JP2002287561A - べルト定着装置 - Google Patents

べルト定着装置

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JP2002287561A
JP2002287561A JP2001094216A JP2001094216A JP2002287561A JP 2002287561 A JP2002287561 A JP 2002287561A JP 2001094216 A JP2001094216 A JP 2001094216A JP 2001094216 A JP2001094216 A JP 2001094216A JP 2002287561 A JP2002287561 A JP 2002287561A
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roller
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developing
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JP2001094216A
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Sadafumi Ogawa
禎史 小川
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Ricoh Co Ltd
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Ricoh Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明では、駆動ローラとベルトとの間の摩
擦係数を高め、定着ローラの形状の如何を問わず駆動ロ
ーラとベルトの線速を同一にして、線速ずれによる画像
乱れの生じないベルト定着装置を提供することを目的と
する。 【解決手段】 無端状のべルト61と、該ベルトの外側
にあり該ベルトを駆動する駆動ローラ62と、該駆動ロ
ーラとの間に前記ベルトを挟んで圧接ニップ部を形成す
る定着ローラ63とを備えたベルト定着装置において、
前記駆動ローラの表面に前記ベルトとの摩擦係数を高め
る手段を配したことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、画像形成装置等に
用いられるベルト定着装置に関り、特に定着ベルトと駆
動ローラの線速ずれによる画像乱れ及びベルト耐久性を
向上させるのに好適な技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】まず従来から知られているベルト定着装
置の構成を図4に基づき説明する。定着ベルト61の内
部には、定着ローラ63、加熱ローラ64、補助ローラ
65が設けられ、該定着ベルト61を張装した状態で支
持している。加熱ローラ64の内部にはハロゲンヒータ
等の熱源66が配されている。補助ローラ65は定着ベ
ルト61を後述する駆動ローラ62へ密着させるととも
に、記録紙が定着装置に侵入し易くするための角度を作
り出すものである。定着ベルト61の内部に設けられた
定着ローラ63と対峙する位置に、定着ベルト61を挟
んで駆動ローラ62が設けられている。該駆動ローラ6
2の内部にもやはり熱源66が設けられており、加熱ロ
ーラの熱源66の補助をしている。図示しない転写装置
から定着装置へと搬送されてくる記録紙Pの一方の面に
は、転写装置により既に未定着トナー像Tが形成されて
いる。
【0003】次にこのようなベルト定着装置の動作の説
明を行う。図示しない転写装置により既に紙面上にトナ
ー像Tが形成された記録紙Pが、駆動ローラ62と補助
ローラ65との間隙より、定着ベルト61と重なり合っ
た状態で矢印aで示したようにベルト定着装置へと侵入
する。同時に定着ベルト61も矢印b方向に回転する。
ここにおいて定着ベルト61は既に加熱ローラ64の内
部に設けられた熱源66により充分熱せられているた
め、トナー像を溶融しつつ定着が開始される。更に、記
録紙Pが侵入すると、記録紙Pは駆動ローラ62が定着
ローラ63に喰い込みむことによって作り出されるニッ
プ部を加熱されつつ加圧され通過することとなり、紙面
上の未定着トナー像Tは、完全な固着像として記録紙P
面上に定着されるものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】さて、斯かる従来のベ
ルト定着装置においては、駆動ローラ62が定着ローラ
63に喰い込むことによって定着ローラ63が凹形状に
なるため、定着ベルトの線速が駆動ローラの線速より遅
くなってしまう傾向がある。このように両者の線速が異
なっていると、線速ずれにより定着画像に乱れが生じて
しまい、良好な定着画像が得られないという問題があ
る。そこで本発明では、駆動ローラと定着ベルトとの間
の摩擦係数を高め、定着ローラ63の形状の如何を問わ
ず駆動ローラとベルトの線速を同一にして、線速ずれに
よる画像乱れの生じないベルト定着装置を提供すること
を目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1によれ
ば、無端状のべルトと、該ベルトの外側にあり該ベルト
を駆動する駆動ローラと、該駆動ローラとの間に前記ベ
ルトを挟んで圧接ニップ部を形成する定着ローラとを備
えたベルト定着装置において、前記駆動ローラの表面に
前記ベルトとの摩擦係数を高める手段を配したベルト定
着装置を最も主要な特徴とする。請求項2によれば、請
求項1記載のべルト定着装置において、前記駆動ローラ
の同軸上に配した歯車と、一方向クラッチを介して前記
歯車に歯合する歯車を定着ローラと同軸に配するベルト
定着装置を主要な特徴とする。請求項3によれば、請求
項1又は2記載のべルト定着装置において、上記駆動ロ
ーラの表面硬度をアスカCで50度以上に設定したベル
ト定着装置を主要な特徴とする。
【0006】
【発明の実施の形態】以下、本発明が適用される画像形
成装置である電子写真式カラープリンタ(以下、カラー
プリンタという)に関し図面に基づいて説明する。図1
は、本発明が適用されるカラープリンタの説明図であ
り、まず、図1を用いて、カラープリンタの概略構成及
び動作について説明する。このカラープリンタ1は、感
光体ユニット10、書き込み光学ユニット20、現像ユ
ニット30、中間転写ユニット40、2次転写ユニット
50、定着ユニット60、両面印刷用紙反転ユニット7
0等で構成されている。そして、Black:黒(以
下、Bkという)、Cyan:シアン(以下、Cとい
う)、Magenta:マゼンタ(以下、Mという)、
Yellow:イエロー(以下、Yという)のカラー画
像を感光体ユニット10の感光体ベルト11上に順次顕
像化し、これらを重ね合わせて最終的な4色フルカラー
画像を形成する。上記感光体ベルト11は矢印Aの時計
方向に回転し、その周りには、感光体クリーニング装置
12、帯電ローラ13、現像ユニット30の選択された
現像器、中間転写ユニット40の中間転写ベルト41な
どが配置されている。感光体ベルト11は、駆動ローラ
14、1次転写対向ローラ15、張架ローラ16間に張
架され矢印A方向に図示しない駆動モーターによって回
転移動を行う。なお、つなぎ目のある感光体ベルト11
を用いる場合には、感光体ベルト11端部の非画像形成
領域につなぎ目マークを設け、図示しないセンサにより
検出を行い、つなぎ目を避けて画像形成を行う。また、
上記書き込み光学ユニット20は、カラー画像データを
光信号に変換して、各色画像に対応した光書き込みを行
い、感光体ベルト11に静電潜像を形成する。この書き
込み光学ユニット20は、光源としての半導体レーザ2
1、レーザー発光駆動制御部(不図示)、ポリゴンミラ
ー22、3つの反射ミラー23a、b、cなどで構成さ
れている。また、上記現像ユニット30は、Bk現像器
31K、C現像器31C、M現像器31M、Y現像器3
1Yと、各現像器を図中左右方向に移動させ感光体ベル
ト11に対し接離動作を行う図示しない接離機構などで
構成されている。図示の例では装置本体下側から順に黒
トナーを収容したBk、現像器31K、シアントナーを
収容したC現像器31C、マゼンタトナーを収容したM
現像器31M、イエロートナーを収容したY現像器31
Yになっている。各現像器31K、C、M、Yは、感光
体ベルト11表面の静電潜像を現像するためにトナーを
表面に担持して回転する現像スリーブ32K、C、M、
Yと、トナーを汲み上げて撹拌するために回転するトナ
ーパドル33K、C、M、Y等を含む現像第1ユニット
35K、C、M、Yと、トナーを収容するトナーカート
リッジ34K、C、M、Yの現像第2ユニットの2つの
ユニットで構成されている。
【0007】各現像器31K、C、M、Y内のトナーは
所定の極性に帯電され、また、各現像スリーブ32K、
C、M、Yには図示しない現像バイアス電源によって現
像バイアスが印加され、現像スリーブ32K、C、M、
Yが感光体ベルト11に対して所定電位にバイアスされ
ている。また、上記接離機構は、図示しないモータから
各現像器31K、C、M、Yに駆動を伝達するための図
示しない電磁クラッチがオンになるとその駆動力で各現
像器31K、C、M、Yを感光体ベルト11側(図中右
側)に移動させるようになっている。現像時には各現像
器31K、C、M、Yのうち選択されたいずれか一つが
移動し、感光体ベルト11に当接する。一方、電磁クラ
ッチをオフにして駆動伝達を解除すると感光体ベルト1
1に当接していた現像器が感光体ベルト11から離間す
る方向(図中左側)に移動する。
【0008】カラープリンタ本体の待機状態では、現像
ユニット30はいずれの現像器31K、C、M、Yも感
光体ベルト11と離間した位置にセットされており、プ
リント動作が開始されると、カラー画像データに基づき
レーザー光による光書き込み、静電潜像形成が始まる
(以下、Bk画像データによる静電潜像をBk静電潜像
という。C、M、Yについても同様)。このBk静電潜
像の先端部から現像可能とすべくBk現像位置に静電潜
像先端部が到達する前に、Bk現像スリーブ32Kを回
転開始して、Bk静電潜像をBkトナーで現像する。そ
して、以後Bk静電潜像領域の現像動作を続けるが、B
k静電潜像後端部がBk現像位置を通過した時点で、B
k現像器31kが感光体ベルト11から離間し、速やか
に次の色の現像器が感光体ベルト11に当接する。これ
は少なくとも、次の画像データによる静電潜像先端部が
現像位置に到達する前に完了させる。また、上記中間転
写ユニット40は、中間転写ベルト41、ベルトクリー
ニング装置42、位置検出用センサ43などで構成され
ている。中間転写ベルト41は駆動ローラ44、1次転
写ローラ45、2次転写対向ローラ46、クリーニング
対向ローラ47及びテンションローラ48に張架されて
おり、図示しない駆動モータにより矢印B方向に駆動制
御される。中間転写ベルト41端部の非画像形成領域に
は複数の位置検出用マーク(不図示)が設けられてお
り、これらの位置検出用マークのうちのいずれか一つ
(画像形成動作開始時に位置検出用センサ43を最初に
通過した位置検出用マーク)を位置出用センサ43で検
出し、この検出タイミングで画像形成を開始する。ま
た、ベルトクリーニング装置42は、クリーニングブラ
シ42a、接離機構(不図示)等で構成されており、1
色目のBk画像を中間転写ベルト41に転写している
間、及び、2、3、4色目の画像を中間転写ベルト41
に転写している間は接離機構によって中間転写ベルト4
1面からクリーニングブラシ42aを離間させておく。
【0009】また、カラープリンタ1の転写紙カセット
80内には、転写紙が収納されており、給紙コロ81
a、b、cによってレジストローラ対82方向に給紙、
搬送される。また、カラープリンタ1の右側面には、O
HP用紙や厚紙などの手差し給紙用の手差しトレイ83
が設けられている。また、上記2次転写ユニット50
は、2次転写ローラ51、2次転写ローラ51を中間転
写ベルト41に対して接離するためのクラッチ等を備え
た揺動機構(不図示)などで構成されている。転写紙が
転写位置に到達するタイミングに合わせて2次転写ロー
ラ51が揺動機構の回転軸を中心に揺動する。この2次
転写ローラ51と上記2次転写対向ローラ46とにより
転写紙と中間転写ベルト41とを一定の圧力で接触させ
る。2次転写ローラ51は中間転写ユニット40に設け
られた図示しない位置決め部材により2次転写対向ロー
ラ46との平行度の位置精度が保たれている。また、2
次転写ローラ51に設けた図示しない位置決めコロによ
り中間転写ベルト41に対する2次転写ローラ51の接
触圧を一定にしている。2次転写ローラ51を中間転写
ベルト41に接触させると同時に、2次転写ローラ51
はトナーと逆極性の転写バイアスが印加され、中間転写
ベルト41上の重ねトナー像を転写紙に一括転写する。
なお、上記各ユニットは装置から容易に脱着できるよう
になっている。例えば、図1において、中間転写ユニッ
ト40をはずす場合には、図示しない前面カバーを開
け、紙面の奥側から手前側にユニットをスライドさせる
ことで、容易にはずすことができる。
【0010】上記構成のカラープリンタ1において、画
像形成サイクルが開始されると、まず感光体ベルト11
は矢印Aの時計回りに、中間転写ベルト41は矢印Bの
反時計回りに図示しない駆動モータによって回転され
る。中間転写ベルト41上に設けられた図示しない位置
検出用マークを位置検出用センサ43で検出し、位置検
出用マークの検知タイミングに応じて感光体ベルト11
上にBkトナー像形成、Cトナー像形成、Mトナー像形
成、Yトナー像形成が行われ、最終的にBk、C、M、
Yの順に中間転写ベルト41上に重ねてトナー像が形成
される。このとき1次転写ローラ45に印加するバイア
スは順次電圧を高くすることが一般的であるが、中間転
写ベルト41の抵抗特性等に応じて異なる。上記Bkト
ナー像形成は次のように行なわれる。図示しない電源の
印加電圧により帯電ローラ13は感光体ベルト11を一
様帯電する。そして、書込みのためのレーザ光LDはB
kカラー画像信号に基づいて露光を行う。この露光が行
われたとき、当初一様荷電された感光体ベルト11の露
光された部分は、露光光量に比例する電荷が消失し、B
k静電潜像が形成される。そして、このBk静電潜像に
Bk現像スリーブ32K上のBkトナーが接触すること
により、感光体ベルト11の電荷が残っている部分には
トナーが付着せず、電荷の無い部分つまり露光された部
分にはBkトナーが吸着され、静電潜像と相似なBkト
ナー像が形成される。そして、感光体ベルト11上に形
成されたBkトナー像は、1次転写位置において中間転
写ベルト41に接する。この1次転写位置では、1次転
写ローラ45と1次転写対向ローラ15とにより中間転
写ベルト41と感光体ベルト11との間にニップが形成
されており、1次転写ローラ45にBkトナー像と逆極
性のバイアスを印加することによりBkトナー像を中間
転写ベルト41に転写する。
【0011】感光体ベルト11上の若干の未転写残留ト
ナーは、感光体ベルト11の再使用に備えて感光体クリ
ーニング装置12で清掃される。ここで回収されたトナ
ーは回収パイプを経由して図示しない廃トナータンクに
蓄えられる。感光体ベルト11側ではBk画像形成工程
の次にC画像形成工程に進み、上記位置検出用センサ4
3の検知タイミングに応じてC画像データによるレーザ
ー光LDによる書き込みが行われ、C静電潜像が形成さ
れる。そして、先のBk静電潜像の後端部が通過した後
で、かつC静電潜像の先端部が到達する前にBk現像器
が現像位置から退避し、C現像器Cが現像位置にセット
されてC静電潜像がCトナーで現像される。以後、C静
電潜像領域の現像を続けるが、C静電潜像の後端部が通
過した時点で、先のBk現像器Bの場合と同様にC現像
器Cが現像位置から退避し、次のM現像器Mを現像位置
に移動させる。これもやはり次のM静電潜像の先端部が
現像位置に到達する前に完了させる。なお、M及びYの
画像形成工程については、それぞれの静電潜像形成、現
像の動作が上述のBk、Cの工程と同様であるので説明
は省略する。
【0012】上記中間転写ベルト41には、感光体ベル
ト11に順次形成するBk、C、M、Yのトナー像を、
同一面に順次位置合わせして、4色重ねのトナー像が形
成され、次の2次転写工程において、この4色のトナー
像が転写紙に一括転写される。上記画像形成動作が開始
される時期に、転写紙は上記転写紙カセット80又は手
差しトレイ83のいずれかから給送され、レジストロー
ラ82対のニップで待機している。そして、2次転写ロ
ーラ51に中間転写ベルト41上の4色重ねのトナー像
先端がさしかかるときに、ちょうど転写紙の先端がこの
トナー像の先端に一致するようにレジストローラ対82
が駆動され、転写紙とトナー像との位置合わせが行われ
る。そして、転写紙が中間転写ベルト41上のトナー像
と重ねられて2次転写位置を通過する。このとき2次転
写ローラ51による転写バイアスで転写紙が荷電され、
トナー画像のほとんどが転写紙上に転写される。そし
て、中間転写ベルト41から4色重ねトナー像を一括転
写された転写紙は、本発明の対象とする定着ユニット6
0に搬送され、所定温度に制御された定着ベルト61と
駆動ローラ62のニップ部でトナー像が溶融定着され、
装置本体外に送り出され(矢印C方向)、排紙トレイ8
4に裏向きにスタックされ、フルカラーコピーを得る。
【0013】更に、両面印刷を行う場合には、定着ユニ
ット60を通過した転写紙は両面切替爪85により矢印
D方向に案内され、両面印刷用紙反転ユニット70に送
られる。転写紙後端が反転切替爪71を通過した後、反
転ローラ対72が停止し、転写紙も停止する。そして、
反転ローラ対72が一定のブランク時間ののち逆転を開
始し、転写紙はスイッチバックを始める。このとき上記
反転切替爪71が切り替わり、転写紙は矢印E方向に案
内され、レジストローラ対82に送られる。レジストロ
ーラ対82に送られた転写紙は表裏反転した状態でレジ
ストローラ対82のニップで待機する。そして、所定の
タイミングでレジストローラ対82が駆動され、転写紙
は2次転写位置に送られて中間転写ベルト41から4色
重ねトナー像を一括転写された後、定着ユニット60で
トナー像が溶融定着され、装置本体外に送り出される。
一方、1次転写後の感光体ベルト11の表面は、感光体
クリーニング装置12でクリーニングされ、除電ランプ
(不図示)で均一に除電される。また、転写紙にトナー
像を転写した後の中間転写ベルト41の表面は、ベルト
クリーニング装置42のクリーニングブラシ42aを接
離機構で押圧することによってクリーニングされる。中
間転写ベルト41からクリーングされたトナーは廃トナ
ータンク49に蓄えられる。
【0014】次に、本発明の実施例を図2に基づき説明
する。図2において定着ベルト61の内部には、定着ロ
ーラ63、加熱ローラ64が設けられ、該定着ベルト6
1を張装した状態で支持している。定着ベルト61の内
部に設けられた定着ローラ63と対峙する位置に、定着
ベルト61を挟んで駆動ローラ62が設けられている。
駆動ローラ62の転写材通過域外である両端部には定着
ベルトと駆動ローラの摩擦係数を高める手段である表面
荒らし加工(摩擦係数を高める手段)68が施されてい
る。又、表面荒らし加工68の一部はベルト両端部に接
している。駆動ローラ62の同軸上に配した歯車62a
と、一方向クラッチ69を介して前記歯車62aに歯合
する歯車63aが定着ローラ63と同軸に配されてい
る。ここにおいて、両歯車はモジュール1で歯数が27
である。又、駆動ローラ62及び定着ローラ63の直径
は30である。又、駆動ローラ62の表面硬度はアスカ
Cで50°であり、定着ローラ63の表面硬度はアスカ
Cで30°である。
【0015】次にこのようなベルト定着装置の動作の説
明を行う。定着ベルト61の線速は、定着ベルト61と
駆動ローラ62との間に表面荒らし加工68を配したつ
れまわりであるところから、原則的に定着ローラ63の
形状の如何、変形の程度にかかわらず駆動ローラの線速
と同一になる。よって定着ベルト61と駆動ローラ62
との線速ずれによる画像の乱れが発生せず良好な定着画
像が得られる。しかし、定着ローラのニップ部Qは図3
に示すように凹形状であるため、ともするとベルトの線
速が駆動ローラ62の線速より遅れてしまう場合があ
る。そこで定着ローラ63の同軸上に一方向クラッチ6
9を介した歯車連結を構成して駆動力がかかるようにし
た。このように構成することで、一方向クラッチ69を
介した歯車63aが駆動の補助になり、ベルトの耐久性
が向上することになる。又、駆動ローラ62の表面硬度
を高く設定することにより、駆動ローラの径で線速を確
実に設定できるようになる。
【0016】
【発明の効果】本発明の請求項1によれば、無端状のべ
ルトと、該ベルトの外側にあり該ベルトを駆動する駆動
ローラと、該駆動ローラとの間に前記ベルトを挟んで圧
接ニップ部を形成する定着ローラとを備えたベルト定着
装置において、前記駆動ローラの表面に前記ベルトとの
摩擦係数を高める手段を配したので、定着ベルトと駆動
ローラの線速が同一となり定着時の画像乱れを解消する
ことができるベルト定着装置を提供することができた。
請求項2によれば、請求項1記載のべルト定着装置にお
いて、前記駆動ローラの同軸上に配した歯車と、一方向
クラッチを介して前記歯車に歯合する歯車を定着ローラ
と同軸に配することとしたので、一方向クラッチを介し
た歯車が駆動の補助となり、ベルトの耐久性に優れたベ
ルト定着装置を提供することができた。請求項3によれ
ば、請求項1又は2記載のべルト定着装置において、上
記駆動ローラの表面硬度をアスカCで50度以上に設定
したので、駆動ローラの径で線速を確実に設定できるこ
ととなり、定着ベルトと駆動ローラの線速のずれによる
画像乱れを解消することができるベルト定着装置を提供
することができた。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明が適用される画像形成装置の説明図であ
る。
【図2】本発明の実施例の説明図である。
【図3】本発明の実施例のニップ部の説明図である。
【図4】従来のベルト定着装置の説明図である。
【符号の説明】
1 カラープリンタ、l0 感光体ユニット、11 感
光体ベルト、12 感光体クリーニング装置、13 帯
電ローラ、14 駆動ローラ、15 1次転写対向ロー
ラ、16 張架ローラ、20 書き込み光学ユニット、
22 ポリゴンミラー、23a、b、c 反射ミラー、
30 現像ユニット、31K Bk現像器、31C C
現像器、31M M現像器、31Y Y現像器、32
K、C、M、Y 現像スリーブ、33K、C、M、Y
トナーパドル、34K、C、M、Y現像第2ユニット
(トナーカートリッジ)、35 現像第1ユニット、3
6 補助部材、40 中間転写ユニット、41 中間転
写ベルト、42 ベルトクリーニング装置、42a ク
リーニングブラシ、43 位置検出用センサ、44 駆
動ローラ、45 1次転写ローラ、46 2次転写対向
ローラ、47 クリーニング対向ローラ、48 テンシ
ョンローラ、49 廃トナータンク、50 2次転写ユ
ニット、51 2次転写ローラ、60 定着ユニット、
61 定着ベルト、62 駆動ローラ、62a 歯車、
63 定着ローラ、63a 歯車、64加熱ローラ、6
5 補助ローラ、66 熱源、68 表面荒らし加工、
69 一方向クラッチ、70 両面印刷用紙反転ユニッ
ト、71 反転切替爪、72 反転ローラ対、80 転
写紙カセット、81a、b、c 給紙コロ、82 レジ
ストローラ対、83 手差しトレイ、84 排紙トレ
イ、85 両面切替爪。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 無端状の定着べルトと、該定着ベルトの
    内側にあって該定着ベルトをエンドレスに張設する定着
    ローラ及び加熱ローラと、該定着ベルト面の外側にあり
    該定着ベルトを挟んで定着ローラとの間に圧接ニップ部
    を形成する駆動ローラと、を備えたベルト定着装置にお
    いて、前記駆動ローラの表面に前記定着ベルトとの摩擦
    係数を高める手段を配したことを特徴とするベルト定着
    装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のべルト定着装置におい
    て、前記駆動ローラの同軸上に配した歯車と、一方向ク
    ラッチを介して前記歯車に歯合する歯車を定着ローラと
    同軸に配することを特徴とするベルト定着装置。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2記載のべルト定着装置に
    おいて、上記駆動ローラの表面硬度をアスカCで50度
    以上に設定したことを特徴とするベルト定着装置。
JP2001094216A 2001-03-28 2001-03-28 べルト定着装置 Pending JP2002287561A (ja)

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