JP2009175293A - 画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】簡単な機械的な構成によってプロセスユニットの新旧を確実に判別できる画像形成装置を提供する。
【解決手段】新品のプロセスユニット3は、レバー24の掛かり部48と第2の接点部22の可動片29の掛かり部31とが引っ掛かけられた状態で、装置本体に装填される。新品のプロセスユニット3の装填後、装置本体のギヤ機構から与えられる動力によってカム部材23が回転される。このカム部材23のカム部41によってレバー24が回転中心43の周りに回転され、レバー24の掛かり部48と第2の接点部22の可動片29の掛かり部31とが引っ掛かった状態が解除される。これに伴って、可動片29が、所定位置から第1の接点部21の第2の接触部27に近接する方向に復元して第2の接触部27に接触する。これによって、第2の接点部22がその可動片29を介して第1の接点部21と導通する。
【選択図】図2

Description

本発明は、装置本体と、その装置本体に交換可能に装填されるプロセスユニットとを備えた画像形成装置に関する。
交換可能なプロセスユニットとしては、トナーユニット(トナーカートリッジ)のみを備えたもの、及びトナーユニットとドラムユニットとを備えたものなどがある。この種のプロセスユニットには、ユニットの新旧を識別するための手段が設けられている。例えば、プロセスユニットの交換時に装置本体にて新品のプロセスユニットが装填されたことが検出された場合には、プロセスユニットの使用量に関するカウンタの初期化、あるいはプリント特性に関する設定の変更等が行われる。
従来のプロセスユニットでは、その新旧の識別のための手段としてヒューズが用いられている。ヒューズは新品時には導通状態となっており、交換時に新品のプロセスユニットであることが装置本体側で確認できたら、ヒューズに定格以上の電流が流され、ヒューズが溶断される。この構成の場合、ヒューズを溶断するためのに、電源の容量が大きくなる等の問題がある。またプロセスユニットを再利用する際には、ヒューズを交換する必要もある。
そこで、ヒューズを用いないで機械的にプロセスユニットの新旧を判別する技術が提案されている(特許文献1)。この特許文献1に記載の技術では、ユニット(13)の交換時にギヤ(76)を介してカム(77)が回転され、カム(77)の挿入板(77b)が接点(X)に割り込まされて電極(82,83)間が電気的に遮断される(段落[0044]から段落[0046]、図8等)。
特開2001−42585号公報
しかしながら、上述の特許文献1に記載の技術では、カム(77)の挿入板(77b)を接点(X)に割り込ませたときに挿入板(77b)を保持又は安定させるための手段がなく、振動等により挿入板(77b)が接点(X)から脱落してしまうおそれがある。挿入板(77b)の接点Xからの脱落は、プロセスユニットの新旧の誤判別の原因となる場合がある。
そこで、本発明の解決すべき課題は、簡単な機械的な構成によってプロセスユニットの新旧を確実に判別できる画像形成装置の提供である。
上記の課題を解決するため、本発明は、装置本体と、その装置本体に交換可能に装填されるプロセスユニットとを備えた画像形成装置であって、前記プロセスユニットは、第1の接点部と、前記第1の接点部に対して近接又は離反する方向にばね性を有する板ばね状の第2の接点部と、前記装置本体から与えられる動力によって回転されるカム部材と、前記カム部材によって駆動されるように所定の回転中心の周りに回転可能に支持されるとともに、前記第2の接点部に引っ掛かることができるレバーとを備え、前記レバーが前記第2の接点部に引っ掛けられて前記レバーによって前記第2の接点部がその復元力に抗して所定位置に止められ、かつ前記第2の接点部が前記際1の接点部に対して接触又は離反している状態において、前記装置本体から与えられる前記動力によって前記カム部材が回転され、前記カム部材によって前記レバーが前記回転中心の周りに回転されたときに、前記レバーと前記第2の接点部とが引っ掛かった状態が解除され、前記第2の接点部が前記所定位置から復元することにより、前記第2の接点部と前記第1の接点部との電気的な導通の状態が切り替えられる。
また本発明は、装置本体と、その装置本体に交換可能に装填されるプロセスユニットとを備えた画像形成装置であって、前記プロセスユニットは、第1の接点部と、前記第1の接点部に対して近接又は離反する方向にばね性を有する板ばね状の第2の接点部と、前記装置本体から与えられる動力によって回転されるカム部材と、前記第2の接点部を前記第1の接点部に対して近接又は離反させる方向に移動可能に設けられ、前記カム部材によって駆動されるロッドと、前記ロッドを所定位置に保持するロック機構とを備え、前記第2の接点部が前記第1の接点部に対して接触又は離反している状態において、前記装置本体から与えられる前記動力によって前記カム部材が回転され、前記カム部材によって前記ロッドが前記所定位置まで移動されたときに、前記ロッドによって前記第2の接点部がその復元力に抗して移動されて前記第1の接点部に対して離反又は接触されることにより前記第2の接点部と前記第1の接点部との電気的な導通の状態が切り替えられるとともに、前記ロック機構により前記ロッドが前記所定位置に保持される。
本発明によれば、プロセスユニットの新品時には、レバーが第2の接点部に引っ掛けられて前記レバーによって第2の接点部がその復元力に抗して所定位置に止められ、かつ第2の接点部が第1の接点部に対して接触又は離反している状態に設定しておく。この状態でプロセスユニットが装置本体に装填される。そして、装置本体からプロセスユニットに動力が与えてカム部材及びレバーが回転されることにより、レバーと第2の接点部とが引っ掛かった状態が解除され、第2の接点部が所定位置から復元し、これによって第2の接点部と第1の接点部との電気的な導通の状態が切り替えられる。このため、装置本体に設けられた電極等を介して、第1の接点部と第2の接点部との電気的な導通の状態を検出することにより、ヒューズを用いることなくプロセスユニットの新旧を判別できる。特に本発明では、カム部材及びレバーの回転によりレバーと第2の接点部とが引っ掛かった状態が解除されたときに、第2の接点部が復元力により復元することによって、第1の接点部と第2の接点部との電気的な導通の状態が切り替えられる。このため、第2の接点部の復元力により切り替え後の第1の接点部と第2の接点部との電気的な導通の状態を安定して保持でき、振動等により第1の接点部と第2の接点部との電気的な導通の状態が変化することはない。その結果、簡単な機械的な構成によってプロセスユニットの新旧を確実に判別できる。
また本発明によれば、プロセスユニットの新品時には、第2の接点部が第1の接点部に対して接触又は離反している状態に設定しておく。この状態でプロセスユニットが装置本体に装填される。そして、装置本体からプロセスユニットに動力が与えてカム部材が回転されてロッドが所定位置まで移動される。このときに、ロッドによって第2の接点部がその復元力に抗して移動されて第1の接点部に対して離反又は接触されることにより第2の接点部と第1の接点部との電気的な導通の状態が切り替えられる。これと同時にロック機構によりロッドが所定位置に保持される。このため、装置本体に設けられた電極等を介して、第1の接点部と第2の接点部との電気的な導通の状態を検出することにより、ヒューズを用いることなくプロセスユニットの新旧を判別できる。特に本発明では、カム部材が回転されてロッドが所定位置まで移動されたときに、ロッドによって第2の接点部がその復元力に抗して移動されて第1の接点部に対して離反又は接触されるとともに、ロック機構によりロッドが所定位置に保持される。このため、第2の接点部の復元力及びロック機構により切り替え後の第1の接点部と第2の接点部との電気的な導通の状態を安定して保持でき、振動等により第1の接点部と第2の接点部との電気的な導通の状態が変化することはない。その結果、簡単な機械的な構成によってプロセスユニットの新旧を確実に判別できる。
図1は本発明の第1実施形態に係る画像形成装置のプロセスユニット及びそれに関連する構成を模式的に示す図であり、図2及び図3はそのプロセスユニットの新旧の切り替えを行うための構成を示す斜視図及び側面図であり、図4は図1におけるプロセスユニットのカム部材及びその周辺の構成を示す図である。
この画像形成装置1は、図1に示すように、装置本体2と、その装置本体2に交換可能に装填されるプロセスユニット3とを備えている。交換可能なプロセスユニット3としては、トナーユニットのみを備えたもの、及びトナーユニット(トナーカーリッジ)とドラムユニットとを備えたものなどがある。本実施形態ではプロセスユニット3としてトナーユニットが備えられる。また画像形成装置1の具体例としては、プリンタ、ファクシミリ、コピー機、又は複合機等が挙げられる。
装置本体2は、ユニット収容部11、駆動機構12、検出部13及び制御部14等を備えている。ユニット収容部11は、プロセスユニット3を着脱自在に収容するものである。装置本体2の図示しないカバー部を開くことにより、プロセスユニット3をユニット収容部11に対して着脱できる。駆動機構12は、プロセスユニット3に動力を与えるためのものであり、ギヤ機構15とそのギヤ機構15を駆動するモータ16とを備えている。この駆動機構12は、トナーを攪拌する機構用等の動力をプロセスユニット3に与えるためのものであるが、本実施形態では後述するカム部材23の駆動用の動力の伝達にも用いられる。
検出部13は、ユニット収容部11に装填されたプロセスユニット3の後述する第1及び第2の接点部21,22間が導通しているか否かを検出するためのもであり、図示しない電極を介して接点部21,22間の導通の有無を検出する。制御部14は、この画像形成装置1の画像形成等に関する制御を統括するものである。この制御部14によるモータ16の制御、検出部13を介したプロセスユニット3の新旧の判別等については後に詳述する。
プロセスユニット3は、図2及び図3に示すように、第1及び第2の接点部21,22、カム部材23、及びレバー24等を備えている。
第1の接点部21は、第1及び第2の接触部26,27を有する。第1の接触部26には装置本体2の検出部13の前記電極が接触される。第2の接触部27には、第2の接点部22の後述する可動片29が接触される。
第2の接点部22は、本体部28と、第1の接点部21の第2の接触部27に対して近接又は離反する方向にばね性を有する板ばね状の可動片29とを備える。本体部28には、装置本体2の検出部13の前記電極が接触される接触部30が設けられてる。可動片29は片持ち梁状に本体部28と結合されており、その先端側(自由端側)が撓み変形することにより、第1の接点部21の第2の接触部27に対して近接、離反する。この可動片29には、その一部が曲げられることにより後述するレバー24の掛かり部48が引っ掛かる掛かり部31が設けられている。この掛かり部31,48同士が引っ掛かった状態は、後述するようにレバー24の回転に伴って解除される。
このような第1及び第2の接点部21,22の接触部26,30は、プロセスユニット3が装置本体2のユニット収容部11に装填されるのに伴って、装置本体2の前記電極と接触する。第1及び第2の接点部21,22は、例えばプレス加工等により形成されている。
カム部材23は、図4に示すように、カム部41とギヤ部42とを有し、装置本体2のギヤ機構15から与えられる動力によって回転中心43の周りに回転される。本実施形態では、カム部材23のギヤ部42がプロセスユニット3に設けられた他のギヤ44を介して装置本体2からの動力を受け取る。ギヤ44は、プロセスユニット3が装置本体2のユニット収容部11に装填されるのに伴って、装置本体2のギヤ機構15とかみ合う。変形例として、カム部材23のギヤ部42が装置本体2のギヤ機構15と直接かみ合い、ギヤ機構15から動力を直接受け取ってもよい。
レバー24は、カム部材23のカム部41によって駆動されるように所定の回転中心46の周りに回転可能に支持されている。レバー24の回転中心46を挟んだ両側には、カム部41のカム面に当てられるピン又は突起状のカム接触部47と、上述の第2の接点部22の可動片29の掛かり部31に引っ掛かるピン又は突起状の掛かり部48とが設けられている。このようなレバー24は、カム部材23の回転に伴って図3の実線及び2点鎖線で示すように回転中心46の周りに揺動する。
このような構成において、新品のプロセスユニット3では、プロセスユニット3の組み立て時等に、図3の実線で示されるように、レバー24の掛かり部48と第2の接点部22の可動片29の掛かり部31とが引っ掛けられる。この状態では、第2の接点部22の可動片29が、第1の接点部21の第2の接触部27から離反する方向に撓められ、レバー24によってその復元力に抗して所定位置に止められており、第1の接点部21の第2の接触部27から離反している。このとき、第1の接点部21と第2の接点部22とは電気的に遮断されている。
そして、新品のプロセスユニット3は、レバー24の掛かり部48と第2の接点部22の可動片29の掛かり部31とが引っ掛けられた状態で、装置本体2のユニット収容部11に装填される。新品のプロセスユニット3の装填後、図3の2点鎖線で示されるように、装置本体2のギヤ機構15から与えられる動力によってカム部材23が回転される。このカム部材23のカム部41によってレバー24が回転中心43の周りに回転され、レバー24の掛かり部48と第2の接点部22の可動片29の掛かり部31とが引っ掛けられた状態が解除される。これに伴って、可動片29が、前記所定位置から第1の接点部21の第2の接触部27に近接する方向に復元して第2の接触部27に接触する。これによって、第2の接点部22がその可動片29を介して第1の接点部21と導通する。
なお、レバー24と第2の接点部22の可動片29とが引っ掛けられた状態が一旦解除された後は、可動片29がレバー24の掛かり部48の届かない領域に移動してしまう。このため、仮にカム部材23によってレバー24が駆動(揺動)されても、レバー24が可動片29と干渉することはない。
次に、装置本体2の制御部14の動作について説明する。制御部14は、例えば、図示しないセンサ等によりプロセスユニット3の着脱を検出した場合に、プロセスユニット3の新旧の判別を行う。
より詳細には、制御部14は、プロセスユニット3の着脱を検出した場合、あるいは電源がオンされた場合に、検出部13を介してプロセスユニット3の第1及び第2の接点部21,22間が導通しているか否かを確認する。このとき、第1及び第2の接点部21,22間が導通していない場合には、プロセスユニット3が新品と判別され、第1及び第2の接点部21,22間が導通している場合にはプロセスユニット3が新品でない旧品と判別される。プロセスユニット3が新品であった場合には、制御部14は、プロセスユニット3の使用量に関するカウンタの初期化、あるいはプリント特性に関する設定の変更等を行う。これとともに、制御部14は、駆動機構12のモータ16を駆動し、プロセスユニット3のカム部材23を回転させて、上記の如くレバー24と第2の接点部22の可動片29とが引っ掛かった状態を解除させ、可動片29を第1の接点部21に接触させる。これによって、第1の接点部21と第2の接点部22とが導通し、以後このプロセスユニット3は旧品と判別されることとなる。
以上のように本実施形態によれば、装置本体2に設けられた検出部13の電極を介して、プロセスユニット3の第1及び第2の接点部21,22間の電気的な導通の状態を検出することにより、ヒューズを用いることなく、プロセスユニット3の新旧を判別できる。特に本実施形態では、カム部材23及びレバー24の回転によりレバー24と第2の接点部22の可動片29とが引っ掛かった状態が解除されたときに、可動片29が復元力により復元することによって、第1及び第2の接点部21,22間の電気的な導通の状態が切り替えられる。このため、可動片29の復元力により切り替え後の第1の接点部21と第2の接点部22との電気的な導通の状態を安定して保持でき、振動等により第1の接点部21と第2の接点部22との電気的な導通の状態が変化することはない。その結果、簡単な機械的な構成によってプロセスユニット3の新旧を確実に判別できる。
なお本実施形態では、第2の接点部22の可動片29がレバー24によって可動片29が所定位置に止められている状態において、可動片29が第1の接点部21から離反する方向に撓められ、第1及び第2の接点部21,22間が電気的に遮断される構成とした。この構成では、カム部材23によってレバー24が駆動(揺動)され、レバー24と可動片29とが引っ掛かった状態が解除されたときに、可動片29が第1の接点部21に近接する方向に復元し、第1及び第2の接点部21,22間が導通する。
この点に関する変形例として、次の構成が挙げられる。すなわち、第2の接点部22の可動片29がレバー24によって可動片29が所定位置に止められている状態において、可動片29が第1の接点部21に近接する方向に撓められ、第1及び第2の接点部21,22間が導通する構成としてもよい。この構成では、カム部材23によってレバー24が駆動(揺動)され、レバー24と可動片29とが引っ掛かった状態が解除されたときに、可動片29が第1の接点部21から離反する方向に復元し、第1及び第2の接点部21,22間が電気的に遮断される。
図5は本発明の第2実施形態に係る画像形成装置のプロセスユニットの新旧の切り替えを行うための構成を示す側面図であり、図6は図5の断面図であり、図7は図5の構成においてロッドが初期位置にあるときの断面図である。本実施形態に係る画像形成装置が上述の第1実施形態に係る画像形成装置と実質的に異なる点は、レバー24の代わりにロッド51、ロッド保持部52及びロック機構53を用いる点であり、互いに対応する部分は同一の参照符号を用いて説明を省略する。
本実施形態に係る画像形成装置では、図5から図7に示すように、プロセスユニット3の構成において、上述のレバー24の代わりに、ロッド51、ロッド保持部52、及びロック機構53が備えられている。それ以外の第1及び第2の接点部21,22、カム部材23、及び装置本体2側の構成については第1実施形態に係る構成とほぼ共通している。但し、本実施形態では、第2の接点部22の可動片29が、自由な状態で第1の接点部21の第2の接触部27から離反する。また本実施形態では、第2の接点部22の可動片29に掛かり部31が設けられていない。
ロッド51は、第2の接点部22の可動片29を第1の接点部21の第2の接触部27に対して近接又は離反させる方向に移動可能にロッド保持部52によって保持され、カム部材23のカム部41によって駆動される。より詳細には、ロッド51は、第2の接点部22の可動片29に当たる頭部61と、二つ折りに折り曲げられた状態でロッド保持部52に挿入された折曲げ部62とを備えている。折曲げ部62の折り返された折り返し部63が外方に開く方向にばね性を有している。折曲げ部62の端部である屈曲部64がカム部材23のカム部41のカム面に接触する。
ロック機構53は、ロッド51を所定位置に保持するための機構であり、具体的には、ロッド51の掛かり爪66と、その掛かり爪66が引っ掛かるロッド保持部52の掛かり部67とを備えている。ロッド51の掛かり爪66は、折曲げ部62の折り返し部63の先端に設けられた突起である。ロッド保持部52の掛かり部67は、ロッド保持部52の端縁部によって構成されている。ロッド51が図7に示す位置からロッド保持部52から飛び出す方向にカム部材23によって移動されるのに伴い、ロッド51の頭部61によって第2の接点部22の可動片29がその復元力に抗して第1の接点部21の第2の接触部27に近接する方向に移動される。そして、ロッド51が図5及び図6に示す位置(所定位置)に到達したときに、可動片29が第2の接触部27に押し付けられるように接触されるとともに、ロッド51の掛かり爪66がロッド保持部52内から飛び出して掛かり部67に引っ掛かる。これによって、ロッド保持部52内に引っ込む方向へのロッド51の動きが止められ、可動片29がその復元力に抗して第2の接触部27に押し付けられた状態、すなわち第1及び第2の接点部21,22が導通した状態に保持される。掛かり爪66と掛かり部67とが引っ掛かった状態を解除する際には、例えば掛かり爪66を内方に押し込むことにより引っ掛かった状態が解除される。なお、ロッド51の掛かり爪66とロッド保持部52の掛かり部67とが引っ掛かるロッド51の位置が、カム部材23によるロッド51の押し出し方向への駆動の範囲の終端又はその近傍に設定されている。
このような構成において、新品のプロセスユニット3では、プロセスユニット3の組み立て時等に、図7に示すように、ロッド51がロッド保持部52内に引っ込められた状態とされる。この状態では、第2の接点部22の可動片29が、図5の2点鎖線で示すように、第1の接点部21の第2の接触部27から離反し、自由な状態、又はロッド51の頭部61に押し当てられた状態とされる。
そして、新品のプロセスユニット3が装置本体2のユニット収容部11に装填された後、装置本体2のギヤ機構15から与えられる動力によってカム部材23が回転され、カム部材23によってロッド51が駆動される。そして、ロッド51が図5及び図6に示す位置まで移動されたときに、ロッド51によって第2の接点部22の可動片29がその復元力に抗して移動されて第1の接点部21の第2の接触部27に接触され、これによって第1及び第2の接点部21,22が導通する。これとともに、ロッド51の掛かり爪66がロッド保持部52内から飛び出して掛かり部67に引っ掛かり、これによってロッド保持部52内に引っ込む方向へのロッド51の動きが止められるとともに、第1及び第2の接点部21,22が導通した状態に保持される。
以上にように本実施形態においても、第2の接点部22の可動片29の復元力及びロック機構53により切り替え後の第1の接点部21と第2の接点部22との電気的な導通の状態を安定して保持できる。それ故、振動等により第1の接点部21と第2の接点部22との電気的な導通の状態が変化することがなく、簡単な機械的な構成によってプロセスユニット3の新旧を確実に判別できる。
なお本実施形態では、プロセスユニット3の新品時の状態において、第2の接点部22の可動片29が第1の接点部21から離反した構成とした。この構成では、カム部材23によってロッド51が所定位置に向けて駆動されたときに、ロッド51によって可動片29がその復元力に抗して移動されて第1の接点部21に接触されるとともに、ロッド51の掛かり爪66がロッド保持部52の掛かり部67に引っ掛かる。
この点に関する変形例として、次の構成が挙げられる。すなわち、プロセスユニット3の新品時の状態において、第2の接点部22の可動片29が第1の接点部21に接触した構成としてもよい。この構成では、カム部材23によってロッド51が所定位置に向けて駆動されたときに、ロッド51によって可動片29がその復元力に抗して移動されて第1の接点部21から離反されるとともに、ロッド51の掛かり爪66がロッド保持部52の掛かり部67に引っ掛かる。
本発明の第1実施形態に係る画像形成装置のプロセスユニット及びそれに関連する構成を模式的に示す図である。 図1のプロセスユニットの新旧の切り替えを行うための構成を示す斜視図である。 図2に示す構成の側面図である。 図1におけるプロセスユニットのカム部材及びその周辺の構成を示す図である。 本発明の第2実施形態に係る画像形成装置のプロセスユニットの新旧の切り替えを行うための構成を示す側面図である。 図5の断面図である。 図5の構成においてロッドが初期位置にあるときの断面図である。
符号の説明
1 画像形成装置
2 装置本体
3 プロセスユニット
11 ユニット収容部
12 駆動機構
13 検出部
14 制御部
15 ギヤ機構
16 モータ
21 第1の接点部
22 第2の接点部
23 カム部材
24 レバー
29 可動片
41 カム部
42 ギヤ部
44 ギヤ
51 ロッド
52 ロッド保持部
53 ロック機構
66 掛かり爪
67 掛かり部

Claims (2)

  1. 装置本体と、その装置本体に交換可能に装填されるプロセスユニットとを備えた画像形成装置であって、
    前記プロセスユニットは、
    第1の接点部と、
    前記第1の接点部に対して近接又は離反する方向にばね性を有する板ばね状の第2の接点部と、
    前記装置本体から与えられる動力によって回転されるカム部材と、
    前記カム部材によって駆動されるように所定の回転中心の周りに回転可能に支持されるとともに、前記第2の接点部に引っ掛かることができるレバーとを備え、
    前記レバーが前記第2の接点部に引っ掛けられて前記レバーによって前記第2の接点部がその復元力に抗して所定位置に止められ、かつ前記第2の接点部が前記際1の接点部に対して接触又は離反している状態において、前記装置本体から与えられる前記動力によって前記カム部材が回転され、前記カム部材によって前記レバーが前記回転中心の周りに回転されたときに、前記レバーと前記第2の接点部とが引っ掛かった状態が解除され、前記第2の接点部が前記所定位置から復元することにより、前記第2の接点部と前記第1の接点部との電気的な導通の状態が切り替えられることを特徴とする画像形成装置。
  2. 装置本体と、その装置本体に交換可能に装填されるプロセスユニットとを備えた画像形成装置であって、
    前記プロセスユニットは、
    第1の接点部と、
    前記第1の接点部に対して近接又は離反する方向にばね性を有する板ばね状の第2の接点部と、
    前記装置本体から与えられる動力によって回転されるカム部材と、
    前記第2の接点部を前記第1の接点部に対して近接又は離反させる方向に移動可能に設けられ、前記カム部材によって駆動されるロッドと、
    前記ロッドを所定位置に保持するロック機構とを備え、
    前記第2の接点部が前記第1の接点部に対して接触又は離反している状態において、前記装置本体から与えられる前記動力によって前記カム部材が回転され、前記カム部材によって前記ロッドが前記所定位置まで移動されたときに、前記ロッドによって前記第2の接点部がその復元力に抗して移動されて前記第1の接点部に対して離反又は接触されることにより前記第2の接点部と前記第1の接点部との電気的な導通の状態が切り替えられるとともに、前記ロック機構により前記ロッドが前記所定位置に保持されることを特徴とする画像形成装置。
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