JP2001305896A - 画像形成装置 - Google Patents

画像形成装置

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JP2001305896A
JP2001305896A JP2000117664A JP2000117664A JP2001305896A JP 2001305896 A JP2001305896 A JP 2001305896A JP 2000117664 A JP2000117664 A JP 2000117664A JP 2000117664 A JP2000117664 A JP 2000117664A JP 2001305896 A JP2001305896 A JP 2001305896A
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JP2000117664A
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English (en)
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Jun Yura
純 由良
Takashi Fujita
貴史 藤田
Hirokazu Ikegami
廣和 池上
Atsushi Nakato
淳 中藤
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 加熱定着ローラの受電部材と給電部材との導
通を安定にできる画像形成装置を提供する。 【解決手段】 回転駆動する加熱定着ローラ33を用い
る定着装置31を備え、加熱定着ローラ33は、通電に
より発熱する抵抗発熱層71と、定着加熱ローラ33の
端部に設けられ且つ抵抗発熱層71と導通している受電
部材75aと、加熱定着ローラ33の軸線方向の外側か
ら受電部材75aに向けて圧接された給電部材77aと
を備え、加熱定着ローラ33の回転により受電部材75
aと給電部材77aとが摺動する画像形成装置1におい
て、受電部材75a及び給電部材77aの摺動面に、摺
動面の縁から縁に亘って溝82、83が形成されてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、プリン
タ、ファクシミリ等の画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画
像形成装置における定着装置は、用紙上の未定着画像を
熱により定着する加熱定着ローラを有している。加熱定
着ローラは、内蔵されたハロゲンランプ等の発熱ヒータ
により加熱されていた(ハロゲンヒータ加熱方式)。近
年、省エネの規制が制定されつつあり、消費電力を低減
する必要性がでてきているため、画像形成装置の待機時
には、定着設定温度を下げたり、加熱定着ローラの加熱
を停止したりしている。
【0003】このため、駆動時において、加熱定着ロー
ラをより早く加熱できるものが望まれており、加熱定着
ローラの外周面或いは内周面に通電により発熱する抵抗
発熱層を設ける方式が採用されるようになっている。こ
の方式を採用することにより、ハロゲンヒータ加熱方式
に比べ、熱効率が10%〜30%程度向上し、ユーザを
長時間待たせなくて済むようになる。
【0004】抵抗発熱層を用いた加熱定着ローラとして
は、図11に示すように、加熱定着ローラの両端部に、
抵抗発熱層と導通する受電部材100を設け、この受電
部材100の周面に、給電部材101を、ばねにより押
しつけているものがある。このような構成で、給電部材
101が、加熱定着ローラと一緒に回転する受電部材1
00に対して摺動しながら、給電を行っている。
【0005】これら受電部材100と給電部材101の
摺動面は、常に良好な接触状態にあることが望ましく、
接触不良になると接触抵抗が大きくなり摺動面の温度上
昇が大きくなってしまい、受電部材と給電部材との導通
状態が安定し難くなる虞がある。従って、給電部材10
1には、硬度の低い銅カーボンブラシなどを用いること
により、摺動面にカーボン皮膜を形成し、摺動面におけ
る接触抵抗を小さく且つ安定にさせて通電を行ってい
る。
【0006】しかし、上述のように給電部材101を、
回転する受電部材100の周面に圧接すると、摺動面に
大きな摩擦がかかり、給電部材101が磨耗することに
より、給電部材101と受電部材101との間に、磨耗
粉103が発生する。この磨耗粉103は、給電部材1
01の回転により、受電部材100と給電部材101と
の間から掃出され、受電部材100の周面に付着してし
まう。受電部材100の周面に付着した磨耗粉103
は、用紙に付着することがあり、これによって画像不良
が発生してしまうという不都合があった。
【0007】これに対し、特開平10−312128号
公報、及び特開平10−247029号公報には、図1
2に示すように、受電部材100と給電部材101と
を、加熱定着ローラの軸線方向に沿って配置し、受電部
材100の回転中心に向けて給電部材101を圧接する
技術が開示されている。
【0008】即ち、給電部材101を受電部材100の
周面に接触させないことにより、磨耗粉103が受電部
材100の周面に付着するのを防止するとともに、摺動
面の抵抗を小さくして磨耗粉の発生を低減している。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した技術
では、受電部材100及び給電部材101は、同心状に
配置されているため、摺動摩擦によって受電部材100
と給電部材101との間に生じた磨耗粉103が、受電
部材100と給電部材101との間から掃出され難くな
り、そのまま蓄積されてしまうことがある。
【0010】磨耗粉103が、受電部材100と給電部
材101との間に蓄積されると、図12に示すように、
厚い磨耗粉103の層ができてしまうため、摺動面の接
触抵抗が極端に大きくなるので、摺動面の温度上昇が大
きくなってしまい、受電部材100と給電部材101と
の導通が安定し難くなるという課題がある。
【0011】そこで、本発明は、加熱定着ローラの受電
部材と給電部材との導通を安定にできる画像形成装置を
提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、回転駆動する加熱定着ローラを用いる定着装置を備
え、加熱定着ローラは、通電により発熱する発熱層と、
加熱定着ローラの端部に設けられ且つ発熱層と導通して
いる受電部材と、加熱定着ローラの軸線方向の外側から
受電部材に向けて圧接された給電部材とを備え、加熱定
着ローラの回転により受電部材と給電部材とが摺動する
画像形成装置において、受電部材及び給電部材の少なく
とも一方の摺動面に、摺動面の縁から縁に亘って溝条が
形成されていることを特徴とする。
【0013】この請求項1に記載の発明では、駆動時に
おいて、給電部材及び受電部材を介して発熱層に通電を
行うと、発熱層が発熱して加熱定着ローラを加熱する。
加熱された加熱定着ローラは、回転しつつ未定着画像を
加熱定着する。このとき、加熱定着ローラと一緒に受電
部材が回転し、受電部材と給電部材とが摺動する。受電
部材と給電部材との摺動により、受電部材と給電部材と
の間に磨耗粉が発生するが、この磨耗粉は、摺動面に形
成された溝条を通って摺動面の縁から掃き出されること
により、磨耗粉が受電部材と給電部材との間から除去さ
れるので、受電部材と給電部材との間に磨耗粉が蓄積さ
れ難くなる。
【0014】受電部材と給電部材との間に磨耗粉が蓄積
され難くなるので、受電部材と給電部材との接触状態を
安定した状態に維持することができ、受電部材と給電部
材とを安定して導通することができる。また、受電部材
と給電部材との間に磨耗粉が蓄積されにくいことによ
り、磨耗粉が受電部材及び給電部材を削ることを防止で
きるので、摺動面における温度上昇を抑えることがで
き、磨耗粉の発生をも低減できる。従って、受電部材及
び給電部材の寿命を延ばすことができる。
【0015】請求項2に記載の発明は、請求項1に記載
の発明において、給電部材に形成された溝条は、重力方
向に沿って形成されていることを特徴とする。
【0016】この請求項2に記載の発明では、請求項1
に記載の発明と同様な作用効果を奏するとともに、給電
部材の溝条が重力方向に沿って形成されていることによ
り、摺動面で発生した磨耗粉が自重で落下するので、受
電部材と給電部材との間から磨耗粉を効率良く除去する
ことができる。また、磨耗粉を効率良く除去できるの
で、溝条の幅や深さ、及び本数を抑えることができ、受
電部材及び給電部材の加工が容易である。従って、受電
部材及び給電部材の加工のコストを低減することができ
る。
【0017】請求項3に記載の発明は、請求項1又は2
に記載の発明において、溝条は、加熱定着ローラの回転
中心を通るように形成されていることを特徴とする。
【0018】この請求項3に記載の発明では、請求項1
又は2に記載の発明と同様な作用効果を奏するととも
に、溝条が回転中心を通るように形成されていることに
より、摺動面のほとんどの磨耗粉が溝条に入るので、磨
耗粉を更に効率良く除去することができる。また、磨耗
粉を更に効率良く除去できるので、溝条の幅や深さ、及
び本数を更に抑えることができ、受電部材および給電部
材の加工が更に容易である。従って、受電部材及び給電
部材の加工のコストを更に低減することができる。これ
に対し、溝条が回転中心を通っていない場合には、回転
中心付近の磨耗粉は、溝条に入り難くなり、そのまま蓄
積されてしまうことがあった。
【0019】
【発明の実施の形態】以下、添付した図面を参照しなが
ら本発明の実施の形態を詳細に説明する。先ず、図1乃
至図5に基づいて第1実施の形態を説明する。図1に示
すように、画像形成装置1は、矢印A方向に回転する感
光体3を有しており、感光体3の周囲には、感光体3の
周面を一様に帯電する帯電装置5、感光体3の周面をク
リーニングするクリーニング装置7、レーザビームLに
より帯電された感光体3の周面に静電潜像を形成する書
込装置9、トナーを供給して感光体3の静電潜像をトナ
ー像として顕像化する現像スリーブ11を有する現像装
置13、感光体3のトナー像を用紙Pに転写する転写装
置15とが配置されている。
【0020】また、感光体3の下方には、感光体3と転
写装置15との間に用紙Pを給紙する給紙装置17が配
置されている。給紙装置17は、矢印B方向に着脱可能
な給紙カセット19を有しており、給紙カセット19内
の用紙Pは、中板21に支えられ、図示しないスプリン
グの付勢力によりアーム23を介して給紙ローラ25に
向けて押しつけられている。
【0021】給紙ローラ25には、分離パッド27が圧
接されており、図示しない制御部からの指令で給紙ロー
ラ25が回転することによって給紙カセット19内の最
上紙は、分離バッド27により重送を防止されながら、
下流側のレジストローラ29まで搬送されるようになっ
ている。レジストローラ29に搬送された用紙Pは、感
光体3上の画像と同期するタイミングで、感光体3と転
写装置15との間に送り出され、転写装置15によりト
ナー像を転写されるようになっている。
【0022】転写装置15によりトナー像を転写された
用紙Pは、定着装置31に搬送され、加熱定着ローラ3
3と、加熱定着ローラ33に対向する位置で圧接する加
圧ローラ35との間を通ることにより、加熱加圧されて
トナー像を定着されるようになっている。
【0023】その後、定着済みの用紙Pは、排紙ローラ
37によって定着画像面を下にして、排出口39から排
紙トレイ部41上に排出されつつ載置されるようになっ
ている。尚、排紙トレイ部41は、排紙ストッパ43を
有しており、排紙ストッパ43は、矢印C方向において
可動に設けられ、排出される様々な用紙のサイズに対応
できるようになっている。また、排紙トレイ部41を構
成しているカバー42は、回転支軸44を中心に開放可
能になっている。
【0024】画像形成装置1の外装部45の上部前面に
は、画像形成装置1の操作部であるオペレーションパネ
ル47が突き出ている。また、画像形成装置1内の図中
左側に配置されたケース49内には、電源51やプリン
ト板53(エンジンドライバボード)、コントローラボ
ード55等の電装、図示しない制御部が収納されてい
る。また、外装部45には、手差し給紙装置57がピン
59により回動可能に取り付けられている。
【0025】図2に示すように、定着装置31の加熱定
着ローラ33には、シリコンゴム等の弾性部材からなる
加圧ローラ35が図示しないスプリングによって一定の
加圧力で押しあてられている。加熱定着ローラ33は、
断熱ブッシュ61a、61b、軸受63a、63bを介
して定着側板65a、65bに取り付けられており、歯
車67が図示しない駆動源からの駆動力を伝達されるこ
とにより回転駆動するようになっている。
【0026】加熱定着ローラ33は、Al(アルミニウ
ム)若しくはFe(鉄)の薄肉パイプを基体68として
おり、その肉厚は、0.2mm〜0.3mm程度であ
る。この金属基体68の外周面には、表面離型層69が
形成されており、内周面には、電気絶縁層70と抵抗発
熱層(発熱層)71とが積層されている。抵抗発熱層7
1は、鉄クロム等のステンレス系箔(厚さ20μm〜8
0μm程度)で、必要な抵抗を得るためにパターンに形
成されている。この抵抗発熱層71は、マイカシートや
ポリイミドフィルム等の電気絶縁層70の内周面側に接
着されている。尚、抵抗発熱層71のステンレス箔のパ
ターンは、図2に示す形状に限定されず、例えば、図6
及び図7に示すようなパターンであっても良い。
【0027】図3に示すように、抵抗発熱層71の両端
部には、抵抗発熱層71に通電を行うための電極部材7
2a、72bが電極固定部材73a、73bにより保持
されている。電極部材72a、72bには、受電部材7
5a、75bが一体的に形成されており、加熱定着ロー
ラ33とともに回転するようになっている。
【0028】この受電部材75a、75bに対しては、
ホルダ78a、78bにより保持された給電部材77
a、77bが面接触している。即ち、受電部材75a、
75bには、加熱定着ローラ33の軸先方向の外側から
コイルバネ76a、76bによって給電部材77a、7
7bが一定の荷重で押し当てられ(矢印D参照)、受電
部材75a、75bと、給電部材77a、77bとが摺
動しながら通電を行っている。
【0029】本実施の形態では、給電部材77a、77
bとして、銅カーボンブラシを用いている。銅カーボン
ブラシを用いることにより、受電部材75a、75b及
び給電部材77a、77bとの摺動面にカーボン皮膜を
形成し、摺動面における接触抵抗を小さく且つ安定にさ
せて通電を行っている。尚、給電部材77a、77b
は、銅カーボンブラシに限定されるものではない。
【0030】また、受電部材75aの給電部材77aに
対する摺動面には、図4に示すように、一本の溝条82
が形成されており、溝条82は、一方の受電部材75a
の摺動面の縁から縁に亘って形成されている。本実施の
形態では、他方の受電部材75bの摺動面にも同様な溝
条82が形成されている。
【0031】同様に、給電部材77aの受電部材75a
に対する摺動面には、図5に示すように、2本の溝条8
3が形成されており、それぞれの溝条83は、一方の給
電部材77aの摺動面の縁から縁に渡って形成されてい
る。本実施の形態では、他方の給電部材77bにも同様
な溝条83が形成されている。また、溝条82、83の
深さは、1mm〜3mm程度であるが、これに限定され
ず、加熱定着ローラ33の設定温度や、寿命に応じて適
宜変更可能である。
【0032】一方、図2に示すように、加熱定着ローラ
33には、温度センサ79が当接しており、温度センサ
79より検出された信号は、入力回路80を経てCPU
81に取り込まれ、CPU81は、検出した加熱定着ロ
ーラ33の温度を基に、ドライバ62を介して抵抗発熱
層71への通電を制御するようになっている。本実施の
形態では、加熱定着ローラ33の温度は、180℃に設
定されており、装置の電源が投入されると、ドライバ8
2を介して抵抗発熱層71へ電流が流れ、加熱定着ロー
ラ33の温度が、上述の設定温度まで急激に上昇するよ
うになっている。尚、設定温度は、上述の値に限定され
ないことは、言うまでもない。
【0033】次に、上述した構成に基づき、本実施の形
態の作用を説明する。画像形成装置1の駆動時におい
て、受電部材75a、75b及び給電部材77a、77
bを介して抵抗発熱層71に通電を行うことにより、抵
抗発熱層71が発熱して加熱定着ローラ33を加熱す
る。加熱された加熱定着ローラ33は、その回転により
用紙の未定着画像を加熱定着しつつ、用紙を排紙口39
に向けて搬送する。
【0034】このとき、加熱定着ローラ33と一緒に受
電部材75a、75bが回転することにより、受電部材
75a、75bと給電部材77a、77bとが摺動す
る。受電部材75a、75bと給電部材77a、77b
との摺動により、銅カーボンブラシの給電部材77a、
77bが磨耗し、受電部材75a、75bと給電部材7
7a、77bとの間に磨耗粉が発生する。
【0035】この磨耗粉は、受電部材75a、75bの
回転により、それぞれの摺動面に形成された溝条82、
83に案内され、溝条82、83に入った磨耗粉は、溝
条82、83を通って受電部材75a、75bと給電部
材77a、77bとの間から掃き出される。従って、受
電部材75a、75bと給電部材77a、77bとの間
に磨耗粉が蓄積され難くなるので、受電部材75a、7
5bと給電部材77a、77bとの接触状態を安定した
状態に維持することができ、受電部材75a、75bと
給電部材77a、77bとを安定して導通することがで
きる。
【0036】また、受電部材75a、75bと給電部材
77a、77bとの間に磨耗粉が蓄積され難いことによ
り、磨耗粉が受電部材75a、75b及び給電部材77
a、77bを削ることを防止できるので、摺動面におけ
る温度上昇を抑えることができ、磨耗粉の発生をも低減
できる。従って、受電部材75a、75b及び給電部材
77a、77bの寿命を延ばすことができる。
【0037】次に、他の実施の形態を説明するが、その
説明にあたり、上述の部分と同様な部分には、同一の符
号を付することにより、その説明を省略する。
【0038】第2実施の形態では、図8に示すように、
受電部材77aの摺動面の溝条82が、重力方向(矢印
E参照)に沿って形成されていることのみが、第1実施
の形態と異なる。尚、他方の受電部材77bの溝条83
も同様に形成されている。従って、第2実施の形態で
は、第1実施の形態と同様な効果を奏するとともに、給
電部材77a、77bの溝条83が重力方向に沿って形
成されていることにより、摺動面で発生した磨耗粉が自
重で落下するので、受電部材75a、75bと給電部材
77a、77bとの間から磨耗粉を効率良く除去するこ
とができる。
【0039】また、磨耗粉を効率良く除去できるので、
溝条の幅や深さ、及び本数を最小限に抑えることがで
き、受電部材75a、75b及び給電部材77a、77
bの加工が容易であり、しかも、受電部材75a、75
b及び給電部材77a、77bの加工に要するコストを
低減することができる。
【0040】第3実施の形態では、図9に示すように、
受電部材75aの溝条82は、三本形成され、三本のう
ち中央の溝条82は、円形の受電部材75aの中心を通
っている(加熱定着ローラ33の回転中心を通ってい
る)。また、図10に示すように、給電部材77aの摺
動面には、十字状に溝条83が形成されており、縦の溝
条83及び横の溝条83が、加熱定着ローラ33の回転
中心に対応する位置で交差している。尚、他方の受電部
材75bの溝条は、一方の受電部材75aの溝条82と
同様に形成されており、他方の給電部材77bの溝条
は、一方の給電部材77aの溝条83と同様に形成され
ている。
【0041】この第3実施の形態では、第1実施の形態
と同様な効果を奏するとともに、受電部材75a、75
b及び給電部材77a、77bのぞれぞれの溝条82、
83が回転中心を通るように形成されていることによ
り、摺動面のほとんどの磨耗粉が溝条82、83に入る
ので、磨耗粉を更に効率良く除去することができる。こ
れに対し、溝条82、83が回転中心を通っていない場
合には、回転中心付近の磨耗粉は、溝条に入り難くな
り、そのまま蓄積されてしまうことが考えられる。
【0042】本発明は、上述した実施の形態に限定され
ず、その要旨を逸脱しない範囲内において、種々の変形
が可能である。例えば、本実施の形態では、受電部材7
5a、75b及び給電部材77a、77bの両方に溝条
82、83を形成したが、どちらか一方に溝条を形成し
ても良く、この場合であっても同様な作用効果を得る。
【0043】
【発明の効果】請求項1に記載の発明では、溝条を形成
することにより、受電部材と給電部材との間から磨耗粉
を除去できるので、受電部材と給電部材との間に磨耗粉
が蓄積され難くなる。従って、受電部材と給電部材との
接触状態を安定した状態に維持することができ、受電部
材と給電部材とを安定して導通することができる。ま
た、受電部材と給電部材との間に磨耗粉が蓄積されにく
いことにより、磨耗粉が受電部材及び給電部材を削るこ
とを防止できるので、摺動面における温度上昇を抑える
ことができ、磨耗粉の発生をも低減できる。従って、受
電部材及び給電部材の寿命を延ばすことができる。
【0044】請求項2に記載の発明では、請求項1に記
載の発明と同様な作用効果を奏するとともに、給電部材
の溝条が重力方向に沿って形成されていることにより、
摺動面で発生した磨耗粉が自重で落下するので、受電部
材と給電部材との間から磨耗粉を効率良く除去すること
ができる。また、磨耗粉を効率良く除去できるので、溝
条の幅や深さ、及び本数を少なくすることができ、受電
部材及び給電部材の加工が容易である。従って、受電部
材及び給電部材の加工のコストを低減することができ
る。
【0045】請求項3に記載の発明では、請求項1又は
2に記載の発明と同様な作用効果を奏するとともに、溝
条が回転中心を通るように形成されていることにより、
摺動面のほとんどの磨耗粉が溝条に入るので、磨耗粉を
更に効率良く除去することができる。また、磨耗粉を更
に効率良く除去できるので、溝条の幅や深さ、及び本数
を更に抑えることができ、受電部材および給電部材の加
工が更に容易である。従って、受電部材及び給電部材の
加工のコストを更に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施の形態にかかる画像形成装置を概略的に
示す構成図である。
【図2】定着装置をの一部を断面で示した平面図であ
る。
【図3】受電部材及び給電部材の近傍を拡大して示す断
面図である。
【図4】受電部材を拡大して示す斜視図である。
【図5】給電部材を拡大して示す斜視図である。
【図6】変形例にかかる抵抗発熱層を示す平面図であ
る。
【図7】変形例にかかる抵抗発熱層を示す平面図であ
る。
【図8】第2実施の形態にかかる給電部材を示す斜視図
である。
【図9】第3実施の形態にかかる受電部材を示す斜視図
である。
【図10】第3実施の形態にかかる給電部材を示す斜視
図である。
【図11】従来にかかる受電部材及び給電部材を示す平
面図である。
【図12】従来にかかる受電部材及び給電部材を示す平
面図である。
【符号の説明】
1 画像形成装置 31 定着装置 33 加熱定着ローラ 71 抵抗発熱層(発熱層) 75a、75b 受電部材 77a、77b 給電部材 82 受電部材の溝条 83 給電部材の溝条
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中藤 淳 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内 Fターム(参考) 2H033 AA23 BA25 BB01 BB12 BB18 BB21 BB22 2H071 BA20 DA12 DA34 3K058 AA45 AA91 BA18 CE13 CE17 DA04 DA13 FA02 FA08 FA15 GA06

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 回転駆動する加熱定着ローラを用いる定
    着装置を備え、加熱定着ローラは、通電により発熱する
    発熱層と、加熱定着ローラの端部に設けられ且つ発熱層
    と導通している受電部材と、加熱定着ローラの軸線方向
    の外側から受電部材に向けて圧接された給電部材とを備
    え、加熱定着ローラの回転により受電部材と給電部材と
    が摺動する画像形成装置において、 受電部材及び給電部材の少なくとも一方の摺動面に、摺
    動面の縁から縁に亘って溝条が形成されていることを特
    徴とする画像形成装置。
  2. 【請求項2】 給電部材に形成された溝条は、重力方向
    に沿って形成されていることを特徴とする請求項1に記
    載の画像形成装置。
  3. 【請求項3】 溝条は、加熱定着ローラの回転中心を通
    るように形成されていることを特徴とする請求項1又は
    2に記載の画像形成装置。
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