JPH06289745A - 定着装置 - Google Patents

定着装置

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JPH06289745A
JPH06289745A JP7691393A JP7691393A JPH06289745A JP H06289745 A JPH06289745 A JP H06289745A JP 7691393 A JP7691393 A JP 7691393A JP 7691393 A JP7691393 A JP 7691393A JP H06289745 A JPH06289745 A JP H06289745A
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JP
Japan
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oil
heating roller
blade
roller
pressing force
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JP7691393A
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English (en)
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Keijirou Yagi
恵次郎 矢木
Tomoji Kitagishi
外茂治 北岸
Katsuyoshi Onose
勝義 小野瀬
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 オイル塗布量規制ブレードの製作,押圧力の
管理を容易にする。 【構成】 加熱ローラ101との接触部分である先端エ
ッジ部106cが長手方向に凸状に湾曲した耐熱ゴム板
106bを板バネ106aに設けてオイル塗布量規制ブ
レート106を構成し、その耐熱ゴム板106bの凸状
に湾曲した先端エッジ部106cを板バネ106aの弾
性でを加熱ローラ101に押接したので、比較的小さい
押圧力で均一な接触状態が得られ、オイル塗布量規制ブ
レードの精度を緩和しかつ押圧力を低減することができ
る。そして、先端エッジ部106cを微小な円弧状とし
たので加熱ローラ101との摩擦抵抗を軽減し、オイル
塗布量規制ブレードの押圧力を高く設定しても、加熱ロ
ーラの駆動負荷の増大を少なくし、安定したオイル塗布
量の管理ができ、かつ、オイル切れ等のトラブルの発生
を避けることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、レーザプリンタ等の電
子写真記録装置に使用される定着装置に関する。
【0002】
【従来の技術】レーザプリンタ等の電子写真記録装置
は、用紙カセットから給紙ローラによりカット用紙を給
紙し、レジストローラにより該用紙と感光ドラム上のト
ナー像の搬送タイミングを整合し、該用紙上にトナー像
を転写した後に定着装置により該トナー像を用紙上に熱
定着し、排紙ローラにより装置外へ排出する構成となっ
ている。トナー像を定着する前記定着装置は、輻射伝熱
を利用するキセノンフラッシュ方式や対流伝熱を利用す
る面状ヒータ方式等もあるが、現在では、熱効率が高
く、動作温度が120〜180℃程度と比較的低く安全
性にすぐれ、また、用紙搬送機能と定着機能を兼ね備え
る等の長所を有する加熱ローラ方式が多く採用されてい
る。
【0003】近年のプリンタは、黒色印刷,多色印刷に
加えて非常に多くの色の印刷を可能にしたフルカラープ
リンタの需要が増えており、更に、使用可能な用紙の種
類もPPC用紙を始め、ボンド紙,葉書,封筒,OHP
用紙,ラベル紙等と多岐に渡って要望されている。
【0004】加熱ローラ方式の定着装置は、中空芯金の
外周にテフロンをコーティングしたりシリコンゴム層等
を設けたローラの内部空間にヒータを配設して加熱され
る加熱ローラと、芯金の外周にシリコンゴム層等を設け
た加圧ローラを対接して使用する場合が多い。特にカラ
ープリンタでは、オフセットの防止,OHP用紙に印刷
した画像の光透過性向上のためにシリコンゴム層を有す
る加熱ローラを使用し、かつオフセットの防止のために
該加熱ローラの表面に離型性に優れたシリコンオイルを
塗布する方法が多用されている。シリコンオイルの塗布
手段としては、オイルを含浸させたフェルトを該加熱ロ
ーラに接触させてオイルを塗布する方式や内部にオイル
を保有させた多孔質ローラを該加熱ローラに押しつけて
オイルを塗布する方式等が一般的に採用されている。ま
た、オイル塗布量の規制には、耐熱性のゴム等で構成し
たブレードを該加熱ローラに押し当てて行う方式が多
い。
【0005】なお、この種の定着装置としては、特開昭
59−29282号公報,特開昭63−139381号
公報に記載された装置がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】このような定着装置に
おける加熱ローラに対するオイル塗布量は、ゴム板材先
端の尖鋭なエッジ部を該加熱ローラの表面に押し当てた
オイル塗布量規制ブレードの押圧力で管理しているが、
押圧力の僅かな変動でも塗布量が大きく変動してしまう
問題がある。特にオイル塗布量が過多になると用紙上に
オイルのにじみや筋が発生し、画像品位が著しく低下す
る。
【0007】一般に、A4サイズ用紙一枚当たりの最適
なオイル塗布量は約10mg程度とされているが、この
量は直径30mmの加熱ローラに0.02μm程度の非
常に薄い油膜を形成する量に相当し、オイル塗布量規制
ブレードのエッジ部の押圧力を数100gのオーダーで
管理することが必要になる。しかし、オイル塗布量規制
ブレードのゴム板材の押圧力をこのようなオーダーで管
理することは難しく、また、オイル塗布量規制ブレード
のエッジ部の製作精度にも限界があって凹凸や波打ちが
できるため、押圧力を高めに設定して多少の変動があっ
てもオイル塗布量が極端に増加して用紙上にオイルの筋
等が発生しないようにしている。ところが、オイル塗布
量規制ブレードの押圧力を高めに設定すると、加熱ロー
ラの回転駆動負荷が増加することになり、また、局部的
に押圧力が過大になってオイル切れ等が発生して表面を
破損したり加熱ローラがロックしてしまう問題がある。
【0008】また、オイル塗布量規制ブレードは、フッ
素ゴム等の耐熱ゴムを燐青銅等の薄板で形成したブレー
ド支持板に板状に成形もしくは接着した形態のものが広
く使用されているが、ブレード先端エッジ部の真直度を
正確に製作することが困難であり、オイル塗布量規制の
ためには組立て精度上からブレードを0.5〜1mm程
度撓ませて加熱ローラに接触させなければならず、か
つ、その状態での接触圧力を19.6N(=2Kgf)
程度にするためには、ブレードの長さ(押圧方向の寸
法)が20mm以上必要となり、装置の小型化に対して
大きな障害になる。しかも、オイル塗布量規制ブレード
は定着装置の内部に装着する場合が多く、メンテナンス
に際して細かい注意を払わなければならず、ユーザーに
よるメンテナンス作業が非常に困難であるという問題が
あった。
【0009】従って本発明の目的は、このようなオイル
塗布量規制ブレードの製作,押圧力管理を容易にした定
着装置を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、オイル塗布量
規制ブレードを、前記加熱ローラとの接触部分が長手方
向に凸状に湾曲した耐熱ゴム板を板バネに設けて構成す
ると共に、前記耐熱ゴム板の凸状に湾曲した接触部分を
前記板バネの弾性で加熱ローラに押接したことを特徴と
する。
【0011】また、前記耐熱ゴム板の先端エッジ部を微
小な円弧状に形成して接触部分とし、この部分を加熱ロ
ーラに押接したことを特徴とする。
【0012】
【作用】耐熱ゴム板の凸状に湾曲した接触部分を板バネ
の弾性で加熱ローラに押接すると、比較的小さい押圧力
で該加熱ローラに均一に接触させることができるので、
オイル塗布量規制ブレードの精度を緩和することがで
き、かつ、オイル塗布量規制ブレードの押圧力も低減で
きる。
【0013】そして、耐熱ゴム板の先端エッジ部を微小
な円弧状に形成して接触部分とすると、加熱ローラとの
摩擦抵抗が軽減されるので、オイル塗布量規制ブレード
の押圧力を高く設定しても、加熱ローラの駆動負荷の増
大は少なく、安定したオイル塗布量の管理ができ、か
つ、オイル切れ等のトラブルの発生を避けることができ
る。
【0014】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。
【0015】図2は本発明になる定着装置を装備したカ
ラーレーザプリンタを示している。案内ローラ1a〜1
dに掛け渡されて回動する感光ベルト2は、帯電器3に
より一様に帯電され、光学装置4から画像情報に従って
発生するレーザ光により露光されて静電潜像が形成さ
れ、4色の現像器5a〜5dを選択的に使用して現像さ
れて複数の単色トナー像が形成される。この各トナー像
は転写ドラム6上に重ねて転写して合成されてカラート
ナー画像となる。
【0016】カット用紙7は、用紙カセット8から給紙
ローラ9により抽出してレジストローラ10まで搬送
し、トナー像との搬送タイミングを整合して転写器11
に送り込んでカラートナー像を転写した後に定着装置1
00の加熱ローラ101,加圧ローラ102間を通過さ
せることにより該カラートナー像が該用紙7上に熱定着
される。トナー像が定着された用紙7は、排紙ローラ1
2を経て排紙トレー13上に排出される。
【0017】次に、本発明になる前記定着装置100を
詳細に説明する。図1は、該定着装置100の縦断側面
図である。加熱ローラ101は、アルミニウムの中空金
属ローラにテフロンをコーティングするかシリコンゴム
層を成形したものであり、内部空間にヒータ103を設
置して加熱する。A4サイズの用紙に8〜10枚/分程
度の印刷能力をもつ小形カラーレーザプリンタでは、該
加熱ローラ101の動作温度は120〜200℃程度に
設定される。加圧ローラ102は、芯金にシリコンゴム
層を成形したものであり、通常の小形カラーレーザプリ
ンタでは、ニップ幅が2〜5mm程度になるように加熱
ローラ101に圧接される。該実施例は小型化のために
プリンタ本体の上部に該定着装置100を配置してお
り、加熱ローラ101,加圧ローラ102がほぼ水平に
対向するように設けている。加圧ローラ102は、加熱
ローラ101との摩擦係合あるいはギヤ係合で従動する
ように駆動される。
【0018】このような定着装置100における加熱ロ
ーラ101と加圧ローラ102の間にトナー像が転写さ
れた用紙7を通過させて該トナー像を定着すると、トナ
ーは完全に用紙上に定着されずにその一部が加熱ローラ
101に付着するオフセット現象が発生する。このオフ
セットトナーを除去するために加熱ローラ101にクリ
ーニングパッド104を押接するが、オフセットトナー
量が多いと該クリーニングパッド104の寿命を縮めた
り、更には、用紙7上に再付着して画像品位を著しく低
下する問題がある。
【0019】このオフセット現象を低減するためには加
熱ローラ101とトナーの離型性を高めることが重要で
あり、安全性,耐熱性,離型性に優れた離型剤、例え
ば、ジメチルシリコンオイルをオイル塗布フェルト10
5によって加熱ローラ101に塗布し、その量がA4サ
イズ用紙1枚当たり数mg〜数10mg程度となるよう
にオイル塗布量規制ブレード106によって規制するオ
イル供給機構が設けられる。しかし、実際には、このよ
うに加熱ローラ101にオイルを塗布してもオフセット
現象を完全に防止することはできないため、オフセット
トナーを除去する前記クリーニングパッド104を設け
ているが、それでも長期にわたる使用では、オイル塗布
フェルト105やオイル塗布量規制ブレード106もオ
フセットトナーによって汚れてオイル塗布機能が低下す
るため、清掃,交換等のメンテナンス作業が必要とな
る。
【0020】次に、オイル供給機構について詳細に説明
する。耐熱性のオイル塗布フェルト105は薄板バネ1
07で保持されて金属製もしくは耐熱性の樹脂等で成形
されたオイル皿108の内部に設置され、その端部10
5aはオイル皿108の凹部108aにオイル補給タン
ク109から供給されたオイル110に浸されて毛細管
現象により該オイルを上方に吸い上げる。オイル塗布フ
ェルト105の上部は前記薄板バネ107により数N程
度の押圧力で加熱ローラ101の接触部101aに接触
され、該オイルを加熱ローラ101に塗布する。このオ
イル塗布フェルト105によるオイル塗布は、塗布量が
不安定であり、フェルト表面の布目がオイルの塗布量を
不均一にして用紙上にオイルの筋等を発生する。
【0021】このため、オイル塗布量を均一にするオイ
ル塗布量規制ブレード106が加熱ローラ101に押接
して設けられる。オイル塗布量の規制にはいろいろな方
式が提案されているが、構造が単純で効率的なブレード
方式が多く採用されている。
【0022】オイル塗布量規制ブレード106は、フッ
素ゴム等の耐熱ゴム106bを燐青銅等の薄い板バネで
形成したブレード支持板106aに板状に成形もしくは
接着したものであり、該ブレード支持板106aをオイ
ル皿108内部のべース108bに取り付けて設置され
る。オイル塗布量規制ブレード106の先端エッジ部1
06cは、図3に示すように、加熱ローラ101と接線
に対してθ=0〜30°程度の角度でブレード支持板1
06aの弾性で接触させてあり、該ブレード支持板10
6aの撓み量を変えて該オイル塗布量規制ブレード10
6の接触圧力を変えることにより、加熱ローラ101上
のオイル掻き取り量を変えて塗布量を調整する構造であ
る。
【0023】しかし、加熱ローラ101に付着するオイ
ル量は、オイル塗布量規制ブレード106の先端エッジ
部106cの製作誤差による僅かな凹凸や波打ち等によ
る押圧力の変動でも大きく変動し、特にオイル塗布量が
局部的に過多になると用紙上にオイルのにじみや筋が発
生し、OHP用紙の場合には投影画像に黒い筋として写
って画像品位を著しく低下し、過少になると加熱ローラ
の表面破損やロックが発生する。
【0024】オイル塗布量規制ブレード106の真直度
等の製作精度は、該オイル塗布量規制ブレード106の
長さを230mmとすると、真直度で0.2〜0.3程
度が一般的である。このような精度のオイル塗布量規制
ブレード106を加熱ローラ101の全幅に押し当てて
オイル塗布量を過多にならないように規制するために
は、真直度誤差分を補正するために余分な押圧力を該オ
イル塗布量規制ブレード106に付与しなければならな
い。耐熱ゴム板106bの先端エッジ部106cが加熱
ローラ101に対して凹状に変形したり細かい波打ちが
あったりすることを考慮すると、真直なブレードに比べ
て2〜3倍の押圧力が必要になる。
【0025】そこで本実施例では、図4に示すように、
予め、耐熱ゴム板106bをその先端エッジ部106c
が加熱ローラ101と接触する方向に凸状となるように
0.2〜0.5mm程度湾曲させてブレード支持板10
6aの先端部に成形した。該オイル塗布量規制ブレード
106を、その耐熱ゴム板106bの凸状に湾曲した先
端エッジ部106cを加熱ローラ101側にして該加熱
ローラ101に押接する場合は、該オイル塗布量規制ブ
レード106の両端部側を押し付ける方向に強く押すこ
とにより、凸状に湾曲した先端エッジ部106cを鎖線
で示すように直線状に容易に矯正するができ、加熱ロー
ラ101に対して凹状に変形したり細かい波打ちがある
場合の1/2程度の押圧力で修正することができる。し
かも、耐熱ゴム板106bを予めその先端エッジ部が凸
状に0.2〜0.5mm程度湾曲するようにブレード支
持板106a上に成形することは、製作上も比較的容易
である。
【0026】また、オイル塗布量規制ブレード106の
耐熱ゴム板106bの先端エッジ部106cによるオイ
ル塗布量規制効果を維持しつつ高押圧力による加熱ロー
ラ101の回転駆動負荷の増大を軽減するために、加熱
ローラ101と接触する先端エッジ部106cを、図3
に示すように、微小な円弧状に形成した。表面をシリコ
ンゴム層で構成した直径32mmの加熱ローラ101に
塗布したオイルの余剰分を掻き取る該先端エッジ部10
6cを、半径0.3mmの円弧状として加熱ローラ10
1と接線に対してθ=0〜30°程度の角度で該加熱ロ
ーラ101に押接した。
【0027】ゴム硬度が約HS75°の先端エッジ部1
06cをゴム硬度が約HS45°の加熱ローラ101に
押接するとき、先端エッジ部106cが尖鋭な場合には
オイル塗布量規制ブレード106の押圧力が大きくなる
と、くさび効果が大きくなって加熱ローラ101の回転
駆動負荷が極端に大きくなる。
【0028】しかし、該先端エッジ部106cが半径
0.3mmの円弧状に構成されていると、押圧力をそれ
程大きくしなくても尖鋭な先端エッジ部の場合と同様に
約0.2mmの接触幅lを得ることができ、必要なオイ
ル塗布量規制効果が得られる。しかも、押圧力が大きく
なっても尖鋭な先端エッジ部の場合程は回転駆動負荷が
増加しない。半径0.3mmの円弧状に形成した先端エ
ッジ部106cにおける押圧力変動に対する加熱ローラ
101の回転駆動負荷の変動は、尖鋭な先端エッジ部の
場合に比べて約1/2から1/4程度である。しかし、
先端エッジ部106cの円弧半径を大きくすると、加熱
ローラ101との接触幅lが過大になって前述のような
効果は得られなくなる。直径が32mm程度のシリコン
ゴム加熱ローラ101では、円弧半径は0.3〜1mm
程度が実用的である。
【0029】加熱ローラ101のゴム硬度が低い場合や
ゴム層が薄い場合には、耐熱ゴム板106bの先端エッ
ジ部106cにテフロン等のフッ素樹脂やその他の滑合
性の高い樹脂をコーティングすることによって加熱ロー
ラ101との摩擦抵抗を低減し、前述の効果を高めるこ
とが可能である。
【0030】図5は、このような技術思想に基づくオイ
ル塗布量規制ブレードの変形例を示している。該オイル
塗布量規制ブレード106の耐熱ゴム板106bは、そ
の先端部に複数の微小円弧状エッジ部106c,106
dを形成して加熱ローラ101に押接する構成である。
このようなオイル塗布量規制ブレード106によれば、
第1のエッジ部106cが摩耗してオイル量規制効果が
低下してきた状態で第2のエッジ部106dが加熱ロー
ラ101に接触してオイル塗布量規制を継続するように
することにより、オイル塗布量の規制能力を延長するこ
とができる。従って、オイル塗布量規制ブレード106
の寿命が大幅に伸びてメンテナンス性を向上させること
ができる。
【0031】以上のようなオイル塗布量規制ブレード1
06の清掃や交換等のメンテナンスに好適な取り付け構
造を説明する。オイル塗布規制ブレード106はオイル
塗布フェルト105と共にオイル皿108内に設けてオ
イル塗布ユニット200として一体化すると共に矢印方
向にユニットで着脱可能な構成としている。
【0032】該オイル塗布ユニット200は、図6に示
すように、オイル皿108の両側に設けられたオイル皿
固定ガイド108cを定着装置枠体111のオイル塗布
ユニット固定バネ112に嵌合した状態で定着装置10
0内に装着される。そして該オイル塗布ユニット200
をメンテナンスするときには、オイル皿108に設けた
取っ手108dを掴んで矢印の方向に引き出すことで取
り外すことができるようにされる。オイル塗布ユニット
200内のオイル塗布フェルト105,オイル塗布量規
制ブレード106は、何れも、該オイル塗布ユニット2
00の取り外しによって加熱ローラ101から離れてバ
ネ圧が解除される位置にある。そしてメンテナンス終了
後は、逆の手順で該オイル塗布ユニット200を挿入し
てオイル皿固定ガイド108cをオイル塗布ユニット固
定バネ112に嵌合させればオイル塗布フェルト10
5,オイル塗布量規制ブレード106は、何れも、その
板バネ107,106aにより加熱ローラ101に押接
状態となって装着が完了する。
【0033】図7は、このようなオイル塗布ユニット2
00におけるオイル皿108に対するオイル塗布量規制
ブレード106の取り付け構造を示している。ブレード
支持板106aの基部は、オイル皿108内に設けられ
たベース108bとブレード保持板108eによってそ
の間に形成したブレード保持溝108fに嵌合して支持
される。ブレード保持板108eは、オイル塗布量規制
ブレード106の取り付け位置を調整するために、ブレ
ード位置調整ネジ108gと皿バネ108hによってブ
レード保持溝108fの位置を調整した後にブレード支
持板106aより外側の両端位置でブレード保持板固定
ネジ108iで固定される。
【0034】この構成により、オイル塗布ユニット20
0が定着装置100に装着されているときは、オイル塗
布量規制ブレード106が加熱ローラ101に押接され
ることによりブレード支持板106aにかかる荷重を確
実に受け止めて該ブレード支持板106aの基部を固定
状態に保持するが、該オイル塗布ユニット200を定着
装置100から外した状態においてはブレード保持溝1
08fに沿って矢印の方向に簡単に挿脱可能にして、オ
イル塗布量規制ブレード106のメンテナンス作業性を
高めいてる。そして、加熱ローラ101に対するオイル
塗布量規制ブレード106の押圧力の調整は、ブレード
位置調整ネジ108gにて行う。
【0035】
【発明の効果】以上のように本発明は、加熱ローラとの
接触部分が長手方向に凸状に湾曲した耐熱ゴム板を板バ
ネに設けてオイル塗布量規制ブレードを構成し、その耐
熱ゴム板の凸状に湾曲した接触部分を前記板バネの弾性
で該加熱ローラに押接したので、比較的小さい押圧力で
該加熱ローラに均一に接触させることができ、オイル塗
布量規制ブレードの精度を緩和しかつ押圧力を低減する
ことができる。
【0036】そして、耐熱ゴム板の先端エッジ部を微小
な円弧状に形成して接触部分とすると、加熱ローラとの
摩擦抵抗が軽減されるので、オイル塗布量規制ブレード
の押圧力を高く設定しても、加熱ローラの駆動負荷の増
大は少なく、安定したオイル塗布量の管理ができ、か
つ、オイル切れ等のトラブルの発生を避けることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明になる定着装置の一実施例を示す縦断側
面図である。
【図2】本発明になる定着装置を装備したカラーレーザ
プリンタの縦断側面図である。
【図3】本発明になるオイル塗布量規制ブレードを加熱
ローラに押接した状態を示す縦断側面図である。
【図4】本発明になるオイル塗布量規制ブレードの押接
前と押接後の状態を示す斜視図である。
【図5】本発明の変形例であるオイル塗布量規制ブレー
ドを加熱ローラに押接した状態を示す縦断側面図であ
る。
【図6】本発明になる定着装置におけるオイル塗布ユニ
ットの装着状態を示す斜視図である。
【図7】本発明になる定着装置におけるオイル塗布ユニ
ットのオイル塗布量規制ブレードの取り付け構造を示す
縦断側面図である。
【符号の説明】
100 定着装置 101 加熱ローラ 102 加圧ローラ 105 オイル塗布フェルト 106 オイル塗布量規制ブレード 106a ブレード支持板 106b 耐熱ゴム板 106c 先端エッジ部 108 オイル皿 200 オイル塗布ユニット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小野瀬 勝義 茨城県日立市東多賀町一丁目1番1号 株 式会社日立製作所情報映像メディア事業部 内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 圧接して対設した加熱ローラ及び加圧ロ
    ーラと、前記加熱ローラに離型オイルを塗布するオイル
    塗布手段と、前記加熱ローラに押接されて該加熱ローラ
    から余剰オイルを掻き取るオイル塗布量規制ブレードと
    を備え、前記両ローラ間に用紙を通過させることにより
    該用紙に形成したトナー像を該用紙に定着する定着装置
    において、 前記オイル塗布量規制ブレードを、前記加熱ローラとの
    接触部分が長手方向に凸状に湾曲した耐熱ゴム板を板バ
    ネに設けて構成すると共に、前記耐熱ゴム板の凸状に湾
    曲した接触部分を前記板バネの弾性で前記加熱ローラに
    押接したことを特徴とする定着装置。
  2. 【請求項2】 請求項1において、前記耐熱ゴム板の接
    触部分は、微小な円弧状に形成された先端エッジ部であ
    ることを特徴とする定着装置。
JP7691393A 1993-04-02 1993-04-02 定着装置 Pending JPH06289745A (ja)

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JP (1) JPH06289745A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6580893B2 (en) * 2000-09-06 2003-06-17 Canon Kabushiki Kaisha Fixing device and image forming apparatus including the device

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