JP2003066751A - 画像形成装置 - Google Patents

画像形成装置

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JP2003066751A
JP2003066751A JP2001261539A JP2001261539A JP2003066751A JP 2003066751 A JP2003066751 A JP 2003066751A JP 2001261539 A JP2001261539 A JP 2001261539A JP 2001261539 A JP2001261539 A JP 2001261539A JP 2003066751 A JP2003066751 A JP 2003066751A
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Motohiro Ogura
基博 小倉
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 記録材の厚さや平滑度によって画像上の光沢
を変化させ、記録材と画像がほぼ同一の光沢が得られる
ことを可能とする画像形成装置の提供。 【解決手段】 互いに圧接しながら回転自在に配設され
た定着ローラ及び加圧ローラ一対を有している定着装置
において、記録材の厚さと表面光沢を検出する手段を有
し、その検出の出力値に応じて定着条件を変更し、記録
材と記録材上の画像の光沢差を少なくするように設定さ
れた制御手段を有する画像形成装置を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、互いに圧接された
定着ローラ及び加圧ローラ間に未定着トナー像を有する
記録材を通過させて該未定着トナー像の定着を行う加熱
定着装置を有する画像形成装置、特に加熱定着装置と複
数の画像形成手段を有するカラー画像形成装置に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】上記のような画像形成装置の一例とし
て、図10及び図11に複数の光走査手段を有する4ド
ラムレーザビームプリンタを示す。
【0003】該プリンタは、図10に示すように、潜像
担持体たる電子写真感光体(以下、「感光ドラム」とす
る)の周囲に、現像装置等を有して構成される画像形成
手段たる画像形成ステイションが4個設けられ、該各画
像形成ステイションにて形成された感光ドラム上の画像
が、該感光ドラムに隣接して移動通過する搬送手段上の
紙等の記録材(以下、単に紙とする)へ転写される構成
となっている。
【0004】また、図11に示すように、マゼンダ,シ
アン,イエロー,ブラックの各色の画像を形成する各画
像形成ステイションPa,Pb,Pc,Pdには、それ
ぞれ感光ドラム1a,1b,1c,1dが配置されてお
り、各感光ドラムは矢印方向に回転自在となっている。
【0005】さらに、各感光ドラム1a,1b,1c,
1dの周囲には、帯電器12a,12b,12c,12
d及び現像装置2a,2b,2c,2d、そして、クリ
ーナ4a,4b,4c,4dが上記感光ドラムの回転方
向に沿って順次配設されており、各感光ドラムの下方に
は、転写部3が配設されている。
【0006】該転写部3は、各画像形成ステイションに
共通の記録材搬送手段たる転写ベルト31及び転写用帯
電器3a,3b,3c,3dを有している。
【0007】以上のようなプリンタにおいて、図10に
示す記録材供給手段たる給紙カセット61から供給され
た紙Pは、転写ベルト31上に支持されて各画像形成ス
テイションへ搬送され、上記各感光ドラム上に形成され
た各色のトナー像を順次転写される。
【0008】この転写工程が終了すると、上記紙Pは転
写ベルト31から分離されて定着装置5へ記録材案内手
段たる搬送ベルト62により搬送される。
【0009】定着装置5は、図12に詳細に示すよう
に、回転自在に配設された定着ローラ51と、該定着ロ
ーラ51に圧接しながら回転する加圧ローラ52と、離
型剤供給塗布手段たる離型剤塗布装置53と、ローラク
リーニング装置54、55を有した構成となっている。
【0010】定着ローラ51及び加圧ローラ52の内部
には、ハロゲンランプ等のヒータ56、57がそれぞれ
配設されている。
【0011】また、定着ローラ51及び加圧ローラ52
にはそれぞれサーミスタ58、59が接触するように配
設されており、温度調節回路を介してヒータ56、ヒー
タ57への電圧を制御することにより定着ローラ51及
び加圧ローラ52の表面の温度調節を行っている。
【0012】この状態において、紙が搬送されてくる
と、定着ローラ51及び加圧ローラ52は一定速度で回
転し、定着ローラ51の表面に離型剤としてシリコーン
オイルが塗布され、紙Pが定着ローラ51と加圧ローラ
52の間を通過する際に表裏両面からほぼ一定の圧力、
温度で加圧、加熱され紙表面上の未定着トナー像は溶融
して定着され、紙P上にフルカラー画像が形成される。
【0013】画像が定着された紙Pは下分離爪68によ
って加圧ローラ52から分離され、機外へ排出される。
【0014】上記の定着装置に使用される定着ローラ
は、フッ素系樹脂あるいはシリコーンゴム等の離型性が
良く、耐熱性、耐摩耗性に優れた材料が被覆されて、そ
の外層を形成している。
【0015】例えば、画像形成装置が電子写真方式を用
いたカラー複写機のように、特に画質を重視するもので
ある場合は、定着ローラ51にはシリコーンゴムをロー
ラの外層としたものを採用することが多い。
【0016】このシリコーンゴムは離型性がフッ素系樹
脂に比べてやや劣るが、離型剤としてシリコーンオイル
を塗布するとフッ素系樹脂よりも離型性が向上するよう
になる。
【0017】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
画像形成装置においては、以下に示すような問題が生じ
ていた。先ず、カラー複写機の定着装置においては、画
像形成を行う記録材の種類によって定着性が異なり、そ
れにより、定着後の画像の光沢感が異なってしまう場合
があった。
【0018】即ち、厚さの異なる記録材を同一条件の定
着装置で定着すると、薄い記録材の場合は十分な定着が
行われ、その結果、定着後の画像表面は平滑となり、光
沢が高くなるのに対し、厚い記録材の場合の定着は不十
分となり、その結果、定着後の画像表面は粗くなり、光
沢は低くなる。
【0019】また、同じ厚さの記録材においても、その
表面の表面粗さの違いによって、定着後の光沢も変化さ
せる必要がある。
【0020】即ち、表面の粗れていない記録材を定着す
る場合は、定着後の画像表面も平らにする必要があり、
表面粗さが粗れている記録材を定着する場合は、定着後
の画像表面も粗らす必要がある。
【0021】これはせっかく、ベースにマット調の記録
材をもってきても画像の光沢が高いと見づらいし、また
ベースに光沢感のある記録材をもってきて、画像に光沢
感がないと、せっかくの光沢紙も意味をなさないことに
なってしまう。
【0022】以上のように、記録材の厚さや、記録材表
面の光沢つまり表面粗さによって、最適となる定着条件
は異なるため、同一の定着条件では定着後の画像光沢感
に差が転写材それぞれによって生じてしまっていた。
【0023】それについて以前、特開平7−31150
6で記録材の表面の光沢を検出して定着条件を変化され
るというものが提案されているが、この場合、紙の表面
性を光沢度計を用いて検知するというものである。
【0024】しかし、紙の不透明度の低い紙において
は、光の反射がうまくいかず、光沢度が不安定になる問
題があった。
【0025】また、接触型の表面粗さ計で測定する方法
もとられるが、この場合高速複写機になると機械本体の
振動が大きいため、接触型の表面粗さ計で測定するのに
は非常に大きな問題となる。
【0026】そこで本出願に係る第1の発明は、上記問
題点を解決し、記録材の厚さ、記録材表面の平滑度を検
知し、ほぼ画像と記録材を同一の光沢を得ることのでき
る画像形成装置を提供することを目的としている。
【0027】また、本出願に係る第2の発明は、上記目
的の他、特に、記録材に与えられる熱量を調節すること
により、記録材の厚さ、記録材表面の粗さによらず、ほ
ぼ同一の光沢を得ることのできる画像形成装置を提供す
ることを目的としている。
【0028】さらに、本出願に係る第3の発明は、上記
目的の他、特に、記録材に与えられる温度を調節するこ
とにより、記録材の厚さ、記録材表面の粗さによらず、
ほぼ同一の光沢を得ることのできる画像形成装置を提供
することを目的としている。
【0029】また、本出願に係る第4の発明は、上記目
的の他、特に、記録材に与えられる加圧力を調節するこ
とにより、記録材の厚さ、記録材表面の粗さによらず、
ほぼ同一の光沢を得ることのできる画像形成装置を提供
することを目的としている。
【0030】
【課題を解決するための手段】このため、本発明におい
ては、下記の各項(1)乃至(5)に示すいずれかの画
像形成装置を提供することにより、前記目的を達成しよ
うとするものである。
【0031】(1)互いに圧接しながら回転自在に配設
された定着ローラ及び加圧ローラのローラ対を有し、該
ローラ対が形成する圧接部で未定着画像を有する記録材
を挟圧搬送して該記録材上の未定着画像の加熱定着を行
う定着装置を備えた画像形成装置において、記録材の厚
さを検出する記録材厚さ検出手段と、記録材の表面平滑
度を検出する記録材表面粗さ検出手段とを備え、上記記
録材厚さ検出手段と、上記記録材表面粗さ検出手段との
出力値に応じて、上記定着装置の定着条件を変更するよ
うに設定された制御手段を有することを特徴とする画像
形成装置。
【0032】(2)転写材とFF画像時における光沢差
が30以内であることを特徴とする(1)記載の画像形
成装置。
【0033】(3)定着条件は、定着速度であることと
する(1)記載の画像形成装置。
【0034】(4)定着条件は、定着温度であることと
する(1)記載の画像形成装置。
【0035】(5)定着条件は、定着ローラと加圧ロー
ラの間の加圧力であることとする(1)記載の画像形成
装置。
【0036】
【発明の実施の形態】以下,本発明の実施例を添付図面
に基づいて説明する。
【0037】(第1の実施例)先ず、本発明の第1の実
施例を図1ないし図5に基づいて説明する。
【0038】図1は本発明のフルカラー複写機の略断面
図であり、図10に示した従来例との共通箇所には同一
符号を付して説明を省略する。
【0039】本実施例装置には、図1に示すように、給
紙部に記録材厚さ検出手段15と、給紙カセット上や手
差しカセット手前に記録材表面平滑度検出手段16を設
けたものであり、図2の定着条件変更制御のフローチャ
ートに示すように、記録材の厚さ及び表面平滑度を検出
して、それに応じた最適定着条件に設定するように制御
したものである。
【0040】図4は、本実施例装置における記録材厚さ
検出手段15を示す図であり、該記録材厚さ検出手段1
5は、レジストローラ19の上ローラ20aを上下に移
動可能とすると共に、ばね部材21でこの上ローラ20
aをしたローラ20b側に押圧し、記録材の厚さによっ
て上ローラ20aが上下に移動するように設定してあ
る。
【0041】そして、上ローラ20aの一端部に該上ロ
ーラ20aの上下動の量を拡大して伝達するクラッチ2
2を設け、該クラッチ22の揺動量で紙厚を検出する紙
厚検出器(ポテンショメータ)23を取り付けたもので
ある。
【0042】この記録材厚さ検出手段15を図1の給紙
部に配置することにより、記録材の厚さが検出できる。
【0043】また、図5は、本実施例の記録材表面平滑
度検出手段16で、JIS P−8119−1976に
規定された方法により測定を行うものである。
【0044】これは平滑度を測定する装置の概略図であ
る。平滑度測定部は図5に示すような構造をとってい
て、測定ヘッドと押さえ板41からなる。
【0045】紙面に1kg/cm2の圧力を加え真空ポ
ンプによって半気圧迄減圧したとき、10ccの空気が
紙面と硝子面から進入する時間をデジタに読み取るもの
である。また、平滑度についてはJAPAN TAPP
I No.5法を使用してもよいし、ISO 8791−
4:1992の方法を使用してもよい。
【0046】本実施例においては、図2に示すように、
先ず、コピーボタンが押下され、記録材が給紙される
と、記録材厚さ検出手段15において、記録材の厚さが
検出される。
【0047】次に、記録材表面平滑度検出手段16にお
いて、記録材表面平滑度が検出される。
【0048】そして、制御手段たるCPUにおいて、こ
れらの二つの検出手段によって検出された後述するよう
な出力値のマトリクスによって、定着速度可変手段(図
示せず)に基づき最適定着速度が設定される。
【0049】本実施例においては、定着ローラ51と、
加圧ローラ52にSiゴムローラを用い、加圧力を49
0N、ニップ幅7.5mmに設定し、普通紙(紙厚80
μm、平滑度40秒)の記録材を、定着温度180℃、
定着速度135mm/secで定着させた。
【0050】その結果、定着後の記録材表面のFF画像
の光沢は約30%となった。
【0051】そして、この光沢を基準にして、記録材の
種類(厚さ、平滑度)が変化した際、記録材と定着後の
画像の光沢が同一になるように、定着速度を設定した。
【0052】図3にそのマトリクスを示す。
【0053】図3に示すように、同じ厚さの記録材の場
合は、記録材の表面光沢によって定着後の画像の光沢を
変化させる必要があるため、記録材の表面平滑度が高く
なる程、定着速度を遅くし、記録材の表面平滑度が低い
ほど定着速度を速くする。
【0054】また、同じ表面光沢の記録材でも厚さが薄
い方が定着後の画像光沢は高くなるため、厚さが薄くな
ると、定着速度を速くし、紙厚が厚くなるに従って、定
着速度を遅くする必要がある。
【0055】本実施例で用いた定着装置においては、記
録材の厚さを考慮して、記録材の表面平滑度から、定着
後画像の光沢をほぼ同じにする。
【0056】定着速度条件は、図3に示すマトリクスに
従って、紙種に応じて定着速度を変化させることによ
り、定着後の画像の光沢は紙種に応じて最適な画像とな
った。
【0057】その際の画像の光沢はベタ画像(FF画
像)で記録材表面光沢とほぼ同一となる。
【0058】このように、本実施例では、記録材の表面
の光沢と厚さに応じて図3のようなマトリクスに従い、
記録材の光沢感を尊重しつつ、最適定着条件で定着する
ことにより、最適な画像形成を行えた。
【0059】なお、本実施例における最適定着温度、最
適定着速度は、定着装置の構成によって異なってくるの
で、必ずしも、この値に限るものではない。
【0060】(第2の実施例)次に、本発明の第2の実
施例を図6及び図7に基づいて説明する。
【0061】なお、第1の実施例との共通箇所には同一
符号を付して説明を省略する。
【0062】本実施例は記録材の厚さと表面粗さを検出
し、それにより定着温度を可変とし、最適定着温度で、
定着を行い、記録材の種類によって、定着後の画像の光
沢を最適になるようにしたものである。
【0063】本実施例においては、図6に示すように、
先ず、コピーボタンが押下され、記録材が給紙される
と、記録材厚さ検出手段15において、記録材の厚さが
検出される。
【0064】次に、記録材表面平滑度検出手段16にお
いて、記録材表面平滑度が検出される。
【0065】そして、CPUにおいて、これらの二つの
検出手段によって検出された後述するような出力値のマ
トリクスに基づき、定着温度制御手段(図示せず)によ
って最適定着温度が設定される。
【0066】本実施例においても、第1の実施例と同様
に、定着ローラ51と、加圧ローラ52にSiゴムロー
ラを用い、加圧力を490N、ニップ幅7.5mmに設
定し、普通紙(紙厚80μm、表面平滑度40秒)の記
録材を定着速度75mm/sec、定着温度150℃で
定着した。
【0067】その結果、定着後の記録材上のFF画像の
光沢は約30%となった。
【0068】そして、光沢紙(紙厚210μm、平滑度
3000秒)の記録材を定着速度75mm/sec、定
着温度190℃で定着した。
【0069】その結果、定着後の記録材上のFF画像表
面の光沢は約65%となった。
【0070】このように記録材の厚さと記録材の粗さに
よる図7にそのマトリクスを示す。
【0071】図7においては、同じ厚さの記録材の場合
は、その表面粗さが低くなる程、定着温度を高くし、ま
た、同じ表面光沢の記録材の場合はその厚さが厚くなる
程、定着温度を高くしてある。
【0072】この状態でコピーボタンが押下され、記録
材が給紙されると、まず、記録材厚さ(坪量)と、表面
平滑度が検出され、次に、図7の温調マトリクスによっ
て、定着温度設定が制御され、最適の定着温度によって
定着が行われる。
【0073】その際の画像の光沢はベタ画像(FF画
像)で記録材の光沢感がほぼ同一となる。
【0074】以上のように、本実施例では、記録材の表
面の粗さと厚さに応じて図7のような温調マトリクスに
従い、最適定着条件で定着することができ、記録材の種
類によって記録材の光沢感を失わず、最適な画像を得る
ことができる。
【0075】なお、本実施例における最適定着温度、最
適定着速度は、定着装置の構成によって異なってくるの
で、必ずしも、この値に限るものではない。
【0076】(第3の実施例)次に、本発明の第3の実
施例を図8及び図9に基づいて説明する。
【0077】なお、第1の実施例との共通箇所には同一
符号を付して説明を省略する。
【0078】本実施例は記録材の厚さと表面粗さを検出
し、それにより定着ローラと加圧ローラ間の加圧力を可
変とし、ニップ幅を調節することにより、最適定着条件
で定着を行い、記録材の種類によって、定着後の画像の
光沢が記録材の光沢度と等しくなるようにしたものであ
る。
【0079】本実施例においては、図8に示すように、
先ず、コピーボタンが押下され、記録材が給紙される
と、記録材厚さ検出手段15において、記録材の厚さが
検出される。
【0080】次に、記録材表面平滑度検出手段16にお
いて、記録材表面平滑度が検出される。
【0081】そして、CPUにおいて、これらの二つの
検出手段によって検出された後述するような出力値のマ
トリクスに基づき、加圧力可変手段(図示せず)によっ
て最適定着温度が設定される。
【0082】本実施例においても、第1の実施例と同様
に、定着ローラ51、加圧ローラ52にSiゴムローラ
を用い、加圧力を294N、ニップ幅7.5mmに設定
し、普通紙(紙厚80μm、平滑度40秒)の記録材を
定着速度75mm/sec、定着温度170℃で定着し
た。
【0083】その結果、定着後の記録材表面のFF画像
の光沢は約30%となった。
【0084】また、同様に第1の実施例と同様に、定着
ローラ51、加圧ローラ52にSiゴムローラを用い、
加圧力294N、ニップ8mmに設定し、光沢紙(紙厚
210μm、平滑度3000秒)の記録材を定着速度7
5mm/sec、定着温度170℃で定着した。
【0085】その結果、定着後の記録材のFF画像光沢
は約75%となった。
【0086】そこのように記録材の表面及び紙厚が変化
したことによる最適な加圧力を図9にそのマトリクスを
示す。
【0087】図9においては、同じ厚さの記録材の場合
は、その表面粗さが低くなる程、加圧力を上げ(ニップ
幅を増やし)、また、同じ表面粗さの記録材の場合はそ
の厚さが厚くなる程、加圧力を強く(ニップ幅を広く)
してある。
【0088】このことによって記録材上のFF(べた)
画像について記録材の光沢とほぼ同等の画像になる。
【0089】以上のように、本実施例では、記録材の表
面の光沢と厚さに応じて図9のようなマトリクスに従
い、記録材の光沢(表面性)、厚さに応じた最適条件で
定着することにより、記録材の表面と画像表面に違和感
のない画像を形成できた。
【0090】なお、本実施例における最適な加圧力は、
定着装置の構成によって異なってくるので、必ずしも、
この値に限るものではない。
【0091】
【発明の効果】以上説明したように、本出願に係る第1
の発明によれば、記録材が定着装置に搬送される前に、
記録材厚さ検出手段により記録材の厚さを検出し、ま
た、記録材表面平滑度検出手段により記録材の表面平滑
度を検出して、その記録材の厚さと粗さに応じた定着条
件を設定するので、定着を行った際に、記録材の厚さや
表面粗さに応じて違和感のない画像を形成できる。
【0092】また、本出願に係る第2の発明によれば、
記録材の表面の光沢度と画像上の光沢度をFF(べた)
画像を30以内に抑えることで、見た目違和感のない画
像を形成できる。
【0093】また、本出願に係る第3の発明によれば、
記録材厚さ及び表面光沢に応じて、最適な定着速度を設
定するので、記録材の厚さ及び表面粗さに応じて違和感
のない画像を形成できる。
【0094】さらに、本出願に係る第4の発明によれ
ば、記録材厚さ及び表面粗さに応じて、最適な定着温度
を設定するので、記録材の厚さ及び表面光沢に応じて違
和感のない画像を形成できる。
【0095】また、本出願に係る第5の発明によれば、
記録材厚さ及び表面粗さに応じて、最適な加圧力を設定
するので、記録材の厚さ及び表面光沢に応じて違和感の
ない画像を形成できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1の実施例におけるフルカラー複
写機の略断面図
【図2】 本発明の第1の実施例におけるフローチャー
【図3】 本発明の第1の実施例における定着条件変更
マトリクス
【図4】 本発明の第1の実施例における記録材厚さ検
出手段を示す図
【図5】 本発明の第1の実施例における記録材表面平
滑度検出手段を示す図
【図6】 本発明の第2の実施例におけるフローチャー
【図7】 本発明の第2の実施例における定着条件変更
マトリクス
【図8】 本発明の第3の実施例におけるフローチャー
【図9】 本発明の第3の実施例における定着条件変更
マトリクス
【図10】 従来のフルカラー複写機の略断面図
【図11】 従来のフルカラー複写機の略断面図
【図12】 従来の定着装置の略断面図
【符号の説明】
Pa,Pb、Pc、Pd 画像形成ステイション P 記録材(紙) 1a,1b,1c,1d 感光ドラム 2a,2b,2c,2d 現像装置 3 転写部 3a,3b,3c,3d 転写用帯電器 4a,4b,4c,4d クリーナ 5 定着装置 12a,12b,12c,12d 帯電器 15 記録材厚さ検出手段 16 記録材表面平滑度検出手段 19 レジストローラ 20a 上ローラ 20b したローラ 21 ばね部材 22 クラッチ 23 紙厚検出器(ポテンショメータ) 31 転写ベルト 41 押さえ板 51 定着ローラ 52 加圧ローラ 53 離型剤塗布装置 54、55 ローラクリーニング装置 56,57 ヒータ 58,59 サーミスタ 61 給紙カセット 62 搬送ベルト 68 下分離爪
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2F069 AA46 AA57 BB20 BB36 BB40 DD30 GG02 GG06 GG20 GG63 HH04 HH30 JJ13 JJ22 JJ25 LL04 MM21 RR09 2H033 AA10 AA47 BA25 BB06 BB18 BB29 BB32 BB33 BB34 CA01 CA07 CA16 CA30 CA39 CA40

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 互いに圧接しながら回転自在に配設され
    た定着ローラ及び加圧ローラのローラ対を有し、該ロー
    ラ対が形成する圧接部で未定着画像を有する記録材を挟
    圧搬送して該記録材上の未定着画像の加熱定着を行う定
    着装置を備えた画像形成装置において、記録材の厚さを
    検出する記録材厚さ検出手段と、記録材の表面平滑度を
    検出する記録材表面粗さ検出手段とを備え、上記記録材
    厚さ検出手段と、上記記録材表面粗さ検出手段との出力
    値に応じて、上記定着装置の定着条件を変更するように
    設定された制御手段を有することを特徴とする画像形成
    装置。
  2. 【請求項2】 転写材とFF画像時における光沢差が3
    0以内であることを特徴とする請求項1記載の画像形成
    装置。
  3. 【請求項3】 定着条件は、定着速度であることとする
    請求項1に記載の画像形成装置。
  4. 【請求項4】 定着条件は、定着温度であることとする
    請求項1に記載の画像形成装置。
  5. 【請求項5】 定着条件は、定着ローラと加圧ローラの
    間の加圧力であることとする請求項1に記載の画像形成
    装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2006317632A (ja) * 2005-05-11 2006-11-24 Ricoh Co Ltd 画像形成装置、画像および画像形成方法
JP2007139986A (ja) * 2005-11-16 2007-06-07 Ricoh Co Ltd 定着装置
JP2012027369A (ja) * 2010-07-27 2012-02-09 Canon Inc 画像形成装置

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