JP3842265B2 - 離型剤塗布機構,定着装置および印刷装置 - Google Patents
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Description
このような定着装置は、通常、画像の転写された印刷用紙を定着ローラ(ローラ対)で熱圧着することで、画像定着を行うものである。
このようなオイルの塗布に関しては、特許文献1〜6に記載されている。
これらの図に示すように、従来では、外部からオイルを注入可能で、オイルを常時貯蔵しているオイルタンク104より、その上部のピエゾ式ポンプ(または電磁式ポンプ)103によって、チューブ状部材105にオイルを吸い上げ、パイプ部材101に供給する。
これにより、オイル残量の少ない場合には、印刷装置本体に設けられた表示パネル等にオイル補給を促す表示がなされるか、あるいは、印刷装置が一次的な印刷不可状態となる。
従って、オイルの粘度が比較的高い場合には、オイルを十分に拡散させられず、長手方向に均一に塗布できない可能性がある。
このため、特許文献2・3の技術では、パイプ部材101に案内部材を設け、これによって均一化を図るようになっている。
また、このスリットは、離型剤ガイド上で、パイプとの接点を越えて延びていることが好ましい。
また、離型剤ガイドは、塗布部材に近い方を下げた状態で、パイプに対して傾斜した状態で接触していることが好ましい。
また、離型剤ガイドのスリットについては、パイプの孔よりも多く形成することが好ましい。
また、本塗布機構では、離型剤ガイドを、耐離型剤性を有する材料から構成することが好ましい。
また、本発明の印刷装置は、本塗布機構を備えた定着装置を有するものである。
ここで、定着ローラは、画像の転写された印刷用紙を圧着することで、用紙に画像を定着させるためのローラである。
また、離型剤とは、定着ローラへの画像転移(画像のオフセット)や、定着ローラへの印刷用紙の巻き付きを防止するために、定着ローラに塗布しておくものである。このような離型剤としては、例えば、シリコーンオイルを用いることが可能である。
この離型剤塗布ローラは、パイプよりも下側に配置され、定着ローラに沿って配置され、定着ローラに接触しながら回転するものである。そして、この離型剤塗布ローラは、パイプから排出されて自身に供給された離型剤を、定着ローラに塗布する機能を有している。
この塗布部材は、離型剤塗布ローラに対し、下側から離型剤を塗布するものである。
また、離型剤ガイドは、パイプから排出された離型剤を塗布部材に供給するためのものである。
また、「離型剤塗布ローラより下側(上側)」とは、離型剤塗布ローラの中心よりも下側(上側)の領域を指す。
ここで、パイプの中心を通る垂線とは、パイプの中心から鉛直方向下側に延びる、仮想的な直線である。
すなわち、本塗布機構では、離型剤ガイドの一部が、高温の離型剤塗布ローラを避けるような(離型剤塗布ローラを迂回するような)形状となっている。
従って、本塗布機構では、塗布ローラの熱による離型剤ガイド上の離型剤劣化を抑制することが可能となっている。
また、印刷装置の定着装置に本塗布機構を備えることで、熱による離型剤の劣化を抑制可能な定着装置を実現できる。
この構成では、パイプに離型剤ガイドを接触させている。このため、パイプから排出された離型剤を、パイプと離型剤ガイドとの接点(接線)で、表面張力によりパイプの長手方向(パイプの延びる方向)に拡散させた後、塗布部材に運ぶことが可能となる。
これにより、パイプから排出された離型剤を、スリットを通して、離型剤ガイドの裏面側にも伝達できる。従って、離型剤ガイドの両面を用いて離型剤を塗布部材に供給することが可能となるため、離型剤の供給速度を向上させられる。
なお、この構成では、離型剤は、離型剤ガイドにおけるスリットのない部分(スリット間;案内部)を流れることとなる。
すなわち、パイプから排出された離型剤は、パイプの中心を通る上記した垂線の両側のパイプ外壁をつたい落ち、パイプと離型剤ガイドとの接点の両側で、離型剤ガイドに受け止められる。
そして、離型剤ガイドにおける塗布部材に近い側に落ちた離型剤は、そのまま離型剤ガイドを伝って塗布部材に到達する。
一方、塗布部材に遠い側に落ちた離型剤は、塗布部材までの経路に、パイプと離型剤ガイドとの接点が存在するため、そのままでは塗布部材に流れられない。
そこで、離型剤ガイドに、パイプとの接点を越えるようにスリットを設けることで、塗布部材に遠い側に落ちた離型剤を、スリットを介して離型剤ガイドの裏面に抜けさせ、この裏面を介して塗布部材に供給することが可能となる。これにより、離型剤ガイドとパイプとの間にオイルを溜めてしまうことを回避できる。
ここで、傾斜した状態とは、もちろん、水平状態や、垂直(鉛直)方向に立った状態ではない状態のことである。
これにより、塗布部材に近い側で離型剤ガイドに受け止められたオイルを、そのまま塗布部材に流せる。一方、塗布部材に遠い側で受け止められたオイルを、塗布部材から遠い方向(離型剤ガイド上で塗布部材から離れる方向)に流してしまうことを回避できる。
離型剤ガイドを流れる離型剤は、スリットを越えるようには移動しにくい。このため、スリットを多く形成すれば、パイプと離型剤ガイドとの間の表面張力によって長手方向に拡散した離型剤を、その拡散状態を維持したまま、塗布部材に到達させることが可能となる。
また、本塗布機構の使用中に、接着力の低下により、離型剤ガイドがパイプから剥れてしまうことも回避できる。さらに、離型剤ガイドを交換することも容易である。
ここで、耐離型剤性を有する材料とは、離型剤の浸透を回避できる材料(離型剤の浸透しない材料)のことである。
図2は、本実施の形態にかかるディジタルカラー複写機である、複写機1の構成を示す説明図である。この複写機1は、通常の複写機としての機能に加えて、ファクシミリ装置およびプリンターとしての機能を兼ね備えたものである。
また、RADF112は、スキャナー部110による原稿画像の読み取り後、原稿を裏返し、再び原稿台111に搬送する機能も有している。これにより、複写機1では、原稿における両面の画像を、スキャナー部110に読み取らせることが可能となっている。
第1の走査ユニット113は、原稿画像を露光する露光ランプと、原稿からの反射光像を所定の方向に偏向させる第1ミラーとを有している。そして、原稿台111の下面に対して一定の距離を保ちながら、所定の走査速度で原稿台111と平行に往復移動するように設定されている。
図2に示すように、これら画像形成ステーションPa〜Pdは、感光体ドラム222a〜222dを備えており、さらに、帯電器223a〜223d,現像装置224a〜224d,転写用放電器225a〜225dおよびクリーニング装置226a〜226dが、感光体ドラム222a〜222dの周囲に、矢印F方向に沿って配置されている。
さらに、図2に示すクリーニング装置226a〜226dは、印刷用紙への転写後に感光体ドラム222a〜222d上に残留するトナーを除去する機能を有している。
取出しローラ252は、印刷用紙カセット251から、印刷用紙Pを1枚毎に出紙するためのピックアップローラーである。
また、搬送ローラ252…は、印刷用紙カセット251から出紙された印刷用紙Pを、主搬送路Lに送り込み、この搬送路L上を搬送させるものである。
なお、この定着装置217については、後に詳細に説明する。
この副搬送経路Sは、印刷用紙Pを裏返して画像形成部210に再供給するための搬送経路である。
すなわち、副搬送経路Sに送り込まれた印刷用紙Pは、スイッチバック搬送経路221を介して裏返された後、搬送ローラ261…によって副搬送経路S上を搬送されて、画像形成部210に対して再度供給されるように設定されている。
図3は、定着装置217の構成を示す斜視図である。また、図4は、定着装置217の構成を示す正面図である。
これらの図に示すように、定着装置217は、定着ローラ(上定着ローラ)11および加圧ローラ(下定着ローラ)12からなる定着ローラ対を備えている。
なお、定着ローラ11および加圧ローラ12は、いずれも、シートを加熱・加圧するものであるが、便宜的に、互いに異なる名称を付している。
クリーニングローラ14は、フェルトの表面を有するローラであり、ローラ11・12と摺接して、ローラ11・12の表面に付着したオフセットトナーを回収するものである。
ここで、オフセットトナーとは、定着にかかる印刷用紙に転写されたトナー画像から、ローラ11・12に移ってしまったトナーである。
これにより、定着制御部は、ローラ11・12における加熱ヒータ11c・12cのON/OFFを切り替えて、ローラ11・12の表面温度を調節するようになっている。
本塗布機構は、ローラ11・12の側部および下部に設けられており、定着ローラ11の表面に、シリコーンオイル(離型剤;以下、オイルとする)を均一に塗布するためのものである。
なお、本塗布機構において使用されるオイルは、ジメチルポリシロキサン構造を有する、25℃での動粘度が100csのものである。
ポンプ22は、オイルタンク21内のオイルを吸い上げるものであり、ピエゾ式ポンプまたは電磁式ポンプから構成できる。
パイプ部24は、定着ローラ11の長手方向(図4の紙面に垂直な方向)に沿って、定着ローラ11(およびオイル塗布ローラ16)に並んで延びる、定着ローラ11とほぼ同じ長さの中空のパイプ(後述)を有している。
そして、パイプ部24は、このパイプに供給されるオイルを、その全長の全域からフェルト25に供給する機能を有している。
また、フェルト台25aは、オイル塗布ローラ16の中心より下側で、定着装置217の筐体(あるいは複写機1の筐体)に備えられた板金300に固定されている。
そして、このオイル塗布ローラ16は、定着ローラ11に従動して回転することで、定着ローラ11の表面に、フェルト25から供給されたオイルを塗布する機能を有している。
そして、オイルパン26は、フェルト25から落下したこのようなオイル(余剰オイル)を受けとめるための、皿状の部材である。
オイルパン26に受けとめられたオイルは、チューブ部材27によって、オイルタンク21に戻される。
なお、オイルセンサ28は、オイルタンク21に十分な量のオイルが注入されたことを検出した場合、検出結果を定着制御部に伝える。これにより、上記の表示あるいは印刷不可状態が解消されることとなる。
図1は、パイプ部24の構成を示す断面図であり、図5は同じく展開図(ガイドシート33を平面的に表現した図)である。
これらの図に示すように、パイプ部24は、パイプ31,ガイドシート33から構成されている。
この孔41は、パイプ31の上部(頂上部)に並んで配されており、パイプ31に供給されたオイルを排出するためのものである。
さらに、パイプ31の他方の端部(最下流)は、オイルを漏らさないためのカシメ処理(先端をプレス機等によってつぶす処理)がなされている。
従って、パイプ31に供給されたオイルは、全て、孔41から排出されるようになっている。
そして、このガイドシート33は、オイル塗布ローラ16の上側に位置するパイプ31の孔41から排出されたオイルを、オイル塗布ローラ16の側部を通過させて、オイル塗布ローラ16の下側に設けられたフェルト25に向けて案内する(運ぶ)ためのものである。
また、ガイドシート33では、中間部52の大部分が、パイプ31の中心(孔41の中心)から鉛直方向に延びる垂線Sよりも、オイル塗布ローラ16から離れる方向に膨らんだ(湾曲した)状態となっている。
また、フェルト台25aの端部は、下端部53を超えて中間部52と重なるように設定されている。
すなわち、ガイドシート33は、フェルト25に近い方を下げた状態で、パイプ31に対して傾斜した状態で接触している。
なお、「フェルト25に近い(遠い)」とは、パイプ31からフェルト25までの、ガイドシート33に沿った経路上での近さ(遠さ)であり、実際の距離とは無関係なものである。
なお、本塗布機構では、ガイドシート33の上端部51は、パイプ31と接することを回避するように配置されている。
これら複数のスリット61は、中間部52の延びる方向(下端部53からパイプ31との接点に向かう方向)に沿って、互いに平行に設けられた、幅4mmの隙間(開口)である。そして、2つのスリット61・61間が、オイルを案内する案内部62となっている。
なお、案内部62も、スリット61と同様に4mmの幅を有している。
また、上端部51および下端部53は、このようなスリット61を設けておらず、面一の状態となっている(ガイドシート33におけるスリット61を有する部分が中間部52であり、その両端のスリット61のない部分が端部51・53である)。
このオイル排出口71は、余分なオイルをオイルパン26に排出するためのものである。
定着ローラ11に対するオイル塗布では、まず、ポンプ22が、オイルタンク21内のオイルを吸い上げ、チューブ部材23を介してパイプ部24に供給する。
パイプ部24に供給されたオイルは、パイプ31内に貯蔵されてゆき、パイプ31内の容量を超えた段階で、孔41から排出される。
その後、オイルは、スリット61を介して中間部52の裏面(オイル塗布ローラ16側の面)にも進入する。そして、垂線Sよりもオイル塗布ローラ16から離れる方向に膨らんでいる中間部52の裏面および表面上(案内部62上)を流れ、下端部53に到達する。
一方、中間部52の表面を流れてきたオイルは、ガイドシート33の下側で、下端部53より中間部52側に突き出たフェルト台25aに到達する。その後、スリット61を介して中間部52の裏面に進入し(浮かび上がり)、下端部53上を介してフェルト25にたどり着くようになっている。
ここで、フェルト25からオイル塗布ローラ16に伝わり定着ローラ11に供給されるオイルは、フェルト25に到達したオイルの10%程度である。そして、残りの90%のオイルは、フェルト25から溢れ出て、フェルト25の端部(オイル塗布ローラ16側の端部)およびオイル排出口71から、オイルパン26に排出される。
すなわち、本塗布機構では、ガイドシート33の一部が、高温のオイル塗布ローラ16を避けるような(オイル塗布ローラ16を迂回するような)形状となっている。
従って、本塗布機構では、ガイドシート33を流れるオイルが塗布ローラの熱によって劣化してしまうことを抑制することが可能となっている。
また、このような定着ローラ11に接しているオイル塗布ローラ16は、その表面温度が150℃程度となる。
従って、本塗布機構では、ガイドシート33をオイル塗布ローラ16を迂回する形状とすることで、ガイドシート33からフェルト25に達するまでの間、オイルのさらされる温度を100℃程度に保つことが可能となっている。
これにより、パイプ31から排出されたオイルを、スリット61を通して、ガイドシート33の裏面側にも伝達できる。従って、ガイドシート33の両面を用いてフェルト25にオイルを供給することが可能となる。このため、オイルの供給速度を向上させられる。
これは、パイプ31とスリット61のない上端部51とが接触している場合、孔41からオイル塗布ローラ16側(フェルト25から遠い側)に溢れたオイルが、パイプ31と上端部51との間に蓄積し、長手方向の両端部からこぼれ落ちてしまうからである。
この構成では、ガイドシート33は、パイプ31との接点Cを挟んで、フェルト25に近い方から遠い方に向かって上がった状態となる。
これにより、フェルト25に近い側でガイドシート33に受け止められたオイルを、そのままフェルト25に流せる。一方、フェルト25に遠い側で受け止められたオイルを、フェルト25から遠い方向(ガイドシート33上でフェルト25から離れる方向)に流してしまうことを回避できる。
また、本塗布機構の使用中に、接着力の低下により、ガイドシート33がパイプ31から剥れてしまうことも回避できる。さらに、ガイドシート33を交換することも容易である。
なお、多量のオイルをフェルト25に含ませると、オイル塗布ローラ16に対するオイル塗布の均一性を損ないやすくなる。従って、オイル排出口71を設け、余剰オイルをオイルパン26に回収させることが好ましい。
ここで、パイプ31は、オイル塗布ローラ16よりも完全に上側であっても(すなわち、パイプ31の下端がオイル塗布ローラ16の上端より上側にあっても)よいし、また、オイル塗布ローラ16よりも部分的に上側にあるだけでも(パイプ31の中心がオイル塗布ローラ16の中心よりも上側にあるだけでも)よい。
ここで、ガイドシート33を薄くし過ぎると、複写機1の組立て時にガイドシート33を破損させやすくなり、また、ガイドシート33の弾性力を低めてしまうため、好ましくない。
そこで、ガイドシート33の厚さとしては、0.025mm〜0.25mmの範囲に設定することが好ましい。
また、耐熱性を有する樹脂であれば、PET以外の他の材料を採用してもよい。
例えば、プラスチック(ポリイミド,ポリエチレンテレフタレート,ポリアミドなど)の薄板(フィルム)や金属(ステンレス鋼板など)の薄板などを、ガイドシート33の材料として使用可能である。
これに対し、ガイドシート33に浸透性のあるもの(例えばフェルト等)を用いた場合には、オイルの拡散を、ガイドシート33内での毛細管現象のみによって行うこととなる。このため、長手方向へのオイルの拡散性を減少させてしまう。また、オイルがガイドシート33の内部に留まって劣化しやすくなる。
すなわち、また、オイルを染み込ませるタイプのガイドシート33を使用する場合、ガイドシート33に十分な量のオイルを染み込ませてからでないと、フェルト25にオイルを伝達できない。このため、本塗布機構の使用開始時(使用準備時)に、大量のオイルを必要とする(流量を4〜5cc/min程度とする必要がある)とともに、使用準備に時間がかかる。
また、ガイドシート33が乾いているか否か(ガイドシート33にオイルが十分に染み込んでいるか否か)を外部から判断できないため、使用開始時でなくとも、常に、オイル流量を4〜5cc/min程度としておく必要がある。
特に、本塗布機構は、ガイドシート33とパイプ31とを、ガイドシート33の弾性力(反発力)を利用して接触させている。従って、本塗布機構の組み立て時には、ガイドシート33の反発力に抗した作用を伴うため、ガイドシート33を変形させやすい。
このため、ガイドシート33におけるスリット61の幅については、0.5mm〜5mm程度とすることが好ましい。
なお、スリット61の幅が0.5mm以下の場合には、スリット61内にゴミや紙粉を詰まらせてしまう可能性がある。
また、スリット61の幅が5mmを超えると、表面張力が働きにくくなる。従って、オイルの拡散状態が悪化し、全ての案内部62およびスリット61にオイルを広げることが困難となる。
また、ガイドシート33の案内部62を、フェルト25に向かうほど広くなるように形成してもよい。
中間部52を流れるオイルは、スリット61をまたぐ(越える)ようには移動しにくい。このため、スリット61を多く形成すれば、パイプ31とガイドシート33(中間部52)との間の表面張力によって長手方向に拡散したオイルを、その拡散状態を維持したまま、フェルト25に到達させることが可能となる。
ここで、スリット61を、下端部53にも設けるようにしてもよい。
ピエゾタイプのポンプは、AC電源の周波数により動作するものであり、DC電源で駆動する電磁ポンプよりも高価(電磁ポンプのほぼ倍程度の値段)である。このため、低価格な電磁ポンプを使用することも好ましい。
また、このような電磁ポンプの流量は、供給するパルス電流のパルス幅および周期を調整することにより、1〜10cc/min.の範囲内で設定可能である。
一方、ガイドシート33の材料として浸透性を有するもの(フェルト等)を使用する場合、4〜5cc/min.の流量でオイルを供給する必要がある。
ここで、100cs未満のオイルは、定着装置217に使用する場合に引火点が低く危険である。また300csを超える動粘度のオイルは、ピエゾ式やソレノイド式のポンプで供給することが困難である。
なお、本塗布機構において使用可能なオイルにおける温度に対する粘度の変化は、上記の特性に限定されない。当然、上記の特性よりも動粘度の小さいオイルを使用することも好ましい。また、動粘度の大きいオイルを使用する場合、その特性に合わせて各部の構成を適応させればよい。
すなわち、ガイドシート33の下端部53を、オイル塗布ローラ16の近傍まで延長し、その上にフェルト25を配置するようにしてもよい。この場合、オイル排出口71は、下端部53内に設けることとなる。また、板金300に対し、下端部53をネジ止めする構成となる。
LEDヘッドは、レーザー書込みユニット227a〜227dに比べ、小型で、かつ、可動部分がなく無音である。従って、複写機1のような、複数個の光書き込みユニットを必要とするタンデム方式のディジタルカラー複写機などの画像形成装置に対し、好適に用いることが可能である。
カラー画像形成装置では、離型剤の使用が非常に重要であり、離型剤の状態によって印刷品質(画像形成の品質)が大きく左右される。従って、本塗布機構を用いることが非常に有効である。
しかしながら、もちろん、モノクロ印刷用の印刷装置(モノクロの画像形成装置)に本塗布機構を適用しても、同様の効果を得ることは可能である。
12 加圧ローラ
13 剥離爪
14 クリーニングローラ
15 ローラ温度検出器
16 オイル塗布ローラ(離型剤塗布ローラ)
21 オイルタンク
22 ポンプ
23 チューブ部材
24 パイプ部
25 フェルト(塗布部材)
25a フェルト台(塗布部材)
26 オイルパン
27 チューブ部材
28 オイルセンサ
29 ブレード
31 パイプ
33 ガイドシート(離型剤ガイド)
51 上端部
52 中間部
53 下端部
61 スリット
62 案内部
71 オイル排出口
217 定着装置
300 板金
B ビス
C 接点
S 垂線
Claims (10)
- 印刷装置の定着ローラに離型剤を塗布する離型剤塗布機構であって、
定着ローラに沿って延びるパイプに形成された複数の孔から離型剤を排出し、
定着ローラに接触しながら回転する離型剤塗布ローラに対し、パイプから排出された離型剤を離型剤ガイドを介して供給する離型剤塗布機構において、
上記離型剤塗布ローラに対し、下側から離型剤を塗布する塗布部材を備えており、
上記パイプが、離型剤塗布ローラよりも上側に配されており、
上記離型剤ガイドが、パイプから排出された離型剤を塗布部材に供給するように設計されており、
さらに、上記離型剤ガイドの一部が、パイプの中心を通る垂線よりも、離型剤塗布ローラから離れた側に膨らんでいることを特徴とする離型剤塗布機構。 - 上記離型剤ガイドは、
下端部が塗布部材に固定されており、
この固定位置から、上記垂線よりも離型剤塗布ローラから離れる方向にいったん延び、さらに、上記垂線よりも離型剤塗布ローラ側に折り返し、パイプの下部に接触するように設計されていることを特徴とする請求項1に記載の離型剤塗布機構。 - 上記離型剤ガイドは、下端部からパイプとの接点に向かって延びるスリットを有していることを特徴とする請求項2に記載の離型剤塗布機構。
- 上記スリットが、離型剤ガイド上で、パイプとの接点を越えて延びていることを特徴とする請求項3に記載の離型剤塗布機構。
- 上記離型剤ガイドが、パイプに対して、傾斜した状態で接触していることを特徴とする請求項2に記載の離型剤塗布機構。
- 上記スリットが、パイプの孔よりも多く形成されていることを特徴とする請求項3に記載の離型剤塗布機構。
- 上記離型剤ガイドが、塗布部材に近い方を下げた状態で、パイプに対して傾斜した状態で接触していることを特徴とする請求項2に記載の離型剤塗布機構。
- 上記離型剤ガイドが、耐離型剤性を有する材料からなることを特徴とする請求項1に記載の離型剤塗布機構。
- 請求項1〜8のいずれかに記載の離型剤塗布機構を備えた定着装置。
- 請求項9に記載の定着装置を備えた印刷装置。
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