定着装置および電子写真装置
【課題】用紙両端部が円弧状に丸まるサイドカールを防止できる定着装置および電子写真装置を提供する。
【解決手段】定着装置は定着回転体４０とこの定着回転体４０に当接する加圧回転体４１とを備える。定着回転体４０と加圧回転体４１で形成されるニップ形状が、搬送方向と直交する方向に対する剛性を大とするカール部５０ａを用紙下流部のみに形成する曲率ニップを有する。用紙５０の両側端部５０ｂ、５０ｂを前記画像形成装置の排紙トレイ９０の用紙受面９５に押し付けるとともに、用紙５０の下流側への搬送を許容する押し付け手段１０を排紙トレイ９０に付設した。
【解決手段】定着装置は定着回転体４０とこの定着回転体４０に当接する加圧回転体４１とを備える。定着回転体４０と加圧回転体４１で形成されるニップ形状が、搬送方向と直交する方向に対する剛性を大とするカール部５０ａを用紙下流部のみに形成する曲率ニップを有する。用紙５０の両側端部５０ｂ、５０ｂを前記画像形成装置の排紙トレイ９０の用紙受面９５に押し付けるとともに、用紙５０の下流側への搬送を許容する押し付け手段１０を排紙トレイ９０に付設した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定着装置および電子写真装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ、ファクシミリ、これらを備えた複合機等の電子写真方式の画像形成装置は、一般的には、定着ローラとこの定着ローラに当接する加圧ローラを有する定着装置と、排出ローラと、この排出ローラと協働して用紙を機器外側へ送る従動ローラを有する排紙手段と、前記排出手段によって機器外へ排出された用紙を載置する排紙トレイとを備える。
【０００３】
排紙トレイに排出された用紙のなかには、カールが生じているものがある。カールは、定着ローラと加圧ローラとのニップ形状に起因するカールの他、定着装置にて受ける熱ストレスによって生じるカールがある。特に後者の場合、紙質あるいは雰囲気温度によって、用紙の両サイドから、排紙方向に対して直交する方向に円弧状になるカールが生じる。そのため、次に排紙トレイに排出される用紙の先端（下流端）が、先に排出されて円弧状にカールした用紙の後端（上流端）に当接する。これによって、先の用紙が排紙トレイから押し出される、いわゆる用紙のスタック不良が発生する。この現象は、特に、図９に示すように、用紙５０をそのトナー画像面２０を表にして排出するフェイスアップ排出の場合で、トナーの付着量が多く高黒化率の画像を出力した場合で顕著な問題となる。この図９はベタ画像を従来の定着装置で定着した場合の用紙カールの形態を示す。定着装置で加熱された後、トナーおよび用紙５０は冷やされると収縮するが、トナー樹脂の収縮が大きいため、平面状の用紙５０Ａが、矢印方向に円弧状にカールするカール用紙５０Ｂとなる。
【０００４】
ところで、定着装置は、図８に示すように、定着ローラ３１と加圧ローラ３２とを備える。定着ローラ３１は、芯金（鉄製）３１ａの上に、ゴム層３１ｂで被覆された弾性ローラである。加圧ローラ３２も芯金（鉄製）３２ａの上に、ゴム層３２ｂで被覆された弾性ローラである。また、定着ローラ３１には、ヒータ３５が内有されている。そして、用紙５０は、この定着装置よりも下流側に配設された排紙ローラ対３３（排紙駆動ローラ３３ａと従動ローラ３３ｂとからなる）の合流点Ｑ（排紙駆動ローラ３３ａと従動ローラ３３ｂとの接触点）に噛み込んで搬送される。また、加圧ローラ３２が定着ローラ３１よりも見かけ硬度が硬く設定されている。このため、加圧ローラ３２の弾性層よりも定着ローラ３１の弾性層が大きく弾性変形し、ニップ形状は加圧ローラ３２に対して巻き付き角度θで曲率ニップとなっている。そのため、そのままでは用紙５０は、加圧ローラ３２側すなわち裏面側にカールすることとなる。これが前記した定着ローラと加圧ローラとのニップ形状に起因するカールである。
【０００５】
このため、従来には、次の特許文献１から特許文献３に示すように用紙にカールを生じさせないようにしたものがある。特許文献１では、排出ローラ近傍に設けた押え部材によって用紙後部に接触させる構成としている。また、特許文献２では、排紙トレイに可動ガイドを設け、用紙先端が可動ガイドに突入する構成としている。さらには、特許文献３では、排出ローラと従動ローラと用紙を排出ローラと従動ローラとから排出された用紙の後端をトレイ側へ押圧する押圧部材を備えたものとしている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記各特許文献１から特許文献３に記載のものでは、トナー画像面を表面に排出するフェイスアップ排出に伴う用紙両側端部が円弧状に丸まるサイドカールについては防止できなかった。すなわち、特許文献１から特許文献３に記載のものでは、定着ローラと加圧ローラとの間から排出しながらカールを抑える構成のため、用紙の排出後のトナー層の収縮により、徐々に用紙両端が画像面側にカールしてくるフェイスアップのサイドカールが防止できないからである。
【０００７】
本発明は、斯かる事情に鑑み、用紙両端部が円弧状に丸まるサイドカールを防止できる定着装置および電子写真装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の定着装置は、用紙を機器外側へ送る排紙手段と、前記排出手段によって機器外へ排出された用紙を載置する排紙トレイとを備えた画像形成装置に用いる定着装置であって、定着回転体とこの定着回転体に当接する加圧回転体とを備え、定着回転体と加圧回転体で形成されるニップ形状が、搬送方向と直交する方向に対する剛性を大とするカール部を用紙下流部のみに形成する曲率ニップを有し、かつ、用紙の両側端部を前記画像形成装置の排紙トレイの用紙受面に押し付けるとともに、用紙の下流側への搬送を許容する押し付け手段を前記排紙トレイに設けたものである。
【０００９】
本発明の第１の定着装置によれば、用紙先端部（用紙下流部）に形成されるカール部によって、搬送方向と直交する方向に対する剛性（用紙の幅方向の剛性）が向上して、ベタ画像などのトナーの収縮による円弧状のカール（サイドカール）を防止することができる。また、排紙トレイにおいては、用紙の両側端部を押し付け手段にて押さえることができ、用紙の側端部におけるサイドカールを防止できる。
【００１０】
定着回転体と加圧回転体との間の入口点と加圧回転体の中心とを結ぶ線分と、定着回転体と加圧回転体との間の出口点と加圧回転体の中心とを結ぶ線分とが成す角度をθとし、前記出口点と排出手段における排出ローラと従動ローラが当接する点とを結ぶ線分と、前記出口点における加圧回転体の接線とが成す角度をβとするとき、β／θ＝０〜１の範囲になるように設定するのが好ましい。
【００１１】
このように設定することによって、ニップ出口点を支点にしてニップの巻き付き角度θとは反対方向に角度βで曲げられ、その結果、用紙先端（用紙下流）を除き、用紙は加圧ローラ側とは反対方向に矯正されることになる。
【００１２】
定着回転体と加圧回転体とが配置された部位から排出手段までの用紙の搬送を案内するガイド部材を備え、定着回転体と加圧回転体との間の出口点における加圧回転体の接線と、前記ガイド部材のガイド方向とが成す角度をαとしたときに、α＝１０°〜２０°とするのが好ましい。このように設定することによって、用紙先端（用紙下流）に対する負荷が低減できる。
【００１３】
前記押し付け手段は、用紙の両側端部に、それぞれ、搬送方向に沿って所定ピッチで配設される複数個の押し付け部材を有し、各押し付け部材を、用紙の搬送方向と直交する方向に沿って配設される枢支軸廻りに揺動可能に排紙トレイに付設したものが好ましい。
【００１４】
このように設定することによって、押し付け部材の自重によって用紙の側端部を押さえることができ、紙の側端部におけるサイドカールを安定して防止できる。
【００１５】
前記各押し付け部材は用紙に対して傾斜した状態で自重で押圧し、各押し付け部材を、その傾斜角度が搬送方向下流側に向かって順次小さくなるように配置することができる。このように設定することによって、下流側に向かって用紙先端部（用紙下流部）との当接負荷を小さくできる。
【００１６】
各押し付け部材を、用紙への押圧力が搬送方向下流側に向かって順次小さくなるように配置することができる。このように設定することによっても、下流側に向かって用紙先端（用紙下流部）との当接負荷を小さくできる。
【００１７】
前記各押し付け部材は、その用紙押し付け部が用紙に対して転動するころ部材にて構成されたものが好ましい。このように、用紙押し付け部がころ部材にて構成されれば、用紙との摺動負荷を低減できる。
【００１８】
前記各押し付け部材の用紙押し付け部が摩擦低減材にて構成されたものであってもよい。このようなものであっても、用紙との摺動負荷を低減できる。
【００１９】
本発明の電子写真装置は、前記定着装置を有するものである。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の定着装置では、トナーの収縮による円弧状のカール（用紙先端部におけるサイドカール）を防止することができ、また、排紙トレイにおいては用紙の側端部におけるサイドカール（用紙後端部におけるサイドカール）を防止できる。このため、用紙のスタック不良等の発生を抑えることができ、用紙を安定した状態で順次排紙トレイに供給することができる。
【００２１】
β／θ＝０〜１の範囲になるように設定することによって、用紙先端部（用紙下流部）には加圧ローラ側へのカールが形成されるとともに、用紙先端部以外の加圧ローラへ巻き付け方向のカールを除去できる。これにより、トナーの収縮による円弧状のカール（サイドカール）を有効に防止できる。
【００２２】
α＝１０°〜２０°とすることによって、用紙先端部（用紙下流部）に対する負荷が低減でき、用紙の座屈や用紙ジャム（用紙が詰まってしまうこと）を防止できる。
【００２３】
各押し付け部材が枢支軸廻りに揺動可能に排紙トレイに付設されるものでは、紙の側端部におけるサイドカールを安定して防止できる。すなわち、べタ画像などトナーの収縮によって発生する用紙両側端の円弧状のサイドカールが排紙トレイ上で生じようとしても、押し付け部材によって妨げられ、サイドカールを安定して防止できる。
【００２４】
押し付け部材の傾斜角度が搬送方向下流側に向かって順次小さくなるように配置したり、用紙への押圧力が搬送方向下流側に向かって順次小さくなるように配置したりすることによって、下流側に向かって用紙先端部（用紙下流部）との当接負荷を小さくでき、用紙先端部（用紙下流部）のいわゆる耳折れや排紙ジャムを防止できる。
【００２５】
押し付け部材の用紙押し付け部にころ部材や摩擦低減材を用いることによって、用紙との摺動負荷を低減でき、用紙先端のいわゆる耳折れや排紙ジャムを防止できる。
【００２６】
本発明の電子写真装置では、定着ローラと加圧ローラの曲率ニップ形状に起因するカールを防止するとともに、ベタ画像などトナーの収縮による排紙トレイ上での用紙のサイドカールを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の定着装置の簡略図である。
【図２】前記図１に示す定着装置を用いた電子写真装置の全体簡略図である。
【図３】前記図１に示す定着装置において用紙が搬送されている状態を示す要部簡略図である。
【図４】前記電子写真装置の排紙トレイの斜視図である。
【図５】押し付け部材の変形例を示す簡略図である。
【図６】カール部が形成された状態の用紙を示す斜視図である。
【図７】カール部が形成された状態であって、ベタ画像を定着した用紙を示す斜視図である。
【図８】従来の定着装置の簡略図である。
【図９】ベタ画像を従来の定着装置で定着させた場合の用紙がカールしていく状態を示す簡略斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、図に示す実施例による本発明を実施するための形態を説明する。
【実施例】
【００２９】
図２は本発明の一実施形態における画像形成装置の概略構成図である。この場合の画像形成装置は、カラー電子写真装置であって、機枠体（画像形成装置本体）の内部に、プロセス手段を内蔵する画像形成部５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄが横方向に配置されている。各画像形成部５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄの下部にはベルト搬送ローラ６１，６２が配設され、これらのローラ６１，６２に無端状の転写ベルト６０が掛け渡されている。転写ベルト６０は、駆動モータ（図示省略）により搬送ローラを矢印Ａ１方向に回転させることによって、駆動される。
【００３０】
転写ベルト６０の下方には用紙カセット７０が配置され、この用紙カセット７０には被記録材である用紙５０（図４等参照）が収納される。用紙カセット７０に収納された用紙５０は、給紙ローラ７１によりこの用紙カセット７０から搬出される。また、給紙ローラ７１と転写ベルト６０との間にはレジストローラ対７２と、搬送ローラ対７３とが配設されている。用紙カセット７０から搬出された用紙は、レジストローラ対７２によって斜行が補正される。搬送ローラ対７３は、画像形成部５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄと同期どりを行って転写ベルト６０上に搬送する。
【００３１】
画像形成部５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄは、像担持体である感光体ドラム５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄ（矢印Ｂ方向に回転する）を有し、その周囲にプロセス手段を構成する帯電ローラ５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、５３ｄと、現像ローラ５４ａ、５４ｂ、５４ｃ、５４ｄと、クリーニングブレード５５ａ、５５ｂ、５５ｃ、５５ｄとが夫々設けられている。また、感光体ドラム５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄの上方には、露光手段であるＬＥＤ５６ａ、５６ｂ、５６ｃ、５６ｄが夫々設けられている。感光体ドラム５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄの下方には、転写ベルト６０を介して用紙を各々の感光体ドラム５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄに押し当てる転写ローラ６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、６４ｄが設けられている。
【００３２】
帯電ローラ５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、５３ｄは、感光体ドラム５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄを露光するに先立って、感光体ドラム表面を均一に帯電するものであり、現像ローラ５４ａ、５４ｂ、５４ｃ、５４ｄは、露光されてドラム表面に形成された静電潜像にブラック、シアン、マゼンタ、イエローの各色トナーを付着させて可視画像化するものである。また、転写ローラ６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、６４ｄは、感光体ドラム５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄに形成されたトナー像を用紙に転写させるものであり、クリーニングブレード５５ａ、５５ｂ、５５ｃ、５５ｄは画像転写後にドラム面に付着している残留トナーを除去するものである。
【００３３】
画像形成部５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄの下流側には、定着装置８０が配置されている。定着装置８０は、用紙５０に転写された転写画像を定着させるためのものであって、定着回転体４０としての定着ローラ（加熱ローラ）１と、これに圧接する加圧回転体４１としての加圧ローラ２とを備える。定着ローラ１は、内部に加熱手段としてのヒータ５を有する（図１参照）。
【００３４】
図１と図３に示すように、定着ローラ１は、芯金（鉄製）１ａの上に、ゴム層１ｂで被覆された弾性ローラであって、その表面にはトナーとの離型性を確保するためPFA（四弗化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）等が被覆されている。なお、芯金１ａは例えば厚さ0.5ｍｍのパイプから構成され、ゴム層１ｂは、例えば厚さ１．５ｍｍでＪＩＳ硬度２０度のシリコーンゴムにて構成される。そして、定着ローラ１の外径としては例えば２５ｍｍとされる。PFA層は厚さが例えば３０μｍとされる。
【００３５】
定着ローラ１の表面の見せかけ硬度はアスカーＣ硬度計で７６度としている。そして、この定着ローラ１の内部のヒータ５の熱によって、トナーを溶融する。また、この定着ローラ１が図示省略の駆動手段によってその軸心廻りに矢印Ａ方向に回転する。
【００３６】
加圧ローラ２は、芯金（鉄製）２ａの上にゴム層２ｂで被覆された弾性ローラであり、その表面にはトナーとの離型性を確保するためPFA（四弗化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）等が被覆されている。芯金２ａは例えば厚さ１．５ｍｍのパイプから構成され、ゴム層２ｂは、例えば厚さ０．８ｍｍでＪＩＳ硬度２３度のシリコーンゴムにて構成される。加圧ローラ２の外径としては例えば２０ｍｍとされる。PFA層は厚さが例えば３０μｍとされる。
【００３７】
加圧ローラ２の表面の見かけ硬度はアスカーＣ硬度計で８０度としている。このため、加圧ローラ２の表面の見かけ硬度を定着ローラ１の表面の見かけ硬度よりも硬くしている。
【００３８】
加圧ローラ２は、図示しないバネ等の弾性部材により、所定の押圧荷重（例えば荷重１５０Ｎ）で定着ローラ１へ押圧され、ニップ部ｈ（例えば幅３．５ｍｍ）を形成している。また、加圧ローラ２が定着ローラ１よりも見かけ硬度が硬いため、加圧ローラ２の弾性層２ｂよりも定着ローラ１の弾性層１ｂが大きく弾性変形し、ニップ形状は加圧ローラ２に対して巻き付き角度θ（＝１６°）で曲率ニップ形状となる。これにより接線ｍの方向へ用紙を加圧ローラ側に排出させる構成となっている。なお、この接線ｍは、加圧ローラ２のニップ部ｈの剥離点（ニップ出口）Ｐにおける接線である。
【００３９】
加熱ローラ（定着ローラ）１と加圧ローラ２が配設される定着部位よりも下流側には、排紙手段４５を構成する排紙ローラ対８２が配設されるとともに、この排紙ローラ対８２と定着部位との間にガイド部材８１が配設されている。
【００４０】
排紙ローラ対８２は、排紙駆動ローラ８２ａと従動回転する従動ローラ８２ｂから成り、排紙駆動ローラ８２ａと従動ローラ８２ｂとの接触点Ｑと、ニップ部ｈの出口点Ｐすなわち用紙が加圧ローラ２と剥離する点とを結ぶ線分ｎとした場合、この線分ｎと加圧ローラ２の接線ｍとが成す角度βを形成するよう排紙ローラ対８２を配置する構成としている。
【００４１】
ニップ部ｈの曲率θは、定着ローラ１と加圧ローラ２との間の入口点Ｐ１と加圧ローラ２の中心Ｏ２とを結ぶ線分Ｌ１と、定着ローラ１と加圧ローラ２との間の出口点Ｐと加圧ローラ２の中心Ｏ２とを結ぶ線分Ｌ２とが成す角度である。
【００４２】
ガイド部材８１は、定着後の用紙を排紙ローラ対８２へ案内するガイドであり、用紙が加圧ローラ２と剥離する点Ｐにおける加圧ローラ２の接線ｍに対して角度αにて配置している。この角度αが大きいと用紙先端が座屈したりあるいは用紙ジャムが発生するため、角度αは１０°〜２０°の範囲にする必要があり、本実施例では１５°としている。
【００４３】
図３において、軌跡Ｓはニップ出口点Ｐから用紙先端がガイド部材８１に到達した状態、軌跡Ｕは用紙５０が排紙ローラ対８２のＱ点に噛みこんで搬送される状態、軌跡Ｔは軌跡Ｓと軌跡Ｕの中間の状態で用紙先端がガイド部材８１にそって移動していく状態を示している。
【００４４】
加圧ローラ２が定着ローラ１よりも見かけ硬度が硬いため、加圧ローラ２の弾性層２ｂよりも定着ローラ１の弾性層１ｂが大きく弾性変形し、ニップ形状は加圧ローラ２に対して巻き付き角度θで曲率ニップとなっている。そのため、そのままでは用紙５０は、加圧ローラ２側すなわち裏面側にカールすることとなる。
【００４５】
そこで本発明では、ニップ出口点Ｐにおける加圧ローラの接線ｍに対して、ガイド部材８１を角度αで配置するとともに、ニップ部ｈの出口点Ｐと排紙ローラ対８２の接触点Ｑを結ぶ線分ｎが角度βを形成するよう、排紙ローラ対８２を配置している。この構成により、ニップ部ｈから搬送された用紙５０は、ガイド部材８１および排紙ローラ対８２によって、ニップ出口点Ｐを支点にしてニップの巻き付き角度θとは反対方向に、図中矢印Ｃ方向に角度βで曲げられる。その結果、用紙は加圧ローラ２側とは反対方向に矯正されることとなり、ニップ部ｈで生じるカール、すなわち加圧ローラ２へ巻き付き方向のカールが除去できる構成となっている。
【００４６】
角度βをニップ部巻き付き角度θよりも大きくすると、用紙先端のカールがトナー面側すなわち定着ローラ側にカールすることとなり、その結果、ニップ出口近傍で溶融したトナーが定着ローラ１に付着する高温オフセットが生じる不具合が発生することとなる。そのため、角度βはニップ巻き付き角度θよりも大きくすることは好ましくなく、β／θ＝０〜１の範囲に設定することが好ましい。本実施例では、ニップ巻き付き角度１６°に対してβ＝９．５°、β／θ＝０．６としている。
【００４７】
ところで、ガイド部材８１に用紙先端（用紙下流端）が当接する軌跡Ｓに対応する部分は角度β方向に矯正されないため、図６および図７に示すように用紙先端部（用紙下流部）のみ加圧ローラ２側へのカール、すなわち裏面カール（カール部５０ａ）が範囲Ｈで残ることになる。しかしながら、用紙先端部のみであるため、カール量は高々５ｍｍ程度であり、ほとんど問題ないレベルである。むしろ以下に述べるベタ画像などトナーの収縮による円筒状のカール（サイドカール）を防止するために効果がある。つまり、用紙先端部（用紙下流部）に形成されるカール部５０ａは、用紙裏面側のカールによって用紙５０の幅方向の剛性が向上するため、トナーの収縮による円弧状のカールを防止でき、図９に示すようなカール用紙５０Ｂを形成させない効果がある。なお、図６は排紙トレイ９０がある場合を示し、図７は排紙トレイ９０が無い場合を示している。図７において、２０はトナー画像面を示している。
【００４８】
排紙ローラ対８２よりも下流側には、排紙トレイ９０は配置される。この排紙トレイ９０は、図４に示すように、底壁９０ａと、この底壁９０ａの相対向する側辺から立設される側壁９０ｂ，９０ｂと、この底壁９０ａの先端（下流端）の中央に立設されるリブ（ストッパ）９３とを備える。なお、この排紙トレイ９０は、図１に示すように、上流側から下流側に向かって上昇するように傾斜している。
【００４９】
排紙トレイ９０には、用紙５０の両側端部５０ｂ，５０ｂをこの排紙トレイ９０の用紙受面（底壁９０ａの上面）９５に押し付ける押し付け手段１０が設けられている。押し付け手段１０は、用紙５０の両側端部５０ｂ，５０ｂに、それぞれ、搬送方向に沿って所定ピッチで配設される複数個の押し付け部材９１を有する。図例では、押し付け部材９１は、各側壁１２に沿って３個ずつ配設されている。
【００５０】
押し付け部材９１は、図１と図４に示すように、底壁１１と、一対の側壁１２，１２とからなる揺動ブロック１３を備える。底壁１１は、底壁本体１１ａと、この底壁本体１１ａの下端に連設される第１傾斜部１１ｂと、この第１傾斜部１１ｂの先端に連設される第２傾斜部１１ｃとからなる断面略しの字状体にて構成される。
【００５１】
また、押し付け部材９１は、用紙５０の搬送方向Ｘ（図４参照）と直交する方向に沿って配設される枢支軸９２廻りに揺動可能に排紙トレイ９０の側壁１２に付設される。このため、各押し付け部材９１は、図１に示すように、枢支軸９２を中心に矢印Ｂ１、Ｂ２のように揺動する。
【００５２】
したがって、押し付け部材９１は、底壁１１の底壁本体１１ａと第１傾斜部１１ｂとのコーナ部、第１傾斜部１１ｂ、第１傾斜部１１ｂと第２傾斜部１１ｃとのコーナ部が用紙押し付け部１５となる。すなわち、排紙ローラ対８２から搬送された用紙５０に対して、押し付け部材９１は、その排紙トレイ９０に供給された際に、その自重で用紙の側端部を排紙トレイ９０の底壁側に押し付ける。
【００５３】
このため、排紙ローラ対８２の搬送力によって排紙トレイ９０に排出される用紙５０は、先ず上流側の押し付け部材９１ａにおける底壁１１に当接し、押し付け部材９１ａを回転させて、押し付け部材９１ａを矢印Ｂ１方向に押し上げる。一方、用紙５０には、押し付け部材９１aの自重によって排紙トレイ９０の底面へ押し付ける力が生じる。この自重は用紙５０の矢印Ｘ方向の搬送を許容するものである。用紙５０は排紙トレイ９０に搬送されるに従い、順次押し付け部材９１ｂ、９１ｃに当接し、排紙ローラ対８２から用紙後端（用紙上流端）が抜けることになり、各押し付け部材９１ａ、９１ｂ、９１ｃの自重により、排紙トレイ９０の底壁９０ａに押さえつけられることとなる。
【００５４】
その結果、ベタ画像などトナーの収縮によって発生する用紙両側端の円弧状のサイドカールが排紙トレイ９０上で生じようとしても、押し付け部材９１ａ、９１ｂ、９１ｃによって妨げられ、サイドカールが防止できる。一方、排紙トレイ先端部には用紙先端が当接する位置にリブ９３を設けており、先に排紙されて排紙トレイ９０上にある用紙５０にそって、次の用紙５０が搬送されてきても、用紙５０と用紙５０の摩擦によって、先の用紙５０が連れ出されることを防止している。
【００５５】
ところで、本発明では、押し付け部材９１を、その傾斜角度φ（排紙トレイ９０の底壁９０ａの上面と押し付け部材９１の底壁１１の底壁本体１１ａとがなす角度）が搬送方向下流側に向かって順次小さくなるように配置している。
【００５６】
これは以下の理由による。上流側の押し付け部材９１ａは、排紙ローラ対８２からの距離が近いため、用紙５０の座屈剛性が高い状態で用紙と当接される。そのため、当接する角度φ（φa）を大きくしても用紙が蛇腹状に座屈することはない。むしろ、用紙５０の先端（下流端）には、前述したように定着ローラ１と加圧ローラ２のニップ形状による裏面方向の微小なカールが形成されており、用紙先端が押し付け部材９１aと当接する間口を広くする、すなわち当接角度φaを大きくすることで、用紙先端の微小カールによる耳折れを防止することが必要となる。これに対して、下流に行くに従い、用紙先端の微小カールは押し付け部材９１ａで矯正されるとともに、排紙ローラ対８２と押し付け部材９１ｂ、９１ｃの距離が長くなり、用紙の座屈剛性も低下するため、押し付け部材９１ｂ、９１ｃの当接角度を小さくし、用紙先端の押し付け部材との当接負荷を低減する必要がある。それゆえ、押し付け部材９１ａ、９１ｂ、９１ｃの取り付け角度をそれぞれφａ、φｂ、φｃとしたときに、φa＞φｂ＞φｃとしている。
【００５７】
また、用紙先端の押し付け部材９１との当接負荷を低減するために、下流に行くに従い、押し付け部材９１ａ、９１ｂ、９１ｃによる押圧力を低下させるようにしてもよい。
【００５８】
押し付け部材９１を、排紙トレイ９０の底壁９０ａの上面からの枢支軸９２の高さ位置を相違させることによって、その傾斜角度φを変更することができる。また、押し付け部材９１の底壁１１や側壁１２の厚さ寸法や材質等を変更することによって、押し付け部材９１による押圧力を変更することができる。
【００５９】
本発明では、用紙５０の下流部に形成されるカール部５０ａによって、搬送方向と直交する方向に対する剛性（用紙５０の幅方向の剛性）が向上して、トナーの収縮による円弧状のカール（用紙先端部におけるサイドカール）を防止することができる。また、排紙トレイにおいても用紙の側端部におけるサイドカール（用紙後端部におけるサイドカール）を防止できる。このため、用紙５０のスタック不良等の発生を抑えることができ、用紙５０を安定した状態で順次排紙トレイ９０に供給することができる。
【００６０】
β／θ＝０〜１の範囲に設定することによって、用紙先端（用紙下流部）を除き、用紙５０は加圧ローラ２側とは反対方向に矯正されることになる。すなわち、用紙先端部は加圧ローラ２側へのカールが形成されるとともに、用紙先端部（用紙下流部）以外の加圧ローラ２へ巻き付け方向のカールを除去できる。これにより、トナーの収縮による円弧状のカールを有効に防止できる。
【００６１】
α＝１０°〜２０°とすることによって、用紙先端部（用紙下流部）に対する負荷が低減でき、用紙５０の座屈や用紙ジャム（用紙が詰まってしまうこと）を防止できる。
【００６２】
各押し付け部材９１が枢支軸廻りに揺動可能に排紙トレイ９０に付設されるものでは、用紙５０の側端部におけるサイドカールを安定して防止できる。すなわち、べタ画像などトナーの収縮によって発生する用紙両側端の円弧状のサイドカールが排紙トレイ上で生じようとしても、押し付け部材９１によって妨げられ、サイドカールを安定して防止できる。
【００６３】
押し付け部材９１の傾斜角度が搬送方向下流側に向かって順次小さくなるように配置したり、用紙５０への押圧力が搬送方向下流側に向かって順次小さくなるように配置したりすることによって、下流側に向かって用紙先端部（用紙下流部）との当接負荷を小さくでき、用紙先端部（用紙下流部）のいわゆる耳折れや排紙ジャムを防止できる。
【００６４】
このように、本発明の電子写真装置では、定着ローラ１と加圧ローラ２の曲率ニップ形状に起因するカールを防止するとともに、ベタ画像などトナーの収縮による排紙トレイ９０上での用紙５０のサイドカールを防止することができる。
【００６５】
ところで、押し付け部材９１は用紙先端部（用紙下流部）と当接する一方、用紙５０と常に摺動するため、用紙５０との摺動負荷（摩擦力）を低減する必要がある。その負荷が大きいと用紙５０が蛇腹状に座屈したり、排紙トレイ９０上に用紙５０が搬送されない排紙ジャムが生じてしまうからである。
【００６６】
そのため、用紙押し付け部１５を摩擦低減材にて構成するようにしてもよい。この場合、底壁１１の底壁本体１１と第１傾斜部１１ｂとのコーナ部の表面、第１傾斜部１１ｂの表面、第１傾斜部１１ｂと第２傾斜部１１ｃとのコーナ部の表面に、フッ素コーティング等を施すようにすればよい。この場合、用紙押し付け部１５を円弧状（アール状）とするのが好ましい。なお、摩擦低減材として、フッ素樹脂に限るものではなく、他の摩擦係数が小さい種々の樹脂を用いることができ、この際、使用する環境（温度、用紙５０に対する押し付け力等）に応じて種々選択できる。
【００６７】
また、図５に示すように、押し付け部材９１の第１傾斜部１１ｂにころ部材９４を付設するようにしてもよい。このように、ころ部材９４を設けることによって、搬送される用紙５０上をころ部材９４が転動することになって、用紙５０との摺動負荷を低減できる。
【００６８】
このように、押し付け部材９１の用紙押し付け部１５にころ部材９４や摩擦低減材を用いることによって、用紙５０との摺動負荷を低減でき、用紙先端（用紙下流部）のいわゆる耳折れや排紙ジャムを防止できる。
【００６９】
なお、本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。本発明に係る画像形成装置は、電子写真複写機、レーザービームプリンタ、ファクシミリ装置等がある。
押し付け手段１０を構成する押し付け部材９１の数の増減は任意であり、配設ピッチとしても任意である。すなわち、押し付け部材９１を等ピッチで配設しても、ある決めたピッチ（任意の定ピッチ）で配設してもよい。
【００７０】
また、押し付け部材９１の形状も図例のものに限らず、用紙５０の両側端部５０ｂ、５０ｂを排紙トレイ９０の用紙受面９５に押し付けるとともに、用紙５０の下流側への搬送を許容するものであればよい。このため、自重で用紙を押さえるものではなく、弾性部材等の弾性力で押し付けるようなものであってもよい。なお、定着回転体４０として前記実施例では定着ローラ１であったが、定着ベルトであってもよく、また、加圧回転体４１として前記実施例では加圧ローラ２であったが、加圧ベルトであってもよい。
【符号の説明】
【００７１】
１０ 押し付け手段
４０ 定着回転体
４１ 加圧回転体
４５ 排出手段
５０ 用紙
５０ａ カール部
８１ ガイド部材
９０ 排紙トレイ
９１ 押し付け部材
９２ 枢支軸
９４ ころ部材
【先行技術文献】
【特許文献】
【００７２】
【特許文献１】特開２００２−２４９２７０号公報
【特許文献２】特開平３−１８２４５８号公報
【特許文献３】特開平４−２９８４５０号公報
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定着装置および電子写真装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ、ファクシミリ、これらを備えた複合機等の電子写真方式の画像形成装置は、一般的には、定着ローラとこの定着ローラに当接する加圧ローラを有する定着装置と、排出ローラと、この排出ローラと協働して用紙を機器外側へ送る従動ローラを有する排紙手段と、前記排出手段によって機器外へ排出された用紙を載置する排紙トレイとを備える。
【０００３】
排紙トレイに排出された用紙のなかには、カールが生じているものがある。カールは、定着ローラと加圧ローラとのニップ形状に起因するカールの他、定着装置にて受ける熱ストレスによって生じるカールがある。特に後者の場合、紙質あるいは雰囲気温度によって、用紙の両サイドから、排紙方向に対して直交する方向に円弧状になるカールが生じる。そのため、次に排紙トレイに排出される用紙の先端（下流端）が、先に排出されて円弧状にカールした用紙の後端（上流端）に当接する。これによって、先の用紙が排紙トレイから押し出される、いわゆる用紙のスタック不良が発生する。この現象は、特に、図９に示すように、用紙５０をそのトナー画像面２０を表にして排出するフェイスアップ排出の場合で、トナーの付着量が多く高黒化率の画像を出力した場合で顕著な問題となる。この図９はベタ画像を従来の定着装置で定着した場合の用紙カールの形態を示す。定着装置で加熱された後、トナーおよび用紙５０は冷やされると収縮するが、トナー樹脂の収縮が大きいため、平面状の用紙５０Ａが、矢印方向に円弧状にカールするカール用紙５０Ｂとなる。
【０００４】
ところで、定着装置は、図８に示すように、定着ローラ３１と加圧ローラ３２とを備える。定着ローラ３１は、芯金（鉄製）３１ａの上に、ゴム層３１ｂで被覆された弾性ローラである。加圧ローラ３２も芯金（鉄製）３２ａの上に、ゴム層３２ｂで被覆された弾性ローラである。また、定着ローラ３１には、ヒータ３５が内有されている。そして、用紙５０は、この定着装置よりも下流側に配設された排紙ローラ対３３（排紙駆動ローラ３３ａと従動ローラ３３ｂとからなる）の合流点Ｑ（排紙駆動ローラ３３ａと従動ローラ３３ｂとの接触点）に噛み込んで搬送される。また、加圧ローラ３２が定着ローラ３１よりも見かけ硬度が硬く設定されている。このため、加圧ローラ３２の弾性層よりも定着ローラ３１の弾性層が大きく弾性変形し、ニップ形状は加圧ローラ３２に対して巻き付き角度θで曲率ニップとなっている。そのため、そのままでは用紙５０は、加圧ローラ３２側すなわち裏面側にカールすることとなる。これが前記した定着ローラと加圧ローラとのニップ形状に起因するカールである。
【０００５】
このため、従来には、次の特許文献１から特許文献３に示すように用紙にカールを生じさせないようにしたものがある。特許文献１では、排出ローラ近傍に設けた押え部材によって用紙後部に接触させる構成としている。また、特許文献２では、排紙トレイに可動ガイドを設け、用紙先端が可動ガイドに突入する構成としている。さらには、特許文献３では、排出ローラと従動ローラと用紙を排出ローラと従動ローラとから排出された用紙の後端をトレイ側へ押圧する押圧部材を備えたものとしている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記各特許文献１から特許文献３に記載のものでは、トナー画像面を表面に排出するフェイスアップ排出に伴う用紙両側端部が円弧状に丸まるサイドカールについては防止できなかった。すなわち、特許文献１から特許文献３に記載のものでは、定着ローラと加圧ローラとの間から排出しながらカールを抑える構成のため、用紙の排出後のトナー層の収縮により、徐々に用紙両端が画像面側にカールしてくるフェイスアップのサイドカールが防止できないからである。
【０００７】
本発明は、斯かる事情に鑑み、用紙両端部が円弧状に丸まるサイドカールを防止できる定着装置および電子写真装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の定着装置は、用紙を機器外側へ送る排紙手段と、前記排出手段によって機器外へ排出された用紙を載置する排紙トレイとを備えた画像形成装置に用いる定着装置であって、定着回転体とこの定着回転体に当接する加圧回転体とを備え、定着回転体と加圧回転体で形成されるニップ形状が、搬送方向と直交する方向に対する剛性を大とするカール部を用紙下流部のみに形成する曲率ニップを有し、かつ、用紙の両側端部を前記画像形成装置の排紙トレイの用紙受面に押し付けるとともに、用紙の下流側への搬送を許容する押し付け手段を前記排紙トレイに設けたものである。
【０００９】
本発明の第１の定着装置によれば、用紙先端部（用紙下流部）に形成されるカール部によって、搬送方向と直交する方向に対する剛性（用紙の幅方向の剛性）が向上して、ベタ画像などのトナーの収縮による円弧状のカール（サイドカール）を防止することができる。また、排紙トレイにおいては、用紙の両側端部を押し付け手段にて押さえることができ、用紙の側端部におけるサイドカールを防止できる。
【００１０】
定着回転体と加圧回転体との間の入口点と加圧回転体の中心とを結ぶ線分と、定着回転体と加圧回転体との間の出口点と加圧回転体の中心とを結ぶ線分とが成す角度をθとし、前記出口点と排出手段における排出ローラと従動ローラが当接する点とを結ぶ線分と、前記出口点における加圧回転体の接線とが成す角度をβとするとき、β／θ＝０〜１の範囲になるように設定するのが好ましい。
【００１１】
このように設定することによって、ニップ出口点を支点にしてニップの巻き付き角度θとは反対方向に角度βで曲げられ、その結果、用紙先端（用紙下流）を除き、用紙は加圧ローラ側とは反対方向に矯正されることになる。
【００１２】
定着回転体と加圧回転体とが配置された部位から排出手段までの用紙の搬送を案内するガイド部材を備え、定着回転体と加圧回転体との間の出口点における加圧回転体の接線と、前記ガイド部材のガイド方向とが成す角度をαとしたときに、α＝１０°〜２０°とするのが好ましい。このように設定することによって、用紙先端（用紙下流）に対する負荷が低減できる。
【００１３】
前記押し付け手段は、用紙の両側端部に、それぞれ、搬送方向に沿って所定ピッチで配設される複数個の押し付け部材を有し、各押し付け部材を、用紙の搬送方向と直交する方向に沿って配設される枢支軸廻りに揺動可能に排紙トレイに付設したものが好ましい。
【００１４】
このように設定することによって、押し付け部材の自重によって用紙の側端部を押さえることができ、紙の側端部におけるサイドカールを安定して防止できる。
【００１５】
前記各押し付け部材は用紙に対して傾斜した状態で自重で押圧し、各押し付け部材を、その傾斜角度が搬送方向下流側に向かって順次小さくなるように配置することができる。このように設定することによって、下流側に向かって用紙先端部（用紙下流部）との当接負荷を小さくできる。
【００１６】
各押し付け部材を、用紙への押圧力が搬送方向下流側に向かって順次小さくなるように配置することができる。このように設定することによっても、下流側に向かって用紙先端（用紙下流部）との当接負荷を小さくできる。
【００１７】
前記各押し付け部材は、その用紙押し付け部が用紙に対して転動するころ部材にて構成されたものが好ましい。このように、用紙押し付け部がころ部材にて構成されれば、用紙との摺動負荷を低減できる。
【００１８】
前記各押し付け部材の用紙押し付け部が摩擦低減材にて構成されたものであってもよい。このようなものであっても、用紙との摺動負荷を低減できる。
【００１９】
本発明の電子写真装置は、前記定着装置を有するものである。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の定着装置では、トナーの収縮による円弧状のカール（用紙先端部におけるサイドカール）を防止することができ、また、排紙トレイにおいては用紙の側端部におけるサイドカール（用紙後端部におけるサイドカール）を防止できる。このため、用紙のスタック不良等の発生を抑えることができ、用紙を安定した状態で順次排紙トレイに供給することができる。
【００２１】
β／θ＝０〜１の範囲になるように設定することによって、用紙先端部（用紙下流部）には加圧ローラ側へのカールが形成されるとともに、用紙先端部以外の加圧ローラへ巻き付け方向のカールを除去できる。これにより、トナーの収縮による円弧状のカール（サイドカール）を有効に防止できる。
【００２２】
α＝１０°〜２０°とすることによって、用紙先端部（用紙下流部）に対する負荷が低減でき、用紙の座屈や用紙ジャム（用紙が詰まってしまうこと）を防止できる。
【００２３】
各押し付け部材が枢支軸廻りに揺動可能に排紙トレイに付設されるものでは、紙の側端部におけるサイドカールを安定して防止できる。すなわち、べタ画像などトナーの収縮によって発生する用紙両側端の円弧状のサイドカールが排紙トレイ上で生じようとしても、押し付け部材によって妨げられ、サイドカールを安定して防止できる。
【００２４】
押し付け部材の傾斜角度が搬送方向下流側に向かって順次小さくなるように配置したり、用紙への押圧力が搬送方向下流側に向かって順次小さくなるように配置したりすることによって、下流側に向かって用紙先端部（用紙下流部）との当接負荷を小さくでき、用紙先端部（用紙下流部）のいわゆる耳折れや排紙ジャムを防止できる。
【００２５】
押し付け部材の用紙押し付け部にころ部材や摩擦低減材を用いることによって、用紙との摺動負荷を低減でき、用紙先端のいわゆる耳折れや排紙ジャムを防止できる。
【００２６】
本発明の電子写真装置では、定着ローラと加圧ローラの曲率ニップ形状に起因するカールを防止するとともに、ベタ画像などトナーの収縮による排紙トレイ上での用紙のサイドカールを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の定着装置の簡略図である。
【図２】前記図１に示す定着装置を用いた電子写真装置の全体簡略図である。
【図３】前記図１に示す定着装置において用紙が搬送されている状態を示す要部簡略図である。
【図４】前記電子写真装置の排紙トレイの斜視図である。
【図５】押し付け部材の変形例を示す簡略図である。
【図６】カール部が形成された状態の用紙を示す斜視図である。
【図７】カール部が形成された状態であって、ベタ画像を定着した用紙を示す斜視図である。
【図８】従来の定着装置の簡略図である。
【図９】ベタ画像を従来の定着装置で定着させた場合の用紙がカールしていく状態を示す簡略斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、図に示す実施例による本発明を実施するための形態を説明する。
【実施例】
【００２９】
図２は本発明の一実施形態における画像形成装置の概略構成図である。この場合の画像形成装置は、カラー電子写真装置であって、機枠体（画像形成装置本体）の内部に、プロセス手段を内蔵する画像形成部５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄが横方向に配置されている。各画像形成部５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄの下部にはベルト搬送ローラ６１，６２が配設され、これらのローラ６１，６２に無端状の転写ベルト６０が掛け渡されている。転写ベルト６０は、駆動モータ（図示省略）により搬送ローラを矢印Ａ１方向に回転させることによって、駆動される。
【００３０】
転写ベルト６０の下方には用紙カセット７０が配置され、この用紙カセット７０には被記録材である用紙５０（図４等参照）が収納される。用紙カセット７０に収納された用紙５０は、給紙ローラ７１によりこの用紙カセット７０から搬出される。また、給紙ローラ７１と転写ベルト６０との間にはレジストローラ対７２と、搬送ローラ対７３とが配設されている。用紙カセット７０から搬出された用紙は、レジストローラ対７２によって斜行が補正される。搬送ローラ対７３は、画像形成部５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄと同期どりを行って転写ベルト６０上に搬送する。
【００３１】
画像形成部５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄは、像担持体である感光体ドラム５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄ（矢印Ｂ方向に回転する）を有し、その周囲にプロセス手段を構成する帯電ローラ５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、５３ｄと、現像ローラ５４ａ、５４ｂ、５４ｃ、５４ｄと、クリーニングブレード５５ａ、５５ｂ、５５ｃ、５５ｄとが夫々設けられている。また、感光体ドラム５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄの上方には、露光手段であるＬＥＤ５６ａ、５６ｂ、５６ｃ、５６ｄが夫々設けられている。感光体ドラム５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄの下方には、転写ベルト６０を介して用紙を各々の感光体ドラム５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄに押し当てる転写ローラ６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、６４ｄが設けられている。
【００３２】
帯電ローラ５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、５３ｄは、感光体ドラム５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄを露光するに先立って、感光体ドラム表面を均一に帯電するものであり、現像ローラ５４ａ、５４ｂ、５４ｃ、５４ｄは、露光されてドラム表面に形成された静電潜像にブラック、シアン、マゼンタ、イエローの各色トナーを付着させて可視画像化するものである。また、転写ローラ６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、６４ｄは、感光体ドラム５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄに形成されたトナー像を用紙に転写させるものであり、クリーニングブレード５５ａ、５５ｂ、５５ｃ、５５ｄは画像転写後にドラム面に付着している残留トナーを除去するものである。
【００３３】
画像形成部５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄの下流側には、定着装置８０が配置されている。定着装置８０は、用紙５０に転写された転写画像を定着させるためのものであって、定着回転体４０としての定着ローラ（加熱ローラ）１と、これに圧接する加圧回転体４１としての加圧ローラ２とを備える。定着ローラ１は、内部に加熱手段としてのヒータ５を有する（図１参照）。
【００３４】
図１と図３に示すように、定着ローラ１は、芯金（鉄製）１ａの上に、ゴム層１ｂで被覆された弾性ローラであって、その表面にはトナーとの離型性を確保するためPFA（四弗化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）等が被覆されている。なお、芯金１ａは例えば厚さ0.5ｍｍのパイプから構成され、ゴム層１ｂは、例えば厚さ１．５ｍｍでＪＩＳ硬度２０度のシリコーンゴムにて構成される。そして、定着ローラ１の外径としては例えば２５ｍｍとされる。PFA層は厚さが例えば３０μｍとされる。
【００３５】
定着ローラ１の表面の見せかけ硬度はアスカーＣ硬度計で７６度としている。そして、この定着ローラ１の内部のヒータ５の熱によって、トナーを溶融する。また、この定着ローラ１が図示省略の駆動手段によってその軸心廻りに矢印Ａ方向に回転する。
【００３６】
加圧ローラ２は、芯金（鉄製）２ａの上にゴム層２ｂで被覆された弾性ローラであり、その表面にはトナーとの離型性を確保するためPFA（四弗化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）等が被覆されている。芯金２ａは例えば厚さ１．５ｍｍのパイプから構成され、ゴム層２ｂは、例えば厚さ０．８ｍｍでＪＩＳ硬度２３度のシリコーンゴムにて構成される。加圧ローラ２の外径としては例えば２０ｍｍとされる。PFA層は厚さが例えば３０μｍとされる。
【００３７】
加圧ローラ２の表面の見かけ硬度はアスカーＣ硬度計で８０度としている。このため、加圧ローラ２の表面の見かけ硬度を定着ローラ１の表面の見かけ硬度よりも硬くしている。
【００３８】
加圧ローラ２は、図示しないバネ等の弾性部材により、所定の押圧荷重（例えば荷重１５０Ｎ）で定着ローラ１へ押圧され、ニップ部ｈ（例えば幅３．５ｍｍ）を形成している。また、加圧ローラ２が定着ローラ１よりも見かけ硬度が硬いため、加圧ローラ２の弾性層２ｂよりも定着ローラ１の弾性層１ｂが大きく弾性変形し、ニップ形状は加圧ローラ２に対して巻き付き角度θ（＝１６°）で曲率ニップ形状となる。これにより接線ｍの方向へ用紙を加圧ローラ側に排出させる構成となっている。なお、この接線ｍは、加圧ローラ２のニップ部ｈの剥離点（ニップ出口）Ｐにおける接線である。
【００３９】
加熱ローラ（定着ローラ）１と加圧ローラ２が配設される定着部位よりも下流側には、排紙手段４５を構成する排紙ローラ対８２が配設されるとともに、この排紙ローラ対８２と定着部位との間にガイド部材８１が配設されている。
【００４０】
排紙ローラ対８２は、排紙駆動ローラ８２ａと従動回転する従動ローラ８２ｂから成り、排紙駆動ローラ８２ａと従動ローラ８２ｂとの接触点Ｑと、ニップ部ｈの出口点Ｐすなわち用紙が加圧ローラ２と剥離する点とを結ぶ線分ｎとした場合、この線分ｎと加圧ローラ２の接線ｍとが成す角度βを形成するよう排紙ローラ対８２を配置する構成としている。
【００４１】
ニップ部ｈの曲率θは、定着ローラ１と加圧ローラ２との間の入口点Ｐ１と加圧ローラ２の中心Ｏ２とを結ぶ線分Ｌ１と、定着ローラ１と加圧ローラ２との間の出口点Ｐと加圧ローラ２の中心Ｏ２とを結ぶ線分Ｌ２とが成す角度である。
【００４２】
ガイド部材８１は、定着後の用紙を排紙ローラ対８２へ案内するガイドであり、用紙が加圧ローラ２と剥離する点Ｐにおける加圧ローラ２の接線ｍに対して角度αにて配置している。この角度αが大きいと用紙先端が座屈したりあるいは用紙ジャムが発生するため、角度αは１０°〜２０°の範囲にする必要があり、本実施例では１５°としている。
【００４３】
図３において、軌跡Ｓはニップ出口点Ｐから用紙先端がガイド部材８１に到達した状態、軌跡Ｕは用紙５０が排紙ローラ対８２のＱ点に噛みこんで搬送される状態、軌跡Ｔは軌跡Ｓと軌跡Ｕの中間の状態で用紙先端がガイド部材８１にそって移動していく状態を示している。
【００４４】
加圧ローラ２が定着ローラ１よりも見かけ硬度が硬いため、加圧ローラ２の弾性層２ｂよりも定着ローラ１の弾性層１ｂが大きく弾性変形し、ニップ形状は加圧ローラ２に対して巻き付き角度θで曲率ニップとなっている。そのため、そのままでは用紙５０は、加圧ローラ２側すなわち裏面側にカールすることとなる。
【００４５】
そこで本発明では、ニップ出口点Ｐにおける加圧ローラの接線ｍに対して、ガイド部材８１を角度αで配置するとともに、ニップ部ｈの出口点Ｐと排紙ローラ対８２の接触点Ｑを結ぶ線分ｎが角度βを形成するよう、排紙ローラ対８２を配置している。この構成により、ニップ部ｈから搬送された用紙５０は、ガイド部材８１および排紙ローラ対８２によって、ニップ出口点Ｐを支点にしてニップの巻き付き角度θとは反対方向に、図中矢印Ｃ方向に角度βで曲げられる。その結果、用紙は加圧ローラ２側とは反対方向に矯正されることとなり、ニップ部ｈで生じるカール、すなわち加圧ローラ２へ巻き付き方向のカールが除去できる構成となっている。
【００４６】
角度βをニップ部巻き付き角度θよりも大きくすると、用紙先端のカールがトナー面側すなわち定着ローラ側にカールすることとなり、その結果、ニップ出口近傍で溶融したトナーが定着ローラ１に付着する高温オフセットが生じる不具合が発生することとなる。そのため、角度βはニップ巻き付き角度θよりも大きくすることは好ましくなく、β／θ＝０〜１の範囲に設定することが好ましい。本実施例では、ニップ巻き付き角度１６°に対してβ＝９．５°、β／θ＝０．６としている。
【００４７】
ところで、ガイド部材８１に用紙先端（用紙下流端）が当接する軌跡Ｓに対応する部分は角度β方向に矯正されないため、図６および図７に示すように用紙先端部（用紙下流部）のみ加圧ローラ２側へのカール、すなわち裏面カール（カール部５０ａ）が範囲Ｈで残ることになる。しかしながら、用紙先端部のみであるため、カール量は高々５ｍｍ程度であり、ほとんど問題ないレベルである。むしろ以下に述べるベタ画像などトナーの収縮による円筒状のカール（サイドカール）を防止するために効果がある。つまり、用紙先端部（用紙下流部）に形成されるカール部５０ａは、用紙裏面側のカールによって用紙５０の幅方向の剛性が向上するため、トナーの収縮による円弧状のカールを防止でき、図９に示すようなカール用紙５０Ｂを形成させない効果がある。なお、図６は排紙トレイ９０がある場合を示し、図７は排紙トレイ９０が無い場合を示している。図７において、２０はトナー画像面を示している。
【００４８】
排紙ローラ対８２よりも下流側には、排紙トレイ９０は配置される。この排紙トレイ９０は、図４に示すように、底壁９０ａと、この底壁９０ａの相対向する側辺から立設される側壁９０ｂ，９０ｂと、この底壁９０ａの先端（下流端）の中央に立設されるリブ（ストッパ）９３とを備える。なお、この排紙トレイ９０は、図１に示すように、上流側から下流側に向かって上昇するように傾斜している。
【００４９】
排紙トレイ９０には、用紙５０の両側端部５０ｂ，５０ｂをこの排紙トレイ９０の用紙受面（底壁９０ａの上面）９５に押し付ける押し付け手段１０が設けられている。押し付け手段１０は、用紙５０の両側端部５０ｂ，５０ｂに、それぞれ、搬送方向に沿って所定ピッチで配設される複数個の押し付け部材９１を有する。図例では、押し付け部材９１は、各側壁１２に沿って３個ずつ配設されている。
【００５０】
押し付け部材９１は、図１と図４に示すように、底壁１１と、一対の側壁１２，１２とからなる揺動ブロック１３を備える。底壁１１は、底壁本体１１ａと、この底壁本体１１ａの下端に連設される第１傾斜部１１ｂと、この第１傾斜部１１ｂの先端に連設される第２傾斜部１１ｃとからなる断面略しの字状体にて構成される。
【００５１】
また、押し付け部材９１は、用紙５０の搬送方向Ｘ（図４参照）と直交する方向に沿って配設される枢支軸９２廻りに揺動可能に排紙トレイ９０の側壁１２に付設される。このため、各押し付け部材９１は、図１に示すように、枢支軸９２を中心に矢印Ｂ１、Ｂ２のように揺動する。
【００５２】
したがって、押し付け部材９１は、底壁１１の底壁本体１１ａと第１傾斜部１１ｂとのコーナ部、第１傾斜部１１ｂ、第１傾斜部１１ｂと第２傾斜部１１ｃとのコーナ部が用紙押し付け部１５となる。すなわち、排紙ローラ対８２から搬送された用紙５０に対して、押し付け部材９１は、その排紙トレイ９０に供給された際に、その自重で用紙の側端部を排紙トレイ９０の底壁側に押し付ける。
【００５３】
このため、排紙ローラ対８２の搬送力によって排紙トレイ９０に排出される用紙５０は、先ず上流側の押し付け部材９１ａにおける底壁１１に当接し、押し付け部材９１ａを回転させて、押し付け部材９１ａを矢印Ｂ１方向に押し上げる。一方、用紙５０には、押し付け部材９１aの自重によって排紙トレイ９０の底面へ押し付ける力が生じる。この自重は用紙５０の矢印Ｘ方向の搬送を許容するものである。用紙５０は排紙トレイ９０に搬送されるに従い、順次押し付け部材９１ｂ、９１ｃに当接し、排紙ローラ対８２から用紙後端（用紙上流端）が抜けることになり、各押し付け部材９１ａ、９１ｂ、９１ｃの自重により、排紙トレイ９０の底壁９０ａに押さえつけられることとなる。
【００５４】
その結果、ベタ画像などトナーの収縮によって発生する用紙両側端の円弧状のサイドカールが排紙トレイ９０上で生じようとしても、押し付け部材９１ａ、９１ｂ、９１ｃによって妨げられ、サイドカールが防止できる。一方、排紙トレイ先端部には用紙先端が当接する位置にリブ９３を設けており、先に排紙されて排紙トレイ９０上にある用紙５０にそって、次の用紙５０が搬送されてきても、用紙５０と用紙５０の摩擦によって、先の用紙５０が連れ出されることを防止している。
【００５５】
ところで、本発明では、押し付け部材９１を、その傾斜角度φ（排紙トレイ９０の底壁９０ａの上面と押し付け部材９１の底壁１１の底壁本体１１ａとがなす角度）が搬送方向下流側に向かって順次小さくなるように配置している。
【００５６】
これは以下の理由による。上流側の押し付け部材９１ａは、排紙ローラ対８２からの距離が近いため、用紙５０の座屈剛性が高い状態で用紙と当接される。そのため、当接する角度φ（φa）を大きくしても用紙が蛇腹状に座屈することはない。むしろ、用紙５０の先端（下流端）には、前述したように定着ローラ１と加圧ローラ２のニップ形状による裏面方向の微小なカールが形成されており、用紙先端が押し付け部材９１aと当接する間口を広くする、すなわち当接角度φaを大きくすることで、用紙先端の微小カールによる耳折れを防止することが必要となる。これに対して、下流に行くに従い、用紙先端の微小カールは押し付け部材９１ａで矯正されるとともに、排紙ローラ対８２と押し付け部材９１ｂ、９１ｃの距離が長くなり、用紙の座屈剛性も低下するため、押し付け部材９１ｂ、９１ｃの当接角度を小さくし、用紙先端の押し付け部材との当接負荷を低減する必要がある。それゆえ、押し付け部材９１ａ、９１ｂ、９１ｃの取り付け角度をそれぞれφａ、φｂ、φｃとしたときに、φa＞φｂ＞φｃとしている。
【００５７】
また、用紙先端の押し付け部材９１との当接負荷を低減するために、下流に行くに従い、押し付け部材９１ａ、９１ｂ、９１ｃによる押圧力を低下させるようにしてもよい。
【００５８】
押し付け部材９１を、排紙トレイ９０の底壁９０ａの上面からの枢支軸９２の高さ位置を相違させることによって、その傾斜角度φを変更することができる。また、押し付け部材９１の底壁１１や側壁１２の厚さ寸法や材質等を変更することによって、押し付け部材９１による押圧力を変更することができる。
【００５９】
本発明では、用紙５０の下流部に形成されるカール部５０ａによって、搬送方向と直交する方向に対する剛性（用紙５０の幅方向の剛性）が向上して、トナーの収縮による円弧状のカール（用紙先端部におけるサイドカール）を防止することができる。また、排紙トレイにおいても用紙の側端部におけるサイドカール（用紙後端部におけるサイドカール）を防止できる。このため、用紙５０のスタック不良等の発生を抑えることができ、用紙５０を安定した状態で順次排紙トレイ９０に供給することができる。
【００６０】
β／θ＝０〜１の範囲に設定することによって、用紙先端（用紙下流部）を除き、用紙５０は加圧ローラ２側とは反対方向に矯正されることになる。すなわち、用紙先端部は加圧ローラ２側へのカールが形成されるとともに、用紙先端部（用紙下流部）以外の加圧ローラ２へ巻き付け方向のカールを除去できる。これにより、トナーの収縮による円弧状のカールを有効に防止できる。
【００６１】
α＝１０°〜２０°とすることによって、用紙先端部（用紙下流部）に対する負荷が低減でき、用紙５０の座屈や用紙ジャム（用紙が詰まってしまうこと）を防止できる。
【００６２】
各押し付け部材９１が枢支軸廻りに揺動可能に排紙トレイ９０に付設されるものでは、用紙５０の側端部におけるサイドカールを安定して防止できる。すなわち、べタ画像などトナーの収縮によって発生する用紙両側端の円弧状のサイドカールが排紙トレイ上で生じようとしても、押し付け部材９１によって妨げられ、サイドカールを安定して防止できる。
【００６３】
押し付け部材９１の傾斜角度が搬送方向下流側に向かって順次小さくなるように配置したり、用紙５０への押圧力が搬送方向下流側に向かって順次小さくなるように配置したりすることによって、下流側に向かって用紙先端部（用紙下流部）との当接負荷を小さくでき、用紙先端部（用紙下流部）のいわゆる耳折れや排紙ジャムを防止できる。
【００６４】
このように、本発明の電子写真装置では、定着ローラ１と加圧ローラ２の曲率ニップ形状に起因するカールを防止するとともに、ベタ画像などトナーの収縮による排紙トレイ９０上での用紙５０のサイドカールを防止することができる。
【００６５】
ところで、押し付け部材９１は用紙先端部（用紙下流部）と当接する一方、用紙５０と常に摺動するため、用紙５０との摺動負荷（摩擦力）を低減する必要がある。その負荷が大きいと用紙５０が蛇腹状に座屈したり、排紙トレイ９０上に用紙５０が搬送されない排紙ジャムが生じてしまうからである。
【００６６】
そのため、用紙押し付け部１５を摩擦低減材にて構成するようにしてもよい。この場合、底壁１１の底壁本体１１と第１傾斜部１１ｂとのコーナ部の表面、第１傾斜部１１ｂの表面、第１傾斜部１１ｂと第２傾斜部１１ｃとのコーナ部の表面に、フッ素コーティング等を施すようにすればよい。この場合、用紙押し付け部１５を円弧状（アール状）とするのが好ましい。なお、摩擦低減材として、フッ素樹脂に限るものではなく、他の摩擦係数が小さい種々の樹脂を用いることができ、この際、使用する環境（温度、用紙５０に対する押し付け力等）に応じて種々選択できる。
【００６７】
また、図５に示すように、押し付け部材９１の第１傾斜部１１ｂにころ部材９４を付設するようにしてもよい。このように、ころ部材９４を設けることによって、搬送される用紙５０上をころ部材９４が転動することになって、用紙５０との摺動負荷を低減できる。
【００６８】
このように、押し付け部材９１の用紙押し付け部１５にころ部材９４や摩擦低減材を用いることによって、用紙５０との摺動負荷を低減でき、用紙先端（用紙下流部）のいわゆる耳折れや排紙ジャムを防止できる。
【００６９】
なお、本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。本発明に係る画像形成装置は、電子写真複写機、レーザービームプリンタ、ファクシミリ装置等がある。
押し付け手段１０を構成する押し付け部材９１の数の増減は任意であり、配設ピッチとしても任意である。すなわち、押し付け部材９１を等ピッチで配設しても、ある決めたピッチ（任意の定ピッチ）で配設してもよい。
【００７０】
また、押し付け部材９１の形状も図例のものに限らず、用紙５０の両側端部５０ｂ、５０ｂを排紙トレイ９０の用紙受面９５に押し付けるとともに、用紙５０の下流側への搬送を許容するものであればよい。このため、自重で用紙を押さえるものではなく、弾性部材等の弾性力で押し付けるようなものであってもよい。なお、定着回転体４０として前記実施例では定着ローラ１であったが、定着ベルトであってもよく、また、加圧回転体４１として前記実施例では加圧ローラ２であったが、加圧ベルトであってもよい。
【符号の説明】
【００７１】
１０ 押し付け手段
４０ 定着回転体
４１ 加圧回転体
４５ 排出手段
５０ 用紙
５０ａ カール部
８１ ガイド部材
９０ 排紙トレイ
９１ 押し付け部材
９２ 枢支軸
９４ ころ部材
【先行技術文献】
【特許文献】
【００７２】
【特許文献１】特開２００２−２４９２７０号公報
【特許文献２】特開平３−１８２４５８号公報
【特許文献３】特開平４−２９８４５０号公報
【特許請求の範囲】
【請求項１】
用紙を機器外側へ送る排紙手段と、前記排出手段によって機器外へ排出された用紙を載置する排紙トレイとを備えた画像形成装置に用いる定着装置であって、
定着回転体とこの定着回転体に当接する加圧回転体とを備え、定着回転体と加圧回転体で形成されるニップ形状が、搬送方向と直交する方向に対する剛性を大とするカール部を用紙下流部のみに形成する曲率ニップを有し、かつ、用紙の両側端部を前記画像形成装置の排紙トレイの用紙受面に押し付けるとともに、用紙の下流側への搬送を許容する押し付け手段を前記排紙トレイに設けたことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
定着回転体と加圧回転体との間の入口点と加圧回転体の中心とを結ぶ線分と、定着回転体と加圧回転体との間の出口点と加圧回転体の中心とを結ぶ線分とが成す角度をθとし、前記出口点と排出手段における排出ローラと従動ローラが当接する点とを結ぶ線分と、前記出口点における加圧回転体の接線とが成す角度をβとするとき、β／θ＝０〜１の範囲になるように設定したことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
定着回転体と加圧回転体とが配置された部位から排出手段までの用紙の搬送を案内するガイド部材を備え、定着回転体と加圧回転体との間の出口点における加圧回転体の接線と、前記ガイド部材のガイド方向とが成す角度をαとしたときに、α＝１０°〜２０°としたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記押し付け手段は、用紙の両側端部に、それぞれ、搬送方向に沿って所定ピッチで配設される複数個の押し付け部材を有し、各押し付け部材を、用紙の搬送方向と直交する方向に沿って配設される枢支軸廻りに揺動可能に排紙トレイに付設したことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項５】
前記各押し付け部材は用紙に対して傾斜した状態で自重で押圧し、各押し付け部材を、その傾斜角度が搬送方向下流側に向かって順次小さくなるように配置したことを特徴とする請求項４に記載の定着装置。
【請求項６】
各押し付け部材を、用紙への押圧力が搬送方向下流側に向かって順次小さくなるように配置したことを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の定着装置。
【請求項７】
前記各押し付け部材は、その用紙押し付け部が用紙に対して転動するころ部材にて構成されたことを特徴とする請求項４〜請求項６のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項８】
前記各押し付け部材は、その用紙押し付け部が摩擦低減材にて構成されたことを特徴とする請求項４〜請求項６のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項９】
請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載の定着装置を有することを特徴とする電子写真装置。
【請求項１】
用紙を機器外側へ送る排紙手段と、前記排出手段によって機器外へ排出された用紙を載置する排紙トレイとを備えた画像形成装置に用いる定着装置であって、
定着回転体とこの定着回転体に当接する加圧回転体とを備え、定着回転体と加圧回転体で形成されるニップ形状が、搬送方向と直交する方向に対する剛性を大とするカール部を用紙下流部のみに形成する曲率ニップを有し、かつ、用紙の両側端部を前記画像形成装置の排紙トレイの用紙受面に押し付けるとともに、用紙の下流側への搬送を許容する押し付け手段を前記排紙トレイに設けたことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
定着回転体と加圧回転体との間の入口点と加圧回転体の中心とを結ぶ線分と、定着回転体と加圧回転体との間の出口点と加圧回転体の中心とを結ぶ線分とが成す角度をθとし、前記出口点と排出手段における排出ローラと従動ローラが当接する点とを結ぶ線分と、前記出口点における加圧回転体の接線とが成す角度をβとするとき、β／θ＝０〜１の範囲になるように設定したことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
定着回転体と加圧回転体とが配置された部位から排出手段までの用紙の搬送を案内するガイド部材を備え、定着回転体と加圧回転体との間の出口点における加圧回転体の接線と、前記ガイド部材のガイド方向とが成す角度をαとしたときに、α＝１０°〜２０°としたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記押し付け手段は、用紙の両側端部に、それぞれ、搬送方向に沿って所定ピッチで配設される複数個の押し付け部材を有し、各押し付け部材を、用紙の搬送方向と直交する方向に沿って配設される枢支軸廻りに揺動可能に排紙トレイに付設したことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項５】
前記各押し付け部材は用紙に対して傾斜した状態で自重で押圧し、各押し付け部材を、その傾斜角度が搬送方向下流側に向かって順次小さくなるように配置したことを特徴とする請求項４に記載の定着装置。
【請求項６】
各押し付け部材を、用紙への押圧力が搬送方向下流側に向かって順次小さくなるように配置したことを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の定着装置。
【請求項７】
前記各押し付け部材は、その用紙押し付け部が用紙に対して転動するころ部材にて構成されたことを特徴とする請求項４〜請求項６のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項８】
前記各押し付け部材は、その用紙押し付け部が摩擦低減材にて構成されたことを特徴とする請求項４〜請求項６のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項９】
請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載の定着装置を有することを特徴とする電子写真装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−１３３７９４（Ｐ２０１１−１３３７９４Ａ）
【公開日】平成２３年７月７日（２０１１．７．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２９５０４９（Ｐ２００９−２９５０４９）
【出願日】平成２１年１２月２５日（２００９．１２．２５）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年７月７日（２０１１．７．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月２５日（２００９．１２．２５）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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