JP5279216B2 - 定着装置、画像形成装置及びシート搬送装置 - Google Patents

定着装置、画像形成装置及びシート搬送装置 Download PDF

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Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置で用いられる定着装置、さらにはシート搬送装置に関するものである。
電子写真方式による複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置において、像担持体である感光ドラム上に形成されたトナー画像を転写材(被記録体)である、コピー用紙などの記録紙に転写し、これに熱と圧力を加えて記録紙に定着する定着装置が用いられている(例えば、特許文献1参照)。
図20は、特許文献1に開示されている、従来の定着装置の模式的な断面図である。図20に示す定着装置800は、内部にハロゲンランプなどの熱源811を有し、所定の温度に加熱された熱ローラ810と、熱ローラ810に平行に配置され、熱ローラ810に所定の圧力で接触している加圧ローラ820と、熱ローラ810と記録紙とを分離する分離部830と、熱ローラ810を覆うハウジング840とを備えている。
トナー画像が転写された記録紙は、図20の矢印Wで示す方向から定着装置800に挿入され、熱ローラ810および加圧ローラ820の接触面により形成されたニップ部に挟持される。記録紙がニップ部で加熱および加圧されることによって、転写されたトナー画像は、記録紙に定着される。トナー画像が定着された記録紙は、ニップ部から排出されるが、熱ローラ810に巻きついた状態となっている。分離部830は、熱ローラ810を覆うハウジング840に固定されており、熱ローラ810に巻き付いた記録紙を、熱ローラ810から分離する。
続いて、分離部830について説明する。図21は、分離部830の拡大図である。図20に示す分離部830は、弾性体である分離爪831と、分離爪831を支持、固定するためのL字状の支持部材832とを備える。支持部材832の上側とハウジング840とは、ビス833によって固定されている。分離爪831の一端側は、接着剤834を介して支持部材832の下側に固定され、分離爪831の他端側は、熱ローラ810の外周面に弾性的に当接している。
分離爪831は、熱ローラ810の熱で溶融したトナーによって熱ローラ810に巻き付いた記録紙と接触して、熱ローラ810の外周面に巻き付いた記録紙を、熱ローラ810から分離する。分離された記録紙は、排出トレイ側(図示省略)に送り出される。
特開平6−32516号公報
しかしながら、上述の分離部830は、分離爪831を固定するために、支持部材832やビス833、接着剤834などの多くの部材等が必要となる。さらに、分離爪831を、接着剤を用いて支持部材832に取り付ける際に、正確な位置合わせが必要となる。このため、分離部830の組立および交換作業に手間がかかるという問題がある。
また、分離部830は熱ローラ810の近傍に位置するため、接着剤834の接着能力が熱ローラ810の熱によって劣化する可能性がある。接着剤834の接着能力が劣化した状態で、分離爪831に振動や外力などが加わると、分離爪831が支持部材832から外れやすくなるという問題がある。
本発明の目的は、分離部材(分離爪)の組立および交換作業を容易に行うことができ、かつ、分離部材が外れにくい定着装置、画像形成装置及びシート搬送装置を提供することにある。
本発明の一局面に係る定着装置は、転写材を加熱するための加熱回転体と、前記加熱回転体に所定の圧力で当接されてニップ部を形成する加圧回転体と、板状の弾性体であって、前記ニップ部から排出される前記転写材を前記加熱回転体及び/又は前記加圧回転体から分離するための分離部材と、前記分離部材を前記ニップ部の排出側において位置決めして保持する分離部材保持部と、を備え、前記分離部材は、前記ニップ部に向けられる第1端部と、前記第1端部の反対側に位置する第2端部と、前記第1端部と第2端部との間に設けられる位置決め用の第1係合部と、を備え、前記分離部材保持部は、前記分離部材を弓なりに反らせた状態で保持するものであって、前記分離部材の前記第2端部が挿入される挿入スペースと、前記弓なりに反らせた弾性変形に伴う反発力で付勢された前記第2端部を当止する第1受け部と、前記第1係合部と係合する第2係合部と、を備え、前記分離部材の第1端部が、前記弓なりに反らせた弾性変形に伴う反発力を持つ状態で、前記加熱回転体若しくは前記加圧回転体の表面で支持されることを特徴とする。
この構成によれば、ビスや接着剤を用いることなく、分離部材の弾性変形に伴う反発力を利用して分離部材を定着装置に取り付けることができる。したがって、分離部材を定着装置に取り付ける際の部品点数を削減することが可能となるとともに、分離部材を容易に取り付けることができる。これにより、分離部材の組立および交換作業を容易に行うことができ、かつ、分離爪が外れにくい定着装置を提供することができる。
また、分離部材保持部は、前記分離部材を弓なりに反らせた状態で保持するので、前記反発力を効率的に発生させることができる。
本発明の他の局面に係る定着装置は、転写材を加熱するための加熱回転体と、前記加熱回転体に所定の圧力で当接されてニップ部を形成する加圧回転体と、板状の弾性体であって、前記ニップ部から排出される前記転写材を前記加熱回転体及び/又は前記加圧回転体から分離するための分離部材と、前記分離部材を前記ニップ部の排出側において位置決めして保持する分離部材保持部と、を備え、前記分離部材は、前記ニップ部に向けられる第1端部と、前記第1端部の反対側に位置する第2端部と、前記第1端部と第2端部との間に設けられる貫通孔と、を有し、前記分離部材保持部は、前記分離部材の前記第1端部を前記加熱回転体若しくは前記加圧回転体に所定の押圧力で接触させて前記分離部材を弓なりに反らせた状態で保持するものであって、前記分離部材の前記第2端部が挿入される挿入スペースと、前記分離部材の前記貫通孔と嵌合し、前記分離部材の取り付け位置を決めるための突起部と、前記分離部材の前記貫通孔と前記第1端部との間の部位を前記加熱回転体側若しくは前記加圧回転体側に押圧することで、前記分離部材の前記加熱回転体若しくは前記加圧回転体に対する前記押圧力を調整する押圧力調整部と、を含むことを特徴とする
この構成によれば、分離部材の第1端部が加熱回転体若しくは前記加圧回転体で支持され、第2端部が分離部材保持部の挿入スペースで支持されつつ、当該分離部材は弓なりに反った状態で分離部材保持部により保持される。また、突起部と貫通孔との嵌合により、分離部材に位置決めが実現される。従って、分離部材の組立および交換作業を容易に行うことができる一方で、分離部材が外れにくいものとすることができる。
本発明のさらに他の局面に係る定着装置は、転写材を加熱するための加熱回転体と、前記加熱回転体に所定の圧力で当接されてニップ部を形成する加圧回転体と、板状の弾性体であって、前記ニップ部から排出される前記転写材を前記加熱回転体及び/又は前記加圧回転体から分離するための分離部材と、前記分離部材を前記ニップ部の排出側において位置決めして保持する分離部材保持部と、を備え、前記分離部材保持部は、前記分離部材に弾性変形が与えられた状態で、前記弾性変形に伴う反発力を利用して前記分離部材を保持する定着装置において、前記分離部材は、前記ニップ部に向けられる第1端部と、前記第1端部の反対側に位置する第2端部と、前記第1端部と第2端部との間に設けられる貫通孔と、を有し、前記分離部材保持部は、前記分離部材の前記第1端部を前記加熱回転体若しくは前記加圧回転体に非接触の状態で、かつ、前記分離部材を弓なりに反らせた状態で保持するものであって、前記分離部材の前記第2端部が挿入される挿入スペースと、前記分離部材の前記貫通孔と嵌合し、前記分離部材の取り付け位置を決めるための突起部と、前記分離部材の前記貫通孔と前記第1端部との間の部位を押圧することで、前記第1端部を前記加熱回転体若しくは前記加圧回転体と接触させない様に規制する規制部と、を含むことを特徴とする
この構成によれば、分離部材の第1端部が規制部で支持され、第2端部が挿入スペースで支持されつつ、当該分離部材は弓なりに反った状態で分離部材保持部により保持される。また、突起部と貫通孔との嵌合により、分離部材に位置決めが実現される。従って、分離部材の組立および交換作業を容易に行うことができる一方で、分離部材が外れにくいものとすることができる。
上記構成において、前記分離部材が、二つ以上備えられ、前記二つ以上の分離部材は、その長手方向が前記転写材の排出方向に平行に配列されていることが望ましい。
或いは、記分離部材の幅が、前記転写材の幅に対応しており、前記貫通孔は、前記幅の方向に二つ以上設けられている構成としてもよい。
これらの構成によれば、転写材のサイズに応じて的確に分離を行わせることができる。
上記構成において、前記分離部材は、ステンレス板からなる基材と、前記基材の表面に形成されたフッ素系樹脂層とからなることが望ましい。
上記構成において、前記加熱回転体及び/又は加圧回転体を回転可能に保持する保持フレームをさらに備え、前記分離部材保持部は、この保持フレームに組み付けられていることが望ましい。
本発明の他の局面に係る画像形成装置は、感光体と、前記感光体上に静電潜像を形成する露光ユニットと、前記静電潜像に現像剤を付着させて、現像剤画像を形成する現像ユニットと、前記現像剤画像を転写材に転写する転写ユニットと、前記転写材上に前記現像剤画像を定着する上記の定着装置と、を含むことを特徴とする。
また、本発明のさらに他の局面に係るシート搬送装置は、シートを密着状態で搬送することが可能な回転する搬送表面をもつ搬送体と、板状の弾性体であって、前記搬送表面からシートを分離するための分離部材と、前記分離部材を前記シートの排出側において位置決めして保持する分離部材保持部と、を備え、前記分離部材は、前記搬送表面に向けられる第1端部と、前記第1端部の反対側に位置する第2端部と、前記第1端部と第2端部との間に設けられる位置決め用の第1係合部と、を備え、前記分離部材保持部は、前記分離部材を弓なりに反らせた状態で保持するものであって、前記分離部材の前記第2端部が挿入される挿入スペースと、前記弓なりに反らせた弾性変形に伴う反発力で付勢された前記第2端部を当止する受け部と、前記第1係合部と係合する第2係合部と、を備え、前記分離部材の第1端部が、前記弓なりに反らせた弾性変形に伴う反発力を持つ状態で、前記搬送表面で支持されることを特徴とする。
この場合、前記搬送体が、複数のローラ間に架け渡されて周回する搬送ベルトであること、或いは、前記搬送体が、軸心回りに回転する搬送ローラであることは、好ましい実施形態である。
本発明によれば、分離部材の組立および交換作業を容易に行うことができ、かつ、分離部材が外れにくい定着装置、画像形成装置及びシート搬送装置を提供することができる。
以下、図面に基づいて本発明の実施形態につき詳細に説明する。
(第1実施形態)
最初に、従来の画像形成装置の一例として、モノクロ画像を形成する画像形成装置の構成について説明する。図1は、画像形成装置の構成の一例を示す概略構成図である。図1に示す画像形成装置100は、その中央に画像形成機構が設けられている。
前記画像形成機構は、感光体ドラム110と、感光体ドラム110を帯電させる帯電装置120と、感光体ドラム110上に静電潜像を形成する露光装置111と、感光体ドラム110上の静電潜像からトナー画像を形成する現像装置130と、トナー画像を転写材に転写する転写ローラ112と、感光体ドラム110に残留した残留現像剤などを除去するクリーニングブレード113と、感光体ドラム110の表面を摺擦するクリーニングローラ114と、除電器(図示省略)とを備えている。
感光体ドラム110の用紙搬送方向下流側には、本発明の第1実施形態に係る定着装置300が配設されている。定着装置300のさらに用紙搬送方向下流側には、複数の排紙ローラ141を有する搬出装置140が配設されている。画像形成機構の下部には、給紙部151が設けられている。給紙部151の給紙方向の下流側には、複数の給紙ローラ152が配設されている。給紙部151および給紙ローラ152は、搬入装置150を構成する。
図1に示す画像形成装置100の各構成について、さらに説明する。帯電装置120は、感光体ドラム110の上方に設置された、感光体ドラム110を一様に帯電させる装置である。帯電装置120は、帯電ローラ121および電圧印加部122から構成される。電圧印加部122は、帯電ローラ121に、直流電圧と交流電圧とを重畳させたバイアス電圧を帯電用電圧として印加する。帯電ローラ121は、印加された帯電用電圧によって、感光体ドラム110を帯電させる。
露光装置111は、画像データ入力部160から入力された画像データに基づいて、感光体ドラム110上に静電潜像を露光して形成する。
現像装置130は、感光体ドラム110の表面に形成されている静電潜像にトナーを付着させてトナー画像を形成する装置である。現像装置130は、現像容器131と、現像容器131内に設けられた現像剤担持体、層厚規制部材、およびスパイラルから構成される。
現像剤担持体は、円筒状の回転可能な現像ローラ132と、現像ローラ132と非接触であり、現像ローラ132の内部に固定配置された磁界発生部材133a〜133eとを有する。磁界発生部材133a〜133eは、軸部材134を中心として放射状に設けられた円筒状の外形を有する。現像ローラ132は、軸部材134を中心として回転する。また、現像ローラ132は、電圧印加装置(図示省略)より現像バイアスを印加され、これにより帯電したトナーを感光体ドラム110へ飛翔させる。
層厚規制部材は、軸135と、軸135の中心に取り付けられた磁界発生部材136と、磁界発生部材136と軸135とを収納するための中空のスリーブ形状を有する形状保持部材137とを有する。層厚規制部材は、円筒状の形状であり、現像剤担持体と平行に配置される。磁界発生部材136は、磁極子(永久磁石)として実現され、形状保持部材137と非接触となるように構成される。磁界発生部材136は、形状保持部材137を介して現像ローラ132と対向するため、その表面にトナーが直接付着することはない。
スパイラルは、軸138aと、軸138aの周囲に形成された螺旋状羽根138bとを有し、軸138aを中心に回転することにより、現像容器131内に収納されているトナーを攪拌する。
転写ローラ112は、感光体ドラム110上に形成されたトナー画像を用紙等の転写材に転写する。クリーニングブレード113は、トナー画像が転写材に転写された後に、感光体ドラム110に残留した残留現像剤などの付着物をクリーニングする機能を有する。クリーニングローラ114は、感光体ドラム110の表面に当接して、その表面を摺擦したり、トナーを回収したり吐き出したりするバッファの機能を有する。
定着装置300は、転写材に転写されたトナー画像を転写材に定着させる装置である。
画像データ入力部160は、光学読み取り機構やPC等の外部装置からデータの入力を受けるインタフェースである。画像条件設定部170は、外部からユーザ入力を受け付けるインタフェースであり、転写材上に転写される画像の拡大や縮小、濃淡などのパラメータを設定する。
また、電源装置180は、感光体ドラム110、帯電装置120、露光装置111、現像装置130、転写ローラ112、定着装置300、除電器、搬出装置140、搬入装置150、画像データ入力部160および画像条件設定部170に電力を供給する装置であり、図示しない電力供給線および制御信号線により、上記各構成要素と接続されている。
以上のような構成を有する画像形成装置100において、トナー画像を転写材に最終的に定着させる、第1実施形態に係る定着装置300について、詳しく説明する。
図2は、第1実施形態に係る定着装置300の斜視図である。この定着装置300は、内部にハロゲンランプなどの熱源を有する熱ローラ310(加熱回転体)と、熱ローラ310に所定の圧力で当接する加圧ローラ320(加圧回転体)と、熱ローラ310に巻き付いた転写材(記録紙)を熱ローラ310から分離する分離爪330a〜330d(分離部材)と、熱ローラ310を回転可能に保持する熱ローラ保持フレーム340(加熱回転体保持フレーム)と、分離爪330a〜330dを保持するための分離爪保持部350(分離部材保持部)とを有する。なお、図2では、加圧ローラ320を回転可能に保持するための加圧ローラ保持フレームなどの他の構成要素の表示を省略している。この図2、及び他の図において、矢印Dは記録紙の排出方向を示す。
熱ローラ310と加圧ローラ320とは、両ローラの回転軸が平行となるように配置されている。熱ローラ保持フレーム340は、熱ローラ310を回転可能に保持している。加圧ローラ320は熱ローラ310に所定の圧力で当接され、これにより両者の接触面でニップ部が形成されている。
分離爪330a〜330dは、熱ローラ310に一端(ニップ部の方向に向けられる第1端部)が接触した状態で、熱ローラ310の記録紙排出側に平行に配置されている。
分離爪保持部350は、熱ローラ保持フレーム340の記録紙排出側(ニップ部の排出側)に、熱ローラ保持フレーム340と一体的に形成されている。また、分離爪保持部350には、挿入スペース352a〜352dが設けられているが、挿入スペース352a〜352dなどを含む分離爪保持部350の詳細については、後述する。
なお、熱ローラ310、加圧ローラ320、および熱ローラ保持フレーム340は、従来の技術と同様であるため、その詳細な説明を省略する。
続いて、分離爪330a〜330dについて説明する。図3は、分離爪保持部350から取り外した分離爪330の斜視図である。図3に示すように、分離爪330は、図中の右上方の端部が円弧状の形状であり、それ以外の部位の幅が一定の細長い薄板状の形状である。
分離爪330の図中の右上方の端部は、熱ローラ310の回転面に接触する分離端331(第1端部)である。分離端331は、熱ローラ310と、熱ローラ310に巻き付いた記録紙とを分離する部分である。分離端331の形状は、記録紙に接触しやすいように、円弧状の形状となっている。分離爪330の図中の左下方の端部は、分離爪保持部350に形成された挿入スペース352a〜352dに挿入するための挿入端332(第2端部)である。
また、分離爪330の分離端331と挿入端332との間に、円形の貫通孔333が形成されている。貫通孔333は、分離爪保持部350に分離爪330を取り付ける際に、分離爪330の取り付け位置を決定する機能を有する。
分離爪330は、上述のように、熱ローラ310に所定の圧力で接触するために、弾性体で形成されている。具体的には、分離爪330は、表面にフッ素樹脂を塗布あるいは貼付した、ステンレスの板で形成される。また、分離爪330の外形の一例を挙げると、幅5mm、長さ30mm、厚み0.03〜0.1mmである。
続いて、分離爪保持部350について、図4を用いて説明する。図4は、図2に示す定着装置300において、分離爪330aを記録紙排出方向に通過する直線で切断した面の断面図である。
図4に示すように、分離爪保持部350は、分離爪330aの取り付け位置を決めるための位置決め用突起351a(突起部)と、分離爪330aの挿入端332aを挿入するための挿入スペース352aと、熱ローラ310の回転面に対する分離爪330aの押圧力を調整する調整用突起353a(押圧力調整部)と、分離爪保持部350の上面に形成された、分離爪330aと分離爪保持部350の上面との接触を規制する溝部354aとで構成されている。なお、図4では、分離爪保持部350が分離爪330aを保持している状態のみを示しているが、実際には、分離爪保持部350には、分離爪330b〜330dを保持するための、位置決め用突起、挿入スペース、調整用突起、および溝部がそれぞれ、図4と同様に形成されている。
続いて、分離爪保持部350が分離爪330を保持している状態を、分離爪330aを例として説明する。図4に示すように、分離爪330aは、分離端331aが熱ローラ310の回転面に接触し、かつ、弓なりに反った弓なり状態で分離爪保持部350に保持されている。つまり、分離爪330aは、弾性変形が与えられた状態で分離爪保持部350に保持されている。
位置決め用突起351aは、分離爪330aの貫通孔333aと嵌合する。分離爪330aの貫通孔333aと位置決め用突起351aとが嵌合することによって、分離爪330aは、取り付け位置が決定されるとともに、記録紙排出方向への移動が規制される。
挿入スペース352aは、位置決め用突起351aの図4の左側に形成された空間である。挿入スペース352aの幅は、分離爪330aの挿入端332aを挿入スペース352aに挿入可能な程度の隙間を有しつつ、挿入端332aの幅とほぼ一致している。挿入スペース352aに位置決め用突起351a側から分離爪330aの挿入端332aが挿入されることによって、分離爪330aは、記録紙排出方向と垂直な方向への移動が規制されるとともに、分離爪330aの挿入端332aと貫通孔333aとの間は、弓なり状態となる。
さらに詳しくは、挿入スペース352aの空間は、分離爪保持部350を構成するフレーム部材に設けられた上下方向の貫通孔によって形成されている。この貫通孔は、上方に矩形の開口を備え(図5参照)、該貫通孔を区画する側壁の一つとして、ニップ部の方向へ向いた先下がりに傾斜する傾斜側壁360a(第1受け部)をもつ。この傾斜側壁360aは、弓なりに反らせられることになる分離爪330aの弾性変形に伴う反発力で付勢される挿入端332aを当止する。
調整用突起353aは、位置決め用突起351aの図4の右側に設けられた、熱ローラ310方向に伸びる突起である。調整用突起353aは、分離爪330aの分離端331aと貫通孔333aとの間の部分を、熱ローラ310側に押圧する。
これにより、分離爪330aの分離端331aと貫通孔333aとの間は、弓なり状態となる。調整用突起353aは、突起の長さを調整することによって、分離爪330aの熱ローラ310方向に対する押圧力を変化させ、分離爪330aの弓なり状態を調整することができる。
分離爪330aが弓なり状態となるため、分離端331aは、分離爪330aの弾性力により、熱ローラ310の回転面を押圧する。分離爪330aの熱ローラ310の回転面に対する押圧力は、分離端331aと貫通孔333aとの間の、分離爪330aの弓なり状態に依存する。すなわち、調整用突起353aの突起の長さを調整することによって、分離端331aの熱ローラ310に対する押圧力を調整することができる。
次に、調整用突起353aの位置について、図5を用いて説明する。図5は、図2に示す分離爪330a付近の拡大斜視図である。図5に示すように、調整用突起353aは、分離爪保持部350に形成された溝部354aの中に形成されている。溝部354aの幅dは、分離爪330aの幅nより大きい。
分離爪保持部350に溝部354aを設けることによって、分離爪330aは、図5に示すように、分離爪保持部350の上面から飛び出すことが可能となる。すなわち、分離爪330aの分離端331aから貫通孔333aまでの部分は、調整用突起353a以外に分離爪保持部350に接触することがない。したがって、分離爪330aの弓なり状態を、調整用突起353aの長さのみで調整できるため、分離爪330aは、熱ローラ310の回転面に対して所望の押圧力を加えることができる。
続いて、分離爪330aの取り付け方法について、図4を用いて説明する。まず、作業者は、分離爪保持部350の図4の下側から、分離爪330aを弓なりに反らせた状態で、分離爪保持部350に挿入する。具体的には、作業者は、分離爪330aを弓なりに反らせた状態で、分離爪330aの分離端331aを熱ローラ310の回転面に接触させるとともに、分離爪330aの挿入端332aを挿入スペース352aに挿入する。このとき、挿入端332aは、傾斜側壁360aで支持される。
次に、作業者は、分離爪330aの貫通孔333aと、位置決め用突起351aとを嵌合させる。以上のように、分離爪330aは、弓なりに反らせられることで発生する自身の弾性反発力を利用して、しかも貫通孔333aにより位置決めされた状態で、定着装置300に取り付けられる。
このように、本実施の形態の定着装置は、接着剤を用いることなく、分離爪330aを定着装置300に取り付けることができる。したがって、分離爪330aを定着装置300に取り付ける際の部品点数を削減することが可能となるとともに、分離爪330aを容易に取り付けることができる。
以上の説明は、分離爪330aを例にして説明したが、分離爪330b〜330dに対しても、上記の説明を同様に適用できる。
続いて、本実施の形態の定着装置の動作について説明する。図1に示す転写ローラ112によって、トナー画像が転写された記録紙(転写材)は、熱ローラ310と加圧ローラ320との接触面で形成されたニップ部に挟持される。ニップ部において、熱および圧力が記録紙に加わることで、記録紙上の未定着のトナー画像が定着される。
トナー画像が定着された記録紙は、ニップ部から排出される。しかし、ニップ部から記録紙が排出される際、ニップ部において溶融したトナーによって、記録紙は、熱ローラ310に巻き付いた状態となっている。分離爪330a〜330dの分離端は、熱ローラ310に巻き付いた記録紙に接触することによって、熱ローラ310と、巻き付いた記録紙とを分離する。分離された記録紙は、図1に示す搬出装置140へ排出される。
(第2実施形態)
図6は、本発明の第2実施形態に係る定着装置の斜視図である。図6に示す定着装置400は、熱ローラ310と、加圧ローラ320と、分離爪330a〜330dと、熱ローラ保持フレーム340と、分離爪330a〜330dを保持するための分離爪保持部450とを有する。なお、図6では、加圧ローラ320を回転可能に保持するための加圧ローラ保持フレームなどの構成要素の表示を省略している。
なお、図6に示す定着装置400において、第1実施形態の定着装置300と同じ構成要素には、同じ参照番号を付し、その説明を省略する。
最初に、本実施の形態の定着装置400と、第1実施形態の定着装置300との主な相違点を説明する。定着装置300は、分離爪330a〜330dの分離端が、熱ローラ310の回転面に接触しているのに対し、定着装置400は、分離爪330a〜330dの分離端が、熱ローラ310の回転面に接触していない点で、定着装置300と異なる。以下、定着装置300と異なる点を中心に、第2実施形態の定着装置400について説明する。
図7は、図6に示す定着装置400において、分離爪330aを記録紙排出方向に通過する直線で切断した面の断面図である。図7に示すように、分離爪保持部450(分離部材保持部)は、分離爪330を弓なり状態で保持する点で分離爪保持部350と同じである。しかし、分離爪保持部450は、図4に示す調整用突起353aに代えて、分離爪330aの分離端331aが熱ローラ310に接触しないように、分離爪330aの弓なり状態を規制する規制用突起451a(第2受け部/規制部)を有する。
図7に示すように、規制用突起451aは、調整用突起353aが分離爪330aを押圧する方向(図4参照)と反対の方向に分離爪330aを押圧している。換言すると、規制用突起451aは、弓なりに反らせた弾性変形に伴う反発力で付勢された分離爪330aの分離端331aの側を支持している。
これにより、分離爪330aの分離端331aと貫通孔333aとの間の部分は、弓なり状態となっているものの、分離端331aが、熱ローラ310に接触しない。なお、図7では、分離爪330aと熱ローラ310との距離を誇張して図示している。しかし、実際には、分離爪330aと熱ローラ310とは、図7に示す状態よりも、近い距離に位置している。
また、分離爪保持部350と同様に、分離爪保持部450には、溝部354aが形成されている。これは、規制用突起451aに押圧された分離爪330aが、規制用突起451a以外の分離爪保持部450に接触することによって、熱ローラ310または加圧ローラ320に接触しないようにするためである。
続いて、定着装置400の動作について、図7を用いて説明する。定着装置400において、記録紙上の未定着のトナー画像が定着され、ニップ部から排出されるまでの動作は、定着装置300の動作と同様であるため、省略する。ニップ部から排出された記録紙は、熱ローラ310に巻き付いた状態となっている。しかし、記録紙の余白部分にはトナーが転写されていないため、記録紙の余白部分(記録紙の周縁部分)は、熱ローラ310に巻き付いていない。分離爪330a〜330dは、記録紙の余白部分に接触して、熱ローラ310と熱ローラ310に巻き付いた記録紙とを分離する。分離された記録紙は、図1に示す搬出装置140へ排出される。
(各種変形実施形態の説明)
なお、上記第1、第2実施形態において、分離爪保持部350は、調整用突起および溝部を有するものとして説明した。これに限らず、分離爪保持部350は、調整用突起および溝部を有していなくてもよい。この場合、分離爪330の厚みや、素材等を変更することによって、分離爪330の熱ローラ310に対する押圧力を変化させることができる。
また、上記実施形態において、分離爪330a〜330dに形成される貫通孔は、一つであるものとして説明したが、これに限らず、例えば、分離爪330a〜330dに二つ以上の貫通孔があってもよい。
また、本発明の分離部材の一例として、上記実施形態では、幅の細い分離爪330を複数用いた場合について説明したが、これに限らず、例えば、本発明の分離部材は、幅広の板形状であって単数または複数の貫通孔を有する部材であってもよい。すなわち、図8は、複数の貫通孔を有する幅広の形状の分離板の斜視図である。図8に示す分離板430は、4つの貫通孔433a〜433dを有している。また、図8に示す分離板430に限らず、分離板に設けられる貫通孔の数は、単数であってもよい。
図9は、分離板430を取り付けた第1実施形態の定着装置300の斜視図であり、図9に示すように、分離爪保持部350aが、分離板430の分離端431を熱ローラ310の回転面に接触させた状態で保持してもよい。分離板430の幅は、熱ローラ310の幅にほぼ一致している。しかし、分離板430の幅は、熱ローラ310の幅に対応させる必要はなく、ニップ部から排出される記録紙の幅に対応していればよい。また、4つの貫通孔433a〜433dは、前記幅の方向に並ぶように配置されている。
図9に示す分離爪保持部350aには、分離板430の幅に対応した挿入スペース352が一つだけ設けられており、挿入スペース352に、分離板430の挿入端432が挿入される。なお、図9に示す分離爪保持部350aにおいて、位置決め用突起は、分離板430に設けられた貫通孔の数に対応して設けられる。
また、分離板430を用いる場合、図9に示す分離爪保持部350aには、分離爪保持部350aの熱ローラ側の端部356から突き出す調整用突起355a〜355dが設けられる。図9に示す分離爪保持部350aは、調整用突起355a〜355dの端部356からの突き出し量を調整することによって、分離板430の熱ローラ310に対する押圧力を調整することができる。また、図9に示す分離爪保持部350aは、調整用突起355a〜355dを有していなくてもよい。この場合、分離板430の厚みや、素材等を変更することによって、分離板430の熱ローラ310に対する押圧力を変化させることができる。
図10は、分離板430を取り付けた第2実施形態の定着装置400の斜視図である。図10に示すように、分離爪保持部450は、分離板430の分離端431を熱ローラ310の回転面に接触させない状態で保持する。この場合、分離爪保持部450には、分離板430の幅に対応した挿入スペース352が一つだけ設けられる。また、位置決め用突起は、分離板430に設けられた貫通孔の数に対応して設けられる。
なお、上記実施の形態において、熱ローラ保持フレーム340のみに、分離爪保持部350または450が形成されているものとして説明したが、これに限らず、熱ローラ保持フレーム340と、加圧ローラ320を回転可能に保持するための加圧ローラ保持フレームとに、それぞれ分離爪保持部350または450を形成してもよい。
図11は、熱ローラ保持フレームと加圧ローラ保持フレームとに、分離爪保持部350を形成した場合の断面図である。両面印刷可能な画像形成装置の定着装置では、記録紙の加圧ローラ320側にも記録紙に定着済みのトナーが存在することがあるため、記録紙が加圧ローラ320に巻き付く場合がある。図11に示す定着装置500では、加圧ローラ320を回転可能に保持する加圧ローラ保持フレーム540にも分離爪保持部350が形成されており、分離爪保持部350が分離爪330eを保持している。
このため、加圧ローラ320に記録紙が巻き付いた場合であっても、加圧ローラ320と、加圧ローラ320に巻き付いた記録紙とを分離することができる。図11では、熱ローラ保持フレーム340および加圧ローラ保持フレーム540に分離爪保持部350を形成した例を示しているが、熱ローラ保持フレーム340および加圧ローラ保持フレーム540に、分離爪保持部450を形成してもよい。
また、上記実施の形態において、分離爪保持部350および450に保持されている分離爪330は、挿入端332から貫通孔333の部分が弓なりに反った状態であるものとして説明したが、これに限らず、例えば、分離爪330の分離端331から貫通孔333までの部分が、弓なりに反った状態であってもよい。
図12(a)は、分離爪保持部350の他の例である分離爪保持部350’の断面図である。図12(b)は、図12(a)に示す分離爪保持部350’の上面図であり、図12(c)は、図12(a)に示す分離爪保持部350’の斜視図である。図12(a)および(c)の分離爪保持部350’の断面は、図12(b)のA−A断面である。
図12(a)に示す分離爪保持部350’は、分離爪330の挿入端332から貫通孔333までの部分を直線状の状態で、分離爪330を保持している。すなわち、図12(a)に示すように、本発明の定着装置は、分離爪330が熱ローラ310に対する押圧力を加えることができるように、分離端331から貫通孔333までの部分が弓なり状態で分離爪330を保持すればよい。このような分離爪330の弾性変形でも、これにより発生する反発力によって、分離爪330が安定的に保持されるようになる。
また、図12(b)に示すように、分離爪保持部350’の挿入スペース357は、分離爪330の挿入端332の中央部を分離爪330の上側から抑える上側規制部357aと、分離爪330の挿入端332の両端部334aの一方を下側から抑える下側規制部357bと、両端部334aの他方を下側から抑える下側規制部357cとで構成されている。このように、分離端331から貫通孔333までの部分が弓なり状態であれば、分離爪330の挿入端332が図12(a)の上下方向に移動できないように、図12(a)の上下方向から挿入端332を抑えるだけでもよい。上述の図12(a)〜(c)に示す挿入スペース357は、分離爪保持部450に対しても適用することができる。
なお、上記実施の形態において、分離爪330の貫通孔333の形状が円形であるものとして説明したが、これに限らず、例えば、貫通孔333の形状は、矩形であってもよい。貫通孔333の形状を矩形とすることによって、分離爪保持部は、貫通孔333と位置決め用突起とを嵌合させるだけで、分離爪330の移動を規制できる。この場合、挿入スペース352の幅は、分離爪330の挿入端332の幅より十分広くてもよい。
また、上記実施の形態において、熱ローラ310は、円筒形のローラであるものとして説明したが、これに限らず、例えば、熱ローラ310に代えて、無端状に形成されたフレキシブルなベルトを用いてもよい。同様に、加圧ローラ320についても、無端状に形成されたフレキシブルなベルトを用いてもよい。
また、上記実施の形態において、定着装置300および400に設けられる分離爪の数は、四つであるものとして説明したが、これに限らず、例えば、分離爪の数は、一つ〜三つ、または五つ以上であってもよい。
また、上記実施の形態において、分離爪330は、基材としてステンレス板を用いるものとして説明したが、これに限らず、例えば、分離爪330の基材は、リン青銅やポリイミド樹脂であってもよい。すなわち、分離爪330は、弾性を有し、かつ、耐熱性を有する素材で形成されていればよい。
また、上記実施の形態において、分離爪保持部は、熱ローラ保持フレームと一体的に形成されるものとして説明したが、これに限らず、別々に形成されてもよい。
上記実施形態の定着装置300(400,500)では、熱ローラ310と加圧ローラ320とを用いたもので説明した。この他、例えば図13に示すように、内部にハロゲンヒータ61等の加熱部材を設けた加熱ローラ62を、被加熱ローラ310’(定着ローラ)の表面に接触させることで被加熱ローラ310’の表面を伝導加熱するタイプの定着装置にも適用できる。勿論、誘導加熱方式を採用した定着装置にも適用できる。
また、図14に示すように、内部にハロゲンヒータ61等の加熱部材を設けた加熱ローラ62を被加熱ローラ310’から離間して配置すると共に、伝導ベルト63を被加熱ローラ310’と加熱ローラ62との間に回動移動可能に設けて被加熱ローラ310’の表面を伝導加熱する定着装置、或いは図15に示すように、熱ローラ310に変えて定着ベルト64とすると共に、この定着ベルト64の内壁面に接触する加熱体65を設けて定着ベルト64を直接加熱する定着装置にも適用することができる。
さらに、図16に示すように、上述の加圧ローラ320に代えて、一対のローラ321、322と、これに架け渡された押圧無端ベルト323とで構成される押圧ユニット320Aを用いた定着装置に適用しても良い。或いは、図17に示すように、加圧ローラ320に代えて、押圧無端ベルト324と押圧パッド325とで構成される押圧ユニット320Bを用いた定着装置に適用することもできる。
上記実施形態では、本発明を定着装置に適用した例を示した。これ以外に、本発明は各種のシート搬送装置に適用可能である。例えば図18では、タンデム式のカラープリンタの画像形成部におけるシート搬送装置を示している。この画像形成部は、タンデム配設されたイエロー用ユニット10Y、マゼンタ用ユニット10M、シアン用ユニット10C及びブラック用ユニット10Kからなる各色の画像形成ユニットと、各ユニットの感光体ドラム(110K)と転写ローラ(112K)との間を経由して周回する搬送ベルト19とを含む。
搬送ベルト19は、複数のローラ191、192、193間に架け渡され、シートPをその外周表面に静電吸着させて搬送する。シートPには、各色の画像形成ユニットにより各々形成される各色のトナー像が順次重ね塗りされる。その後、カラートナー像が形成されたシートPは、熱ローラ310と加圧ローラ320とのニップ部へ導かれ、定着処理が施される。
分離爪330は、定着ローラ対の入口側の位置で、搬送ベルト141の外周表面に向かわされている。ここでの分離爪330は、搬送ベルト19の外周表面に静電吸着されたシートPを分離し、定着ローラ対へ確実にシートPを導く機能を果たすものである。
図19は、他のシート搬送装置の例示であって、軸心195回りに回転する大口径の搬送ローラ194が用いられたシート搬送装置を示している。ここではシートPは、搬送ローラ194の外周面に沿って密着状態で、180度方向転換されるように搬送される。分離爪330は、このような搬送ローラ194のシート出口側において、その外周面に向かわされている。
かかるシート搬送装置では、薄手のシート等、腰の弱いシートPが搬送される場合、該シートPが搬送ローラ194に巻き付くことが起こり易い。分離爪330は、このような巻き付きを未然に防止し、円滑なシートPの搬送を実現するために寄与する。
本発明に係る定着装置、および画像形成装置は、分離爪の組立および交換作業を容易に行うことができ、かつ、分離爪が外れにくい定着装置、および画像形成装置を提供することができ、定着装置、および複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置等として有用である。
モノクロ画像を形成する画像形成装置の一例を示す構成図である。 本発明の第1実施形態に係る定着装置の斜視図である。 分離爪の一例を示す斜視図である。 第1実施形態の定着装置において、前記分離爪を記録紙排出方向に通過する直線で切断した面の断面図である。 図2に示す分離爪の一つを拡大して示す斜視図である。 本発明の第2実施形態に係る定着装置の斜視図である。 第2実施形態の定着装置において、前記分離爪を記録紙排出方向に通過する直線で切断した面の断面図である。 変形実施形態に係る分離板を示す斜視図である。 図8の分離板を取り付けた第1実施形態の定着装置の斜視図である。 図8の分離板を取り付けた第2実施形態の定着装置の斜視図である。 熱ローラ保持フレームと加圧ローラ保持フレームとに、分離爪保持部を形成した場合の断面図である。 (a)は変形実施形態に係る分離爪保持部の断面図、(b)は前記分離爪保持部の上面図、(c)は前記分離爪保持部の斜視図である。 本発明に係る他の定着装置の説明図である。 本発明に係る他の定着装置の説明図である。 本発明に係る他の定着装置の説明図である。 本発明に係る他の定着装置の説明図である。 本発明に係る他の定着装置の説明図である。 本発明に係るシート搬送装置の実施形態を簡略的に示す説明図である。 本発明に係るシート搬送装置の実施形態を簡略的に示す説明図である。 従来の定着装置の模式的な断面図である。 従来の分離部の拡大図である。
100 画像形成装置
110 感光体ドラム
111 露光装置
112 転写ローラ
130 現像装置
300、400、500 定着装置
330、330a、330b、330c、330d、330e、 分離爪
331、331a、431 分離端
332、332a、432 挿入端
333、433a、433b、433c、433d 貫通孔
334a 両端部
340 熱ローラ保持フレーム
350、350’、450 分離爪保持部
351a 位置決め用突起
352、352a、352b、352c、352d、357 挿入スペース
353a、355a、355b、355c、355d 調整用突起
354a 溝部
356 端部
357a 上側規制部
357b、357c 下側規制部
430 分離板
451a 規制用突起
540 加圧ローラ保持フレーム

Claims (11)

  1. 転写材を加熱するための加熱回転体と、
    前記加熱回転体に所定の圧力で当接されてニップ部を形成する加圧回転体と、
    板状の弾性体であって、前記ニップ部から排出される前記転写材を前記加熱回転体及び/又は前記加圧回転体から分離するための分離部材と、
    前記分離部材を前記ニップ部の排出側において位置決めして保持する分離部材保持部と、を備え、
    前記分離部材は、
    前記ニップ部に向けられる第1端部と、
    前記第1端部の反対側に位置する第2端部と、
    前記第1端部と第2端部との間に設けられる位置決め用の第1係合部と、を備え、
    前記分離部材保持部は、
    前記分離部材を弓なりに反らせた状態で保持するものであって、
    前記分離部材の前記第2端部が挿入される挿入スペースと、
    前記弓なりに反らせた弾性変形に伴う反発力で付勢された前記第2端部を当止する受け部と、
    前記第1係合部と係合する第2係合部と、を備え、
    前記分離部材の第1端部が、前記弓なりに反らせた弾性変形に伴う反発力を持つ状態で、前記加熱回転体若しくは前記加圧回転体の表面で支持されることを特徴とする定着装置。
  2. 転写材を加熱するための加熱回転体と、
    前記加熱回転体に所定の圧力で当接されてニップ部を形成する加圧回転体と、
    板状の弾性体であって、前記ニップ部から排出される前記転写材を前記加熱回転体及び/又は前記加圧回転体から分離するための分離部材と、
    前記分離部材を前記ニップ部の排出側において位置決めして保持する分離部材保持部と、を備え、
    前記分離部材は、
    前記ニップ部に向けられる第1端部と、
    前記第1端部の反対側に位置する第2端部と、
    前記第1端部と第2端部との間に設けられる貫通孔と、を有し、
    前記分離部材保持部は、
    前記分離部材の前記第1端部を前記加熱回転体若しくは前記加圧回転体に所定の押圧力で接触させて前記分離部材を弓なりに反らせた状態で保持するものであって、
    前記分離部材の前記第2端部が挿入される挿入スペースと、
    前記分離部材の前記貫通孔と嵌合し、前記分離部材の取り付け位置を決めるための突起部と、
    前記分離部材の前記貫通孔と前記第1端部との間の部位を前記加熱回転体側若しくは前記加圧回転体側に押圧することで、前記分離部材の前記加熱回転体若しくは前記加圧回転体に対する前記押圧力を調整する押圧力調整部と、
    を含むことを特徴とする定着装置。
  3. 転写材を加熱するための加熱回転体と、
    前記加熱回転体に所定の圧力で当接されてニップ部を形成する加圧回転体と、
    板状の弾性体であって、前記ニップ部から排出される前記転写材を前記加熱回転体及び/又は前記加圧回転体から分離するための分離部材と、
    前記分離部材を前記ニップ部の排出側において位置決めして保持する分離部材保持部と、を備え、
    前記分離部材保持部は、前記分離部材に弾性変形が与えられた状態で、前記弾性変形に伴う反発力を利用して前記分離部材を保持する定着装置において、
    前記分離部材は、
    前記ニップ部に向けられる第1端部と、
    前記第1端部の反対側に位置する第2端部と、
    前記第1端部と第2端部との間に設けられる貫通孔と、を有し、
    前記分離部材保持部は、
    前記分離部材の前記第1端部を前記加熱回転体若しくは前記加圧回転体に非接触の状態で、かつ、前記分離部材を弓なりに反らせた状態で保持するものであって、
    前記分離部材の前記第2端部が挿入される挿入スペースと、
    前記分離部材の前記貫通孔と嵌合し、前記分離部材の取り付け位置を決めるための突起部と、
    前記分離部材の前記貫通孔と前記第1端部との間の部位を押圧することで、前記第1端部を前記加熱回転体若しくは前記加圧回転体と接触させない様に規制する規制部と、を含むことを特徴とする定着装置。
  4. 前記分離部材が、二つ以上備えられ、
    前記二つ以上の分離部材は、その長手方向が前記転写材の排出方向に平行に配列されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の定着装置。
  5. 前記分離部材の幅が、前記転写材の幅に対応しており、
    前記貫通孔は、前記幅の方向に二つ以上設けられていることを特徴とする請求項2又は3に記載の定着装置。
  6. 前記分離部材は、ステンレス板からなる基材と、前記基材の表面に形成されたフッ素系樹脂層とからなることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の定着装置。
  7. 前記加熱回転体及び/又は加圧回転体を回転可能に保持する保持フレームをさらに備え、前記分離部材保持部は、この保持フレームに組み付けられていることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の定着装置。
  8. 感光体と、
    前記感光体上に静電潜像を形成する露光ユニットと、
    前記静電潜像に現像剤を付着させて、現像剤画像を形成する現像ユニットと、
    前記現像剤画像を転写材に転写する転写ユニットと、
    前記転写材上に前記現像剤画像を定着する請求項1〜7のいずれか1項に記載の定着装置と、を含むことを特徴とする画像形成装置。
  9. シートを密着状態で搬送することが可能な回転する搬送表面をもつ搬送体と、
    板状の弾性体であって、前記搬送表面からシートを分離するための分離部材と、
    前記分離部材を前記シートの排出側において位置決めして保持する分離部材保持部と、を備え、
    前記分離部材は、
    前記搬送表面に向けられる第1端部と、
    前記第1端部の反対側に位置する第2端部と、
    前記第1端部と第2端部との間に設けられる位置決め用の第1係合部と、を備え、
    前記分離部材保持部は、
    前記分離部材を弓なりに反らせた状態で保持するものであって、
    前記分離部材の前記第2端部が挿入される挿入スペースと、
    前記弓なりに反らせた弾性変形に伴う反発力で付勢された前記第2端部を当止する受け部と、
    前記第1係合部と係合する第2係合部と、を備え、
    前記分離部材の第1端部が、前記弓なりに反らせた弾性変形に伴う反発力を持つ状態で、前記搬送表面で支持されることを特徴とするシート搬送装置。
  10. 前記搬送体が、複数のローラ間に架け渡されて周回する搬送ベルトであることを特徴とする請求項9に記載のシート搬送装置。
  11. 前記搬送体が、軸心回りに回転する搬送ローラであることを特徴とする請求項9に記載のシート搬送装置。
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