JP2017227811A - 定着装置および画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】レーザ光のエネルギーによる定着性能への影響を抑制することが可能な定着装置および画像形成装置を提供する。【解決手段】レーザースタック61からの光束は、光学系62により透明ロッド51と記録材との境界面に集光する。透明ロッド51は、各端面51aが保持部71により一体に保持されている。透明ロッド51の端面51aから離れて位置する軸受72が動作部73を回転可能に軸支する。透明ロッド51に入射しその一部または全部が内部で反射を繰り返して透明ロッド51の端面51aに到達した光線は熱吸収部74でその熱が吸収される。保持部71には、熱吸収部74により吸収された熱を外部に放出するフィン75が配設されている。これにより、透明ロッド51の端部51aにおける光線の熱が軸受73に伝わることによる定着性能に対する悪影響を防止する。【選択図】図3
Description
本発明は、定着装置および画像形成装置に関するものである。
例えば、特許文献1は、内部空間を有すると共にレーザ光が透過可能な素材にて構成される透過部を具備し、この透過部を回転移動させる回転部材と、この回転部材に対向して設けられ、回転部材との間に接触加圧域を形成すると共にこの接触加圧域にて記録媒体上の熱可塑性の作像材料による画像を加圧しながら回転部材との間で記録媒体を移動搬送する対向部材と、回転部材の内部空間に設けられ、記録媒体の搬送路のうち記録媒体上の熱可塑性の作像材料による画像が接触加圧域に至る前の予め規定されたレーザ光照射位置にて記録媒体上の熱可塑性の作像材料による画像に回転部材の透過部を介してレーザ光を照射するレーザ光照射手段と、を備えることを特徴とする定着装置を開示している。
ここで、レーザ光のエネルギーが定着性能に影響を及ぼすのは好ましくない。
本発明は、レーザ光のエネルギーによる定着性能への影響を抑制することが可能な定着装置および画像形成装置を提供することを目的とする。
本発明は、レーザ光のエネルギーによる定着性能への影響を抑制することが可能な定着装置および画像形成装置を提供することを目的とする。
請求項1に記載の発明は、導光路となるレンズを含んで構成され、当該レンズと記録材との境界面に像定着用のレーザ光を集光する光学系と、前記光学系の前記レンズを保持する保持部と、前記保持部と共に回転動作する動作部と、前記保持部から前記動作部へのレーザ光のエネルギーの伝搬を抑制する抑制手段と、を備えることを特徴とする定着装置である。
請求項2に記載の発明は、前記抑制手段は、前記保持部にてレーザ光による熱を排出する排出部を含んで構成されることを特徴とする請求項1に記載の定着装置である。
請求項3に記載の発明は、前記抑制手段は、前記保持部にてレーザ光を反射する反射部を含んで構成されることを特徴とする請求項1に記載の定着装置である。
請求項4に記載の発明は、前記抑制手段は、前記保持部により保持される前記レンズの部分にレーザ光を反射する反射部を含んで構成されることを特徴とする請求項1に記載の定着装置である。
請求項5に記載の発明は、像を形成する像形成手段と、前記像形成手段によって形成された像を記録材上に転写する転写手段と、前記記録材上に転写された像を当該記録材に定着する定着手段と、を含み、前記定着手段は、導光路となるレンズを含んで構成され、当該レンズと記録材との境界面に像定着用のレーザ光を集光する光学系と、前記光学系の前記レンズを保持する保持部と、前記保持部と共に回転動作する動作部と、前記保持部から前記動作部へのレーザ光のエネルギーの伝搬を抑制する抑制手段と、を備えることを特徴とする画像形成装置である。
請求項2に記載の発明は、前記抑制手段は、前記保持部にてレーザ光による熱を排出する排出部を含んで構成されることを特徴とする請求項1に記載の定着装置である。
請求項3に記載の発明は、前記抑制手段は、前記保持部にてレーザ光を反射する反射部を含んで構成されることを特徴とする請求項1に記載の定着装置である。
請求項4に記載の発明は、前記抑制手段は、前記保持部により保持される前記レンズの部分にレーザ光を反射する反射部を含んで構成されることを特徴とする請求項1に記載の定着装置である。
請求項5に記載の発明は、像を形成する像形成手段と、前記像形成手段によって形成された像を記録材上に転写する転写手段と、前記記録材上に転写された像を当該記録材に定着する定着手段と、を含み、前記定着手段は、導光路となるレンズを含んで構成され、当該レンズと記録材との境界面に像定着用のレーザ光を集光する光学系と、前記光学系の前記レンズを保持する保持部と、前記保持部と共に回転動作する動作部と、前記保持部から前記動作部へのレーザ光のエネルギーの伝搬を抑制する抑制手段と、を備えることを特徴とする画像形成装置である。
請求項1によれば、抑制手段を備えない場合に比べて、レーザ光のエネルギーによる定着性能への影響を抑制することが可能になる。
請求項2によれば、抑制手段を排出部以外の構成とする場合に比べて、抑制手段を簡易な構成で実現することが可能になる。
請求項3によれば、抑制手段を反射部以外の構成とする場合に比べて、抑制手段を簡易な構成で実現することが可能になる。
請求項4によれば、抑制手段を反射部以外の構成とする場合に比べて、抑制手段を簡易な構成で実現することが可能になる。
請求項5によれば、抑制手段を備えない場合に比べて、レーザ光のエネルギーによる定着性能への影響を抑制することが可能になる。
請求項2によれば、抑制手段を排出部以外の構成とする場合に比べて、抑制手段を簡易な構成で実現することが可能になる。
請求項3によれば、抑制手段を反射部以外の構成とする場合に比べて、抑制手段を簡易な構成で実現することが可能になる。
請求項4によれば、抑制手段を反射部以外の構成とする場合に比べて、抑制手段を簡易な構成で実現することが可能になる。
請求項5によれば、抑制手段を備えない場合に比べて、レーザ光のエネルギーによる定着性能への影響を抑制することが可能になる。
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図1は、本実施の形態が適用される画像形成装置100をフロント側から眺めた場合の図である。
同図に示す画像形成装置100は、所謂タンデム型の構成を有するものであって、電子写真方式により各色成分のトナー像を形成する複数の画像形成ユニット10(10Y,10M,10C,10K)を備えている。また、本実施の形態に係る画像形成装置100では、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)などを含んで構成され、画像形成装置100を構成する各装置および各部の動作を制御する制御部が設けられている。
画像形成ユニット10は画像形成部の一例である。
図1は、本実施の形態が適用される画像形成装置100をフロント側から眺めた場合の図である。
同図に示す画像形成装置100は、所謂タンデム型の構成を有するものであって、電子写真方式により各色成分のトナー像を形成する複数の画像形成ユニット10(10Y,10M,10C,10K)を備えている。また、本実施の形態に係る画像形成装置100では、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)などを含んで構成され、画像形成装置100を構成する各装置および各部の動作を制御する制御部が設けられている。
画像形成ユニット10は画像形成部の一例である。
また、画像形成装置100は、各画像形成ユニット10にて形成された各色成分トナー像が順次転写(一次転写)されると共にこの各色成分トナー像を保持する中間転写ベルト20と、中間転写ベルト20上の各色成分トナー像を矩形状に形成された記録材Pに一括転写(二次転写)する二次転写装置30と、を備えている。記録材Pは、紙やフィルム等の定着対象メディアである。
中間転写ベルト20は像形成手段の一例であり、二次転写装置30は転写手段の一例である。
中間転写ベルト20は像形成手段の一例であり、二次転写装置30は転写手段の一例である。
また、画像形成装置100には、記録材Pを供給する用紙供給装置40が設けられている。また、用紙供給装置40と二次転写装置30との間には、用紙搬送経路上に位置する記録材Pを搬送する搬送ロール41が複数設けられている。
また、本実施の形態では、二次転写装置30により記録材P上に二次転写された画像をこの記録材Pに定着させる定着装置50が設けられている。さらに、二次転写装置30と定着装置50との間には、二次転写装置30を通過した記録材Pを定着装置50へ搬送する搬送装置42が設けられている。
定着装置50は、定着手段の一例である。
また、本実施の形態では、二次転写装置30により記録材P上に二次転写された画像をこの記録材Pに定着させる定着装置50が設けられている。さらに、二次転写装置30と定着装置50との間には、二次転写装置30を通過した記録材Pを定着装置50へ搬送する搬送装置42が設けられている。
定着装置50は、定着手段の一例である。
ここで、画像形成部の一部として機能する画像形成ユニット10の各々は、回転可能に取り付けられた感光体ドラム11を備えている。また、感光体ドラム11の周囲には、感光体ドラム11を帯電する帯電装置12と、感光体ドラム11を露光して静電潜像を書き込む露光装置13と、感光体ドラム11上の静電潜像をトナーにより可視像化する現像装置14と、が設けられている。さらに、感光体ドラム11上に形成された各色成分トナー像を中間転写ベルト20に転写する一次転写装置15と、感光体ドラム11上の残留トナーを除去するドラム清掃装置16と、が設けられている。
中間転写ベルト20は、複数本のロール部材21、22、23、24、25、26に掛け渡され、回転するように設けられている。これらのロール部材21〜26のうち、ロール部材21は、中間転写ベルト20を駆動するようになっている。また、ロール部材25は、中間転写ベルト20を挟んで二次転写ロール31に対向配置されており、これら二次転写ロール31およびロール部材25によって二次転写装置30が構成されている。
なお、中間転写ベルト20を挟んでロール部材21と対向する位置には、中間転写ベルト20上の残留トナーを除去するベルト清掃装置27が設けられている。
なお、中間転写ベルト20を挟んでロール部材21と対向する位置には、中間転写ベルト20上の残留トナーを除去するベルト清掃装置27が設けられている。
図2および図3は、定着装置50の概略構成を説明する図である。図2は透明ロッド51の端面側から見た図であり、図3は透明ロッド51の周面側から見た図である。また、図3では、抑制手段の一例としての第1の構成例を示す。
図2に示すように、本実施の形態では、定着装置50は、光束Bmを透過可能な透明材料にて円柱状に構成される回転可能な透明ロッド51と、接触域が形成されるように透明ロッド51に対向して設けられ、透明ロッド51と協働して記録材Pを移動搬送する対向ロール52と、を備えている。また、定着装置50は、画像が転写される記録材Pの領域全幅にわたる線状領域(狭い集光幅)に集光するレーザ光ないし光束Bmを透明ロッド51に入射する集光装置(線状集光装置)53を備えている。透明ロッド51はレンズの一例である。
定着装置50は、集光装置53からの線状領域に集光された光束Bmで記録材Pのトナーを直接加熱し、溶着定着するレーザ定着装置である。なお、線状領域の幅を狭くすることで、集光効率が向上すると共に、定着部分が速やかに冷やされる。
図2に示すように、本実施の形態では、定着装置50は、光束Bmを透過可能な透明材料にて円柱状に構成される回転可能な透明ロッド51と、接触域が形成されるように透明ロッド51に対向して設けられ、透明ロッド51と協働して記録材Pを移動搬送する対向ロール52と、を備えている。また、定着装置50は、画像が転写される記録材Pの領域全幅にわたる線状領域(狭い集光幅)に集光するレーザ光ないし光束Bmを透明ロッド51に入射する集光装置(線状集光装置)53を備えている。透明ロッド51はレンズの一例である。
定着装置50は、集光装置53からの線状領域に集光された光束Bmで記録材Pのトナーを直接加熱し、溶着定着するレーザ定着装置である。なお、線状領域の幅を狭くすることで、集光効率が向上すると共に、定着部分が速やかに冷やされる。
透明ロッド51における透明は、光束Bmの波長域において透過率が高いことを意味し、光束Bmを透過するものであればよく、光利用効率等の観点からすれば、透過率が高ければ高いほどよい。例えば90%以上、望ましくは95%以上がよい。
また、対向ロール52は、例えばアルミニウム、ステンレス鋼、ニッケル等をメッキした銅板等により構成されており、透明ロッド51との間に予め決められた加圧力が作用するように配置されている。
また、対向ロール52は、例えばアルミニウム、ステンレス鋼、ニッケル等をメッキした銅板等により構成されており、透明ロッド51との間に予め決められた加圧力が作用するように配置されている。
図3に示すように、定着装置50の集光装置53は、光束Bmを発するレーザースタック61と、レーザースタック61からの光束Bmを集光する光学系62と、を含んで構成されている。光学系62は、透明ロッド51と記録材Pとの境界面に光束Bmを集光させるものである。付言すると、透明ロッド51は、光学系62により集光される場合の導光路となるものである。
なお、本実施の形態では、レーザースタック61を用いているが、その代わりに、エリア状の発光素子アレイである面発光レーザユニットを用いることも考えられる。
なお、本実施の形態では、レーザースタック61を用いているが、その代わりに、エリア状の発光素子アレイである面発光レーザユニットを用いることも考えられる。
透明ロッド51は、各端面51aが保持部71により一体に保持されている。また、透明ロッド51の端面51aから離れて位置する軸受72が動作部73を回転可能に保持する。かかる動作部73は、保持部71と接続して形成されている。透明ロッド51の各端面51aのいずれか一方側の動作部73に不図示の駆動源の駆動力が入力され、かかる駆動力により保持部71および動作部73が回転動作する。
このように、保持部71が動作部73と共に回転運動することで、保持部71により保持される透明ロッド51が一方向に回転する。
なお、軸受72としては、ボールベアリングを用いることが考えられ、また、樹脂ベアリングを用いることも考えられる。
このように、保持部71が動作部73と共に回転運動することで、保持部71により保持される透明ロッド51が一方向に回転する。
なお、軸受72としては、ボールベアリングを用いることが考えられ、また、樹脂ベアリングを用いることも考えられる。
図3に示すように、透明ロッド51の端面51aと保持部71との間には、透明ロッド51の端面51aで光線の熱を吸収する熱吸収部74が配設されている。すなわち、熱吸収部74は、透明ロッド51に入射しその一部または全部が内部で反射を繰り返して透明ロッド51の端面51aに到達する光線(同図の矢印参照)の熱を吸収する。
また、保持部71には、熱吸収部74により吸収された熱を外部に放出するフィン75が配設されている。フィン75は、保持部71から径方向に延びる複数の薄板部75aを含んで構成されている。
本実施の形態では、上述した熱吸収部74およびフィン75により、透明ロッド51の端部における光線の熱が保持部71から動作部73を介して軸受72に伝わることが抑制されることから、熱が定着性能に悪影響を及ぼすことが防止される。
第1の構成例において、熱吸収部74は光線の熱を吸収する機能(熱吸収機能)を有し、フィン75は、光線の熱による温度上昇を防ぐ機能(冷却機能)を有する。熱吸収部74およびフィン75は、動作部73への光線エネルギーの伝搬を抑制する抑制手段の一例である。フィン75は排出部の一例である。
また、保持部71には、熱吸収部74により吸収された熱を外部に放出するフィン75が配設されている。フィン75は、保持部71から径方向に延びる複数の薄板部75aを含んで構成されている。
本実施の形態では、上述した熱吸収部74およびフィン75により、透明ロッド51の端部における光線の熱が保持部71から動作部73を介して軸受72に伝わることが抑制されることから、熱が定着性能に悪影響を及ぼすことが防止される。
第1の構成例において、熱吸収部74は光線の熱を吸収する機能(熱吸収機能)を有し、フィン75は、光線の熱による温度上昇を防ぐ機能(冷却機能)を有する。熱吸収部74およびフィン75は、動作部73への光線エネルギーの伝搬を抑制する抑制手段の一例である。フィン75は排出部の一例である。
ここで、上述した本実施の形態における第1の構成例以外の種々の構成例を説明する。すなわち、熱吸収部74およびフィン75以外の構成による他の抑制手段を説明する。
図4は、透明ロッド51の端面51a周辺の構成例を説明する図であり、図3における透明ロッド51の右端部分のみを図示する。図4では(a)および(b)に互いに異なる構成例を図示し、図4(a)は第2の構成例を示し、(b)は第3の構成例を示す。
図4(a)に示す第2の構成例では、保持部71の温度を一定に保つための装置であるチラー76が配設されている。かかるチラー76は、熱吸収部74で吸収された光線の熱を流体によって保持部71から外部に移動する熱交換器(液冷部ないし水冷部)である。すなわち、チラー76は、動作部73の端部に形成された流体の入り口および出口と、保持部71および動作部73の内部において流体が入り口から出口に一方向に流れる流路と、を含んで構成されている。なお、保持部71の横断面中心側に流体の入り口が形成され、その外周側に出口が形成されるような流路を採用することで、保持部71が回転する際の遠心力を利用して流体の流れが円滑に行われる。
第2の構成例において、熱吸収部74は熱吸収機能を有し、チラー76は冷却機能を有する。熱吸収部74およびチラー76は抑制手段の一例である。チラー76は排出部の一例である。
図4は、透明ロッド51の端面51a周辺の構成例を説明する図であり、図3における透明ロッド51の右端部分のみを図示する。図4では(a)および(b)に互いに異なる構成例を図示し、図4(a)は第2の構成例を示し、(b)は第3の構成例を示す。
図4(a)に示す第2の構成例では、保持部71の温度を一定に保つための装置であるチラー76が配設されている。かかるチラー76は、熱吸収部74で吸収された光線の熱を流体によって保持部71から外部に移動する熱交換器(液冷部ないし水冷部)である。すなわち、チラー76は、動作部73の端部に形成された流体の入り口および出口と、保持部71および動作部73の内部において流体が入り口から出口に一方向に流れる流路と、を含んで構成されている。なお、保持部71の横断面中心側に流体の入り口が形成され、その外周側に出口が形成されるような流路を採用することで、保持部71が回転する際の遠心力を利用して流体の流れが円滑に行われる。
第2の構成例において、熱吸収部74は熱吸収機能を有し、チラー76は冷却機能を有する。熱吸収部74およびチラー76は抑制手段の一例である。チラー76は排出部の一例である。
また、図4(b)に示す第3の構成例では、保持部71の熱を放出する放熱部77と、放熱部77に向けて送風する送風部78と、が配設されている。かかる放熱部77は、保持部71の外面に凹部を形成することで表面積を増やして放熱性を高めるようにしたものであり、空冷部ということもできる。保持部71の放熱部77は、熱吸収部74で吸収された光線の熱を送風部78からの風により空気中に放熱する。また、定着装置50が作動する際に回転動作することから、そのような回転動作する保持部71の表面に空冷機能を付加することにより熱を空気中に放出し易くなる。こうして、熱吸収部74の熱が保持部71から動作部73に伝わり難くなる。なお、送風部78を省略する変形例も考えられる。
第3の構成例において、熱吸収部74は熱吸収機能を有し、放熱部77および送風部78は冷却機能を有する。熱吸収部74および放熱部77は、抑制手段の一例であり、放熱部77は排出部の一例である。
第3の構成例において、熱吸収部74は熱吸収機能を有し、放熱部77および送風部78は冷却機能を有する。熱吸収部74および放熱部77は、抑制手段の一例であり、放熱部77は排出部の一例である。
図5は、透明ロッド51の端面51a周辺の構成例を説明する図であり、図4に対応するものである。図5では(a)、(b)および(c)に互いに異なる構成例を図示し、図5(a)は第4の構成例を示し、(b)は第5の構成例を示し、(c)は第6の構成例を示す。
図5(a)に示す第4の構成例では、透明ロッド51と保持部71との間に、光線を反射する反射膜81が形成されている。このような反射膜81は、例えば反射コーティングにより形成される。反射膜81は、透明ロッド51の中央から端面51aに到達する光線を中央に反射する。このように反射された光線は、例えばその熱が記録材Pの定着に利用されること等により、透明ロッド51の内部から排除される。なお、第4の構成例では、上述の第1ないし第3の構成例が備える熱吸収部74(図3または図4参照)を備えていない。
第4の構成例において、反射膜81は光線を反射する機能(反射機能)を有する。反射膜81は抑制手段の一例であり、反射部の一例である。
図5(a)に示す第4の構成例では、透明ロッド51と保持部71との間に、光線を反射する反射膜81が形成されている。このような反射膜81は、例えば反射コーティングにより形成される。反射膜81は、透明ロッド51の中央から端面51aに到達する光線を中央に反射する。このように反射された光線は、例えばその熱が記録材Pの定着に利用されること等により、透明ロッド51の内部から排除される。なお、第4の構成例では、上述の第1ないし第3の構成例が備える熱吸収部74(図3または図4参照)を備えていない。
第4の構成例において、反射膜81は光線を反射する機能(反射機能)を有する。反射膜81は抑制手段の一例であり、反射部の一例である。
図5(b)に示す第5の構成例および同図(c)に示す第6の構成例では、保持部71に対応する透明ロッド51の部分(端部)に、光線を反射する反射鏡51b,51cが形成されている。この反射鏡51b,51cはいずれも、蒸着による金属コーティングと誘電体多層膜とを含んで構成されている。
図5(b)に示す第5の構成例における反射鏡51bは、リトロリフレクタ(再帰反射器)ないしコーナーキューブであり、同図(c)に示す第6の構成例における反射鏡51cは、複数のリトロリフレクタ(再帰反射器)である。
第5の構成例および第6の構成例において、反射鏡51b,51cは反射機能を有する。反射鏡51b,51cは抑制手段の一例であり、反射部の一例である。
図5(b)に示す第5の構成例における反射鏡51bは、リトロリフレクタ(再帰反射器)ないしコーナーキューブであり、同図(c)に示す第6の構成例における反射鏡51cは、複数のリトロリフレクタ(再帰反射器)である。
第5の構成例および第6の構成例において、反射鏡51b,51cは反射機能を有する。反射鏡51b,51cは抑制手段の一例であり、反射部の一例である。
なお、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態には限定されない。本発明の精神及び範囲から逸脱することなく様々に変更したり代替態様を採用したりすることが可能なことは、当業者に明らかである。
20…中間転写ベルト、30…二次転写装置、50…定着装置、51…透明ロッド、51a…端面、51b,51c…反射鏡、52…対向ロール、53…集光装置、61…レーザースタック、62…光学系、71…保持部、72…軸受、73…動作部、74…熱吸収部、75…フィン、76…チラー、77…放熱部、78…送風部、81…反射膜、100…画像形成装置
Claims (5)
- 導光路となるレンズを含んで構成され、当該レンズと記録材との境界面に像定着用のレーザ光を集光する光学系と、
前記光学系の前記レンズを保持する保持部と、
前記保持部と共に回転動作する動作部と、
前記保持部から前記動作部へのレーザ光のエネルギーの伝搬を抑制する抑制手段と、
を備えることを特徴とする定着装置。 - 前記抑制手段は、前記保持部にてレーザ光による熱を排出する排出部を含んで構成されることを特徴とする請求項1に記載の定着装置。
- 前記抑制手段は、前記保持部にてレーザ光を反射する反射部を含んで構成されることを特徴とする請求項1に記載の定着装置。
- 前記抑制手段は、前記保持部により保持される前記レンズの部分にレーザ光を反射する反射部を含んで構成されることを特徴とする請求項1に記載の定着装置。
- 像を形成する像形成手段と、
前記像形成手段によって形成された像を記録材上に転写する転写手段と、
前記記録材上に転写された像を当該記録材に定着する定着手段と、を含み、
前記定着手段は、
導光路となるレンズを含んで構成され、当該レンズと記録材との境界面に像定着用のレーザ光を集光する光学系と、
前記光学系の前記レンズを保持する保持部と、
前記保持部と共に回転動作する動作部と、
前記保持部から前記動作部へのレーザ光のエネルギーの伝搬を抑制する抑制手段と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
Priority Applications (2)
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JP2016125075A JP2017227811A (ja) | 2016-06-24 | 2016-06-24 | 定着装置および画像形成装置 |
US15/353,240 US9851661B1 (en) | 2016-06-24 | 2016-11-16 | Fixing device and image forming apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016125075A JP2017227811A (ja) | 2016-06-24 | 2016-06-24 | 定着装置および画像形成装置 |
Publications (1)
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ID=60674779
Family Applications (1)
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JP2016125075A Pending JP2017227811A (ja) | 2016-06-24 | 2016-06-24 | 定着装置および画像形成装置 |
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2016
- 2016-06-24 JP JP2016125075A patent/JP2017227811A/ja active Pending
- 2016-11-16 US US15/353,240 patent/US9851661B1/en active Active
Also Published As
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