JP2006285165A - 定着装置および転写材の定着方法 - Google Patents

定着装置および転写材の定着方法 Download PDF

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Abstract

【課題】 簡単な構成で、転写材の表面に最初に形成された実定着トナー像を飛散することなく、いずれか一方または両面に担持された未定着トナー像を定着することがきることを課題とする。
【解決手段】 転写材Pのトナー像担持面P1に対応する定着ローラ110を、転写材Pが定着ローラ間(110、120)のニップに至る前に、転写材Pのトナー像担持面が定着ローラ110に接触して仮定着するように配置し、
転写材Pのトナー像担持面と転写材Pのトナー像担持面に対応した定着ローラ110との接触部位近傍には、定着ローラ110の周面を覆う被覆手段200が設けられていることを特徴とする。
【選択図】 図2

Description

本発明は、一方の面または両面に転写したトナー像を一括して定着する定着装置および転写材の定着方法に関する。
転写材の一方の面または両面にトナーを転写する構成として、特許文献1および特許文献2のようなものが開示されている。特許文献1の構成は、〔0041〕および〔図7〕に開示されているように、印刷ユニットと中間転写ベルト36とを組み合わせた第1のステーション4と、第1の印刷ステーション4とは左右対称な構成の第2の印刷ステーション41とからなる。
このような構成の下、記録用紙3は印刷ステーション4と裏面印刷ステーション41の間を垂直に上方へ搬送し、印刷ステーション4の上部において再転写手段38で中間転写ベルト36に形成されたフルカラー画像244が記録用紙3の一方の面(表面)に転写される。
次いで、記録用紙3は折り返しローラ34により搬送方向をかえ、裏面印刷ステーション41の上部において第2のフルカラー画像245を記録用紙3の他方の面(裏面)に転写され、この後、定着装置5により、記録用紙に転写されたフルカラー画像を定着する。
さらに、特許文献2の構成は、〔0019〕および〔図1〕に開示されているように、図外の給紙装置から連続的に供給される連続紙からなるシート状印刷媒体100の第1面100a(たとえば表面)に、所定の画像を形成するための第1印刷装置111と、シート状印刷媒体100の第2面100b(たとえば裏面)に所定の画像を形成するための第2印刷装置211と、これら印刷媒体100の第1面100a及び第2面100bのそれぞれに転写されたトナーを定着させる定着ユニット240とからなる。
第1印刷装置111は、画像ユニット120a〜120eと第1中間転写ベルト114とを備える。また、第2印刷装置211は、画像ユニット220a〜220eと第2中間転写ベルト214とを備える。
このような構成の下、〔0032〕から〔0035〕に開示されているように、シート状印刷媒体100を所定の位置にセットした後、シート状印刷媒体100を連続的に供給し、シート状印刷媒体100の一方の面または両面に、第1中間転写ベルト114および/または第2中間転写ベルト214に形成された画像を転写する。シート状印刷媒体100の一方の面または両面に転写された画像は、定着ユニット240により、定着される。
特開2002−26320号公報 特開2005−70441号公報
先に述べたように、これら特許文献の構成は、転写材の両面に未定着トナー像を形成する場合には、特許文献1の再転写手段38(特許文献2においては第1転写ユニット130)により、転写材の一方の面(表面)に対し未定着トナー像を転写させた後、次いで、特許文献1の再転写手段381(特許文献2においては第2転写ユニット230)により、転写材の他方の面(裏面)に対し、未定着トナー像を転写するものである。
この構成により、転写材の一方の面から他方の面に未定着トナー像を転写する時、転写材の一方の面からトナー極性と反対極性の帯電が付与される。この結果、転写材の表面に形成された未定着トナー像は、転写材の表面に対し、吸着力が小さくなり、転写材を定着装置へ搬送するまでの間に、転写材の表面に形成された未定着トナー像が飛散してしまうおそれがある。
上記課題を解決するために、本発明は、請求項1において、定着ローラのニップ間に、少なくとも一方の面に未定着トナー像を担持した転写材を通過させて、未定着トナー像を転写材上に定着させる定着装置において、転写材のトナー像担持面に対応する定着ローラを、転写材が定着ローラ間のニップに至る前に、転写材のトナー像担持面が定着ローラに接触して仮定着するように配置し、転写材のトナー像担持面と転写材のトナー像担持面に対応した定着ローラとの接触部位近傍には、定着ローラの周面を覆う被覆手段が設けられていることを特徴とする。
また、請求項2では、被覆手段をフィルム状の部材で形成し、この一端側が定着ローラの回転方向に向かうように、定着ローラの周面に接触するように配置したことを特徴とする。請求項3では、転写材のトナー像担持面に対応する定着ローラを、転写材が定着ローラ間のニップにいたる前に、転写材のトナー像担持面が定着ローラに接触させて予備定着するように配置し、転写材のトナー像担持面と転写材のトナー像担持面に対応した定着ローラとの接触部位近傍には、転写材のトナー像担持面に対し、定着ローラの回転により発生する風の吹き付けを防ぐ被覆手段が設けられていることを特徴とする
さらに、請求項4では、互いに圧接する定着ローラのニップ間に、少なくとも一方の面に未定着トナー像を担持した転写材を通過させて、未定着トナー像を転写材上に定着させる定着装置において、転写材のトナー像担持面に対応する定着ローラを、転写材が定着ローラ間のニップにいたる前に、転写材のトナー像担持面が定着ローラに接触させて仮定着するように配置し、転写材のトナー像担持面と転写材のトナー像担持面に対応した定着ローラとの接触部位近傍には、転写材のトナー像担持面に対し、定着ローラの回転により発生する風の吹き付けを防ぐ被覆手段が設けられていることを特徴とする。
請求項5では、互いに圧接する定着ローラのニップ間を通過する転写材は、両面に未定着トナー像が担持されていることを特徴とする。
請求項6では、転写材の少なくとも一方の面に担持された未定着トナー像を定着させる定着ローラ対と、未定着トナーが形成された転写材のトナー像担持面に対応する定着ローラ側に設けられた被覆手段とを有し、転写材のトナー像担持面に対応する定着ローラを、転写材が定着ローラ間のニップに至る前に、転写材のトナー像担持面が定着ローラに接触させて仮定着するように配置した転写材の定着方法において、被覆手段を、転写材のトナー像担持面と転写材のトナー像担持面に対応した定着ローラとの接触部位近傍に接触させて、定着ローラの回転により発生する風の吹き付けを防ぎ、次いで、転写材のトナー像担持面を、転写材のトナー像担持面に対応した定着ローラを接触させて仮定着し、この後、定着ローラのニップ間に、転写材を通過させて、未定着トナー像を転写材上に定着させることを特徴とする
被覆手段をフィルム状の部材に形成し、被覆手段の一端側を定着ローラの回転方向に向かうように、定着ローラの周面に接触させることを特徴とする。
上記構成により、本発明によれば、転写材のトナー像担持面に対応する定着ローラを、転写材が定着ローラ間のニップに至る前に、転写材のトナー像担持面が定着ローラに接触させて仮定着するように配置することにより、始めに転写材に形成された未定着トナーが仮定着され、転写材を定着装置へ搬送するまでの間に、転写材の面に形成された未定着トナー像が飛散することを防止することができる。
以下、本発明の実施の形態を図を用いて説明する。先ず、図1に、本発明による定着装置の一形態を組み入れた画像形成装置の要部の断面構成図を示す。図1に示すように、この装置は、連続紙のような連続ウェブ(以下、転写材Pと呼ぶ)の表裏両面に表、裏の順でカラー画像を転写し、次いでこれら未定着のカラー画像を表裏一括して定着する構成よりなる。
なお、この実施の形態において、転写材Pは連続紙のような連続ウェブを適用した装置を開示しているが、これに限定されることはなく、カット紙を適用した装置することも可能である。
再び、図1に戻り、カラー画像を形成する画像形成部400は、大別して、転写材Pの表面(図で見て下面)にカラー画像を形成するための第1の画像形成部410、並びに転写材Pの裏面(図で見て上面)にカラー画像を形成する第2の画像形成部420からなる。
図1に示すように、第1の画像形成部410と第2の画像形成部420とはほぼ左右対称の構成をなしている。第1の画像形成部410が、第1の中間転写ベルト411に対して、下から順に、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(BK)の画像を形成され、第1の中間転写ベルト411の頂上部においてそこに形成されたカラー画像を転写材Pの表面に転写する。
これに対し、第2の画像形成部420は、第2の中間転写ベルト421に対して、上から順にイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(BK)の画像が形成され、第2の中間転写ベルト421の下端において転写材Pの裏面に画像が転写される点が異なる。
各色のトナー像を形成する感光ドラムY1、M1、C1、BK1並びにY2、M2、C2、BK2は、使用するトナーの色(Y、M、C、BK)並びに帯電、転写等の各種の設定値が異なることを除いては、物理的にはほぼ同じ構成からなる。
このため以下においては第1の画像形成部410の黒色トナー用の感光体BK1への黒色画像の形成について、その周囲に配置された画像形成機器について説明するが、その他の感光ドラムY1、M1、C1、Y2、M2、C2、BK2の周囲にも同様な画像形成機器が配置されている。
感光ドラムBK1はOPC感光体、アモルファスシリコン感光体等の周知の感光体をアルミニウム等の円筒基体の表面に設けた構成よりなり、図1で見て、作動時には時計方向に所定の速度で回転する。
さらに、感光ドラムBK1の周辺には、図示されていないが、この感光ドラムBK1にトナー像を形成するための周知の画像形成機器が配置されている。
具体的には、感光ドラムBK1の周囲に作動順に、感光ドラムBK1上の残留電荷を除去するイレーサランプ、感光ドラムBK1の表面を特定極性に一様に帯電するコロナ帯電器、帯電された感光ドラムBK1の表面に黒色信号に応じたデジタル光信号を投射することにより所望の情報に基づいた静電潜像を形成するための露光装置、感光ドラムBK1の表面に形成された静電潜像を黒色トナーにより現像する現像装置、第1の中間転写ベルト411の背面側からトナーと逆極性の帯電を行うことにより感光ドラムBK1上に形成されたトナー像を第1の中間転写ベルト411の表面に転写する転写ローラ(または転写コロナ放電器)BKTR1、転写後に感光ドラムBK1表面上に残留するトナー粉体を除去するためのクリーナーが、適宜箇所に配置されている。
また、感光ドラムY1、M1、C1についても、感光ドラムBK1と同様に上記したイレーサランプ、コロナ帯電器、露光装置、現像装置、転写ローラ(YTR1、MTR1、CTR1)、クリーナーがそれぞれ設けられている。感光ドラムBKを除く各感光ドラムに配置された画像形成機器は、それぞれが形成するトナー像の色が異なり、感光ドラムY1についてはイエロー、M1についてはマゼンタ、C1についてはシアンのそれぞれの色に対応した色画像信号に基づく露光と、対応する色のトナーが用いられている。
第1の中間転写ベルト411および第2の中間転写ベルト421は誘電性表面(トナー像担持体面)を有する幅広のエンドレスベルトからなる。第1の中間転写ベルト411および第2の中間転写ベルト421の各々は、第1の支持手段412および第2の支持手段422により支持され、画像形成時には反時計方向に各感光ドラムY1、M1、C1、BK1、Y2、M2、C2、BK2の周速と同速度で移動する。
第1の支持手段412は、第1ローラ413と第1駆動手段414からなり、第1の中間転写ベルト411に一定のテンションをかけて、上下に間隔を隔てて設けられている。第1駆動手段414は、第1ローラ413と向かい合う第1頂部ローラ414aと、第1の中間転写ベルト411に一定のテンションをかけるための二つの第1補助ローラ(414b、414b)とからなる。
各ローラの表面は、第1の中間転写ベルト411の接触部分ですべりが生じないように、ブラストメッシュ加工が施されている。また、第2の支持手段422も、第1の支持手段421と同様に、第2ローラ423と、第2頂部ローラと424a二つの第2補助ローラ(424b、424b)とを備えた第2駆動手段424とからなる。
各中間転写ベルト(411、421)は、各々に対応した駆動手段(414、424)の駆動により、第1(第2)ローラ413(423)、頂部ローラ(414a、424a)、二つの補助ローラ((414b、414b)、(424b、424b))により形成された循環径路を循環する。
この移動に伴い、中間転写ベルト(411、421)の表面に、感光ドラムY1(Y2)に形成されたイエロー色のトナー像が、次いで感光ドラムM1(M2)、C1(C2)、BK1(BK2)のそれぞれに形成されたマゼンタ色のトナー像、シアン色のトナー像、黒色トナー像が順に転写されて積層されてフルカラートナー画像またはマルチカラートナー画像が形成される。
なお、この実施の形態おいて、フルカラートナー像またはマルチカラートナー像(以下、未定着トナー像と呼ぶ)について説明しているが、モノクロのトナー像であってもよい。また、この実施の形態において、画像の形成はイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(BK)としているが、これに限定されることはなく、ブラック(BK)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)としてもよい。
こうして、第1の中間転写ベルト411および第2の中間転写ベルト421の誘電性表面(トナー像担持体面)に形成されたフルカラートナー画像またはマルチカラートナー画像は、各々に設けられた転写装置(430、440)により、転写材Pのいずれか一方の面P1または両面に転写される。第2画像形成部420側の転写装置440は、転写部441と剥離部442とを備える。こうして表裏両面にそれぞれ未定着トナー像を担持した転写材Pは、片面(P1、P2のいずれか一方の面)定着または両面一括定着のために本発明の定着装置Fへと送られる。
図2に示すように、定着装置Fは、定着ローラ対100と離型剤供給手段300と被覆手段200とからなる。定着ローラ(110、120)は熱伝導率の良い、例えばアルミニウム製の円筒管の外周にシリコンゴム等の弾性層130を0.8〜10mm程度の厚さに被覆し、更にその表面にはテフロン(登録商標)被膜が形成されている。
2つの定着ローラ(110、120)は互いに圧接するように配置されており、図示しない駆動手段によりそれぞれ矢印AおよびBの方向に回転するようになっている。さらに、第1の転写手段430で未定着トナー像が担持された転写P材の面P1に対応する定着ローラ110は、転写材P担持された未定着トナー像が定着ローラ(110、120)にニップ間に至る前に、転写材Pの一方の面(表面)P1、いわゆるトナー像担持体面が定着ローラに接触するように配置されている。
具体的に、転写材Pの一方のトナー像担持体面P1に対応する定着ローラ110は、他方のトナー像担持体面(裏面)P2に対応する定着ローラ120よりも、第2の画像形成部420側に配置されている。
なお、この実施の形態において、定着ローラ対100の配置は、下側の定着ローラ110が、第2の画像形成部420側に配置されているが、これに限定されることはなく、例えば、転写材Pに対し最初に未定着トナーを担持した面が、転写材Pの他方の面(裏面)P2である場合には、上側の定着ローラ120が第2の画像形成部420側に配置される。
かかる定着ローラ(110、120)の回転は、その間に搬送されてくる転写材Pの搬送速度と対応したほぼ同じ速度とされている。定着ローラ(110、120)の円筒管内にはそれぞれインフラレッドランプ(またはハロゲンランプ)等の加熱手段(図示せず)が設けられている。
加熱手段は、弾性層130表面の温度を検知するサーミスタ等の温度センサ140からの信号を受けて図示しない制御手段によりオンオフ制御され、定着ローラ(110、120)の温度が所定の温度範囲内で維持されるようになっている。温度センサ140は、転写材Pが中央揃え、即ち定着ローラ(110、120)の軸線方向中央部と接触しながら通過する構成である場合には、当該転写材Pと接触する領域に設けることが好ましい。
離型剤供給手段300は、転写材Pを定着ローラ(110、120)間に圧接した時に、転写材Pに担持された未定着トナーが溶融し、このトナーが定着ローラ(110、120)に付着するオフセット現象を防止するものである。離型剤供給手段300は、定着ローラ(110、120)表面にシリコンオイル等(以下、オイルと呼ぶ)の離型性オイルを塗布するオイル供給ローラ310と、余剰のオイルを除去するブレード320と、定着ローラ(110、120)表面に付着したトナー等の残留物を除去するための周知の構成のクリーニングウェブ手段330とからなる。
被覆手段200は、転写材Pの面上に、定着ローラ対100が回転する時に生じる風の吹き付けを、防止するものである。被覆手段200は、ポリイミド製のフィルム状部材からなり、一端側が定着ローラ110の回転方向に向かうように定着ローラ110の周面に接触するように配置されている。特に、被覆手段200の一端側は、転写材Pの一方の面P1と転写材Pの一方の面P1に対応した定着ローラ110との接触部位近傍に接触させることが望ましい。
なお、この実施の形態において、被覆手段200は、下側の定着ローラ110側に配置されているが、これに限定されることはなく、例えば、転写材Pに対し最初に未定着トナーを担持した面が、転写材Pの他方の面P2である場合には、上側の定着ローラ120側に配置される。
以上の構成のもと、転写材Pを所定の位置にセッティングし、図示しない駆動手段および定着ローラ対100の回転により、順次、第1の画像形成部410側に転写材Pを繰り出す。繰り出された転写材Pは、先に述べたように第1の転写装置430により、転写材Pの一方の面P1に未定着トナーを転写する。次いで、転写材Pの一方の面P1に未定着トナーを担持した状態で転写材Pは第2の転写装置440に向かい、第2の転写装置440は、転写材Pの他方の面P2に未定着トナーを転写する。
この時、図3に示すように、第2の転写装置440は、転写材Pの一方の面P1から転写材Pの他方の面P2に対し、転写材Pの一方の面P1に担持された未定着トナー像側から、この未定着トナーと逆極性の帯電を付与する。このため、転写材Pの一方の面P1に担持された未定着トナー像は、転写材Pに対する吸着力が弱くなる。
また、この状態で、転写材Pが定着ローラ対100側に搬送されると、定着ローラ対100の回転によって、図4に示すように定着ローラ(110、120)間の圧接部位近傍に乱流が発生する。これにより、転写材Pの一方に面P1に風が吹き付けられたような状態となり、一方の面P1に担持された未定着トナー像が飛散し、鮮鋭な画像を得ることができなくなる。
このため、先に述べたように、初めに、未定着トナーを担持した転写材Pの一方の面P1に対応する定着ローラ110を第2の画像形成部420側に配置し、さらに、この定着ローラ110に接触するように被覆手段200を配置する。この配置により、先ず、転写材Pの一方に面P1に担持した未定着トナー像は、定着ローラ110と接触した被覆手段200を通過する。
図5に示すように、被覆手段200は、定着ローラの上方を覆い、定着ローラ(110、120)の回転により発生する風の吹き付けを抑制する。この結果、互いに圧接する定着ローラ(110、120)間と転写材Pの一方の面P1とに発生する乱流が防止され、一方の面P1に担持された未定着トナー像の飛散を防止することができる。特に、被覆手段200の配置は、転写材の高速出力には有効である。
さらに、転写材Pの一方に面に担持した未定着トナー像は、転写材Pの一方に面にある定着ローラに周面に接触し、予備定着を行う。この予備定着により、転写材Pの一方の面P1に僅かに溶融し、この溶融の作用に対応して、転写材Pの一方の面P1に担持された未定着トナー像は、転写材Pに対する吸着力が回復する。
さらに、先に述べた予備定着は、転写材Pの一方の面P1に担持された未定着トナー像の吸着力を回復させるとともに、転写材P中に含まれた水分や空気等が抜かれる。これにより、互いに圧接する定着ローラ(110、120)間において生じる転写材P中の水分の蒸発に伴う空気の膨張や空気自体の膨張が抑えられる。
この結果、転写材P中での空気の膨張による破裂を防止することができ、互いに圧接する定着ローラ(110、120)間および/または定着ローラ(110、120)間直前で、転写材Pの両面または、いずれか一方の面P1に担持された未定着トナー像の飛散を防止することができる。この効果は、転写材Pに対して、いずれか一方の面の定着または両面一括定着の両方に有効である。
定着ローラ(110、120)間で、転写材Pのいずれか一方または両面に定着された未定着トナー像は、排出ローラ500を介して画像形成装置から排出される。
画像形成装置の要部の断面構成図。 本発明の定着装置の要部断面構成図。 本発明の作用を示す図であり、転写材に未定着トナー像を担持する従来の作用を示す図。 本発明の作用を示す図であり、未定着トナーが担持した状態で定着ローラ間に搬送される従来の図。 本発明の被覆手段の作用を示す図。
符号の説明
110 定着ローラ(最初に未定着トナー像が形成された転写材の一方の面に対応)
200 被覆手段
P 転写材
P1 トナー像担持面
P2 トナー像担持面

Claims (6)

  1. 定着ローラのニップ間に、少なくとも一方の面に未定着トナー像を担持した転写材を通過させて、未定着トナー像を転写材上に定着させる定着装置において、
    前記転写材のトナー像担持面に対応する定着ローラを、前記転写材が前記定着ローラ間のニップに至る前に、前記転写材のトナー像担持面が前記定着ローラに接触して予備定着するように配置し、
    前記転写材のトナー像担持面と前記転写材のトナー像担持面に対応した前記定着ローラとの接触部位近傍には、前記定着ローラの周面を覆う被覆手段が設けられていることを特徴とする定着装置。
  2. 前記被覆手段は、一端側が前記定着ローラの回転方向に向かうように、前記定着ローラの周面に接触するフィルム状の部材であることを特徴とする請求項1記載の定着装置。
  3. 定着ローラのニップ間に、少なくとも一方の面に未定着トナー像を担持した転写材を通過させて、未定着トナー像を転写材上に定着させる定着装置において、
    前記転写材のトナー像担持面に対応する定着ローラを、前記転写材が前記定着ローラ間のニップにいたる前に、前記転写材のトナー像担持面が前記定着ローラに接触させて予備定着するように配置し、
    前記転写材のトナー像担持面と前記転写材のトナー像担持面に対応した前記定着ローラとの接触部位近傍には、前記転写材のトナー像担持面に対し、前記定着ローラの回転により発生する風の吹き付けを防ぐ被覆手段が設けられていることを特徴とする定着装置。
  4. 定着ローラのニップ間を通過する前記転写材は、両面に未定着トナー像が担持されていることを特徴とする請求項1または3記載の定着装置。
  5. 転写材の少なくとも一方の面に担持された未定着トナー像を定着させる定着ローラ対と、未定着トナーが形成された前記転写材のトナー像担持面に対応する前記定着ローラ側に設けられた被覆手段とを有し、
    前記転写材のトナー像担持面に対応する定着ローラを、前記転写材が前記定着ローラ間のニップに至る前に、前記転写材のトナー像担持面が前記定着ローラに接触させて予備定着するように配置した転写材の定着方法において、
    前記被覆手段を、前記転写材のトナー像担持面と前記転写材のトナー像担持面に対応した前記定着ローラとの接触部位近傍に接触させて、前記定着ローラの回転により発生する風の吹き付けを防ぎ、
    次いで、前記転写材のトナー像担持面を、前記転写材のトナー像担持面に対応した前記定着ローラを接触させて予備定着し、
    この後、前記定着ローラのニップ間に、前記転写材を通過させて、未定着トナー像を前記転写材上に定着させることを特徴とする転写材の定着方法。
  6. 前記被覆手段はフィルム状の部材で形成され、前記被覆手段の一端側を前記定着ローラの回転方向に向かうように、前記定着ローラの周面に接触させることを特徴とする請求項5記載の転写材の定着方法。
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