JP2002055549A - 加熱ローラ - Google Patents
加熱ローラInfo
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- JP2002055549A JP2002055549A JP2000242212A JP2000242212A JP2002055549A JP 2002055549 A JP2002055549 A JP 2002055549A JP 2000242212 A JP2000242212 A JP 2000242212A JP 2000242212 A JP2000242212 A JP 2000242212A JP 2002055549 A JP2002055549 A JP 2002055549A
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- heating
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Abstract
(57)【要約】
【課題】加熱効率が高い電磁誘導加熱方式の定着装置を
用いて、ウォームアップ時間の短縮が可能で、クイック
スタートへの対応ができる省電力化された加熱ローラを
提供する。 【解決手段】加熱ローラ１は、強磁性体でかつ導電性の
鉄又はＳＵＳ４３０からなる厚さ50μｍ〜300μｍの磁
性導電層２と、磁性導電層２の内側に形成した絶縁・耐
熱部材からなる補強層３と、磁性導電層２の外側に形成
したフッ素系耐熱樹脂からなる離型層４とを有するとと
もに、内側にフェライトコア６を装着したコイルボビン
７を介して加熱ローラ１の長手方向又は回転方向に巻線
した電磁誘導加熱コイル８を具備して構成する。
用いて、ウォームアップ時間の短縮が可能で、クイック
スタートへの対応ができる省電力化された加熱ローラを
提供する。 【解決手段】加熱ローラ１は、強磁性体でかつ導電性の
鉄又はＳＵＳ４３０からなる厚さ50μｍ〜300μｍの磁
性導電層２と、磁性導電層２の内側に形成した絶縁・耐
熱部材からなる補強層３と、磁性導電層２の外側に形成
したフッ素系耐熱樹脂からなる離型層４とを有するとと
もに、内側にフェライトコア６を装着したコイルボビン
７を介して加熱ローラ１の長手方向又は回転方向に巻線
した電磁誘導加熱コイル８を具備して構成する。
Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、複写機等の画像形
成装置に配設される定着装置の加熱ローラ係わり、特に
は電磁誘導加熱方式の定着装置に好適な加熱ローラに関
するものである。
成装置に配設される定着装置の加熱ローラ係わり、特に
は電磁誘導加熱方式の定着装置に好適な加熱ローラに関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】複写機やプリンター等の画像形成装置に
は画像形成用の定着装置が配設されており、電子写真プ
ロセス、静電記録プロセス、磁気記録プロセス等適宜の
画像形成手段部で被記録材（転写材シート，静電記録
紙，エレクトロファックス紙，印字用紙等）に転写式あ
るいは直接式により画像を形成担持させ、目的の画像情
報に対応した未定着画像（トナー画像）を被記録材面に
加熱により永久画像として定着させている。このような
定着装置として、例えば、図４に図示する如く、アルミ
ニウム等からなる加熱ローラ1Aの内側に加熱源となるハ
ロゲンランプ10を挿通，回転可能に配設し，この加熱ロ
ーラ1Aに加圧ローラ11を弾性的に接触させた構造の定着
装置が多用されている。
は画像形成用の定着装置が配設されており、電子写真プ
ロセス、静電記録プロセス、磁気記録プロセス等適宜の
画像形成手段部で被記録材（転写材シート，静電記録
紙，エレクトロファックス紙，印字用紙等）に転写式あ
るいは直接式により画像を形成担持させ、目的の画像情
報に対応した未定着画像（トナー画像）を被記録材面に
加熱により永久画像として定着させている。このような
定着装置として、例えば、図４に図示する如く、アルミ
ニウム等からなる加熱ローラ1Aの内側に加熱源となるハ
ロゲンランプ10を挿通，回転可能に配設し，この加熱ロ
ーラ1Aに加圧ローラ11を弾性的に接触させた構造の定着
装置が多用されている。
【０００３】このような構造の定着装置では、加熱ロー
ラ1Aの内側に挿通されたハロゲンランプ10が発熱、発光
するとその熱は輻射するとともに対流により加熱ローラ
1Aを加熱し、加熱ローラ1Aは熱伝導により加熱ローラ1A
全体を一様な温度分布にして被記録材面に永久画像を定
着させるよう機能する。
ラ1Aの内側に挿通されたハロゲンランプ10が発熱、発光
するとその熱は輻射するとともに対流により加熱ローラ
1Aを加熱し、加熱ローラ1Aは熱伝導により加熱ローラ1A
全体を一様な温度分布にして被記録材面に永久画像を定
着させるよう機能する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ハロゲ
ンランプ10を用いた定着装置は、加熱ローラ1A全体が一
様な温度分布になるまでの時間、所謂、ウォームアップ
時間が長くなる難点があった。このため、近時要求の強
い省電力化への対応が困難なほか、ウォームアップ時間
が長いためにクイックスタートに対応できなかった。ま
た、画像形成装置がプリント作業を停止した待機状態で
は、定着装置の温度を待機状態に応じたスタンバイ温度
に調整する煩雑な作業を必要とする難点があった。
ンランプ10を用いた定着装置は、加熱ローラ1A全体が一
様な温度分布になるまでの時間、所謂、ウォームアップ
時間が長くなる難点があった。このため、近時要求の強
い省電力化への対応が困難なほか、ウォームアップ時間
が長いためにクイックスタートに対応できなかった。ま
た、画像形成装置がプリント作業を停止した待機状態で
は、定着装置の温度を待機状態に応じたスタンバイ温度
に調整する煩雑な作業を必要とする難点があった。
【０００５】そこで、本発明の目的は、加熱効率が高い
電磁誘導加熱方式の定着装置を用いることで、ウォーム
アップ時間を短縮し、クイックスタートが可能で、省電
力化された加熱ローラを提供することにある。
電磁誘導加熱方式の定着装置を用いることで、ウォーム
アップ時間を短縮し、クイックスタートが可能で、省電
力化された加熱ローラを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】第１の観点では、画像形
成装置を構成する電磁誘導加熱方式の定着装置に用いら
れる円筒状の加熱ローラであって、前記加熱ローラ１
は、強磁性体でかつ導電性の鉄又はＳＵＳ４３０からな
る厚さ50μｍ〜300μｍの磁性導電層２と、前記磁性導
電層２の内側に形成した絶縁耐熱部材からなる補強層３
と、前記磁性導電層２の外側に形成したフッ素系耐熱樹
脂からなる離型層４とを有するとともに、内側にフェラ
イトコア６を装着したコイルボビン７を介して加熱ロー
ラ１の長手方向又は回転方向に巻線した電磁誘導加熱コ
イル８を具備することを特徴とする加熱ローラを提供す
る。第１の観点による加熱ローラは、磁性導電層２を薄
い強磁性体で形成したので加熱ローラ１が温度上昇し易
くなり、ウォームアップ時間が短縮されるほか、耐熱性
の補強層３により加熱ローラ１内部への輻射熱が遮ら
れ、加熱ローラ１内に配設される電磁誘導加熱コイル８
の耐熱温度を下げることができる。、電磁誘導加熱コイ
ル巻線用の線材に耐熱温度200度以下の安価な絶縁電線
を用いることができる。
成装置を構成する電磁誘導加熱方式の定着装置に用いら
れる円筒状の加熱ローラであって、前記加熱ローラ１
は、強磁性体でかつ導電性の鉄又はＳＵＳ４３０からな
る厚さ50μｍ〜300μｍの磁性導電層２と、前記磁性導
電層２の内側に形成した絶縁耐熱部材からなる補強層３
と、前記磁性導電層２の外側に形成したフッ素系耐熱樹
脂からなる離型層４とを有するとともに、内側にフェラ
イトコア６を装着したコイルボビン７を介して加熱ロー
ラ１の長手方向又は回転方向に巻線した電磁誘導加熱コ
イル８を具備することを特徴とする加熱ローラを提供す
る。第１の観点による加熱ローラは、磁性導電層２を薄
い強磁性体で形成したので加熱ローラ１が温度上昇し易
くなり、ウォームアップ時間が短縮されるほか、耐熱性
の補強層３により加熱ローラ１内部への輻射熱が遮ら
れ、加熱ローラ１内に配設される電磁誘導加熱コイル８
の耐熱温度を下げることができる。、電磁誘導加熱コイ
ル巻線用の線材に耐熱温度200度以下の安価な絶縁電線
を用いることができる。
【０００７】第２の観点では、前記補強層３がガラス入
りフェルール樹脂からなることを特徴とする請求項１記
載の加熱ローラを提供する。第２の観点による加熱ロー
ラは、前記補強層３がガラス入りフェルール樹脂から構
成され、耐熱温度が200度以上なので加熱ローラ内側の
電磁加熱コイルの高温劣化を防止できるので、電磁誘導
加熱コイル巻線用の線材に耐熱温度200度以下の安価な
絶縁電線を用いても絶縁性が保たれ信頼性が向上した加
熱ローラが得られる。
りフェルール樹脂からなることを特徴とする請求項１記
載の加熱ローラを提供する。第２の観点による加熱ロー
ラは、前記補強層３がガラス入りフェルール樹脂から構
成され、耐熱温度が200度以上なので加熱ローラ内側の
電磁加熱コイルの高温劣化を防止できるので、電磁誘導
加熱コイル巻線用の線材に耐熱温度200度以下の安価な
絶縁電線を用いても絶縁性が保たれ信頼性が向上した加
熱ローラが得られる。
【０００８】第３の観点では、前記磁性導電層２の外周
面に熱伝導性が良好な熱伝導層５を設けたことを特徴と
する請求項１または２記載の加熱ローラを提供する。第
３の観点による加熱ローラは、磁性導電層２の外周面に
熱伝導性が良好な熱伝導層５を設けたので、加熱ローラ
が短時間で均一に加熱されて温度ムラが発生せず加熱ロ
ーラが一様な温度分布になり、品質の向上した加熱ロー
ラが得られる。
面に熱伝導性が良好な熱伝導層５を設けたことを特徴と
する請求項１または２記載の加熱ローラを提供する。第
３の観点による加熱ローラは、磁性導電層２の外周面に
熱伝導性が良好な熱伝導層５を設けたので、加熱ローラ
が短時間で均一に加熱されて温度ムラが発生せず加熱ロ
ーラが一様な温度分布になり、品質の向上した加熱ロー
ラが得られる。
【０００９】第４の観点では、前記磁性導電層２は加熱
ローラ外周面の所定部分にのみ設けたことを特徴とする
請求項１，２または３記載の加熱ローラを提供する。第
４の観点による加熱ローラは、磁性導電層２を加熱ロー
ラ外周面の所定部分にのみ設けたので、加熱ローラの熱
を無駄に逃がさず、加熱効率を高めることができる。
ローラ外周面の所定部分にのみ設けたことを特徴とする
請求項１，２または３記載の加熱ローラを提供する。第
４の観点による加熱ローラは、磁性導電層２を加熱ロー
ラ外周面の所定部分にのみ設けたので、加熱ローラの熱
を無駄に逃がさず、加熱効率を高めることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図に示す実施例に
より具体的に説明する。なお、これにより本発明が限定
されるものではない。
より具体的に説明する。なお、これにより本発明が限定
されるものではない。
【００１１】−第１の実施形態− 図１は、本発明の第１の実施形態を示し、同図(a)は加
熱ローラの正面図で、同図(b)は同図(a)の要部断面図で
ある。図において、１は円筒状の加熱ローラである。加
熱ローラ１は、強磁性体でかつ導電性のある鉄又はＳＵ
Ｓ４３０により形成した厚さ0.05mm〜0.3mmの磁性導電
層２と、磁性導電層２の内側に形成した絶縁耐熱部材の
ガラス入りフェルール樹脂からなる厚さ1.5mmの補強層
３と、磁性導電層２の外側に形成したフッ素系耐熱樹脂
からなり被記録材を剥がれ易くする厚さ20μｍの離型層
4(10μｍ〜50μｍが好適）とを具備するとともに、内側
にニッケル系またはマンガン系のフェライトコア６を１
個または複数個装着したコイルボビン７を介して加熱ロ
ーラ１の長手方向または回転方向に巻線した電磁誘導加
熱コイル８を具備している。なお、補強層３はガラス入
りフェルール樹脂に限定されないことはいうまでもない
が、比熱係数が0.2〜0.5kcal/kg/℃の部材で構成するの
が望ましい。また、Ｗは加熱ローラ１の通紙範囲Ｗを示
しており、例えば、A3機種では310mm〜340mmに設定され
ている。
熱ローラの正面図で、同図(b)は同図(a)の要部断面図で
ある。図において、１は円筒状の加熱ローラである。加
熱ローラ１は、強磁性体でかつ導電性のある鉄又はＳＵ
Ｓ４３０により形成した厚さ0.05mm〜0.3mmの磁性導電
層２と、磁性導電層２の内側に形成した絶縁耐熱部材の
ガラス入りフェルール樹脂からなる厚さ1.5mmの補強層
３と、磁性導電層２の外側に形成したフッ素系耐熱樹脂
からなり被記録材を剥がれ易くする厚さ20μｍの離型層
4(10μｍ〜50μｍが好適）とを具備するとともに、内側
にニッケル系またはマンガン系のフェライトコア６を１
個または複数個装着したコイルボビン７を介して加熱ロ
ーラ１の長手方向または回転方向に巻線した電磁誘導加
熱コイル８を具備している。なお、補強層３はガラス入
りフェルール樹脂に限定されないことはいうまでもない
が、比熱係数が0.2〜0.5kcal/kg/℃の部材で構成するの
が望ましい。また、Ｗは加熱ローラ１の通紙範囲Ｗを示
しており、例えば、A3機種では310mm〜340mmに設定され
ている。
【００１２】本発明による加熱ローラ１は、磁性導電層
２が薄い強磁性体で構成されているので、アルミニウム
等の非磁性体からなる加熱ローラに比較して加熱ローラ
１の温度上昇を早めることができる。また、補強層３の
耐熱温度は200度以上なので、加熱ローラ自身からの加
熱ローラ内部への輻射熱が遮られ、加熱ローラ内の電磁
誘導加熱コイル８の温度上昇を押さえることができる。
この結果、電磁誘導加熱コイルを構成する線径0.2mm〜
0.5mmの耐熱ウレタン線を10本〜50本撚り合わせたリッ
ツ線等の耐熱温度を下げることができ、例えば、耐熱温
度200度以下のポリアミドイミド銅線、ポリエステルイ
ミド銅線等を電磁誘導加熱コイル巻線用線材に用いても
電磁誘導加熱コイルの絶縁性が高温により劣化すること
もない。また、磁性導電層２を加熱ローラ１の通紙範囲
Ｗにのみ設けたので、加熱ローラ１の温度上昇が短時間
で可能なほか、加熱ローラから余分な熱が逃げなくなる
ので、加熱効率が大幅に向上する。
２が薄い強磁性体で構成されているので、アルミニウム
等の非磁性体からなる加熱ローラに比較して加熱ローラ
１の温度上昇を早めることができる。また、補強層３の
耐熱温度は200度以上なので、加熱ローラ自身からの加
熱ローラ内部への輻射熱が遮られ、加熱ローラ内の電磁
誘導加熱コイル８の温度上昇を押さえることができる。
この結果、電磁誘導加熱コイルを構成する線径0.2mm〜
0.5mmの耐熱ウレタン線を10本〜50本撚り合わせたリッ
ツ線等の耐熱温度を下げることができ、例えば、耐熱温
度200度以下のポリアミドイミド銅線、ポリエステルイ
ミド銅線等を電磁誘導加熱コイル巻線用線材に用いても
電磁誘導加熱コイルの絶縁性が高温により劣化すること
もない。また、磁性導電層２を加熱ローラ１の通紙範囲
Ｗにのみ設けたので、加熱ローラ１の温度上昇が短時間
で可能なほか、加熱ローラから余分な熱が逃げなくなる
ので、加熱効率が大幅に向上する。
【００１３】−第２の実施形態− 図２は、本発明の第２の実施形態を示し、同図(a)は加
熱ローラの正面図で、同図(b)は同図(a)の要部断面図で
ある。図において、１は円筒状の加熱ローラである。第
１の実施形態との差異は磁性導電層２の上に熱伝導性に
優れた銅、アルミニウム、金、銀等からなる厚さ１μｍ
〜10μｍの薄い熱伝導層５を設けた点にあり、熱伝導層
５によって加熱ローラ１周方向の温度ムラがなくなり、
画像品質がより均一になるほか、加熱効率も大幅に向上
する。なお、銅、アルミニウム、金、銀の熱伝導率はそ
れぞれ0.904，0.540，0.688，0.968cal/cm/s/℃である
が、熱伝導率は0.5cal/cm/s/℃〜1.0cal/cm/s/℃のもの
であればこれらに限定されるものではない。
熱ローラの正面図で、同図(b)は同図(a)の要部断面図で
ある。図において、１は円筒状の加熱ローラである。第
１の実施形態との差異は磁性導電層２の上に熱伝導性に
優れた銅、アルミニウム、金、銀等からなる厚さ１μｍ
〜10μｍの薄い熱伝導層５を設けた点にあり、熱伝導層
５によって加熱ローラ１周方向の温度ムラがなくなり、
画像品質がより均一になるほか、加熱効率も大幅に向上
する。なお、銅、アルミニウム、金、銀の熱伝導率はそ
れぞれ0.904，0.540，0.688，0.968cal/cm/s/℃である
が、熱伝導率は0.5cal/cm/s/℃〜1.0cal/cm/s/℃のもの
であればこれらに限定されるものではない。
【００１４】このような構成の加熱ローラ１は、薄い磁
性導電層２の外周面に熱伝導性が良好な熱伝導層５を設
けたので、温度ムラが発生せず、加熱ローラ１が短時間
で均一に温度上昇し、画像品質が向上した加熱ローラが
得られる。また、クイックスタートや省電力化に対応可
能となるほか、補強層３により加熱ローラ１内側への輻
射熱が遮られ、電磁誘導加熱コイル８に用いるリッツ線
等の高温劣化が防止されるので、信頼性が向上した安価
な加熱ローラ１が得られる。
性導電層２の外周面に熱伝導性が良好な熱伝導層５を設
けたので、温度ムラが発生せず、加熱ローラ１が短時間
で均一に温度上昇し、画像品質が向上した加熱ローラが
得られる。また、クイックスタートや省電力化に対応可
能となるほか、補強層３により加熱ローラ１内側への輻
射熱が遮られ、電磁誘導加熱コイル８に用いるリッツ線
等の高温劣化が防止されるので、信頼性が向上した安価
な加熱ローラ１が得られる。
【００１５】なお、磁性導電層、熱伝導層、離型層は絶
縁耐熱部材からなる補強層の上にメッキ、スパッタリン
グ、蒸着、コーティング等の公知手段、又はクラッド
材、ロールの嵌め込み手段により形成される。
縁耐熱部材からなる補強層の上にメッキ、スパッタリン
グ、蒸着、コーティング等の公知手段、又はクラッド
材、ロールの嵌め込み手段により形成される。
【００１６】
【発明の効果】本発明によれば、加熱効率の高い電磁誘
導加熱方式の加熱ローラが簡便な手段で得られるととも
に、ウォームアップ時間が短縮されてクイックスタート
や省電力化への対応が可能な定着装置を提供可能にな
る。また、電磁誘導加熱コイルを形成する絶縁電線の高
温劣化も防止されるので、信頼性が向上した安価な加熱
ローラが得られる。等その実用上の効果は大きなものが
ある。
導加熱方式の加熱ローラが簡便な手段で得られるととも
に、ウォームアップ時間が短縮されてクイックスタート
や省電力化への対応が可能な定着装置を提供可能にな
る。また、電磁誘導加熱コイルを形成する絶縁電線の高
温劣化も防止されるので、信頼性が向上した安価な加熱
ローラが得られる。等その実用上の効果は大きなものが
ある。
【図１】本発明の第１の実施形態を示し、同図(a)は加
熱ローラの正面図で、同図(b)は同図(a)の要部断面図で
ある。
熱ローラの正面図で、同図(b)は同図(a)の要部断面図で
ある。
【図２】本発明の第２の実施形態を示し、同図(a)は加
熱ローラの正面図で、同図(b)は同図(a)の要部断面図で
ある。
熱ローラの正面図で、同図(b)は同図(a)の要部断面図で
ある。
【図３】電磁誘導加熱コイルの概略の構成を示す説明図
で、同図(a)は巻線方向が加熱ローラの長手方向、同図
(b)は巻線方向が加熱ローラの回転方向の場合である。
で、同図(a)は巻線方向が加熱ローラの長手方向、同図
(b)は巻線方向が加熱ローラの回転方向の場合である。
【図４】従来例の定着装置の概略の構成を示す斜視図で
ある。
ある。
1,1A 加熱ローラ ２ 磁性導電層 ３ 補強層 ４ 離型層 ５ 熱伝導層 ６ フェライトコア ７ コイルボビン ８ 電磁誘導加熱コイル ９ 絶縁電線 10 ハロゲンランプ 11 加圧ローラ Ｗ 通紙範囲
Claims (4)
- 【請求項１】 画像形成装置を構成する電磁誘導加熱方
式の定着装置に用いられる円筒状の加熱ローラであっ
て、 前記加熱ローラ１は、強磁性体でかつ導電性の鉄又はＳ
ＵＳ４３０からなる厚さ50μｍ〜300μｍの磁性導電層
２と、 前記磁性導電層２の内側に形成した絶縁耐熱部材からな
る補強層３と、 前記磁性導電層２の外側に形成したフッ素系耐熱樹脂か
らなる離型層４とを有するとともに、内側にフェライト
コア６を装着したコイルボビン７を介して加熱ローラ１
の長手方向又は回転方向に巻線した電磁誘導加熱コイル
８を具備することを特徴とする加熱ローラ。 - 【請求項２】 前記補強層３がガラス入りフェルール樹
脂からなることを特徴とする請求項１記載の加熱ロー
ラ。 - 【請求項３】 前記磁性導電層２の外周面には熱伝導性
が良好な熱伝導層５を設けたことを特徴とする請求項１
または２記載の加熱ローラ。 - 【請求項４】 前記磁性導電層２は加熱ローラ外周面の
所定部分にのみ設けたことを特徴とする請求項１，２ま
たは３記載の加熱ローラ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000242212A JP2002055549A (ja) | 2000-08-10 | 2000-08-10 | 加熱ローラ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000242212A JP2002055549A (ja) | 2000-08-10 | 2000-08-10 | 加熱ローラ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002055549A true JP2002055549A (ja) | 2002-02-20 |
Family
ID=18733264
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000242212A Pending JP2002055549A (ja) | 2000-08-10 | 2000-08-10 | 加熱ローラ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002055549A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7158748B2 (en) | 2004-01-05 | 2007-01-02 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Fusing device of an image forming apparatus and method thereof |
| US7349661B2 (en) | 2004-10-29 | 2008-03-25 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Fusing roller and fusing apparatus using the same |
| US7424259B2 (en) | 2003-10-21 | 2008-09-09 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Fixing apparatus |
-
2000
- 2000-08-10 JP JP2000242212A patent/JP2002055549A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7424259B2 (en) | 2003-10-21 | 2008-09-09 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Fixing apparatus |
| US7158748B2 (en) | 2004-01-05 | 2007-01-02 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Fusing device of an image forming apparatus and method thereof |
| US7349661B2 (en) | 2004-10-29 | 2008-03-25 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Fusing roller and fusing apparatus using the same |
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Legal Events
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| A02 | Decision of refusal |
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