JP6003221B2 - 定着装置、画像形成装置 - Google Patents

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Description

本発明は、定着装置、及び画像形成装置に関する。
特許文献1に記載の定着装置に備えられた第一フレーム及び第二フレームは、一方が他方を支持すると共に第一フレームが熱可塑性樹脂で一体的に形成されている。さらに、加圧ばね(付勢部材)が第一フレーム及び第二フレームを互いの方向に向けて付勢することにより、定着ローラ(第一定着部材)と加圧ローラ(第二定着部材)とが圧接するようになっている。
特開2002−148987
本発明の課題は、付勢部材の付勢力により、第一定着部材を支持する支持部材及び第二定着部材を支持する支持部材の少なくとも一方が変形してしまうのを抑制することである。
本発明の請求項1に係る定着装置は、記録媒体に転写されたトナー画像を、記録媒体を挟みながら搬送することで記録媒体に定着する第一定着部材及び第二定着部材と、円筒状の円筒体、前記円筒体の内部に配置された発熱体、前記円筒体の外周面に嵌合しているベアリングを有する前記第一定着部材を支持する、第一支持部位が形成された第一支持部材と、前記第一支持部材に形成された保持部位に移動可能に保持される被保持部位が形成されると共に、前記第二定着部材を支持する第二支持部位が形成された第二支持部材と、一端が前記第一支持部材に支持され、他端が前記第二支持部材に支持され、前記第一定着部材を前記第二定着部材に向けて付勢する付勢部材と、を備え、記録媒体の搬送方向から見て、付勢部材の付勢線又は前記付勢線の延長線上に、前記第一支持部位、前記第二支持部位、及び前記被保持部位が配置され、前記第一支持部位の底面には、前記搬送方向から見て、前記第一支持部位を二領域に分割するように、前記第一定着部材の前記ベアリングの外周面に向けて突出する突起が形成され、前記底面の両端部からは、前記ベアリングを挟む一対の壁部が立ち上がって形成されていることを特徴とする。
本発明の請求項2に係る定着装置は、請求項1に記載の定着装置において、前記第二支持部材には、前記付勢部材の付勢力に対抗する方向に操作されることで、前記第二定着部材を前記第一定着部材から離間させる操作部位が形成され、前記搬送方向から見て、前記付勢線又は前記付勢線の延長線上に前記操作部位が配置されていることを特徴とする。
本発明の請求項3に係る定着装置は、請求項2に記載の定着装置において、前記第一支持部材には、前記第一支持部材が取り付けられる被取付部材に前記第一支持部材を位置決めするのに用いられる位置決め部位が形成され、前記搬送方向から見て、前記付勢線又は前記付勢線の延長線上に前記位置決め部位が配置されていることを特徴とする。
本発明の請求項4に係る画像形成装置は、記録媒体にトナー画像を転写する転写部材と、前記転写部材によって前記記録媒体に転写されたトナー画像を前記記録媒体に定着させる請求項1〜3の何れか1項に記載の定着装置と、を備えることを特徴とする。
本発明の請求項1の定着装置によれば、記録媒体の搬送方向から見て、付勢部材の付勢線又は付勢線の延長線上に、第一支持部位、第二支持部位、及び被保持部位が配置されていない場合と比して、付勢部材の付勢力により、第一定着部材を支持する第一支持部材及び第二定着部材を支持する第二支持部材の少なくとも一方が変形してしまうのを抑制することができる。
本発明の請求項2の定着装置によれば、記録媒体の搬送方向から見て、付勢線又は付勢線の延長線上に操作部位が配置されていない場合と比して、第二定着部材を第一定着部材から離間させる際に、第二支持部材が変形してしまうのを抑制することができる。
本発明の請求項3の定着装置によれば、記録媒体の搬送方向から見て、付勢線又は付勢線の延長線上に位置決め部位が配置されていない場合と比して、第二定着部材を第一定着部材から離間させる際に、第一支持部材が変形してしまうのを抑制することができる。
本発明の請求項4の画像形成装置によれば、請求項1〜3の何れか1項に記載の定着装置を備えていない場合と比して、トナー画像をむらなくシート部材Pに定着することができる。
本発明の実施形態に係る定着装置を示した拡大平面図である。 本発明の実施形態に係る定着装置を示した拡大平面図である。 本発明の実施形態に係る定着装置を示した拡大正面図である。 本発明の実施形態に係る定着装置を示した拡大背面図である。 本発明の実施形態に係る定着装置を示した拡大底面図である。 本発明の実施形態に係る定着装置を示した断面図である。 (A)(B)本発明の実施形態に係る定着装置に用いられた加圧部材の分解斜視図及び斜視図である。 本発明の実施形態に係る定着装置に用いられた第一支持部材、スプリング、及び第二支持部材を示した斜視図である。 本発明の実施形態に係る定着装置に用いられた第一支持部材、及び加熱部材を示した斜視図である。 本発明の実施形態に係る定着装置に用いられた第一支持部材を示した斜視図である。 本発明の実施形態に係る定着装置に用いられた第一支持部材、スプリング、第二支持部材、及び加圧部材を示した斜視図である。 本発明の実施形態に係る定着装置を示した分解斜視図である。 本発明の実施形態に係る定着装置を示した斜視図である。 本発明の実施形態に係る画像形成装置を示した概略構成図である。
本発明の実施形態に係る定着装置、及びこの定着装置を備えた画像形成装置の一例を図1〜図14に従って説明する。なお図中に示す矢印Vは鉛直方向を示し、矢印Hは水平方向であって装置幅(装置左右)方向を示し、矢印Dは水平方向であって装置奥行方向を示す。
(全体構成)
画像形成装置10は、図14に示されるように、各構成部品が内部に収容される装置本体10Aを備えている。この装置本体10Aの内部には、記録媒体としてのシート部材Pが収容される収容部12と、収容部12に収容されたシート部材Pを搬送する搬送部16と、搬送されるシート部材Pにトナー画像を形成する画像形成部14と、画像形成部14によってシート部材Pに形成されたトナー画像をシート部材Pに定着させる定着部18と、画像形成装置10の各部の動作を制御する制御部20と、が備えられている。
また、装置本体10Aの上部には、定着部18によって画像が定着されたシート部材Pが排出される排出部22が形成されている。
〔画像形成部〕
画像形成部14は、装置本体10A内の上下方向の中央側に配置されている。そして、この画像形成部14は、画像を保持する像保持体24を備えている。
像保持体24は、円柱状とされ、一方向(図14における反時計回り方向)へ回転するようになっている。この像保持体24の周囲には、像保持体24の回転方向の上流側から順に、像保持体24を帯電させる帯電ロール26と、帯電ロール26によって帯電した像保持体24を露光して像保持体24に静電潜像を形成する露光装置30と、露光装置30によって形成された静電潜像を現像して例えば黒色のトナー画像とする現像装置32と、現像装置32によって像保持体24に形成された黒色のトナー画像をシート部材Pに転写する転写部材の一例としての転写ロール34と、が配置されている。
転写ロール34は、像保持体24に対向して配置されており、像保持体24との間でシート部材Pを挟んで回転することで、シート部材Pを上方へ搬送するようになっている。この転写ロール34と像保持体24との間が、像保持体24に形成されたトナー画像がシート部材Pに転写される転写位置Tとされている。
また、露光装置30の上方には、トナーが収容されているトナーカートリッジ38が配置されている。さらに、このトナーカートリッジ38に収容されたトナーを現像装置32に向けて搬送するための図示せぬ搬送管が、画像形成部14に備えられている。
〔収容部〕
収容部12は、画像形成部14の下方に配置されている。そして、収容部12は、上下方向に並べられると共にシート部材Pが積載される積載部材12A、12B、12Cを備えている。夫々の積載部材12A、12B、12Cは、装置奥行方向における装置手前側に引き出し可能とされており、積載部材12A、12B、12Cが装置手前側に引き出されることで、積載部材12A、12B、12Cにシート部材Pを補充することができるようになっている。
〔搬送部〕
搬送部16は、収容部12及び画像形成部14の側方に配置されている。そして、搬送部16は、夫々の積載部材12A、12B、12Cに積載された最上位のシート部材Pを送り出す送出ロール46と、送出ロール46によって送り出されたシート部材Pをシート部材Pの搬送路48に沿って搬送する複数の搬送ロール50と、を備えている。
さらに、搬送部16は、定着部18によってトナー画像が定着されたシート部材Pを排出部22へ排出する排出ロール52を備えている。
また、搬送部16は、片面(表面)にトナー画像が定着されたシート部材Pの表裏を反転させて再び転写位置Tへ送り込むため、反転搬送路56に沿ってシート部材Pを搬送する搬送ロール58を備えている。
反転搬送路56は、転写ロール34に対して像保持体24とは反対側に配置されている。シート部材Pの両面に画像を形成する際には、片面にトナー画像が定着されたシート部材Pが、排出ロール52によりスイッチバックされて反転搬送路56に導かれる。また、導かれたシート部材Pは、搬送ロール58によって反転搬送路56に沿って搬送されることで表裏が反転される。そして、シート部材Pが、転写位置Tへ再度送り込まれるようになっている。
〔定着部〕
定着部18は、画像形成部14の上方に配置されている。そして、定着部18は、定着装置60を備えている。この定着装置60は、図示せぬモータから回転力が伝達されることで回転しながらシート部材Pに転写されたトナー画像を加熱する第一定着部材の一例としての加熱部材62と、加熱部材62と接触して従動し回転(周回)することで加熱部材62との間でシート部材Pを挟みながら搬送する第二定着部材の一例としての加圧部材64と、を備えている。なお、定着装置60については、詳細を後述する。
(全体構成の作用)
次に、シート部材Pへ画像を形成する画像形成動作について説明する。
収容部12及び搬送部16では、いずれかの積載部材12A、12B、12Cから送出ロール46によって送り出されたシート部材Pが、複数の搬送ロール50によって転写位置Tへ送り込まれる。
一方、画像形成部14では、像保持体24が帯電ロール26によって帯電された後、露光装置30によって露光されて、像保持体24に静電潜像が形成される。この静電潜像が現像装置32によって現像されて像保持体24に黒色のトナー画像が形成される。この黒色のトナー画像が、転写ロール34によって、転写位置Tに搬送されてきたシート部材Pに転写される。
トナー画像が転写されたシート部材Pは定着装置60へ搬送され、シート部材Pに転写されたトナー画像は定着装置60によってシート部材Pに定着される。シート部材Pの片面のみに画像を形成する場合は、トナー画像がシート部材Pに定着された後、シート部材Pは排出ロール52により排出部22へ排出される。
これに対して、シート部材Pの両面に画像を形成する場合には、シート部材Pの片面(表面)にトナー画像が定着された後、シート部材Pは、排出ロール52によりスイッチバックされて反転搬送路56へ送り込まれる。搬送ロール58が反転搬送路56に沿ってシート部材Pを搬送することで、シート部材Pの表裏が反転される。そして、このシート部材Pは、反転搬送路56から再び転写位置Tへ送り込まれ、トナー画像が記録されていない裏面に、表面と同様にトナー画像が形成され、排出ロール52により排出部22へ排出される。以上のように、一連の画像形成動作が行われる。
(要部構成)
次に、定着装置60について説明する。
定着装置60は、装置本体10Aに着脱可能とされ、図14に示されるように、装置本体10Aに備えられたメンテナンスドア28を開くことで(図中二点鎖線参照)、外部から目視されて着脱可能となっている。なお、以下に説明する際に用いられる各方向については、定着装置60が装置本体10Aに装着された状態の方向を示す。
この定着装置60は、図12、図13に示されるように、前述した加熱部材62と、加熱部材62を支持する第一支持部材68と、第一支持部材68に対して移動可能に第一支持部材68に支持される一対の第二支持部材70と、一対の第二支持部材70に支持される前述した加圧部材64と、加圧部材64を加熱部材62に向けて押し付ける(付勢する)付勢部材の一例としての一対のコイルスプリング74(以下単に「スプリング74」と記載する)と、を備えている。
〔加熱部材〕
加熱部材62は、図12に示されるように、装置奥行方向を回転軸方向とする円筒状の円筒体62Aと、円筒体62Aの内部に配置された発熱体62Bと、装置奥行方向において円筒体62Aの両端側に配置された一対のベアリング62Cと、を備えている。このベアリング62Cは、円筒状とされ、円筒体62Aの外周面と嵌合している。
〔第一支持部材・スプリング〕
第一支持部材68は、装置奥行方向に延びている。装置奥行方向における第一支持部材68の両端側には、スプリング74の一端が引っ掛けられる(支持される)引掛け部位68Aが形成されている。このスプリング74の他端は、第二支持部材70に形成された後述する引掛け部位70Aに引っ掛けられており、端部が引掛け部位68Aと引掛け部位70Aとに引っ掛けられたスプリング74は、平面視で装置幅方向に延びるように配置されている。つまり、シート部材Pの搬送方向(以下単に「シート部材搬送方向」と記載することがある)から見て、スプリング74の付勢線D(引掛け部位68Aと引掛け部位70Aとを結ぶ直線であってスプリングの中心線)は、図1に示されるように装置幅方向に延びている。
また、第一支持部材68において引掛け部位68Aの下方には、図12、図13に示されるように、装置幅方向を向くと共に装置奥行方向に延びる壁部位68Cが形成されている。さらに、壁部位68Cに対して加熱部材62が配置される側(図中右側)には、図9、図10に示されるように、加熱部材62側に突出する突出部位67が形成されている。そして、加熱部材62のベアリング62Cを支持する第一支持部位の一例としての一対の凹状の凹部位68Dがこの突出部位67の頂面に形成されている(図9、図10では片側だけを記載する)。
凹部位68Dは、装置奥行方向から見てベアリング62Cの周方向一部に沿った円弧状とされている。さらに、凹部位68Dの底面には、ベアリング62Cの外周面に向けて突出する突起72が形成されている。
ここで、この凹部位68Dは、シート部材搬送方向から見て、スプリング74の付勢線D又は付勢線Dの延長線上に配置されている(図3参照)。
また、第一支持部材68において引掛け部位68Aの下方には、図11、図13に示されるように、壁部位68Cから加熱部材62が配置される側とは反対側に突出する一対の位置決め部位68Eが形成されている。この位置決め部位68Eは、定着装置60が着脱可能に取り付けられる装置本体10A(被取付部材の一例)に定着装置60を位置決めするのに用いられる。そして、位置決め部位68Eが装置本体10Aに形成された図示せぬ円孔に挿入されることで、定着装置60は、装置本体10Aに対して鉛直方向及び装置奥行方向に対して拘束されるようになっている。
ここで、位置決め部位68Eは、シート部材搬送方向から見て、図1に示されるように、スプリング74の付勢線D又は付勢線Dの延長線上に配置されている(図2、図4参照)。なお、図3及び図4に示す線Kは、スプリング74の中心を通って鉛直方向に延びる直線である。
〔加圧部材〕
加圧部材64は、図12、図13に示されるように、円筒状の加圧ベルト80と、加圧ベルト80を回転可能(周回可能)に支持する支持部材82(図6参照)と、を備えている。
また、支持部材82は、加圧ベルト80の両端部に配置されて加圧ベルト80の開口を閉止する一対のカバー82Aと、装置奥行方向に延びるフレーム82Bと、を備えている。このフレーム82Bの装置奥行方向における両端側は、カバー82Aから外部へ突出している。
〔第二支持部材〕
第二支持部材70は、板金から成形され、図12、図13に示されるように、板面が装置奥行方向を向けられ、さらに、装置奥行方向において加圧部材64の両端側に夫々配置されている。
第二支持部材70には、図11、図12に示されるように、スプリング74の他端が引っ掛けられる引掛け部位70Aが形成されている。さらに、第二支持部材70において、引掛け部位70Aの下方には、図7(A)(B)に示されるように、加圧部材64に備えられたフレーム82Bの両端側を支持する第二支持部位の一例としての凹状の凹部位70Bが形成されている。また、シート部材搬送方向から見て、図1に示されるように、スプリング74の付勢線Dの延長線と、第二支持部材70の板厚の中心線とが重なるように、第二支持部材70が配置されている。
これにより、この凹部位70Bは、シート部材搬送方向から見て、スプリング74の付勢線D又は付勢線Dの延長線上に配置されている。
また、第二支持部材70において、凹部位70Bの下方には、図8に示されるように、第一支持部材68に備えられた保持部位の一例としてのピン86に対して回転可能(移動可能)に保持される被保持部位の一例としての円孔を構成する円部位70Cが形成されている。
この円部位70Cに、装置奥行方向に延びたピン86が挿入されることで、第二支持部材70が第一支持部材68に対して回転可能に保持(支持)されるようになっている。
前述したように、スプリング74の付勢線Dの延長線と、第二支持部材70の板厚の中心線とが重なっているため、この円部位70Cは、シート部材搬送方向から見て、図2に示されるように、スプリング74の付勢線D又は付勢線Dの延長線上に配置されている(図3参照)。
また、第二支持部材70において、引掛け部位70Aを挟んでスプリング74が配置される側の反対側には、図8に示されるように、加圧部材64をリトラクトさせる際に、スプリング74の付勢力に対抗する方向に操作される操作部位70Dが形成されている。操作部位70Dは、円孔を構成するように形成され、この操作部位70Dにスプリング74の付勢力に対抗する方向の操作力を負荷すると、第二支持部材70は、ピン86周りに回転し、加圧部材64が加熱部材62から離間するようになっている。
前述したように、スプリング74の付勢線Dの延長線と、第二支持部材70の板厚の中心線とが重なっているため、この操作部位70Dは、図1に示されるように、シート部材搬送方向から見て、スプリング74の付勢線D又は付勢線Dの延長線上に配置されている。
(要部構成の作用)
次に、要部構成の作用について説明する。
図13に示されるように、一対のスプリング74の付勢力によって、加圧部材64が加熱部材62に向けて押し付けられる(付勢される)。
具体的には、第二支持部材70の引掛け部位70Aを介して第二支持部材70に負荷されたスプリング74の付勢力によって、第二支持部材70には、ピン86(図8参照)周りに回転しようとする力が生じる。
第二支持部材70が回転しようとすることで、スプリングの付勢力が、図7(B)に示されるように、第二支持部材70の凹部位70Bを介して加圧部材64に備えられたフレーム82Bに伝達される。これにより、加圧部材64が加熱部材62に向けて押し付けられる(図6参照)。
また、加圧部材64が押し付けられる加熱部材62は、図9に示されるように、第一支持部材68の凹部位68Dに回転可能に支持されている。
ここで、前述したように、シート部材搬送方向から見て、図1、図3、図5に示されるように、第一支持部材68の凹部位68Dと、第二支持部材70の凹部位70Bと、第二支持部材70の円部位70Cとは、スプリング74の付勢線D又は付勢線Dの延長線上に配置されている。これにより、スプリング74の付勢力によって第一支持部材68に生じる曲げモーメントの発生が抑制される。このため、スプリング74の付勢力による、第一支持部材68の変形及びクリープが抑制される。同様に、スプリング74の付勢力によって第二支持部材70に生じる第二支持部材70が倒れようとする力の発生が抑制される。このため、スプリング74の付勢力により、第二支持部材70が変形してしまうのが抑制される。
また、前述したように、操作部位70Dは、図1に示されるように、シート部材搬送方向から見て、スプリング74の付勢線D又は付勢線Dの延長線上に配置されている。このため、加圧部材64を加熱部材62から離間させるための操作力が操作部位70Dに負荷されることにより、第二支持部材70が変形してしまうのが抑制される。
また、前述したように、位置決め部位68Eは、シート部材搬送方向から見て、図1に示されるように、スプリング74の付勢線D又は付勢線Dの延長線上に配置されている。このため、加圧部材64を加熱部材62から離間させるための操作力が操作部位70Dに負荷されることにより、第一支持部材68が変形してしまうのが抑制される。
また、スプリング74の付勢力に起因する第一支持部材68及び第二支持部材70の変形が抑制されることで、加熱部材62と加圧部材64との間に生じる接触圧が装置奥行方向において一定の範囲内となる。このため、トナー画像がむらなくシート部材Pに定着される。
なお、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態をとることが可能であることは当業者にとって明らかである。例えば、上記実施形態では、加圧ベルト80を備えた加圧部材64を例にとって説明したが、加圧部材に特にベルト部材を用いなくてもよく、加圧部材が円柱状の加圧ロールであってもよい。
また、上記実施形態では、操作部位70Dに操作力を負荷したが、他の部材を介して操作部位70Dに操作力を負荷してもよい。
また、上記実施形態では、第一定着部材を加熱部材62として、第二定着部材を加圧部材64としたが、逆の構成であってもよい。
10 画像形成装置
10A 装置本体(被取付部材の一例)
34 転写ロール(転写部材の一例)
60 定着装置
62 加熱部材(第一定着部材の一例)
64 加圧部材(第二定着部材の一例)
68 第一支持部材
68D 凹部位(第一支持部位の一例)
68E 位置決め部位
70 第二支持部材
70B 凹部位(第二支持部位の一例)
70C 円部位(被保持部位の一例)
70D 操作部位
74 コイルスプリング(付勢部材の一例)
86 ピン(保持部位の一例)

Claims (4)

  1. 記録媒体に転写されたトナー画像を、記録媒体を挟みながら搬送することで記録媒体に定着する第一定着部材及び第二定着部材と、
    円筒状の円筒体、前記円筒体の内部に配置された発熱体、前記円筒体の外周面に嵌合しているベアリングを有する前記第一定着部材を支持する、第一支持部位が形成された第一支持部材と、
    前記第一支持部材に形成された保持部位に移動可能に保持される被保持部位が形成されると共に、前記第二定着部材を支持する第二支持部位が形成された第二支持部材と、
    一端が前記第一支持部材に支持され、他端が前記第二支持部材に支持され、前記第一定着部材を前記第二定着部材に向けて付勢する付勢部材と、を備え、
    記録媒体の搬送方向から見て、付勢部材の付勢線又は前記付勢線の延長線上に、前記第一支持部位、前記第二支持部位、及び前記被保持部位が配置され、
    前記第一支持部位の底面には、前記搬送方向から見て、前記第一支持部位を二領域に分割するように、前記第一定着部材の前記ベアリングの外周面に向けて突出する突起が形成され、前記底面の両端部からは、前記ベアリングを挟む一対の壁部が立ち上がって形成されている定着装置。
  2. 前記第二支持部材には、前記付勢部材の付勢力に対抗する方向に操作されることで、前記第二定着部材を前記第一定着部材から離間させる操作部位が形成され、
    前記搬送方向から見て、前記付勢線又は前記付勢線の延長線上に前記操作部位が配置されている請求項1に記載の定着装置。
  3. 前記第一支持部材には、前記第一支持部材が取り付けられる被取付部材に前記第一支持部材を位置決めするのに用いられる位置決め部位が形成され、
    前記搬送方向から見て、前記付勢線又は前記付勢線の延長線上に前記位置決め部位が配置されている請求項2に記載の定着装置。
  4. 記録媒体にトナー画像を転写する転写部材と、
    前記転写部材によって前記記録媒体に転写されたトナー画像を前記記録媒体に定着させる請求項1〜3の何れか1項に記載の定着装置と、
    を備える画像形成装置。
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