JPH02157782A - 画像形成装置の定着装置 - Google Patents

画像形成装置の定着装置

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JPH02157782A
JPH02157782A JP31015888A JP31015888A JPH02157782A JP H02157782 A JPH02157782 A JP H02157782A JP 31015888 A JP31015888 A JP 31015888A JP 31015888 A JP31015888 A JP 31015888A JP H02157782 A JPH02157782 A JP H02157782A
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JP
Japan
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transfer material
fixing roller
temperature
thermistor
width
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JP31015888A
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Takayasu Yunamochi
貴康 弓納持
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、転写材上に転写された現像剤を転写材に熱定
着する画像形成装置の定着装置に関する。
(従来の技術) この種の定着装置の温度制御において、温度センサーの
配置方法には大別して2つある。即ち。
第11図に示すように温度検出素子であるサーミスタl
を定着ローラ2に当接させる方法(接触式)と、第12
図に示すようにサーミスタトを定着ローラ2から離して
置く方法(非接触式)とかある。
そして、上記サーミスタlを定着ローラ2に当接させる
方法(接触式)には、更に第13図、第14図にそれぞ
れ示す2通りの方法がある。そのうちの1つの方法はf
f11312に示すようなものであるが、一般に定着ロ
ーラの温度制御は、定着すべきトナーが該定着ローラに
接する部分、つまり、印字域で行なうのか好ましい、そ
こで、第13図に示すようにサーミスタ1が印字域d内
に置かれるが、この場合に定着ローラ2に付着したトナ
ーや紙粉が定着ローラ2の回転によりサーミスタ1まで
運ばれ、サーミスタlのエツジ部や定着ローラ2との当
接面に付着し、定着ローラ2に傷を付ける場合がある。
このため、一般に印字域d内でサーミスタlを定着ロー
ラ2に当接させて温度検出を行なう場合には、クリーニ
ング部材4をサーミスタ1よりも定着ローラ2の回転上
流側に当接させて、定着ローラ2に付着したトナー紙粉
等がサーミスタlに付着しないようにしていた。
又、他の方法は、第14図に示すようにサーミスタlを
印字域d外で定着ローラ2に当接させる方法である。こ
の方法によれば、サーミスタlが定着ローラ2に当接し
ているのは印字域dより外であるため、トナーはサーミ
スタlには付着しない。これに対し、紙粉は定着ローラ
2の回転により運ばれてサーミスタ1m付着するが、ト
ナーが−mに付着する訳てはないので、紙粉がサーミス
タlに固着することはなく、定着ローラ2の傷に対する
原因とはなりにくい、尤も定着ローラ2に傷か付いた場
合においても、その傷の位置は画像域ではないため、画
像への影響はなく1問題は生じない。
尚、サーモスイッチと呼ばれる定着ローラ過熱防止のた
めの温度検出素子についても以上と同様のことか言える
(発明か解決しようとする課題) しかしながら、上記従来例では、第12図に示したよう
なサーミスタ1が定着ローラ2に当接していない場合(
非接触式)には、サーミスタ1の表面温度の変化か定着
ローラ2の表面温度変化に対して遅れるため、111図
に示したサーミスタlが定着ローラ2に当接している場
合(接触式)に比べて定着ローラ2の制御温度に対する
温度リップルが大きくなる。
第15図に定着ローラの制御温度と定着ローラの温度変
化の関係を示す0図中の一点鎖線は制御温度を示し、破
線はサーミスタlが定着ローラ2に当接していない場合
、実線は当接している場合を示す0図中、eは非接触の
ときの温度リップルを、fは接触時の温度リップルをそ
れぞれ示す。
このように定着ローラの温度制御という点てはサーミス
タを当接させた方が有利である。
しかし、サーミスタlを定着ローラ2に当接させて温度
検知を行なう2つの方法においては、それぞれ問題があ
る。即ち、第13図に示すようにサーミスタlを定着ロ
ーラ2に印字域d内で当接させる場合には、クリーニン
グ部材4の定期的な交換が必要となるので、ランニング
コストが大きくなる。
これに対し、第14図に示すように印字域dより外側で
温度検知を行なう場合には、転写材の大きさによって転
写材が通過する部分の温度が制御できないということに
なってしまう。
つまり、普通、印字域d外で温度検知を行ない、印字域
dとほぼ同じ幅の転写材の定着を行なう場合には、定着
ローラ2の幅方向(長さ方向)の温度分布は第16図に
示すようになり、サーミスタlの位置をS、転写材の幅
をPとした場合に印字域dの最低温度Tdと通紙域の最
低温度TPは同じになり、サーミスタ位置Sの温度Ts
との差t1分だけ値をずらして(っまりローラ温度をサ
ーミスタ部の温度Ts+t、として)温度検出を行なえ
ばよい。
しかし、転写材の幅が第17図に示すように印字域dよ
りも小さくなったときには、正確な温度制御ができなく
なる。尚、第17図に示すP2は転写材の幅、Tp2は
印字域dの最低温度、t。
はT P 2とTsの差である。
ここで、Tsを普通サイズの転写材(印字域と同じ程度
の幅の転写材)の場合と同じとすると。
転写材の通過部の最低温度Tp2はTp2=Ts−1,
となり、これを第16図に示すTpと比較した場合、 Tp=Ts+t。
T s = T p −t t であるため、 Tp2=Ts−t。
=TP−(t+ +t、) (t、、t2  >0) となる。
つまり、小サイズの転写材を定着させるときには、サー
ミスタ部の定着ローラの温度と通紙部の最低温度の関係
か変化して1通紙部の温度が低くなり、確実な定着が行
なえなくなるといった問題があった。
第18図は、定着できる最大幅の外側にサーミスタ1を
固定してこれを定着ローラ2に当接させ、温度検出を行
ない、温度調節を行った場合の定着ローラ2の温度分布
を示すものである。尚、この図の横軸は定着ローラ2の
軸方向の位置。
縦軸は温度を示す、又、同図において、P、。
P4.Paはそれぞれ定着される転写材の幅であり、C
” x 、 C′4 、 C’ sはそれぞれの場合の
定着ローラ2の温度分布を示す* T p  z +T
 p ′a 、 T p ”うはそれぞれPs 、 P
a 、Psの幅を有する転写材か通過している部分での
定着ローラ2の最低温度であり、転写材への現像剤の定
着の程度(強さ)はこの温度により大きく左右される。
Tsはサーミスタの温度である。
而して、第18図より明らかなように定着部の温度は転
写材の幅によって大きく変化してしまう。
本発明は以上の問題に鑑みてなされたもので。
その目的とする処は、転写材の幅による定着ローラの温
度分布の偏りの影響を解消し、以てより適確な温度制御
を可能とする画像形成装置の定着装置を提供するにある
(課題を解決するための手段) 上記目的を達成すべく本発明は、定着ローラを含んで構
成され、転写材上に転写された現像剤を熱によって転写
材に定着する画像形成装置の定着装置において、前記定
着ローラに当接する温度検出手段を転写材の通過部より
外側で、且つ該転写材の端部近傍に対応する位置に配置
するとともに、転写材の幅に対応して該温度検出手段を
移動させる移動手段を設けたことを特徴とする。
(作用) 本発明によれば、温度検出手段は移動手段によって転写
材の幅に応じて定着ローラ上を移動せしめられ、常に転
写材の通紙部の外側であって、且つ該転写材の端部近傍
に対応する位置に配置されるため、該温度検出手段にて
検出される定着ローラの温度と該定着ローラの通紙部の
最低温度との関係が一定不変となり、より的確な温度制
御か可能となって確実な定着を行なうことができるよう
になる。
又、温度検出手段は通紙部の外側で定着ローラに当接す
るため、定着ローラのクリーニング部材が不要となって
当該定着装置のコストダウンが図られる。
更に、温度検出手段は移動手段によって定着ローラ上を
移動せしめられるため、万一定着ローラ表面に傷が付く
としても、該表面の1筒所に大きな傷が付くことはない
(実施例) 以下に本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。
第1図は本発明に係る定着装置要部(ローラ部)の斜視
図、第2図は同定着装置の一部を破断した斜視図、第3
図は同定着装置を有するレーザプリンタの構成図、第4
図は別の移動手段を有する定着装置を含む画像形成装置
の平断面図、第5図は定着ローラの温度分布図である。
先ず、第3図に示すレーザプリンタの機略構成を説明す
るに、図中、21は紙面垂直方向に長い感光ドラムであ
り、該感光トラム21の周囲には一次帯電塁22.″A
光装置23、現像器24、転写帯電器25及びクリーナ
26が配設されている。又、上記感光トラム21の下方
には、第3図の右方からカセット18、給紙ローラ27
、転写材搬送ガイド28、本発明に係る定着装置20、
排紙トレイ29か配されている。
上記定着装置20は、第1図及び第2図に示すように圧
接状態て図示矢印a、b方向に回転する定着ローラ2と
加圧ローラ3を有しており、定着ローラ2内にはヒータ
5が内装されている。又、この定着ローラ2の外周面に
はサーミスタlが当接している。
而して、P143図に示すレーザプリンタにおいて、図
示矢印方向に回転する感光トラム21の表面に露光装置
23から発せられるレーザ光が照射されると、該感光ト
ラム21の表面には潜像が形成され、この潜像は現像器
24によって現像像として顕像化される。
一方、カセット18に収容された不図示の転写材は給紙
ローラ27によって適当なタイミングで転写部に搬送さ
れ、転写帯電!125によって感光ドラム21上の現像
像の転写を受ける。そして。
この転写材は定着装置20に送られ、ヒータ5によって
加熱された定着ローラ2と加圧ローラ3との間を通過す
ることによって現像像の熱定着を受けた後、排紙トレイ
29上に排出される。尚、定着ローラ2の温度は前記サ
ーミスタ1によって検出され、このサーミスタlによっ
て検出された温度の信号は不図示のマイクロコンピュー
タに送られ、このマイクロコンピュータによって定着ロ
ーラ2の温度が調整される。
ところで、第1図においてdは当該レーザプリンタの最
大印字可能幅であり、P3は通紙可能な最小の転写材の
幅であり、前記サーミスタ1は転写材の幅に対応して第
2図に示す移動手段によって定着ローラ2上をこれの長
さ方向(図示矢印g方向)に移動せしめられ、転写材の
通過部より外側で、且つ該転写材の端部近傍に対応する
位置に配される。
ここで、上記移動手段の具体的な構成を第2図に基づい
て説明する。t142図に示す移動手段は電気式のもの
であり、これはモータ駆動回路15によって駆動される
モータ14を有しており、該モータ14の出力軸端には
ピニオンギヤ13が結着されている。又、定着装置12
0に定着ローラ2の長さ方向に沿って形成されたガイド
v419には、サーミスタlを支持する移動部材12が
摺動自在に嵌合しており、該移動部材12の一部には前
記ピニオンギヤ13に噛合するラック12aが刻設され
ている。
ところで、前記モータ駆動回路15は第3図に示すよう
にCPU16に電気的に接続されており、該CPU16
には更に検出部17とレーザドライバー37が電気的に
接続されている。尚、検出部17はカセット18に収容
される転写材の幅を検出するセンサである。
一般に、転写材のサイズを変更する場合には。
カセット18が交換されるため、このカセット18の交
換時に検出部17にて転写材の幅が検出され、この検出
信号はCPU16に送られる。
CPU16はその信号に基づいてモータ駆動回路15に
制御信号を送り、モータ駆動回路15はこの制御信号を
受けてモータ14を駆動してピニオンギヤ13を所定の
方向へ所定、量だけ回転せしめる。すると、ピニオンギ
ヤ13に噛合するラック12aを備える移動部材12は
ガイド溝19に沿って移動し、この移動部材12に支持
されたサーミスタlが転写材の幅に対応して移動せしめ
られ、該サーミスタ1は前記のように転写材の通過部よ
り外側で、且つ該転写材の端部近傍に対応する位置に配
置せしめられる。
以上は電気式の駆動手段について説明したが。
第4図に機械式の駆動手段の例を示す、即ち、第4図に
示す駆動手段はカセット1日の交換に連動してサーミス
タ1を移動させるものであり1図中、31はサーミスタ
lが図示矢印g方向へ移動する際の案内となるべきガイ
トレール、30はカセット18内に収容された転写材で
ある。又。
34は支点34aを中心に回動可能な回動部材であって
、該回動部材34の一端にアーム33が連結され、他端
にはアーム35が連結されている。
そして、一方のアーム33の先部にはサーミスタ1が枢
着保持されており、該アーム33はスプリング32によ
って一定方向(反矢印W方向)に付勢されている。又、
他方のアーム35の端部はカセット18の奥側の面に突
設された突起36に対峙している。尚、突起36の長さ
はカセット18に収容される転写材30のサイズ毎に異
なっている。
而して、カセット18をプリンタ本体に差し込んでこれ
を装填すると、これに設けた前記突起36がアーム35
を図示矢印V方向へ押し、この結果1回動部材34が支
点34aを中心に矢印r方向へ回動してアーム33を矢
印W方向へ移動せしめる。そして、このアーム33の移
動によつてサーミスタ1が定着ローラ2上をこれの長さ
方向に沿って移動せしめられ、該サーミスタ1は定着ロ
ーラ2における転写材30の通過部より外側で、且つ該
転写材30の端部近傍に対応する位置に配置される。尚
、カセット18を取り外したときには、アーム33はス
プリング32によって元の位置へ戻され、これに支持さ
れたサーミスタlも定着ローラ2上の元の位置へ戻る。
ところで、第1図に転写材の幅とサーミスタ1の位置と
の関係を示すが、転写材の幅がd、P3のときにはサー
ミスタlはそれぞれ図示のH,Jに位置する。
而して、本実施例において得られる定着ローラ2の温度
分布を第5図に示す、尚、第5図中、P、、P、、P、
は転写材の幅であり、帽Psは第1図に示すdに等しい
ものとする(P5=d)、又、J、I、Hはmp3.p
、、p、に対応するサーミスタlの位置、C3、C4,
C,はP3 、P−、P8に対応する温度分布の特性カ
ーブ、Tp、、Tp、、TPsはそれぞれmp、、。
P、、PSの転写材が通過している部分における定着ロ
ーラ2の最低温度、Tsはサーミスタlの部分における
定着ローラ2の温度である。第5図に示される温度分布
を第18図に示されるそれと比較すると明らかなように
、本実施例によれば、転写材か最大幅Psのときと最小
幅P、のときの定着ローラ2の定着部での最低温度の差
”rp、−Tp、を小さくすることができ、転写材の幅
が変化したときにも定着部での定着ローラ2の温度変化
を小さく抑えることができるため、転写材の幅が変化し
たときにも定着不良が起こらなくなる。
又2本実施例においては、サーミスタlは通紙部の外側
で定着ローラ2に当接するため、定着ローラ2のクリー
ニング部材が不要となって当該定着装置20のコストダ
ウンが図られる。
更に、サーミスタlは移動手段によって定着ローラ2上
を移動せしめられるため、万一定着ローラ2の表面に傷
が付くとしても、該表面の1箇所に大きな傷が付くこと
かなく、定着ローラ2の耐久性か高められる。
尚、本実施例ではサーミスタ1の定着ローラ2への当接
位置を転写材の進行方向に向かって右端にしたが、これ
の当接位置は左端でも良く、サーミスタ1の位置を変更
する手段によって、カセッ)18を入れ替える都度、或
はタイマーにより適宜与えられる時定数に応じて、周期
的にサーミスタlの当接位置を右端から左端、或いは、
その逆に動かすこともできる。そして、この場合には、
定着ローラ2の傷の発生頻度が下がるというメリットか
得られる。
ところで、上記第1実施例では転写材の幅と印字域の幅
とかほぼ等しい場合を考えたため、定着ローラの温度制
御のための温度検出は転写材の通過域外で行なう必要が
あった。
そこで、第2実施例として転写材の幅と比較して印字域
が小さい場合を以下に示す。
第6図は本発明の第2の実施例を示す第1図と同様の図
であって、同図中、Psはこの定着装置で定着可能な最
大の転写材の幅、dsはこのときの印字域、N5はこの
ときのサーミスタlの位置をそれぞれ示す。
又、図においてP、は定着可能な最小の転写材の幅であ
り、d3はこの転写材を使用したときの印字域、N3は
サーミスタ1の位置である。
而して、本第2実施例は、第6図に示すように印字域d
’+又はd、と、転写材の通過する#im P 3又は
P5の間、つまり、転写材の通過部における非印字域で
定着ローラ2の温度検出を行なうことを特徴としている
本実施例において得られる定着ローラ2の温度分布を第
7図に示す、尚、第7図において横軸は定着ローラ2の
位置、縦軸は定着ローラ2の温度である。又、同図中、
P3 、P4 、Psは転写材の幅、di 、d< 、
dsはこのときの印字域、Ns 、N4 、Nsは同様
にこのときのサーミスタlの位it、 CN3 、 C
N4. CNsはこのときの温度分布である。更に、T
sは制御温度であって、これはサーミスタ1部の温度に
等しく、TN3 、TNs 、TNsはそれぞれの場合
での印字域の最低温度である。
第7図に示される印字域の最低温度TN、。
TN、、TN、を第5図に示す転写材の通過部の外側近
傍で定着ローラの温度検出を行なった場合の通紙部の最
低温度Tp、、TP、、TPsと比較した場合、転写材
の幅による最低温度の差は本実施例において更に小さく
なることがわかる。
つまり、転写材の通過部における非印字域で定着ローラ
2の温度検出を行なった場合には、転写材の印字域の温
度をより正確に制御することができ、定着不良の発生を
防止することかできる。
尚、サーミスタlの移動は、転写材の大きさと印字域の
面積との関係や、左端、右端のマージンが決まっている
場合には、転写材の大きさによって前記第1実施例で述
べた方法等を使用して行なえばよい。
ところで、定着装置の温度制御を行なうための温度検出
手段としての素子には、温調のためのサーミスタの他に
安全装置としてのサーモスイッチが使用されることが多
い。
次に、温度検出手段にサーモスイッチを使用した実施例
を第8図及び第9図に基づいて説明する。尚、第8図は
ヒータとサーミスタ及びサーモスイッチの関係を示すブ
ロック図、第9図は定着ローラと加圧ローラの斜視図で
ある。
第8図において、lはサーミスタ、6はサーモスイッチ
、7はヒータの駆動回路、8はアース、9はA−D変換
を行なうCPU、5はヒータ、10は抵抗、11は低圧
電源である。
通常の温調の場合には、サーミスタ1の抵抗変動による
電圧を受けて、CPU9がヒータ5のON、OFFを判
断するが、サーミスタ1、又はCPU9等の異常により
定着ローラ2か異常加熱した場合には、ヒータ5の駆動
を切る目的で使用されるのがサーモスイッチ6である。
尚、サーモスイッチ6もサーミスタl同様、第9図に示
すように定着ローラ2に当接される。
一般に定着を行なおうとする転写材の幅か定着可能な最
大の幅よりも小さい場合には、転写材か通過しない部分
での定着ローラの加熱が問題となってくる。又、加熱し
た場合の温度のピークがある場所は転写材の幅により異
なってくる。
そこで、転写材の幅により、サーモスイッチ6が定着ロ
ーラ2の非通紙部の温度のピークの部分にくるようにす
ることにより、定着ローラ2の加熱を早期に防止するこ
とができる。
第10図に転写材の幅と定着ローラの温度分布及びその
ときのサーモスイッチ6の位置を示す。
図に示すp、、p、、p、は転写材の幅、Psは通紙で
きる最大の転写材の幅である。又。
Cal  、 C4、Cs ”はこのときの温度分布カ
ーブである。
而して、転写材の幅か最大のときには、転写材の幅の外
側にでサーモスイッチ6を定着ローラ2に当接させるか
、転写材の幅が小さくなると、定着ローラ2の転写材の
通過しない部分が加熱し。
Cs  、 C4”のような温度分布となる。
従って、このときに温度のピークとなるし又はMの位置
にてサーモスイッチ6を定着ローラ2に当接せしめれば
、定着ローラ2の異常加熱の際により早くヒータ5の駆
動回路7をOFFすることができ、より安全な定着装置
を構成することができる。
尚、以上は転写材の通過時に温度検出手段を印字域の外
側近傍又は転写材の通過部近傍に置く例を示した。
しかし、これらの場合においても転写材の非通過時、つ
まり画像形成装置の電源を入れてから定着装置が定着可
能な温度になるまでの立ち上がり時や調整を行ないなが
らも定着を行なわないスタンバイ時には、温度検出手段
を転写材の通過位置、例えば、転写材の中央部に位置さ
せて温度検出を行なうことにより、定着ローラの温度を
転写材の端部て温度検出を行った場合よりも低めに制御
することができ、定着ローラの寿命を長くできる等のメ
リットか得られる。
(発明の効果) 以上の説明て明らかな如く本発明によれば、定着ローラ
を含んで構成され、転写材上に転写された現像剤を熱に
よって転写材に定着する画像形成装置の定着装置におい
て、前記定着ローラに当接する温度検出手段を転写材の
通紙部より外側で、且つ該転写材の端部近傍に対応する
位置に配置するとともに、転写材の幅に対応して該温度
検出手段を移動させる移動手段を設けたため、転写材の
幅による定着ローラの温度分布の偏りを解消することが
でき、より適確な温度制御によって確実な定着を行なう
ことができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1実施例に係る定着装置要部(ロー
ラ部)の斜視図、第2図は同定着装置の一部を破断した
斜視図、第3図は同定着装置を有するレーザプリンタの
構成図、第4図は別の移動手段を有する定着装置を含む
画像形成装置の平断面図、85図は第1実施例にて得ら
れる定着ローラの温度分布を示す図、第6図は本発明の
第2実施例に係る定着装置要部(ローラ部)の斜視図。 第7図は第2実施例にて得られる定着ローラの温度分布
を示す図、第8図はヒータとサーミスタ及びサーモスイ
ッチの関係を示すブロック図、第9図は本発明の第3実
施例に係る定着装置要部(ローラ部)の斜視図、第1O
図は第3実施例にて得られる定着ローラの温度分布を示
す図、第11図、第12図は従来の定着装置の断面図、
第13図、第14図は従来の定着装置の一部を破断した
斜視図、第15図は定着ローラの温度制御を示す図、第
16図は転写材を通紙した場合の定着ローラの温度分布
を示す図、第17図は幅の狭い転写材を通紙した場合の
定着ローラの温度分布を示す図、第18図はサーミスタ
を移動させない場合の定着ローラの温度分布を示す図で
ある。 l・・・サーミスタ(温度検出手段)、2・・・定着ロ
ーラ、6・・・サーモスイッチ(温度検出手段)、12
・・・移動部材、12a・・・ラック、13・・・ピニ
オンギヤ、14・・・モータ、15・・・モータ駆動回
路、16・・・CPU、17・・・検出部、1B・・・
カセット20・・・定着装置、30・・・転写材、33
.35・・・アーム、34・・・回動部材、36・・・
突起。 特許出願人   キャノン株式会社 代理人 弁理士     山  下 亮第5図 第6図 第7図 もむ忰ロー1さ@1層

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  定着ローラを含んで構成され、転写材上に転写された
    現像剤を熱によって転写材に定着する画像形成装置の定
    着装置において、前記定着ローラに当接する温度検出手
    段を転写材の通過部より外側で、且つ転写材の端部近傍
    に対応する位置に配置するとともに、転写材の幅に対応
    して該温度検出手段を移動させる移動手段を設けたこと
    を特徴とする画像形成装置の定着装置。
JP31015888A 1988-12-09 1988-12-09 画像形成装置の定着装置 Pending JPH02157782A (ja)

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JP31015888A JPH02157782A (ja) 1988-12-09 1988-12-09 画像形成装置の定着装置

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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