(57)【要約】【課題】  自動両面印字時の画像剥ぎ取りによる印字品質への影響、機内への影響を低減する。【解決手段】  加圧ローラ６１を反転路Ｂに露出するように配置する。また反転路Ｂ上に、加圧ローラ６１と接触するように補助ローラ８１を配置する。排出ローラ７１の逆回転により反転路Ｂに送り込まれた紙は加圧ローラ６１と補助ローラ８１との間を通り、反転路Ｂを搬送される。加圧ローラ６１はヒータ６２から熱を受け、自身の温度を上げながら回転する。反転路Ｂへ搬送された紙は加圧ローラ６１と補助ローラ８１に挟まれ、ここで温度が上昇した加圧ローラ６１から熱を受け、定着性をより強固なものとする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被記録材に画像の形成を行うために前記被記録材を搬送するための第１の搬送路と、
前記第１の搬送路に設けられ、前記被記録材にトナー画像の転写を行う転写部と、
前記転写部により前記被記録材の一方の面に転写がなされた被記録材の他方の面に転写を行うべく前記被記録材の表裏を反転させて再び前記転写部に供給するための第２の搬送路と、
前記転写部により転写がなされた前記被記録材に定着のための熱を加える加熱部材と、
前記加熱部材との間で前記被記録材を挟持することにより、転写がなされた前記被記録材に定着のための押圧力を付与し、表面の少なくとも一部が前記第２の搬送路に露出している加圧ローラ部材と、
前記第２の搬送路に前記加圧ローラ部材と対向して設けられ、前記加圧ローラ部材との間で前記被記録材を挟持して前記被記録材に押圧力を付与する加圧部材と
を具備することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記加圧部材は、前記第１の搬送路を前記被記録材が搬送されているときは、前記押圧力を解除することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記加圧部材は、前記被記録材のジャム処理中は、前記押圧力を解除することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記被記録材の搬送のための回転駆動力のトルクを制限するトルクリミッタと、
前記トルクリミッタの出力を前記加圧部材に伝達するアーム部材と、
前記アーム部材を離間位置で停止させるストッパとを有し、
前記被記録材が前記第２の搬送路を搬送される場合に、前記トルクリミッタにより前記加圧部材が駆動されて所定の押圧力を付与し、前記被記録材が前記第１の搬送路を搬送される場合には、前記トルクリミッタにより駆動される前記アーム部材が前記ストッパによって前記離間位置で保持されることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記加圧部材は、回転自由であるローラ部材であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記加圧部材は、板状のパッド部材であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は両面印刷時の定着性を向上させる画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１１は、従来の画像形成装置の構成を説明する図である。同図を用いて、まず、片面印刷する場合について説明する。
【０００３】
給送部１０１に格納されたシートが１枚ずつ給送ローラ１０２、搬送ローラ１０３によって転写部１０４に搬送される。転写部１０４で、トナー画像が転写されたシートは定着部１０５に搬送され、加熱、押圧されて定着がなされる。定着されたシートは排出ローラ１０６により装置外に排出される。矢印ａは、片面印刷時にシートが搬送される軌跡を示している。
【０００４】
次に、両面印刷する場合について説明する。給送部１０１に格納されたシートは、片面印刷の場合と同様に転写部１０４、定着部１０５に搬送されて転写、定着が行われた後、排出ローラ１０６に搬送される。排出ローラ１０６は、搬送されてきたシートを一定量だけ排出方向に搬送した後、逆回転をして、反転用搬送路１０７に送り出す。すると、シートは、反転用搬送路１０７を降下する。矢印ｂは、反転用搬送路１０７を搬送されるシートの軌跡を示している。そして、反転用搬送路１０７を降下したシートは搬送ローラ１０３により転写部１０４、定着部１０５に搬送され、裏面に転写、定着がなされた後、排出ローラ１０６により装置外に排出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７―１４０７３３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このような従来の画像形成装置では、反転後のシートは、１面目の印字面が反転用搬送路の搬送面に擦りながら搬送されることが考えられる。これは、反転用搬送路の形状、配置関係によるが、画像形成装置が小型になればなるほどそれぞれ急激なカーブを描くような形となる。このような急激なカーブを持つ反転用搬送路では、印字面側を擦りながら搬送される場合があり、擦られる１面目印字面に擦られた跡が残る場合がある。これは、印字されている側の定着された画像が、搬送面により削り取られること、いわゆる剥ぎ取りという現象が原因である。
【０００７】
さらに、このような剥ぎ取りにより、削り取られたトナーが画像形成装置内を汚すことになり、次のシートを汚してしまうため、両面印字の品質を低下させるとともに、削り取られたトナーは各ローラへ付着すると搬送性の悪化を招く原因ともなる。
【０００８】
従来は、このような１面目印字面の剥ぎ取りについて、急激なカーブを有する反転路搬送面を一部のみ逃がすことが行われていた。あるいは、１面目の印字面側が搬送面から遠ざかるように、すなわち、紙全体がたるみループを形成するように各ローラの搬送速度を設定するなどの手段がとられてきた。
【０００９】
しかしながら、画像形成装置の小型化により、十分な反転の長さが確保できない場合、反転路搬送面の形状や各ローラ速度の設定のみで解決することは難しい。これは、各ローラ間の距離による速度設定や搬送安定性の観点から余裕を持った設定をすることができないことや、紙の種類よって搬送中の紙の状態、姿勢が変わるからである。
【００１０】
また、単純に発熱体からの熱量を増大させる、加圧力を増大させる、などの手段により、１面目印字面の定着性を強固なものにすることで剥ぎ取りに強い状態を作り出すという手段がとられてきた。
【００１１】
つまり、両面印字の場合、１面目の定着性は片面印字の時よりも強固なものである必要がある。
【００１２】
しかしながら、装置内の昇温のため、単純に発熱体からの発熱量を増大させることは難しい。すなわち、装置が小型になると、定着部の熱が装置内にこもり、プロセスカートリッジに悪影響を与える。プロセスカートリッジには、紛体トナーが充填されているが、これは、熱によって溶融する性質をもっているため、機内昇温を抑えなければならない。またそのほかにも使用者への安全性の面から、発生熱量は最小限に留めるのが望ましい。
【００１３】
また、加圧力を増大させることも難しい。小型になるほど、駆動モータの出力が限られてくることにより、加圧によるトルク増大ができない場合が多いからである。また、定着部の加圧手段は、使用者が圧解除できる構成をとることが普通である。これは定着部でジャム停止してしまった紙を引き抜くときに引き抜きやすくすることにより、各ローラやフィルムへのダメージを最小にするためである。すなわち、このような使用性の面からも加圧力増大は望ましくない。
【００１４】
したがって、本発明の目的は、画像形成装置を小型化した場合であっても、定着部の加圧力を増大することなく、両面印刷時の剥ぎ取りを防止することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、被記録材に画像の形成を行うために前記被記録材を搬送する第１の搬送路と、前記第１の搬送路に設けられ、前記被記録材にトナー画像の転写を行う転写部と、前記転写部により前記被記録材の一方の面に転写がされた被記録材の他方の面に転写を行うために前記被記録材の表裏を反転させて再び前記転写部に供給する第２の搬送路と、前記転写部により転写がなされた前記被記録材に定着のための熱を加える加熱部材と、前記加熱手段との間で前記被記録材を挟持することにより、転写がなされた前記被記録材に定着のための押圧力を付与し、表面の少なくとも一部が前記第２の搬送路に露出している加圧ローラ部材と、前記第２の搬送路に前記加圧ローラ部材と対向して設けられ、前記加圧ローラ部材との間で前記被記録材を挟持して前記被記録材に押圧力を付与する加圧部材とを具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、第１の搬送路で形成された、被記録材上の画像の剥ぎ取りを、定着性を強固のものにすることによって防止することができる。すなわち、第１の搬送路において、加圧ローラ部材と加熱手段とより被記録材上の画像の定着が行われる。更に、裏面の画像形成のために被記録材の表裏を反転させる第２の搬送路において、第２の搬送路に露出している加圧ローラ部材の部分と加圧部材とにより再度定着が行われ、強固な定着性を得ることができる。なお、定着のための熱は、加熱部材から加圧ローラ部材を介して第２の搬送路を搬送される被記録材に与えられる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１の実施形態の画像形成装置の斜視図である。
【図２】図１に示す画像形成装置の断面図である。
【図３】本発明の第２の実施形態の画像形成装置の斜視図である。
【図４】図３に示す画像形成装置の断面図である。
【図５】本発明の第３の実施形態の画像形成装置の斜視図である。
【図６】図５に示す画像形成装置の断面図である。
【図７】図６の定着ローラの部分を拡大した断面図である。
【図８】本発明の第４の実施形態の画像形成装置の斜視図である。
【図９】図８に示す画像形成装置の断面図である。
【図１０】図９の定着ローラの部分を拡大した断面図である。
【図１１】従来の画像形成装置の構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
＜実施形態１＞
本発明の実施形態を図面を参照しつつ、詳細に説明する。図１は、本発明の第１の実施形態の画像形成装置の斜視図、図２は、図１に示す画像形成装置の断面図である。
【００１９】
［画像形成装置の全体構成］
画像形成装置１は、給送搬送機構２、レーザスキャナ３、プロセスカートリッジ４、転写機構５、定着機構６、排出機構７を有する。
【００２０】
画像形成装置１は給送搬送機構２により、複数枚からなるシート（被記録材）の束より１枚だけを給送し、搬送する。画像形成装置１の給送方式は中板２２が上昇することにより、メイントレイに格納された複数のシートのうちから１枚又は手差しトレイから供給されたシートが１枚だけ給送ローラ２１によって搬送される。給送されるシートと給送ローラ２１間の摩擦力を各トレイに残される紙束およびシートと給送されるシートとの摩擦力より大きくすることで、給送ローラ２１の回転により、数枚給送されることなく１枚のみを給送することができる。
【００２１】
レーザスキャナ３は画像出力信号により、プロセスカートリッジ４内に存在する感光ドラム４１上に潜像を描く。プロセスカートリッジ４内で潜像は現像となり、給送ローラ２１、搬送ローラ２４より１枚だけ搬送されてくるシートに、転写機構（転写部）５によりトナー画像の転写が行われる。転写機構５によりトナー像が転写されたシートＰは、トナーが静電吸着された状態で、定着機構６まで搬送される。定着機構６内には板状のヒータ（加熱部材）６２と押圧力を付与する加圧ローラ（加圧ローラ部材）６１とを有する。ヒータ６２の外側にはフィルム６３が回転可能に備えられる。加圧ローラ６１はヒータ６２に対して押圧可能に備えられる。定着機構６に搬送されたシートＰは、フィルム６３と加圧ローラ６１との間に搬送されてこれらにより挟持される。フィルム６３を介して、ヒータ６２からの熱および加圧ローラ６１との押圧によりトナー像を溶融させることにより定着画像となる。定着画像となった紙は排出機構７に搬送され、排出機構７内の排出ローラ７１と対向して配置された排出アイドラ７２により本体外に排出される。なお、板状のヒータ６２の代わりに熱ローラと呼ばれるローラ状の発熱装置を用いてもよい。
【００２２】
ここまでは、片面を印字する場合の画像形成プロセスを説明したが、排出機構７により完全に排出される直前に画像形成装置１内に搬送し、再度前述の画像形成プロセスを用いて紙裏面に印字する方式がある。使用者が紙を再セットせずに両面印字が可能であるため、これを自動両面印字と呼ぶ。
【００２３】
自動両面印字は、構成機構の配置から、排出機構７として備えられた排出ローラ７１を逆回転することにより行われる。すなわち、シートは、定着機構６から搬送され、排出機構７内の排出ローラ７１および排出アイドラ７２との間に挟まれる。そして、排出ローラ７１の回転によって、画像形成装置１の本体外に排出されていく紙の後端が完全に排出ローラ７１と排出アイドラ７２との間から抜ける直前に逆回転させることにより、排出されようとしていた紙が逆方向に搬送される。
【００２４】
逆方向に搬送されたシートは、１面目（一方の面）印字時の後端側が先端となり機内に搬送される。ここで、逆方向に搬送されるシートは、２面目（他方の面）を印字面にするために、反転路（第２の搬送路）Ｂを通る必要がある。すなわち、シートの表裏を反転させる必要がある。これは、プロセスカートリッジ４が逆転不可能だからである。プロセスカートリッジ４が逆転不可能なのは、プロセスカートリッジ４の内部にクリーニング装置（不図示）など一方回転のみで機能する機能部品を備えているためである。
【００２５】
また、反転路Ｂへ搬送するための各ローラの回転は、反転路Ｂに関係するローラのみ逆転可能であることが望ましい。すなわち、プロセスカートリッジ４内の回転はその構成上正転のみである。また、給送搬送機構２内の給送ローラ２１も正転のみが通常である。これは、１枚のみを給送するために１回転制御されることが通常であることと、次紙と接触している状態が考えられるため、次紙へのダメージが懸念されるためである。そのため、自動両面印字を備えた画像形成装置１は各ローラの駆動が正逆切り替わる、あるいは、回転が待機する、といった構成をとることが多い。
【００２６】
前述のように自動両面を備えた画像形成装置１は反転時に搬送路（第１の搬送路）Ａへ搬送されることを避けなければならない。よって、反転後の紙の進行方向を切り替える手法が備えられており、例えば紙のコシにより反転路Ｂへ紙先端（１面目の後端）を跳ね上げて搬送するものや、可動式の搬送路切り替え装置を有するものがある。本実施形態では、シートＰのコシにより先端を跳ね上げるものを用いるものとする。
【００２７】
また、反転路Ｂへの上述の搬送構成をとるため、本実施形態の反転路Ｂは、定着機構６の上部から背面にかけての外周部分に配される。
【００２８】
本実施形態の画像形成装置１は小型化を目的としているため、定着機構６と排出機構７との距離が短い。また、反転路Ｂは定着機構６の上部から本体背面にかけて配置される。つまり、定着機構６の近傍を反転後のシートＰは時間を置かずに連続的に通る。ここで、加圧ローラ６１は反転路Ｂに露出するように配置される。
【００２９】
［本発明の特徴部分の反転路の定着］
反転路Ｂ内に加圧ローラ６１と対向する位置に長手方向に一様であり、従動で回転自由な補助ローラ８１が配される。
【００３０】
１面目印字時は、前述のように定着機構６はヒータ６２からの熱を、フィルム６３を介してシートＰに熱を与えることによって定着させる。１面目印字のみの場合は、この後、排出機構７より本体外に排出される。
【００３１】
次に２面目を自動両面印字させる場合、排出ローラ７１と排出アイドラ７２との間のシートＰの後端が完全に排出される前に、排出ローラ７１が逆回転をして、１面目の後端を２面目の先端とする方向で本体内に搬送される。
【００３２】
このとき、本実施形態の画像形成装置１においては、反転路Ｂと搬送路Ａとの切り替えは、シートＰのコシによる跳ね上げで実行できる位置を設定する。
【００３３】
つまり、加圧ローラ６１とヒータ６２との間から１面目のシートの後端が抜け、加圧ローラ６１上部の排出ガイドに１面目の後端が接触しながら、紙自身が曲げられて排出ローラ７１により搬送される。２面目を自動両面印字により印字する場合、１面目のシートの後端が排出ガイドの上部に配された反転ガイドの上部に１面目の紙後端が位置した時、曲げられていた紙が真直に戻ろうとする力により、１面目の後端（反転時の先端）は、反転ガイド側に向けられる。その後、排出ローラ７１が逆回転を行うと、１面目のシートの後端が２面目のシートの先端として反転路Ｂに搬送されていく。
【００３４】
前述のように加圧ローラ６１の表面の少なくも一部は、反転路Ｂに露出する配置となっており、反転路Ｂを挟んで加圧ローラ６１と接触する補助ローラ（加圧部材）８１が配されている。補助ローラ８１は補助ローラ軸受８２を介して回転自由に配され、加圧ローラ６１に対して所定の圧にて補助ローラ加圧バネ８３により押し付けられる。反転されて反転路Ｂを搬送されてきたシートは加圧ローラ６１と補助ローラ８１との間を搬送される。ここで、加圧ローラ６１はヒータ６２から熱を受けることができ、反転時にシートが加圧ローラ６１と補助ローラ８１との間に挟まれた時は、ヒータ６２からの熱は加圧ローラ６１を介して、反転搬送中のシートに伝わる。
【００３５】
これにより、反転時のシートは２回定着されることになり、より定着が強固なものとなり、２面目搬送時の剥ぎ取りによる種々の問題の発生を抑えることができる。
【００３６】
ここで、ヒータ６２から発せられる熱だが、常に発している必要はない。反転路Ｂに搬送された紙が加圧ローラ６１に到達したときに加圧ローラ６１が熱せられていれば良く、また、一度定着されているため、反転路Ｂ内での定着は場合によっては弱いものでも良い。１回目の定着性が高ければ２回目の定着に必要な熱量は小さくても良く、さらには余熱による２回目の定着で十分な効果が得られる場合もある。
【００３７】
＜実施形態２＞
図３は、本発明の第２の実施形態の画像形成装置の斜視図、図４は、図３に示す画像形成装置の断面図である。図１、図２と同一又は類似の部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００３８】
本実施形態においては、実施形態１で示した補助ローラ８１を板状の補助パッド９１としている。実施形態１において補助ローラ８１を用いたが、板状の補助パッド９１を用いることで、加圧ローラ６１との接触領域が増え、紙に熱を伝える効率があがり、２回目の定着に必要な発熱量を小さくすることができる。
【００３９】
補助パッド９１は台座９２に対して固定され、台座９２は補助パッド押しバネ９３により一定の圧で加圧ローラ６１に押し付けられる。補助パッド９１の長手方向は紙幅以上の長さを持つ。
【００４０】
＜実施形態３＞
図５は、本発明の第３の実施形態の画像形成装置の斜視図、図６は、図５に示す画像形成装置の断面図、図７は、図６の定着ローラの部分を拡大した断面図である。図１、図２と同一又は類似の部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００４１】
実施形態１では、加圧ローラ６１と補助ローラ８１との間に反転路Ｂを搬送中のシートが挟まっている状態でジャム停止した場合、押圧力がかけられているため、ジャム処理が困難である。また、加圧ローラ６１はヒータ６２から熱せられるが、補助ローラ８１と接触していると、補助ローラ８１に熱が移動してしまう。これにより、加圧ローラ６１が十分に熱せられず、２回目定着が不十分となる可能性がある。
【００４２】
そこで、本実施形態では、補助ローラ８１を反転時にのみ押圧力を発生させ、１面目印字中、すなわち正転時、およびジャム処理中には離間されるか、又は押圧力が解除される構成とする。すなわち、本実施形態においては、補助ローラ８１を図７に示すように陽動式の従動ローラとすることで反転駆動が入力された時のみ加圧ローラ６１に接触するように配する。
【００４３】
本実施形態においては、本体左右側にアーム（アーム部材）８４をそれぞれ配し、アームの回転中心には、搬送のための回転駆動力のトルクを制限するトルクリミッタ８５の出力に接続されている。アーム８４の一端は、補助ローラ８１が接続されており、トルクリミッタ８５の駆動力は補助ローラ８１に伝達される。そしてトルクリミッタ８５の制限されるトルクの強さによって押圧を調整することが可能となる。これにより、反転の駆動がかかったときのみ補助ローラ８１は加圧ローラ６１に接触し、また、所定の圧にて押し付けられる。
【００４４】
また、これにより、１面目搬送の正転時には加圧ローラ６１から離間する。すなわち、不図示のストッパが設けられており、回転中心８６を中心としてアーム８４が矢印Ｑの方向に回転動作するが、前述のストッパ部まで退避した後はトルクリミッタ８５によってアームの動作は停止し、所定の離間位置を保持し続ける。２面目印字のための反転路Ｂを搬送中には補助ローラ８１は加圧ローラ６１に押圧される。
【００４５】
また、駆動力がなくなった時点で押圧力の発生がなくなるため、ジャム停止時には使用者が簡単に引き抜くことができる。
【００４６】
＜実施形態４＞
図８は、本発明の第４の実施形態の画像形成装置の斜視図、図９は、図８に示す画像形成装置の断面図、図１０は、図９の定着ローラの部分を拡大した断面図である。図３、図４と同一又は類似の部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００４７】
実施形態３では、補助ローラ８１を離間させる構成を示したが、本実施形態では実施形態２で用いた補助パッド（パッド部材）９１を離間させることにより同様の効果を得ることができる。なお、本実施形態での離間させるための構成は実施形態３と同様なものである。すなわち、
本体左右側にアーム９４をそれぞれ配し、アームの回転中心には、トルクリミッタ８５を有しトルクリミッタ８５の強さによって押し圧を調整することが可能となる。これにより、反転の駆動がかかったときのみ補助パッド９１は加圧ローラ６１に接触し、また、所定の圧にて押し付けられる。
【００４８】
また、これにより、１面目搬送の正転時には加圧ローラ６１から離間する。すなわち、不図示のストッパが設けられており、回転中心８６を中心としてアーム９４が矢印Ｒの方向に回転動作するが、前述のストッパ部まで退避した後はトルクリミッタ８５によってアームの動作は停止し、所定の位置を維持し続ける。２面目印字のための反転路Ｂを搬送中には補助パッド９１は加圧ローラ６１に押圧される。
【００４９】
補助パッド９１を用いた場合、加圧ローラ６１との接触面積を大きくとることができ、そのため熱が移動しやすく、反転路での定着性がより強固なものとなる。しかし、そのため、１面目搬送時に常に接触している場合、加圧ローラ６１から補助パッド９１へ熱がより多く移動してしまい、１面目搬送時の定着性を低下させる恐れがある。
【００５０】
本実施形態によれば、反転時のみ補助パッド９１と加圧ローラ６１が接触し、それ以外の場合では、離間させるように設定する。これにより熱の移動効率がよい補助パッド９１を用いることで２面目印字時の１面目定着性を強固にすることができる。また、１面目搬送時は離間しているため、補助パッド９１への熱移動がなく、そのため１面目印字時の定着性を損なうことはない。
【００５１】
また、駆動力がなくなった時点で押し付け力の発生がなくなるため、ジャム停止時には使用者が簡単に引き抜くことができる。
【符号の説明】
【００５２】
１  画像形成装置、２  給送機構、５  転写機構、６  定着機構、６１  加圧ローラ、６２  ヒータ、６３  フィルム、８１  補助ローラ
【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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