JP4766365B2 - 交換ユニットが装着された画像形成装置 - Google Patents
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Description
一方、ユーザによって交換されたユニットが画像形成装置に対して純正品以外のものである場合、画質の低下など画像形成装置の性能を十分に発揮できないこと、動作を保証できないこと、又は、故障などの不具合が生じることがある。画像形成装置がトナーの特性、像担持体の特性、帯電電圧、クリーニング特性及び定着特性などを考慮して、画像形成のプロセスを制御しているためである。
また、特許文献3では、トナー切れが検出された場合にカートリッジに書き込まれた空情報が、トナーを補充したカートリッジから読み出されると、警告表示とプリント禁止とを行う方法が開示されている。
また、特許文献5では、トナー補給容器の容器側通信手段と、装置本体の本体側通信手段との双方向通信により、装着されたトナー補給容器が不適合であると判定され、かつ不適合であることを無視して補給処理を継続することが選択入力手段によって選択された場合、適正な画像形成条件よりもレベルダウンした画像形成条件を設定し、トナー補給容器が不適合であることを発見しやすくする方法が開示されている。
図1において、本発明の実施形態に係る画像形成システム1が示されている。画像形成システム1は、PC(Personal Computer)などのホスト装置2がネットワーク3を介して例えば複数の画像形成装置10に接続されることにより構成される。ホスト装置2は、例えばMCU(Micro Controller Unit)などの制御装置、タッチパネルなどの入出力装置、及びネットワーク3を介して信号を送受信する通信装置を有するPC以外の端末であってもよい。ネットワーク3は、有線であってもよいし、無線であってもよい。また、複数のホスト装置2がネットワーク3に接続されていてもよい。
このように、画像形成システム1は、ホスト装置2がネットワーク3を介して画像形成装置10を制御することができるようにされている。
また、回動支点14の近傍には、例えば開閉カバー16の開閉に応じて接離することにより、開閉カバー16の開閉を検知する開閉検知センサ19が設けられている。
また、現像器ユニット44の回転軸50を挟んで像担持体54に略対向する位置の近傍には、無線通信部56が配置されている。無線通信部56は、アンテナ58を有し、後述するメモリチップ170との間で無線通信を行う。
なお、廃トナー回収ボトル66の背面側(図2において右側)は、例えばリブなどが形成され、用紙が滑らかに搬送されるように曲面にされて搬送路34の一部を形成している。
さらに、中間転写体74の裏側(図2の右側面)には、ラップアウトロール80及び二次転写バックアップロール82により、平面部(短辺)が形成されており、この平面部が二次転写部となって搬送路34に臨むようにされている。
このように、中間転写体74は、一次転写ロール76によって像担持体54上のトナー像を例えばイエロー、マゼンタ、シアン、黒の順に重ねて一次転写され、この一次転写されたトナー像を二次転写部に向けて搬送する。
また、画像形成装置本体12内には、画像形成装置10を構成する各部を制御する制御部106が配設されている。
像形成ユニット110は、画像形成装置本体12に対して着脱自在となっており、開閉カバー16を開くことにより、画像形成装置本体12に設けられたガイド55a,55bに沿って、画像形成装置10の正面側上方に着脱される。また、像担持体ユニット108は、像形成ユニット110に対して着脱自在にされている。
定着ユニット112は、図示しない上部カバーを取外すことにより、画像形成装置本体12に対して着脱されるようになっている。また、現像器ユニット44及び給紙ユニット20などの他のユニットも画像形成装置本体12に対して着脱可能にされている。
以下、現像器48a〜48dなど複数ある構成部分のいずれかを特定せずに示す場合には、単に「現像器48」などと略記することがある。
図6、図7において、交換可能なユニットである現像器48の構成が示されている。
現像器48は、現像器ハウジング(現像器本体)114の像担持体54側に配設される現像剤担持体としての現像ロール116、第1のオーガ118、第2のオーガ120、第3のオーガ122及び層厚規制部材124を有し、例えば非磁性のトナーと磁性のキャリアとからなる二成分系の現像剤を収容する。
取込み搬送路128は、トナーカートリッジ52からトナーを受入れるトナー受け口134と、現像剤搬送路130へトナーを送り込むトナー送り込み口136とを有し、取込み搬送路128内には第1のオーガ118が配設されている。第1のオーガ118は、トナーカートリッジ52から取込み搬送路128が受入れたトナーを現像剤搬送路130へ搬送する。また、第1のオーガ118の回転が調節されることにより、トナーカートリッジ52から現像器48へ供給されるトナー量が調節されるようになっている。よって、第1のオーガ118の駆動時間又は回転数を後述するCPU202が累積することにより、トナーの使用量(トナーカートリッジ52の使用量)を算出するようにしてもよい。また、トナーの使用量は、露光装置68が像担持体54に静電潜像を書き込む際に流れる電流をコンデンサなどに電荷として蓄え、蓄えられた電荷が所定量に達した回数をCPU202がカウントすることによって算出されてもよい。
現像剤搬送路132内には、第3のオーガ122が配設されている。第3のオーガ122は、現像剤搬送路130を介して搬送された現像剤を攪拌搬送し、現像ロール116へ供給する。
なお、現像剤搬送路130と現像剤搬送路132との間には、仕切り板143が設けられており、仕切り板143の両端には、現像剤搬送路130と現像剤搬送路132とを接続する通路(図示せず)が設けられている。よって、第2のオーガ120と第3のオーガ122とが互い違いの方向に現像剤を搬送することにより、トナーがキャリアによって所定の極性の帯電量に摩擦帯電され、現像器ハウジング114内で循環するようにされている。また、劣化した現像剤が所定のタイミングで現像剤排出口140からトナーカートリッジ52へ排出されることにより、現像剤のトータル的な寿命が延びるようにされている(トリクル現像方式)。
トナーカートリッジ52は、トナーカートリッジ本体150と、このトナーカートリッジ本体150の長手方向一端に設けられた回動部152とを有する。
トナーカートリッジ本体150は、筒状に形成され、内部に攪拌搬送部材154が配置された略円筒状の部分と、この略円筒状の部分から長手方向に対して略直角な方向に延びて徐々に狭くされた部分とが一体になるように形成されている。また、トナーカートリッジ本体150は、トナーカートリッジ52が現像器48を介して現像器ユニット本体46に装着されると、外面が現像器ユニット本体46の外周に略一致するようにされている。
回動部本体154の側面部158には、メモリチップ170が取り付けられている。メモリチップ170は、アンテナ172を有し、画像形成装置本体12側に設けられた無線通信部56との間で無線通信を行う。
図10は、無線通信部56の回路構成を示すブロック図である。図11は、メモリチップ170の回路構成を示すブロック図である。
図10に示すように、無線通信部56の回路は、送受信制御部174、変調回路176、送信回路178、受信回路180、復調回路182及びアンテナ58から構成される。無線通信部56において、送受信制御部174は、無線通信部56の各構成部分の動作を制御する。そして、送受信制御部174は、制御部106から入力されるデータを、変調回路176に対して出力する。また、送受信制御部174は、受信回路180により受信され、復調回路182により復調されたデータを、制御部106に対して出力する。変調回路176は、送受信制御部174から入力されるデータを変調し、送信回路178に対して出力する。送信回路178は、メモリチップ170に記憶させるデータ及びクロック信号などを含む電波信号を、アンテナ58を介して、メモリチップ170に対して出力する。
受信回路192、クロック再生回路194及び電源部196は、無線通信部56からメモリチップ170に対して電波信号が送信されると、この電波信号をアンテナ172を介して受け入れる。メモリチップ170において、電源部196は、電波信号を受け入れると、電波信号による電磁誘導によって生じた電流を整流し、メモリチップ170の各構成部分に対して、それらの動作に必要な電力を供給する。メモリチップ170は、例えば電源部196によって発生させられる電圧よりも高い電圧が必要である場合には、本体部40から電力の供給を受けるように構成されてもよい。例えば、電力は、メモリチップ170に電源用のコイル等をさらに設け、現像器ユニット44に供給されている交流から非接触で供給されてもよい。
上述したように、像担持体ユニット108は、像担持体54、帯電装置60及び像担持体用クリーナ62を一体化したものであり、例えば像担持体用クリーナ62内の上部に配設された廃トナー満杯センサ198と、廃トナー満杯センサ198の下方に配設されたフロート200とを有する。廃トナー満杯センサ198は、一方に設けられた発光部の発光を他方に設けられた受光部が受光するようにされた光路を有し、受光部が受光したか否かを制御部106に対して出力する。フロート200は、像担持体54から廃トナー回収ボトル66内に回収された廃トナーが所定の量を超えると上昇するようにされており、廃トナー回収ボトル66が廃トナーで満杯になると廃トナー満杯センサ198の光路を遮断するようにされている。このように、像担持体ユニット108は、廃トナー満杯センサ198及びフロート200によって、廃トナー回収ボトル66が満杯になったか否かを検知し、制御部106に対して出力する。
また、廃トナー満杯センサ198及びフロート200を中間転写体用クリーナ92に設け、廃トナー回収ボトル98が満杯になったか否かを検知するようにしてもよい。
このように、所定の条件を検知するセンサなどを有する交換可能なユニットは、センサなどによって検知した結果を制御部106に対して出力し、制御部106は、入力された検知結果に基づいて画像形成装置10を構成する各部を制御するようにされている。
図14は、制御部106の構成、及び制御部106に接続される各部を示すブロック図である。
制御部106は、CPU202、記憶部204、センサインターフェイス(センサI/F)回路206、無線通信部制御回路208、通信インターフェイス(通信I/F)回路210、ユーザインターフェイス(UI)制御回路212、画像描画回路214、プロセス制御回路216、画像形成部インターフェイス(画像形成I/F)回路218及び用紙搬送部制御回路220などを有し、これらが互いにシステムバス222を介して信号を入出力することができるように構成されている。
CPU202は、システムバス222を介して制御部106を構成する各部分との間で信号を送受し、制御部106を構成する各部分を制御する。
図15において、プログラムROM224、本体NVM228及びユニットNVM184に記憶されるデータの例が示されている。
プログラムROM224には、プログラム領域234及び設定値領域236などが設けられている。プログラム領域234には、画像形成装置10を動作させるための実行プログラム238が記憶されている。設定値領域236には、各寿命しきい値240、各寿命しきい値到達設定回数242、対温度パラメータ群244、対湿度パラメータ群246、トナー濃度パラメータ群248及び判定時期設定値252などが記憶されている。
対応ユニット情報領域254には、対応機種コード258及び対応国コード260が記憶されている。対応機種コード258は、画像形成装置10の交換可能な各ユニットそれぞれに対し、画像形成装置10に適合する機種であることを示す機種のテーブル(データ)を記憶する。対応国コード260は、画像形成装置10の交換可能な各ユニットそれぞれに対し、国ごとに異なる仕様が設定される各国のテーブル(データ)を記憶する。
ユニット情報領域272には、機種を示す機種コード276、仕様を設定された国を示す国コード278、ユニット固有の製造番号280、製造年月日282、ユニットの寿命を示す寿命しきい値284、及び、プロセス制御のためのプロセスパラメータ286などが記憶されている。
ユニット側更新領域274には、トナーカートリッジ52の使用開始から現在までの使用量を示すライフカウント値288、寿命しきい値284に記憶されている寿命しきい値に到達した回数を示す寿命しきい値到達回数290及び関連履歴情報292などが記憶されている。なお、関連履歴情報292は、例えば像担持体54の回転数など、トナーカートリッジ52の状況を把握するために利用可能な関連情報の履歴を含む。
図17は、現像剤の帯電能力の変化を補正する設定を示すグラフであって、現像剤の使用量に対する画像濃度の設定を示すグラフである。
図18は、図17に示した設定によって補正された結果を示すグラフであって、(A)は補正されたトナー濃度を示し、(B)は補正された画像濃度を示すグラフである。
よって、画像形成装置10は、トリクル現像方式を採用していても、用紙に形成される画像の画質を所定のレベルに維持するために、現像器48内のトナー濃度及び中間転写体74上の画像濃度に対する設定を補正するようにされている。
例えば、CPU202は、画像濃度センサ90により画像濃度を検知し、濃度が高ければ第1のオーガ118の回転駆動を制御して、現像器48内に供給するトナー量を減らしてトナー濃度を下げて画像濃度を下げる。また、濃度が低ければ第1のオーガ118の回転駆動を制御して、現像器48内に供給するトナー量を増やしてトナー濃度を上げて画像濃度を上げる。通常、上記画像濃度検出用のパターンは中間調濃度を有するパターンが用いられる。
ところが、トナーの帯電能力が低下すると現像性能が向上し画像濃度が上昇するため、上記制御をそのまま実行すると、トナー濃度を下げ過ぎてしまい最大画像濃度が低下してしまう。
そこで、現像剤の帯電能力が低下しても、用紙に転写される最大画像の濃度が低下しないように、画像濃度センサ90による画像濃度検知結果に基くトナー濃度制御に用いるトナー濃度パラメータ群248に記憶されている現像器48内のトナー濃度制御の設定値を現像剤の使用量に応じて増加させるように補正する。CPU202は、補正された設定値(図17:トナーPに対応した設定S)に応じて第1のオーガ118を回転させることにより、図18(A)に示したようにトナー濃度が所望の所定値以下にならないようにトナー濃度を維持する。
その結果、図18(B)に示したように画像濃度が仕様の所定値以下にならないように画像濃度を維持することができる。
記憶部204及びユニットNVM184に記憶されたデータに基づいて、画像形成装置10は、UI装置18による表示などについて制御する。例えば、UI装置18は、CPU202の制御により、トナーカートリッジ52が純正品である場合にはトナーの残量を表示し、トナーカートリッジ52が純正品以外のものである場合にはトナーの使用量を表示する。純正品以外のものである場合は、トナー量が不明なのでトナーの残量算出ができないからである。
図19は、トナーカートリッジ52について、画像形成装置10が動作モードに合わせた印刷準備を行う処理を示すフローチャート(S10)である。
図20は、トナーカートリッジ52が交換されたか否かを検知するユニット交換検知処理を示すフローチャート(S20)である。
図21は、ユーザが純正品以外のものに対して動作モードを選択するために、画像形成装置10が行う純正品以外のものに対する動作モード選択処理を示すフローチャート(S30)である。
図22は、ユーザが純正品に対して動作モードを選択するために、画像形成装置10が行う純正品に対する動作モード選択処理を示すフローチャート(S40)である。
図23は、制御部106が画像濃度を調整する処理を示すフローチャート(S50)である。
このように、画像形成装置10の交換可能なユニットが純正品以外のものであっても、純正品に対応した動作モードとは異なる動作モードをユーザが選択することにより、画質を改善することができるようにされている。
また、全ての交換可能なユニットが純正品である場合には、純正品に対応した動作モードでのみ画像形成装置10が動作するように、ユーザが選択できる動作モードを制限し、ユーザが誤って画質を低下させることを防止するようにしてもよい。
図26は、トナーカートリッジ52について、画像形成装置10が動作モードに合わせた印刷準備を行う処理の第1の変形例を示すフローチャート(S60)である。
図26に示すように、ステップ600(S600)において、CPU202は、トナーカートリッジ52のいずれかの交換が必要であるか否かを判断する。CPU202は、トナーカートリッジ52の交換が必要な場合にはS602の処理に進み、必要でない場合にはトナーカートリッジ52の交換が必要になるまで交換が必要であるか否かの検知を継続する。
図27は、トナーカートリッジ52などの交換ユニットについて、画像形成装置10が動作モードに合わせた印刷準備を行う処理の第2の変形例を示すフローチャート(S70)である。
図27に示すように、ステップ700(S700)において、CPU202は、例えばトナーカートリッジ52の使用量に対する画像濃度の復帰(図28を用いて後述)などにより、トナーカートリッジ52などの交換ユニットが交換されたか否かを検知し、交換ユニットが交換された場合にはS702の処理に進み、交換ユニットが交換されていない場合には交換ユニットが交換されたことが検知されるまで交換ユニットが交換されたか否かの検知を継続する。
図28は、画像濃度の変化により、トナーカートリッジ52が交換されたか否かを判断する基準を示すグラフである。トナーカートリッジ52が使用されると、本体側の各ライフカウント値264にトナーカートリッジ52の使用量が記憶される。トナーカートリッジ52の使用量が増加すると、用紙上に形成される画像の濃度の期待値に対し、中間転写体74上に形成される画像の濃度は徐々に低下する。CPU202は、画像濃度センサ90を介して中間転写体74上の画像濃度が濃度調整開始のしきい値まで低下したことを検知すると、第1のオーガ118を回転させることによって現像器48にトナーを供給し、画像濃度が上がるように制御する。画像濃度センサ90により検知される画像濃度が画像濃度調整開始のしきい値から濃くなるように変化する(復帰する)と、CPU202は、トナーカートリッジ52がトナーを収容して使用されている状態であると判断する。
一方、トナーカートリッジ52の使用により、画像濃度センサ90によって検知される画像濃度が画像濃度調整開始のしきい値よりも下がり続けると、CPU202は、トナーカートリッジ52内のトナーが減り、画像濃度が仕様所定値を満たせなくなりつつあると判断する。さらに、画像濃度センサ90によって検知される画像濃度が画像濃度調整開始のしきい値よりも低い値から濃くなるように変化する(復帰する)と、CPU202は、トナーカートリッジ52が交換されたとみなす。
なお、トナー濃度センサ142により検知されるトナー濃度の変化がトナー濃度調整開始のしきい値よりも低い値から濃くなるように変化する(復帰する)ことにより、トナーカートリッジ52が交換されたとCPU202が判断するようにしてもよい。
また、画像形成装置10の電源のオン・オフをユーザによる他の操作と組合わせることにより、交換ユニットが交換されたことをCPU202が判断するようにしてもよい。
また、メモリチップ170をトナーカートリッジ52以外の交換ユニットに設けて、交換ユニットに関する情報をCPU202が取得するようにしてもよい。
2 ホスト装置
3 ネットワーク
10 画像形成装置
12 画像形成装置本体
18 UI装置
48 現像器
52 トナーカートリッジ
53 トナーカートリッジ着脱用空間
54 像担持体
56 無線通信部
74 中間転写体
90 画像濃度センサ
106 制御部
108 像担持体ユニット
110 像形成ユニット
118 第1のオーガ
120 第2のオーガ
122 第3のオーガ
170 メモリチップ
184 ユニットNVM
202 CPU
224 プログラムROM
228 本体NVM
Claims (15)
- 装置本体と、
この装置本体に交換可能に装着された少なくとも1つの交換ユニットと、
前記交換ユニットが、純正品であるか純正品以外のものであるかを判別する第1の判別手段と、
前記交換ユニットが交換されたか否かを判別する第2の判別手段と、
前記交換ユニットに収容されたトナーの使用量に関する情報を表示する表示手段と、
前記第1の判別手段及び第2の判別手段の判別の結果、前記交換ユニットが純正品に交換されたと判別された場合、前記表示手段に前記交換ユニットに収容されたトナーの残量を表示し、前記交換ユニットが純正品以外のものに交換されたと判別された場合、前記表示手段に前記交換ユニットに収容されたトナーの残量を表示せずに該交換ユニットに収容されたトナーの使用量を表示するように制御する制御手段と、
を有する画像形成装置。 - 前記装置本体側に設けられ、前記交換ユニットから情報を取得するよう通信する通信手段、
をさらに有し、
前記第1の判別手段は、前記通信手段の通信結果に応じて純正品であるか純正品以外のものであるかを判別する請求項1記載の画像形成装置。 - 前記第1の判別手段は、前記通信手段の通信結果、前記交換ユニットから情報が取得できない場合、前記交換ユニットが純正品以外のものであると判別する請求項2記載の画像形成装置。
- 前記制御手段は、前記交換ユニットに収容されたトナーの使用量に応じて画像形成条件を補正するよう制御する請求項1乃至3いずれか記載の画像形成装置。
- 前記第2の判別手段は、前記交換ユニットの交換動作に関連した情報から前記交換ユニットが交換されたか否かを判別する請求項1乃至4いずれか記載の画像形成装置。
- 現像剤像を担持する像担持体と、
この像担持体に担持される現像剤像の濃度の変化を検知する像濃度変化検知手段と、
をさらに有し、
前記第2の判別手段は、前記像濃度変化検知手段の検知結果に基づいて、前記交換ユニットが交換されたか否かを判別する請求項1乃至4いずれか記載の画像形成装置。 - 現像剤を担持することにより画像を担持する像担持体と、
この像担持体に担持される現像剤の使用量に関する情報を検知する現像剤量検知手段と、
をさらに有し、
前記第2の判別手段は、前記現像剤量検知手段の検知結果に基づいて、前記交換ユニットが交換されたか否かを判別する請求項1乃至4いずれか記載の画像形成装置。 - 前記交換ユニットの使用履歴を判別する使用履歴判別手段、
をさらに有し、
前記第2の判別手段は、前記使用履歴判別手段の判別の結果に基づいて、前記交換ユニットが交換されたか否かを判別する請求項1乃至4いずれか記載の画像形成装置。 - 静電潜像及び現像剤像を担持する像担持体と、
この像担持体が現像剤像を転写した後に、前記像担持体に残留する現像剤を回収する現像剤回収手段と、
この現像剤回収手段によって回収された現像剤の量を検知する回収現像剤量検知手段と、
をさらに有し、
前記第2の判別手段は、前記回収現像剤量検知手段の検知結果に基づいて、前記交換ユニットが交換されたか否かを判別する請求項1乃至4いずれか記載の画像形成装置。 - 前記像担持体に担持された静電潜像を現像する現像手段と、
前記前記像担持体に担持された現像剤像を転写する転写手段と、
をさらに有し、
前記交換ユニットは、前記像担持体、前記現像剤回収手段、前記現像手段及び前記転写手段の少なくともいずれかと一体に構成されてなる請求項9記載の画像形成装置。 - 静電潜像及び現像剤像を担持する像担持体と、
この像担持体から転写された現像剤像を担持する中間転写体と、
この中間転写体が現像剤像を転写した後に、前記中間転写体に残留する現像剤を回収する中間転写体現像剤回収手段と、
この中間転写体現像剤回収手段によって回収された現像剤の量を検知する中間転写体回収現像剤量検知手段と、
をさらに有し、
前記第2の判別手段は、前記中間転写体回収現像剤量検知手段の検知結果に基づいて、前記交換ユニットが交換されたか否かを判別する請求項1乃至4いずれか記載の画像形成装置。 - 前記像担持体に担持された静電潜像を現像する現像手段と、
前記像担持体が担持する現像剤像を前記中間転写体に転写する第1の転写手段と、
前記像担持体が担持する現像剤像を転写した後に、前記像担持体に残留する現像剤を回収する現像剤回収手段と、
前記中間転写体が担持する現像剤像を転写する第2の転写手段と、
をさらに有し、
前記交換ユニットは、前記像担持体、前記現像手段、前記第1の転写手段、前記現像剤回収手段、前記中間転写体、前記第2の転写手段及び前記中間転写体現像剤回収手段の少なくともいずれかと一体に構成されてなる請求項11記載の画像形成装置。 - 前記装置本体に設けられ、前記交換ユニットに収容されたトナーの使用量に関する情報を記憶する記憶手段と、
前記第1の判別手段及び前記第2の判別手段の判別の結果、前記交換ユニットが純正品以外のものに交換されたと判別された場合、前記記憶手段に記憶されている交換ユニットに収容されたトナーの使用量に関する情報を初期化する初期化手段と、
をさらに有し、
前記表示手段は、前記初期化手段により初期化された前記交換ユニットに収容されたトナーの使用量に関する情報に基づいて、前記交換ユニットに収容されたトナーの使用量に関する情報を表示する請求項1乃至12いずれか記載の画像形成装置。 - 前記装置本体に設けられ、前記交換ユニットに収容されたトナーの使用量に関する情報を記憶する記憶手段と、
前記第1の判別手段及び前記第2の判別手段の判別の結果、前記交換ユニットが純正品以外のものに交換されたと判別された場合、前記記憶手段に記憶されている交換ユニットに収容されたトナーの使用量に関する情報を初期化する初期化手段と、
をさらに有し、
前記制御手段は、前記初期化手段により初期化された前記交換ユニットに収容されたトナーの使用量に関する情報に基づいて、画像形成条件を補正する請求項4記載の画像形成装置。 - 前記第1の判別手段及び第2の判別手段の判別の結果、前記交換ユニットが純正品以外のものに交換されたと判別された場合、前記第1の判別手段及び第2の判別手段の判別の結果を表示する判別結果表示手段と、
純正品である交換ユニットに対応した動作モードと、この動作モードとは異なる他の動作モードとを選択するための入力手段と、
をさらに有し、
前記入力手段は、前記判別結果表示手段が判別の結果を表示した後に、純正品である交換ユニットに対応した動作モードと、この動作モードとは異なる他の動作モードとを選択するための入力を受入れる請求項1乃至14いずれか記載の画像形成装置。
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