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JPH07271217A - 板状ヒータおよび定着装置ならびに画像形成装置 - Google Patents

板状ヒータおよび定着装置ならびに画像形成装置

Info

Publication number
JPH07271217A
JPH07271217A JP6417394A JP6417394A JPH07271217A JP H07271217 A JPH07271217 A JP H07271217A JP 6417394 A JP6417394 A JP 6417394A JP 6417394 A JP6417394 A JP 6417394A JP H07271217 A JPH07271217 A JP H07271217A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
heating element
resistance heating
substrate
paper
plate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP6417394A
Other languages
English (en)
Inventor
Megumi Takeuchi
恵 竹内
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Lighting and Technology Corp
Original Assignee
Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Lighting and Technology Corp filed Critical Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority to JP6417394A priority Critical patent/JPH07271217A/ja
Publication of JPH07271217A publication Critical patent/JPH07271217A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】 【目的】紙のカールを防止ないし低減する。 【構成】耐熱性電気絶縁性材料からなる基板12と、こ
の基板12の一平坦面12a上に形成された帯状の抵抗
発熱体13と、この抵抗発熱体13の外面を被覆して電
気的に絶縁するように基板12の一平坦面12a上に形
成されて、移動中の複写用紙等の紙Pに抵抗発熱体から
の発熱を伝熱せしめるオーバーコート層15とを有す
る。オーバーコート層15の出側out端部に、その厚
さが抵抗発熱体13から遠ざかるに従って厚くなる増厚
端部16を形成し、その一面に立上り斜面17を形成す
る。この斜面17の立上り部に、加圧ローラ等と直接ま
たは間接に接触する接触部中心Oを位置させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、OA機器,家庭用電
気機器や精密製造設備などの小形機器類に装着されて用
いられる薄形の板状ヒータおよびこの板状ヒータを実装
した複写機やファクシミリなどのトナー定着に用いられ
る定着装置ならびにこの定着装置を用いた画像形成装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、電子式複写機においては、トナ
ー画像を形成した複写用紙を定着用の板状ヒータと加圧
ローラとの間を直接または間接に挟圧しながら通過さ
せ、このヒータの加熱によって複写用紙上のトナーが加
熱,溶融し定着するようになっている。
【0003】この種の従来の定着用の板状ヒータとして
は図6,図7に示すような構成のものが実用化されてい
る。このヒータHはアルミナ(Al2 3 )セラミック
スなどからなる細長平板状の耐熱性・電気絶縁性基板1
の表面側1aに、銀・パラジウム合金(Ag・Pd)粉
末などをガラス粉末(無機結着剤),有機結着剤と混練
して調合したペーストを印刷塗布して焼成し、細長い帯
状厚膜の抵抗発熱体2を形成し、この抵抗発熱体2の両
端部分に銀あるいは銀・白金(Ag・Pt)合金,銀・
パラジウム合金(Ag・Pd)等の良導電体からなる膜
を形成して一対の給電端子部3a,3bを構成し、さら
にこの抵抗発熱体2の外表面をガラス質のオーバーコー
ト層4で被覆して、耐摩耗性や耐衝撃性などの機械的強
度の向上および硫化や酸化等からの耐蝕保護と加圧ロー
ラ等との電気的絶縁を図っている。
【0004】そして、複写機の定着装置は図8に示すよ
うに上記板状ヒータHと加圧ローラ5とを対向させて平
行に配設し、回転軸を有する加圧ローラ5の表面の耐熱
性弾性材料で構成したローラ部分と板状ヒータHのオー
バーコート層4とが直接、あるいは環状無端耐熱性シー
ト6を介して間接的に弾接するようになっている。
【0005】また、複写用紙Pが板状ヒータHの無端耐
熱性シート6と加圧ローラ5との間に入側inから供給
されると、加圧ローラ5の回転により、複写用紙Pがヒ
ータHのオーバーコート層4上を耐熱シート6を介して
滑りながら圧送され、この間にヒータHの熱によって複
写用紙P上のトナーTが加熱されて溶融し、紙Pに定着
されて、出側outから排出されるようになっている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のヒータHでは、複写用紙Pを耐熱シート6を
介して移動せしめるオーバーコート層4の図中上面が平
坦面であるので、複写用紙Pは抵抗発熱体2の真上で高
温に加熱された直後に排出され、この排出方向はフリー
となる。このために、複写用紙Pは加圧ローラ5により
加圧されることにより、図8に示すようにカールすると
いう課題がある。
【0007】そこで本発明はこのような事情を考慮して
なされたもので、その目的は複写用紙等の紙のカールを
防止ないし低減することができる板状ヒータおよび定着
装置ならびに画像形成装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、複写用紙Pを
加熱した後に、所定方向に誘導しながら徐々に冷却して
排出すると、複写用紙Pのカールが防止ないし低減する
という新しい知見に基づいてなされたものであり、次の
ように構成される。
【0009】本願の請求項1に記載の発明は、耐熱性電
気絶縁性材料からなる基板と、この基板の一平坦面上に
形成された帯状の抵抗発熱体と、この抵抗発熱体の外面
を被覆して電気的に絶縁するように前記基板の一平坦面
上に形成されて、移動中の被加熱体に前記抵抗発熱体か
らの発熱を伝熱せしめるコート層とを具備し、このコー
ト層の一端部に、その厚さが前記抵抗発熱体から遠ざか
るに従って次第に厚くなる増厚部を形成したことを特徴
とする。
【0010】また、本願の請求項2に記載の発明は、コ
ート層の増厚端部側に、第2の抵抗発熱体を設けている
ことを特徴とする。
【0011】さらにまた、本願の請求項3に記載の発明
は、耐熱性電気絶縁性材料からなる基板と、この基板の
一平坦面上に形成された帯状の抵抗発熱体と、この抵抗
発熱体に隣接し且つ抵抗発熱体に沿って前記基板の一平
坦面上に形成された電気絶縁層とを具備し、この電気絶
縁層は、その厚さが前記抵抗発熱体から遠ざかるに従っ
て次第に厚くなる増厚部を形成したことを特徴とする。
【0012】さらに、本願の請求項4に記載の発明は、
請求項1〜3のいずれか1項に記載の板状ヒータに、そ
のコート層の増厚端部側が前記被加熱体の排出側になる
ように回転自在の加圧ローラを対向配置し、この加圧ロ
ーラと前記コート層との接触中心部がこのコート層の増
厚端部の立上り部に位置するように構成したことを特徴
とする。
【0013】さらにまた、本願の請求項5に記載の発明
は、請求項4記載の定着装置を具備していることを特徴
とする。
【0014】
【作用】被加熱体の例えば複写用紙等の紙が抵抗発熱体
により加熱された直後、この紙は加圧ローラによって加
圧されながらコート層の増厚端部の立上り斜面に沿って
所定の方向に排出され、抵抗発熱体から遠ざかるに従っ
て徐々に冷却される。このために、紙のカールを防止な
いし低減することができる。
【0015】また、コート層の増厚端部側に第2の抵抗
発熱体を設ける場合には、第2の抵抗発熱体の発熱温度
を、第1の抵抗発熱体の発熱温度よりも低くすることに
より、コート層の増厚端部で急冷されるのを防止して、
徐冷することができる。このために長く加圧されている
ため、紙のカールを防止ないし低減することができる。
【0016】さらに、加圧ローラとコート層とが直接、
または間接に接触する接触部中心を、コート層の増厚端
部の立上り部に位置させる場合には、その紙を増厚端部
の立上り斜面に沿って、より確実に所定の方向に排出す
ることができ、その分、紙のカール防止ないし低減を確
実にすることができる。
【0017】
【実施例】以下、本発明の実施例を図1〜図5に基づい
て説明する。なお、図1〜図5中、同一または相当部分
には同一符号を付している。
【0018】図1は図2のI−I線断面図、図2は本発
明に係る板状ヒータの一実施例の平面図であり、これら
の図において、板状ヒータ11は、耐熱性電気絶縁性材
料、例えばアルミナ(Al2 3 )セラミックスからな
る長さ約300mm,幅約8mm,厚さ約0.6〜約1mmの
大きさの細長平板状の基板12の表面12a上に、その
長手方向に沿って、長さ約230mm,幅約2mm,厚さ約
10μmの銀・パラジウム(Ag・Pd)合金やニッケ
ル・錫(Ni・Sn)合金等を主体とする帯状の抵抗発
熱体13を形成している。
【0019】この抵抗発熱体13の両端部には長さ約1
5mm,幅約6mmの幅広な銀(Ag),白金(Pt),金
(Au)や銀・白金(Ag・Pt)合金,銀・パラジウ
ム(Ag・Pd)合金等を主体とする良導電体膜からな
る一対の給電用の端子部14a,14bを重層して形成
している。
【0020】また、基板12の表面12a上には、一対
の給電端子部14a,14bと基板12の長手方向両端
部を除くほぼ全面を覆うように、ガラス粉末等からなる
層厚さが70〜100μm、または100〜500μm
のガラス質のオーバーコート層15を形成している。
【0021】オーバーコート層15は図1に示すよう
に、その図中上面上に、被加熱体である複写用紙等の紙
Pを直接または間接に入側inから出側outに向けて
滑動させ、その際に、抵抗発熱体13の発熱により紙P
の一面に付着されたトナー像Tを加熱することにより、
この紙Pにトナー像Tを定着させるものである。
【0022】そして、図1に示すように、オーバーコー
ト層15は、その厚さを、抵抗発熱体13から遠ざかる
に従って増して行き、その出側out端部を増厚端部1
6に形成している。この増厚端部16の立上り斜面17
の立上り部には後述する加圧ローラと直接または間接に
接触する接触部中心Oを位置させ、複写用紙Pをこの立
上り斜面17に沿って図中白矢印で示すように所定の方
向へ確実に排出させるようになっている。
【0023】これら斜面17の形成方法の一例として
は、オーバーコート層15をスクリーン印刷により、複
数層を積層することにより形成する際に、その各層のコ
ートパターンを変える方法がある。
【0024】図3(A)〜(E)はこのような板状ヒー
タ11の種々の変形例を示しており、図3(A)で示す
板状ヒータ11Aは、オーバーコート層15aの出側ou
t に形成した増厚端部16aの立上り斜面17aの立上
り部に位置する接触部中心Oに、抵抗発熱体13Aを、
その幅方向中心がほぼ一致するように配置した点に特徴
がある。
【0025】図3(B)で示す板状ヒータ11Bは、オ
ーバーコート層15bの出側out端部の増厚端部16
bの厚さを、入側端部15b1 の厚さとほぼ同じ、また
僅少増厚し、これら両端部15b1,16bを一体に連成
する中間部上面を凹弧面17bに形成し、この凹弧面1
7bの幅方向中心部、つまり、立上り斜面の立上り部
に、接触部中心Oを位置せしめている。
【0026】図3(C)で示す板状ヒータ11Cは、オ
ーバーコート層15cにおける増厚端部16cの立上り
斜面17cの立上り部に凹弧面17c1 を一体に連成
し、この凹弧面17c1 の幅方向中心部、つまり、立上
り斜面17cの立上り部に、接触部中心Oを位置させて
いる。
【0027】図3(D)で示す板状ヒータ11Dは、オ
ーバーコート層15dに、図3(A)のオーバーコート
層15aとほぼ同様の増厚端部16dを形成し、その立
上り斜面17cの立上り部に、接触部中心Oを位置させ
ているが、このオーバーコート層15dの入側端部15
d1 側に第1の抵抗発熱体13d1 を設ける一方、出側
outの増厚端部16d側にも第2の抵抗発熱体13d
2 を設けた点に特徴がある。
【0028】図3(E)で示す板状ヒータ11Eは、オ
ーバーコート層15eの増厚端部16e内に、第2の抵
抗発熱体13e2 を基板12の表面上から浮かした状態
で埋設した点に特徴があり、これ以外は前記板状ヒータ
11Dと同様に構成されている。つまり、オーバーコー
ト層15eは前記板状ヒータ11Dのオーバーコート層
15dとほぼ同様の形状をなし、その入側inに第1の
抵抗発熱体13e1 を基板12の表面12a上に密着さ
せて設け、立上り斜面17eの立上り部に接触部中心O
を位置させている。
【0029】以上の各板状ヒータ11A〜11Eは、み
なオーバーコート層15a〜15eの出側outに、厚
さや形状に若干の相違があるものの、増厚端部16a〜
16eを形成し、その立上り斜面17a〜17eの立上
り部に、加圧ローラとの接触部中心Oを位置せしめてい
るので、これら各オーバーコート層15a〜15eの図
中上面上を直接または間接に滑動する複写用紙Pを接触
部中心Oとその前後において、加圧ローラにより強く押
し付けながら、その回転により、各立上り斜面17a〜
17eに沿ってその延長線上に、所要角で排出すること
ができる。しかも、この複写用紙Pはその排出により入
側inの抵抗発熱体13a,13b,13c,13d1
,13e1 から次第に遠ざかるので、徐々に冷却され
る。
【0030】つまり、複写用紙Pを板状ヒータ11A〜
11Eの抵抗発熱体13a〜13c,13d1 ,13e
1 により高温で加熱した後に、この複写用紙Pをオーバ
ーコート層15a〜15dの立上り斜面17a〜17e
と加圧ローラとにより挟圧しながら、この立上り斜面1
7a〜17eに沿って所定方向へ排出し、徐々に冷却す
るので、この複写用紙Pのカールを防止ないし低減する
ことができる。
【0031】また、板状ヒータ11D,11Eは、第1
の抵抗発熱体13d1 ,13e1 の他に第2の抵抗発熱
体13d2 ,13e2 を設けているが、この第2の抵抗
発熱体13d2 ,13e2 の発熱温度を第1の抵抗発熱
体13d1 ,13e1 よりも低く設定することにより、
複写用紙Pの排出による急冷を防止して、徐々に冷却す
ることができる。
【0032】なお、オーバーコート層15a〜15eと
は別体で電気絶縁層を設けて、これに増厚端部16に相
当する増厚部を設けてもよい。
【0033】図4はこのように構成された板状ヒータ1
1,11A〜11Dの例えば11を組み付けた定着装置
21であり、これは軸方向両端面に回転軸22を突設し
た円筒形ローラ本体23の外面に耐熱性弾性材料、例え
ばシリコーンゴム層24を嵌合して加圧ローラ25を形
成している。
【0034】この加圧ローラ25は、その回転軸22と
対向して板状ヒータ11を並設しており、板状ヒータ1
1は図示しない基台に取り付けられている。
【0035】そして、板状ヒータ11を含む基台の周囲
にはポリイミド樹脂のような環状無端耐熱シート26が
巻装されていいて、抵抗発熱体13の真上のオーバーコ
ート層15外表面はこの耐熱シート26を介し加圧ロー
ラ25のシリコーンゴム層24と弾性的に接している。
この接触部中心Oが板状ヒータ11のオーバーコート層
15の立上り斜面17の立上り部に位置するように加圧
ローラ25が配設され、立上り斜面17に沿って複写用
紙Pを所定の方向へ排出させるようになっている。
【0036】そして、板状ヒータ11は給電端子部14
a,14bに接触した燐青銅板等からなる弾性が付与さ
れたコネクタ(図示せず)を通じて通電され、発熱した
抵抗発熱体13のオーバーコート層15上に設けた耐熱
シート26の外面とシリコーンゴム層24との間で、ト
ナー像Tを形成した複写用紙Pを板状ヒータ11でもっ
て加熱することにより、未定着トナー像Tを溶融し、複
写用紙Pに定着させている。
【0037】つまり、加圧ローラ25の複写用紙P入側
inでは、複写用紙P上の未定着トナー像Tがまず耐熱
シート26を介して板状ヒータ11により加熱溶融さ
れ、少なくともその表面部は融点を大きく上回り完全に
軟化溶融する。しかる後、加圧ローラ25の複写用紙P
出側outでは、複写用紙Pが板状ヒータ11から離
れ、トナー像Tは自然放熱して再び冷却固化し、耐熱シ
ート26も複写用紙Pから離反される。
【0038】このようにトナー像Tは一旦完全に軟化溶
融された後、加圧ローラ25の用紙出側outで再び冷
却固化するので、トナー像Tの凝縮力は非常に大きくな
っている。
【0039】そして、板状ヒータ11の紙出側outで
は図1にも示すようにオーバーコート層15の増厚端部
16が形成されているので、複写用紙Pの先端部が増厚
端部16の立上り斜面17と加圧ローラ25とにより挟
圧されて、斜面17に案内されながら、所定の方向へ排
出され、徐々に冷却される。つまり、複写用紙Pを板状
ヒータ11の抵抗発熱体13により高温で加熱した後
に、この複写用紙Pをオーバーコート層15の立上り斜
面17と加圧ローラとにより挟圧しながら、この立上り
斜面17に沿って所定の方向へ排出し、徐々に冷却する
ので、この複写用紙Pのカールを防止ないし低減するこ
とができる。
【0040】図5はこのように構成された定着装置21
を組み込んだ電子式複写機31の構成を示しており、こ
の複写機31は筺体32の上面に設けた透明ガラスなど
の透明部材からなる原稿載置台33を図中矢印方向に往
復動して原稿34を走査するようになっている。
【0041】筺体32内の上部には光照射用のランプ3
5が設けられており、このランプ35により照射された
原稿34からの反射光線が短焦点小径結像素子アレイ3
6によって感光ドラム37上にスリット露光される。感
光ドラム37は例えば酸化亜鉛感光層あるいは有機半導
体感光層が被覆されたものであり、矢印方向に回転す
る。
【0042】また、帯電器38は感光ドラム37上に一
様に帯電を行なうものであり、この帯電器38により帯
電された感光ドラム37には、結像素子アレイ36によ
って画像露光が行なわれた静電画像が形成される。この
静電画像は、現像器39による加熱で軟化溶融する樹脂
等から成るトナーを用いて顕像化される。
【0043】一方、カセット40内に収納されている複
写用紙Pは、給送ローラ41と感光ドラム37上の画像
と同期するようにタイミングをとって上下方向で圧接し
て回転される対の搬送ローラ42によって、感光ドラム
37上に送り込まれる。そして、転写放電器43によっ
て感光ドラム37上に形成されているトナー像Tは複写
用紙P上に転写される。
【0044】この後、感光ドラム37上から離れた複写
用紙Pは、搬送ガイド44によって前述した定着装置2
1に導かれ、ここで加熱定着処理された後にトレイ45
に排出される。なお、トナー像を転写後、感光ドラム3
7上の残留トナーはクリーナ46によって除去される。
【0045】上記定着装置21は複写用紙Pの移動方向
と直交する方向に、この複写機31が複写できる最大判
用紙の幅(長さ)に合せた有効長、すなわち最大判用紙
の幅(長さ)よりも長い抵抗発熱体13(図1,図2参
照)を延在させた板状ヒータ11を配置しており、耐熱
シート26を介して板状ヒータ11と加圧ローラ25と
の間を送られる複写用紙P上の未定着トナー像Tは、抵
抗発熱体13からの熱を受けて溶融し、複写用紙P面上
に文字,英数字,図面等の複写像を現出させる。
【0046】このような、定着装置21による複写像は
抵抗発熱体12は、複写機31が許容する最大判用紙の
長さ(幅)以上に亘り細長に連続形成してあり、その延
在方向にほぼ均一な温度分布が得られ、複写用紙Pに
は、全面に亘り転写むら等が無い同一コントラストの鮮
明な高品質の複写が得られる。
【0047】また、この定着装置21は前記したよう
に、複写用紙Pのカールを低減ないし防止することがで
きる。
【0048】なお、この発明は上記実施例に限定され
ず、例えば板状ヒータ11の基板12の材質はアルミナ
(Al2 3 )セラミックスに限らず、他の材質のセラ
ミックスやガラス,ポリイミド樹脂のような耐熱性の高
い合成樹脂部材などであってもよい。
【0049】また、抵抗発熱体12や基板11を覆うオ
ーバーコート層15の形成は必須のものではなく、しか
も、これを形成する場合でも、そのガラスの材質は実施
例のものに限らず、発熱温度やそれぞれ使用する状況に
応じて適宜選べることはいうまでもない。
【0050】
【発明の効果】以上説明したようにこの発明は、被加熱
体の複写用紙等の紙を抵抗発熱体により高温で加熱した
後に、この紙をオーバーコート層の立上り斜面と加圧ロ
ーラとにより挟圧しながら、この立上り斜面に沿って所
定方向へ排出し、徐々に冷却するので、この紙のカール
を防止ないし低減することができる。
【0051】また、コート層の増厚端部側に第2の抵抗
発熱体を設ける場合には、第2の抵抗発熱体の発熱温度
を、第1の抵抗発熱体の発熱温度よりも低くすることに
より、コート層の増厚端部で急冷されるのを防止して、
徐冷することができる。このために、紙のカールを防止
ないし低減することができる。
【0052】さらに、加圧ローラとコート層とが直接、
または間接に接触する接触部中心を、コート層の増厚端
部の立上り部に位置させる場合には、その紙を増厚端部
の立上り斜面に沿って、より確実に所定の方向に排出す
ることができ、その分、紙のカール防止ないし低減を確
実にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図2のI−I線断面図。
【図2】本発明に係る板状ヒータの一実施例の平面図。
【図3】(A)〜(E)は本発明に係る板状ヒータの各
種変形例の縦断面図。
【図4】図2で示す板状ヒータを具備した定着装置の縦
断面図。
【図5】図4で示す定着装置を具備した複写機の縦断面
図。
【図6】従来の板状ヒータの平面図。
【図7】図6のVII −VII 線断面図。
【図8】図6等で示す従来の板状ヒータを具備した定着
装置の縦断面図。
【符号の説明】
11,11A〜11D 板状ヒータ 12 基板 12a 基板の表面 13,13a〜13c,13d1 ,13d2 ,13e1
,13e2 抵抗発熱体 14a,14b 給電用端子部 15,15a〜15e オーバーコート層 16,16a〜16e 増厚端部 17,17a〜17c 立上り斜面 21 定着装置 22 回転軸 23 ローラ本体 25 回転プラグローラ 31 複写機 35 ランプ 36 結像素子アレイ 37 感光ドラム O 接触部中心 P 複写用紙 T トナー像

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 耐熱性電気絶縁性材料からなる基板と、 この基板の一平坦面上に形成された帯状の抵抗発熱体
    と、 この抵抗発熱体の外面を被覆して電気的に絶縁するよう
    に前記基板の一平坦面上に形成されて、移動中の被加熱
    体に前記抵抗発熱体からの発熱を伝熱せしめるコート層
    とを具備し、 このコート層の一端部に、その厚さが前記抵抗発熱体か
    ら遠ざかるに従って次第に厚くなる増厚部を形成したこ
    とを特徴とする板状ヒータ。
  2. 【請求項2】 コート層の増厚端部側に、第2の抵抗発
    熱体を設けていることを特徴とする請求項1記載の板状
    ヒータ。
  3. 【請求項3】 耐熱性電気絶縁性材料からなる基板と、 この基板の一平坦面上に形成された帯状の抵抗発熱体
    と、 この抵抗発熱体に隣接し且つ抵抗発熱体に沿って前記基
    板の一平坦面上に形成された電気絶縁層とを具備し、 この電気絶縁層は、その厚さが前記抵抗発熱体から遠ざ
    かるに従って次第に厚くなる増厚部を形成したことを特
    徴とする板状ヒータ。
  4. 【請求項4】 請求項1〜3のいずれか1項に記載の板
    状ヒータに、そのコート層の増厚端部側が前記被加熱体
    の排出側になるように回転自在の加圧ローラを対向配置
    し、この加圧ローラと前記コート層との接触中心部がこ
    のコート層の増厚端部の立上り部に位置するように構成
    したことを特徴とする定着装置。
  5. 【請求項5】 請求項4記載の定着装置を具備している
    ことを特徴とする画像形成装置。
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