JPH10123868A - 定着装置 - Google Patents
定着装置Info
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- JPH10123868A JPH10123868A JP27461196A JP27461196A JPH10123868A JP H10123868 A JPH10123868 A JP H10123868A JP 27461196 A JP27461196 A JP 27461196A JP 27461196 A JP27461196 A JP 27461196A JP H10123868 A JPH10123868 A JP H10123868A
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Abstract
の強度が得られ、しかも定着ローラを補強する補強部材
を破損することなくその移動を防止することができる定
着装置を提供することである。 【解決手段】補強部材13には外周縁側が曲げられて定
着ローラ1の内周面に幅を持って当接する円筒状舌部1
2を形成しており、そして定着ローラ1の内周面に補強
部材11の曲げ部13と当接してその補強部材11の移
動を防止する固定部材16を設けている。
Description
肉の芯金を有する定着ローラと、該定着ローラの外周面
に当接される加圧ローラとを有し、前記定着ローラ内に
円筒形状を保持するための補強部材が設けられている定
着装置に関する。
ンタ、複写機、ファクシミリ等の主に普通紙を用いる画
像形成装置に付設されている。この種の定着装置は、定
着ローラに薄肉の芯金を使用しているため、定着ローラ
自体の熱容量を小さくでき、定着ローラの立上り時間の
短縮や省電力化が図られるものである。しかし、図15
に示す定着ローラ100と加圧ローラ101を有する一
般的な構成の定着装置において、定着ローラ100が薄
肉ローラであると、機械的強度が弱いため、図16に示
すような撓みが生じたり、図17に示すような加圧ロー
ラ101に圧接する部分が軸方向につぶれたりする恐れ
がある。そして、定着ローラ100が撓めば加圧ローラ
101との間で隙間が生じて定着不良を起こし、定着ロ
ーラ100がつぶれれば、定着ローラ100の破損を引
き起こすという問題が発生した。
1−59381号公報には定着ローラ内に複数の断熱補
強リングが嵌合され、この補強リングに複数本のリング
支持棒を架け渡すようにして支持させている。また、実
開昭56−7949号公報には定着ローラの内周面に複
数の補強リブを設けることが開示されている。
ラの強度が増すので、上記した撓みやつぶれを軽減する
ことができ、それに起因する定着不良や定着ローラの破
損を防止することができるものである。
た前者の定着装置では定着ローラ内に幾つもの部材を設
置することは薄肉ローラで熱容量を小さくした利点が大
幅に損なわれるとともに、リング支持棒がヒーターから
の光を遮断して定着ローラの温度ムラの発生を引き起こ
す恐れがあった。
の強度得られる補強リブを設けると、薄肉ローラで熱容
量を小さくした利点が大幅に損なわれてしまうという問
題があった。
薄肉の芯金を有する定着ローラであっても所望の強度が
得られ、しかも定着ローラを補強する補強部材を破損す
ることなくその移動を防止することができる定着装置を
提供することを目的としている。
に本発明は、内部に熱源を備え、薄肉の芯金を有する定
着ローラと、該定着ローラの外周面に当接される加圧ロ
ーラとを有し、前記定着ローラ内に円筒形状を保持する
ための補強部材が設けられている定着装置において、前
記補強部材には外周縁側が曲げられて前記定着ローラの
内周面に幅を持って当接する円筒状舌部が形成され、前
記定着ローラの内周面に補強部材の曲げ部と当接して当
該補強部材の移動を防止する固定部材が設けられている
ことを特徴としている。
材に当接する曲げ部が定着ローラの軸線に対し斜めとな
る角度を有すると、効果的である。また、本発明は前記
固定部材は前記定着ローラの周方向の厚みが前記補強部
材の曲げ部の高さよりも小さいリング状部材であると、
効果的である。
部に当接する部における傾斜と定着ローラの軸線とでな
す角度をθとしたとき、該角度θを0°<θ<45°の
範囲に設定すると、効果的である。
材をリング状に形成してなり、かつリングの一部に切欠
きを設けていると、効果的である。さらにまた、本発明
は前記補強部材の円筒状舌部が前記定着ローラへの挿入
方向先端側が後端側より小径となるテーパーが形成され
ていると、効果的である。
定着ローラの内周面に幅を持って当接するリングとして
構成され、該固定部材の定着ローラ当接部が該ローラへ
の挿入方向先端側が後端側より小径となるテーパーが形
成されていると、効果的である。
並べて設ける場合、各補強部材の曲げ部が互いに対向さ
せるとともに、両補強部材の間にそれぞれの曲げ部が当
接する固定部材を配置すると、効果的である。
図面に従って説明する。図1は、本発明に係る定着装置
の一例を示す縦断面図である。
これに圧接される加圧ローラ2とを有し、定着ローラ1
は表面にテフロン(商品名)等の耐熱離型性材料からな
る離型層(図示せず)が形成された芯金パイプ10と、
該芯金パイプ10内に配置された熱源としての2本のヒ
ーター3、4とを備えている。芯金パイプ10の材質
は、本例の場合、熱伝導性、機械的強度及びコスト面で
バランスの取れたアルミ、鉄等で作られており、またそ
の肉厚は0.3〜0.8mm程度の薄肉パイプのものが用
いられている。さらに、芯金パイプ10の外径は20〜
40mm程度の大きさに設定されている。このように構成
された定着ローラ1は、芯金パイプ10の熱容量が極め
て小さいので、その立上り時間の短縮や省電力化が図ら
れるものである。
場合、熱応答性、耐久性に優れたハロゲンランプが用い
られており、2本のヒーター3、4はそれぞれ両端がブ
ラケット5、6に保持され、ブラケット5、6は図示し
ていない位置で側板20、21に固定されている。この
2本のヒーター3、4は、加熱する発熱部(図示せず)
の領域を異なるように設定されており、本例では各種サ
イズの転写材がセンター基準で搬送されるものであっ
て、ヒーター3の発熱部が最小サイズ紙の通紙部に対応
して設けられ、ヒーター4の発熱部がこれ以外の部分、
すなわち最大サイズ紙の通紙部に熱供給を行うように設
けられている。この2本ヒーター3、4は、最小サイズ
紙を通紙するとき、発熱部が小サイズ紙に対応したヒー
ター3を点灯させ、大サイズ紙を通紙するとき、ヒータ
ー3、4とも点灯させるように制御すれば、最小サイズ
紙を連続して通紙した直後に最大サイズ紙を通紙して
も、オフセット、巻き付き、ジャムの不具合の発生を防
止することができる。
/s以下と遅いもの、通紙間隔が比較的長いもの、ある
いは通紙サイズが小サイズ(A4サイズ程度)または一
定サイズの使用頻度が非常に多い用途の画像形成装置で
は1本ヒーターでの使用も可能である。
22、23が嵌合され、この断熱ブッシュ22、23に
軸受24、25が設けられており、定着ローラ1は断熱
ブッシュ22、23及び軸受24、25を介して側板2
0、21に回転自在に支持されている。さらに、定着ロ
ーラ1の一端には、歯車26が設けられ、図示していな
い駆動源からの駆動を伝達される。上記断熱ブッシュ2
2、23は、定着ローラ1から側板20、21への熱放
散(熱伝導)を極力減らし、定着ローラ1の温度ムラの
低減、軸受24、25の耐久性の向上、省電力化を図る
ためのものである。
するため、本例では3個の補強部材11a、11b、1
1cが設けられており、補強部材11a、11bは左右
端部に配置され、補強部材11cは中央に配置されてい
る。なお、補強部材は個別に説明する場合には符号を1
1a、11b、11cを付し、総称して説明する場合に
は符号を11を付す。また、補強部材11は3個以上設
けることも可能であるが、補強部材の数が増えれば、そ
の分定着ローラ1の熱容量が大きくなって定着ローラ1
を薄肉にした効果が薄れるため、設置数を増やすことは
好ましいと言えず、むしろ設置数を少なくすることが好
都合である。従って、定着ローラ1の材料に対して加圧
力が低く強度に余裕がある場合は、補強部材11は中央
部のみ設置したものでも使用可能である。
端部を絞り加工で中央部より小径1a、1bに形成した
定着ローラ1では、補強部材を中央の補強部材11cの
み設置したもので差し支えない。この定着ローラ1は、
3個の補強部材11a、11b、11cを設けたものと
同等の強度が得られ、同等の定着品質が得られることが
実験等により確認した。
(c)に示すように、薄板状体のものをリング形状に形
成してなり、その外周縁部が曲げられて芯金パイプ10
の内周面に適宜な幅を持って全面的に当接する円筒状舌
部12が設けられている。この場合、補強部材11は芯
金パイプ10の内壁とが一体的になるような締まりばめ
状態で係合されている。このように、補強部材11には
円筒状舌部12を設けられており、該部が幅を持って芯
金パイプ10の内周面に当接するので、補強部材11が
薄板状体のものから作られていても定着ローラ1の機械
的強度が得られる。従って、円筒状舌部12により、補
強部材11の倒れ、脱落を防止できるとともに、定着ロ
ーラ1の軸方向のつぶれや撓みも防止できる。さらに、
補強部材11は薄板状体のものから作られているので、
定着ローラ1の熱容量が大きくならず、立上り時間の短
縮や省電力化という効果を享受することができるもので
ある。
膨張率が同一かやや大きい程度にすることが好適であ
り、従って補強部材11は芯金パイプ10と同一材質の
ものを用いることが有利である。補強部材11と芯金パ
イプ10の熱膨張率が同一であれば、実使用時の温度上
昇時に補強部材11が外れたり、あるいは芯金パイプ1
0を強く押し過ぎたりする恐れがなくなる。さらに、実
使用時以外でも定着ローラ1の切削、研削の機械加工
時、テフロンコート時、ローラ内面塗装時に温度上昇
し、このとき補強部材11を予めパイプ内に係合させて
おくことが生産性が大幅に向上するため有利であるが、
この温度上昇時にも熱膨張率が同一であれば、何ら問題
が生じない。また、補強部材11はその肉厚を芯金パイ
プ10とほぼ同等にすることが好適である。
の強度向上を図れるものであるが、定着ローラ1が回転
駆動した場合に、定着ローラ1の内面と補強部材11の
円筒状舌部12の外面部分にはニップ位置を通過すると
き圧縮応力が働き、定着ローラ1に対してはその軸線方
向の引張り応力が働き、他の位置では剪断応力が働いて
いると考えられる。すなわち、補強部材11は加圧ロー
ラ2により加圧した場合に定着ローラ1と補強部材11
の接触面の一部に隙間が生じ、その結果補強部材11が
定着ローラ1の内周で摺動し、どちらか一方の端部に向
かって移動しようとするスラスト方向の力が発生する。
さらに、補強部材11は定着ローラ1が熱膨張を起した
とき、弛んで脱落する恐れがある。このため、定着ロー
ラ1の内面と補強部材11の円筒状舌部12の外面部分
をスポット溶接等で固定することが提案されているが、
スポット溶接等で固定すると、上記応力が溶接箇所に集
中してその力が許容限度を超えたとき、図4に示すよう
に補強部材11の周面に亀裂Kが発生する恐れがあっ
た。
くい固定方式を提供しようとするものであり、次にその
詳しい説明をする。上記した補強部材11をスラスト方
向に移動させようとする力は円筒状舌部12の曲げ部が
ある方向であることが確認できた。その理由としては、
円筒状舌部12の曲げと反対側のエッジが移動に対して
負荷抵抗になることと、補強部材11が上下に圧縮され
ることにより、円筒状舌部12が倒れて曲げ側の推力と
なるものと推察される。
示すように、補強部材11の円筒状舌部12の曲げ側に
固定部材16を配置している。この固定部材16は、図
6に示すように、リング状に形成され、補強部材11と
同様に、芯金パイプ10の内壁と一体的になるような締
まりばめ状態で係合されている。また、固定部材16の
材質も補強部材11と同材でよいが、異なる材質にした
場合には芯金パイプ10と熱膨張率が同一かやや大きい
程度にすることが好ましい。
部12の曲げ部13に傾斜が形成され、他方、固定部材
16側にもこの傾斜曲げ部13に対向する位置に傾斜受
け部17が形成されている。この傾斜曲げ部13と傾斜
受け部17とは、互いに面で接触するように、定着ロー
ラ1の軸線に対して同角度傾斜されている。この傾斜角
度、すなわち傾斜曲げ部13の傾斜と定着ローラ1の軸
線とでなす角度をθとすると、角度θは0°<θ<45
°の範囲に設定している。
補強部材11が図5において左方向への推力が働くと、
補強部材11が全周に亙って固定部材16に圧接し、応
力が集中して補強部材11の周面に亀裂が発生すること
を防止できる。しかも、補強部材11に推力が働いたと
き、補強部材11の傾斜曲げ部13と固定部材16の傾
斜受け部17ではその斜面に対して直角方向の力Fが働
き、この力FはX方向の力Fx及びY方向の力Fyに分
力される。そこで、傾斜曲げ部13と定着ローラ1の軸
線とでなす角度θを、0°<θ<45°の範囲に設定す
れば、固定部材16は放射方向の力が強くなり、固定部
材16の周面と定着ローラ1の内面との摩擦力が高めら
れるので、補強部材11の移動をより確実に防止するこ
とができる。なお、補強部材11は芯金部材10に上記
固定部材の如きリング状の凸部を予め形成しておけば、
その移動を防止することができ、しかも補強部材11に
亀裂が発生する恐れがないものである。しかし、芯金部
材10にリング状の凸部を設けるには切削加工を必要と
するため、製造コストが大幅に嵩んでしまう。これに対
し、本発明では固定部材16が芯金部材10と別体であ
るため、定着ローラ1の芯金部材10を引き抜き加工等
の無切削加工によって製作することができ、定着ローラ
1の大幅なコストダウンを図ることができる。
面説明図であって、本例では補強部材11の曲げ部に上
記実施の形態と同様な角度θが0°<θ<45°範囲の
傾斜曲げ部13が設けられている。他方、固定部材16
には図7及び図8に示すように、傾斜曲げ部13に対向
する角に傾斜受け部17を形成していないが、固定部材
16の厚みtは傾斜曲げ部13の高さHよりも小となる
ように設定されている。
みtより補強部材11の傾斜曲げ部13の高さHが高い
ので、固定部材16は補強部材11の傾斜曲げ部13の
部分に圧接する。このとき、傾斜曲げ部13と定着ロー
ラ1の軸線とでなす角度θを、0°<θ<45°の範囲
であるので、斜面に対して直角方向の力FはX方向の力
FxよりY方向の力Fyが強く、補強部材11に推力が
働いても固定部材16によってその移動を確実に防止す
ることができる。
示す断面説明図であって、本例では傾斜曲げ部13に代
わって補強部材11にほぼ円弧状に曲げられた曲げ部1
3が形成されている。他方、固定部材16は図7及び図
8に示すものと同様で、固定部材16の厚みtは円弧曲
げ部14の高さHより1/2以下とかなり小さい厚みに
設定されている。このため、固定部材16は図9におけ
る円弧状の曲げ部13の中央より下方で圧接するので、
該圧接点の接線と定着ローラ1の軸線とでなす角度θが
0°<θ<45の範囲になる。この角度θは、円弧状の
曲げ部13の中心角と同角度である。
力が働いて円弧曲げ部14が固定部材16に圧接しても
固定部材16によって止められ、特にその圧接点の接線
と軸線とでなす角度θが0°<θ<45°の範囲に設定
されておれば、FはX方向の力FxよりY方向の力Fy
が強いため、補強部材11に推力が働いても固定部材1
6によってその移動を確実に防止することができる。
を示す断面説明図であって、本例では固定部材16がり
ん青銅やステンレス等のバネ材からなるとともに、リン
グの一部に切欠き部18が形成されている。
固定部材16の径を可変でき、該部材の定着ローラ1へ
の組み付け性が良好になり、固定部材16の外径精度が
厳しくなくなる。しかも、固定部材16は自身の外側へ
開くバネ力によって定着ローラ1の内面に圧接され、定
着ローラ1の芯金部材2と熱膨張率が違っていてもその
膨張に合わせられるので、固定部材16を作る際に熱膨
張率を考慮する必要がなくなる。
は図11に示すように、ピアノ線等の断面形状が円形の
バネ材を用いてもよい。なお、図11の例では、直径が
ほぼ0.3mmのピアノ線からなる固定部材16を用いて
おり、かかる構成においても補強部材11の移動を防止
することができる。
を示す断面説明図であって、本例では補強部材11の円
筒状舌部12に曲げ部13側が小径になるようなテーパ
ー12aが形成されている。
径精度が厳しくなく、しかも組み付け時に曲げ部13側
から芯金部材2内に挿入すればスラスト方向の負荷抵抗
を低減できるので、装填作業が容易になる。
を示す断面説明図であって、本例ではリング状の固定部
材16における外周に、一側が小径になるようなテーパ
ー16aが形成されている。
径精度が厳しくなく、しかも組み付け時に一側の小径部
側から芯金部材2内に挿入すればスラスト方向の負荷抵
抗を低減できるので、装填作業が容易になる。なお、図
11に示すバネ材の固定部材16にテーパー16aを形
成してもよい。
を示す断面説明図であって、本例では定着ローラ1の強
度を上げるために、2個の補強部材11、11’を並列
して配置している。この場合、2個の補強部材11、1
1’が曲げ部13、13’が互いに向い合うようにして
定着ローラ1の芯金部材2内に装着している。そして、
2個の補強部材11、11’の間にはある程度の幅を持
った固定部材16を装着している。そして、2個の補強
部材11、11’はそれぞれの曲げ部13、13’が固
定部材16の角に当接されている。
材11、11’に推力が働くと、その力F1、F2はX
方向の力Fx1、Fx2及びY方向の力Fy1、Fy2
に分力される。従って、分力Fy1、Fy2が外側に働
くとともに、それぞれのX方向の分力Fx1、Fx2が
相殺されることにより、2個の補強部材11、11’を
1個の固定部材16で保持することができる。なお、本
例の場合、X方向の分力Fx1、Fx2が相殺されるの
で、曲げ部13、13’と定着ローラ1の軸線とでなす
角度θが0°<θ<45°の範囲でなくてもよい。ま
た、本例の固定部材16としては図5に示すような傾斜
受け部17を両角部に備えたものであってもよい。
外周縁側が曲げられて定着ローラの内周面に幅を持って
当接する円筒状舌部が形成され、定着ローラの内周面に
補強部材の曲げ部と当接して当該補強部材の移動を防止
する固定部材が設けられているので、補強部材の移動を
亀裂を生じることなく防止することができる。しかも、
固定部材は嵌め込み式であるため、定着ローラの製造コ
ストが嵩まらず、有利である。
部材に当接する曲げ部が定着ローラの軸線に対し斜めと
なる角度を有するので、補強部材の移動を防止すること
ができる。
ローラの周方向の厚みが補強部材の曲げ部の高さよりも
小さいリング状部材であるので、固定部材の製造コスト
を低減することができる。
部に当接する部における傾斜と定着ローラの軸線とでな
す角度をθとしたとき、該角度θを0°<θ<45°の
範囲に設定したので、補強部材の固定力が向上するため
その移動をより確実に防止することができる。
材をリング状に形成してなり、かつリングの一部に切欠
きを設けたので、固定部材の定着ローラへの装填が容易
であり、さらに定着ローラとの嵌合交差を大きく取るこ
とができため、加工性が向上してコストダウンを図れ
る。
状舌部が定着ローラへの挿入方向先端側が後端側より小
径となるテーパーが形成されているので、補強部材の芯
金への装填が容易で定着ローラとの嵌合交差を大きく取
ることができる。
ローラの内周面に幅を持って当接するリングとして構成
され、該固定部材の定着ローラ当接部が該ローラへの挿
入方向先端側が後端側より小径となるテーパーが形成さ
れているので、固定部材の芯金への装填が容易で定着ロ
ーラとの嵌合交差を大きく取ることができる。
並べて設ける場合、各補強部材の曲げ部が互いに対向さ
せるとともに、両補強部材の間にそれぞれの曲げ部が当
接する固定部材を配置したので、部品点数を減少させる
ことができ、しかも補強部材の固定力が向上するためそ
の移動をより確実に防止することができる。
図である。
図である。
(b)はその正面図、(c)は斜視図である。
断面図である。
大断面図である。
示す拡大断面図である。
図である。
を示す拡大断面図である。
図である。
す断面図である。
を示す拡大断面図である。
である。
ある。
Claims (8)
- 【請求項1】 内部に熱源を備え、薄肉の芯金を有する
定着ローラと、該定着ローラの外周面に当接される加圧
ローラとを有し、前記定着ローラ内に円筒形状を保持す
るための補強部材が設けられている定着装置において、 前記補強部材には外周縁側が曲げられて前記定着ローラ
の内周面に幅を持って当接する円筒状舌部が形成され、
前記定着ローラの内周面に補強部材の曲げ部と当接して
当該補強部材の移動を防止する固定部材が設けられてい
ることを特徴とする定着装置。 - 【請求項2】 請求項1に記載の定着装置において、前
記補強部材の前記固定部材に当接する曲げ部が定着ロー
ラの軸線に対し斜めとなる角度を有することを特徴とす
る定着装置。 - 【請求項3】 請求項1または2に記載の定着装置にお
いて、前記固定部材は前記定着ローラの周方向の厚みが
前記補強部材の曲げ部の高さよりも小さいリング状部材
であることを特徴とする定着装置。 - 【請求項4】 請求項1ないし3の何れか1つに記載の
定着装置において、前記固定部材が前記曲げ部に当接す
る部における傾斜と定着ローラの軸線とでなす角度をθ
としたとき、該角度θを0°<θ<45°の範囲に設定
したことを特徴とする定着装置。 - 【請求項5】 請求項1ないし4の何れか1つに記載の
定着装置において、前記固定部材がバネ材をリング状に
形成してなり、かつリングの一部に切欠きを設けたこと
を特徴とする定着装置。 - 【請求項6】 請求項1ないし5の何れか1つに記載の
定着装置において、前記補強部材の円筒状舌部が前記定
着ローラへの挿入方向先端側が後端側より小径となるテ
ーパーが形成されていることを特徴とする定着装置。 - 【請求項7】 請求項1ないし5の何れか1つに記載の
定着装置において、前記固定部材が前記定着ローラの内
周面に幅を持って当接するリングとして構成され、該固
定部材の定着ローラ当接部が該ローラへの挿入方向先端
側が後端側より小径となるテーパーが形成されているこ
とを特徴とする定着装置。 - 【請求項8】 請求項1ないし7の何れか1つに記載の
定着装置において、前記補強部材を2個並べて設ける場
合、各補強部材の曲げ部が互いに対向させるとともに、
両補強部材の間にそれぞれの曲げ部が当接する固定部材
を配置したことを特徴とする定着装置。
Priority Applications (1)
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JP27461196A JP3567053B2 (ja) | 1996-10-17 | 1996-10-17 | 定着装置 |
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JP27461196A JP3567053B2 (ja) | 1996-10-17 | 1996-10-17 | 定着装置 |
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JPH10123868A true JPH10123868A (ja) | 1998-05-15 |
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JP27461196A Expired - Fee Related JP3567053B2 (ja) | 1996-10-17 | 1996-10-17 | 定着装置 |
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1996
- 1996-10-17 JP JP27461196A patent/JP3567053B2/ja not_active Expired - Fee Related
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