(57)【要約】【課題】画像の品質の向上に有利な技術を提供する。【解決手段】ラインセンサユニットは、一方向に長いラインセンサと、複数のレンズが並んだレンズアレイを含み、光を前記ラインセンサへ導く長尺状のレンズアレイユニットと、前記ラインセンサおよび長尺方向が前記一方向に揃った前記レンズアレイユニットを保持するためのフレームと、前記レンズアレイユニットが前記フレームから出ないようにするためのストッパであって前記一方向での視点において前記レンズアレイユニットの中心軸上に位置するストッパと、を備える。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方向に長いラインセンサと、
複数のレンズが並んだレンズアレイを含み、光を前記ラインセンサへ導く長尺状のレンズアレイユニットと、
前記ラインセンサおよび長尺方向が前記一方向に揃った前記レンズアレイユニットを保持するためのフレームと、
前記レンズアレイユニットが前記フレームから出ないようにするためのストッパであって前記一方向での視点において前記レンズアレイユニットの中心軸上に位置するストッパと、を備える
ことを特徴とするラインセンサユニット。
【請求項２】
前記ストッパは、上面視において前記レンズアレイユニットの前記一方向における端部と重なっている
ことを特徴とする請求項１記載のラインセンサユニット。
【請求項３】
前記ストッパは、上面視において前記レンズアレイユニットの両端部と重なるように、一対設けられている
ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載のラインセンサユニット。
【請求項４】
前記レンズアレイユニットは、前記一方向での視点において前記レンズアレイを側方から覆う一対の保護部材を更に含む
ことを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項記載のラインセンサユニット。
【請求項５】
前記フレームは、前記レンズアレイユニットを下方から支持し、
前記ストッパは、前記レンズアレイユニットを上方から押圧する
ことを特徴とする請求項１から請求項４の何れか１項記載のラインセンサユニット。
【請求項６】
前記フレームを覆うカバーを更に備える
ことを特徴とする請求項１から請求項５の何れか１項記載のラインセンサユニット。
【請求項７】
前記ストッパは前記カバーに対して一体に設けられている
ことを特徴とする請求項６記載のラインセンサユニット。
【請求項８】
前記カバーは、その上方部において、天板を取り付けるための開口を有しており、
前記ストッパは、上面視において、前記開口を形成する前記カバーの枠部から前記開口の内側に向かって延出して前記レンズアレイユニットと重なっている
ことを特徴とする請求項６又は請求項７記載のラインセンサユニット。
【請求項９】
前記カバーは、その上方部において、天板を取り付けるための開口を有しており、
前記ストッパは、上面視において、前記開口を形成する前記カバーの枠部に跨設されて前記レンズアレイユニットと重なっている
ことを特徴とする請求項６又は請求項７記載のラインセンサユニット。
【請求項１０】
前記カバーは、前記フレームに対して着脱可能に設けられ、前記ストッパは、前記カバーを前記フレームに対して取り付けた際に、前記レンズアレイユニットを固定する
ことを特徴とする請求項６から請求項９の何れか１項記載のラインセンサユニット。
【請求項１１】
前記カバーは、前記フレームに対して上下方向に着脱可能に設けられ、
前記カバーは、前記フレームを側方から係止するための係止部を有する
ことを特徴とする請求項６から請求項１０の何れか１項記載のラインセンサユニット。
【請求項１２】
天板を更に備え、
前記ストッパは、前記天板と前記レンズアレイユニットとの間に配置された弾性部材である
ことを特徴とする請求項５記載のラインセンサユニット。
【請求項１３】
前記一方向に延設された導光部材を更に備え、
前記導光部材は、前記レンズアレイユニットの側方において前記フレームに対して固定されている
ことを特徴とする請求項１から請求項１２の何れか１項記載のラインセンサユニット。
【請求項１４】
請求項１から請求項１３の何れか１項記載のラインセンサユニットと、前記ラインセンサユニットからの信号に基づいて信号処理を行うプロセッサと、を備える
ことを特徴とする電子装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主にラインセンサユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、対象物からの反射光に基づいて画像データを生成するイメージセンサユニット（１Ａ）の構造が記載されている。イメージセンサユニット（１Ａ）は、一方向に延設されたイメージセンサ（４８）、即ちラインセンサ、を備えるラインセンサユニットである。イメージセンサユニット（１Ａ）は、更に、イメージセンサに上記反射光を導く集光体（４０）と、イメージセンサ及び集光体を保持するためのフレーム（１０Ａ）と、付勢部材（５０Ａ）と、を備える。この付勢部材は、集光体に当接する当接部（５２）を有し、これにより該集光体に付勢力を加えて該集光体をフレームに対して固定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１６／０８８７９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１によれば、集光体は、複数のレンズ（ロッドレンズ）が一方向に配列されて成るレンズアレイユニットであり、それら複数のレンズの個々は、イメージセンサを構成する受光素子に向けて上記対象物からの反射光を導く。そのため、集光体の姿勢は、イメージセンサユニットにより得られる画像の品質に影響を与える可能性がある。集光体をより適切に固定して画像の品質を向上させるため、構造上の改善が求められる。
【０００５】
本発明は、画像の品質を向上させることを例示的目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一つの側面はラインセンサユニットにかかり、前記ラインセンサユニットは、一方向に長いラインセンサと、複数のレンズが並んだレンズアレイを含み、光を前記ラインセンサへ導く長尺状のレンズアレイユニットと、前記ラインセンサおよび長尺方向が前記一方向に揃った前記レンズアレイユニットを保持するためのフレームと、前記レンズアレイユニットが前記フレームから出ないようにするためのストッパであって前記一方向での視点において前記レンズアレイユニットの中心軸上に位置するストッパと、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、画像の品質を向上可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】ラインセンサユニットの構造の一例を説明するための斜視図である。
【図２】ラインセンサユニットの構造の一例を説明するための側面図である。
【図３】ラインセンサユニットの構造の一例を説明するための断面図である。
【図４】ラインセンサユニットの構造の一例を説明するための断面図である。
【図５】レンズアレイユニットの構造の一例を説明するための斜視図である。
【図６】レンズアレイユニットの構造の幾つかの例を説明するための上面図である。
【図７】ストッパの設置態様の幾つかの例を説明するための上面図である。
【図８】ストッパの変形例を説明するための模式図である。
【図９】ラインセンサユニットの適用例を説明するためのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明する。尚、各図は、構造ないし構成を説明する目的で記載された模式図に過ぎず、図示された各部材の寸法は必ずしも現実のものを反映するものではない。また、各図において、同一の部材または同一の要素には同一の参照番号を付しており、以下の説明において、重複する内容については省略とする。
【００１０】
図１は、実施形態に係るラインセンサユニット１の斜視図である。ラインセンサユニット１は、各要素を収容するためのフレーム１１と、フレーム１１を覆うカバー１２と、カバー１２上方部に取り付けられた天板１３とを備える。天板１３には、ガラス板、プラスチック板等、光を通過可能な板材が用いられる。詳細については後述とするが、ラインセンサユニット１は、天板１３上面を通過した対称物（例えば原稿等）からの反射光を検出することで、対象物の画像情報を読み取る。
【００１１】
図中には、構造の理解の容易化のため、互いに直交するＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向を示す（他の図においても同様とする。）。Ｘ方向は、ラインセンサユニット１の読取可能領域ないし検出可能領域の幅方向に対応する。Ｙ方向は、ラインセンサユニット１の奥行き方向に対応する。Ｚ方向は、ラインセンサユニット１の上下方向（高さ方向）に対応する。また、以下の説明において、上／上方は＋Ｚ方向を示し、下／下方は−Ｚ方向を示すものとする。
【００１２】
図２は、Ｙ方向での視点におけるラインセンサユニット１の側面図である。図３は、切断線Ａ−Ａについてのラインセンサユニット１の断面図である。図４は、切断線Ｂ−Ｂについてのラインセンサユニット１の断面図である。
【００１３】
図３から分かるように、カバー１２は、上方部において、天板１３を取り付けるための開口を形成する枠部１２０を有すると共に、枠部１２０から下方に延設された延設部１２１を有する。フレーム１１の側壁には隆起部１１１が設けられており、延設部１２１の下端部には隆起部１１１と係合可能な隆起部１２１１が設けられる。このような構成により、カバー１２はフレーム１１に対して上下方向に着脱可能となっており、カバー１２をフレーム１１に取り付けた際、隆起部１２１１と隆起部１１１とが係合することで、延設部１２１はフレーム１１を側方から係止する係止部として作用する。延設部１２１は複数設けられるとよく、本実施形態においては、枠部１２０の一辺部に２つの延設部１２１が設けられ、その反対側の辺部に他の２つの延設部１２１が設けられる（図１参照）。尚、フレーム１１及びカバー１２は何れも主に樹脂で構成されうる。
【００１４】
図３及び図４から分かるように、ラインセンサユニット１は、更に、導光部材１４と、レンズアレイユニット１５と、センサ基板１６とを備える。導光部材１４は、レンズアレイユニット１５の側方においてフレーム１１に対して固定され、Ｘ方向の端部に設けられた不図示の光源（例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）等）からの光をＸ方向に導き、該光を上方（＋Ｚ方向）に出射する。導光部材１４からの出射光は、天板１３を通過し、天板１３上方の不図示の対象物により反射される。該対象物からの反射光は、再び天板１３を通過してレンズアレイユニット１５に入射する。レンズアレイユニット１５は、フレーム１１に取り付けられ、本実施形態ではフレーム１１に設けられたスリット孔に挿入される。図中に示されるように、このスリット孔は上下方向に貫通して設けられると共に内壁の一部が隆起しており、レンズアレイユニット１５は、該隆起した部分に突き当てられてフレーム１１により下方から支持されることとなる。
【００１５】
図５は、レンズアレイユニット１５の構成を示す斜視図である。レンズアレイユニット１５は、主に樹脂で構成された長尺状のユニットであり、レンズアレイ１５１と、一対の保護部材１５２ａ及び１５２ｂと、充填材１５３とを含む。レンズアレイ１５１は、複数のレンズ１５１１がＸ方向に配列されて／並んで成る。各レンズ１５１１は円筒形のロッドレンズであり、レンズアレイ１５１はロッドレンズアレイと称されてもよい。一対の保護部材１５２ａ及び１５２ｂは、Ｘ方向に延設された板材であり、レンズアレイ１５１をＹ方向側方から覆ってレンズアレイ１５１を保護する。充填材１５３は、保護部材１５２ａ又は１５２ｂと各レンズ１５１１との間の領域、及び、隣り合うレンズ１５１１の間の領域を充填して固定し、それらをユニット化する。
【００１６】
再び図３及び図４を参照すると、センサ基板１６は、ラインセンサ１６１と、プリント基板１６２とを含む。ラインセンサ１６１は、複数の受光素子がＸ方向に配列されて成る。即ち、ラインセンサ１６１は一方向に長く設けられ、複数の受光素子の配列方向と、上記レンズアレイユニット１５の長尺方向とは、実質的に平行である／揃っている。受光素子の例としてはフォトダイオードが挙げられるが、ＰＩＮセンサ、ＭＩＳセンサ等の他の光電変換素子が用いられてもよい。プリント基板１６２は、ラインセンサ１６１を含む１以上の電子部品を実装可能に構成された板材である。プリント基板１６２は、フレーム１１下方部において固定され、これにより、ラインセンサ１６１はフレーム１１に保持される。
【００１７】
このような構造により、ラインセンサ１６１は、上記レンズアレイユニット１５の各レンズ１５１１により集光され／導かれた光を各受光素子により検出し、ラインセンサ１６１により検出された光に基づく電気信号は、例えば不図示のプロセッサに出力される。プロセッサは、それらの電気信号の群に基づいて、対象物の画像情報を示す画像データを生成する。
【００１８】
本実施形態においては、カバー１２は、図４に示されるように、ストッパ１２２を更に含む。ストッパ１２２は、枠部１２０からＹ方向に延出して成り、換言すると、カバー１２に一体に設けられる。カバー１２がフレーム１１に取り付けられた状態では、ストッパ１２２は、レンズアレイユニット１５を上方から押圧する。前述のとおり、レンズアレイユニット１５は、フレーム１１により下方から支持されている。そのため、レンズアレイユニット１５は、ストッパ１２２により上方から押圧されることによりフレーム１１に対して固定される。即ち、ストッパ１２２は、ラインセンサユニット１の姿勢に関わらずレンズアレイユニット１５がフレーム１１から落下しないように／出ないようにする。
【００１９】
ここで、ストッパ１２２は、Ｘ方向での視点においてレンズアレイユニット１５の中心軸上に位置している。ストッパ１２２がレンズアレイユニット１５をその中心軸上で押圧することにより、レンズアレイユニット１５を適切に固定可能となり、即ち、レンズアレイ１５１の姿勢を適切に維持可能となり、各レンズ１５１１の光軸が変動することもない。本実施形態においては、一対の保護部材１５２ａ及び１５２ｂは、Ｙ方向の厚さが互いに同一となるように設けられるものとする。この場合、ストッパ１２２は、実質的に、各レンズ１５１１の光軸上に位置することとなる。
【００２０】
ストッパ１２２は、図４に示されるように、下方部において丘陵形状あるいは台形形状の凸部を有し、この凸部においてレンズアレイユニット１５と当接する。この凸部は当接部と表現されてもよい。好適には、ストッパ１２２は上記凸部においてレンズアレイユニット１５とその中心軸上で当接するとよく、これにより、レンズアレイユニット１５をより適切に固定可能となる。尚、上記凸部は２つ設けられてもよく、それらは、例えばレンズアレイユニット１５のＹ方向の厚みが比較的大きい場合にはＹ方向で並設されてもよい。この場合、該２つの凸部は、レンズアレイユニット１５の中心軸から一方側に離間した位置および他方側に離間した位置の２ヶ所で当接するとよい。
【００２１】
本実施形態においては、ストッパ１２２は、レンズアレイユニット１５のＸ方向における端部を押圧するものとする。尚、この端部は、ラインセンサユニット１の読取可能領域の外側（Ｘ方向における外側）に対応する部位とする。
【００２２】
図６（Ａ）は、レンズアレイユニット１５の一端部Ｐ１の構造の一例を示す上面図である。この例では、端部Ｐ１における一対の保護部材１５２ａ及び１５２ｂの間の領域にはレンズ１５１１は配置されていないが、該領域は充填材１５３で充填される。よって、ストッパ１２２は、レンズアレイユニット１５を端部Ｐ１で押圧可能となる。レンズアレイユニット１５の他端部（上記端部Ｐ１とは反対側の端部）についても端部Ｐ１同様に構成されればよい。
【００２３】
図６（Ｂ）は、レンズアレイユニット１５の端部Ｐ１の構造の他の例を示す上面図である。この例においては、端部Ｐ１にはレンズ１５１１ｄが配置される。端部Ｐ１は、ラインセンサユニット１の読取可能領域の外側であるため、レンズ１５１１ｄはダミー用のレンズと云える。このような構造によっても、ストッパ１２２は、レンズアレイユニット１５を端部Ｐ１で押圧可能となる。
【００２４】
図７（Ａ）〜図７（Ｄ）は、ストッパ１２２の設置態様の幾つかの例を示すラインセンサユニット１の上面図である。ここでは、天板１３を不図示とし、主に、カバー１２の枠部１２０及びストッパ１２２、並びに、レンズアレイユニット１５を示す。
【００２５】
図７（Ａ）の例では、ストッパ１２２は、上面視（平面視。−Ｚ方向での視点。）において、開口を形成する枠部１２０から該開口の内側に向かって延出してレンズアレイユニット１５と重なっている。ストッパ１２２は、レンズアレイユニット１５の両端部を押圧するように一対設けられ、ここでは枠部１２０の図中の上辺部から−Ｙ方向に延出している。これにより、レンズアレイユニット１５を適切に固定可能となる。
【００２６】
図中には、ラインセンサユニット１の読取可能領域を「領域ＲＲＯ」として示す。読取可能領域ＲＲＯは、ラインセンサ１６１の検出可能領域（有効画素領域）に対応する。ストッパ１２２は、読取可能領域ＲＲＯの外側（Ｘ方向における外側）に位置し、よって、画像の読取がストッパ１２２により妨げられることもない。
【００２７】
図７（Ｂ）の例では、一対のストッパ１２２の一方は枠部１２０の図中の上辺部から−Ｙ方向に延出し（図７（Ａ）同様）、他方は枠部１２０の図中の下辺部から＋Ｙ方向に延出している。この例によれば、レンズアレイユニット１５を押圧することにより生じうる反力が枠部１２０に均等に分散され、レンズアレイユニット１５をより適切に固定可能となる。
【００２８】
図７（Ｃ）の例では、一対のストッパ１２２の一方は枠部１２０の図中の左辺部から−Ｘ方向に延出し、他方は枠部１２０の図中の右辺部から＋Ｘ方向に延出している。この例によっても、上記図７（Ｂ）同様の効果が得られうる。
【００２９】
図７（Ｄ）の例では、一対のストッパ１２２の個々は、枠部１２０に跨設されてレンズアレイユニット１５と重なっている。この例によれば、上記図７（Ｂ）及び図７（Ｃ）同様の効果が得られうる他、各ストッパ１２２の強度を向上可能となる。
【００３０】
上記図７（Ａ）〜図７（Ｄ）の例では、レンズアレイユニット１５の両端部をストッパ１２２により押圧する態様を例示したが、必要に応じて、レンズアレイユニット１５の一端部のみが押圧されるように構成してもよい。この場合、ラインセンサユニット１の読取可能領域ＲＲＯの幅を大きくすることも可能である。また、これらの例は必要に応じて部分的に組み合わされてもよい。
【００３１】
或いは、他の実施形態として、ストッパ１２２は、レンズアレイユニット１５の中央部を押圧するように設けられてもよい。この場合、ラインセンサユニット１の読取可能領域ＲＲＯの中央部に、ストッパ１２２が存することによる画素欠けが形成されることともなりうるが、プロセッサにより画像データの生成を行う際に、該画素欠けを補完するための信号処理を行うことも可能である。
【００３２】
図８（Ａ）に示されるように、上述の実施形態では、カバー１２において枠部１２０からストッパ１２２が延出していることにより、レンズアレイユニット１５を適切に固定可能としたが、この態様に限られるものではない。例えば、ストッパ１２２に代替して、レンズアレイユニット１５を固定するための他の部材が用いられてもよい。
【００３３】
図８（Ｂ）の例においては、ラインセンサユニット１は、レンズアレイユニット１５を固定するためのストッパの他の態様として、弾性部材１２２’を備える。弾性部材１２２’には、例えばゴム、スポンジ等で構成されたクッション部材が用いられうる。弾性部材１２２’は、天板１３とレンズアレイユニット１５との間に配置され、カバー１２をフレーム１１に対して取り付けた際にレンズアレイユニット１５を上方から押圧する。この例によってもレンズアレイユニット１５を適切に固定可能である。
【００３４】
或いは、レンズアレイユニット１５の固定を適切に実現するのに、ストッパ１２２及び弾性部材１２２’の他、多様な伸縮可能な部材が使用可能であり、図８（Ｃ）に示されるように、コイルばね等の弾性部材１２２”が用いられてもよい。ストッパ１２２（或いは弾性部材１２２’又は１２２”）によるレンズアレイユニット１５の固定は、ラインセンサユニット１の姿勢に関わらずレンズアレイユニット１５がフレーム１１から落下しないように／出ないように実現されればよい。よって、上記固定は、必ずしも、ストッパ１２２とレンズアレイユニット１５とが互いに直接的に接触した態様でなくてもよい（非接触式の固定態様であってもよい。）。
【００３５】
以上、本実施形態によれば、レンズアレイユニット１５をフレーム１１に対して固定するためのストッパ１２２は、Ｘ方向での視点においてレンズアレイユニット１５の中心軸上に位置している。これにより、レンズアレイユニット１５を適切に固定し、各レンズ１５１１の光軸が変動することのないようにレンズアレイ１５１の姿勢を適切に維持することが可能となる。よって、対象物からの反射光はラインセンサ１６１により適切に検出され、その検出結果に基づいて画像データを適切に生成可能となるため、画像の品質を向上可能となる。尚、レンズアレイユニット１５とフレーム１１とは付随的に接着剤により固定されてもよいが、本実施形態によれば接着剤は不要であり、ラインセンサユニット１の組立性の向上にも有利となる。
【００３６】
図９は、ラインセンサユニット１が適用された記録システムの一例としてプリンタ（記録装置、印刷装置、画像形成装置等とも称されてもよい。）のシステムＳＹの構成を示す。プリンタには、インクジェット方式、電子写真方式等の公知の記録方式が採用されうる。
【００３７】
システムＳＹは、ラインセンサユニット１を読取装置として具備する他、記録部２と、プロセッサ３と、複数の搬送ローラ４とを具備する。記録部２は、印刷用データに基づく電気信号により駆動され、記録媒体Ｐ上にインク等の液体を吐出することで記録媒体Ｐに画像を記録する。プロセッサ３は、印刷用データに基づく電気信号を記録部２に出力し、記録部２を駆動する。搬送ローラ４は、プロセッサ３からの駆動信号に基づいて記録媒体Ｐを搬送する。本実施形態では、搬送ローラ４は、記録部２により画像が記録された記録媒体Ｐを、図中において一点鎖線で示された方向に、ラインセンサユニット１に向かって搬送する。
【００３８】
ラインセンサユニット１は、プリンタ内において、着脱可能に収容され、上記記録部２により記録された記録媒体Ｐ上の画像を読み取る。プロセッサ３は、ラインセンサユニット１による読取結果を受け取り、その読取結果に基づいて、例えば、記録部２の駆動力（例えば液体吐出量）を補正することが可能であるし、記録のやり直しが必要であることをユーザに通知することも可能である。
【００３９】
ここではラインセンサユニット１の適用例としてプリンタを例示したが、適用例はこれに限られるものではなく、スキャナ機能を主機能／補助機能として有する多様な電子装置に適用可能である。その例としては、ドキュメントスキャナ、検品装置、検出装置、真贋判別機などが挙げられる。よって、例えば、ラインセンサ１６１は、Ｂ４サイズ、Ａ４サイズ、或いはそれ以上の用紙サイズに対応する長尺状の半導体チップであってもよいが、例えば１０［ｍｍ］〜３０［ｍｍ］の範囲内、例えば２０［ｍｍ］程度、の半導体チップであってもよい。
【００４０】
本発明は、以上に例示された態様に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲での変更が可能である。また、本明細書に記載された個々の用語は、本発明を説明する目的で用いられたものに過ぎず、本発明は、その用語の厳密な意味に限定されるものでないことは言うまでもなく、その均等物をも含みうる。例えば、ユニットという文言に替わってアセンブリ／モジュール／デバイス／装置等と表現されてもよい。
【符号の説明】
【００４１】
１：ラインセンサユニット、１６１：ラインセンサ、１５：レンズアレイユニット、１５１：レンズアレイ、１５１１：レンズ、１２２：ストッパ。
【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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