(57)【要約】【課題】無端状の定着ベルトの端部から漏れ出した潤滑剤をせき止めて除去する。【解決手段】定着装置２０は、加圧部材２２と、加圧部材２２に並設された無端状の定着ベルト２１と、定着ベルト２１の内側に設けられて、定着ベルト２１を加圧部材２２に押圧し、定着ベルト２１と加圧部材２２の間にニップ域を形成する押圧部材２７と、定着ベルト２１を加熱する加熱部材２４と、定着ベルト２１と押圧部材２７の間に介在する潤滑剤と、加圧部材２２の端部に設けられて、定着ベルト２１の外周面に接触し、この外周面に付着した潤滑剤を吸収する吸収部材２３と、を備えるものである。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加圧部材と、
前記加圧部材の回転軸方向に並設された無端状の定着ベルトと、
前記定着ベルトの内側に設けられて、前記定着ベルトを前記加圧部材に押圧し、前記定着ベルトと前記加圧部材の間にニップ域を形成して、前記定着ベルトを加熱する加熱部と、
前記定着ベルトと前記加熱部の間に介在する潤滑剤と、
前記加圧部材の回転軸方向における端部に設けられて、前記定着ベルトの外周面に接触し、前記外周面に付着した前記潤滑剤を吸収する吸収部材と、を備える定着装置。
【請求項２】
前記加熱部は、
前記定着ベルトの内側に設けられて、前記定着ベルトを前記加圧部材に押圧し、前記定着ベルトと前記加圧部材の間にニップ域を形成する押圧部材と、
前記無端状の定着ベルトの内側に配置され、前記定着ベルトを加熱する加熱部材と、を備える請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記吸収部材は、前記加圧部材の回転軸を中心とする円筒状であって、該加圧部材の端部に並設されている請求項２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記吸収部材は、前記加圧部材と共に回転する請求項２又は請求項３に記載の定着装置。
【請求項５】
前記吸収部材は、前記加圧部材の回転軸方向において、前記定着ベルトの端部よりも内側に配置されて該定着ベルトの外周面に接触する請求項２乃至請求項４のいずれか１つに記載の定着装置。
【請求項６】
前記吸収部材は、前記定着ベルトの端部及び外周面に接触する請求項２乃至請求項５のいずれか１つに記載の定着装置。
【請求項７】
前記加圧部材の外周形状は、該加圧部材の回転軸方向の中心から端部に近づくほど該加圧部材の外径が大きくなる逆クラウン型であり、
前記吸収部材の外径は、前記加圧部材の端部の外径以上に設定されている請求項２乃至請求項６のいずれか１つに記載の定着装置。
【請求項８】
前記円筒状の吸収部材の周面には、環状の溝が形成されている請求項３に記載の定着装置。
【請求項９】
前記吸収部材は、多孔性材料からなる請求項２乃至請求項８のいずれか１つに記載の定着装置。
【請求項１０】
前記吸収部材は、ブラシ状の部材からなる請求項２乃至請求項８のいずれか１つに記載の定着装置。
【請求項１１】
前記吸収部材は、前記加圧部材の軸を中心とする円筒状であって、該加圧部材の端部に並設された円筒状の心材と、前記心材を覆う布状材料とからなる請求項２乃至請求項８のいずれか１つに記載の定着装置。
【請求項１２】
前記心材は、多孔性材料からなる請求項１１に記載の定着装置。
【請求項１３】
前記吸収部材は、導電性を有する請求項２乃至請求項１２のいずれか１つに記載の定着装置。
【請求項１４】
前記吸収部材は、高熱伝導性を有する請求項２乃至請求項１２のいずれか１つに記載の定着装置。
【請求項１５】
請求項２乃至請求項１４のいずれか１つに記載された定着装置と、
画像を記録紙に形成する画像形成部と、を備え、
前記定着装置は、前記記録紙を前記定着ベルトと前記加圧部材の間のニップ域に挟み込んで、該記録紙に形成された画像を熱圧着する画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録紙に形成された画像を熱圧着して定着させる定着装置及び画像形成装置に関し、特に無端状の定着ベルトと加圧部材の間にニップ域を形成する定着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
定着装置としては、内部に加熱部材が配置された無端状の定着ベルトと加圧部材との間にニップ域を形成し、記録紙をニップ域に挟み込んで、記録用紙上の画像（未定着のトナー像）を熱圧着して定着させものがある。上記ニップ域は、押圧部材を定着ベルトの内側に設けて、押圧部材を、定着ベルトを介して加圧部材に押圧して形成される。また、押圧部材と定着ベルトの間には潤滑剤を介在させて、定着ベルトが滑らかに移動するようにしている。また、特許文献１では、無端ベルト（無端状の定着ベルト）の内周であって、回転軸方向における端部に、無端ベルトに摺接する管状部材を設け、この管状部材により無端ベルトの両端部からの潤滑剤の漏れを抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】２００１６−０７０９４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のように特許文献１では、無端ベルトの内周に摺接する管状部材を設けているが、無端ベルトが蛇行して、無端ベルトのよれや偏りが生じたときに無端ベルトの内周と上記管状部材の間に隙間ができることがあり、この隙間を通じて潤滑剤が漏れ出すことがあった。
【０００５】
本発明は、上記の事情に鑑みなされたものであり、無端状の定着ベルトの端部から漏れ出した潤滑剤をせき止めて除去することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一局面に係る定着装置は、加圧部材と、前記加圧部材の回転軸方向に並設された無端状の定着ベルトと、前記定着ベルトの内側に設けられて、前記定着ベルトを前記加圧部材に押圧し、前記定着ベルトと前記加圧部材の間にニップ域を形成して、前記定着ベルトを加熱する加熱部と、前記定着ベルトと前記加熱部の間に介在する潤滑剤と、前記加圧部材の回転軸方向における端部に設けられて、前記定着ベルトの外周面に接触し、前記外周面に付着した前記潤滑剤を吸収する吸収部材と、を備えるものである。
【０００７】
本発明の一局面に係る画像形成装置は、上記本発明の定着装置と、画像を記録紙に形成する画像形成部とを備え、前記定着装置は、前記記録紙を前記定着ベルトと前記加圧部材の間のニップ域に挟み込んで、該記録紙に形成された画像を熱圧着するものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、無端状の定着ベルトの端部から漏れ出した潤滑剤をせき止めて除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態に係る定着装置が適用された画像形成装置の外観を示す斜視図である。
【図２】画像形成装置における画像形成部及び本実施形態の定着装置を模式的に示す断面図である。
【図３】定着装置を示す横断面図である
【図４】定着装置を示す側面図である。
【図５】定着装置の定着ベルト及び加圧部材などの端部近傍を概略的に示す斜視図である。
【図６】定着ベルトの支持構造を示す分解斜視図である。
【図７】定着ベルトの両端部を保持する保持枠を示す平面図である。
【図８】逆クラウン型の加圧部材の外径と保持部材の外径の関係を説明するために用いた模式図である。
【図９】変形例１の定着装置の定着ベルト及び加圧部材などの端部近傍を概略的に示す斜視図である。
【図１０】（Ａ）は変形例２の定着装置を示す側面図であり、（Ｂ）は変形例２の定着装置の定着ベルト及び加圧部材などの端部近傍を概略的に示す斜視図である。
【図１１】変形例３の定着装置の定着ベルト及び加圧部材などの端部近傍を概略的に示す斜視図である。
【図１２】変形例４の定着装置の定着ベルト及び加圧部材などの端部近傍を概略的に示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。
【００１１】
図１は、本発明の一実施形態に係る定着装置が適用された画像形成装置の外観を示す斜視図である。図１に示すような画像形成装置１の装置本体２には、画像形成装置１の様々な機能を実現するための複数の構成機器が設けられている。例えば、装置本体２には、画像形成部、定着装置、操作部３、給紙部４、及び排出トレイ５等が設けられている。
【００１２】
画像形成部は、画像データによって示される画像を、給紙部４から供給される記録紙に形成する。画像形成済みの記録紙は、定着装置による定着処理を受けた後、排出トレイ５に排出される。
【００１３】
操作部３は、例えば、スタートキー、操作入力を確定させる決定キー、数値入力を行うための数値入力キー等を備えており、各種動作及び処理等について、操作者からの指示を受け付ける。また、操作部３は、操作者への操作案内等を表示する表示部を備えている。
【００１４】
図２は、画像形成装置１における画像形成部及び定着装置を模式的に示す断面図である。画像形成部１１は、電子写真方式により、給紙部４から供給される記録紙Ｐにトナー像を形成するためのものであり、矢印方向に回転する感光体ドラム１２、感光体ドラム１２の表面を除電する除電部１３、感光体ドラム１２の表面をクリーニングするクリーニング部１４、感光体ドラム１２の表面を均一に帯電させる帯電部１５、露光部（図示せず）からの露光により感光体ドラム１２の表面に生成された静電潜像を、トナー像に現像する現像装置１６、及びトナーを現像装置１６に供給するトナーコンテナ１９等を備えている。
【００１５】
また、感光体ドラム１２は、感光体ドラム１２の下方に設けられた転写ローラー１８に圧接されて、該感光体ドラム１２と転写ローラー１８の間にニップ域を形成している。
【００１６】
給紙部４から記録紙Ｐが供給されると、この記録紙Ｐが搬送路１７を通じて矢印方向Ａに搬送される。この記録紙Ｐは、感光体ドラム１２と転写ローラー１８の間のニップ域に通されて、感光体ドラム１２の表面のトナー像を転写される。引き続いて、記録紙Ｐは、定着装置２０に搬送され、定着装置２０により記録紙Ｐが加熱及び加圧され、これにより記録紙Ｐ上のトナー像が定着される。更に、記録紙Ｐは、定着装置２０から上方に湾曲した搬送路１７を通じて搬送され、画像形成装置１の上側に設けられた排出トレイ５に排出される。
【００１７】
次に、本実施形態の定着装置２０について詳しく説明する。図３は、定着装置２０を示す横断面図である。また、図４は、定着装置２０を示す側面図であり、図５は、定着装置２０の定着ベルト２１及び加圧部材２２などの端部近傍を概略的に示す斜視図である。更に、図６は、定着ベルト２１の支持構造を示す分解斜視図であり、図７は、定着ベルト２１の両端部を保持する保持枠２９を示す平面図である。
【００１８】
図３乃至図７に示すように定着装置２０は、定着ベルト２１、加圧部材２２、一対の吸収部材２３、加熱部材(ヒーター)２４、支持部２６、押圧部材２７、及び一対の保持枠２９等を備えている。
【００１９】
定着ベルト２１は、無端状のベルトであって、金属や合成樹脂等からなる基材層、シリコーンゴム等からなる弾性層、及び合成樹脂等からなる離型層などを積層したシート状のもので、可撓性を有している。
【００２０】
一対の保持枠２９は、固定プレート２９Ａ、及び固定プレート２９Ａの内側面に設けられた筒状部２９Ｂを有している。これらの保持枠２９の固定プレート２９Ａが定着装置２０の両側のフレーム（図示せず）に固定されて、該各保持枠２９が支持されている。また、各保持枠２９の筒状部２９Ｂは、それぞれのリング２８を介して定着ベルト２１の両端部の内側に挿入されている。
【００２１】
保持枠２９の筒状部２９Ｂは、円周面２９Ｃ、平坦面２９Ｄ、及び平坦面２９Ｄの両側と円周面２９Ｃを接続するそれぞれの曲面２９Ｅからなる外周面を有しており、この外周面が滑らかに連続している。このような保持枠２９の筒状部２９Ｂの外周面が、定着ベルト２１の端部の内周面に接して、定着ベルト２１が保持されている。
【００２２】
各リング２８は、定着ベルト２１の両端と各保持枠２９の固定プレート２９Ａの間に介在するスペーサーである。
【００２３】
この定着ベルト２１の内側には、該定着ベルト２１の長手方向に延びる加熱部材２４、支持部２６、押圧部材２７が配置されている。
【００２４】
支持部２６は、例えば金属製であって、十分な強度及び剛性を有している。この支持部２６の両端部は、それぞれの保持枠２９の筒状部２９Ｂを通じて該各保持枠２９の外側に突出し、定着装置２０の両側のフレーム（図示せず）に固定されて支持されている。
【００２５】
そして、支持部２６の上に加熱部材２４が配置され、加熱部材２４の両端部が支持部２６に突設されたそれぞれの支持プレート２６Ａで支持されている。
【００２６】
押圧部材２７は、本体２７Ａ、本体２７Ａの外周面を被覆する摺動シート２７Ｂを有している。本体２７Ａは、例えば金属製であって、十分な強度及び剛性を有している。押圧部材２７の本体２７Ａの下面は、概ね樋状凹面となっており、摺動シート２７Ｂにより本体２７Ａの樋状凹面が覆われて、押圧部材２７の下面に凹状受圧面２７Ｃが形成されている。摺動シート２７Ｂは、例えばフッ素樹脂であって、低い摩擦係数を有している。
【００２７】
加圧部材２２は、金属製の円筒体又は円柱体の外周面を合成樹脂等からなる層で覆ったものである。加圧部材２２は、例えばローラー状の部材である。加圧部材２２の軸２２Ａが定着ベルト２１の回転中心と平行になるように支持され、加圧部材２２が定着ベルト２１と平行に設けられている。また、上記押圧部材２７の凹状受圧面２７Ｃの曲率は、加圧部材２２の外周面の曲率よりも小さく設定されている。
【００２８】
また、加圧部材２２の両側、すなわち、加圧部材２２におけるその回転軸方向の両端部には、それぞれに吸収部材２３が設けられている。各吸収部材２３は、例えば多孔性のエラストマーを円筒状に成型したものであり、加圧部材２２と略同一の外径を有している。また、各吸収部材２３は、加圧部材２２の両端に隣接して設けられ、軸２２Ａによって支持され、加圧部材２２と共に回転される。
【００２９】
加圧部材２２が最大サイズの記録紙Ｐの領域（画像形成領域Ｒ）に重なり、各吸収部材２３が画像形成領域Ｒの両外側に配置されている。
【００３０】
このような加圧部材２２並びに各吸収部材２３が定着ベルト２１の下方に配置され、加圧部材２２並びに各吸収部材２３の軸２２Ａがバネ等（図示せず）により定着ベルト２１に接近する上方に付勢されて、加圧部材２２並びに各吸収部材２３が定着ベルト２１に圧接され、定着ベルト２１が加圧部材２２並びに各吸収部材２３の圧接領域で凹んで変形している。このとき、加圧部材２２が定着ベルト２１を介して押圧部材２７の凹状受圧面２７Ｃに押圧されて、加圧部材２２の圧接圧力が押圧部材２７の凹状受圧面２７Ｃで受けられる。これにより、加圧部材２２の外周面と定着ベルト２１の外周面が広い範囲で互いに圧接され、この広い範囲にニップ域Ｎが形成される。
【００３１】
そして、モーター（図示せず）の回転駆動力が軸２２Ａに伝達されて、加圧部材２２並びに各吸収部材２３が矢印方向に回転駆動されると、定着ベルト２１が加圧部材２２並びに各吸収部材２３とは逆方向に従動回転する。このとき、定着ベルト２１が押圧部材２７の凹状受圧面２７Ｃに摺接して、加圧部材２２と定着ベルト２１の間のニップ域Ｎが維持される。
【００３２】
また、加熱部材２４を発熱させて、定着ベルト２１を加熱し、定着ベルト２１の温度を定着に適した規定の温度に設定する。
【００３３】
この状態で、記録紙Ｐがニップ域Ｎに搬送されて来ると、記録紙Ｐがニップ域Ｎの画像形成領域Ｒで加熱及び加圧されて、記録紙Ｐ上のトナー像が熱圧着により定着される。
【００３４】
ここで、加圧部材２２並びに各吸収部材２３が回転駆動されて、定着ベルト２１が従動回転するときには、定着ベルト２１が押圧部材２７の凹状受圧面２７Ｃに摺接する。上記のように押圧部材２７の凹状受圧面２７Ｃを低い摩擦係数のフッ素樹脂で形成しているが、それでも定着ベルト２１が滑らかに回転せず、定着ベルト２１に負荷がかかって、定着ベルト２１が破損してしまうことがある。このため、押圧部材２７の凹状受圧面２７Ｃに潤滑剤（例えばグリス、図示せず）を塗布し、定着ベルト２１を回転させて、定着ベルト２１の内周面全体に潤滑剤を行き渡らせ、押圧部材２７の凹状受圧面２７Ｃと定着ベルト２１の内周面の間に潤滑剤を介在させて、この間の摩擦をより低減させ、定着ベルト２１の破損を効果的に防止している。
【００３５】
しかしながら、押圧部材２７の凹状受圧面２７Ｃと定着ベルト２１の内周面の間に介在する潤滑剤が定着ベルト２１の端部からニップ域Ｎへと漏れ出す可能性がある。仮に、潤滑剤がニップ域Ｎに漏れ出して拡げられ該ニップ域Ｎにおける画像形成領域Ｒに達すると、これが記録紙Ｐの汚れや定着不良の原因となる。
【００３６】
そこで、本実施形態では、上記のように多孔性のエラストマーからなるそれぞれの吸収部材２３を加圧部材２２の両側に設け、これらの吸収部材２３を加圧部材２２と共に定着ベルト２１の外周面に圧接させて回転させている。これらの吸収部材２３は、画像形成領域Ｒの両外側に配置されて、定着ベルト２１の端部から漏れ出して該定着ベルト２１の外周面に付着した潤滑剤をせき止めかつ速やかに吸収する。すなわち、定着ベルト２１の端部からニップ域Ｎへと漏れ出した潤滑剤は、該ニップ域Ｎにおける画像形成領域Ｒに達する前に各吸収部材２３によりせき止められたり吸収されたりする。従って、潤滑剤がニップ域Ｎにおける画像形成領域Ｒに達することがなく、記録紙Ｐの汚れや定着不良が生じることもない。
【００３７】
尚、本実施形態では、各吸収部材２３として、多孔性のエラストマーを円筒状に成型したものを例示しているが、ゼオライトなどの多孔性の個体材料を円筒状に成型したものを適用しても構わない。
【００３８】
また、図８に示すように加圧部材２２として、該加圧部材２２の回転軸方向の中心より端部に近づくほど該加圧部材２２の外径が大きくなる逆クラウン型のものを適用することがある。この場合、各吸収部材２３の外径ｊを加圧部材２２の端部の外径Ｊ以上に設定するのが好ましい。これにより、各吸収部材２３の外周面を定着ベルト２１の外周面に確実に密接させて、各吸収部材２３により定着ベルト２１の外周面に付着した潤滑剤を良好にせき止めかつ吸収することができる。
【００３９】
あるいは、加圧部材２２及び該加圧部材２２の両側の各吸収部材２３からなる全体が、回転軸方向の中心より端部に近づくほど外径が大きくなる逆クラウン型のものとなるように、加圧部材２２及び各吸収部材２３の形状を設定してもよい。
【００４０】
また、各吸収部材２３として、導電性の添加剤（カーボンブラックなど）を含有するものを適用してもよい。この場合は、定着ベルト２１の静電電荷を、導電性を有する各吸収部材２３を通じて軸２２Ａなどに逃がすことができ、定着ベルト２１の静電電荷により記録紙Ｐ上のトナーが悲惨するという現象を未然に防止することができる。
【００４１】
また、各吸収部材２３として、高熱伝導性の添加剤（金属粉末や窒化ホウ素など）を含有するものを適用しても構わない。この場合は、定着ベルト２１の端部の熱を、高熱伝導性を付与された各吸収部材２３を通じて軸２２Ａなどに逃がして、定着ベルト２１の端部の過熱を抑制することができる。
【００４２】
また、各吸収部材２３を軸２２Ａの周りで自在回転するように支持してもよく、各吸収部材２３を加圧部材２２と共に回転駆動させなくても構わない。
＜変形例１＞
変形例１では、図９に示すように各吸収部材２３を定着ベルト２１の端部及び外周面に共に接触するように配置している。この場合、各吸収部材２３が、定着ベルト２１の端部から漏れ出した潤滑剤を直ちに吸収することができる。
＜変形例２＞
変形例２では、図１０（Ａ）、（Ｂ）に示すように加圧部材２２の両側の各吸収部材２３の外周面にそれぞれの溝２３Ａを設けている。この溝２３Ａは、吸収部材２３により吸収された潤滑剤を溜めて、潤滑剤が吸収部材２３から定着ベルト２１の周面に逆流することを防止する。
【００４３】
また、変形例２でも、加圧部材２２及び該加圧部材２２の両側の各吸収部材２３からなる全体が、回転軸方向の中心より端部に近づくほど外径が大きくなる逆クラウン型のものとなるように、加圧部材２２及び各吸収部材２３の形状を設定してもよい。
＜変形例３＞
変形例３では、図１１に示すように加圧部材２２の両側に、ブラシ状の各吸収部材３１を設けている。この吸収部材３１の多数の毛先が定着ベルト２１の外周面に接触して該外周面に付着した潤滑剤を除去し、この除去された潤滑剤が多数の毛の表面に付着して吸収される。
＜変形例４＞
変形例４では、図１２に示すように加圧部材２２の両側に、各吸収部材３２を設けている。吸収部材３２は、加圧部材２２の軸２２Ａを中心とする円筒状であって、該加圧部材２２の端部に並設された円筒状の心材３２Ａと、この心材３２Ａを覆う布状材料３２Ｂとからなる。布状材料３２Ｂは、例えばフッ素樹脂の繊維からなる織物であり、定着ベルト２１の外周面に接触して付着した潤滑剤を吸収する。心材３２Ａは、多孔性のエラストマーやゼオライトなどからなり、布状材料３２Ｂに吸収された潤滑剤を更に吸収して溜める。
【００４４】
尚、上記実施形態では、定着装置２０には、押圧部材２７及び加熱部材２４が別々に設けられているが、押圧部材２７及び加熱部材２４の機能を兼ねる１つの部材からなる加熱部が、押圧部材２７及び加熱部材２４に代えて定着装置２０に備えられるようにしてもよい。
【００４５】
尚、上記実施形態では、本発明に係る画像形成装置としてモノクロプリンターを用いて説明しているが、これは一例に過ぎず、カラープリンターや他の電子機器、例えば、複合機、コピー機、ファクシミリ装置等の他の画像形成装置でもよい。
【００４６】
また、図１乃至図１２を用いて説明した構成及び処理は、本発明の一実施形態及び変形例に過ぎず、本発明を当該構成及び処理に限定する趣旨ではない。
【符号の説明】
【００４７】
１                画像形成装置
２                装置本体
３                操作部
４                給紙部
５                排出トレイ
１１              画像形成部
２０              定着装置
２１              定着ベルト
２２              加圧部材
２３              吸収部材
２４              加熱部材
２６              支持部
２７              押圧部材
２８              リング
２９              保持枠
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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