JP4582194B2 - 用紙排出装置、画像形成装置及び後処理装置 - Google Patents

用紙排出装置、画像形成装置及び後処理装置 Download PDF

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Description

本発明は、排紙トレイ上の用紙の幅方向の位置を整合する用紙排出装置、かかる用紙排出装置を備えた画像形成装置及びかかる用紙排出装置を備えた後処理装置に関する。
大量の用紙を排出する用紙排出装置においては、排紙トレイ上に大量の用紙を排出して積載した後に、用紙束に対して加工処理を施すために他の処理機に運搬されることがある。その様な場合、加工処理を施す前の用紙束には高い整合性が求められる。その為、排紙トレイ上に積載された用紙束を整合する整合部材を設けた用紙排出装置が知られている。
また、排紙トレイ上に積載される用紙を1部毎に区分しやすくするために、用紙束を1部毎に用紙の排出方向と直交する異なる位置にシフト移動して排出する用紙排出装置がある。この様なシフト機能を持った用紙排出装置においては、各々のシフト位置にて用紙束ごとに高い整合性が求められる。
さらに、画像形成装置を含み高速処理が可能な画像形成システムは、軽印刷装置として用いられる傾向にあるが、軽印刷装置として用いられる場合、画像形成システムには、画像形成された用紙と他の装置で処理を施された用紙を高い精度で整合して排出する性能が要求される傾向が強まっている。
特許文献1では、排紙トレイ上にシフト機能を設けることにより、高度に整合された形態でシフトし、集積することが提案されている。
特開2002−211829号公報
高速の画像形成装置や、高速の画像形成装置と後処理装置とで構成された画像形成システムに於いては、排紙トレイ上に大量の用紙が集積される。
集積された用紙は排紙トレイから他の処理ステーションに運搬されて次の処理工程に付される。
排紙トレイから次の処理工程に用紙を運搬する際に、排紙トレイからの用紙の取り出しは、人手による場合が少なくない。
しかるに、容積、質量ともに大きい用紙の取り扱いは容易ではなく、用紙取り出しの際に、整合された用紙が周囲の機械部品に接触して整合が崩れたり、また、オペレータの手等が機械部品に接触して怪我する等の事故が発生する場合がある。
特に、排紙トレイに近い位置に整合部材が設けられている場合に、整合部材に接触する機会が多くなる。
特許文献1に開示されている整合装置はこのような事故に対する安全装置を具備していない。
本発明は、用紙の排出部に整合手段が設けられた用紙排出装置における安全機構を設けて、前記に説明したような事故を防止することを目的とする。
上記の目的は、本発明の下記の用紙排出装置、画像形成装置及び後処理装置よって達成される。
1.排出された用紙が積載される排紙トレイと、
該排紙トレイの用紙の幅方向の位置を整合する整合部材とを備えた用紙排出装置において、
前記排紙トレイ上の用紙積載領域の外方及び内方に向かう方向に前記整合部材に対して外力が加えられると、前記整合部材が前記用紙積載領域の外方及び内方の位置に、前記排紙トレイ上に積載される用紙の幅方向の中心から外方及び内方に向かう方向に変位可能に、前記整合部材を支持する支持手段を有することを特徴とする用紙排出装置。
2.前記整合部材を前記排紙トレイ上の用紙の幅方向に沿って往復移動させる駆動手段を有することを特徴とする前記1に記載の用紙排出装置。
3.前記用紙積載領域に対して前記整合部材が外方の位置に変位する際の変位抵抗力が、前記排紙トレイ上の用紙に前記整合部材が当接して整合する際の用紙による応力より大きいように、前記支持手段が前記整合部材を支持することを特徴とする前記1又は前記2に記載の用紙排出装置。
前記用紙積載領域に対して、前記整合部材が外方の位置に変位する際の変位抵抗力が、前記整合部材が内方の位置に変位する際の変位抵抗力よりも大きいように、前記支持手段が前記整合部材を支持することを特徴とする前記1〜3のいずれか1項に記載の用紙排出装置。
.前記支持手段は、前記整合部材を回転により変位可能に軸支する軸を有することを特徴とする前記1〜のいずれか1項に記載の用紙排出装置。
.前記支持手段は、変位した状態で外力がなくなったときに、前記整合部材を変位前の位置に復帰させるバネを有することを特徴とする前記1〜のいずれか1項に記載の用紙排出装置。
.前記軸が前記整合部材における用紙の排出方向上流側の端部に設けられていることを特徴とする前記5に記載の用紙排出装置。
.用紙の排出方向に対して直交し、かつ、前記排紙トレイ上の用紙面と平行な方向に前記整合部材をシフト移動させるシフト手段を有することを特徴とする前記1〜のいずれか1項に記載の用紙排出装置。
.前記シフト手段は前記整合部材を複数のシフト位置に設定し、各シフト位置にて前記整合部材を用紙の幅方向に沿って往復移動させる駆動手段を有することを特徴とする前記に記載の用紙排出装置。
.前記整合部材は、前記排紙トレイ上の用紙を整合する位置に対して、前記排紙トレイから離間する方向に退避可能に構成されており、前記排紙トレイ上に排出された一連のジョブの用紙を整合した後に退避するように構成されることを特徴とする前記1〜のいずれか1項に記載の用紙排出装置。
.前記1〜1のいずれか1項に記載の用紙排出装置を有することを特徴とする画像形成装置。
.前記1〜1のいずれか1項に記載の用紙排出装置を有することを特徴とする後処理装置。
本発明によれば、排紙トレイに近接して設けられた整合部材に対して外力が加えられたときに、整合部材が外力により変位する。したがって、整合部材に用紙やオペレータが接触した場合でも、用紙の整合が崩れたり、オペレータが怪我する等の事故が十分に防止される。
図1は画像形成装置A、自動原稿送り装置DF、後処理装置FS、大容量給紙装置LTから成る画像形成システムの全体構成図である。
図示の画像形成装置Aは、画像読取部1、画像処理部2、画像書込部3、画像形成部4、用紙搬送部及び定着装置6を備えている。
画像形成部4は、感光体ドラム4A、帯電手段4B、現像手段4C、転写手段4D、分離手段4E、クリーニング手段4F等から構成されている。
用紙搬送部は給紙カセット5A、第1給紙部5B、第2給紙部5C、第1搬送部5D、第2搬送部(自動両面コピー搬送部)5E及び排紙部5Fで構成される。
画像形成装置Aの図示の左側面の排紙部5F側には、後処理装置FSが連結されている。
自動原稿送り装置DFの原稿台上に載置された原稿dは画像読取部1の光学系により原稿dの片面又は両面の画像が読みとられ、CCDイメージセンサ1Aにより読み込まれる。
CCDイメージセンサ1Aにより光電変換されたアナログ信号は、画像処理部2において、アナログ処理、A/D変換、シェーディング補正、画像圧縮処理等の処理を受けて画像メモリ(図示せず)に記憶される。
画像書込部3においては、半導体レーザからの出力光が画像形成部4の感光体ドラム4Aに照射され、潜像が形成される。画像形成部4においては、帯電、露光、現像、転写、分離、クリーニング等の処理が行われる。給紙カセット5A、大容量給紙装置LTから第1給紙部5Bにより給送された用紙Sには転写手段4Dにより画像が転写される。画像を担持した用紙Sは、定着装置6により定着処理され、排紙部5Fから後処理装置FSに送り込まれる。
定着処理された用紙Sは、また、搬送路切換板5Gにより第2搬送部5Eに送り込まれ、再給紙されて画像形成部4において、裏面画像形成後、排紙部5Fから排出される。
大容量給紙装置LTは、用紙積載手段11、第1給紙手段12等から成り、大容量の用紙Sを積載収容し、画像形成装置Aに用紙Sを送り込む。
後処理装置FSは用紙S及び付加用紙Fに対して折り畳み処理及びシフト処理を行い固定排紙トレイ28又は昇降排紙トレイ29に排出する後処理装置である。
後処理装置FSは、用紙搬入部21、水平搬送部22、下方搬送部23、折り処理部24、付加用紙搬送部25及び上方搬送部26を備えている。
画像形成装置Aから排出された用紙Sは、水平搬送部22を通過して上方搬送部26を経て固定排紙トレイ28に排出されるか、水平搬送部22を通過して昇降排紙トレイ29に排出されるか又は、下方搬送部23を通過し、折り処理部24において折り処理された後に昇降排紙トレイ29に排出される。
付加用紙給紙部27には、インターシート用用紙や表紙用紙等の付加用紙Fが収納され、画像形成装置Aからの記録用紙に付加用紙Fが付加されて、前記の搬送部を経て昇降排紙トレイ29に排出される。
固定排紙トレイ28には、少数枚の画像を形成するモードであって、折り処理やシフト処理を行わない画像形成モードにおいて用紙Sが排出される。
昇降排紙トレイ29には、折り処理モード、多数枚の画像を形成する大量画像形成モード、折り処理モード及びシフト排紙モードの場合に、用紙S及び付加用紙Fが排出される。
折り処理部24は周知のように、二つ折り、各種の三つ折り等の各種折り処理を行う機能を備えており、折り処理された用紙S及び付加用紙Fは上方に搬送された後、水平搬送部22に設けられた排紙ローラ30により昇降排紙トレイ29に排出される。
昇降排紙トレイ29を含む用紙排出装置100はシフト排紙機能を備えている。
次に、シフト排紙機能を有する用紙排出装置100について説明する。
なお、以下の説明においては、付加用紙Fも含めて用紙Sと言う。
図2は用紙排出装置100の正面断面図である。
用紙排出装置100は後処理装置FSの用紙排出装置として構成されている。しかしながら、画像形成装置Aの用紙排出装置とすることも可能である。
前記に説明したように、排紙トレイとしての昇降排紙トレイ29には用紙S及び付加用紙Fが排出されるが、以下の説明では、用紙S及び付加用紙Fを総称して用紙Sとする。
前記に説明したように、排紙ローラ30により排出された用紙Sは昇降排紙トレイ29に排出されるが、図2では、昇降排紙トレイ29上に積載された用紙Sが示されている。
用紙Sの上面は光電センサからなるセンサ105により検知され、用紙Sの上面が常に一定高さになるように昇降排紙トレイ29が上下に移動する。このような昇降排紙トレイ29の上下移動は制御手段により制御されたモータ(図示せず)の駆動により行われる。
昇降排紙トレイ29には整合部材101、102の真下に位置する凹部29Aが形成されている。
用紙Sが昇降排紙トレイ29上に積載されたときは、図示のように凹部29Aにより用紙Sと昇降排紙トレイ29との間に間隙が形成される。
オペレータが昇降排紙トレイ29から用紙Sを取り出すときは、凹部29Aにより形成された間隙に手を挿入することにより、用紙Sが取り出される。
昇降排紙トレイ29の上方には、用紙Sを搬送排出方向に直角な水平方向(以下幅方向と言う)に整合する板状の一対の整合部材101、102が並んで配置される。
整合部材101、102は回転軸AXを中心に昇降排紙トレイ29に対して接離する方向に回転可能であり、実線で示す整合位置、点線で示す第1退避位置(101A、102A)及び点線で示す第2退避位置(10B、102B)に設定される。
整合部材101、102は、モータ104の駆動で回転し、前記整合位置、第1退避位置及び第2退避位置に設定される。
実線で示す整合位置においては、整合部材101又は整合部材102は自重で用紙Sの上に載っている。
整合部材101、102は後に説明するように、用紙Sの幅方向に沿って往復移動するが、この移動は、モータ103の駆動で行われ、ベルト及びプーリを用いた伝達機構によりモータ103の駆動力が整合部材101、102に伝達される。
整合部材101、102の回転位置、特に、整合位置、第1、第2退避位置は光電センサからなるセンサ106(図3に示す)が出力する信号に基づいて設定される。
図3は整合部材101、102の高さを検知する検知手段の構成する機構を示す。整合部材101、102の回転軸AXにはエンコーダ107が固定され、センサ106がエンコーダ107の回転位置を検知する。
図4は用紙排出装置100におけるシフト排紙制御を行う制御系のブロック図である。図において、103、104は前記に説明したように、整合部材101、102を駆動するモータ、106は整合部材101、102の回転位置を検知するセンサである。
SEは図1における用紙搬入部21に設けられた用紙センサである。
制御手段110はセンサ106及び用紙センサSEの検知信号に基づいて、シフト制御を行う。
次に、図5によりシフト制御を説明する。
図5において、矢印V1、V3、V5で示す方向は第1方向であり、用紙Sの搬送排出方向に対して直交し、かつ、昇降排紙トレイ29上の用紙面と平行な方向(以下幅方向と言う。)である。
昇降排紙トレイ29上には、ステップSP1で示すように、設定されたシフトの1単位を構成する枚数の用紙束SS1が積載される。
SP1においては、整合部材101、102は図2において実線で示す下方位置である整合高さに設定されている。この下方位置は、整合部材101、102の下端の位置が昇降排紙トレイ29の用紙の用紙支持面よりも若干低くなる位置である。
したがって、整合部材101、102が下方位置に設定されているときは、自重で昇降排紙トレイ29上に載っている。
昇降排紙トレイ29上に載った整合部材102が矢印V1で示すように幅方向に往復移動して用紙Sを整合する。用紙整合は、用紙Sが1枚排出される毎に整合部材102が移動して行われる。
用紙センサSEからの信号により、用紙束SS1が設定枚数に達した段階で、ステップSP2において整合部材101、102がともに、外方に2mm程度移動して、用紙束SS1の側端から離れた後に、矢印V2のように上昇する。なお、外方とは、幅方向の用紙Sの中心から外に向かう方向である。
矢印V2で示す移動の距離は、整合部材101、102の下端が用紙束SS1の上面から離れる程度の距離である。
ステップSP2においては、整合部材101、102は用紙束SS1の上面から離れた退避高さに設定されている。
なお、ステップSP2で示す整合部材101、102の退避高さは図2における第2退避位置に相当する。
図2の101B、102Bで示す第2退避位置は、用紙排出装置100が停止状態にあるときに整合部材101、102が位置する第1退避位置(101A、102Aで示す)よりも下方にある。
整合部材101、102は上昇後に、矢印V3で示すように右方(幅方向)に水平移動する。矢印V3で示す移動の距離は、シフト量に対応した距離である。
次に、ステップSP3で示すように、整合部材101、102が矢印V4で示すように下降する。
下端が用紙束SS1の上面よりも若干低くなり得るように整合部材101、102が下降する。その結果、整合部材102は用紙束SS1上に載り、整合部材101の下端は用紙Sの最上面よりも若干低くなる。
ステップSP4において、整合部材101が矢印V1で示すように幅方向に往復移動して用紙を整合する。
ステップSP5はステップSP2と同様な段階であり、整合部材101、102が矢印V2のように上昇後、矢印V5のように左方向に水平移動する。
ステップSP5に続くステップSP6では、整合部材101、102が矢印V4のように下降してシフトした整合位置に設定される。
続くステップSP7において、整合部材102が矢印V1のように往復移動して用紙Sを整合する。
ステップSP1〜7の整合工程により、シフト処理された用紙束SS1、SS2、SS3が形成される。
図6では整合部材101、102の整合位置、第1退避位置及び第2退避位置を幅方向の位置で示している。
図示のように、第1退避位置は、幅方向に関して第2退避位置の外側にある。
即ち、第1退避位置は、整合部材101、102が待機状態にある時の位置であり、その作動範囲外に第1退避位置が設定されている。
また、第2退避位置は、前記に説明したように、整合部材101、102のそれぞれが、整合位置よりも若干(例えば2mm)外方にずれた位置である。
用紙Sの排紙完了信号に基づいて、整合部材101、102はホームポジション、即ち、第1退避位置に設定される。
このとき整合部材101、102は、図2に示すように昇降排紙トレイ29から大きく離間した作動範囲外にあり、高く、且つ、図6に示すように幅方向外側の位置に設定される。
図7〜9は整合部材の安全機構を示す。
図7は整合部材101の正面図、図8は整合部材の取付構造の分解図、図9は整合部材の上方からの平面図であり安全機構の作動を示す図である。なお、図7〜9に示し、以下に説明する安全機構は整合部材101についてのものであるが、整合部材102にも同様な安全機構が設けられている。
整合部材101は、用紙の排出方向上流側の端部に軸112を有し、中間支持部材110及び整合部材101を後処理装置に取り付ける支持部材111に取り付けられる。即ち、整合部材101の基部を形成する軸112を中間支持部材110の孔(図示せず)及び支持部材111に設けられた孔(図示せず)に通すことにより、整合部材101が中間支持部材110及び支持部材111に結合される。
軸112にはコイルバネ113、114が巻かれている。
コイルバネ113の下端は整合部材101に固定され、上端は中間支持部材110に固定されている。
また、コイルバネ114の下端は支持部材111に固定され、上端は中間支持部材110に固定されている。
中間支持部材110の図9における右側部には突起110Aが形成されており、左側部には突起110Bが形成されている。
突起110Aは支持部材111に突き当たり、突起110Bは整合部材101に突き当たる。
整合部材101は、軸112を中心に回転可能である。軸112は図2における排紙方向に平行である。
即ち、整合部材101は排紙方向に平行な軸を中心に第2方向に回転可能である。
図9において、図9(a)は外力が加わらない時の整合部材101の状態を示し、図9(b)はF1で示す外力が加えられたときの整合部材101の状態を示し、図9(c)は、F2で示す外力が加えられたときの整合部材101の状態を示す。
外力F1が整合部材101に加えられと、整合部材101はW1で示す時計方向に回転する。方向W1は、昇降排紙トレイ29上の用紙積載領域(用紙幅領域)に対して外方に向かう方向、即ち、幅方向の中心から外方に向かう方向である。昇降排紙トレイ29上の用紙Sと整合部材101との関係は図9(a)に示すとおりである。図示のように、方向W1は用紙Sの幅方向端部により押されて外方に向かって変位する方向である。
図9(b)に示す回転のとき、中間支持部材110は突起110Aの係止作用により回転しない。したがって、図示のように、整合部材101と中間支持部材110との間に相対的回転が生ずる。
この相対的回転に対してコイルバネ113の応力が回転に対する抵抗力として作用する。
したがって、外力F1がなくなると、整合部材101は図9(a)の状態に復帰する。
即ち、昇降排紙トレイ29から用紙Sを取り出す作業中に整合部材101に用紙Sやオペレータの手等が接触した場合に、整合部材101が矢印W1のように回転するが、接触がなくなると復帰する。
外力F2が整合部材101に加えられると、整合部材101は矢印W2のように反時計方向に回転する。方向W2は、昇降排紙トレイ29上の用紙積載領域(用紙幅領域)に対して内方に向かう方向である。
図9(c)に示す回転のとき、中間支持部材の突起110Bの係止作用により、中間支持部材110が整合部材101と一体に回転し、中間支持部材110は、支持部材111に対して相対的に回転する。
この相対的回転に対して、コイルバネ114の応力が回転に対する抵抗力として作用する。
したがって、外力F2がなくなると、整合部材101は図9(a)の状態に復帰する。
即ち、昇降排紙トレイ29から用紙Sを取り出す作業中に整合部材101に用紙Sやオペレータの手等が接触した場合に、整合部材101が矢印W1、W2のように回転するが、接触がなくなると復帰する。尚、一連のジョブの用紙が昇降排紙トレイ29上に排出完了した後、整合部材は最後の整合動作を行った後に昇降排紙トレイに対して離間する上方に退避する。従って、用紙Sを取り出す作業中に整合部材にF2で示す外力が加わり、整合部材が昇降排紙トレイ29上の用紙積載領域に対して内方の方向W2に回転しても、整合部材が昇降排紙トレイ29上に積載されている用紙束に衝突して用紙束の整合を乱すことはない。
以上説明した整合部材101の支持機構、即ち、整合部材101を第2方向に変位可能に支持する中間支持部材110、支持部材111、コイルバネ113、114等は整合部材を支持する支持手段を構成する。
以上のように、整合部材101に対しては、左右何れの方向から外力が作用した場合にも、整合部材101が逃げる機構となっており、用紙の整合が崩れるのを防止し、また、オペレータの怪我を防止した安全機構が排紙部に装備される。
なお、整合部材101がW1方向に変位する際の変位抵抗力が、整合部材101が昇降排紙トレイ29上の用紙に当接して整合する際に受ける用紙からの応力より大きくなるようなバネ定数のコイルバネ113を用いることが好ましい。整合部材101は図6に示すように幅方向に往復移動して用紙を整合するが、整合動作において、用紙の応力により幅方向の外方に向かう力、即ち、図9における力F1を受ける。整合動作においては、用紙から受ける力により整合部材101が変位することは望ましくない。整合部材101がW1方向に変位する際の変位抵抗力を、整合時の用紙から受ける応力より大きくすることにより、十分な整合作用を確保しながら、安全性も確保できる。
一方、幅方向の内方に向かう力に対しては、整合部材101が容易に変位することが望ましい。そのような条件を満足させるために、コイルバネ113のバネ定数がコイルバネ114のバネ定数よりも高く設定して、W1方向に変位する際の変位抵抗力とW2方向に変位する際の変位抵抗力とを異ならせても良い。これにより、十分な整合作用を確保しながら、内方には変位しやすく安全性の高い構成を確保できる。
なお、整合部材102の支持手段も前記に説明したように同じであるが、方向W1、W2に関しては、整合部材101の場合の反対になる。即ち、方向W1が内方向に向かう方向となり、方向W2が外方に向かう方向となる。
本発明の実施の形態に係る用紙排出装置を備えた画像形成システムの全体構成を示す図である。 用紙排出装置100の正面断面図である。 整合部材の高さを検知する機構を示す図である。 シフト制御を行う制御系のブロック図である。 シフト工程を示す図である。 整合位置、第1退避位置及び第2退避位置を示す図である。 整合部材の安全機構を示すシフト部の安全機構を示す図である。 整合部材の安全機構を示すシフト部の安全機構を示す図である。 整合部材の安全機構を示すシフト部の安全機構を示す図である。
符号の説明
100 用紙排出装置
101、102 整合部材
110 中間支持部材
111 支持部材

Claims (12)

  1. 排出された用紙が積載される排紙トレイと、
    該排紙トレイの用紙の幅方向の位置を整合する整合部材とを備えた用紙排出装置において、
    前記排紙トレイ上の用紙積載領域の外方及び内方に向かう方向に前記整合部材に対して外力が加えられると、前記整合部材が前記用紙積載領域の外方及び内方の位置に、前記排紙トレイ上に積載される用紙の幅方向の中心から外方及び内方に向かう方向に変位可能に、前記整合部材を支持する支持手段を有することを特徴とする用紙排出装置。
  2. 前記整合部材を前記排紙トレイ上の用紙の幅方向に沿って往復移動させる駆動手段を有することを特徴とする請求項1に記載の用紙排出装置。
  3. 前記用紙積載領域に対して前記整合部材が外方の位置に変位する際の変位抵抗力が、前記排紙トレイ上の用紙に前記整合部材が当接して整合する際の用紙による応力より大きいように、前記支持手段が前記整合部材を支持することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の用紙排出装置。
  4. 前記用紙積載領域に対して、前記整合部材が外方の位置に変位する際の変位抵抗力が、前記整合部材が内方の位置に変位する際の変位抵抗力よりも大きいように、前記支持手段が前記整合部材を支持することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の用紙排出装置。
  5. 前記支持手段は、前記整合部材を回転により変位可能に軸支する軸を有することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の用紙排出装置。
  6. 前記支持手段は、変位した状態で外力がなくなったときに、前記整合部材を変位前の位置に復帰させるバネを有することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の用紙排出装置。
  7. 前記軸が前記整合部材における用紙の排出方向上流側の端部に設けられていることを特徴とする請求項5に記載の用紙排出装置。
  8. 用紙の排出方向に対して直交し、かつ、前記排紙トレイ上の用紙面と平行な方向に前記整合部材をシフト移動させるシフト手段を有することを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の用紙排出装置。
  9. 前記シフト手段は前記整合部材を複数のシフト位置に設定し、各シフト位置にて前記整合部材を用紙の幅方向に沿って往復移動させる駆動手段を有することを特徴とする請求項8に記載の用紙排出装置。
  10. 前記整合部材は、前記排紙トレイ上の用紙を整合する位置に対して、前記排紙トレイから離間する方向に退避可能に構成されており、前記排紙トレイ上に排出された一連のジョブの用紙を整合した後に退避するように構成されることを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載の用紙排出装置。
  11. 請求項1〜10のいずれか1項に記載の用紙排出装置を有することを特徴とする画像形成装置。
  12. 請求項1〜10のいずれか1項に記載の用紙排出装置を有することを特徴とする後処理装置。
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