JP2005274864A - 定着ベルトの加圧機構 - Google Patents
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Abstract
【課題】従来構成に対して部品を高精度にする必要がない定着ベルトの加圧機構を提供すること。
【解決手段】内部にヒータを配置した定着ローラと、無端状の定着ベルトと、定着ベルト内部に配置され定着器の記録紙搬送方向上流に配置された入口ローラと、定着器の搬送方向下流に配置され定着ベルトを介して定着ローラに圧接している分離ローラと、定着ベルト内部で入口ローラと分離のローラの間に配置され定着ベルトを定着ローラに加圧する加圧部材を有する定着装置において、前記分離ローラと加圧部材に各端部は同一の側板に支持されていて、分離ローラと加圧部材の一方が側板に固定され、他方は定着ローラに対して一方向のみに移動が可能な構成となっている。
【選択図】図1
【解決手段】内部にヒータを配置した定着ローラと、無端状の定着ベルトと、定着ベルト内部に配置され定着器の記録紙搬送方向上流に配置された入口ローラと、定着器の搬送方向下流に配置され定着ベルトを介して定着ローラに圧接している分離ローラと、定着ベルト内部で入口ローラと分離のローラの間に配置され定着ベルトを定着ローラに加圧する加圧部材を有する定着装置において、前記分離ローラと加圧部材に各端部は同一の側板に支持されていて、分離ローラと加圧部材の一方が側板に固定され、他方は定着ローラに対して一方向のみに移動が可能な構成となっている。
【選択図】図1
Description
本発明は、定着装置に設けられた定着ベルトの加圧機構に関する。
従来の画像形成装置の一例として、複数の光走査手段を有する4ドラムレーザービームプリンタを図13及び図14に示す。即ち、図13は従来の画像形成装置(レーザービームプリンタ)の断面図、図14は同画像形成装置の像形成部の断面図であり、図13に示すように、装置本体内には画像形成手段である4つの画像形成ステーションPa,Pb,Pc,Pdが並設されている。
上記画像形成ステーションPa,Pb,Pc,Pdは、マゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの各色をそれぞれ形成するものであって、これらは図14に示すように図示矢印方向に回転される像担持体である感光ドラム1a,1b,1c,1dをそれぞれ有している。
又、各感光ドラム1a,1b,1c,1dの周囲には、帯電器12a,12b,12c,12dと現像装置2a,2b,2c,2d及びクリーナ4a,4b,4c,4dが各感光ドラム1a,1b,1c,1dの回転方向に沿って順次配設されており、各感光ドラム1a,1b,1c,1dの下方には転写部3が配設されている。尚、この転写部3は各画像形成ステーションPa,Pb,Pc,Pdに共通の記録搬送手段である転写ベルト31と転写用帯電器3a,3b,3c,3dを有している。
以上の構成を有するプリンタにおいて、図13に示す記録材供給手段である給紙カセット11から供給された記録紙Pは、転写ベルト31上に支持されて各画像形成ステーションPa〜Pdへ搬送され、前記各感光ドラム1a〜1d上に形成された各色のトナー像の転写を順次受ける。そして、この転写工程が終了すると、記録紙Pは、転写ベルト31から分離されて定着装置5へと搬送される。定着装置5で記録紙Pに転写されたトナー像は、熱と圧力により記録紙P上に定着され排紙処理装置6に搬送される。排紙処理装置6では記録紙Pを排紙トレイ62上の搬送ローラ61で排出し、排紙トレイ62は下方に移動することで多数枚の排紙積載が可能となっている。又、排紙処理装置6では多数枚の記録紙Pをスティップルしたりする処理も可能である。
上記定着装置5は、図15に詳細を示すように、回転自在に配置された定着用回転体である定着ローラ510は図示しない駆動源により矢印A方向に回転していて、内部に配置されたハロゲンヒータ520により加熱され、定着ローラ510表面に配置されたサーミスタ525により一定の温度になるように制御されている。
又、上記定着ローラ510の下方にはベルトユニット53が配置されている。エンドレスである定着ベルト531は、入り口ローラ532、分離ローラ533、ステアリングローラ534により張架されている。分離ローラ533は、SUS等の金属から成り、矢印SF方向に定着ベルト531を介して定着ローラ510と圧接している。ステアリングローラ534の一端は矢印B方向に移動可能となっていて、定着ベルト531の寄りを修正している。又、入り口ローラ532と分離ローラ533の間には加圧パッド部540が配置されている。加圧パッド部540は、SUS等の金属から成るベース541とシリコンゴム等から成る加圧パッド542、加圧パッド542と定着ベルト531の間に配置されたPIフィルム等から成る摺動シート543から構成され、矢印PF方向に定着ベルト531を介して定着ローラ510に圧接している。
又、入り口ローラ532と加圧パッド部540の間にはオイルフェルト536が設けられている。オイルフェルト536にはシリコンオイルが含浸されていて定着ベルト531の内面にオイルを塗布し、定着ベルト531と摺動シート543との摩擦力を低減している。
図16(a)は分離ローラ近傍の拡大図であるが、定着ローラ510は、アルミ等の金属から成る芯金511とその表層にシリコンゴム等から成る弾性層512を有している。ここで、金属から成る分離ローラ533は、加圧手段により定着ベルト531を介して定着ローラ510に加圧されているため、定着ローラ510の弾性層512aが図示するように変形する。特に、分離ローラ533と接触している端部512bでは弾性層512の円弧形状が反対方向になる。記録紙上のトナーは定着器5のニップWで溶融、加圧されるためトナーと定着ローラ510表層は張り付いた状態となる。しかし、定着ローラ510の弾性層512bで分離ローラ533によりその円弧形状が反対方向になっているため、定着ローラ510に張り付いたトナーは、剥離されて記録紙は矢印Y方向に排出される。
又、加圧パッド542の端部には金属ワイヤー542aが設けられている。金属ワイヤー542aは、加圧パッド542と一体構成となっている。この金属ワイヤー542aにより定着ローラ512の弾性層512cは変形させられる。
このような定着ベルト531は、定着ローラ510と、定着ベルト531、加圧パッド部540、分離ローラ533とによりニップWを形成している。これにより、図16に示す定着ローラ515、加圧ローラ516を用いた定着装置51よりはニップ幅を広く取れるため、記録紙上のトナーをより溶融でき、カラー画像形成装置における多量のトナーを使用する画像形成装置には適した構成である。
上記加圧パッド540と分離ローラ533の間の空間を小さくすることが本構成の定着装置においては重要な課題である。特許文献1においても、加圧パッドの形状、バックアップ部材等を用いて前記空間での定着ローラに対する加圧力の低下を防止する重要性が示されている。
図17に定着ローラ71に対する定着ベルト部73の加圧機構について説明する。
定着ベルト部73の両端には加圧機構75が設けられている。両側はほぼ同構成であり、図2では片側のみ図示して説明する。定着入り口ローラ732の端部には軸受け732aが設けられ、ローラ加圧ホルダ751に軸受け732aが配置、位置決めされている。又、分離ローラ733の端部にも軸受け733aが設けられローラ加圧ホルダー751に軸受け733aが配置、位置決めされている。更に、分離ローラ端部にはワンウエイギア733bが取り付けられ、分離加圧ホルダ751に取り付けられた分離ローラモータ762に取り付けられたギア763と噛み合っている。ワンウエイギア733bは、分離ローラモータ762が矢印R方向に回転したとき分離ローラ733を回転させ、分離ローラモータ762が逆方向に回転した場合は分離ローラ733を回転させない。
加圧パッド部740のベース741の端部は、パッド加圧ホルダー752に配置、位置決め(位置決め構成は図示せず)されている。
ローラ加圧ホルダ751、パッド加圧ホルダ752の下方には加圧ホルダ753が配置されている。ローラ加圧ホルダー751、パッド加圧ホルダ752、加圧ホルダ753は、回動軸754を中心に回動自在に構成されている。
又、加圧ホルダ753とローラ加圧ホルダ751の間にはローラ加圧バネ757が配置され、加圧ホルダ753に固定されたガイド軸755はローラ加圧バネ内部を通り、ローラ加圧ホルダ751に設けられて穴を通り配置されている。
又、加圧ホルダ753とパッド加圧ホルダ752の間にはパッド加圧バネ758が配置され、加圧ホルダ753に固定されたガイド軸756はパッド加圧バネ内部を通り、パッド加圧ホルダ752に設けられて穴を通り配置されている。
加圧パッドホルダ753の側面には受部759が設けられ、その下には回動軸760に加圧カム761が設けられている。
図18において加圧カム761が回動軸760を中心に図示しない駆動系により回転し加圧カム761の長径761aが頂上に位置する状態にすると、受部759が上方に押し上げられ、回動軸754を中心に加圧ホルダ753が矢印V方向に回転する。これによりローラ加圧バネ757によりローラ加圧ホルダー751が回動軸754を中心に回動して分離ローラ731が定着ローラ71に加圧力SFで加圧される。又、同様にパッド加圧バネ758によりパッド加圧ホルダ752が回動軸754を中心に回動して定着パッド部740が定着ローラ71に加圧力PFで加圧される。富士ゼロックス社のDocuColor2060 の定着装置はこれの類似の加圧方式で構成されている。
上記構成において定着ローラ510と定着ベルト531とのニップの加圧力は図16(b)に示すようになっている。これは前記特許文献1(特開平11−002979号公報)に対して金属ワイヤー543aを設けたことで加圧パッド540での加圧部551と分離ローラ533での加圧部552の間の空間をより小さくすることができ、加圧パッド540と分離ローラ533の間553aが滑らかに繋がっている。
しかし、加圧パッド540の分離ローラ533に対する位置が図16(a)に示す矢印F方向にずれてしまうと、図16(c)に示すように、加圧パッド540と分離ローラ533の間553bに落ち込みができてしまう。このような圧抜け部553bは、特開平10−319772号公報に示すように、ニップW内の速度ムラを発生させ、これにより記録紙上のトナー画像不良を発生させることが分かっている。このトナー画像不良は、上記ニップW内の速度ムラに大きく依存するが、定着ローラにオイルを塗布機構の有無や、トナーの材質等にも多少依存していることが分かっている。
又、加圧パッド540が矢印G方向にずれてしまうと、図16(a)からも分かるように、分離ローラ533と定着ローラ510とのニップに金属ワイヤー543が入り込んでしまう。このような状態では分離ローラ533が定着ローラ510に正常に加圧できなくなってしまったり、金属ワイヤー543が定着ローラ510と分離ローラ533の回転により加圧パッド540から引きちぎられてしまう。
実験によれば、定着ローラ510の直径80mm、分離ローラ533の直径20mm、ニップWの幅20mm、金属ワイヤー543の直径1mmで上記分離ローラ533に対する加圧パッド540に位置範囲は0.5mm程度であった。即ち、加圧パッド540の位置が矢印G方向の最も分離ローラ533に近づける位置から、矢印F方向の分離ローラ533から最も離れられる位置までの範囲が0.5mmであり、この範囲を超えてしまうと上記問題点を発生してしまうことが分かっている。
このため、図17に示す加圧パッド742と分離ローラ733の加圧方式では、加圧パッド742はパッド加圧ホルダ752により位置決め、加圧され、分離ローラ733はローラ加圧ホルダ751により位置決め、加圧されている。このため、上記分離ローラ733に対する加圧パッド742に位置範囲は0.5mm程度を満足するには、パッド加圧ホルダ752とローラ加圧ホルダー751の部品を高精度に加工する必要があった。
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、従来構成に対して部品を高精度にする必要がない定着ベルトの加圧機構を提供することにある。
上記目的を達成するため、請求項1記載の発明は、内部にヒータを配置した定着ローラと、無端状の定着ベルトと、定着ベルト内部に配置され定着器の記録紙搬送方向上流に配置された入口ローラと、定着器の搬送方向下流に配置され定着ベルトを介して定着ローラに圧接している分離ローラと、定着ベルト内部で入口ローラと分離のローラの間に配置され定着ベルトを定着ローラに加圧する加圧部材を有する定着装置において、前記分離ローラと加圧部材に各端部は同一の側板に支持されていて、分離ローラと加圧部材の一方が側板に固定され、他方は定着ローラに対して一方向のみに移動が可能な構成となっている。
請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、分離ローラに対する加圧部材の位置が調整可能となっていることを特徴とする。
請求項3記載の発明は、請求項1記載の発明において、加圧部材に対する分離ローラの位置が調整可能となっていることを特徴とする。
本発明によれば、加圧パッドと分離ローラを同一の側板で保持することで加圧パッドに対する分離ローラの位置精度は1つの側板のみで決定され、上記従来構成に対して部品を高精度にする必要がなくなった。
又、加圧パッドに対する分離ローラの位置精度をより高精度にするために加圧パッドの分離ローラに対する位置調整を必要とする場合でも、加圧パッドと分離ローラを同一の側板で保持することで1つのユニットで構成されるため、このユニット構成で調整することが可能となっている。
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
<実施の形態1>
図1は本発明の実施の形態1を示す図で、定着ベルトユニット100(定着ベルトは図示せず)を示している。定着ベルトユニット100は、前側板110と後側板110が定着パッド部160に固定されている。この前側板110と後側板120に対しインレットローラ130が回動自在に支持されている。分離ローラ部140は、分離ローラ141の両端部141a,141bにベアリング142a,142bが取り付けられていて、前側板110の長穴111、後側板120の長穴121に対して矢印a方向に移動可能に取り付けられている。
図1は本発明の実施の形態1を示す図で、定着ベルトユニット100(定着ベルトは図示せず)を示している。定着ベルトユニット100は、前側板110と後側板110が定着パッド部160に固定されている。この前側板110と後側板120に対しインレットローラ130が回動自在に支持されている。分離ローラ部140は、分離ローラ141の両端部141a,141bにベアリング142a,142bが取り付けられていて、前側板110の長穴111、後側板120の長穴121に対して矢印a方向に移動可能に取り付けられている。
ステアリングローラ部150は、ステアリングローラ151の端部151aにベアリングが設けられ加圧アーム153の長穴153aに取り付けられている。ステアリングローラ151は、加圧アーム153の長穴153aに対して矢印bの方向に移動することで図示していない定着ベルトの寄りを制御している。又、加圧アーム153は、加圧バネ154により矢印c方向にステアリングローラを加圧していて、これにより定着ベルトにテンションを加えている。この加圧アームは、後側板120側にも同様に設けられている。
図2は定着ベルトユニット100の断面を示す図で、定着パッド部160は、パッドホルダ161とスペーサ162と定着パッド163から構成されている。定着パッド163は、ベース163aとゴム163b及び金属ワイヤー163cが一体となって構成されている。
パッドホルダ161に対してスペーサ162、定着パッド163は図示していな位置決めピンで位置決め固定されている。パッドホルダ161は、前側板110、後側板120に固定されている。
図3は定着ベルトユニット100に対して定着パッド部160を取り外した状態を示している。
後側板120には溝122が設けられている。前側板110にも同様に溝112(図示せず)が設けられている。又、パッドホルダ161の端部には固定部161aが設けられていて、反対の面にも同様の固定部161b(図示せず)が設けられている。定着パッド部160を矢印e方向に装着すると前側板110の溝112、後側板120の溝122は幅Wを有していてこれがパッドホルダ161の固定部161a,161bの幅Wと嵌合することで前側板110、後側板120に対する定着パッド160のX方向の位置が決められ、前側板110の溝112、後側板120の溝122の受部Tにパッドホルダ161の固定部161a,161bの受部tを突き当てることで前側板110、後側板120に対する定着パッド160のY方向の位置が決められる。この状態でビスSにより定着パッド部160を前側板110、後側板120に固定する。
又、分離ローラ141の端部141aは、ベアリング142の内径142cと嵌合し、ベアリング142の外径142dは、前側板110の長穴111の幅Hと嵌合していて長穴111穴形状に沿って矢印a方向に分離ローラ部140は前側板110に対して移動可能となっている。又、後側板120側も同様の構成である。
図4は定着ベルトユニット100の定着ローラ80に対する加圧機構300を示す図である。加圧機構300の回動軸301,302を有していてカム304がカム軸303を中心に回転することで加圧機構300を矢印U方向に揺動して定着ローラ80に定着ベルトユニット100が加圧、着脱する構成となっている。
図5は図4の矢印K側から見た図であり、加圧カム304は前加圧板311を持ち上げる。前加圧板311にはパッド加圧バネ312、分離加圧バネ312が設けられている。パッド加圧バネ312は、前パッド加圧板331を矢印F方向に持ち上げ、分離加圧バネ313は、前分離加圧板321を矢印F方向に持ち上げる。
図6は定着装置を上方から見た図と正面から見た図である。
分離ローラ141の端部141aには加圧ベアリング143が取り付けてある。加圧ベアリング143は、前分離加圧板321の斜面321aと接触している。奥側も同様の構成でこれにより分離ローラ141は定着ローラ80に対して前分離加圧板321の斜面321aとは垂直の矢印J方向に加圧される。この矢印J方向は前記前側板110の長穴111と同じ方向となっていて、定着ローラ80と分離ローラ141が接触部の概略垂線となるように構成されている。
図7は定着装置を上方から見た図とB−B部で切断した断面を示す図である。
前パッド加圧板331は、溝Zを有しこれにパッドホルダー161が嵌合している。パッドホルダ161の底面は前パッド加圧331の斜面Vと接している。この構成は奥側も同様である。これによりパッド部160定着ローラ80に対して矢印K方向に加圧している。
以上説明した構成により加圧パッド部160と分離ローラ部140は前側板110、後側板120のみで保持されているので、加圧パッド部160と分離ローラ部140との位置精度は前側板110、後側板120の部品精度のみで決まることになる。定着ローラ80に対してはパッドホルダ161がパッド加圧位置331と嵌合していることで前側板110、後側板120を介して分離ローラ141の位置も決められる構成になっている。
<実施の形態2>
図8及び図9は本発明の実施の形態2を示す図で、加圧パッド部160の構成を示している。パッドホルダ161には位置決めブロック164がビス165により固定されている。位置決めブロック164には位置決めピン164aが設けられ、その先端は定着パッド163のベース163aに嵌合されている。定着パッド163のベース163aは、ビス166によりパッドホルダー161に固定されている。位置決めブロック164は、パッドホルダ161に対して矢印V方向に移動可能となっている。これに定着パッド163も矢印V方向に移動可能となり、図示していない分離ローラと定着パッド163の位置を調整することができる。従来例の加圧パッド742と分離ローラ733の加圧方式では、加圧パッド742はパッド加圧ホルダー752により位置決めされ、分離ローラ733はローラ加圧ホルダ751により位置決めされている。このため、定着ベルトユニット状態では各々の位置を決めることができなかったが、本実施の形態では、定着ベルトユニットの状態で分離ローラ141と定着パッド163の位置調整が実施できる。
図8及び図9は本発明の実施の形態2を示す図で、加圧パッド部160の構成を示している。パッドホルダ161には位置決めブロック164がビス165により固定されている。位置決めブロック164には位置決めピン164aが設けられ、その先端は定着パッド163のベース163aに嵌合されている。定着パッド163のベース163aは、ビス166によりパッドホルダー161に固定されている。位置決めブロック164は、パッドホルダ161に対して矢印V方向に移動可能となっている。これに定着パッド163も矢印V方向に移動可能となり、図示していない分離ローラと定着パッド163の位置を調整することができる。従来例の加圧パッド742と分離ローラ733の加圧方式では、加圧パッド742はパッド加圧ホルダー752により位置決めされ、分離ローラ733はローラ加圧ホルダ751により位置決めされている。このため、定着ベルトユニット状態では各々の位置を決めることができなかったが、本実施の形態では、定着ベルトユニットの状態で分離ローラ141と定着パッド163の位置調整が実施できる。
又、本実施の形態では、定着パッド163がパッドホルダ161に対して調整できる構成を示したが、前側板110、後側板120の長穴111,121の位置が調整でき、加圧パッド部160に対して分離ローラ141の位置が調整できるようにしても同様の効果を得ることができる。
<実施の形態3>
図10は本発明の実施の形態3を示す図で、定着ベルトユニット100に対して定着パッド部160を取り外した状態を示している。後側板120には溝122が設けられている。前側板110にも同様に溝112(図示せず)設けられている。又、パッドホルダ161の端部には嵌合部161aが設けられていて、反対の面にも同様の固定部161b(図示せず)が設けられている。定着パッド部160を矢印e方向に装着すると前側板110の溝112、後側板120の溝122は幅Wを有していてこれがパッドホルダー161の固定部161a,161bの幅Wと嵌め合うことで前側板110、後側板120に対する定着パッド160のX方向の位置が決められる。Y方向は前側板110、後側板120に対して自由な状態となっている。
図10は本発明の実施の形態3を示す図で、定着ベルトユニット100に対して定着パッド部160を取り外した状態を示している。後側板120には溝122が設けられている。前側板110にも同様に溝112(図示せず)設けられている。又、パッドホルダ161の端部には嵌合部161aが設けられていて、反対の面にも同様の固定部161b(図示せず)が設けられている。定着パッド部160を矢印e方向に装着すると前側板110の溝112、後側板120の溝122は幅Wを有していてこれがパッドホルダー161の固定部161a,161bの幅Wと嵌め合うことで前側板110、後側板120に対する定着パッド160のX方向の位置が決められる。Y方向は前側板110、後側板120に対して自由な状態となっている。
又、分離ローラ141の端部141aは、ベアリング142の内径142cと嵌め合いベアリング142の外径142dは前側板110の丸穴116に嵌合される。又、後側板120側も同様の構成である。
図11は本実施の形態に係る定着装置の図である。分離ローラ141の端部141aには加圧ベアリング143が取り付けてある。加圧ベアリング143は、前分離加圧板321の溝321eと嵌合している。奥側も同様の構成でこれにより分離ローラ141は定着ローラ80に対して矢印J方向に加圧される。
図12は定着装置を上方から見た図とD−D部で切断した断面を示す図である。パッドホルダー161の底面はパッド加圧板331の斜面Vと接している。この構成は奥側も同様である。これによりパッド部160を定着ローラ80に対して矢印K方向に加圧している。
以上説明した構成により加圧パッド部160と分離ローラ部140は前側板110、後側板120のみで保持されているので加圧パッド部160と分離ローラ部140との位置精度は前側板110、後側板120の部品精度のみで決まることになる。定着ローラ80に対しては分離ローラ部140が分離加圧板321と嵌合していることで前側板110、後側板120を介して加圧パッド部160の位置も決められる構成になっている。
又、本実施の形態での前記実施の形態2のようにパッドホルダ161に対して定着パッドの位置を調整できるようにしたり、分離ローラ141の前側板110、後側板120に対する位置を調整できるようにすることも可能である。
本発明は、電子写真複写機やプリンタ等の画像形成装置の定着装置に設けられた定着ベルトの加圧機構に対して適用可能である。
80 定着ローラ
100 定着ベルトユニット
110 前側板
120 後側板
140 分離ローラ部
160 加圧パッド部
100 定着ベルトユニット
110 前側板
120 後側板
140 分離ローラ部
160 加圧パッド部
Claims (3)
- 内部にヒータを配置した定着ローラと、無端状の定着ベルトと、定着ベルト内部に配置され定着器の記録紙搬送方向上流に配置された入口ローラと、定着器の搬送方向下流に配置され定着ベルトを介して定着ローラに圧接している分離ローラと、定着ベルト内部で入口ローラと分離のローラの間に配置され定着ベルトを定着ローラに加圧する加圧部材を有する定着装置において、
前記分離ローラと加圧部材に各端部は同一の側板に支持されていて、分離ローラと加圧部材の一方が側板に固定され、他方は定着ローラに対して一方向のみに移動が可能な構成となっている定着ベルトの加圧機構。 - 分離ローラに対する加圧部材の位置が調整可能となっていることを特徴とする請求項1記載の定着ベルトの加圧機構。
- 加圧部材に対する分離ローラの位置が調整可能となっていることを特徴とする請求項1記載の定着ベルトの加圧機構。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
2004
- 2004-03-24 JP JP2004086588A patent/JP2005274864A/ja not_active Withdrawn
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2009198944A (ja) * | 2008-02-25 | 2009-09-03 | Kyocera Mita Corp | 画像形成装置における定着器 |
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