１０に当接する位置は、感光体ドラム１０の中心を通る水平面よりも若干下方となるように設定している。このように配置することで、転写ニップ部Ｃを通過した用紙Ｐは、鉛直方向よりも転写ロール１４側に傾いて排出されるので、用紙Ｐ上のトナー像が部材と接触することが抑制される。

続いて、定着器６０における定着ロール６１と加圧ロール６２との位置関係について説明する。定着器６０では、上述したように、画像形成装置１に対して、定着ロール６１の中心と加圧ロール６２の中心とを結んだ線が略水平方向を向くように装着されている。しかし、定着器６０から排出された用紙Ｐが、排紙ガイド９０と排紙ガイド９１との間を通過して排紙載置部５８に搬送される際に、排紙ガイド９０と排紙ガイド９１との間で形成される搬送路の曲率半径が小さい（カーブが急峻となる）場合には、定着器６０によって熱を受けた直後の用紙Ｐにカールが生じ易くなる。そこで、図４に示したように、定着器６０では、加圧ロール６２側を定着ロール６１の中心を通る水平面から若干上方に配置している。このように配置することで、定着器６０の定着ニップ部Ｎを通過した用紙Ｐは、鉛直方向よりも定着ロール６１側、すなわち排紙載置部５８側に傾いて排出されるので、排紙ガイド９０と排紙ガイド９１との間の搬送路の曲率半径を大きく構成することができ、用紙Ｐにカールが生じることを抑制することができる。

さらには、感光体ドラム１０と転写ロール１４との転写ニップ部Ｃと、定着器６０における定着ロール６１と加圧ロール６２とが圧接される定着ニップ部Ｎとの間の水平方向における位置関係について説明する。水平方向において、定着ニップ部Ｎが転写ニップ部Ｃを越えて感光体ドラム１０側に位置すると、転写ニップ部Ｃを通過した用紙Ｐを定着器６０に搬送するに際して、用紙Ｐを定着ニップ部Ｎ側に急激に傾ける必要が生じる。そのため、かかる配置では用紙Ｐは感光体ドラム１０と接触し易くなり、好ましくない。一方、水平方向において、定着ニップ部Ｎが転写ニップ部Ｃから転写ロール１４側方向に離れて配置されると、用紙Ｐを安定して搬送するために、用紙Ｐを転写ロール１４側に吸着しながら搬送する手段が必要となる。また、この場合には、画像形成装置１の設置面積も大きくなる。このような点から、水平方向における定着ニップ部Ｎの位置は、水平方向における転写ニップ部Ｃの位置と重なる位置、または転写ニップ部Ｃの位置よりも若干転写ロール１４側にずれた位置が好適である。

このような感光体ドラム１０および転写ロール１４と、さらには定着器６０における定着ロール６１および加圧ロール６２との配置構成により、転写ニップ部Ｃと定着ニップ部Ｎとの間の搬送路においては、転写ニップ部Ｃの出口側では、用紙Ｐが感光体ドラム１０から離れるように傾斜して搬送され、それを感光体ドラム１０側に傾いて給紙される定着器６０が受け取ることとなる。かかる構成により、転写ニップ部Ｃと定着ニップ部Ｎとの間の搬送路では、図４に示したように、用紙Ｐは、鉛直方向よりも転写ロール１４側（加圧ロール６２側）に凸となるような緩やかなカーブを描いて搬送されることとなり、用紙Ｐのトナー像を担持する側の表面は、搬送路周辺に配設された部材と接触し難くなる。

特に、本実施の形態の画像形成装置１では、転写ニップ部Ｃと定着ニップ部Ｎとの間の長さが、例えばＡ４サイズの用紙Ｐの縦方向長さよりも短いため、用紙Ｐが転写ニップ部Ｃと定着ニップ部Ｎとの両方に挟持される状態が生じる。そのため、転写ニップ部Ｃに挟持された部分が定着ニップ部Ｎに挟持された部分から引っ張られることで転写ずれが生じないように、定着器６０での搬送速度を転写ニップ部Ｃでの搬送速度よりも若干遅くしている。それにより、転写ニップ部Ｃと定着ニップ部Ｎとの間の搬送路では用紙Ｐに僅かな弛みが生じる。そのため、用紙Ｐと搬送路周辺に配設された部材との接触を生じ難くするために、上述したような鉛直方向よりも転写ロール１４側（加圧ロール６２側）に凸となるカーブを描いて搬送されるように構成することは重要である。

次に、上述した搬送路によって転写ニップ部Ｃから定着器６０に搬送され、定着器６０において定着された後の用紙Ｐが定着器６０から排紙される際の搬送路について説明する。
図５は、定着器６０の排紙側に配置された排紙ガイド９０を説明する図である。上述したように、定着器６０の排紙側には、リブで形成された排紙ガイド９０、９１および剥離爪９２が配置されている。定着器６０から排出された用紙Ｐは、排紙ガイド９０と排紙ガイド９１との間に導かれ、画像形成装置１の排出部に設けられた排紙載置部５８に搬送される（図１も参照）。その際に、本実施の形態の排紙ガイド９０では、定着器６０から排出された用紙Ｐに、進行方向に向けて形成される波状の撓み（所謂「波打ち」）や、先端両端部での曲がりや折れ（所謂「ドッグイヤー」）が生じることを抑制するために、図５で示したように、排紙ガイド９０の搬送路側の排紙ガイド面９０ａが、定着ニップ部Ｎの出口点Ｎ２における定着ロール６１表面の接線ｍと、定着ロール６１の近傍において交差角βが鈍角で交差するように形成されている。

ここで、定着器６０から排出された用紙Ｐに波打ちが発生する際のメカニズムについて述べる。まず、定着器６０から排出される用紙Ｐに対しては、圧接されながら回転する定着ロール６１と加圧ロール６２とから、定着ニップ部Ｎの出口点Ｎ２における定着ロール６１表面の接線ｍ方向に押し出す力ｆ１が強く働いている。これは、実験により実証されている事象であるが、定着ニップ部Ｎでは定着ロール６１と加圧ロール６２とが圧接されながら回転していることから、用紙Ｐにおける定着ロール６１との吸着力と加圧ロール６２との吸着力との間の力のバランスの結果によって生じるものと考えられる。また、用紙Ｐには定着ロール６１側の表面にトナー像が担持されているため、トナー像と定着ロール６１表面との間に付着力が働く。それにより、用紙Ｐには定着ロール６１表面側に向かう力ｆ２も作用する。この定着ロール６１表面側に向かう力ｆ２は、トナー像と定着ロール６１表面との間の付着力であるため、用紙Ｐ表面のトナー像の占める面積比率によっても変化するものである。なお、重力の方向は、用紙Ｐの搬送方向と略逆方向となるため、用紙Ｐに対して作用する力としての影響は極めて小さい。
このような力が作用する状態のもとでは、定着器６０から排紙される用紙Ｐに働く力としては、定着ニップ部Ｎから押し出される力ｆ１が主となるが、トナー像の多少によって変化する定着ロール６１表面側に向かう力ｆ２が作用することによって、用紙Ｐの進行方向は、定着ロール６１表面の接線ｍ方向から定着ロール６１表面側に振られることとなる。具体的には、定着ロール６１表面への力ｆ２が比較的強い状態には、用紙Ｐは定着ロール６１表面側に向き、定着ロール６１表面への力ｆ２が比較的弱い状態には、接線ｍ方向に向く。このような動きが不安定に生じることによって、用紙Ｐに波打ちが発生するものと考えられる。

そこで、本実施の形態の排紙ガイド９０では、排紙ガイド９０の搬送路側の排紙ガイド面９０ａが、定着ニップ部Ｎの出口点Ｎ２における定着ロール６１表面の接線ｍと、定着ロール６１の近傍において交差角βが鈍角で交差するように形成されている。
上述したように、定着器６０では、加圧ロール６２の中心Ｑ２が定着ロール６１の中心Ｑ１を通る水平面から角度θ（θ＞０）だけ上方に配置している。それにより、定着ニップ部Ｎの出口点Ｎ２における定着ロール６１表面の接線ｍは、定着ロール６１側に傾いて設定される。そのため、定着ロール６１側であって、定着ロール６１の近傍に排紙ガイド９０を配設し、定着ロール６１表面の接線ｍと交差角βが鈍角で交差する排紙ガイド面９０ａを形成すれば、定着器６０から排出される用紙Ｐに対して強く作用する接線ｍ方向に押し出す力ｆ１が、用紙Ｐを排紙ガイド面９０ａに強く押し付けることとなる。それによって、定着器６０から排出された用紙Ｐは、定着ニップ部Ｎと排紙ガイド面９０ａとの双方によって強く支持されながら、図６に示すように、剥離爪９２の加圧ロール６２側の剥離ガイド面９２ａおよび排紙ガイド９０の排紙ガイド面９０ａの方向に凸となる湾曲した搬送路を通って搬送されることとなる。

このように、定着器６０から排出された用紙Ｐは、定着ニップ部Ｎと排紙ガイド９０の排紙ガイド面９０ａとによって強く支持されるので、用紙Ｐが定着器６０から排出される際に、定着ロール６１表面側に向かう力ｆ２が働いたとしても、定着ニップ部Ｎにおける支持力と、排紙ガイド面９０ａからの反力とによって用紙Ｐには力ｆ２に対向する力が生じる。そのため、用紙Ｐの進行方向が定着ロール６１表面の接線ｍ方向から定着ロール６１表面側に振られることが安定的に抑えられて、用紙Ｐに波打ちが発生することが抑制される。
また、接線ｍと排紙ガイド９０の排紙ガイド面９０ａとの交差角βは鈍角であるので、排紙ガイド９０の排紙ガイド面９０ａに当接した後の用紙Ｐは、排紙ガイド面９０ａ上を円滑に搬送される。そのため、用紙Ｐの先端に進行を妨げるような不要な力が働くことがないので、用紙Ｐの先端両端部でのドッグイヤーの発生をも抑制することができる。

ところで、このような構成では、接線ｍ方向に押し出す力ｆ１が用紙Ｐを排紙ガイド９０の排紙ガイド面９０ａに強く押し付ける際に、接線ｍ方向に押し出す力ｆ１を排紙ガイド面９０ａまで伝えるのは用紙Ｐの剛性（所謂「こし」）である。そのため、用紙Ｐの剛性を強く維持するために、定着ニップ部Ｎの出口点Ｎ２と排紙ガイド面９０ａとの間の距離は短く設定するのが好ましい。そのため、排紙ガイド９０の排紙ガイド面９０ａは定着ロール６１の近傍に配置される。具体的には、排紙ガイド面９０ａは、接線ｍとの交点が定着ロール６１の中心Ｑ１を通る鉛直線よりも加圧ロール６２側に位置するように設定している。

続いて、剥離爪９２の加圧ロール６２側に形成された剥離ガイド面９２ａの設定角度（傾斜角）について述べる。
図７は、剥離爪９２の剥離ガイド面９２ａの傾斜角範囲について説明する図である。上記したように、定着器６０から排出される用紙Ｐに対しては接線ｍ方向に押し出す力ｆ１が作用し、用紙Ｐを排紙ガイド９０の排紙ガイド面９０ａに強く押し付けるので、定着器６０から排出された用紙Ｐは、定着ニップ部Ｎと排紙ガイド面９０ａとの双方によって強く支持される。そして、用紙Ｐは、定着ニップ部Ｎと排紙ガイド面９０ａとの双方によって強く支持されながら、剥離爪９２の剥離ガイド面９２ａの一部および排紙ガイド面９０ａに沿う搬送路を通って搬送される。それによって、波打ちが抑制される。したがって、剥離爪９２の剥離ガイド面９２ａは、接線ｍ方向に押し出す力ｆ１が用紙Ｐを介して排紙ガイド面９０ａに効率良く伝達されるように設定する必要がある。

ここで、剥離爪９２の剥離ガイド面９２ａが加圧ロール６２側に寄って形成される場合（図中、剥離ガイド面９２ａ´に設定された場合）を想定する。この場合には、用紙Ｐの搬送路は剥離爪９２の剥離ガイド面９２ａによって接線ｍよりも鉛直方向上方に移動して、図中の経路ｎに沿うこととなる。そうすると、定着ニップ部Ｎの出口点Ｎ２から接線ｍと排紙ガイド面９０ａとの交点Ｐ１に向かう力ｆ１は、その方向が経路ｎの方向に移動し、経路ｎに沿う方向を向く力ｆ１´に変化する。この場合、力ｆ１´の排紙ガイド９０側に向かう成分ｆ１´ｓは、接線ｍに沿う力ｆ１の排紙ガイド９０側に向かう成分ｆ１ｓよりも小さくなるので、用紙Ｐが排紙ガイド９０の排紙ガイド面９０ａに押し付けられる力が低下する。それにより、定着器６０から排出された用紙Ｐを定着ニップ部Ｎと排紙ガイド面９０ａとの双方によって強く支持することができなくなり、用紙Ｐでの波打ちの発生を抑制する効果が充分に得られないこととなる。そのため、剥離爪９２の剥離ガイド面９２ａは、剥離爪９２が定着ロール６１と当接する点Ｐ２を基点として、定着ロール６１側の所定の角度（傾斜角）の範囲内に設定する必要がある。

そこで、用紙Ｐでの波打ちの発生を充分に抑制できるように、接線ｍ方向に押し出す力ｆ１が用紙Ｐを介して排紙ガイド面９０ａに効率良く伝達されるような剥離ガイド面９２ａの傾斜角の設定を調べる実験を行なった。ここでは、剥離爪９２の剥離ガイド面９２ａが、剥離爪９２と定着ロール６１との当接点Ｐ２における鉛直線とのなす角度（傾斜角）をγとして、剥離ガイド面９２ａの傾斜角γの設定を変化させて、用紙Ｐでの波打ちの発生を観察した。ただし、傾斜角γは時計回転方向（定着ロール６１側）を正とする。
その結果を図８に示した。図８に示したように、傾斜角γが−２．５°よりも小さい場合（鉛直線に対して２．５°より大きく加圧ロール６２側に傾斜した場合）には、排紙ガイド９０のガイド面９０ａに用紙Ｐを押し付けられる力が低下するために、用紙Ｐにおいて波打ちが発生した。これに対し、傾斜角γが−２．５°以上の場合（鉛直線に対して−２．５°加圧ロール６２側に傾斜した位置よりも定着ロール６１側に傾斜させた場合）には、排紙ガイド９０のガイド面９０ａに用紙Ｐを押し付けられる力が充分に得られ、用紙Ｐでの波打ちの発生を抑制することができた。

このように、剥離爪９２の剥離ガイド面９２ａの傾斜角としては、剥離爪９２と定着ロール６１との当接点Ｐ２における鉛直線とのなす傾斜角γを、γ≧−２．５°に設定することにより、接線ｍ方向に押し出す力ｆ１が用紙Ｐを介して排紙ガイド面９０ａに効率良く伝達される。それにより、定着器６０から排出された用紙Ｐは、定着ニップ部Ｎと排紙ガイド９０の排紙ガイド面９０ａとによって強く支持されるので、剥離爪９２の加圧ロール６２側の剥離ガイド面９２ａおよび排紙ガイド９０の排紙ガイド面９０ａの方向に凸となる湾曲した搬送路を形成し、用紙Ｐでの波打ちの発生を抑制することが可能となる。
また、その一方で、剥離爪９２の剥離ガイド面９２ａと排紙ガイド９０の排紙ガイド面９０ａとのなす角度αは、鈍角（α＞９０°）であることが好ましい。剥離ガイド面９２ａと排紙ガイド面９０ａとのなす角度αを鈍角で形成することで、剥離ガイド面９２ａから排紙ガイド面９０ａへの用紙Ｐの搬送は円滑に行なわれるので、ドッグイヤーの発生を抑えることが可能となる。

以上説明したように、本実施の形態の画像形成装置１においては、剥離爪９２の剥離ガイド面９２ａは、剥離爪９２と定着ロール６１との当接点Ｐ２における鉛直線とのなす傾斜角γがγ≧−２．５°となるように設定されている。このように構成することによって、定着器６０から排出された用紙Ｐは、定着ニップ部Ｎと排紙ガイド９０のガイド面９０ａとによって強く支持されるので、用紙Ｐが定着器６０から排出される際に、定着ロール６１表面側に向かう力ｆ２が働いたとしても、定着ニップ部Ｎでの支持力と、排紙ガイド９０の排紙ガイド面９０ａからの反力とによって用紙Ｐには力ｆ２に対向する充分な力が生じる。それによって、用紙Ｐの進行方向が定着ロール６１表面の接線ｍ方向から定着ロール６１表面側に振られることが安定的に抑えられて一定に定まることから、用紙Ｐに波打ちが発生することが抑制される。
加えて、剥離爪９２では、剥離ガイド面９２ａと排紙ガイド９０の排紙ガイド面９０ａとのなす角度αを鈍角（α＞９０°）に設定している。これによって、剥離爪９２の剥離ガイド面９２ａから排紙ガイド９０のガイド面９０ａへの用紙Ｐの搬送は円滑に行なわれるので、ドッグイヤーの発生を抑えることも可能となる。

本発明の活用例として、電子写真方式を用いた複写機、プリンタ、ファクシミリ、さらにはこれらの複合機等への適用がある。

画像形成装置を示した概略構成図である。 定着装置の構成を示す断面図である。 排紙ガイドと剥離爪とが設定された幅方向における配置構成を示す図である。 搬送路周りの各構成要素の配置構成を説明する図である。 定着器の排紙側に配置された排紙ガイドを説明する図である。 定着された後の用紙Ｐが定着器から排紙される際の搬送路を説明する図である。 剥離爪の剥離ガイド面の設定角度範囲について説明する図である。 剥離爪の剥離ガイド面が剥離爪と定着ロールとの当接点における鉛直線とのなす角度γと、用紙Ｐでの波打ちの発生との関係を示した図である。

符号の説明

１…画像形成装置、１０…感光体ドラム、１１…帯電器、１２…レーザ露光器、１３…現像器、１４…転写ロール、１５…ドラムクリーナ、１６…分離爪、１７…スターホイール、４０…制御部、５０…用紙トレイ、５１…ピックアップロール、５２…搬送ロール、５３…レジストロール、５４…インレットシュート、５５…搬送ガイド、６０…定着器、６１…定着ロール、６２…加圧ロール、６５…第１の筺体、６６…第２の筐体、６７…ハロゲンヒータ、７０…サーモスタット、８０…定着入口ガイド、９０,９１…排紙ガイド、９２…剥離爪、９３…回転ロール、９４…排紙ガイドホルダ

Claims (10)

1. 重力に逆らって記録材を下方から上方に搬送する箇所に定着装置を配設する画像形成装置であって、
   前記定着装置を構成し、内部に加熱源が配設された回転可能な加熱部材と、
   前記定着装置を構成し、前記加熱部材に圧接配置されて定着ニップ部を形成する回転可能な加圧部材と、
   前記定着ニップ部の前記加熱部材の回転方向下流側近傍にて当該加熱部材と当接し、当該加熱部材から前記記録材を剥離する剥離部材とを備え、
   前記剥離部材は、前記加熱部材との当接部より延びる剥離ガイド面を有し、当該剥離ガイド面は、当該当接部を通る鉛直線に対して前記加圧部材側へ２．５°傾いた位置よりも前記加熱部材側に傾斜して形成されることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記加熱部材と前記加圧部材との間の定着ニップ部から排出される前記記録材を装置外部に導く排紙ガイド面を有する排紙ガイド部材をさらに備え、
   前記剥離部材の前記剥離ガイド面は、前記排紙ガイド面と鈍角で交差する方向に形成されたことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記排紙ガイド部材は、前記排紙ガイド面が前記定着ニップ部の最下流点における前記加熱部材の接線と交差するとともに、当該接線との交差角が鈍角をなすことを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
4. 前記剥離部材と前記排紙ガイド部材とは、リブで形成されたことを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
5. 前記剥離部材は、前記剥離ガイド面が前記記録材を担持することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
6. 前記加圧部材は、中心が前記加熱部材の中心を通る水平面よりも鉛直方向上方に配置されたことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
7. 重力に逆らって記録材を下方から上方に搬送する箇所に定着装置を配設する画像形成装置であって、
   前記定着装置を構成し、内部に加熱源が配設された回転可能な定着ロールと、
   前記定着装置を構成し、中心が前記定着ロールの中心を通る水平面よりも鉛直方向上方に配置されるとともに、前記定着ロールに圧接配置されて定着ニップ部を形成する回転可能な加圧ロールと、
   前記定着ニップ部の前記定着ロールの回転方向下流側近傍にて当該定着ロールと当接するとともに、前記定着ロールとの当接部を通る鉛直線に対して前記加圧ロール側へ２．５°傾いた位置よりも前記定着ロール側に傾斜して形成された剥離ガイド面を有し、当該加熱部材から前記記録材を剥離する剥離部材と、
   前記剥離部材の前記記録材の搬送方向下流側にて、当該記録材を装置外部に導く排紙ガイド面を有する排紙ガイド部材と
   を備えたことを特徴とする画像形成装置。
8. 前記剥離部材の前記剥離ガイド面と前記排紙ガイド部材の前記排紙ガイド面とは、前記定着ニップ部を通過した前記記録材から押圧されながら当該記録材を導くことを特徴とする請求項７記載の画像形成装置。
9. 前記剥離部材の前記剥離ガイド面と前記排紙ガイド部材の前記排紙ガイド面とは、鉛直方向に対して前記定着ロール側に向けて凸となる湾曲した面を形成することを特徴とする請求項７記載の画像形成装置。
10. 前記排紙ガイド部材は、前記排紙ガイド面が前記定着ニップ部の最下流点における前記定着ロールの接線と鈍角で交差するとともに、前記剥離部材の前記剥離ガイド面と鈍角で交差することを特徴とする請求項７記載の画像形成装置。

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