JP4764700B2 - 定着装置および画像形成装置 - Google Patents

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Description

本発明は、未定着トナー画像を担持した転写材を定着部材と加圧部材とで形成されるニップ部を通過させることにより、転写材上のトナー画像を定着する定着装置および画像形成装置に関するものである。
定着装置として、例えば、ハロゲンランプなどの熱源を内部に備える定着部材たる定着ローラと、この定着ローラに圧接して定着ニップを形成する加圧部材たる加圧ローラとを備えたものが知られている。この定着装置では、未定着トナー像を担持した転写材を定着ニップに送り込んで、未定着トナーを熱と圧力により転写材上に定着させる。
かかる構成においては、定着ローラ及び加圧ローラは、樹脂などの絶縁性の筐体に位置決め支持されており、この筐体内に熱源などに電気を供給する給電部材を配置している。この給電部材として、位置決めの容易性や組付け性の観点から、板金電極を用るものが知られている(例えば、特許文献1、2)。
樹脂性の筐体は、モールドで成形されている。モールド成形された筐体は、ひけや反り、金型の組付け誤差などにより製造誤差が発生する。このような製造誤差により、定着ローラおよび加圧ローラを正確に位置決めすることができない場合がある。その結果、例えば、製造誤差により定着ローラが加圧ローラに対して斜めになるように筐体に支持されてしまうと、定着ニップ圧が軸方向均一でなくなり、用紙スキューなどを生じてしまうおそれがある。
特許文献3には、定着ローラ及び加圧ローラを板金で構成された板金フレームに位置決め支持するものが記載されている。板金フレームとすることで、モールド品のようにひけや反り、金型の組付け誤差などの製造誤差が生じることがなく、定着ローラ及び加圧ローラを正確に位置決めすることができる。これにより、定着ニップ圧を軸方向均一にすることができ、用紙スキューの発生を抑制することができる。
特開平5−61304号公報 特開平4−20981号公報 特開平4−184380号公報
しかしながら、板金フレームは導電性であるため、板金電極を用いると、板金フレームと板金電極との接触箇所で漏電してしまう。よって、板金フレームに配置する給電部材として板金電極を用いることができない。このため、板金フレームと給電部材との絶縁性を確保するためにハーネスを板金フレーム内に這いまわして、定着電源と通電遮断手段との接続を行ったいた。しかし、ハーネスは、線状であるため、フレーム内で蛇行して、他の部品との間に挟み込まれるおそれがある。このような挟み込みが発生すると、その部分で漏電が起こるおそれがあった。また、ハーネスは、板金フレームの内周面に複数のフックを設け、これらのフックにハーネスを引掛けるなどして、板金フレームに組付けられる。このように、ハーネスを各フックに引掛けて板金フレーム内に組付けるため、組付け性が悪くなってしまうという問題があった。また、装置を傾けたり、ハーネスに触れたりすると、ハーネスがフックから外れてしまう場合があり、再度組付ける必要が生じる問題もあった。
本発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、導体の板金フレームで定着部材および加圧部材を位置決め支持しても、板金電極を用いることのできる定着装置および画像形成装置を提供することである。
上記目的を達成するために、請求項1の発明は、定着部材と、該定着部材と圧接する加圧部材と、トナーを軟化または溶融させる熱源とを備え、未定着トナー画像を担持した転写材を該定着部材と加圧部材とで形成されるニップ部を通過させることにより、転写材上のトナー画像を定着する定着装置において、該加圧部材及び該定着部材を位置決め支持する板金フレームと、該板金フレームの孔部または切欠部を通って上記熱源と接続しており、該熱源に電力を供給する板金電極と、該板金電極を保持する絶縁性の材料で構成された保持部材とを備え、上記保持部材の該板金フレームとの対向面に上記板金電極を保持する板金電極保持溝を形成し、上記板金電極保持溝に、該板金電極保持溝から上記板金電極が浮き上がるのを防止する押さえ部を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項2の発明は、請求項1の定着装置において、上記板金フレームの孔部または切欠部と上記板金電極との間に上記保持部材から延びる壁部を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項3の発明は、請求項2の定着装置において、上記壁部を、上記板金フレーム内部まで延在させたことを特徴とするものである。
また、請求項4の発明は、請求項1乃至3いずれかの定着装置において、上記定着部材をベルト状としたことを特徴とするものである。
また、請求項5の発明は、請求項1乃至4いずれかの定着装置を備えたことを特徴とするものである。
請求項1乃至9の発明によれば、板金電極と板金フレームとが非接触となるように保持部材で板金電極を保持するので、板金フレームへ漏電するのを抑制することができる。また、熱源に電力を供給する給電部材を板金電極とすることで、ハーネスのように蛇行して組みられることがなく、複数フックに引掛けなくても、所定の位置に給電部材を組付けることができる。よって、給電部材をハーネスにしたものに比べて、給電部材の組付けを容易に行うことができる。
以下、本発明を、画像形成装置であるフルカラーレーザプリンタ(以下、単に「プリンタ」という)に適用した実施形態について説明する。図1は、プリンタ本体左側面からみたプリンタの画像形成部の概略構成図である。このプリンタは、イエロー・シアン・マゼンタ・ブラックの4つの画像形成手段を横に並べて配置してタンデム画像形成部1を構成する。タンデム画像形成部1においては、個々のトナー像形成手段10Y、10C、10M、10Kが、図中左から順に配置されている。ここで、各符号の添字Y、C、M、Kは、それぞれイエロー、マゼンダ、シアン、黒用の部材であることを示す。また、タンデム画像形成部1においては、個々のトナー像形成手段10Y,C,M,Kは、潜像担持体としてのドラム状の感光体12Y,C,M,Kを備えている。そして、ドラム状の感光体12Y,C,M,Kのまわりには、それぞれ後述する帯電装置、現像装置、感光体クリーニング装置等を備えている。
ここで、トナー像形成手段10Y、C、M、Kは、それぞれ同じ構成、動作をおこなうものとなっている。そこで、以下各符号の添字Y、C、M、Kを省略し、このトナー像形成部の説明を詳細におこなう。図中時計方向に回転する感光体12のまわりに、帯電装置としての帯電ローラ13、現像装置15、感光体クリーニング装置14等が順に配置されている。なお、各色のトナー像形成部10Y、C、M、Kは、一体的に形成され、本体に着脱可能なプロセスカートリッジとなっている。これらのプロセスカートリッジは、プリンタ本体に固定された図示しないガイドレールに沿って、プリンタ本体から引き出すことができる。また、このプロセスカートリッジをプリンタ本体に押し込むことによって、トナー像形成部10Y、C、M、Kを所定の位置に装填することができる。
また、プリンタの上部には、イエロー、シアン、マゼンタ、黒の各色トナーが充填されたトナーボトル60Y,C,M,Kが配置されている。そして、このトナーボトル60Y,C,M,Kから図示しない搬送経路によって、所定の補給量だけ各色現像装置15に各色トナーが補給される。
また、タンデム画像形成部の下部に潜像形成手段としての光書込ユニット20を設ける。この光書込ユニット20は、画像データに基づいて各感光体12の表面にレーザ光を走査しながら照射するように構成されている。
また、タンデム画像形成部の直ぐ上には、中間転写ユニット30を設ける。中間転写ユニット30は、中間転写体として無端ベルト状の中間転写ベルト31を備えている。また、中間転写ベルト31を回転可能に支持する支持ローラ32,33,34、感光体12Y,C,M,K上に形成されたトナー像を中間転写ベルト31上に転写するための一次転写ローラ35Y,C,M,Kを設ける。また、上記1次転写ローラ35Y,C,M,Kより中間転写ベルト31の駆動方向下流に2次転写装置としての2次転写ローラ36を設ける。この2次転写ローラ36と中間転写ベルト31を挟んで反対の側には、支持ローラ33が配置されており、押部材としての機能を果たしている。
また、プリンタ下部には、給紙ユニット40を備えている。給紙ユニット40は、給紙カセット41あるいは手差し給紙トレイ42から記録紙Pを二次転写領域に搬送する給紙ローラ43,レジストローラ44等を備えている。
さらに、2次転写ローラ36よりトナー像を転写された記録媒体Pの進行方向に関して2次転写ローラ36の下流部には、記録媒体P上の画像を定着する定着装置ユニット50を備えている。記録紙P上のトナー像に熱と圧を加えることで定着を行う。なお、定着ユニット50詳細については、後述する。
つぎに、上記プリンタの動作を説明する。個々のトナー像形成手段10Y,C,M,Kでその感光体12Y,C,M,Kを回転し、感光体12Y,C,M,Kの回転とともに、帯電ローラ13Y,C,M,Kで感光体12Y,C,M,Kの表面を一様に帯電する。次いで、画像データを光書込ユニット20からのレーザによる書込み光を照射して感光体12Y,C,M,B上に静電潜像を形成する。その後、現像装置15Y,C,M,Kによりトナーが付着され静電潜像を可視像化することで各感光体12Y,C,M,K上にそれぞれ、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの単色画像を形成する。また、不図示の駆動モータで中間転写ベルト31を回転搬送して、その可視像を一次転写装置35Y,C,M,Kで中間転写ベルト31上に順次転写する。これによって中間転写ベルト31上に合成カラー画像を形成する。画像転写後の感光体12Y,C,M,Kの表面は感光体クリーニング装置14Y,C,M,Kで残留トナーを除去して清掃して再度の画像形成に備える。
また、上記画像形成のタイミングにあわせて、給紙カセット41あるいは手差し給紙トレイ42内の記録紙Pの先端がレジストローラ44まで搬送され、一旦停止する。そして、上記画像形成動作とタイミングを取りながら、二次転写ローラ36と中間転写ベルト31の間に搬送される。ここで、中間転写ベルト31と2次転写対向ローラ35とは記録媒体Pを挟んでいわゆる2次転写ニップを形成し、2次転写ローラ36にて中間転写ベルト31上のトナー像を記録媒体P上に2次転写する。
画像転写後の記録媒体Pは定着ユニット50へと送り込まれ、定着装置で熱と圧力とを加えて転写画像を定着して機外へ排出される。一方、画像転写後の中間転写ベルト31は、中間転写体クリーニング装置で、画像転写後に中間転写ベルト31上に残留する残留トナーを除去し、タンデム画像形成部による再度の画像形成に備える。
次に、本実施形態の特徴点である定着装置50について説明する。図2は、定着ユニット50の概略構成図である。定着ユニット50は、定着ローラ57と加熱ローラ58とテンションローラ53とに張架された定着部材たる定着ベルト51を備えている。加熱ローラ内部には、定着側加熱ヒータ59が設けられている。また、加熱ローラ59は、図示しない駆動源に接続されており、定着ベルト51を図中A方向に回転させる駆動ローラとしての機能も有している。テンションローラ53は、バネなどの付勢手段54によって定着ベルト51を外側へ押し付けて、定着ベルト51にテンションを与えている。定着ベルト51は、加熱ローラ58によって記録媒体P上の未定着トナー像を軟化または溶融させる温度に昇温せしめられている。本実施形態においては、定着部材を熱容量の非常に小さいベルト状にしているので、未定着トナー像を軟化または溶融させる温度に素早く昇温せしめることができ、ウオームアップ時間を短縮することができる。
加圧ローラ52は、定着ベルト51を介して定着ローラ57に圧接して、定着ニップを形成している。加圧ローラ52の内部には、加圧側加熱ヒータ64が設けられており、加圧ローラ52を加熱している。また、加圧ローラ52の表面温度が異常昇温したときに、加圧側加熱ヒータ64への通電を遮断するサーモスタット68が、加圧ローラ52と対向する位置に設けられている。
2次転写ローラ36よりトナー像を転写された記録媒体Pは、入り口ガイド板66にガイドされ、定着ニップへ搬送される。定着ニップに搬送された記録媒体P上のトナー像は、熱と圧力とが加えられて、記録媒体に定着する。定着ニップを通過した記録媒体Pは、分離部材65により定着ベルト51から分離され、定着出口ガイド板67にガイドされて、機外へ排出される。
加熱ローラ59、定着ローラ57、加圧ローラ52は、板金フレーム61に回転自在に支持されている。板金フレーム61でこれらのローラを支持することで、モールド成形された筐体で支持するよりも、位置精度を高めることができる。モールド成形された筐体は、ひけや反り、金型の組付け誤差などにより製造誤差が発生する。このため、例えば、定着ローラ57の取り付け位置が製造誤差により手前側と奥側とでずれてしまい、加圧ローラ52に対して傾いて取り付けられてしまうと、定着ニップ圧が軸方向で均一とならず、用紙スキューが生じてしまう。また、定着ベルト57に寄りが発生し、定着ローラや加熱ローラ58から脱落してしまう。これに対して板金フレーム61は、モールド成形のようなひけなどの製造誤差が生じることがないので、モールド品よりも位置精度を高めることができる。これにより、定着ローラ57や加圧ローラ52などが傾いて支持されるなどの不具合が抑制され、用紙スキューや定着ベルト51の寄りなどが生じるのを抑制することができる。
上記板金フレーム61は、保持部材たる絶縁性の筐体62の支持部たる底板62eに支持されている。この筐体62の底板62eには、加圧側加熱ヒータ64や定着側加熱ヒータに電力を供給する給電部材たる板金電極63が取り付けられている。板金電極63は、支持部たる底板62eに設けられた板金電極保持溝62aに保持されている。板金電極保持溝62aは、板金電極63の厚み以上の溝深さを有しており、板金電極63の一方の面が板金電極保持溝62aの底面に当接するように、板金電極63を保持している。これにより、板金電極63が板金フレームを支持する筐体62の底面62eに設けられていても、板金電極63と板金フレーム61との間に隙間ができ、板金電極63と板金フレーム61とを非接触にすることができる。
また、板金電極保持溝62aの側面には、板金電極63の浮き上がりを防止する押え部62bが突設されている。この押え部62bは、板金電極63一方の面が板金電極保持溝62aの底面と当接した状態のとき、板金電極63他方の面と対向する。これにより、板金電極63に板金フレーム61へ接近させるような力が働いて、板金電極63が板金電極保持溝62aの底面から浮き上がろうとしたとき、板金電極63の板金フレーム61と対向する面が押え部62bと当接する。これにより、板金電極保持溝62aから板金電極63が浮き上がるのを防止でき、板金電極63が板金フレーム61に接触するのを良好に抑制することができる。
図3(a)は、板金電極63を筐体62の板金電極保持溝62aに取り付ける前の様子を示した図であり、図3(b)は、板金電極63を筐体62の板金電極保持溝62aに取り付けた後の様子を示す図である。
図3(a)に示すように、本実施形態においては、2つの板金電極63が用いられており、各板金電極63の両端は、上方に折れ曲がって、板バネ状に形成された接続部63aがそれぞれ設けられている。各板金電極63は、2箇所で折り曲げられており、略コの字状の形状を有している。
筐体62の底面には、板金電極63が保持される板金電極保持溝62aが、それぞれ設けらており、板金電極63と同様に略コの字状に形成されている。各板金電極63は、図3(b)に示すように、それぞれ板金保持溝62aの底面に保持されて、板金電極63両端の接続部63aのみが、板金保持溝62aから突出する。板金電極63の一方の接続部は、板金フレーム61内のサーモスタット68に接続され、他方の接続部は、加圧側加熱ヒータ64に接続される。サーモスタット68は、図3(b)に示すコネクタ69を介して、装置本体の定着電源に接続されている。また、筐体62には、記録媒体を通過させるための開口部62dが設けられている。
図4は、筐体の板金電極保持溝周辺の拡大図である。図4に示すように板金電極63は、板金電極保持溝62aの側面から突出する押え部62bに押えられており、板金電極保持溝62aの底面から板金電極63から浮き上がるのを抑制している。
図5(a)は、板金電極63が取り付けられた筐体62に板金フレーム61を組付ける前の様子を示した図であり、図5(b)は、板金電極63が取り付けられた筐体62に板金フレーム61を組付けた後の様子を示した図である。図5では、板金フレーム61は、底板のみを示しており、側板については、図示を省略している。図示するように、板金フレーム61の底板には、記録媒体Pを通過するための開口部61bと、板金電極63の接続部63aを板金フレーム61内に通すための切り欠き部61aが設けられている。
板金フレーム61は、図5(b)に示すように、板金フレームの開口部61bが、筐体62の開口部62dとが合うように筐体62に取り付けられる。このとき、板金電極63の接続部63aが板金フレーム61の切り欠き部61aから突出する。
図5(b)に示すように、板金電極63の接続部63aは、板金フレーム61の切り欠き部61aから突出する。このため、板金フレーム61の筐体に対する取り付け位置がずれてしまうと、板金電極63の接続部63aと板金フレーム61の切り欠き部61aとが接触してしまい、板金フレーム61へ漏電してしまうおそれがある。このため、図6に示すように、切り欠き部61aと接続部63aとの間に、筐体から延びる立ち上げ壁62cを設ける。このような立ち上げ壁62cを設けることで、切り欠き部61aと接続部63aとが接触するのを防止することができ、板金フレーム61へ漏電するのを抑制することができる。立ち上げ壁62cは、板金フレーム61の内部にまで延在させることが好ましい。内部にまで延在させることで、切り欠き部61aと接続部63aとが接触するのを確実に防止することができる。
本実施形態においては、筐体62の内面に板金電極63を取り付けているが、筐体62の外面に板金電極63を取り付けても、上述同様板金電極63と板金フレーム61とが接触するのを抑制することができ、板金フレーム61へ漏電するのを抑制することができる。しかし、筐体62の外面に板金電極63を取り付けた場合、板金電極63に定着ユニット50周辺の部材が接触してまい周辺の部材へ漏電してしまうおそれがある。また、ユーザが板金電極63に触れてしまい感電してしまうおそれがある。このため、筐体62の外面にも同様に板金電極の厚み以上の深さを有する板金電極保持溝を設けて、この保持溝の底面に板金電極を保持させる。これにより、板金電極が筐体の外周面よりも奥まった位置に配置されるため、外周面上に板金電極を配置したものに比べて、板金電極63に定着ユニット50周辺の部材が接触してまうのを抑制することができる。また、ユーザが板金電極63に触れてしまうのを抑制することができる。また、上述したように、板金電極63を、筐体62の内周面に設ければ、板金電極63に定着ユニット50周辺の部材が接触したり、ユーザが板金電極63に触れてしまうのを抑制することができる。
(1)
以上、本実施形態の定着装置によれば、板金電極と板金フレームとが非接触となるように保持部材で板金電極を保持するので、板金電極と板金フレームとが接触することがなくなり、板金フレームへ漏電するのを抑制することができる。また、熱源へ電力を供給する給電部材を板金電極としたので、給電部材をハーネスにしたものに比べて、給電部材の組付け性を向上させることができる。
(2)
また、上記板金電極に供給された電力が、上記保持部材から他部材へリークしないように、保持部材を絶縁性の材料で構成している。これにより、金属電極の電力が導電性の他部材に漏電してしまうのを抑制することができる。また、保持部材を導電部材と絶縁性の部材を介して接触させるように構成しても、板金電極に供給された電力が、上記保持部材から他部材へリークしないようにすることができる。
(3)
また、筐体の板金フレームと対向しない筐体の外面に板金電極を保持させた場合、板金電極が定着装置の周辺部材と接触して周辺部材へ漏電するおそれがある。また、ユーザーが板金電極に触れてしまい、感電するおそれがある。しかし、筐体の板金フレームと対向する面、すなわち筐体の内面に板金電極を保持させることで、板金電極を板金フレームで覆うことができる。その結果、板金電極に他の部材が接触するのを抑制することができる。また、ユーザーが板金電極に触れてしまうのを抑制することができる。
(4)
また、筐体に板金電極を保持する板金電極保持溝を形成し、この保持溝に板金電極を保持させている。板金電極保持溝の深さを板金電極の厚み以上に形成し、板金電極を保持溝の底面の保持させれば、保持部材の溝形成面から奥まった位置に板金電極を配置することができる。これにより、板金電極に他の部材が接触しにくくなり、他の部材へのリークを抑制することができる。また、ユーザーが板金電極に触れてしまうのを抑制することができる。また、保持部材の溝形成面に板金フレームを当接させても、板金電極と板金フレームとの間に隙間ができ、板金電極と板金フレームとを非接触にすることができる。
(5)
また、板金電極保持溝に板金電極保持溝から上記板金電極が浮き上がるのを防止する押え部を設けたので、板金電極に板金電極保持溝から浮き上がるような力が働いても、この押え部によって、板金電極が板金電極保持溝から浮き上がるのを抑制することができる。これにより、板金電極が板金電極保持溝から浮き上がって、板金フレームや他の導電性部材と接触することが抑制される。
(6)
また、板金電極が、板金フレームの孔部や切り欠き部を通って板金フレームの内部の熱源と接続しており、孔部や切り欠き部と板金電極との間に筐体から延びた壁部を設けている。これにより、板金電極が板金フレームの孔部や切り欠き部と接触するのを防止することができ、板金フレームへ漏電するのを抑制することができる。
(7)
また、壁部を板金フレーム内部まで延在させることで、板金電極が板金フレームの孔部や切り欠き部と接触するのをより確実に防止することができる。
(8)
また、定着部材を熱容量の少ないベルト状とすることで、定着部材をトナーが軟化または溶融させる温度に素早く昇温させることができる。その結果、定着部材がローラ状のものに比べてウォームアップ時間を短縮することができる。
(9)
また、本実施形態の画像形成装置によれば、上記(1)〜(8)のいずれかの特徴点を有する定着装置を備えるので、用紙スキュが生じることなく、良好な定着画像を得ることができる。
実施形態に係るプリンタを示す概略構成図。 同プリンタの定着ユニットを示す概略構成図。 (a)は、板金電極を筐体の板金電極保持溝に取り付ける前の様子を示した図。(b)は、板金電極を筐体の板金電極保持溝に取り付けた後の様子を示した図。 筐体の板金電極保持溝周辺の拡大図。 (a)は、板金電極が取り付けられた筐体に板金フレームを組付ける前の様子を示した図。(b)は、板金電極が取り付けられた筐体に板金フレームを組付けた後の様子を示した図。 図5(b)のア部拡大図。
符号の説明
10Y、10C、10M、10K トナー像形成部
12 感光体
13 帯電ローラ
14 クリーニング装置
15 現像装置
20 光学ユニット
30 中間転写ユニット
31 中間転写ベルト
32、33、34 支持ローラ
35 一次転写ローラ
36 二次転写ローラ
40 給紙ユニット
41 給紙カセット
42 手差しユニット
43 給紙ローラ
44 レジストローラ
50 定着ユニット
51 定着ベルト
52 加圧ローラ
53 テンションローラ
55 排紙ローラ
56 排紙トレイ
57 定着ローラ
58 加熱ローラ
59 定着側加熱ヒータ
60 トナー容器
61 板金フレーム
62 筐体
63 板金電極
64 加圧側加熱ヒータ
65 分離部材
66 入り口ガイド板
67 出口ガイド板

Claims (5)

  1. 定着部材と、該定着部材と圧接する加圧部材と、トナーを軟化または溶融させる熱源とを備え、未定着トナー画像を担持した転写材を該定着部材と加圧部材とで形成されるニップ部を通過させることにより、転写材上のトナー画像を定着する定着装置において、
    該加圧部材及び該定着部材を位置決め支持する板金フレームと、
    該板金フレームの孔部または切欠部を通って上記熱源と接続しており、該熱源に電力を供給する板金電極と、
    該板金電極を保持し、絶縁性の材料で構成された保持部材とを備え、
    上記保持部材の該板金フレームとの対向面に上記板金電極を保持する板金電極保持溝を形成し、
    上記板金電極保持溝に、該板金電極保持溝から上記板金電極が浮き上がるのを防止する押さえ部を設けたことを特徴とする定着装置。
  2. 請求項1の定着装置において、
    上記板金フレームの孔部または切欠部と該板金電極との間に上記保持部材から延びる壁部を設けたことを特徴とする定着装置。
  3. 請求項2の定着装置において、
    上記壁部を、上記板金フレーム内部まで延在させたことを特徴とする定着装置。
  4. 請求項1乃至3いずれかの定着装置において、
    上記定着部材をベルト状としたことを特徴とする定着装置。
  5. 請求項1乃至4いずれかの定着装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
JP2005316979A 2005-10-31 2005-10-31 定着装置および画像形成装置 Active JP4764700B2 (ja)

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