JP2021191712A - シート排出装置及び画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 排出手段によって排出されたシートが除電手段に接触し、除電手段の除電性能が低下する課題があった。【解決手段】 除電手段は、導電性繊維を含む繊維素材をシート上に形成した除電布であって排出手段によって排出されるシートと対向する除電布と、除電布を支持する支持部材と、を備え、除電布は、除電布のシートと対向する仮想平面である除電平面が、排出ニップ部から延びる仮想接線と略平行になるように配置される【選択図】 図5

Description

本発明は、シートを排出するシート排出装置及びシート排出装置を備える画像形成装置に関する。
従来、複写機、プリンタ、複写機能及びプリンタ機能を有する複合機、ファクシミリ等に適応可能な画像形成装置においては、画像形成されたシートを機外へ排出する排出手段を備える排出装置が備えられている。排出口から排出されるシートは、プロセス処理時の除電残りや搬送路との摺動摩擦により帯電していることがある。このため、そのままシートを排出するとシートが静電気により、排出トレイやプリンタ外装部品、あるいは積載されたシートに貼り付いてしまう等の不具合が発生する場合がある。そこで、特許文献1には、シートから電荷を除去する除電手段として除電ブラシが排出口近傍に設けられている。この除電ブラシは、排出口から排出されるシートに直接接触するように排出口に設けられている。
特開平10−157905号公報
しかしながら特許文献1における従来の画像形成装置では、除電ブラシがシートに直接接触する構成であるため、除電ブラシはシートの排出、両面搬送時のスイッチバック搬送によるシートの往復動作によって繰り返し曲げ力を受ける。これにより除電ブラシが抜ける、または抜けたブラシがシート上に付着、搬送されてしまうおそれがある。その結果、除電手段の除電性能が低下するおそれがある。
そこで、本発明は、除電性能の低下を抑制させたシート排出装置、及び画像形成装置を提供することを目的とする。
本発明の一態様は、駆動源からの駆動力を受けて回転する駆動ローラと、前記駆動ローラに従動する従動ローラと、を備え、前記駆動ローラと前記従動ローラによって形成する排出ニップ部からシートを排出する排出手段と、シート排出方向において前記排出手段の下流側に設けられ、前記排出手段によって排出されるシートを除電するための除電手段と、
を備え、前記除電手段は、導電性繊維を含む繊維素材をシート上に形成した除電布であって前記排出手段によって排出されるシートと対向する除電布と、前記除電布を支持する支持部材と、を備え、前記除電布は、前記除電布のシートと対向する仮想平面である除電平面が、前記排出ニップ部から延びる仮想接線と略平行になるように配置されることを特徴とする画像形成装置である。
本発明によれば、除電手段の除電性能の低下を抑制することが可能である。
実施例1における複合装置の概略断面図である。 実施例1における排出ユニットの概略斜視図である。 実施例1における排出ユニットの排出ローラ対近傍の概略断面図である。 実施例1における排出ユニットの概略図である。 実施例1における排出ユニットの排出動作を表した概略断面図である。 実施例1における排出ユニットの断面模式図である。 実施形態2における排出ユニットの概略斜視図である。 実施形態2における排出ユニットの排出ローラ対近傍の概略断面図である。 実施形態2における排出ユニットの概略図である。 実施形態2における排出ユニットの排出動作を表した概略断面図である。 実施形態2における排出ユニットの排出動作を表した概略断面図である。 実施形態2における排出ユニットの排出動作を表した概略断面図である。
以下、本発明を実施するための例示的な形態について、図面を参照しながら説明する。
以下、実施例1について図1を用いて説明をする。本実施例では、画像形成装置30の上部に従来公知のフラットベット型のスキャナを有した画像読取装置40を具備した複合装置10を例示して説明する。また本実施例における座標軸を、図1に示すように水平方向をX軸、垂直方向をZ軸とし、搬送されるシートSの紙幅方向をY軸と定義する。
まず図1を用いて、本実施例の複合装置10の構成および画像形成プロセスについて説明する。
図1は複合装置10の概略断面図である。複合装置10は画像形成装置30および画像読取装置40を有する。画像形成装置30は、画像形成ユニット11、シート搬送ユニット12、レーザースキャナユニット13、定着ユニット14、排出ユニット15、両面ユニット16、収納ユニット17を備えている。本実施例では、画像形成装置30の一部を構成する排出ユニット15が、シートを排出するシート排出装置である。尚、シート排出装置としては、後術の除電手段を備えるシート排出装置であればよい。例えば、シート排出装置として、画像形成装置30に別体のオプションとして接続され、排出されるシートを積載可能な積載トレイを複数備える後処理装置や、ステイプル処理を行う後処理装置にも適用可能である。
収納ユニット17に収納されたシートSがプリント命令と共にシート搬送ユニット12により画像形成ユニット11に送られる。画像形成ユニット11は、画像形成装置30本体に対して着脱可能なプロセスカートリッジ20を有し、プロセスカートリッジ20内には像担持体となる感光ドラム21を備えている。プリント命令の画像情報に基づき、レーザースキャナユニット13からレーザー光が照射され、感光ドラム21の表面上に静電潜像が形成される。この静電潜像は不図示の現像装置によって現像され、感光ドラム21の表面上にトナー画像が形成される。トナー画像は送り込まれたシートSに転写された後、定着ユニット14へ搬送される。
定着ユニット14によってトナー画像がシートSに定着されることで1面目の印字が完了する。その後、片面印刷の場合、排出ユニット15の排出ローラ対により搬送方向Eに搬送されることで排出トレイ22に排出される。また両面印刷の場合、シートSは搬送方向Fにスイッチバックして両面ユニット16側へ搬送される。両面ユニット16側へ搬送されたシートSは両面搬送パスを通り、再び画像形成部11へ送られ1面目と同様のプロセスで2面目の印字が行われる。2面目の印字が完了したシートSは排出ユニット15の排出ローラ対により搬送方向Eに搬送されることで排出トレイ22に排出される。
次に図2から図4を用いて、排出ユニット15の構成について詳細に説明する。図2(a)は排出ユニット15の概略斜視図であり、図2(b)は一部拡大図である。図3は排出ユニット15の排出ローラ対近傍の概略断面図である。図2および図3に示すように、排出ユニット15は、排出手段として、不図示の駆動源によって回転する駆動ローラである排出ローラ100を備える。排出ローラ100は、ローラ軸線方向において、シートと接触し回転する駆動回転部100Aを複数(本実施例では4つ)備える。排出ユニット15は、排出ローラ100に従動して回転する従動回転体である従動ローラ101を備える。図3に示すように、従動ローラ101は、各駆動回転部100Aに対応する位置に従動回転部である排出コロ102A、排出コロ102Bを備える。
排出ユニット15は、排出ローラ100と従動ローラ101によって排出ニップ部を形成する排出ローラ対を構成している。排出ローラ対は、排出ニップ部からシートを排出する排出手段である。排出ユニット15は、排出上ガイド103を備え、排出上ガイド103によって排出ローラ100を回転可能に支持している。また、排出ユニット15は、排出コロホルダ105を備え、排出コロホルダ105によって排出コロ102A、排出コロ102Bを回転可能に支持している。排出コロホルダ105は排出下ガイド104によって支持される。
排出ローラ100は、不図示の駆動源から駆動力を得て回転し、ソレノイド150による駆動列の切り替えに応じて回転方向が決定される。また排出コロ102A、排出コロ102Bはそれぞれが排出ローラ100に向かって圧接されニップ部を形成しており、排出ローラ100の回転方向に従動して回転する。本実施例はシートのしわ対策として、従動ローラ101は、シートを排出する排出ニップ部を形成する第1の従動回転体である排出コロ102Bと、その上流側に配置される第2の従動回転体である排出コロ102Aを備える。従動ローラ101は、その構成に限定されず、例えば、排出ローラ100と排出ニップ部を形成する従動回転体のみを備える構成であってもよい。
排出ユニット15は、シートを除電するための除電手段112を備えている。除電手段112は、シート状の除電部材106、除電支持部材109、除電部材106を接地するための接地部材111を有する。除電部材106は排出ローラ対よりもシートSの搬送方向Eの下流側に設けられている。除電部材106は接着面107とその反対側に繊維面108を持つシート状の不織布によって構成される除電布106である。尚、繊維面108は、繊維の凹凸によって形成される仮想平面であり、完全な平面ではない。図3に示すように、繊維面108は、シート排出方向Eと略平行になるように配置されている。ここで、シート排出方向Eは、排出ローラ100の回転軸と排出コロBの回転軸を結ぶ仮想線に対して直交し、排出ニップ部から延びる仮想接線Pの方向である(図3参照)。
除電布106は、導電性繊維を含む繊維素材をシート状に形成した不織布である。なお、不織布とは異なる形態、例えば、織り地や編み地に導電性繊維を織り込んだ形態にすることもできる。除電布106に含まれる導電性繊維は、いわゆる針先電極等と同様に電荷の集中しやすい断面を多数備えているため、低い電圧でコロナ放電が発生する。従って、非接触状態の物体が帯びた電荷をコロナ放電によって除去する非接触除電機能を備えている。
除電布106は、接着面107と、除電支持部材109の支持面110とを両面テープで接着することで、除電支持部材109に固定支持される。このとき繊維面108はシートSの搬送領域側に露出した状態で固定支持されている。これにより搬送されてきたシートSの表面の帯電を、気中放電によって除電することが出来る。また除電支持部材109は画像形成装置30の外装部品であり、外装部品の一部に支持面110が設けられた構成になっている。また除電布106のシートS幅方向の端部付近には、接地部材111が設けられている。接地部材111は除電支持部材109に除電布106を挟み込むように構成されることで、除電布106と常に接触している状態である。そして接地部材111のもう一端は不図示のグランド経路に接続されている。これによりシートSが排出される際に、シートSの帯電を効率よく除去することができる。
図4は、排出ユニット15を図1のA方向から見た概略図である。図4に示すように、除電布106および除電支持部材109はY軸と平行に延びた形状で構成される。除電布106はY軸方向に長さJで構成され、シートS幅方向の最も外側の端部は除電部材端部Y1で示した位置になる。排出ローラ対は排出ローラ100と従動ローラ101によって4か所のニップ領域Na、Nb、Nc、Ndを有する。4か所のニップ領域のうち、最も外側にあるニップ領域はNaおよびNdであり、それぞれのニップ領域における最も内側の端部位置はニップ領域端部Y2で示す位置になる。このとき除電部材端部Y1は、ニップ領域端部Y2よりも外側にくるように配置される。即ち、除電部材端部Y1は、ニップ領域内に位置するように配置されている。
除電布106がシートSの帯電を除電する際には、除電平面としての繊維面108近傍の領域を全体的に除電する。そのためニップ領域NaおよびNdの近傍に除電布106の除電部材端部Y1を配置することで、シートSが排出ローラ対のニップを通る際の摺動による帯電をシートS幅方向全体で効率よく除去することが出来る。ただし、前述した構成に限らず、除電部材端部Y1をシートSの定型紙であるLTR、A4の幅方向端部位置と同等の位置に広げた構成であっても良い。
次に図5を用いて、排出ユニット15の排出動作について説明する。図5は排出ユニット15の排出動作を表した概略断面図である。図4に示すように、シートSは排出ユニット15の上流側の定着ユニット14から排出ローラ対に受け渡され、排出ローラ対によってE方向に排出搬送される。排出ローラ対によって排出されるシートSは、排出ローラ100および排出コロ102Bからなるニップ部の下流側に示した仮想接線Pに概ね沿った位置を通る。仮想接線Pは、シートSが排出搬送されるときの平均的な通過位置を実験や解析から算出し設定される。このときユーザーが装置を使用する際にはシートSの坪量や使用環境が一定ではないため、シートSは仮想接線Pの近傍を、ばらつきを持って排出搬送される。さらに言えば、シートSの搬送方向先端、中央、後端でシートSの搬送状況が変化するため排出搬送される位置はばらつきを持つ場合がある。これらのばらつきを鑑みて、本実施例において仮想接線Pは、排出ローラ100および排出コロ102Bとの接触部を起点とし、水平に対して約20°の角度をもった直線に設定してある。
シートSが搬送される際、排出ローラ対よりも上流の領域において各搬送パスを通るときのガイド部品との摺動摩擦や、定着ユニット14のローラ対からの剥離搬送によってシートSは全体が帯電した状態で搬送される。しかしながら、排出ローラ対よりも下流の領域においては、排出ローラ対の下流近傍に配置された除電布106によってシートS全体の帯電が除去される。これによりシートSは除電布106が設けられた特に領域C近傍において帯電が除去された後に排出される。
除電布106による除電の効果を高めるために、除電支持部材109によって支持された除電布106の繊維面108は仮想接線Pに対して略平行かつ距離L離れた位置に配置されている。排出ローラ対によって排出されるシートSと除電布106の距離が近すぎると、お互いが接触してしまい搬送不良による紙詰まりや画像不良を引き起こす可能性がある。そのため、除電布106とシートSの接触を抑制しつつ確実にシートSを上殿するために、シートSと除電布106の間の距離である距離Lを適切に設定する必要があり、本実施例においては距離Lを約3.6mmに設定している。またシートSを搬送している間はシートSと除電布106の距離Lを確実に保つことも重要である。そのためシートSの姿勢や位置が安定する排出ローラ対の下流近傍に除電布106を配置することが望ましい。
図6(a)、(b)、(c)は、排出ユニット15の断面模式図である。図6(a)に示す構成を構成(a)、図6(b)に示す構成を構成(b)、図6(c)に示す構成を構成(c)とする。本実施例における構成の模式図は構成(a)で示したものであるが、構成(b)および構成(c)で構成することも可能である。模式図における主要な部品の番号は、詳細図における番号と同等のものを記してある。いずれの構成においても、仮想接線Pから繊維面108までの最短距離は距離Lであり、搬送不良による紙詰まりや画像不良を引き起こさないよう適切な距離に設定されている。
このとき各構成における除電布106によって除電された後に排出されたシートSの残留帯電量を比較すると、構成(c)>構成(b)>構成(a)となる。すなわち除電効果は構成(a)が最も高くなる。この除電効果の違いは、各構成によって仮想接線Pから繊維面108までの距離が距離Lで構成される領域の広さの違いに起因している。構成(a)においては繊維面108全域が仮想接線Pから距離Lで構成される。しかしながら構成(b)および構成(c)は、それぞれ繊維面端部108bおよび繊維面端部108cの部分のみ距離Lで構成され、それ以外の部分は距離Lよりも大きくなっている。つまり仮想接線Pから除電布106の繊維面108までの距離を適切に設定した上で、距離Lで構成される領域が多い方が除電効果は高いということになる。そのため除電布106による除電の効果を最も高めるためには、本実施例における除電布106の繊維面108は仮想接線Pに対して略平行かつ距離L離れた位置に配置されることが重要である。
また上記以外にも距離Lが適切に設定されていれば除電布106の繊維面108が水平に対して20°より小さい、または20°より大きい位置に配置される構成でもある程度の除電効果を得ることは可能である。即ち、除電平面である繊維面108は、仮想接線Pに対して略平行に配置されているが、略平行の範囲は、繊維面108と仮想接線Pが成す角度が20度の範囲に収まるように配置されることである。または除電布106の繊維面108の一部が距離Lに設定され、それ以外の部分が距離Lより大きい状態で配置される構成でも同様である。
以上から、複合装置10の排出ユニット15は、シートSに対して略平行かつ距離Lを保った位置に配置された除電布106によって、シートSとの接触を防ぎつつシートSの帯電を効率よく除去して排出するように構成される。
以下、本発明の実施例2について説明をする。実施例2において、本発明が適用される複合装置10の基本構成は実施例1と同様であるため、実施例1のものと同一もしくは相当する機能、構成を有する要素には同一符号を付し、詳しい説明は省略する。
まず図7から図9を用いて、実施例2のシート排出装置である排出ユニット25の構成について詳細に説明する。図7は排出ユニット25の概略斜視図であり、図8は排出ユニット25の排出ローラ対近傍の概略断面図である。
排出ユニット25は、排出手段によって排出されたシートに接触してシートの排出方向を案内するガイド手段250を備える。本実施例のガイド手段250は、少なくとも、搬送リブ212、外側搬送リブ213を備える。搬送リブ212はシートSの幅方向中央付近における搬送位置を規制するものであり、外側搬送リブ213はシートSの幅方向外側付近における搬送位置を規制するものである。
本実施例の除電手段は、第1の除電部材である除電布200と、第2の除電部材である除電布205を備える。除電布200は、実施例1の除電布106と同様に、排出ローラ対に近い位置に設けられており、本実施例では第1の除電布である。一方、除電布205は、搬送リブ212および外側搬送リブ213よりシートSの搬送方向Eの下流側に設けられている。搬送リブ212および外側搬送リブ213の形状は、排出されるシートSの搬送性や積載性を鑑みてそれぞれ設定されている。通常、シートSは排出される際に定着ユニット14によって幅方向端部のみカールした状態になる。よってカールを押さえ込むために外側搬送リブ213は外側搬送リブ212よりもZ方向下側に下がった位置に配置されている。
第1の除電布200はそれぞれ接着面201とその反対側に繊維面202を持ち、第2の除電布205はそれぞれ接着面206とその反対側に繊維面207を持つシート状の除電布である。接着面201と除電支持部材203の支持面204とを両面テープで接着することで、第1の除電布200は第1の除電支持部材203に固定支持される。
第1の除電支持部材203および第2の除電支持部材208は画像形成装置30の外装部品であり、外装部品の一部に支持面204および支持面B209が設けられている。このとき繊維面202はシートSの搬送領域側に露出した状態で固定支持されている。また第2の除電布205は接着面206と第2の除電支持部材208の支持面B209とを両面テープで接着することで、第2の除電支持部材208に固定支持される。このとき繊維面B207はシートSの搬送領域側に露出した状態で固定支持されている。
図9は排出ユニット25を図1のA方向から見た概略図である。図9に示すように、第1の除電布200、第2の除電布205、第1の除電支持部材203、第2の除電支持部材208はY軸と平行に延びた形状で構成される。第1の除電布200および第2の除電布205はそれぞれY軸方向に長さJA、JBで構成され、最も外側の端部はそれぞれの除電部材端部Y1、Y3で示した位置になる。実施例1と同様、排出ローラ対の4か所のニップ領域Na、Nb、Nc、Ndのうち、最も外側にあるニップ領域はNaおよびNdであり、それぞれのニップ領域における最も内側の端部位置はニップ領域端部Y2で示す位置になる。このときそれぞれの除電部材端部Y1、Y3は、ニップ領域端部Y2よりも外側にくるように配置される。
次に図10を用いて、排出ユニット25の排出動作について説明する。図10は、排出ユニット25の排出動作を表した概略断面図であり、特にシートSの幅方向の中央付近を示した図である。図10に示すように、実施例1と同様、シートSは排出ユニット15の上流側の定着ユニット14から排出ローラ対に受け渡され、排出ローラ対によってB方向に排出搬送される。排出ローラ対近傍において排出されるシートSは、排出ローラ100および排出コロ102Bからなるニップ部の下流側に設けられた仮想接線P上に概ね沿った位置を通る。さらに搬送リブ212は、排出されたシートSが第1の除電布200との距離が所定距離Lを維持して搬送されるように、シートSに当接しシートSの排出方向を規制する規制部を兼ねている。
また第2の除電布205近傍においては、シートSは搬送リブ212によって搬送を規制された搬送位置Qに概ね沿った位置を通る。実施例1と同様、シートSのばらつきを鑑みて仮想接線Pおよび搬送位置Qの位置は設定される。このとき排出ローラ対よりも上流の領域では、シートSは各搬送パスを通る際のガイド部品との摺動や、定着ユニット14のローラ対からの剥離搬送によってシートS全体が帯電した状態になる。また排出ローラ対よりも下流の領域では、排出ローラ対の下流近傍に配置された第1の除電布200と、搬送リブ212の下流側に配置された第2の除電布205によってシートS全体の帯電が除去される。これによりシートSは第1の除電布200が設けられた領域Cおよび第2の除電布205が設けられた領域Dにおいて帯電が除去された後に排出される。
除電の効果を高めるために、実施例1と同様に第1の除電布200の繊維面202は仮想接線Pに対して略平行かつ距離L離れた位置でシートSと対向するよう配置されている。また第2の除電布205の繊維面207は搬送位置Qに対して略平行かつ距離M離れた位置でシートSと対向するよう配置されている。第1の除電布200と同様に、シートSと第2の除電布205の距離Mを適切に設定する必要がある。第1の除電布200と同様、第2の除電布205においてもシートSを搬送している間はシートSと第2の除電布205の距離Mを確実に保つことが重要である。そのためシートSの姿勢や位置が安定する除電支持部材B208に設けられた搬送リブ212近傍に第2の除電布205を配置することが望ましい。また距離Lと距離Mは必ずしも同じ値にする必要はなく、それぞれの領域におけるシートSの搬送を鑑みた値に設定することが重要である。
また本実施例では、排出ローラ対近傍に第1の除電布200を、搬送リブ212近傍に第2の除電布205を設けた構成を例示したが、図11に示した第2の除電布205のみを設けた構成であってもよい。また本実施例と搬送リブ212の位置、形状が異なる場合であっても、図12に示すように搬送リブ212に対して距離Mを確実に保つことが可能な位置に第2の除電布205を配置することが望ましい。こうすることで前述した実施例に限らず、本発明の効果を得ることができる。
以上から、複合装置10の排出ユニット25はシートSに対して距離L、距離Mを保った位置に配置された第1の除電布200、第2の除電布205によってシートSの帯電を効率よく除去して排出するように構成される。
10 複合機
11 画像形成部
12 シート搬送装置
30 画像形成装置
40 画像読取装置
100 排出ローラ
101 従動ローラ
106 除電布
107 接着面
108 繊維面

Claims (10)

  1. 駆動源からの駆動力を受けて回転する駆動ローラと、前記駆動ローラに従動する従動ローラと、を備え、前記駆動ローラと前記従動ローラによって形成する排出ニップ部からシートを排出する排出手段と、
    シート排出方向において前記排出手段の下流側に設けられ、前記排出手段によって排出されるシートを除電するための除電手段と、
    を備え、
    前記除電手段は、導電性繊維を含む繊維素材をシート上に形成した除電布であって前記排出手段によって排出されるシートと対向する除電布と、前記除電布を支持する支持部材と、を備え、前記除電布は、前記除電布のシートと対向する仮想平面である除電平面が、前記排出ニップ部から延びる仮想接線と略平行になるように配置されることを特徴とするシート排出装置。
  2. 前記除電布は、前記支持部材に接着される接着面を備え、
    前記支持部材は、前記接着面が接着されることで前記除電布を固定支持する支持面を備え、
    前記支持面は、前記仮想接線に対して略平行な方向に延びる面であることを特徴とする請求項1に記載のシート排出装置。
  3. 前記従動ローラは、前記排出ニップ部を前記駆動ローラと形成する第1の従動回転体と、前記第1の従動回転体よりも前記シート排出方向において上流側に配置され前記駆動ローラに従動する第2の従動回転体と、を備えることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のシート排出装置。
  4. 前記従動ローラは、前記従動ローラの軸線方向に関して、前記第1の従動回転体を複数備え、
    前記除電布の前記軸線方向の端部は、前記複数の第1の従動回転体のうちのもっとも外側に配置される前記第1の従動回転体が前記駆動ローラに接触する領域内に位置することを特徴とする請求項3に記載のシート排出装置。
  5. 前記シート排出方向において、前記排出手段の下流側に前記排出手段によって排出されたシートに当接しシートの排出方向を案内するガイド手段を備えることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載のシート排出装置。
  6. 前記除電手段は、前記除電布を第1の除電布とし、前記第1の除電布は、前記シート排出方向において前記排出手段と前記ガイド手段の間に配置することを特徴とする請求項5に記載のシート排出装置。
  7. 前記ガイド手段は、前記第1の除電布と前記排出手段によって排出されたシートの間の距離を所定の距離になるようシートを規制する規制部を備えることを特徴とする請求項6に記載のシート排出装置。
  8. 前記除電手段は、前記シート排出方向において、前記規制部より下流側に第2の除電布を備えることを特徴とする請求項7に記載のシート排出装置。
  9. 前記第2の除電布は、前記規制部に規制された後のシートの排出方向と略平行な方向に延びていることを特徴とする請求項8に記載のシート排出装置。
  10. シートを搬送する搬送ユニットと、前記搬送ユニットによって搬送されたシートに画像形成を行う画像形成ユニットと、シートに形成された画像を定着する定着ユニットと、前記定着ユニットによって画像が定着されたシートは排出する排出ユニットを備える画像形成装置において、前記排出ユニットが請求項1から9のいずれか一項に記載の画像形成装置。
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