(57)【要約】【課題】不要物である放電生成物とトナーとの双方の除去を行なうことができる清掃装置、その清掃装置を備えた帯電装置、カートリッジ、および画像形成装置を提供する。  【解決手段】３種類の清掃部材となる研磨部材１１１１、水拭部材１１１２、乾拭部材１１１３を設けて、その順のまま帯電部材１１０に沿ってそれらの部材１１１１〜１１１３を動かすことにより帯電部材１１０の表面の清掃を実施する。研磨部材１１１１による研磨によって帯電部材の表面に付着した不要物中のトナーが除去され、水拭部材１１１２による水拭きによって不要物中の放電生成物が除去され、乾拭部材１１１３によって水拭き時に帯電部材の表面に残った水分が除去される。【選択図】  図３
2010078832.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被帯電体に接触して回転しながら該被帯電体の表面に電荷を付与する帯電部材に接触し、該帯電部材の表面を研磨する研磨部材と、
前記帯電部材に接触し、該帯電部材の表面を水拭きする、水分を有する水拭部材と、
前記帯電部材に接触し、該帯電部材の表面を乾拭きする乾拭部材と、
前記研磨部材、前記水拭部材、および前記乾拭部材がこの順で通過するようにそれら研磨部材、水拭部材、および乾拭部材を前記帯電部材の回転中心に沿う方向に動かす駆動部とを備えたことを特徴とする清掃装置。
【請求項２】
前記駆動部が、前記研磨部材、前記水拭部材、および前記乾拭部材を前記回転中心に沿う方向の一方側に動かすことで該帯電部材から不要物を除去し、それら研磨部材、水拭部材、および乾拭部材を該帯電部材から離間させて該一方側に対する逆側に戻すものであることを特徴とする請求項１記載の清掃装置。
【請求項３】
前記水拭部材に前記水分を補給する補給部を備えたことを特徴とする請求項１または２記載の清掃装置。
【請求項４】
被帯電体に接触して回転しながら該被帯電体の表面に電荷を付与する帯電部材と、
前記帯電部材に接触し、該帯電部材の表面を研磨する研磨部材と、
前記帯電部材に接触し、該帯電部材の表面を水拭きする、水分を有する水拭部材と、
前記帯電部材に接触し、該帯電部材の表面を乾拭きする乾拭部材と、
前記研磨部材、前記水拭部材、および前記乾拭部材がこの順で通過するようにそれら研磨部材、水拭部材、および乾拭部材を前記帯電部材の回転中心に沿う方向に動かす駆動部とを備えたことを特徴とする帯電装置。
【請求項５】
表面に像が形成されその像を保持する像保持体と、
電圧が印加されることにより前記像保持体に接触して回転しながら該像保持体の表面に電荷を付与する帯電部材と、
前記帯電部材に接触し、該帯電部材の表面を研磨する研磨部材と、
前記帯電部材に接触し、該帯電部材の表面を水拭きする、水分を有する水拭部材と、
前記帯電部材に接触し、該帯電部材の表面を乾拭きする乾拭部材と、
前記研磨部材、前記水拭部材、および前記乾拭部材がこの順で通過するようにそれら研磨部材、水拭部材、および乾拭部材を前記帯電部材の回転中心に沿う方向に動かす駆動部とを備えたことを特徴とするカートリッジ。
【請求項６】
表面に像が形成されその像を保持する像保持体；
前記像保持体に接触して回転しながら該像保持体の表面に電荷を付与する帯電部材と、
前記帯電部材に接触し、該帯電部材の表面を研磨する研磨部材と、
前記帯電部材に接触し、該帯電部材の表面を水拭きする、水分を有する水拭部材と、
前記帯電部材に接触し、該帯電部材の表面を乾拭きする乾拭部材と、
前記研磨部材、前記水拭部材、および前記乾拭部材がこの順で通過するようにそれら研磨部材、水拭部材、および乾拭部材を前記帯電部材の回転中心に沿う方向に動かす駆動部とを備えた帯電装置：および
前記帯電装置によって電荷が付与された像保持体の表面に静電的な潜像を形成し、該静電的な潜像を現像して現像像を形成する像形成部；
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、帯電装置が備える帯電部材を清掃する清掃装置、その清掃装置を備えた帯電装置、清掃装置を備えたカートリッジ、およびその帯電装置を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より電子写真プロセスを使って記録媒体上に画像を形成する画像形成装置が知られている。このような画像形成装置には像保持体に電荷を付与する帯電装置が配備されており、その帯電装置が備える帯電部材によって画像形成が行なわれる度に電荷が像保持体に付与される。
【０００３】
また、帯電装置には清掃装置が設けられているタイプが存在し、その清掃装置で定期的に帯電部材が清掃されて帯電部材表面の不要物が除去される。
【０００４】
ところで、特許文献１等には、清掃液を含有させた微細繊維状の部材を使って帯電部材に付着した不要物を除去する技術が提案されている。また特許文献２には、研磨部材を遣って帯電部材の表面を研磨して帯電部材に付着した不要物を除去する技術が提案されている。
【特許文献１】特開平８−４４１５７号公報
【特許文献２】特開平７−１９１５２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、不要物である放電生成物とトナーとの双方の除去を行なうことができる清掃装置、その清掃装置を備えた帯電装置、カートリッジ、および画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の清掃装置は、被帯電体に接触して回転しながらその被帯電体の表面に電荷を付与する帯電部材に接触し、その帯電部材の表面を研磨する研磨部材と、
上記帯電部材に接触し、その帯電部材の表面を水拭きする、水分を有する水拭部材と、
上記帯電部材に接触し、その帯電部材の表面を乾拭きする乾拭部材と、
上記研磨部材、上記水拭部材、および上記乾拭部材がこの順で通過するようにそれら研磨部材、水拭部材、および乾拭部材を上記帯電部材の回転中心に沿う方向に動かす駆動部とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
請求項２の清掃装置は、上記駆動部が、上記研磨部材、上記水拭部材、および上記乾拭部材を上記回転中心に沿う方向の一方側に動かすことでその帯電部材から不要物を除去し、それら研磨部材、水拭部材、および乾拭部材をその帯電部材から離間させてその一方側に対する逆側に戻すものであることを特徴とする。
【０００８】
請求項３の清掃装置は、上記水拭部材に上記水分を補給する補給部を備えたことを特徴とする。
【０００９】
請求項４の帯電装置は、被帯電体に接触して回転しながらその被帯電体の表面に電荷を付与する帯電部材と、
上記帯電部材に接触し、その帯電部材の表面を研磨する研磨部材と、
上記帯電部材に接触し、その帯電部材の表面を水拭きする、水分を有する水拭部材と、
上記帯電部材に接触し、その帯電部材の表面を乾拭きする乾拭部材と、
上記研磨部材、上記水拭部材、および上記乾拭部材がこの順で通過するようにそれら研磨部材、水拭部材、および乾拭部材を上記帯電部材の回転中心に沿う方向に動かす駆動部とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
請求項５のカートリッジは、表面に像が形成されその像を保持する像保持体と、
電圧が印加されることにより上記像保持体に接触して回転しながらその像保持体の表面に電荷を付与する帯電部材と、
上記帯電部材に接触し、その帯電部材の表面を研磨する研磨部材と、
上記帯電部材に接触し、その帯電部材の表面を水拭きする、水分を有する水拭部材と、
上記帯電部材に接触し、その帯電部材の表面を乾拭きする乾拭部材と、
上記研磨部材、上記水拭部材、および上記乾拭部材がこの順で通過するようにそれら研磨部材、水拭部材、および乾拭部材を上記帯電部材の回転中心に沿う方向に動かす駆動部とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
請求項６の画像形成装置は、表面に像が形成されその像を保持する像保持体；
上記像保持体に接触して回転しながらその像保持体の表面に電荷を付与する帯電部材と、
上記帯電部材に接触し、その帯電部材の表面を研磨する研磨部材と、
上記帯電部材に接触し、その帯電部材の表面を水拭きする、水分を有する水拭部材と、
上記帯電部材に接触し、その帯電部材の表面を乾拭きする乾拭部材と、
上記研磨部材、上記水拭部材、および上記乾拭部材がこの順で通過するようにそれら研磨部材、水拭部材、および乾拭部材を上記帯電部材の回転中心に沿う方向に動かす駆動部とを備えた帯電装置：
上記帯電部材に電圧を印加する電圧印加部；および
上記帯電装置によって電荷が付与された像保持体の表面に静電的な潜像を形成し、その静電的な潜像を現像して現像像を形成する像形成部；
を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１の清掃装置によれば、不要物である放電生成物とトナーとの双方を除去することができる。
【００１３】
請求項２の清掃装置によれば、上記研磨部材による研磨、上記水拭部材による水拭き、上記乾拭部材による乾拭きという順序の清掃を簡易な構造で確実に行なうことができる。
【００１４】
請求項３の清掃装置によれば、水拭部材の乾燥を防ぐことができる。
【００１５】
請求項４の帯電装置によれば、本構成を有しない場合と比較して、帯電ムラの抑制を図ることができる。
【００１６】
請求項５のカートリッジによれば、本構成を有しない場合と比較して、帯電ムラの抑制を図ることができる。
【００１７】
請求項６の画像形成装置によれば、すじ状の濃度ムラの発生を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【００１９】
放電生成物は窒素酸化物に代表される化合物であり、トナーは数μｍの粒子である。これらが帯電部材に付着した場合、粒子の除去と化合物の除去ではその方法は異なるものであり、粒子は研磨部材で研磨することはできるが、放電生成物にはその効果が小さい。逆に放電生成物は水拭により効果があるものの、水にほとんど溶けない樹脂を中心組成とするトナーにはその効果が小さい。
【００２０】
一般には帯電部材へのトナー、放電生成物などの付着物は、混合物として存在するため、放電生成物の上からトナーが付着したようなものは、研磨だけでは、放電生成物は残留してしまう。一方で水拭ではトナーへの除去効果が少ないのは前述の通りである。本発明の実施形態ではまずトナーの付着を研磨することで、帯電部材表面を水拭可能なものだけにし、その後水拭、乾拭により除去するものである。
【００２１】
図１は、本発明の画像形成装置の一実施形態の概略構成図である。
【００２２】
図１に示すプリンタ１には、表面に像が形成されてその像を保持する像保持体１０が備えられている。本実施形態における像保持体１０は、具体的には、表面が感光性を有したロール形状の感光体ロールである。このプリンタ１では、像保持体１０の表面に電荷を付与する帯電装置１１により所定の電荷が付与された、矢印Ａ方向に回転する像保持体１０の表面に、外部から送信されてきた画像データに基づいて露光光を生成する露光器１２で生成した露光光を照射することで静電的な潜像が形成され、トナーとキャリアとを含んだ現像剤収容する現像器１３に収容された現像剤を、回転する現像ロール１３１に保持させて現像位置１３０に運ばせることで静電的な潜像がトナーで現像され、この現像により得られた現像像が、用紙トレイ１６から用紙搬送装置１６ａにより引き出され矢印Ｂ方向に搬送されてきた記録用紙上に転写ロール１４によって転写され、定着器１５により定着されることにより記録用紙上にモノクロ画像形成が行われる。上述した露光器１２と現像器１３は、帯電された像保持体上に現像像を形成する像形成部の一例を構成している。
【００２３】
また、このプリンタ１は、像保持体１０に残留した残留トナーを清掃する清掃ブレードを有するクリーナ１７と、像保持体１０の回転等を制御する制御部３０とを備えている。
【００２４】
このプリンタ１に備えられた帯電装置１１は、帯電ローラ１１０が像保持体１０に接触して回転することでこの像保持体１０の表面に電荷を付与する接触帯電タイプのものである。この帯電装置１１にはこの帯電ローラ１１０に接触して帯電ローラの表面を清掃する清掃装置１１１が備えられている。この清掃装置１１１が本発明の清掃装置の一実施形態に相当し、帯電ローラ１１０が、被帯電体に接触して電荷を付与する帯電部材の一例に相当し、像保持体１０が、被帯電体の一例に相当する。
【００２５】
詳細は後述するが、本実施形態では、この帯電ローラ１１０を清掃する清掃装置１１１が、研磨部材、水拭部材、乾拭部材という３つの部材を備え、それらの部材で、研磨、水拭き、空拭きの順に帯電ローラ１１０の清掃を行なって不要物の除去を確実に行なう構成を提案している。
【００２６】
また像保持体１０と帯電装置１１とクリーナ１７とが、本発明のカートリッジの一実施形態に相当するカートリッジ２０内に搭載され、このプリンタ１の内部からの引出しが自在な状態で装填されている。像保持体１０あるいは帯電装置１１に起因した画像欠陥が発生している場合には、像保持体１０や帯電装置１１はカートリッジごと交換される。例えば、帯電ローラ１１０の表面に不要物が多く付着すると帯電装置１１は帯電ムラを生じ、その結果、像保持体１０や記録用紙上の画像にすじ状の濃度ムラが発生してしまうからである。
【００２７】
図２、図３は、清掃装置１１１を備える帯電装置１１の構成を説明する図である。図２には、帯電装置１１が備える帯電ロール１１０と清掃装置１１１とを側面から見た図が示されており、図３には、清掃装置１１１の動作が示されている。
【００２８】
なお、図１には構成がブロック的に示されており、各構成要素の配置は、各構成要素の役割を説明するための便宜的な配置となっているために帯電ローラ１１０の側方に清掃装置１１１が位置しているが、実際のプリンタ内の配置では帯電ローラ１１０の下方に清掃装置１１１が位置することが多い。以降においては帯電ローラ１１０の下方に清掃装置１１１が位置するとして説明する。
【００２９】
図２、図３を参照して帯電装置１１およびその帯電装置１１が備える清掃装置１１１の構成を説明する。
【００３０】
図２に示す様に、帯電装置１１には像保持体１０に接触する帯電ローラ１１０が備えられており、その帯電ローラ１１０に電圧を印加する電圧印加部３０１が接続されている。この電圧印加部３０１は制御部３０に制御されるものであり上記カートリッジ外に備えられたものである。この電圧印加部３０１によって帯電ローラ１１０に電圧が印加されることによって帯電ローラ１１０から被帯電体（図１の像保持体１０）に放電して被帯電体である像保持体１０に電荷が付与される。
【００３１】
また帯電装置１１には、帯電ローラ１１０に下方から接して帯電ローラ１１０を清掃する清掃装置１１１が配備されている。清掃装置１１１には、研磨部材１１１１、水拭部材１１１２、乾拭部材１１１３が備えられており、それらが移動ケース１１１５内に並べて配備されている。この移動ケース１１１５の中には、３種類の部材を収容する収容ケース１１１４が備えられており、その収容ケース１１１４は移動ケース内のバネＳＰ１，ＳＰ２により帯電部材１１０側に勢い付けられている。
【００３２】
この移動ケース１１１５は、帯電ローラ１１０の回転中心に沿う方向に沿って延びているベルト１１１６に連結されており、そのベルト１１１６は、両端の２つのプーリＰ１，Ｐ２に張り架けられている。これらの２つのプーリＰ１，Ｐ２のうちの一つのプーリＰ１はモータＭ１に連結され、このモータＭ１の回転によりプーリＰ１が回転するとベルト１１７が回転して他のプーリＰ２も従動的に回転する。このため、図１の制御部３０がモータＭ１に指示を出してモータＭ１を回転させると図３に示す様に移動ケース１１１６が帯電ローラ１１０の回転中心に沿って図３の右側の方に向かって動く。本実施形態では、制御部３０と移動ケース１１１５とベルト１１１６とプーリＰ１,Ｐ２とモータＭ１によって、研磨部材等を駆動する駆動部の一例が構成されている。
【００３３】
こうしてまず研磨部材１１１１にトナーを除去させ、次に水拭部材１１１２に放電生成物を除去させ、乾拭き部材１１１３に水分を除去させるというように順序良く帯電部材１１０の表面の清掃を行なわせると、研磨部材１１１１、水拭き部材１１１２、乾拭き部材１１１３のうちのいずれか１つ又は２つで清掃を行なうときよりも高い清掃性能が得られる。
【００３４】
ここで、研磨部材１１１１による帯電部材１１０の表面の研磨、水拭部材１１１２による帯電部材１１０の表面の水拭、乾拭部材１１１３による帯電部材１１０の乾拭の順に動作させないと、高い清掃性能が得られない。つまり移動ケース１１１５を図３の左から右に移動させているときにだけ研磨部材１１１１、水拭部材１１１２、乾拭部材１１１３を帯電部材１１０に接触させることにより帯電部材１１０の清掃を実施させ、清掃を実施した後は、移動ケース１１１５を帯電部材１１０から離間させて待機位置（図３の左側の位置Ａ）に戻す必要がある。さもないと、移動ケース１１１５を戻すときに乾拭部材１１１３、水拭部材１１１２、研磨部材１１１１の順に清掃が行われてしまって思わぬ不具合（例えば水拭きの後研磨することになるので水が飛び散ったり、研磨部材が痛んだりする）が発生する恐れが出てくる。
【００３５】
ここで、図３を使って移動ケース１１１５を図３の左側の待機位置に戻すときにどのようにして移動ケース１１１５を帯電部材１１０から離間させるかを説明する。
【００３６】
図２で説明した移動ケース１１１５とその移動ケース１１１５に連結されているベルト１１１６とプーリＰ１，Ｐ２とモータＭ１とはベルトユニットになっていてベルトコンベアを構成しており、そのユニットが不図示の昇降機に連結されている。
【００３７】
例えば図１の制御部３０が予め定めた積算時間が経過したことを検知したときには、まず図３の左側の待機位置Ａにある移動ケース１１１５をベルトユニットごとその昇降機で上昇させ、移動ケース１１１５内の研磨部材１１１１、水拭部材１１１２、乾拭部材１１１３をそれぞれ帯電部材１１０に接触させる。次に制御部３０がモータＭ１に指示してモータＭ１を回転させることによりプーリＰ１を回転させベルト１１１６を回転させることにより移動ケース１１１５を図３の右側に移動させる。そして移動ケース１１１５が図３の右端部にまで移動した後はモータＭ１の駆動を一旦停止させる。ここで制御部３０は昇降機に指示してベルトユニットを下降させ、次にモータＭ１に指示してモータを逆回転させて移動ケース１１１５を図３の左側の待機位置Ａまで戻している。
【００３８】
このような構成にすると、研磨、水拭き、乾拭きという清掃の順番が狂うことなく、移動ケース１１１５を一方の側に動かしているときの最初に研磨部材１１１１によってトナーが除去され、次に水拭き部材１１１２によって放電生成物が除去されて最後に帯電部材に残った水が乾拭部材１１１３によって拭き取られることとなる。  
【００３９】
こうして研磨部材１１１１による研磨、水拭部材１１１２による水拭、乾拭部材１１１３による乾拭の順に清掃を行なうことで一回の清掃性能を向上させると、向上していない場合に比較して長い時間、帯電部材１１０の表面がクリーンな状態に維持されることになる。このため、本実施形態では、上述した制御部３０が経過を検知する積算時間については、清掃性能が向上していない場合よりも長く設定されており清掃回数が低減されている。
【００４０】
ここで、水拭部材１１１２は、時間が経過したり、何回か清掃が行われると乾燥してしまうことが予想される。そこで本実施形態では、水拭き部材１１１２に水を供給するための補給装置１１８を設けて水拭部材１１１２が乾燥してしまう前にその補給装置１１８から水拭部材１１１２に水を補給して水分が浸みた状態を維持する構成となっている。具体的には、図３に示す様に移動ケース１１１５が図３の一番左側の待機位置Ａにあるときに補給装置１１８から水拭部材１１１２に水を供給する。
【００４１】
図３の例では、タンク１１８Ａと、バルブ１１８Ｂと、パイプ（チューブ）１１８Ｃとで、水拭部材に水を供給する水供給装置の一例が構成されている。この水供給装置１１８が備えるバルブ１１８Ｂは例えば電磁バルブなどで構成され、通常は閉となっていて制御部３０からの開信号を受けたときに開いてタンクＴ１からの水をパイプを通して水拭パッド１１３に供給する。尚バルブはメンテナンスの際に手動で開ける構成のものであっても良い。
【００４２】
このような構成にしておくと、貯水タンク１１８Ａが空になったときに貯水タンク１１８Ａに水を補給すれば、水拭パッド１１３が乾燥することがなくなって良好な清掃性能が得られる。
【実施例】
【００４３】
図４は、実施例を説明する図である。
【００４４】
図４（Ａ）は、図４（Ｂ）の試験を行なうサンプル画像を示す図であり、図４（Ｂ）は、試験結果を示す図である。
【００４５】
図４（Ａ）には、点線で囲んだ場所にプロセス方向の画像密度が５０％以上になる画像が形成されているサンプル画像が示されている。図４（Ａ）中の矢印はプロセス方向を示す。このサンプル画像の用紙全体としての画像密度は５％となっている。
【００４６】
また図４（Ｂ）には、図１のプリンタで図４（Ａ）の画像のプリントを行なって画像に欠陥（即ちすじ状の濃度ムラや研磨かすの飛び散り）が生じたかどうかを確認する試験を行なった結果が示されている。
【００４７】
この図４（Ｂ）には、図１に示す構成を富士ゼロックス製ＤｏｃｕＣｅｎｔｅｒｅ  Ｃｏｌｏｒ７５５０型プリンタに適用した改造機に、温度２８℃、湿度８５％ＲＨの高温多湿環境下で、図４（Ａ）に示すサンプル画像を１万枚ずつ計１２万枚にわたってプリントさせるストレス走行試験を行なわせた結果（実施例１）が示されている。また、比較例として、その改造機が備える清掃装置の研磨部材、水拭き部材、乾拭き部材という３つの部材の中から研磨部材を取り去った場合の試験結果（比較例１）と、水拭き部材を取り去った場合の試験結果（比較例２）も示されている。
【００４８】
図中○は画像に欠陥が生じなかったということを示しており、×は画像に欠陥が生じたということを示している。なお×の横の「筋」は画像に筋が入ったということを示し、×の横の「研磨」は研磨かすの飛び散りを示す。
【００４９】
実施例１では、プリント枚数が１２万枚に至るまで画像欠陥は全く生じていないが、比較例１では、プリント枚数が７万枚を越えるとすじ状の濃度ムラが発生した。また、比較例２では、プリント枚数が４万枚を越えると研磨かすの飛び散りが発生し、更に９万枚を越えるとすじ状の濃度ムラも発生した。
【００５０】
このように図１に示す構成を実際にプリンタに適用すると、１２万枚にわたって画像に欠陥が生じないことが確認された。
【００５１】
なお、上記説明では、本発明の画像形成装置の一実施形態としてモノクロプリンタが示されているが、本発明の画像形成装置は、カラープリンタに応用されても良いし、複写機やファクシミリや複合機に応用されても良い。
【００５２】
また、上記説明では、本発明にいう像保持体の一例として感光体ロールが示されているが、本発明にいう像保持体は、感光体ベルトであってもよい。
【００５３】
また、上記説明では、本発明にいう像形成部の一例として、いわゆる２成分現像剤で現像像を形成するものが示されているが、本発明にいう像形成部は、トナーのみからなる現像剤で現像像を形成するものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】清掃装置が備えられた本発明の画像形成装置の一実施形態であるプリンタを示す概略図である。
【図２】帯電装置が備える清掃装置の構成を説明する概念図である。
【図３】清掃装置が備える、本発明にいう駆動部の構成の一例を説明する図である。
【図４】実施例を説明する図である。
【符号の説明】
【００５５】
１  プリンタ
１０  像保持体
１１  帯電器
１１０  帯電ロール
１１１    清掃装置
１１１１    研磨部材
１１１２    水拭部材
１１１３    乾拭部材
１１１４    収容ケース
１１１５    移動ケース
１１１６    ベルト
１２  露光器
１３  現像器
１４  転写ロール
１５  定着器
１６  用紙トレイ
１６ａ  用紙搬送装置
２０  カートリッジ
３０    制御部
Ｍ１      モータ
Ｐ１  Ｐ２  プーリ
【図１】
2010078832.tif 000003
【図２】
2010078832.tif 000004
【図３】
2010078832.tif 000005
【図４】
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