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技術 定着装置

出願人 ブラザー工業株式会社
発明者 枦山智昭西垣裕次丸山泰弘
出願日 2012年9月26日 (8年3ヶ月経過) 出願番号 2012-211847
公開日 2014年4月17日 (6年8ヶ月経過) 公開番号 2014-066853
状態 特許登録済
技術分野 電子写真における定着
主要キーワード 湾曲形 発熱体側 ニップ部材 樹脂テープ 繊維質材料 カーボンヒータ 温度検知部材 ニップ板
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2014年4月17日)のものです。
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図面 (7)

課題

温度検知部材応答性が向上する定着装置を提供する。

解決手段

定着装置は、筒状の定着ベルト110と、定着ベルト110の内側に配置されたハロゲンランプ210と、定着ベルト110の内面摺接するように配置されたニップ板220と、ニップ板220との間で定着ベルト110を挟む加圧ローラ120と、ニップ板220を支持する支持部を有するステイ240と、ニップ板220に接触する温度検知部材150と、を備えている。支持部は、ハロゲンランプ210に対し用紙搬送方向の一方側でニップ板220を支持する前壁と、ハロゲンランプ210に対し用紙搬送方向の他方側でニップ板220を支持する後壁243と、を有し、温度検知部材150は、後壁243に対してハロゲンランプ210とは反対側に設けられている。そして、少なくとも後壁243とニップ板220の間には、断熱材250が設けられている。

概要

背景

従来、電子写真方式画像形成装置で用いられる定着装置において、筒状の定着ベルトの内側に、発熱体ニップ部材および温度検知部材などが配置されたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。このような定着装置では、発熱体によって加熱されるニップ部材の温度を温度検知部材が検出し、その検出結果に基づいて定着温度(発熱体)を制御する。

また、定着装置は、ニップ板を、発熱体を挟んだ両側で支持するステイを備えており、温度検知部材は、このステイの外側でニップ部材に接触している。

概要

温度検知部材の応答性が向上する定着装置を提供する。定着装置は、筒状の定着ベルト110と、定着ベルト110の内側に配置されたハロゲンランプ210と、定着ベルト110の内面摺接するように配置されたニップ板220と、ニップ板220との間で定着ベルト110を挟む加圧ローラ120と、ニップ板220を支持する支持部を有するステイ240と、ニップ板220に接触する温度検知部材150と、を備えている。支持部は、ハロゲンランプ210に対し用紙搬送方向の一方側でニップ板220を支持する前壁と、ハロゲンランプ210に対し用紙搬送方向の他方側でニップ板220を支持する後壁243と、を有し、温度検知部材150は、後壁243に対してハロゲンランプ210とは反対側に設けられている。そして、少なくとも後壁243とニップ板220の間には、断熱材250が設けられている。

目的

本発明は、温度検知部材の応答性が向上する定着装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

記録シート転写された現像剤像熱定着するように構成される定着装置であって、筒状の定着ベルトと、前記定着ベルトの内側に配置された発熱体と、前記定着ベルトの内面摺接するように配置されたニップ部材と、前記ニップ部材との間で前記定着ベルトを挟む回転体と、前記ニップ部材の前記回転体とは反対側を支持する支持部を有するステイと、前記ニップ部材に接触する温度検知部材と、を備え、前記支持部は、前記発熱体に対し記録シートの搬送方向の一方側に位置し、前記ニップ部材を支持する第1支持部と、前記発熱体に対し前記搬送方向の他方側に位置し、前記ニップ部材を支持する第2支持部と、を有し、前記温度検知部材は、前記第2支持部に対して前記発熱体とは反対側に設けられ、少なくとも前記第2支持部と前記ニップ部材の間には、断熱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

前記発熱体を覆うように形成される反射部材を備え、前記反射部材は、前記ニップ部材側の端部に、前記発熱体から離れるように延びるフランジ部を有し、前記フランジ部は、前記ニップ部材と前記支持部とで挟まれていることを特徴とする請求項1に記載の定着装置。

請求項3

前記断熱材は、前記ニップ部材と前記フランジ部の間に配置されていることを特徴とする請求項2に記載の定着装置。

請求項4

前記断熱材は、前記フランジ部と前記支持部の間に配置されていることを特徴とする請求項2に記載の定着装置。

技術分野

0001

本発明は、記録シート転写された現像剤像熱定着するように構成される定着装置に関する。

背景技術

0002

従来、電子写真方式画像形成装置で用いられる定着装置において、筒状の定着ベルトの内側に、発熱体ニップ部材および温度検知部材などが配置されたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。このような定着装置では、発熱体によって加熱されるニップ部材の温度を温度検知部材が検出し、その検出結果に基づいて定着温度(発熱体)を制御する。

0003

また、定着装置は、ニップ板を、発熱体を挟んだ両側で支持するステイを備えており、温度検知部材は、このステイの外側でニップ部材に接触している。

先行技術

0004

特開2011−113014号公報

発明が解決しようとする課題

0005

しかしながら、上述した技術においては、ステイが温度検知部材と発熱体の間の位置でニップ部材を支持しているため、ニップ部材の発熱体によって加熱される部分から温度検知部材が接触している部分へ伝わる熱が、ステイに奪われてしまう。これにより、ニップ部材の温度検知部材が接触している部分の温度が、発熱体によって加熱される部分の温度とほぼ等しくなるまでに時間がかかってしまい、温度検知部材の応答性が悪くなってしまうおそれがあった。

0006

そこで、本発明は、温度検知部材の応答性が向上する定着装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0007

前記した目的を達成するため、本発明の定着装置は、記録シートに転写された現像剤像を熱定着するように構成される定着装置であって、筒状の定着ベルトと、定着ベルトの内側に配置された発熱体と、定着ベルトの内面摺接するように配置されたニップ部材と、ニップ部材との間で定着ベルトを挟む回転体と、ニップ部材の回転体とは反対側を支持する支持部を有するステイと、ニップ部材に接触する温度検知部材と、を備えている。
支持部は、発熱体に対し記録シートの搬送方向の一方側に位置し、ニップ部材を支持する第1支持部と、発熱体に対し記録シートの搬送方向の他方側に位置し、ニップ部材を支持する第2支持部と、を有し、温度検知部材は、第2支持部に対して発熱体とは反対側に設けられている。
そして、少なくとも第2支持部とニップ部材の間には、断熱材が設けられている。

0008

このように構成された定着装置によれば、第2支持部とニップ部材の間に断熱材が設けられているので、ニップ部材の熱が第2支持部を通してステイへ移動するのを低減することができる。これにより、第2支持部に対して発熱体とは反対側に配置され、ニップ部材の温度検知部材が接触する部分の温度が、第2支持部に対して発熱体側に配置され、発熱体によって加熱される部分の温度に近い温度になりやすいので、温度検知部材の応答性が向上する。

0009

また、前記した定着装置は、発熱体を覆うように形成される反射部材を備え、反射部材は、ニップ部材側の端部に、発熱体から離れるように延びるフランジ部を有していてもよい。
この場合、フランジ部は、ニップ部材と支持部とで挟まれていてもよい。

0010

そして、前記した反射部材を備える定着装置において、断熱材は、ニップ部材とフランジ部の間に配置されていてもよい。

0011

また、前記した反射部材を備える定着装置において、断熱材は、フランジ部と支持部の間に配置されていてもよい。

発明の効果

0012

本発明によれば、第2支持部とニップ部材の間に断熱材が設けられているので、ニップ部材の熱が第2支持部を通してステイへ移動するのを低減することができる。これにより、第2支持部に対して発熱体とは反対側に配置され、ニップ部材の温度検知部材が接触する部分の温度が、第2支持部に対して発熱体側に配置され、発熱体によって加熱される部分の温度に近い温度になりやすいので、温度検知部材の応答性が向上する。

図面の簡単な説明

0013

本発明の一実施形態に係る定着装置を備えたレーザプリンタ概略構成を示す図である。
定着装置の断面図である。
加熱ユニットおよび温度検知部材を示す分解斜視図である。
断熱材近傍を示す定着装置の拡大断面図である。
第1の変形例に係る定着装置の断熱材近傍を示す拡大断面図である。
第2の変形例に係る定着装置の断熱材近傍を示す拡大断面図である。

実施例

0014

次に、本発明の一実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の説明では、まず、本発明の定着装置100を備えたレーザプリンタ1の概略構成について説明した後、本発明の特徴部分ついて詳しく説明する。

0015

なお、以下の説明において、方向は、レーザプリンタ1を使用するユーザを基準にした方向で説明する。すなわち、図1における右側を「前」、左側を「後」とし、手前側を「左」、奥側を「右」とする。また、図1における上下方向を「上下」とする。

0016

<レーザプリンタの概略構成>
図1に示すように、レーザプリンタ1は、本体筐体2内に、記録シートの一例としての用紙Pを供給する給紙部3と、露光装置4と、用紙P上にトナー像(現像剤像)を転写するプロセスカートリッジ5と、用紙P上のトナー像を熱定着する定着装置100とを主に備えている。

0017

給紙部3は、本体筐体2内の下部に設けられ、用紙Pを収容する給紙トレイ31と、用紙Pの前側を持ち上げる用紙押圧板32と、給紙ローラ33と、給紙パット34と、紙粉取りローラ35,36と、レジストローラ37とを主に備えている。給紙トレイ31内の用紙Pは、用紙押圧板32によって給紙ローラ33に寄せられ、給紙ローラ33と給紙パット34によって1枚ずつ分離され、紙粉取りローラ35,36およびレジストローラ37を通ってプロセスカートリッジ5に向けて搬送される。

0018

露光装置4は、本体筐体2内の上部に配置され、レーザ発光部(図示せず)と、回転駆動するポリゴンミラー41と、レンズ42,43と、反射鏡44,45,46とを主に備えている。露光装置4では、レーザ発光部から出射される画像データに基づくレーザ光鎖線参照)が、ポリゴンミラー41、レンズ42、反射鏡44,45、レンズ43、反射鏡46の順に反射または通過して、感光体ドラム61の表面で高速走査される。

0019

プロセスカートリッジ5は、露光装置4の下方に配置され、本体筐体2に設けられたフロントカバー21を開いたときにできる開口から本体筐体2に対して着脱可能に装着される構成となっている。このプロセスカートリッジ5は、ドラムユニット6と、現像ユニット7とから構成されている。

0020

ドラムユニット6は、感光体ドラム61と、帯電器62と、転写ローラ63とを主に備えている。また、現像ユニット7は、ドラムユニット6に対して着脱可能に装着される構成となっており、現像ローラ71と、供給ローラ72と、層厚規制ブレード73と、トナー現像剤)を収容するトナー収容部74とを主に備えている。

0021

プロセスカートリッジ5では、感光体ドラム61の表面が、帯電器62により一様に帯電された後、露光装置4からのレーザ光の高速走査によって露光されることで、感光体ドラム61上に画像データに基づく静電潜像が形成される。また、トナー収容部74内のトナーは、供給ローラ72を介して現像ローラ71に供給され、現像ローラ71と層厚規制ブレード73の間に進入して一定厚さの薄層として現像ローラ71上に担持される。

0022

現像ローラ71上に担持されたトナーは、現像ローラ71から感光体ドラム61上に形成された静電潜像に供給される。これにより、静電潜像が可視像化され、感光体ドラム61上にトナー像が形成される。その後、感光体ドラム61と転写ローラ63の間を用紙Pが搬送されることで感光体ドラム61上のトナー像が用紙P上に転写される。

0023

定着装置100は、プロセスカートリッジ5の後方に設けられている。用紙P上に転写されたトナー像(トナー)は、定着装置100を通過することで用紙P上に熱定着される。トナー像が熱定着された用紙Pは、搬送ローラ23,24によって排紙トレイ22上に排出される。

0024

<定着装置の詳細構成>
図2に示すように、定着装置100は、筒状の定着ベルト110と、定着ベルト110の内側に配置され、定着ベルト110を加熱する加熱ユニット200と、加熱ユニット200との間で定着ベルト110を挟む回転体の一例としての加圧ローラ120と、温度検知部材150と、カバー部材130とを主に備えている。

0025

定着ベルト110は、後述する加熱ユニット200によって加熱される耐熱性と可撓性を有するベルトである。定着ベルト110は、図示しないガイド部材により回転が案内されている。

0026

加圧ローラ120は、弾性変形可能な部材であり、定着ベルト110や後述する加熱ユニット200の下方に配置されている。そして、この加圧ローラ120は、弾性変形した状態で加熱ユニット200(ニップ板220)との間で定着ベルト110を挟むことで、ニップ部Nを形成するようになっている。本実施形態においては、加熱ユニット200および加圧ローラ120は、一方が他方に向けて付勢されることで互いに圧接するように構成されている。

0027

この加圧ローラ120は、本体筐体2内に設けられた図示しないモータから駆動力が伝達されて回転駆動するように構成されており、回転駆動することで定着ベルト110(または用紙P)との摩擦力により定着ベルト110を従動回転させるようになっている。これによりトナー像が転写された用紙Pは、加圧ローラ120と加熱された定着ベルト110の間を前から後へ向けて搬送されることでトナー像(トナー)が熱定着される。

0028

加熱ユニット200は、定着ベルト110を介して用紙P上のトナーを加熱するユニットであり、発熱体の一例としてのハロゲンランプ210と、ニップ部材の一例としてのニップ板220と、反射部材230と、ステイ240とを備えている。

0029

ハロゲンランプ210は、輻射熱を発してニップ板220および定着ベルト110を加熱することで用紙P上のトナーを加熱するヒータであり、定着ベルト110の内部において定着ベルト110およびニップ板220の内面から所定の間隔をあけて配置されている。

0030

ニップ板220は、ハロゲンランプ210からの輻射熱を受ける板状の部材であり、その下面に筒状の定着ベルト110の内周面が摺接するように、定着ベルト110の内部に配置されている。本実施形態において、ニップ板220は、例えば、後述する鋼製のステイ240より熱伝導率が大きい、アルミニウム板などを加工することで形成されている。

0031

図3に示すように、ニップ板220は、左右に長い板状に形成されたベース部221と、ベース部221の後端に設けられる3つの突出部222とを主に有している。

0032

ベース部221は、その下面が定着ベルト110の内周面に接触する部分であり、ハロゲンランプ210からの熱を、定着ベルト110を介して用紙P上のトナーに伝達するようになっている。

0033

突出部222は、ベース部221の後端の中央付近に2つと、右端部に1つ設けられ、ベース部221の後端から用紙Pの搬送方向に沿って延びて略平板状に形成されている。より詳細に、突出部222は、後述するステイ240の後壁243や反射部材230のフランジ部232よりも後方まで延びている(図2参照)。

0034

図2および図3に示すように、反射部材230は、ハロゲンランプ210からの輻射熱(主に前後方向や上方向に向けて放射された輻射熱)をニップ板220(ベース部221の上面)に向けて反射する部材であり、ハロゲンランプ210を覆うように、ハロゲンランプ210から所定の間隔をあけて配置されている。

0035

このような反射部材230によってハロゲンランプ210からの輻射熱をニップ板220に集めることで、ハロゲンランプ210からの輻射熱を効率よく利用することができ、ニップ板220および定着ベルト110を速やかに加熱することができる。

0036

具体的に、反射部材230は、赤外線および遠赤外線反射率が大きく、後述するステイ240よりも熱伝導率が大きい、例えば、アルミニウム板などを、略U字状に湾曲させて形成されている。より詳しくは、反射部材230は、湾曲形状(断面視略U字状)をなす反射部231と、反射部231のニップ板220側の両端部から前後方向外側にハロゲンランプ210から離れるように延びるフランジ部232とを有している。また、この反射部材230は、後述するステイ240よりも薄く形成されている。

0037

ステイ240は、加圧ローラ120とは反対側から前後方向におけるニップ板220の両端部を支持し、ニップ板220に対し加圧ローラ120側から力が作用したときに、その力を受け止める部材である。このステイ240は、比較的剛性が高い、例えば、鋼板などの金属板を、ニップ板220側に開口を有するとともに反射部材230(反射部231)に沿った断面視略U字状に屈曲させることにより形成されている。

0038

より詳細に、ステイ240は、ハロゲンランプ210の上方に配置される上壁241と、上壁241の前後端から下方へ延びる支持部の一例としての前壁242(第1支持部)および後壁243(第2支持部)とを有している。

0039

図2に示すように、前壁242は、ハロゲンランプ210に対し用紙Pの搬送方向の上流側(一方側)に位置している。そして、前壁242は、その下端部で、反射部材230の前側のフランジ部232をニップ板220との間で挟むとともに、ニップ板220の前端部(ベース部221の前端部)を上から支持している。

0040

後壁243は、ハロゲンランプ210に対し用紙Pの搬送方向の下流側(他方側)に位置している。そして、後壁243は、その下端部で、反射部材230の後側のフランジ部232をニップ板220との間で挟むとともに、ニップ板220の後端部(ベース部221の後端部)を上から支持している。

0041

また、本実施形態においては、前壁242の下端部は、ニップ部Nよりも用紙Pの搬送方向上流側に配置され、後壁243の下端部は、ニップ部Nよりも用紙Pの搬送方向下流側に配置されている。

0042

そして、図4に示すように、ステイ240の後壁243とニップ板220の間、詳細には、後壁243と反射部材230の後側のフランジ部232の間には、断熱材250が設けられている。

0043

断熱材250は、樹脂製のテープである。この断熱材250としては、例えば、耐熱性に優れた樹脂テープであるポリイミドテープを使用することができる。断熱材250は、後壁243の下端部の左端部から右端部にわたって貼り付けられており、後壁243の下面を覆っている。これにより、断熱材250は、後壁243と後側のフランジ部232とに挟まれるように配置され、後壁243と後側のフランジ部232は、直接接触しないようになっている。

0044

なお、断熱材250は、後壁243と後側のフランジ部232との間における熱の移動を抑制するのに十分な物性を有する素材や厚みで形成されているのが望ましい。

0045

そして、断熱材250は、図2に示すように、ステイ240の前壁242とニップ板220の間には、設けられていない。

0046

温度検知部材150は、例えば、サーモスタットサーミスタなどの公知のセンサであり、ステイ240の後壁243に対してハロゲンランプ210とは反対側に設けられ、ニップ板220の温度を検知している。

0047

具体的に、温度検知部材150は、図3に示すように、ニップ板220の各突出部222に対し1つずつ設けられ、突出部222の上面に接触するように配置されている。そして、温度検知部材150は、突出部222の温度を検知し、その検知結果を、定着装置100(ハロゲンランプ210)を制御するための図示しない制御装置に出力するように構成されている。

0048

図2に示すように、カバー部材130は、定着ベルト110の内側において加熱ユニット200を覆う部材である。このカバー部材130は、断面視略U形状に形成されており、後壁の下端から後方へ向けて用紙搬送方向に沿って延びる固定部131を有している。

0049

固定部131には、上下方向から見て、ニップ板220の各突出部222と重なる位置に、上下方向に貫通する孔132が形成されている。この孔132は、温度検知部材150が嵌め込まれる部分であり、ニップ板220の突出部222上に配置された温度検知部材150が前後左右に動くのを抑制している。

0050

以上のように構成された本実施形態の定着装置100によれば、以下のような作用効果を得ることができる。
ハロゲンランプ210がONになり、ニップ板220のベース部221がハロゲンランプ210によって加熱されると、ベース部221の熱が突出部222へ伝わり、突出部222も加熱される。

0051

このとき、ベース部221の後端(突出部222よりもハロゲンランプ210寄りの位置)を支持するステイ240の後壁243とニップ板220との間に断熱材250が設けられているので、ニップ板220の熱が後壁243へ移動しにくい。つまり、ベース部221から突出部222へ伝わる熱がステイ240へ逃げないので、ベース部221とともに突出部222も速やかに加熱され、ベース部221と突出部222の温度が略等しくなる。これにより、温度検知部材150が検知する温度が、ニップ部Nの温度と略等しくなり、温度検知部材150の応答性が向上する。

0052

なお、反射部材230は、熱伝導率が高く、また、薄く熱容量が小さいので、ハロゲンランプ210をONにした後は、速やかにニップ板220の温度と略等しい温度まで上昇するため、ニップ板220からほとんど熱を奪わない。

0053

また、ステイ240の前壁242とニップ板220の間には、断熱材250を設けていないので、ハロゲンランプ210をOFFにしたときには、ニップ板220の熱を前壁242へ逃がして、ニップ板220を速やかに冷却することができる。

0054

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではない。具体的な構成については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。

0055

前記実施形態では、断熱材250は、ステイ240の後壁243と反射部材230の後側のフランジ部232との間に配置されていたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、断熱材は、後側のフランジ部232とニップ板220の間に配置されていてもよいし、後壁243と後側のフランジ部232の間、および、後側のフランジ部232とニップ板220の間の両方に配置されていてもよい。

0056

具体的に、断熱材が後側のフランジ部232とニップ板220の間に配置されている場合の一例を、図5を参照して説明する。断熱材251は、後側のフランジ部232の下面を覆うように、反射部材230に貼り付けられている。このように断熱材251が設けられることにより、後側のフランジ部232がニップ板220に接触せず、ニップ板220の熱が後側のフランジ部232を介してステイ240へ移動するのを低減することができる。

0057

これにより、ニップ板220のベース部221とともに突出部222も速やかに加熱されるので、前記実施形態と同様に、温度検知部材150の応答性が向上する。

0058

次に、断熱材が後壁243と後側のフランジ部232の間、および、後側のフランジ部232とニップ板220の間の両方に配置されている場合の一例を、図6を参照して説明する。断熱材252は、後側のフランジ部232の上面および下面を覆うように、フランジ部232の端部を巻き込んで貼り付けられている。このように断熱材252が設けられることにより、ニップ板220の熱が後側のフランジ部232を介してステイ240へ移動するのをより低減することができる。

0059

これにより、ニップ板220のベース部221とともに突出部222も速やかに加熱されるので、前記実施形態と同様に、温度検知部材150の応答性が向上する。

0060

そして、前記実施形態においては、断熱材250は、ステイ240の後壁243とニップ板220の間にのみ設けられていたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、断熱材250を、ステイ240の前壁242とニップ板220の間にさらに設けてもよい。

0061

また、前記実施形態では、温度検知部材150は、ステイ240の後壁243に対してハロゲンランプ210とは反対側、つまり、ステイ240よりも用紙Pの搬送方向下流側に設けられていたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、温度検知部材は、ステイ240の前壁242に対してハロゲンランプ210とは反対側、つまり、ステイ240よりも用紙Pの搬送方向上流側において、ニップ板220に接触しており、断熱材が、前壁242とニップ板220の間に設けられていてもよい。なお、このような構成である場合、前壁242が第2支持部であり、後壁243が第1支持部である。

0062

そして、前記実施形態では、ステイ240の後壁243の下端部に、テープ状の断熱材250を貼り付けることで、後壁243と反射部材230のフランジ部232の間に断熱材250を設けていたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、塗料タイプの断熱材を後壁243の下端部に塗布してもよいし、シート状の断熱材を、接着剤両面テープによって後壁243の下端部に固定してもよい。

0063

また、前記実施形態では、断熱材250が樹脂から形成されていたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、断熱材は、セラミックスや各種の繊維質材料であってもよい。

0064

前記実施形態では、発熱体としてハロゲンランプ210を例示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、カーボンヒータなどであってもよい。

0065

前記実施形態では、ニップ部材として板状のニップ板220を例示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、板状でない厚めの部材を採用してもよい。

0066

前記実施形態では、回転体として加圧ローラ120を例示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、ベルト状の加圧部材などであってもよい。

0067

前記実施形態では、記録シートとして、普通紙やはがきなどの用紙Pを例示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、OHPシートなどであってもよい。

0068

1レーザプリンタ
100定着装置
110定着ベルト
120加圧ローラ
150温度検知部材
210ハロゲンランプ
220ニップ板
230反射部材
232フランジ部
240ステイ
242前壁
243後壁
250断熱材
P 用紙

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