JP2003076172A - 定着装置 - Google Patents
定着装置Info
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- JP2003076172A JP2003076172A JP2001265474A JP2001265474A JP2003076172A JP 2003076172 A JP2003076172 A JP 2003076172A JP 2001265474 A JP2001265474 A JP 2001265474A JP 2001265474 A JP2001265474 A JP 2001265474A JP 2003076172 A JP2003076172 A JP 2003076172A
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Abstract
きる定着装置を提供する。 【解決手段】 定着ローラ1には導電性磁性体層1aを
設け、また内面に接触物を有していないだけでなく、内
面全体にわたって接触物を有していない構成とする。コ
イル3の保持部材4は、非導電軟磁性体を使用する。断
熱材5は、非磁性、非導電材料を使用する。定着ローラ
1を昇温させるためにコイル3により交番磁束を与える
とコイル3自体も昇温するが、定着ローラ1とコイル3
の間に断熱材5を配してあるので、定着ローラ1からコ
イル3に熱が移動することを防止でき、コイル3の昇温
を抑えることができる。また、定着ローラ1がニップ部
6の内面に接触物を有していないので、定着ローラ1で
発熱した熱が伝熱により奪われることがなく、断熱材5
の使用とあわせて急速な昇温が可能となる。
Description
る画像形成装置用の定着装置に関する。
機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に用いら
れる定着装置として、誘導加熱(発熱)方式で定着ロー
ラや定着ベルト等の被加熱体を備えるものが周知であ
る。一般に誘導加熱方式においては、定着装置内部に誘
導コイルを配し、その誘導コイルに高周波電流を流して
誘導磁束を発生させ、この誘導磁束により被加熱体外周
部の導電性磁性体層に誘導電流(渦電流)を発生させ、
誘導電流に伴うジュール熱により定着ローラを発熱させ
るようにしている。
部にある場合はそれらの輻射熱を周囲から受けるととも
に、それ自身の電気抵抗による発熱などから高温になっ
てしまい、発熱効率が低下したり、コイルが破壊したり
するという問題がある。そのため、例えば特開平11−
297462号公報に開示されているように、被加熱体
の外部にコイルを設け、コイルを冷却しやすくする方法
が知られている。
えて熱変換効率をよくするためにはコイルが定着ローラ
の近傍になくてはならず、依然として過度の熱を受け、
逆に効率が下がってしまうという問題がある。また、誘
導発熱方式の定着装置は、その熱変換効率の高さから被
加熱体の急速な昇温によるウォームアップ時間の短縮を
可能にする技術であるが、被加熱体の近傍に熱容量の大
きいコイルが存在していることにより、昇温に要する熱
量がコイルに奪われてウォームアップ時間短縮の妨げに
なっている。
007号公報に開示されているものがある。この技術
は、コイルと被加熱体である金属スリーブの間に断熱材
を設けるものであるが、金属スリーブの内部に内部加圧
部材を配置する構成になっており、立上り時などでは特
に加圧部材が接触しているニップ部の昇温に要する熱量
が奪われてしまうことになるという問題がある。
がみてなしたもので、上記従来の問題点を解決し、より
早い昇温(立上り)を可能にすることができる定着装置
を提供することを目的とする。
定着装置は、上記目的を達成するために、電子写真方式
により形成された未定着画像を熱と圧力で記録材に定着
させる誘導加熱型の定着装置において、誘導磁束を発生
させるコイルが導電性磁性体層を有する被加熱体の外部
にあって、該被加熱体のニップ部内面に接触物を有せ
ず、コイルと被加熱体の間に断熱材を設けてなることを
特徴とする。
するために、請求項1の定着装置において、上記被加熱
体が導電性磁性体層を有する中空ローラであることを特
徴とする。
するために、請求項1の定着装置において、上記被加熱
体が導電性磁性体層を有するベルトであることを特徴と
する。
するために、請求項1ないし3のいずれかの定着装置に
おいて、上記被加熱体の表面積の1/2以上を上記コイ
ルで覆ってなることを特徴とする。
するために、請求項1ないし3のいずれかの定着装置に
おいて、上記被加熱体の表面積の1/4以上を上記断熱
材で覆ってなることを特徴とする。
するために、請求項1ないし3のいずれかの定着装置に
おいて、上記コイルを保持する部材を有し、該保持部材
が非導電性の軟磁性体からなることを特徴とする。
するために、請求項1ないし3のいずれかの定着装置に
おいて、上記断熱材と被加熱体の間に隙間を設けてなる
ことを特徴とする。
するために、請求項1ないし3のいずれかの定着装置に
おいて、上記断熱材が耐熱性の樹脂からなることを特徴
とする。
するために、請求項1ないし3のいずれかの定着装置に
おいて、上記断熱材が耐熱性のフェルトからなり、かつ
該断熱材を上記被加熱体に接触させてなることを特徴と
する。
成するために、請求項1ないし3のいずれかの定着装置
において、上記被加熱体の内部に断熱材を有することを
特徴とする。
成するために、電子写真方式により形成された未定着画
像を熱と圧力で記録材に定着させる定着ローラと加圧ロ
ーラを有する誘導加熱型の定着装置において、誘導磁束
を発生させるコイルを導電性磁性体層を有する上記定着
ローラの外部で、かつ上記定着ローラの軸線に直交する
断面において上記定着ローラの中心または中心よりも上
記加圧ローラとのニップに近い位置に配してなることを
特徴とする。
成するために、請求項11の定着装置において、上記加
圧ローラ内に導電性磁性体層を有することを特徴とす
る。
成するために、請求項12の定着装置において、上記コ
イルが上記加圧ローラの外部で、かつ上記加圧ローラの
軸線に直交する断面において上記加圧ローラの中心また
は中心よりも上記定着ローラとのニップに近い位置に配
してなることを特徴とする。
成するために、請求項11ないし13のいずれかの定着
装置において、上記定着ローラ、上記加圧ローラ及び上
記コイルの間に断熱材を設けてなることを特徴とする。
成するために、請求項11の定着装置において、上記コ
イルを保持する部材を有し、該保持部材が上記ニップへ
進入するシート状の記録材を案内するガイドとなる形状
を有することを特徴とする。
成するために、請求項15の定着装置において、上記保
持部材が非導電性の磁性体からなることを特徴とする。
参照して説明する。図1は、本発明に係る定着装置の第
1実施形態を示す断面図(A)と斜視図(B)である。
以下では、被加熱体は中空の金属ローラ(以下、定着ロ
ーラという。)を使用した場合について説明するが、被
加熱体に導電性磁性体層を有するベルト部材を使用して
もよい。
はコイル、4はコイル3の保持部材、5は断熱材(図1
Bでは図示を省略)、6は定着ローラ1と加圧ローラ2
のニップ部である。定着ローラ1にはFeやSUS等の
導電性の磁性材料を使用するのが望ましい。図示の例で
は導電性磁性体層1aを設けてある。また定着ローラ1
には導電性磁性体層1a等の金属層以外にPFAやPT
FE等の離型層やシリコン等の弾性層が設けてあっても
よい。また定着ローラ1等の被発熱体はブラスト処理な
どにより内面を荒くしたほうが望ましい。さらに、定着
ローラ1の内部にはハロゲンやセラミックヒータ等の補
助加熱装置が設けてあってもよい。
いないだけでなく、内面全体にわたって接触物を有して
いない構成となっている。この構成は本発明の目的とす
る急速な被加熱体の昇温において有利な例であるが、ニ
ップ部内面以外の被加熱体内面にサーミスタ等の低熱容
量の部品や断熱性の高いローラを接触させてもよい。
性体を使用するのが望ましい。また断熱材5は、非磁
性、非導電の材料を使用するのが望ましい。コイル3の
線材には銅線や、銅線を撚り合わせたリッツ線を使用す
る。銅線の皮膜としては、ポリイミド、ポリアミド等の
耐熱絶縁層を設けることが望ましい。そして、コイル3
の形状は被加熱体である定着ローラ1に渦電流を生じさ
せることが可能ならばどのような形状であってもかまわ
ないが、本実施形態では図2に示すような曲面形状のコ
イルとしてある。
を与えられて渦電流が発生するが、定着ローラ1の電気
抵抗により熱に変換される。このとき、コイル3の電気
抵抗や定着ローラ1からの輻射熱、伝熱によりコイル3
自体も昇温する。そして、ますますコイル3の電気抵抗
が増え、エネルギー損失が増大する。その結果、定着ロ
ーラ1の昇温の妨げになりウォームアップ時間が長くな
りユーザーに使用感の悪さを与えてしまうことになる
が、本実施形態では定着ローラ1とコイル3の間に断熱
材5を配してあるので、定着ローラ1からコイル3に熱
が移動することを防止でき、コイル3の昇温を抑えるこ
とができる。また、定着ローラ1がニップ部6の内面に
接触物を有していないので、定着ローラ1で発熱した熱
が伝熱により奪われることがなく、断熱材5の使用とあ
わせて急速な昇温が可能となる。
形態を示す断面図である。本実施形態は、基本的には第
1の実施形態と同様の構成を有するが、コイル3で定着
ローラの表面積の1/2以上を覆ってある。定着ローラ
1は、常により温度の低い外気に熱を奪われていくが、
自己発熱により外気よりも高温になっているコイル3で
定着ローラの表面積の1/2以上を覆うことにより、定
着時の熱量の損失が減少し、待機時の消費電力が低減で
きる。また、立ち上がり時にも定着ローラ1の熱の放出
が減少するので昇温を早くすることができる。
を1/4以上とすることにより、定着ローラ1が熱を外
部に放出することを防止し、冷えにくくできるので、待
機時の消費電力を低減することができ、立上り時の昇温
を早くすることができる。
体とすることにより、図3に示すように磁束集中部位7
が生じるため、磁束が外に漏れず、ひいては熱変換効率
が上昇し、待機時の消費電力を低減することができる。
もちろん、立上り時の昇温を早くすることができる。
間8を設けることにより、互いが接触しないので傷つく
ことがない。断熱材5には、磁性体粉を混合したPPS
等の耐熱樹脂を用いることで、フェライト等の燒結軟磁
性体を使用するよりも安価に作ることができる。
形態を示す断面図である。本実施形態も基本的には第1
の実施形態と同様の構成を有するが、コイル3と定着ロ
ーラ1の間の断熱材5に耐熱性のフェルトを用い、かつ
フェルト製の断熱材5を定着ローラ1に接触させること
により、定着ローラ1の表面に付着したトナーをクリー
ニングする機能を兼ねることができ、定着ローラ1の耐
久性を向上させることが可能となる。
ラ1の内部に断熱層9を設けてあり、さらに定着ローラ
1の熱放出を抑え、冷えにくくなるので、待機時の消費
電力を低減することができ、また、立上り時の昇温を早
くすることができる。
形態を示す断面図である。本実施形態も基本的には第1
の実施形態と同様の構成を有するが、定着ローラ1の外
周に離型層10が設けてある。また図2(D)からもよ
く分かるように、コイル3が定着ローラ1の軸線に直交
する断面において定着ローラ1の中心線CLまたは中心
線CLよりも加圧ローラ2とのニップ部6に近い側に配
置してある。このため、通紙時に記録材11が通過する
ことで、高温のコイル3が記録材11をプレヒートし、
定着率を向上させると共に、コイル3自身の熱が輻射熱
12として奪われることで冷却される。また、記録材1
1の通過時に伴う気流13が発生し、コイル3の冷却性
をさらに向上させる。このため、特にファン等を設けて
強制冷却する必要がない。
形態を示す断面図である。本実施形態も基本的には第1
の実施形態と同様の構成を有するが、コイル3の保持部
材4として耐熱性の樹脂を使用し、樹脂を使用すると形
状の自由度が大きいため、図示のように下端に記録材1
1のガイド部14を形成してある。ガイド部14は、記
録材11とより近接するために熱が伝わりやすく、保持
部材4を通じてコイル3と記録材11の熱交換が行わ
れ、記録材11のプレヒートとコイル3の冷却が効率よ
く行われる。
することにより、図3の例と同様に磁束集中部位7生
じ、磁束が外に漏れず、ひいては熱変換効率が上昇し、
待機時の消費電力を低減することができ、立上り時の昇
温を早くすることができる点は同じである。
形態を示す断面図である。本実施形態も基本的には第1
の実施形態と同様の構成を有するが、図示のように、加
圧ローラ2内に導電性磁性体層15を設けることによ
り、加圧ローラ2も同時に誘導発熱され、両ローラ1、
2が共に高温になるので記録材11に与えられる熱量が
増え、定着性のよい画像を得ることができる。また加圧
ローラ2側にもコイル3を配し、さらに効果的に加熱ロ
ーラ2を昇温させることができるようにもなっている。
てきたように、被加熱体とコイルの間に断熱層を設ける
ことによって熱の移動を抑え、また被加熱体のニップ部
内面に接触物を有しないようにすることで、コイルの昇
温を抑え、被加熱体で発熱した熱が伝熱により奪われる
ことがなく、より早い昇温の立上りが可能になるという
効果がある。
きたように、被加熱体に導電性磁性体層を有する中空ロ
ーラを使用することで、請求項1の装置と共通の効果に
加え、安価なコストで安定した用紙搬送が可能になると
いう効果がある。
きたように、被加熱体に導電性磁性体層を有するベルト
を使用することで、請求項1の装置と共通の効果に加
え、被加熱体自身の熱容量を少なくすることができ、ロ
ーラよりも、さらに早い昇温を可能にすることができる
という効果がある。
きたように、被加熱体の近傍に設置するコイルで被加熱
体の表面積の1/2以上を覆うことにより、上記請求項
1ないし3の装置との共通の効果に加え、被加熱体が熱
を外部に放出することを防止し、冷えにくくなるので、
待機時の消費電力を低減することができという効果があ
る。
きたように、断熱材で被加熱体の表面積の1/4以上を
覆うことにより、上記請求項1ないし3の装置との共通
の効果に加え、被加熱体が熱を外部に放出することを防
止し、冷えにくくなるので、待機時の消費電力を低減す
ることができるという効果がある。
きたように、コイルの保持部材を非導電性の軟磁性体と
することにより、上記請求項1ないし3の装置との共通
の効果に加え、コイルから発生する磁束をもらさず被加
熱体に集中させることになり、熱効率を向上させること
ができ、漏れ磁束がコイル近傍のセンサ等にノイズを与
えることを防止できるという効果がある。
きたように、断熱材と被加熱体の間に隙間を設けること
により、上記請求項1ないし3の装置との共通の効果に
加え、互いに摺動することがないので、被加熱体の表面
を傷つけることなくなり、部品の寿命を長くすることが
できるという効果がある。
きたように、コイルと被加熱体の間の断熱材に耐熱性の
樹脂を用いることにより、上記請求項1ないし3の装置
との共通の効果に加え、安価に本発明の構成を実現する
ことができるという効果がある。
きたように、コイルと被加熱体の間の断熱材に耐熱性の
フェルトを用い、それを接触させることにより、上記請
求項1ないし3の装置との共通の効果に加え、被加熱体
のトナー固着をクリーニングする機能を兼ねるようにす
ることができ、被加熱体の耐久性を向上させることが可
能となるという効果がある。
てきたように、被加熱体の内部に断熱材を設けることに
より、上記請求項1ないし3の装置との共通の効果に加
え、さらに被加熱体の熱の放出が抑えられ、冷えにくく
なるので、待機時の消費電力を低減することができ、ま
たいっそう立上り時の昇温を早くすることができるとい
う効果がある。
てきたように、コイルをニップに近いところに設けたの
で、通紙時に記録材が通過することで、記録材をプレヒ
ートし定着率を向上させると共に、コイル自身の熱が奪
われて冷却されるという効果がある。また、記録材の通
過時に伴う気流がコイルの冷却性をさらに向上させ、そ
のため特にファン等を設けて強制冷却することがないの
で、安価に装置構成ができるという効果もある。
てきたように、加圧ローラ内に導電性磁性体層を有する
ことにより、請求項11の装置と共通の効果に加え、1
つのコイルで両ローラを同時に加熱することができるの
で、安価に定着性のよい画像を得ることができるように
なるという効果がある。
てきたように、加圧ローラ側にも同様に磁束を発生させ
るコイルを設けることにより、請求項12の装置と共通
の効果に加え、定着時の供給熱量を多くすることがで
き、さらに定着性のよい画像を得ることができるように
なるという効果がある。
てきたように、定着ローラ、加圧ローラ及びコイルの間
に断熱層を設けているので、請求項11ないし13の装
置と共通の効果に加え、熱の移動が抑えられるという効
果がある。
てきたように、コイルの保持部材をガイドとして兼用す
ることにより、請求項11の装置と共通の効果に加え、
部品点数が減るのでコストダウンとなり、また保持部材
を通じてコイルと記録材の熱交換が行われるために、記
録材のプレヒートとコイルの冷却が効率よく行われるよ
うになるという効果がある。
てきたように、コイルの保持部材に非導電性の磁性体を
使用することにより、請求項15の装置と共通の効果に
加え、磁束が集中して漏れ磁束が減少するので、熱変換
効率が上がるとともに、電磁波ノイズが外部に発散する
のを防止することができるという効果がある。
面図(A)と斜視図(B)である。
(B)、正面図(C)及びA−A断面図(D)である。
面図である。
面図である。
面図である。
(B)、底面図(C)及びA−A断面図(D)である。
面図である。
面図である。
Claims (16)
- 【請求項1】 電子写真方式により形成された未定着画
像を熱と圧力で記録材に定着させる誘導加熱型の定着装
置において、誘導磁束を発生させるコイルが導電性磁性
体層を有する被加熱体の外部にあって、該被加熱体のニ
ップ部内面に接触物を有せず、コイルと被加熱体の間に
断熱材を設けてなることを特徴とする定着装置。 - 【請求項2】 請求項1の定着装置において、上記被加
熱体が導電性磁性体層を有する中空ローラであることを
特徴とする定着装置。 - 【請求項3】 請求項1の定着装置において、上記被加
熱体が導電性磁性体層を有するベルトであることを特徴
とする定着装置。 - 【請求項4】 請求項1ないし3のいずれかの定着装置
において、上記被加熱体の表面積の1/2以上を上記コ
イルで覆ってなることを特徴とする定着装置。 - 【請求項5】 請求項1ないし3のいずれかの定着装置
において、上記被加熱体の表面積の1/4以上を上記断
熱材で覆ってなることを特徴とする定着装置。 - 【請求項6】 請求項1ないし3のいずれかの定着装置
において、上記コイルを保持する部材を有し、該保持部
材が非導電性の軟磁性体からなることを特徴とする定着
装置。 - 【請求項7】 請求項1ないし3のいずれかの定着装置
において、上記断熱材と被加熱体の間に隙間を設けてな
ることを特徴とする定着装置。 - 【請求項8】 請求項1ないし3のいずれかの定着装置
において、上記断熱材が耐熱性の樹脂からなることを特
徴とする定着装置。 - 【請求項9】 請求項1ないし3のいずれかの定着装置
において、上記断熱材が耐熱性のフェルトからなり、か
つ該断熱材を上記被加熱体に接触させてなることを特徴
とする定着装置。 - 【請求項10】 請求項1ないし3のいずれかの定着装
置において、上記被加熱体の内部に断熱材を有すること
を特徴とする定着装置。 - 【請求項11】 電子写真方式により形成された未定着
画像を熱と圧力で記録材に定着させる定着ローラと加圧
ローラを有する誘導加熱型の定着装置において、誘導磁
束を発生させるコイルを導電性磁性体層を有する上記定
着ローラの外部で、かつ上記定着ローラの軸線に直交す
る断面において上記定着ローラの中心または中心よりも
上記加圧ローラとのニップに近い位置に配してなること
を特徴とする定着装置。 - 【請求項12】 請求項11の定着装置において、上記
加圧ローラ内に導電性磁性体層を有することを特徴とす
る定着装置。 - 【請求項13】 請求項12の定着装置において、上記
コイルが上記加圧ローラの外部で、かつ上記加圧ローラ
の軸線に直交する断面において上記加圧ローラの中心ま
たは中心よりも上記定着ローラとのニップに近い位置に
配してなることを特徴とする定着装置。 - 【請求項14】 請求項11ないし13のいずれかの定
着装置において、上記定着ローラ、上記加圧ローラ及び
上記コイルの間に断熱材を設けてなることを特徴とする
定着装置。 - 【請求項15】 請求項11の定着装置において、上記
コイルを保持する部材を有し、該保持部材が上記ニップ
へ進入するシート状の記録材を案内するガイドとなる形
状を有することを特徴とする定着装置。 - 【請求項16】 請求項15の定着装置において、上記
保持部材が非導電性の磁性体からなることを特徴とする
定着装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001265474A JP4435453B2 (ja) | 2001-09-03 | 2001-09-03 | 定着装置及び画像形成装置 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publication Number | Publication Date |
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JP4435453B2 JP4435453B2 (ja) | 2010-03-17 |
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ID=19091932
Family Applications (1)
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005142023A (ja) * | 2003-11-06 | 2005-06-02 | Sharp Corp | 加熱装置およびそれを備えた画像形成装置、並びに加熱装置の加熱方法 |
JP2008032944A (ja) * | 2006-07-28 | 2008-02-14 | Ricoh Co Ltd | 定着装置及び画像形成装置 |
US8131198B2 (en) | 2005-07-15 | 2012-03-06 | Ricoh Co., Ltd. | Image forming apparatus, fixing unit, and image forming method with improved heating mechanism |
JP2012063791A (ja) * | 2011-12-15 | 2012-03-29 | Ricoh Co Ltd | 定着装置及び画像形成装置 |
KR20140031118A (ko) * | 2012-09-04 | 2014-03-12 | 캐논 가부시끼가이샤 | 정착 장치 및 화상 형성 장치 |
-
2001
- 2001-09-03 JP JP2001265474A patent/JP4435453B2/ja not_active Expired - Fee Related
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KR101642553B1 (ko) | 2012-09-04 | 2016-07-25 | 캐논 가부시끼가이샤 | 정착 장치 및 화상 형성 장치 |
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