JP4311756B2 - シート積載装置と画像形成装置 - Google Patents

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Description

本発明は、シート排出方向の整合性を高めてシートを積載するシート積載装置、特にスペースを最大限に活用して大容量のシートを積載することができるシート積載装置と、このシート積載装置を備えた画像形成装置とに関する。
近年、シートに画像を形成する画像形成装置は、画像形成技術の進歩向上により画像形成速度の高速化が図られて、画像形成装置の装置本体からシートを高速、かつ大量に排出することができるようになった。このため、画像形成装置の装置本体に接続されて、装置本体から排出されるシートを積載するシート積載装置においても、シートの積載整合性を維持して、大容量にシートを積載できるようにすることが求められている。これに応えたシート積載装置(以下、「スタッカ装置」と言う)が特許文献1に記載されている。
この従来のスタッカ装置を図16に示す。スタッカ装置500は、画像形成装置の装置本体からから排出されたシートを、入口ローラ501で受け取った後、搬送ローラ対502でグリッパ503に引き渡す。グリッパ503は、シートを把持して搬送し、シートの先端を先端ストッパ504に突き当てる。シートは、先端ストッパ504に突き当たると、グリッパ503から外れて、スタッカトレイ505の上に落下する。このとき、シートは、先端ストッパ504と後端ストッパ508との間に落下して、先端と後端とが整合される。また、必要に応じて不図示の幅整合機構によって幅整合されて、シート搬送方向と直角な方向のシート端部(側端部)を揃えられる。さらに、シートは、所定枚数毎に先端押圧部材506と後端押圧部材507とによって、スタッカトレイ505に押付けられて、次のシートが排出された際の邪魔にならないようになっている。
特開2006−124052号公報
しかし、従来のスタッカ装置500は、スタッカトレイ505上に最大サイズシート用の積載スペースを確保してあり、図16に示すように小サイズシートを積載した場合、破線で示したXの領域にはシートを積載することができない。このため、従来のスタッカ装置500には、デッドスペースが生じていた。
また、従来のスタッカ装置500は、先端ストッパ504と後端ストッパ508の間にシートが落下し易いように、両ストッパの間隔を、シートの搬送(排出)方向長さよりも数mm長く設定してある。このため、従来のスタッカ装置500は、シートが両ストッパの間に数mmのバラツキが生じて積載されるため、シートの整合性が悪かった。
そこで、整合性を向上させようとして、上記間隔をシートの長さに合わせると、シートは、両ストッパに接触しながら時間をかけて落下する。
このため、従来のスタッカ装置500は、シートの落下時間を短縮するため、シートを叩き部材によってスタッカトレイ505に押さえ付けていた。
しかし、従来のスタッカ装置500は、シートの先端と後端との少なくとも一方を、ストッパに擦らせて、シートに損傷を与えながらシートをスタッカトレイ505にシートを積載させるという問題が生じていた。
また、このようなスタッカ装置を備えた画像形成装置は、スタッカ装置によって損傷を受けた画像形成済みのシートを、再度、画像形成し直さなければならないことがあり、生産性が悪かった。
本発明は、スペースを最大限に活用して大容量のシートを積載することができるシート積載装置を提供することにある。
本発明は、排出されて積載されるシートに損傷を与えることを少なくして、シートの整合性を高めたシート積載装置を提供することにある。
本発明は、大容量のシートを積載することができるシート積載装置を備えて、画像形成能率を高めた画像形成装置を提供することにある。
本発明のシート積載装置は、シートを積載し、昇降可能な複数の積載手段と、前記複数の積載手段のうちのいずれかに選択的にシートを排出する排出手段と、シートを突き当てて前記複数の積載手段のうちから選択された積載手段上の所定位置に位置決めするストッパ、及びシートの上面に当接してシートを前記ストッパに向けて移動させる回転体を備えた案内部を有し、前記排出手段によって排出されたシートを、前記所定位置に案内するために前記選択された積載手段に対応する位置に移動可能である共通の案内手段と、を備え、前記共通の案内手段は、先に選択された積載手段に対応する位置から次に選択された積載手段に対応する位置に移動する際、先に選択された積載手段が下降してから次に選択された積載手段に向けて移動する、ことを特徴としている。
本発明のシート積載装置は、排出方向に複数の積載手段を配列したので、装置を大きくすることなく、大容量のシート積載が可能になる。
本発明のシート積載装置は、積載手段に排出されたシートをシート排出方向下流側に案内手段によって案内させて、シートの先端を所定位置で整合するようになっているので、シートの整合性を高めることができる。
また、本発明のシート積載装置は、シートの先端や後端が、擦れる状態で、整合されることがなくなり、シートに損傷を与えることが少なくなる。
本発明のシート積載装置は、排出手段からシートを順次排出し、所定位置で受け止めるようになっているので、積載手段に高速でかつ大量にシートを積載することができる。
以下、本発明の実施形態のシート積載装置と、このシート積載装置を装置本体に備えた画像形成装置とを図に基づいて説明する。
(画像形成装置)
図1は、本発明の実施形態における画像形成装置のシート搬送方向に沿った断面図である。画像形成装置900は、装置本体900Aにシート積載装置(以下、「スタッカ装置」という)100を備えている。スタッカ装置100は、装置本体900Aにオプションとして接続されるようになっているが、装置本体900A内に組み込まれていてもよい。
装置本体900Aは、イメージリーダ951と自動原稿送り装置950とを上部に備えている。給紙カセット902a乃至902eにセットされたシートSは、給紙ローラ903a乃至903e、搬送ローラ対904によってレジストローラ対910まで搬送される。
一方、後述する転写器905、現像器909等とともに画像形成手段を構成する感光体ドラム906は、一次帯電器907によって帯電されている状態で、露光部908によって露光される。そして、感光体ドラム906には、イメージリーダ951で読取った原稿のデジタル原稿データが静電潜像として形成される。その後、現像器909が、感光体ドラム906をトナー現像して、静電潜像をトナー画像にする。
そして、トナー画像の位置に合わせて、シートがレジストローラ対910によって感光体ドラム906と転写器905との間に、送り込まれる。転写器905は、トナー画像を感光体ドラム906からシートに転写する。感光体ドラム906にシートに転写されずに付着している残存トナー等の異物は、クリーニング装置913のブレードで掻き落とされる。この結果、感光体ドラム906の表面は、清掃されて、次の画像形成に備える。
トナー画像を転写されたシートは、搬送ベルト911によって定着器912に搬送されて、定着器912の加熱ローラと加圧ローラとに挟持されて加熱加圧され、トナー画像を定着される。トナー画像を定着されたシートは、そのまま、排紙ローラ対914により、スタッカ装置100に搬送されるか、あるいは、切替部材915により両面反転装置901に搬送されて、再度、反対側の面にもトナー画像が形成される。
(制御ブロック図)
図2は、画像形成装置全体を制御する制御ブロック図である。CPU回路部206は、CPU(図示せず)、ROM207、RAM208を内蔵し、ROM207に格納されている制御プログラムにより各ブロック202,209,203,204,201,205,210を総括的に制御するようになっている。RAM208は、制御データを一時的に保持し、また制御に伴う演算処理の作業領域として用いられる。
DF(原稿給紙)制御部202は、CPU回路部206からの指示に基づいて自動原稿送り装置950を駆動制御するようになっている。イメージリーダ制御部203は、上述のイメージリーダのスキャナユニット、イメージセンサなどに対する駆動制御を行い、イメージセンサから出力されたアナログ画像信号を画像信号制御部204に転送するようになっている。
画像信号制御部204は、イメージセンサからのアナログ画像信号をデジタル信号に変換した後に各処理を施し、このデジタル信号をビデオ信号に変換して装置本体制御部すなわちプリンタ制御部205に出力するようになっている。また、画像信号制御部204は、コンピュータ200から外部I/F201を介して入力されたデジタル画像信号に各種処理を施して、ビデオ信号に変換してプリンタ制御部205に出力するようになっている。画像信号制御部204による処理動作は、CPU回路部206により制御されるようになっている。
プリンタ制御部205は、入力されたビデオ信号に基づき上述の露光部908を駆動するようになっている。
操作部209は、画像形成に関する各種機能を設定する複数のキー、設定状態を示す情報を表示するための表示部などを有している。操作部209は、各キーの操作に対応するキー信号をCPU回路部206に出力するとともに、CPU回路部206からの信号に基づき対応する情報を操作部209の表示部に表示するようにしている。
スタッカ制御部210は、スタッカ装置100に搭載され、CPU回路部206と情報の授受を行うことによってスタッカ装置全体の駆動制御を行うようになっている。この制御内容については後述する。
(スタッカ装置の基本動作)
スタッカ装置の基本動作を図3のフローチャート、図4のスタッカ装置の断面図に基づいて、説明する。
画像形成装置900(図1)の装置本体900Aから排出されたシートは、スタッカ装置100の入口ローラ対101によりスタッカ装置100内に搬送され、搬送ローラ対102により切替部材103まで搬送される。シートが搬送される前に、画像形成装置900のCPU回路部206からは、予めスタッカ制御部210(図2)にシートの情報が送られてきている(S301)。シートの情報には、シートサイズ、紙種、及びシートの排出先の情報等がある。
シートの排出先がトップトレイ106の場合(S302)、切替部材103が不図示のソレノイドにより破線で示す先端下向きの位置に切り替わって(S303)、シートを搬送ローラ対104に導く。こうして搬送されたシートは、排紙ローラ対105によりトップトレイ106に排出されて、積載される(S304)。
シート排出先がスタッカトレイ112a,112bの場合(S305)、搬送ローラ対102により搬送されたシートは、不図示のソレノイドで、実線で示す先端上向きに切り替わった切替部材103に案内されて、搬送ローラ対107に搬送される。そして、シートは、実線で示す上端左向きに切り替わった出口切替部材108により排出手段を構成する排出ローラ対110に案内される。シートを排出可能な排出ローラ対110によりシートは、排出手段を構成するグリッパ114a,114bに受け渡され、積載手段としてのスタッカトレイ112a,112bに選択的に排出されて積載される(積載手段上に積載される)(S306)。この排出動作は、後述する。すなわち、シートは、選択したスタッカトレイ112a,112bにしたがって積載される。
シート排出先がさらに下流の不図示のスタッカ装置に搬送される場合(S307)、出口切替部材108が破線で示す上端右向きの位置に切り替わる(S308)。搬送ローラ対102により搬送されてきたシートは、搬送ローラ対107により搬送されて、出口ローラ対109に導かれた後、下流のスタッカ装置に搬送される。
(シートをスタッカトレイに排出する動作説明)
シートをスタッカトレイに排出する動作を図4乃至図14に基づいて説明する。スタッカトレイ112a,112bは、不図示の駆動装置によって昇降する支持部材131a,131bに支持されて、図4の矢印C,D,E,F方向に個別に昇降可能に配置されている。
案内ユニット115は、スライド軸118にフレーム127を移動可能に取付けられており、不図示の駆動装置により矢印A,B方向に移動するようになっている。案内ユニット115のフレーム127は、シートを所定位置に位置決めするストッパ121と、シートをストッパ121に案内するテーパ部122が形成され、シートをストッパ121に引込む弾性を備えたローレットベルト116を備えている。
案内部材としてのテーパ部122と、回転体としてのローレットベルト116は、案内手段としての案内ユニットを構成している。テーパ部122とローレットベルト116に案内されたシートは排出ローラ対110によるシート排出方向の先端がストッパ121に突き当てられて所定の整合位置に整合される。
ローレットベルト116は、不図示の駆動装置により反時計回りに回転して、ローレットベルト116とスタッカトレイ112a(あるいは、スタッカトレイ112b)との間にシートを引き込み、シートの先端をストッパ121に突き当てるようになっている。紙面検知センサ117は、案内ユニット115に組み込まれて、案内ユニット115からシート上面の距離を一定に保つために設けられたセンサである。
シートの先端部を把持してシートを搬送するグリッパ114a,114bは、不図示の捩りコイルばねにより口を閉じる方向に付勢された状態で駆動ベルト130に取付けられている。排出ローラ対110により排出されたシートがグリッパ114a,114bに押込まれることによりシートが保持される構成になっている。なお、グリッパは、V字状に開口した部材の開口部内の上下にスポンジなどの弾性体を設け、その上下の弾性体の間に押し込まれたシートを保持するようになっていてもよい。
積載手段としてのスタッカトレイ112a,112bは、排出されたシートが積載されるトレイであり、ホーム位置検出センサ113a,113bによりシートを積載するためのホームポジション位置に待機している。
図5に示すように、画像形成装置900の装置本体900A(図1)から排出されたシートSは、排出ローラ対110まで搬送される。そして、シートは、排出ローラ対110の上流に配置されているタイミングセンサ111により、先端の通過タイミングが検知される。このタイミングにより停止待機しているグリッパ114aが、シートSの先端部を把持しながら搬送するように駆動ベルト130が循環を開始する。その後、グリッパ114aがシートを把持したまま案内ユニット115に接近移動する(図6)。駆動ベルト130、グリッパ114a,114bは、排出手段を構成している。
そして、図7に示すように、グリッパ114aが案内ユニット115のテーパ部122を通過すると、シートSは、グリッパ114aから外れて、搬送されてきた勢いで、テーパ部122に案内されて、スタッカトレイ112a側に付勢される。そして、シートは、ローレットベルト116とスタッカトレイ112a(あるいは、シートが積載されているときには、最上位のシート)との間に進入する。その後、図8に示すようにローレットベルト116によりシートSは、先端部がストッパ121に突き当たるまで搬送される。この結果、シートは、先端をスタッカトレイ112a上の所定位置に揃えられ(整合され)て、スタッカトレイ112aあるいは最上のシート上に積載されることになる。
その後、整合板119が、シート搬送方向と直角な方向(シートの幅方向)にジョギング動作を行い、シートの側端を揃える(幅整合する)。
紙面検知センサ117は、スタッカトレイ112aに積載されたシートの上面を常時監視している。案内ユニット115のローレットベルト116とシートとの間隔が、所定量よりも狭くなった場合、不図示の駆動装置によりスタッカトレイ112aは、所定量下降する。これによって、ローレットベルト116とシートとの間隔が所定の間隔に保持される。
スタッカ装置100は、駆動ベルト130が循環して、2つのグリッパ114a,114bで交互にシートを排出搬送して、スタッカトレイ112aにシートを順次積載する。
スタッカトレイ112a上に積載されたシートが所定の積載高さまで達したことを検知すると満載であると判断する。積載シートが所定の積載高さに達したことは、通常、排出ローラ対110から排出されるシートSをタイミングセンサ111で検知して、スタッカ制御部210(図2)でカウントして検知される。あるいは、スタッカトレイ112aの位置と最上位のシートの位置とを検知して、検知される。
スタッカトレイ112a上のシートが所定の積載高さまで達した場合、図9に示すようにスタッカ制御部210(図2)が、スタッカトレイ112aを下降制御して、スタッカトレイごと積載されたシートを運搬する台車としてのドリー120上に載置させる。その後、案内ユニット115は、矢印A方向に移動する。そして、スタッカトレイ112bは、シートが積載されるのを待つ。
案内ユニット115の待機位置は、スタッカトレイ112a,112bに積載されるシートの略中央であった方が、シートの積載状態が安定して好ましいが、積載されたシートがスタッカトレイ112a,112bからはみ出ない範囲にあれば問題ない。
図10に示すように、画像形成装置の装置本体から排出されたシートは、タイミングセンサ111を通過した後、排出ローラ対110から排出されてグリッパ114aにシート先端部を把持される。図11、図12に示すように、グリッパ114aが案内ユニット115のテーパ部122を通過すると、シートSの先端部は、テーパ部122によりスタッカトレイ112b側に付勢される。シートは、テーパ部122に沿って、移動し、ローレットベルト116に導かれる。
その後、シートSの先端部は、ローレットベルト116によりストッパ121に突き当てられる。シートSは、先端部を揃えられてスタッカトレイ112bに積載され、さらに、整合板119によって側端を揃えられる。
紙面検知センサ117は、スタッカトレイ112bに積載されたシートの上面を常時監視している。案内ユニット115のローレットベルト116とシートとの間隔が、所定量よりも狭くなった場合、不図示の駆動装置によりスタッカトレイ112bは、所定量下降する。これによって、ローレットベルト116とシートとの間隔が所定の間隔に保持される。
スタッカ装置100は、駆動ベルト130が循環して、2つのグリッパ114a,114bで交互にシートを排出搬送して、スタッカトレイ112bにシートを順次積載する。
スタッカトレイ112b上に積載されたシートが所定の積載高さまで達したことを検知すると満載であると判断する。積載シートが所定の積載高さに達したことは、通常、排出ローラ対110から排出されるシートSをタイミングセンサ111で検知して、スタッカ制御部210(図2)でカウントして検知される。あるいは、スタッカトレイ112bの位置と最上位のシート(シートの最上面)の位置とを検知して、検知される。
スタッカトレイ112b上のシートが所定の積載高さまで達した場合、図13に示すようにスタッカ制御部210(図2)は、スタッカトレイ112bを下降制御して、ドリー120上に載置する。
案内ユニット115は、矢印B方向に移動して、最上流側の積載手段としての左側のスタッカトレイ112a上に待機する。
スタッカトレイ112a,112bは、不図示の駆動装置によって昇降する1対の支持部材131a、131bにより支持されている。支持部材131a、131bがドリー120の支持面120a,120bよりも下降することによりスタッカトレイ112a,112bはドリー120に受け渡される。図14に示すように、大容量のシート束が積載されたスタッカトレイ112a,112bは、ドリー120の上面に設けられたピン等の不図示の固定部材に係合して、ドリー120からずり落ちないようにしてドリー120に載置される。ドリー120は、キャスタ125と把手126が設けられており、把手126をもって移動させることで、大容量のシート束を一度に、しかも簡単に移動させることができる。
スタッカ装置100からドリー120が搬出された後、ドリー120上のスタッカトレイ112a,112bに積載されたシート束は、ユーザによって取除かれる。再度、スタッカ装置100の下部にドリーを進入させるまでスタッカ装置100は停止させておく。あるいは予備のドリー120、スタッカトレイ112a,112bを準備しておき、予備のドリー120をスタッカ装置100に進入させて、予備のスタッカトレイ112a,112bを1対の支持部材131に支持させてスタッカ装置100を稼動させてもよい。
以上のスタッカ装置は、複数のスタッカトレイにグリッパでシートを搬送するようになっている。しかし、図15に示すように、各スタッカトレイ(積載手段毎)に、排出手段としての排出ローラ対110,124を配設して、このローラ対から各スタッカトレイにシートを排出してもよい。
すなわち、スタッカトレイ112aにシートを積載する場合、案内ユニット115をスタッカトレイ112a上に待機させて、排出ローラ対110から案内ユニット115を目がけてシートを排出する。スタッカトレイ112bにシートを積載する場合、案内ユニット115をスタッカトレイ112b上に待機させて、排出ローラ対124から案内ユニット115を目がけてシートを排出する。排出ローラ対110と排出ローラ対124との選択は、切替部材123の切り替えによって行う。
また、スタッカ装置は、スタッカトレイを2つ有しているが、3つ以上有していてもよい。
なお、シートは、先端をグリッパに把持されて搬送されるようになっているが、エアーを吸引してシートの先端を吸着するエアー吸引ユニットとしてのエアー吸引装置を駆動ベルト130に設けてシートを吸着搬送するようになっていてもよい。さらに、静電気でシートの先端を吸着する静電吸着ユニットとしての静電吸引装置を駆動ベルト130に設けてシートを搬送するようになっていてもよい。
したがって、以上、説明したスタッカ装置100は、複数のスタッカトレイ112a,112bにシートを積載するようになっているので、装置内のスペースを有効に使用することができる。
また、スタッカ装置100は、スタッカトレイ112a,112bに落下したシートの先端をストッパ121で受け止めるようになっているので、シートの整合性を高めることができる。
さらに、スタッカ装置100は、排出手段からシートを順次排出し、ストッパで受け止めるようになっているので、積載手段に高速でかつ大量にシートを積載することができる。
また、スタッカ装置100は、シートの先端をストッパ121に当接させて整合するようになっているので、シートの先端に損傷を与えることが少なくなる。
さらに、画像形成装置900は、大容量のシートを積載することができるシート積載装置を備えているので、停止回数を少なくして、画像形成能率を高めことができる。
また、画像形成装置900は、シートの先端に損傷を与えることの少ないスタッカ装置100を備えているので、シートに画像を形成し直す必要が少なくなり、画像形成能率を向上させることができる。
本発明の実施形態に係わる画像形成装置のシート搬送方向に沿った断面図である。 シート積載装置を有する画像形成装置全体を制御する制御ブロック図である。 スタッカ装置の基本動作説明用のフローチャートである。 本発明の実施形態に係わるシート積載装置のシート搬送方向に沿った断面図である。 左側のスタッカトレイにシートを積載する場合の動作説明用の図であり、シートがグリッパに保持された図である。 図5から続く動作説明用の図であり、シートがシート案内ユニットに搬送排出されている図である。 図6から続く動作説明用の図であり、シートが、シート案内ユニットのテーパ部に案内されて先行シート上に積載される直前の図である。 図7から続く動作説明用の図であり、シートが、先行シート上に積載された図である。 図8から続く動作説明用の図であり、一方のスタッカトレイにシートが所定の積載高さまで積載された図である。 右側のスタッカトレイにシートを積載する場合の動作説明用の図であり、シートがグリッパに保持された図である。 図10から続く動作説明用の図であり、シートがシート案内ユニットに搬送排出されている図である。 図11から続く動作説明用の図であり、シートが、シート案内ユニットのテーパ部に案内されてスタッカトレイ上に積載された図である。 図12から続く動作説明用の図であり、両方のスタッカトレイにシートが所定の積載高さまで積載された図である。 シートをドリーで搬送する斜視図である。 スタッカトレイ毎にシートを排出する部分を設けた場合のシート積載装置の図である。 従来のシート積載装置のシート搬送方向に沿った断面図である。
符号の説明
S シート
100 シート積載装置(スタッカ装置)
110 排出ローラ対(排出手段)
112a スタッカトレイ(積載手段、最上流側の積載手段)
112b スタッカトレイ(積載手段)
113a,113b ホーム位置検出センサ
114a,114b グリッパ(排出手段)
115 案内ユニット(案内手段)
116 ローレットベルト(回転体、移送手段)
120 ドリー
121 ストッパ
122 テーパ部(案内部材、移送手段)
124 排出ローラ対(排出手段)
130 駆動ベルト(排出手段)
205 プリンタ制御部
206 CPU回路部
210 スタッカ制御部
900 画像形成装置
900A 装置本体
906 感光ドラム(画像形成手段)
950 自動原稿送り装置

Claims (9)

  1. シートを積載し、昇降可能な複数の積載手段と、
    前記複数の積載手段のうちのいずれかに選択的にシートを排出する排出手段と、
    シートを突き当てて前記複数の積載手段のうちから選択された積載手段上の所定位置に位置決めするストッパ、及びシートの上面に当接してシートを前記ストッパに向けて移動させる回転体を備えた案内部を有し、前記排出手段によって排出されたシートを、前記所定位置に案内するために前記選択された積載手段に対応する位置に移動可能である共通の案内手段と、を備え、
    前記共通の案内手段は、先に選択された積載手段に対応する位置から次に選択された積載手段に対応する位置に移動する際、先に選択された積載手段が下降してから次に選択された積載手段に向けて移動する、
    ことを特徴とするシート積載装置。
  2. 前記排出手段は、所定の待機位置からシートを保持しながら移動して前記選択された積載手段にシートを排出する、
    ことを特徴とする請求項1に記載のシート積載装置。
  3. 前記排出手段は、前記積載手段毎に備えられた、
    ことを特徴とする請求項1に記載のシート積載装置。
  4. 前記共通の案内手段の案内部は、シートを前記回転体に案内する案内部材を備えた、
    ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載のシート積載装置。
  5. 前記積載手段は、積載されたシートの最上面が所定の高さ位置に位置するように昇降可能である、
    ことを特徴とする請求項1乃至のいずれか1項に記載のシート積載装置。
  6. 前記排出手段は、シートを把持して前記案内手段に搬送するグリッパを有する、
    ことを特徴とする請求項1又は2に記載のシート積載装置。
  7. 前記排出手段は、エアーを吸引してシートを前記案内手段に吸着搬送するエアー吸引ユニットを備えた、
    ことを特徴とする請求項1又は2に記載のシート積載装置。
  8. 前記排出手段は、静電気によってシートを前記案内手段に吸着搬送する静電吸着ユニットを備えた、
    ことを特徴とする請求項1又は2に記載のシート積載装置。
  9. シートに画像を形成する画像形成手段と、
    画像を形成されたシートが積載される請求項1乃至のいずれか1項に記載のシート積載装置と、を備えた、
    ことを特徴とする画像形成装置。
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