JP6500539B2 - 定着ユニット及び画像形成装置 - Google Patents

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本発明は、定着ユニット及び画像形成装置に関する。
特許文献1には、定着ニップへ向かう記録シートの搬送経路の近傍に配置された除電部材である金属板の端縁の全てと搬送経路との間に絶縁部材を配置させる技術が開示されている。
特開2014−63017号公報
定着部が形成するニップ領域に媒体が突入する際に媒体の先端の位置がニップ領域からずれていると、ニップ領域を形成するローラ等の部材に媒体が衝突してしわ等が生じる原因となる。媒体を正確な位置に誘導するためには、樹脂よりは金属のように硬い部材が用いられることが望ましいが、電波ノイズの発生を防ぐため金属板を接地させると、転写電圧により生じた電流が媒体に含まれる水分及びこの金属板を通して漏電し、転写不良を生じさせることがある。この転写不良は、媒体と金属板との接触面が大きく接触時間が長いほど生じやすくなる。
そこで、本発明は、定着部のニップ領域に媒体を正確に誘導しつつ、漏電による転写不良を抑制することを目的とする。
本発明の請求項1に係る定着ユニットは、ニップ領域を形成し、転写電圧が印加された転写部により画像が転写された媒体が当該ニップ領域を通過するときに当該媒体に当該画像を定着させる定着部と、前記定着部の直前に配置されて前記定着部の手前の搬送路を形成する接地された金属板であって、当該搬送路側の面のうち前記ニップ領域側の端からの寸法が決められた長さ以下となる第1領域が当該搬送路に露出した金属板と、前記金属板の前記面のうち前記第1領域とは異なる第2領域を覆い、且つ、前記金属板よりも導電率が低い低導電部材であって、前記ニップ領域側の端に前記金属板からの高さが当該ニップ領域に近づくほど低くなるテーパーを有する低導電部材とを備えることを特徴とする。
本発明の請求項に係る定着ユニットは、請求項に記載の構成において、前記テーパーは、前記媒体の搬送方向に交差する幅方向の位置によってテーパー角が変化することを特徴とする。
本発明の請求項に係る定着ユニットは、ニップ領域を形成し、転写電圧が印加された転写部により画像が転写された媒体が当該ニップ領域を通過するときに当該媒体に当該画像を定着させる定着部と、前記定着部の直前に配置されて前記定着部の手前の搬送路を形成する接地された金属板であって、当該搬送路側の面のうち前記ニップ領域側の端からの寸法が決められた長さ以下となる第1領域が当該搬送路に露出した金属板と、前記金属板の前記面のうち前記第1領域とは異なる第2領域を覆い、且つ、前記金属板よりも導電率が低い低導電部材であって、自部材の前記ニップ領域側の端と繋がる間隙を有する低導電部材とを備えることを特徴とする。
本発明の請求項に係る画像形成装置は、請求項1からのいずれか1項に記載の定着ユニットと、媒体を搬送する搬送部と、像保持体に画像を形成する形成部と、転写電圧が印加され、前記搬送部により搬送される媒体に前記形成部により前記像保持体に形成された画像を転写する転写部とを備えることを特徴とする。
請求項1、に係る発明によれば、定着部のニップ領域に媒体を正確に誘導しつつ、漏電による転写不良を抑制することができる。
請求項に係る発明によれば、低導電部材がテーパーを有しない場合に比べて定着部のニップ領域に媒体をより正確に誘導することができる。
請求項に係る発明によれば、テーパー角が一律である場合に比べて定着部のニップ領域に媒体をより正確に誘導することができる。
請求項に係る発明によれば、低導電部材が間隙を有しない場合に比べて定着部のニップ領域に媒体をより正確に誘導することができる。
実施例に係る画像形成装置の構成を表す図 転写部及び定着ユニットの外観を表す図 転写部から定着部までの搬送路を表す図 金属板及び低導電部材を拡大して表す図 変形例の誘導部を拡大して表す図 誘導部の端における媒体の挙動の例を表す図 変形例の誘導部を表す図 変形例の他の誘導部の断面を表す図 変形例の誘導部を表す図
[1]実施例
図1は実施例に係る画像形成装置1の構成を表す。画像形成装置1は、電子写真方式で用紙等の媒体に画像を形成する装置である。画像形成装置1は、搬送部10と、形成部20と、転写部30と、定着ユニット40とを備える。搬送部10は、複数のローラを有し、シート状の媒体を搬送する。形成部20は、画像を保持する像保持体を有し、例えばイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の4色のトナーで形成した画像を像保持体(例えば中間転写ベルト)に形成する。
転写部30は、搬送部10により搬送される媒体に、形成部20により像保持体に形成された画像を転写する。定着ユニット40は、媒体に形成された画像をその媒体に定着させるユニットである。定着ユニット40は、誘導部50及び定着部60を備える。誘導部50は転写部30から送られてくる媒体を定着部60まで誘導する。定着部60は誘導部50により誘導されてきた媒体上の画像を加熱及び加圧して媒体に定着させる。
図2は転写部30及び定着ユニット40の外観を表す。転写部30は、転写ロール31及びバックアップロール32を有する。転写ロール31及びバックアップロール32は、像保持体(中間転写ベルト)21を挟んで互いに対向して設けられてニップ領域N30を形成する。像保持体21には形成部20により画像が形成されて保持される。搬送部10によって搬送されてきた媒体がニップ領域N30において像保持体21と接触する。転写ロール31には、バックアップロール32と電位差が生じるように電圧が印加され、この電圧により、像保持体21に保持された画像が媒体に転写される。転写部30は、媒体を搬送方向に搬送しながらその媒体への画像の転写を行う。
定着部60は、定着ロール61及び定着ベルト62を有する。定着ロール61及び定着ベルト62は、互いに対向して設けられてニップ領域N60を形成している。定着ロール61は、表面が定着温度となるまで加熱され、ニップ領域N60に搬送されてきた媒体に形成されている画像を加熱する。また、ニップ領域N60では、定着ロール61及び定着ベルト62によって画像を媒体に押し付ける圧力が加えられる。こうして加熱及び加圧された画像は媒体に定着される。このように、定着部60は、転写部30により画像が転写された媒体がニップ領域N60を通過するときにその媒体にその画像を定着させる。
図2には、搬送部10が有する誘導部材11が表されている。誘導部材11及び誘導部50は、転写部30から定着部60までの搬送路を形成する。
図3は転写部30から定着部60までの搬送路R1を表す。図3では、定着ロール61の軸方向に見た転写部30及び定着部60が表されている。搬送路R1は、転写部30のニップ領域N30から定着部60のニップ領域N60まで続いており、誘導部材11及び誘導部50が搬送路R1の境界を形成している。図3では、搬送路R1を搬送される媒体P1が表されている。媒体P1は誘導部材11及び誘導部50と接触しながらその先端がニップ領域N60に向けて誘導されている。
転写部30及び定着部60は、媒体P1の先端がニップ領域N60に到達するときに媒体P1の後端がまだ転写部30のニップ領域N30から送り出されている状態となるように配置されている。媒体P1がニップ領域N60に到達する前に転写部30による送り出しが終わってしまうと、媒体P1の推進力がなくなりニップ領域N60に到達しなくなるからである。また、搬送路R1には搬送部10のローラも設けられていない。搬送路R1では媒体上の画像がまだ定着されていない状態であるから、ローラを設けるとそのローラに媒体が付着するおそれがあるからである。
誘導部50は、金属板51と、低導電部材52とを有する。金属板51は、矩形の板状に形成された金属(例えば鉄など)であり、電波ノイズの発生を防ぐため接地されて用いられる。つまり、金属板51には接地可能な配線等が接続されている。金属板51は、定着部60の直前に配置されて定着部60の手前の搬送路(すなわち搬送路R1)を形成する。つまり、金属板51よりも定着部60寄りには、搬送路R1を形成する部材は配置されておらず、金属板51は、搬送路R1を形成する部材のうち最も定着部60寄りに配置されている。また、金属板51は、一方の面S51が搬送路R1側を向くように配置されている。
低導電部材52は、金属板51よりも導電率が低いシート状の部材である。低導電部材52の導電率は低いほどよく、本実施例ではPET(Polyethylene terephthalate)フィルムが低導電部材52として用いられる。低導電部材52は、金属板51の搬送路R1側の面S51を覆って設けられている。ただし、低導電部材52は、面S51の全面を覆っているわけではない。面S51のうち、低導電部材52によって覆われた被覆領域と、低導電部材52によって覆われずに搬送路R1に対して露出した露出領域について、図4を参照して説明する。
図4は金属板51及び低導電部材52を拡大して表す。図4(a)では搬送路R1側から見た誘導部50と、媒体の搬送方向A1及び搬送方向A1に交差する(直交する)媒体の幅方向A2とが表されている。図4(b)では幅方向A2に見た誘導部50が表されている。金属板51の面S51においては、ニップ領域N60側の先端U51からの寸法が決められた長さ(図4ではL1)以下となる先端領域T51が、低導電部材52によって覆われていない領域、すなわち露出領域(搬送路R1に対して露出した領域)となっている。また、この先端領域T51を除く非先端領域T52が被覆領域、すなわち低導電部材52によって覆われている領域となっている。本実施例では、先端領域T51は、金属板51の幅方向A2の寸法L2の辺と前述の長さL1の辺とを有する長方形の領域である。
図3に戻る。金属板51は、誘導部材11によって誘導されてきた媒体の先端が低導電部材52に衝突する位置に配置されている。このため、金属板51には、低導電部材52に衝突した媒体からの力が加わる。また、定着部60は、媒体を引っ張ることがないように、転写部30が媒体を搬送する速度よりも遅い速度で媒体を搬送する。このため、転写部30及び定着部60の両方が媒体を搬送している期間には、媒体が誘導部50側にたわんで誘導部50に押し付けられ、その押し付ける力が金属板51に加わる。
金属板51は、これらの力を受けても位置や向きが変化しないように固定されている。金属板51は、本実施例では誘導部材11に固定されている。なお、金属板51が固定される場所はこれに限らず、例えば画像形成装置1の筐体に固定されていてもよい。このように、金属板51は、転写部30から送られてきた媒体から受ける力を受け止めてその媒体をニップ領域N60に向けて誘導する。
誘導部50は、上記のとおり、板状の金属板51とその面S51を覆うシート状の低導電部材52(本実施例ではPETフィルム)によって媒体を誘導する。これに対し、例えばPETフィルムだけで媒体を誘導する場合、あまり薄くすると媒体から受ける力によって変形して誘導先がニップ領域N60からずれてしまい、定着部の他の部分(図2の例だと定着ベルト62)に衝突して媒体に折れやしわが生じるおそれがある。これを防ぐためにPETフィルムを厚くすると、筐体内の空間が狭くなって他の装置の配置の自由度が低くなる。本実施例ではニップ領域N60に媒体を誘導する誘導部に金属板51を用いることで、PETフィルムだけを用いる場合よりも誘導部を薄くすることでき、他の装置の配置の自由度が高められる。
一方、金属板51は、前述したように電波ノイズの発生を防ぐため接地されて用いられる。このように接地された金属板が搬送路を形成している場合、含水率が比較的高い媒体が送られてくると、転写部で印加されている電圧により媒体を通って金属板から地面に向けて電流が流れる、つまり漏電することがある。すると、漏電の影響で転写電圧が変動し、画像の一部が転写されずに像保持体に残ってしまう転写不良が発生するおそれが生じる。この漏電による転写不良は、媒体と金属板との接触面が大きく接触時間が長いほど生じやすくなる。
本実施例では、前述のとおり図4に表す非先端領域T52が金属板51よりも導電率が低い低導電部材52で覆われており、先端領域T51だけが搬送路R1に露出している。これにより、非先端領域T52が低導電部材52に覆われていない場合に比べて、媒体と金属板との接触面が小さく且つ接触時間も短くなる。また、媒体と低導電部材52が接触しても、媒体と金属板51が接触する場合に比べて電流が流れにくい。従って、本実施例によれば、非先端領域T52が低導電部材52に覆われていない場合に比べて、漏電による転写不良が抑制される。
また、定着部60は熱を発するので、ニップ領域N60に近づくほどその熱の影響でPETフィルムが柔らかくなり、変形しやすくなる。そのため、仮に面S51の全面をPETフィルムで覆ってしまうと、PETフィルムのニップ領域N60側の端が定着部60からの熱で柔らかくなって変形してしまう。そのため、PETフィルムの端の部分の金属板51からの高さが変化したりその部分が金属板51の端からはみ出したりして、変形前に比べるとニップ領域N60に媒体が正確に誘導されなくなる。
本実施例では、金属板51のニップ領域N60側の先端領域T51が、低導電部材52によって覆われていない、すなわち搬送路R1に露出している。そのため、誘導部50のニップ領域N60側の端(金属板51の先端U51)が定着部60からの熱で柔らかくなることがなく、その位置や形状が保たれる。これにより、PETフィルムのように熱で柔らかくなる部材が先端領域T51の全面に設けられている場合に比べて、ニップ領域N60に媒体が正確に誘導される。このように、本実施例によれば、定着部60のニップ領域に媒体が正確に誘導されつつ、漏電による転写不良が抑制されることになる。
なお、露出領域が狭いほど漏電による転写不良が抑制されるが、露出領域が狭すぎると、媒体が金属板に接触しないで低導電部材にだけ接触して誘導されることが生じやすくなる。すると、低導電部材が定着部からの熱で柔らかくなることによる不正確な誘導が行われやすくなる。そこで、図4に表す先端領域T51の長さL1は、例えば5mm以上10mm以下となるように決められているとよい。これにより、長さL1がこの範囲にない場合に比べて、漏電による転写不良の抑制と、媒体の誘導の正確性とが両立しやすくなる。
[2]変形例
上述した実施例は本発明の実施の一例に過ぎず、以下のように変形させてもよい。また、実施例及び以下に示す各変形例は必要に応じて組み合わせて実施してもよい。
[2−1]低導電部材
低導電部材は、実施例で述べたPETフィルムに限らず、PET以外の樹脂のフィルムであってもよい。また、フィルムを金属板51に貼り付けることで低導電部材が金属板51を覆うようにしてもよいし、樹脂を金属板51に塗布して乾燥させて固めることで低導電部材が金属板51を覆うようにしてもよい。また、低導電部材であれば、樹脂の他にも、セラミックなどが用いられてもよい。ただし、低導電部材としては、媒体が衝突したときに先端が引っ掛からないように表面が平坦なものが望ましく、また、耐久性が高いものほど望ましい。
[2−2]低導電部材のテーパー
非導線部材の形状は実施例で述べたものに限らない。
図5は本変形例の誘導部50aを拡大して表す。誘導部50aは、金属板51及び低導電部材52aを備える。低導電部材52aは、ニップ領域N60側の端に金属板51からの高さがニップ領域N60に近づくほど低くなるテーパーV52aを有する。つまり、テーパーV52aは、低導電部材52aのニップ領域N60側の端に設けられた、ニップ領域N60に近づくほど厚さが薄くなる部分である。図4に表す誘導部50と本変形例の誘導部50aとにおける媒体の挙動について図6を参照して説明する。
図6は誘導部の端における媒体の挙動の例を表す。図6(a)では誘導部50により誘導される媒体P2が表され、図6(b)では誘導部50aにより誘導される媒体P3が表されている。図6(a)の例では、媒体P2が、低導電部材52のニップ領域N60側の端部に接触し、金属板51の先端U51までの距離がL12となる位置W2から先では誘導部50から離れている。位置W2はこの例では低導電部材52のニップ領域N60側の端の位置である。従って、距離L12は図4に表すL1となる。
これに対し、図6(b)の例では、媒体P3が、低導電部材52のテーパーV52a及び金属板51の面S51に接触し、金属板51の先端U51までの距離がL13となる位置W3から先では誘導部50aから離れている。位置W3は先端領域T51上の位置であるため、L13<L1=L12となる。このように、誘導部50aは、低導電部材52aがテーパーV52aを有するため、誘導部50に比べて、よりニップ領域N60に近い位置まで媒体が接触しやすい。従って、本変形例によれば、低導電部材がテーパーを有しない場合に比べて、定着部60のニップ領域N60に媒体がより正確に誘導されることになる。
[2−3]テーパー角
図5の例では低導電部材が有するテーパーのテーパー角が一律であったが、これに限らない。このテーパーは、媒体の幅方向の位置によってテーパー角が変化してもよい。
図7は本変形例の誘導部50bを表す。図7(a)では幅方向に見た誘導部50bが表されている。誘導部50bは、金属板51と、ニップ領域N60側にテーパーV52bを有する低導電部材52bとを備える。図7(b)では、搬送路R1側から見た誘導部50bが表されている。図7(b)では、テーパーV52bを切断する切断線B−Bが表されている。
図7(c)では、誘導部50bの切断線B−Bに沿った断面を表す。低導電部材52bのテーパーV52bは、幅方向A2の中央が最も薄く、幅方向A2の両端に近づくにつれて厚くなっている。このようにテーパーV52bのテーパー角が変化していることにより、テーパーV52bに接触した媒体にも幅方向A2へのたわみが生じる。これより、低導電部材のテーパーのテーパー角が一律である場合に比べて、媒体に搬送方向A1のたわみが生じにくくなり、定着部60のニップ領域N60に媒体がより正確に誘導されることになる。
図8は本変形例の他の誘導部の断面を表す。図8(a)では、幅方向A2の中央が最も厚く、幅方向A2の両端に近づくにつれて薄くなるテーパーV52cが表されている。図8(b)では、幅方向A2の中央を境とした両端側に、それぞれ中央が薄くなったテーパーV52cが表されている。このように、媒体の幅方向の位置によってテーパー角が変化していれば、媒体に幅方向A2のたわみが生じるので、図7の例のように、低導電部材のテーパーのテーパー角が一律である場合に比べて、定着部60のニップ領域N60に媒体がより正確に誘導されることになる。
[2−4]低導電部材の間隙
低導電部材には間隙が設けられていてもよい。
図9は本変形例の誘導部50eを表す。誘導部50eは、金属板51e及び低導電部材52eを備える。低導電部材52eは、自部材のニップ領域N60側の端と繋がる間隙Q52e(この例では4つの間隙Q52e)を有する。
図9の例では、媒体が低導電部材52eに接触すると、間隙Q52eのところで幅方向A2へのたわみが生じる。これにより、図7の例のように、低導電部材が間隙を有しない場合に比べて、媒体に搬送方向A1のたわみが生じにくくなり、定着部60のニップ領域N60に媒体がより正確に誘導されることになる。また、仮に間隙のニップ領域N60側に低導電部材が配置されていたら、間隙でたわんだ媒体がその先の低導電部材に引っ掛かり、折れやしわが生じるおそれがある。本変形例では、間隙Q52eが低導電部材52eのニップ領域N60側の端と繋がっているので、媒体が低導電部材に引っ掛かることによる折れやしわの発生が防がれる。
[2−5]第1領域及び第2領域
実施例では、図4に表すように先端領域T51だけが露出領域となっていたが、これに限らない。例えば図9に表す誘導部50eにおいては、先端領域T51e、すなわち金属板51eの先端U51eからの寸法がL1以下となる領域に加えて間隙Q52eと重なった領域が露出領域となっている。つまり、金属板は、先端領域が搬送路に対して露出していればよく、先端領域以外の領域も露出していてもよい。また、言い方を変えると、金属板は、必ず先端領域が搬送路に対して露出していなければならない(つまりL1>0ということ)。それにより、実施例で述べたように、誘導部のニップ領域N60側の端(金属板51の先端)が定着部60からの熱で柔らかくなることがなく、その位置や形状が保たれることになる。
また、低導電部材は、先端領域を除く領域(例えば図4の例における非先端領域T52)の全てを覆っているものに限らず、先端領域を第1領域とした場合に、その第1領域とは異なる第2領域を覆っているものであればよい。つまり、第2領域とは、金属板の搬送路側を向いた面のうち非導電部材により覆われた被覆領域のことを意味する。図9の例であれば、金属板51eの面S51eの先端領域T51eを除く非先端領域T52eのうち、間隙Q52eと重なる領域を除いた領域が第2領域となる。その場合でも、実施例で述べた理由により、定着部60のニップ領域に媒体が正確に誘導されつつ、漏電による転写不良が抑制されることになる。
1…画像形成装置、10…搬送部、20…形成部、30…転写部、40…定着ユニット、50…誘導部、51…金属板、52…低導電部材、T51…先端領域、V52a…テーパー、Q52e…間隙、60…定着部、31…転写ロール、32…バックアップロール、61…定着ロール、62…定着ベルト

Claims (4)

  1. ニップ領域を形成し、転写電圧が印加された転写部により画像が転写された媒体が当該ニップ領域を通過するときに当該媒体に当該画像を定着させる定着部と、
    前記定着部の直前に配置されて前記定着部の手前の搬送路を形成する接地された金属板であって、当該搬送路側の面のうち前記ニップ領域側の端からの寸法が決められた長さ以下となる第1領域が当該搬送路に露出した金属板と、
    前記金属板の前記面のうち前記第1領域とは異なる第2領域を覆い、且つ、前記金属板よりも導電率が低い低導電部材であって、前記ニップ領域側の端に前記金属板からの高さが当該ニップ領域に近づくほど低くなるテーパーを有する低導電部材
    を備える定着ユニット。
  2. 前記テーパーは、前記媒体の幅方向の位置によってテーパー角が変化する
    請求項に記載の定着ユニット。
  3. ニップ領域を形成し、転写電圧が印加された転写部により画像が転写された媒体が当該ニップ領域を通過するときに当該媒体に当該画像を定着させる定着部と、
    前記定着部の直前に配置されて前記定着部の手前の搬送路を形成する接地された金属板であって、当該搬送路側の面のうち前記ニップ領域側の端からの寸法が決められた長さ以下となる第1領域が当該搬送路に露出した金属板と、
    前記金属板の前記面のうち前記第1領域とは異なる第2領域を覆い、且つ、前記金属板よりも導電率が低い低導電部材であって、自部材の前記ニップ領域側の端と繋がる間隙を有する低導電部材
    を備える定着ユニット。
  4. 請求項1からのいずれか1項に記載の定着ユニットと、
    媒体を搬送する搬送部と、
    像保持体に画像を形成する形成部と、
    転写電圧が印加され、前記搬送部により搬送される媒体に前記形成部により前記像保持体に形成された画像を転写する転写部と
    を備える画像形成装置。
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