JP2011197406A - 定着装置および画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】熱対流および熱気流により装置外に放出される熱エネルギーを効果的に抑制することが可能な定着装置を提供する。
【解決手段】定着装置110の筐体28には、筐体28の上部側に搬出口24が設けられ、反対側の下部側に搬入口26が設けられる。搬出口24に閉塞機構45と、搬入口26に閉塞機構41とを設ける。閉塞機構45には、遮熱回転ローラ46,48のニップ領域と反対側の方向である筐体28と遮熱回転ローラ46,48のそれぞれとが接触する領域において、スポンジ等の断熱材44,50を設ける。当該断熱材44と遮熱回転ローラ46とが接触し、断熱材50と遮熱回転ローラ48とが接触する。
【選択図】図4
【解決手段】定着装置110の筐体28には、筐体28の上部側に搬出口24が設けられ、反対側の下部側に搬入口26が設けられる。搬出口24に閉塞機構45と、搬入口26に閉塞機構41とを設ける。閉塞機構45には、遮熱回転ローラ46,48のニップ領域と反対側の方向である筐体28と遮熱回転ローラ46,48のそれぞれとが接触する領域において、スポンジ等の断熱材44,50を設ける。当該断熱材44と遮熱回転ローラ46とが接触し、断熱材50と遮熱回転ローラ48とが接触する。
【選択図】図4
Description
この発明は画像形成装置に関し、特に、画像形成装置に内蔵される定着装置の構成に関する。
電子写真方式の画像形成装置では、感光体ドラム上をほぼ一様に帯電させた後、当該感光体ドラムをレーザースキャニングユニット等により露光して画像信号に応じた静電潜像を形成し、その後、現像器により帯電されたトナーを感光体ドラム上に供給して顕像化し、そのトナー像を転写紙などの記録部材に転写する。記録部材に転写されたトナー像は、記録部材上に担持されているだけであって固定されていないため、画像形成装置に備えられた定着器によりトナー像を加熱加圧し、トナー像を熱溶融定着させて記録部材上に固定された画像を形成する。
従来の定着器の基本構成として、筐体の内部に、ハロゲンランプが内蔵された加熱部材と、加熱部材に圧接された加圧部材と、加熱部材の温度を検知するサーミスタとがそれぞれ設けられた構成からなっている。この定着器によれば、加熱部材と加圧部材とが圧接されて形成されたニップ部を通過するトナー像は、ハロゲンランプの輻射熱によって加熱された加熱部材の熱によって加熱されるとともに、加熱部材と加圧部材との圧接によって加圧され、記録部材に定着される。筐体には、記録部材が搬入される搬入口及び記録部材が搬出される搬出口がそれぞれ形成されており、搬入口からトナー像を担持する記録部材が筐体内に搬入され、搬出口から定着済みの記録部材が筐体外に搬出される(例えば、特許文献1参照。)。
一方で、従来より、定着装置で発生した熱の拡散を防止し、保温効果を向上させる方式が採用されてきた。例えば、上記の特許文献1においては、用紙搬入口および搬出口に開閉可能なシャッター部材を設置する構成が考案されている。また、特許文献2においては、定着ローラと加圧ローラを覆う保温材に開閉可能なシャッターを備え、非プリント時にシャッターを閉口して定着装置外への熱拡散を防止し、プリント時にはシャッターを開口して紙を通紙する構成が開示されている。
しかしながら、上記に開示される定着装置においては、用紙搬送時はシャッターを開く必要があり、非プリント時の断熱は可能であるが、プリント時すなわち用紙搬送時の断熱は不可能であり、用紙表面にできた気流により定着装置内の熱が逃げてしまうという問題がある。
本発明は、上述の問題を解決するためになされたものであって、熱対流および熱気流により装置外に放出される熱エネルギーを効果的に抑制することが可能な定着装置および画像形成装置を提供することを目的とする。
本発明のある局面に従う定着装置は、トナー像を記録部材に定着させる定着装置において、記録部材を加熱するための加熱部材と、加熱部材との圧接により加圧する加圧部材と、加熱部材および加圧部材が収納され、かつ、記録部材を搬入する搬入口および記録部材を搬出する搬出口がそれぞれ形成された筐体と、搬出口に付設された筐体の温度を保温するために設けられた第1の閉塞部とを備える。第1の閉塞部は、第1の回転部材と、回転部材と第1のニップ領域を形成する第1の対向部材とを有する。
好ましくは、第1の対向部材は、対向する回転部材である。
好ましくは、第1の対向部材は、対向する筐体の一部領域である。
好ましくは、第1の対向部材は、対向する筐体の一部領域である。
好ましくは、第1の回転部材は、断熱性を有する部材で形成される。
好ましくは、第1の回転部材と第1の対向部材との間で形成される第1のニップ領域は、通紙時に記録部材以外の領域に隙間が生じないように形成されている。
好ましくは、第1の回転部材と第1の対向部材との間で形成される第1のニップ領域は、通紙時に記録部材以外の領域に隙間が生じないように形成されている。
好ましくは、搬入口に付設された筐体の温度を保温するために設けられた第2の閉塞部をさらに備える。第2の閉塞部は、記録部材を搬入する第2の回転部材と、第2の回転部材と第2のニップ領域を形成する第2の対向部材とを有する。
好ましくは、搬入口に付設された開閉可能なシャッターをさらに備える。
好ましくは、第1の閉塞部は、筐体と第1の回転部材との間に設けられた断熱材をさらに有する。
好ましくは、第1の閉塞部は、筐体と第1の回転部材との間に設けられた断熱材をさらに有する。
本発明のある局面に従う画像形成装置は、トナー像を形成する画像形成手段と、形成されたトナー像を記録部材に定着させる上記の定着装置とを備える。
上述の構成によると、記録部材を搬出する搬出口に閉塞部を設ける。閉塞部は、第1の回転部材と、回転部材と第1のニップ領域を形成する第1の対向部材とで構成される。当該ニップ領域に記録部材が通紙されて搬出されるためプリント時および非プリント時において加熱ローラで発生した熱エネルギーを定着装置の外部に放出することを抑制することができる。
以下に、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品および構成要素には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。
(実施の形態)
図1は、本発明の実施の形態に従う画像形成装置の構成を説明する図である。
図1は、本発明の実施の形態に従う画像形成装置の構成を説明する図である。
図1を参照して、本発明の実施の形態に従う画像形成装置100は、装置本体部全体を覆うように外装カバー101が設けられており、装置本体部内でプリントされた記録部材が排出口108から搬出される。
装置本体部として、本例においては一例として、カラー画像を形成するタンデム型のカラープリンタが示されている。
具体的には、画像形成のために例えばそれぞれが回転する4つの感光体104と、感光体104のそれぞれの転写位置にて順次形成されるトナー像を順次に積層して転写する中間転写ベルト105と、中間転写ベルト105の移動面まわりに設定される転写位置に設けられた転写ローラ106とが示されている。そして、当該転写位置に給紙カセット102に格納されている記録部材を給紙ローラ103を用いて搬送する。なお、給紙カセット102には図示しないが記録部材の有無を検出するセンサが設けられており、給紙カセット102がセットされていない場合や、記録部材が無くなった場合には、図示しない表示パネル等でユーザに通知される。
画像形成装置100は、記録部材に印字する画像データに基づいて、感光体104に静電潜像を形成する。そして、感光体104に形成された静電潜像が現像によりトナー像として顕像化され中間転写ベルト105に当該トナー像が順次に積層される。中間転写ベルト105上に静電転写され合成し終わったトナー像は、転写位置にて転写ローラ106からの静電的な吸引によって記録部材の上に静電的に一括して転写される。そして、転写後の転写紙(記録部材)を定着装置110を通して熱と圧力を加えて画像を定着させる。当該工程により画像形成が完了する。そして、排出口108から記録部材を排出する。
図2は、本発明の実施の形態に従う定着装置110における熱対流および熱気流について説明する図である。
図2を参照して、ここでは、定着装置110における筐体28と、加熱ローラ(加熱部材)22と、加圧ローラ(加圧部材)20とが設けられている場合が示されている。筐体28は、記録部材を搬入する搬入口26と、記録部材を搬出するための搬出口24とが設けられる。
ここで示されているように、回転する加熱ローラ22および加圧ローラ20の周囲には熱に伴う上昇気流と回転に伴う熱対流とが生じることになる。さらに、搬入口26から記録部材が搬送されることに伴い記録部材の搬出方向へと熱気流が生じることになる。これらが筐体28の搬出口から定着装置110外に放出されることになる。
したがって、本発明の実施の形態においては、筐体28の搬出口に搬出口を閉塞する閉塞機構を設ける。
図3は、本発明の実施の形態に従う定着装置110の斜視図である。
図3を参照して、定着装置110は、略全体が筐体28に覆われるとともに、筐体28の上部側(原稿の搬送方向下流側)に搬出口24が設けられ、反対側の下部側(原稿の搬送方向上流側)に搬入口26が設けられる。
図3を参照して、定着装置110は、略全体が筐体28に覆われるとともに、筐体28の上部側(原稿の搬送方向下流側)に搬出口24が設けられ、反対側の下部側(原稿の搬送方向上流側)に搬入口26が設けられる。
そして、筐体28には、ハロゲンランプ313を内蔵する加熱ローラ22と、加圧ローラ20とが設けられる。
筐体28の下部側の搬入口26から搬入された記録部材は、加熱ローラ22および加圧ローラ20により加熱および加圧されてトナー像を定着させて搬出口24から搬出する。
本発明の実施の形態においては、搬出口24に付設された搬出口を閉塞するための閉塞機構45を設ける。
具体的には、閉塞機構45は、断熱材44,50と、遮熱回転ローラ46,48とを含む。遮熱回転ローラ46,48はニップ領域を形成するように圧接される。当該ニップ領域は、記録部材の通紙時に記録部材以外の領域で隙間が生じないように形成される。
そして、遮熱回転ローラ46,48は回転して加熱ローラ22および加圧ローラ20によりトナー像が定着された記録部材を搬出口24から搬出する。
したがって、遮熱回転ローラ46,48はニップ領域を形成しているため遮熱回転ローラ46,48の回転に伴い記録部材が外部に搬出される際において、搬出口からの外部への熱エネルギーの放出を抑制することができる。
これにより、プリント時および非プリント時において加熱ローラで発生しトナー溶融に使用されなかった熱が定着装置110の筐体外部に放出されることを防止することができる。また、熱エネルギーの放出を防ぐことで定着装置110内の温度上昇を早めることが可能であるためウォームアップ時間の短縮や加熱ローラの温度低下を鈍らせる効果がありエネルギー効率改善により省エネ化,ランニングコスト低減を達成することができる。
図4は、本発明の実施の形態に従う定着装置110の断面図である。
図4を参照して、ここでは、搬出口24に設けられた閉塞機構45と、搬入口26に設けられた閉塞機構41とが示されている。
図4を参照して、ここでは、搬出口24に設けられた閉塞機構45と、搬入口26に設けられた閉塞機構41とが示されている。
閉塞機構45には、さらに、遮熱回転ローラ46,48のニップ領域と反対側の方向である筐体28と遮熱回転ローラ46,48のそれぞれとが接触する領域において、スポンジ等の断熱材44,50を設ける。当該断熱材44と遮熱回転ローラ46とが接触し、断熱材50と遮熱回転ローラ48とが接触する。
遮熱回転ローラ46,48は、断熱材44,50を介して筐体28と接触するため、断熱材44,50により筐体28の搬出口24からの熱エネルギーの放出をさらに抑制するとともに、遮熱回転ローラ46,48の磨耗を防止することが可能となる。なお、本例においては、断熱材44,50を設けた構成について主に説明しているが、設けない構成とすることも可能である。
また、閉塞機構41は、搬入口26を開閉可能なシャッタ42と、当該シャッタ42を駆動する駆動機構40とを含む。
駆動機構40は、プリント時において、記録部材の搬入口26において閉塞しているシャッタ42を筐体内部に回転させる。具体的には、筐体28との角度が所定角度αとなるようにシャッタ42を回転させる。駆動機構40により所定角度αとなるように回転されたシャッタ42は、記録用紙を加熱ローラ22および加圧ローラ20の間のニップ領域に案内する搬送案内部材として機能する。
当該構成により、プリント時以外の場合には、シャッタ42は、搬入口26を閉塞しているため保温効果を高めることが可能となり、ウォームアップ時間をさらに短縮することが可能となる。
(変形例1)
図5は、本発明の実施の形態の変形例1に従う定着装置112の断面図である。
図5は、本発明の実施の形態の変形例1に従う定着装置112の断面図である。
図5を参照して、本発明の実施の形態の変形例1に従う定着装置112は、図4で説明した定着装置110と比較して、遮熱回転ローラ48および断熱材50を設けていない点と、遮熱回転ローラ46が直接、筐体28の一部領域52と接触している点で相違する。その他の構成については図4で説明したのと同様であるのでその詳細な説明は繰り返さない。
遮熱回転ローラ46は、筐体28の一部領域52に押圧されてニップ領域を形成するものとする。また、筐体28の一部領域52は、加熱ローラ22および加圧ローラ20から搬出される記録部材を筐体28の外部に搬送するガイド部材としても機能している。
当該構成とした場合であっても搬出口24は、筐体28の一部領域52と遮熱回転ローラ46とにより閉塞されているため実施の形態と同様の効果を実現することが可能である。また、遮熱回転ローラ48および断熱材50を設けない構成であるため部品点数を削減することも可能である。
(変形例2)
図6は、本発明の実施の形態の変形例2に従う定着装置114の断面図である。
図6は、本発明の実施の形態の変形例2に従う定着装置114の断面図である。
図6を参照して、本発明の実施の形態の変形例2に従う定着装置114は、図4で説明した定着装置110と比較して、閉塞機構41の代わりに閉塞機構55を設けた点で異なる。
閉塞機構55は、断熱材52,58と、遮熱回転ローラ54,56とを含む。遮熱回転ローラ54,56はニップ領域を形成するように圧接される。当該ニップ領域は、記録部材の通紙時に記録部材以外の領域で隙間が生じないように形成される。
そして、遮熱回転ローラ54,56は回転して記録部材を搬入口26から搬入する。
したがって、遮熱回転ローラ54,56はニップ領域を形成しているため遮熱回転ローラ54,56の回転に伴い記録部材が内部に搬入される際において、搬入口の隙間を無くすことができるため外部への熱の放出を抑制することができる。
したがって、遮熱回転ローラ54,56はニップ領域を形成しているため遮熱回転ローラ54,56の回転に伴い記録部材が内部に搬入される際において、搬入口の隙間を無くすことができるため外部への熱の放出を抑制することができる。
これにより、定着装置110内の温度上昇をさらに早めることが可能であるためウォームアップ時間の短縮や加熱ローラの温度低下を鈍らせる効果がありエネルギー効率改善により省エネ化,ランニングコスト低減を達成することができる。
(変形例3)
上記においては、定着装置の構成として、記録部材が用紙搬送方向の下流側として垂直方向に搬送される場合について説明した。一方で画像形成装置によっては、記録部材が用紙搬送方向の下流側として垂直方向ではなく一例として別の方向たとえば水平方向に搬送される場合もある。
上記においては、定着装置の構成として、記録部材が用紙搬送方向の下流側として垂直方向に搬送される場合について説明した。一方で画像形成装置によっては、記録部材が用紙搬送方向の下流側として垂直方向ではなく一例として別の方向たとえば水平方向に搬送される場合もある。
図7は、本発明の実施の形態の変形例3に従う定着装置116の断面図である。
図7を参照して、本発明の実施の形態の変形例3に従う定着装置116には、筐体60が設けられ、筐体60の右方側(原稿の搬送方向下流側)に搬出口24#が設けられ、反対側の左方側(原稿の搬送方向上流側)に搬入口26#が設けられる。
図7を参照して、本発明の実施の形態の変形例3に従う定着装置116には、筐体60が設けられ、筐体60の右方側(原稿の搬送方向下流側)に搬出口24#が設けられ、反対側の左方側(原稿の搬送方向上流側)に搬入口26#が設けられる。
そして、搬出口24#に設けられた閉塞機構65と、搬入口26#に設けられた閉塞機構41とが示されている。
閉塞機構65は、遮熱回転ローラ64,66と、断熱材62,68とを含み、閉塞機構45の構成と符号が異なるのみで同様の構成である。
また、閉塞機構41は、上記で説明したのと同様である。
したがって、遮熱回転ローラ64,66はニップ領域を形成しているため遮熱回転ローラ64,66の回転に伴い記録部材が外部に搬出される際において、搬出口からの外部への熱の放出を抑制することができる。
したがって、遮熱回転ローラ64,66はニップ領域を形成しているため遮熱回転ローラ64,66の回転に伴い記録部材が外部に搬出される際において、搬出口からの外部への熱の放出を抑制することができる。
これにより、記録部材が水平方向に搬送される定着装置116においても、定着装置116内の温度上昇を早めることが可能であるため、実施の形態1の効果と同様の効果を実現することが可能である。
なお、ここでは、図示しないが記録部材が水平方向に搬送される定着装置において、変形例1の構成を採用することも可能である。
(変形例4)
図8は、本発明の実施の形態の変形例4に従う定着装置118の断面図である。
図8は、本発明の実施の形態の変形例4に従う定着装置118の断面図である。
図8を参照して、本発明の実施の形態の変形例4に従う定着装置118は、図7の定着装置116と比較して、搬入口26#に、閉塞機構41の代わりに閉塞機構75を設けた点で異なる。
閉塞機構75は、断熱材74,80と、遮熱回転ローラ76,78とを含む。遮熱回転ローラ76,78はニップ領域を形成するように圧接される。当該ニップ領域は、記録部材の通紙時に記録部材以外の領域で隙間が生じないように形成される。
そして、遮熱回転ローラ76,78は回転して記録部材を搬入口26#から搬入する。
したがって、遮熱回転ローラ76,78はニップ領域を形成しているため遮熱回転ローラ76,78の回転に伴い記録部材が内部に搬入される際において、搬入口の隙間を無くすことができるため外部への熱の放出を抑制することができる。
したがって、遮熱回転ローラ76,78はニップ領域を形成しているため遮熱回転ローラ76,78の回転に伴い記録部材が内部に搬入される際において、搬入口の隙間を無くすことができるため外部への熱の放出を抑制することができる。
これにより、定着装置118内の温度上昇をさらに早めることが可能であるためウォームアップ時間の短縮や加熱ローラの温度低下を鈍らせる効果がありエネルギー効率改善により省エネ化,ランニングコスト低減を達成することができる。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
20 加圧ローラ、22 加熱ローラ、24 搬出口、26 搬入口、28,60 筐体、40 駆動機構、41,45,55,65,75 閉塞機構、42 シャッタ、44,50,52,58,62,68,74,80 断熱材、46,48,54,56,64,66,76,78 遮熱回転ローラ、100 画像形成装置、101 外装カバー、102 給紙カセット、103 給紙ローラ、104 感光体、105 中間転写ベルト、106 転写ローラ、108 排出口、110,112,114,116,118 定着装置、313 ハロゲンランプ。
Claims (9)
- トナー像を記録部材に定着させる定着装置において、
前記記録部材を加熱するための加熱部材と、
前記加熱部材との圧接により加圧する加圧部材と、
前記加熱部材および前記加圧部材が収納され、かつ、前記記録部材を搬入する搬入口および前記記録部材を搬出する搬出口がそれぞれ形成された筐体と、
前記搬出口に付設された前記筐体の温度を保温するために設けられた第1の閉塞部とを備え、
前記第1の閉塞部は、
第1の回転部材と、
前記第1の回転部材と第1のニップ領域を形成する第1の対向部材とを有する、定着装置。 - 前記第1の対向部材は、対向する回転部材である、請求項1に記載の定着装置。
- 前記第1の対向部材は、対向する筐体の一部領域である、請求項1に記載の定着装置。
- 前記第1の回転部材は、断熱性を有する部材で形成される、請求項1〜3のいずれかに記載の定着装置。
- 前記第1の回転部材と前記第1の対向部材との間で形成される前記第1のニップ領域は、通紙時に前記記録部材以外の領域に隙間が生じないように形成されている、請求項1〜4のいずれかに記載の定着装置。
- 前記搬入口に付設された前記筐体の温度を保温するために設けられた第2の閉塞部をさらに備え、
前記第2の閉塞部は、
前記記録部材を搬入する第2の回転部材と、
前記第2の回転部材と第2のニップ領域を形成する第2の対向部材とを有する、請求項1〜5のいずれかに記載の定着装置。 - 前記搬入口に付設された開閉可能なシャッターをさらに備える、請求項1〜5のいずれかに記載の定着装置。
- 前記第1の閉塞部は、前記筐体と前記第1の回転部材との間に設けられた断熱部材をさらに有する、請求項1〜7のいずれかに記載の定着装置。
- トナー像を形成する画像形成手段と、
形成されたトナー像を記録部材に定着させる請求項1〜8のいずれかに記載の定着装置とを備えた、画像形成装置。
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