JP3936501B2 - 定着装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、コピー、FAX、プリンター等の定着装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
前記のような定着装置として、定着ローラと、加圧ローラと、前記両ローラのいずれかに当接して、その表面に付着した汚れを清掃し同時に離型剤を塗布するシート状の耐熱性ウェブと、該ウェブの供給手段及び巻取手段と、ウェブを被清掃ローラに押し当てる押圧部材とを有するウェブクリーニング部を具えた定着装置は周知である。
【0003】
このようなものについて3つの例を示すこととすると、図9に示す第1例において、1は定着ローラ、2はこれに当接する加圧ローラであって、そのいずれかのローラにおいては被清掃ローラを構成する定着ローラ1の表面に付着した汚れを清掃し、同時に離型剤を塗布するシート状の耐熱性ウェブWと、該ウェブWの供給手段3及び巻取手段4と、ウェブWを定着ローラ1からなる被清掃ローラに押し当てる押圧部材6と、この押圧部材6を加圧する加圧ばね7とを有している。
【0004】
つぎに図10には同第2例が示されており、この例では押圧部材6がによって支持されており、この片もちのレバー8の自由端にソレノイド9が連結され、ウェブWを定着ローラ1の表面に接触させる際は、ソレノイド9をオフして加圧ばね7によって押圧部材6を加圧する。そしてウェブWを定着ローラ1の表面から離間させる際には、ソレノイド9をオンして加圧ばね7の圧力に抗してレバー8を回動させ、押圧部材6を上昇させるようになっている。
【0005】
つぎに図11には同第3例が示されており、この例では第2例の加圧ばね7に代えて引張ばね7′を、またソレノイド9に代えて、レバー8に反対方向に作用するソレノイド9′を使用したものであって、第2例と同様にしてウェブWを定着ローラ1の表面から接離させることになる。これらの第2,3例は押圧ローラ3の当接時に比べて、離間時はばね7,7′の負荷が増大した状態となる。なおこれらの例では定着ローラ1を被清掃ローラとしているが、加圧ローラ2を被清掃ローラとしてもよい。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来のウェブ装置ではウェブ3が常時定着ローラ1に加圧されているので、ウェブ3からしみ出たオイルによる転写紙へのオイル付着が発生した。そこでこのような問題を解消するために、ウェブ3の加圧を解除する接離動作を行うような構成が実用化され始めた。
【0007】
この発明は、前記のような従来の定着装置のもつ問題を解消し、請求項1に記載の発明は、加圧部材の経時劣化を解消することを目的とし、請求項2に記載の発明は、弛みが生じたウェブの効率利用と弛み吸収部材の安定動作とを目的とし、請求項3に記載の発明は、ウェブの効率使用と、巻出ローラの位置の自由度向上を目的とし、請求項4に記載の発明はウェブの駆動機構のコストダウンを実現することを目的とし、請求項5に記載の発明はウェブの駆動機構の省スペース、コストダウンを目的とするものである
【0008】
【課題を解決するための手段】
この発明は、前記のような目的を達成するために、定着ローラと、加圧ローラと、前記両ローラのいずれかに当接して、その表面に付着した汚れを清掃するウェブと、該ウェブの供給手段及び巻き取り手段と、ウェブを被清掃ローラに押し当てる押圧部材とを有する定着装置において、前記押圧部材と、この押圧部材を被清掃ローラに押し当てる加圧部材とを保持する第1保持部材と、この第1保持部材を保持する第2保持部材とを具え、さらに第1保持部材を第2保持部材に設けた移動手段によって移動することにより、押圧部材を被清掃ローラに接離するウェブクリーニング部を具え、このウェブクリーニング部の押圧部材は、被清掃ローラから離間した際に生ずるウェブの弛みを吸収するウェブ弛み吸収部材を有し、該弛み吸収部材は自重で動作することを特徴とするものである。
【0010】
請求項2に記載の発明は、ウェブクリーニング部のウェブ供給手段と押圧部材の間に、ウェブを制動する制動部材を設けたことを特徴とするものである。
【0011】
請求項3に記載の発明は、ウェブクリーニング部の被清掃ローラに押圧部材を接離するための移動手段は、第2フレームに軸支された偏心カムからなり、該偏心カムのカム軸は、ギア列と複数個のワンウェイクラッチを介してウェブ巻取手段の巻取軸に連結されていて、正逆回転可能な回転駆動源により巻取軸の回転動作と、偏心カム軸の回転動作とを交互に行うように構成されていることを特徴とするものである。
【0012】
請求項4に記載の発明は、ウェブクリーニング部のギア列と複数個のワンウェイクラッチは、偏心カム軸と巻取軸にのみ軸支されていることとすることを特徴とするものである。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下に示すこの発明の実施の形態において、前記の従来例と同様の部分及び各実施の形態において共通する部分には、同一の符号を付すことによって説明を省略し、主として異なる部分について説明する。図1,2,3に示す第1実施形態は、請求項1に記載の発明に対応したもののウェブクリーニング部を具えていて、このウェブクリーニング部は、押圧部材6と、この押圧部材6を図示を省略した被清掃ローラに押し当てる加圧部材7とを保持する第1保持部材11と、この第1保持部材11を保持する第2保持部材12とを具え、第1保持部材11を第2保持部材12に設けた偏心カム13からなる移動手段によって移動することにより、押圧部材6を被清掃ローラに接離するようになっている。
【0014】
図2には第1保持部材11が示されており、この第1保持部材11は、両側板14、背板16及び底板17とを有している。両側板14には開口部18が設けられて、その開口縁部19に押圧部材6を回転可能に支持している軸受板21が移動可能に保持され、この軸受板21は加圧部材7によって前方に加圧されている。また背板16にはフック部22が、底板17には前後方向の長孔23が設けられている。
【0015】
図3には第2保持部材12が示されており、この第2保持部材12は、両側板24及び底板25を有しており、両側板24には外方に突出した位置決板26が設けられ、底板25には、第1保持部材11の長孔23に摺嵌するガイドピン27及びフック部28が設けられている。そして両側板24に設けた軸孔29に、この図では図示を省略した図1に示されている偏心カム13のカム軸10が回動可能に軸支されている。
【0016】
前記のような第2保持部材12は、そのガイドピン27が長孔23に摺嵌されて前後方向に移動可能に組付けられる。そして第1保持部材11のフック部22と、第2保持部材12のフック部28との間に、図1に示す戻しばね31が、偏心カム13のカム軸10に巻回して懸張される。このようにして図1に示すように組付けられた第1.2保持部材11,12が、第2保持部材12の両側板24に設けられた位置決板26を介して、定着装置に装着される。
【0017】
このようにして定着装置に装着されたウェブクリーニング部の第1,2保持部材11,12の作動を、図1を参照して説明する。このようなものにおいて、第1保持部材11は、カム軸10によって偏心カム13を回転することによって、定着ローラ1に対して前後方向に移動される。このようにして第1保持部材11が定着ローラから最も離間した位置では、押圧部材6は定着ローラ1から完全に離間するので、戻しばね31は取り付け長になっている。
【0018】
これとは反対に第1保持部材11が、定着ローラ1に最も近づいた位置では、押圧部材6が定着ローラ1に当接し、加圧部材7が圧縮され、所定の当接圧がかかるようになっている。また、第1保持部材11は戻しばね31で常に定着ローラの離間方向に引っ張られており、偏心カム13に密着して移動できるようになっている。押圧部材6は電源オフ時や定着ローラの温度が低い場合、離間した状態に保たれる。また定着ローラ1の高温時に、長時間当接しているとオイルの供給過多になる場合があるので、高温時にも離間する場合がある。
【0019】
この発明のように、第1保持部材11に押圧部材6及び加圧部材7を取り付けて、第1保持部材11を移動することによって、押圧部材6の接離を行う構成にすると、前記のように押圧部材6の離間時における加圧部材7の負荷の増大が解消され、むしろ押圧部材6の当接時よりも離間時の方が加圧部材7の負荷は軽減される。
【0020】
定着ローラ1は通常180℃前後で制御され、定着ユニットに装着されるウェブクリーニング部内の温度も100℃を超える場合がある。このような高温環境下でばねを高負荷状態で保持した場合、経時劣化し所定のばね力が得られなくなる。それがこの発明のウェブクリーニング部によって、このような従来の問題点を解消することができる。
【0021】
図4に示す請求項2に記載の発明に対応したウェブクリーニング部を具えた第2実施形態について説明する。図4は押圧部材6が定着ローラ1に当接している状態を実線で、離間している状態を破線で示したものである。押圧部材6の接離方法は、第1実施形態のような構成の手段、又は前記従来例に示したような構成の手段のように、他の適宜の構成の手段を使用してもよい。
【0022】
ところで押圧部材6が定着ローラ1から離間すると、ウェブWが弛み、定着ローラ1にウェブWが接触したままの状態では、オイル供給過多や、定着ローラ1とウェブWの固着が発生することは公知である。
【0023】
これらの問題を解消するために、従来は弛んだウェブWを巻取手段4の巻取ローラで巻き取って、定着ローラ1から離間させていた。しかしながら、このような弛み吸収手段であると、ウェブWによる清掃中に装置本体のドアオープンによって、定着加熱部への電源供給が停止されて定着ローラ1の温度が低下した場合や、省エネ等の理由により、定着加熱部への電源供給が停止されて定着ローラ1の温度が低下した場合に、押圧部材6が定着ローラ1から離間するよう設定されていると、離間動作後に、まだ使用できるウェブWを巻き取ってしまい、ウェブWを浪費してしまうという問題がある。
【0024】
また、弛み吸収部材32は図4には図示していないがばね等でウェブWの弛みを吸収する方向(矢印Aの方向)に動作力を付勢されている。しかし、ウェブWの弛みを吸収するために変位量(移動量)が大きく、ばね等の付勢部材で一定の動作力を得るのは困難であった。これらの問題を解消するため、この発明では付勢手段を使用せず、弛み部材の自重で動作するよう構成してある。
【0025】
このようにしてウェブの浪費を解消して、安価で安定動作する弛み吸収部材32を提供することができ、それはウェブWの弛みを弛み吸収部材32で吸収し、押圧部材6が定着ローラ1に押圧された場合は、弛み吸収部材32で吸収していたウェブWが供給されることによるものである。
【0026】
この実施形態では押圧部材6の当接時は、ウェブWは押圧部材6と巻取ローラの間で張り渡されているため、弛み吸収部材32は、ウェブWの張力により押し退けられている。押圧部材6の離間時はウェブWに弛みが生じるため、押し退けられていた弛み吸収部材32が、弛み吸収部材32のガイド33に沿って図4の矢印Aの方向へ移動し、弛んだウェブWを破線のように這いまわし、すなわちウェブWの弛みを吸収し、定着ローラ1からウェブWを離間させる。弛み吸収部材32はウェブクリーニング部のフレームに設けられたガイド33に係合されており、ガイド33に沿って移動する。供給手段3の巻出ローラにブレーキが設けられているので、押圧部材6が離間して弛み吸収部材32が動作した場合でも、巻出ローラからウェブWが巻き出されることはない。
【0027】
弛み吸収部材32は、この実施形態ではローラの形状を有しているが、形状、材質等は特に限定するものではない。好ましくはウェブWに接触するため、滑らかな表面性と離型性、耐熱性を有する部材が好ましく、金属ローラに離型性の良い四弗化エチレン等のフッ素樹脂を被覆したものや、耐熱樹脂たとえばPI(ポリイミド樹脂)やPPS(ポリフェニレンサルファイド樹脂)などの難燃性を有する樹脂で構成すれば良い。
【0028】
図5に示す第3実施形態について説明する。この実施形態は、第2実施形態において、弛み吸収部材32が巻取手段4の回転軸に中間が枢支されたフイラー34の一端に枢支されており、装置本体側にはこのフイラー34によって作動するエンドセンサ35が設けられている。このようなものにおいて、図5において実線はウェブWの巻取りが終了し、エンドセンサ35が作動した状態を示し、点線は巻取り終了直前の状態を示している。ウェブWの巻取りが終了するとウェブWは、供給手段3から離間する。
【0029】
ウェブWが前記のように供給手段3から離間する場合でも、ウェブWが定着ローラ1と押圧部材6とに挟まれた状態であれば、押圧部材6と巻取手段4との間のウェブWは張っているので、弛み吸収部材32は作動しない。そしてウェブWの終端が押圧部材6を通過した場合や、押圧部材6から離間した場合に、ウェブWの張力がなくなって弛み吸収部材32が作動する。
【0030】
ウェブWの作動終了時の動作と、図4に示す弛み吸収時の動作とで異なる点は、弛み吸収部材32の移動距離の違いであり、ウェブWによる移動規制がなくなるため、弛み吸収部材32はガイド33の下端(終端)まで移動する。このような弛み吸収部材33の動作位置の違いを、弛み吸収部材32が取付けられたフイラー34とエンドセンサ35とで検出することができ、機能の集約による省スペース、低コスト化が実現できる。
【0031】
図6にはこの発明の第4実施形態が示されており、図6にはウェブWが作動している状態が実線で示され、ウェブWが押圧部材6から離間した状態が点線で示されている。ウェブWは供給手段3と押圧部材6との間において、ガイド板36とブレーキ37とによって挟持されて制動されている。なお図6には弛み吸収部材32やエンド検知手段38を図示していないが、図4,5におけると同様のものが設けられることとなる。
【0032】
ところで従来の定着装置においても、供給手段3に制動部材を設けることにより、ウェブWの弛み発生を防止するようになっており、一応の成果をあげている。しかしながら図5で説明したように、供給手段3に巻き付けられたウェブWが供給手段3の巻出軸から離れるために、後端がフリーとなって押圧部材6から離間した場合、ウェブWの張力がなくなって弛み吸収部材32が動作し、ウェブエンドを検知してしまうということがある。つまり、供給手段3からウェブWが離れた直後に、押圧部材6が定着ローラ1から離間した場合、供給手段3から押圧部材6までの長さのウェブWを未使用のままエンド検知してしまうため、その部分のウェブWは無駄になってしまい、また紙詰まりの際に定着ローラ1を逆回転させたときにウェブWが引き出されるというような問題がある。
【0033】
これに対してこの発明は、前記のような実施形態にみられるように、このような問題が生ずるのを防止することができ、また供給手段3の設置位置を自由に設定することもできるという利点もある。ところでこの実施形態では、ガイド板36とブレーキ37はできる限り、押圧部材6に近い位置に配置したほうが良く、ブレーキ力は弛み吸収部材32の動作力よりも大きくなければならず、もしブレーキ力が弛み吸収部材32の動作力より小さいと、弛み吸収部材32の動作時にウェブWが引き出されてしまい、エンド検知されてしまう場合があるからである。
【0034】
図7はこの発明の第5実施形態の概略平面図であって、主に駆動系を中心に示してある。偏心カム13のカム軸10、第1ワンウェイクラッチ対41,42及び第2ワンウェイクラッチ対43,44の心軸46,47ならびに巻取手段4の巻取軸15が、第2保持部材12の側板24に並列して回転可能に取り付けられている。
【0035】
そしてカム軸10にはギア45が、巻取軸15にはギア51がそれぞれ固着され、心軸46には第1ワンウェイクラッチ対41,42が、心軸47には第2ワンウェイクラッチ対43,44がそれぞれ支持されている。第1ワンウェイクラッチ41,42にはギア48、49が、また第2ワンウェイクラッチ63,64にはギア52,53がそれぞれ形成されている。そしてギア45とギア49とが、ギア51とギア53とが、またギア48と可逆モータ56の駆動軸57に取り付けたギア58とがそれぞれ噛合している。
【0036】
この実施形態についてその作動を説明する。図7における偏心カム13の状態は、図1におけると同様であって、押圧部材6が定着ローラ1に当接している状態である。ここで一定時間経過し、ウェブWによるクリーニング作業が終了すると、可逆モータ56が作動して巻取手段4による巻取作業を開始する。
【0037】
そしてギア58が反時計方向に回転し、ギア48すなわち第1ワンウエイクラッチ41が時計方向に回転する。ここで第1ワンウエイクラッチ41,42はすベリが発生し、ワンウエイクラッチ42へは駆動伝達がされないで偏心カム13は回転しない。一方ギア48によりギア52が反時計方向に回転し、第2ワンウエイクラッチ43,44は連結して、ギア51を時計方向へ回転して巻取手段4を回転し、所定時間後可逆モータ56が停止し、これで第1巻取動作が終了する。
【0038】
このようにして、第1巻取動作が終了すると、可逆モータ56の作動開始によってギア58が時計方向へ回転し、クラッチ41が反時計方向へ回転する。ここで第1ワンウエイクラッチ41,42が連結して、ギア49を介してギア45を時計方向へ回転し、偏心カム13を回転させて所定の時間で停止する。これにより押圧部材6は定着ローラ1から離間する。一方ギア48によりギア52は時計方向に回転される。ここで第2ワンウエイクラッチ43,44はすベりが発生してギア53へは駆動伝達されない。
【0039】
偏心カム13の回転は予め決められた可逆モータ56の回転時間による場合や、カム軸10の回転位置を図示していないセンサで検知しても良い。このように、第1巻取り動作と第2偏心カムの回転動作、言い換えれば押圧ローラの接離動作を交互に行うことができる。
【0040】
この実施形態との関連で、図10,11に示した前記の従来の第2,3例についてみると、これらにおいては、例えば巻取動作はモータで行い、接離動作はソレノイドで行うというように、接離動作と巻取動作をそれぞれ別の駆動手段により行っていて、その構成が複雑で高コストになるという問題がある。またこれとは異なり同一駆動源で巻取りと接離を同時に行う構成をもつものが、図示するのを省略したが、特開平5-107976号公報に開示されているが、このものにおいては、巻取りと接離を交互に行う必要がある場合は、駆動系を別にするしかなく、同様に構成が複雑で高コストになるという問題がある。
【0041】
このようなことを克服することができるのが、請求項5の発明に対応した図8に示すこの発明の第6実施形態であり、この実施形態において、カム軸10にはギア45が固着されるとともに、第1ワンウェイクラッチ対61,62が支持され、巻取軸15にはギア51が固着されるとともに、第2ワンウェイクラッチ対63,64がが支持されている。そして第1ワンウェイクラッチ対61,62にはギア66,67が形成され、第2ワンウェイクラッチ対63,64にはギア68,69が形成されている。またギア45とギア69とが、ギア72とギア67とギア68とが、ギア66とギア51とがそれぞれ噛合し、ギア67には図示を省略した可逆モータの駆動軸71に取り付けたギア72が噛合している。
【0042】
このようなものにおいて、ウェブWを巻取る第1動作について説明する。図示を省略した可逆モータを作動してギア72を時計方向に回転すると、ギア67すなわち第1ワンウェイクラッチ62が反時計方向に回転して、第1ワンウェイクラッチ62,61が連結し、第1ワンウェイクラッチ61も反時計方向方向に回転する。第1ワンウェイクラッチ61がギア66を介してギア51を時計方向へ回転して巻取軸15を回転してウエブWの巻取りが行われる。一方、第1ワンウェイクラッチ62は、ギア67,68を介して第2ワンウェイクラッチ63を時計方向へ回転駆動するが第2ワンウェイクラッチ63,64はすべりが発生して駆動は伝達されない。
【0043】
つぎに偏心カム13の回転動作について説明する。ギア72が反時計方向に回転して、ギヤ67すなわち第1ワンウェイクラッチ62を時計方向に回転駆動すると、第1ワンウェイクラッチ61には駆動が伝達されず、ギア68は反時計方向に駆動伝達されて、第2ワンウェイクラッチ63,64が連結して、ギア69を介してギア45を時計方向へ駆動する。これによって偏心カム13が回転して押圧部材6が接触する。この実施形態によれば、ギアとワンウェイクラッチをカム軸10と巻取軸15とに配置するので、ウェブクリーニング部の駆動部を極めて小さくすることが可能となり、またワンウェイクラッチ用の軸が不要となってコストダウンをはかることができる。このようなことから、請求項5の発明は同一駆動源による接離動作、巻取動作の交互動作を可能とし、さらなる低コスト、省スペースをはかることができる。
【0044】
【発明の効果】
この発明は、前記のようであって、請求項1に記載の定着装置においては、押圧部材の離間時に、加圧ばねの負荷を低減できるので、ばねの経時劣化によるばね力の低下を防止できるだけでなく、弛み吸収部材の動作力を一定にできるので、ウェブ張力が安定しクリーニング力の安定した定着装置を提供できるという効果がある。
【0046】
請求項2に記載の定着装置においては、ウェブ供給手段と押圧部材の間に制動部材を設けたのでウェブ終端の有効利用とウェブ供給手段の設置位置が自由にできるという効果がある。
【0047】
請求項3に記載の定着装置においては、接離動作と巻取り動作を同一駆動源で交互に行うことができるので駆動部のコストダウンが計れるという効果がある。
【0048】
請求項4に記載の定着装置においては、接離動作と巻取り動作を同一駆動源で交互に行うことができさらにそれらの駆動伝達手段を2軸で支持できるので請求項4よりもさらに省スペース、低コストを達成できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1実施形態のウェブクリーニング部の正面図である。
【図2】同上の第1保持部材の斜視図である。
【図3】同第2保持部材の斜視図である。
【図4】この発明の第2実施形態のウェブクリーニング部の正面図である。
【図5】同第3実施形態のウェブクリーニング部の正面図である。
【図6】同第4実施形態のウェブクリーニング部の正面図である。
【図7】同第5実施形態のウェブクリーニング部の正面図である。
【図8】同第6実施形態のウェブクリーニング部の正面図である。
【図9】この発明と同種の定着装置の第1例のウェブクリーニング部の正面図である。
【図10】同第2例のウェブクリーニング部の正面図である。
【図11】同第3例のウェブクリーニング部の正面図である。
【符号の説明】
W ウェブ 1 定着ローラ
2 加圧ローラ 3 供給手段
4 巻取手段 6 押圧部材
7 加圧部材 10 カム軸
11 第1保持部材 12 第2保持部材
13 偏心カム 14 側板
15 巻取軸 16 背板
17 底板 18 開口部
19 開口縁部 21 軸受板
22 フック部 23 長孔
24 側板 25 底板
26 位置決板 27 ガイドピン
28 フック部 29 軸孔
31 戻しばね 32 弛み吸収部材
33 ガイド 34 フイラー
35 エンドセンサ 36 ガイド板
37 ブレーキ 39 軸
40 心軸 41 第1ワンウェイクラッチ
42 第1ワンウェイクラッチ 43 第2ワンウェイクラッチ
44 第2ワンウェイクラッチ 45 ギア
46 心軸 47 心軸
48 ギア 49 ギア
51 ギア 52 ギア
53 ギア 54 ギア
56 可逆モータ 57 駆動軸
58 ギア 61 第1ワンウェイクラッチ
62 第1ワンウェイクラッチ 63 第2ワンウェイクラッチ
64 第2ワンウェイクラッチ 66 ギア
67 ギア 68 ギア
69 ギア 71 駆動軸
72 ギア
Claims (4)
- 定着ローラと、加圧ローラと、前記両ローラのいずれかに当接して、その表面に付着した汚れを清掃するウェブと、該ウェブの供給手段及び巻き取り手段と、ウェブを被清掃ローラに押し当てる押圧部材とを有する定着装置において、
前記押圧部材と、この押圧部材を被清掃ローラに押し当てる加圧部材とを保持する第1保持部材と、この第1保持部材を保持する第2保持部材とを具え、さらに第1保持部材を第2保持部材に設けた移動手段によって移動することにより、押圧部材を被清掃ローラに接離するウェブクリーニング部を具え、このウェブクリーニング部の押圧部材は、被清掃ローラから離間した際に生ずるウェブの弛みを吸収するウェブ弛み吸収部材を有し、該弛み吸収部材は自重で動作することを特徴とする定着装置。 - ウェブクリーニング部のウェブ供給手段と押圧部材との間に、ウェブを制動する制動部材を設けたことを特徴とする請求項1に記載の定着装置。
- ウェブクリーニング部の被清掃ローラに押圧部材を接離するための移動手段は、第2フレームに軸支された偏心カムからなり、該偏心カムのカム軸は、ギア列と複数個のワンウェイクラッチを介してウェブ巻取手段の巻取軸に連結されていて、同一の正逆回転可能な回転駆動源により巻取軸の回転動作と、偏心カム軸の回転動作とを交互に行うように構成されていることを特徴とする請求項1に記載の定着装置。
- ウェブクリーニング部のギア列と複数個のワンウェイクラッチは、カム軸と巻取軸にのみ軸支されていることを特徴とする請求項3に記載の定着装置。
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