(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の面と、前記第１の面の反対側に位置する第２の面と、前記第１の面と前記第２の面との間に跨る第１の側縁と、前記第１の面と前記第２の面との間に跨るとともに前記第１の側縁と交差し、嵌合部が設けられた第２の側縁と、を有した基板本体と、
前記第１の面に設けられた電極と、
前記電極に半田付けされた柔軟性を有する回路板と、
前記基板本体に取り付けられ前記第１の側縁と交差する方向にケーブルが挿入されるコネクタと、
を具備し
前記嵌合部は、切欠で、前記基板本体に設けられ前記第２の側縁と交差する第１の縁部と、前記第１の縁部よりも前記第１の側縁の近くに位置して前記第１の縁部と交差した第２の縁部と、によって形成され、
前記第１の縁部と前記第１の側縁との間の角度が、０°より大きく９０°より小さいことを特徴とする回路基板。
【請求項２】
第１の面と、前記第１の面の反対側に位置する第２の面と、前記第１の面と前記第２の面との間に跨る第１の側縁と、前記第１の面と前記第２の面との間に跨るとともに前記第１の側縁と交差し、嵌合部が設けられた第２の側縁と、を有した基板本体と、
前記第１の面に設けられた電極と、
前記基板本体に取り付けられたコネクタと、
を備えたインクジェットヘッドの製造方法であって、
前記電極に柔軟性を有する回路板を半田付けし、
前記回路板を、インクを吐出するヘッド本体に固定し、前記基板本体と前記ヘッド本体との間に介在させ、
前記回路板が固定された前記ヘッド本体を、組立て治具に設けられた受け部に載置し、
前記組立て治具に設けられた固定部を前記嵌合部に嵌合させ、前記基板本体を前記第１の側縁と交差する方向において固定し、
前記第１の側縁と交差する方向から前記コネクタにケーブルを挿入することを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項３】
前記基板本体の前記嵌合部が切欠であり、
前記組立て治具の前記固定部が凸部であることを特徴とする請求項２に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項４】
前記嵌合部の頂点は、前記固定部の頂点よりも前記第１の側縁に近いことを特徴とする請求項３に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項５】
前記嵌合部が、前記基板本体に設けられ前記第２の側縁と交差する第１の縁部と、前記第１の縁部よりも前記第１の側縁の近くに位置して前記第１の縁部と交差した第２の縁部と、によって形成され、
前記第１の縁部と前記第１の側縁との間の角度が、０°より大きく９０°より小さいことを特徴とする請求項３に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、回路基板およびインクジェットヘッドの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェットヘッドのような電気機器は、回路基板を備えている。回路基板には、導体パターンが形成され、ＩＣのような実装部品やコネクタが取り付けられる。一般的に、回路基板は筐体や他の部品に例えばネジによって固定されている。この場合、回路基板に実装されたコネクタにケーブルの抜き差しを行なったとしても、実装部品にかかる負荷は軽微である。
【０００３】
一方、電気機器によっては、回路基板が固定されないことがある。このような回路基板のコネクタにケーブルを挿入する場合、作業者は、回路基板を手で押さえた状態で作業を行なう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−２８３８７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
作業者が回路基板を手で押さえる場合、回路基板が僅かに動くことは否めない。このような回路基板の動きにより、例えば回路基板に接続された部品の半田付けされた部分が損傷するおそれがある。
【０００６】
本発明の目的は、組立て時の損傷を抑制できる回路基板、およびインクジェットヘッドの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一つの実施の形態に係わる回路基板は、基板本体と、電極と、回路板と、コネクタと、を具備する。前記基板本体は、第１の面と、第２の面と、第１の側縁と、第２の側縁とを有する。前記第２の面は、前記第１の面の反対側に位置する。前記第１の側縁は、前記第１の面と前記第２の面との間に跨る。前記第２の側縁は、前記第１の面と前記第２の面との間に跨るとともに前記第１の側縁と交差し、嵌合部が設けられる。前記電極は、前記第１の面に設けられる。前記回路板は、柔軟性を有し、前記電極に半田付けされる。前記コネクタは、前記基板本体に取り付けられ、前記第１の側縁と交差する方向にケーブルが挿入される。前記嵌合部は、切欠で、前記基板本体に設けられ前記第２の側縁と交差する第１の縁部と、前記第１の縁部よりも前記第１の側縁の近くに位置して前記第１の縁部と交差した第２の縁部と、によって形成され、前記第１の縁部と前記第１の側縁との間の角度が、０°より大きく９０°より小さい。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】一つの実施の形態に係るインクジェットヘッドを示す斜視図。
【図２】一つの実施形態のインクジェットヘッドを他の方向から示す斜視図。
【図３】一つの実施形態の回路基板を示す平面図。
【図４】一つの実施形態の組立て治具を示す斜視図。
【図５】一つの実施形態のインクジェットヘッドがセットされた組立て治具を示す斜視図。
【図６】一つの実施形態の把持ツールと回路基板とを示す正面図。
【図７】一つの実施形態の把持ツールと回路基板とを示す上面図。
【図８】一つの実施形態の組立て治具によって固定されたインクジェットヘッドを示す正面図。
【図９】一つの実施形態の把持ツールによって固定された回路基板を示す正面図。
【図１０】一つの実施形態の把持ツールによって固定された回路基板を示す上面図。
【図１１】インクジェットヘッドおよび組立て治具の変形例を示す正面図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、一つの実施の形態について、図１から図１０を参照して説明する。図１は、インクジェットヘッド１を示す斜視図である。図２は、インクジェットヘッド１を他の方向から示す斜視図である。
【００１０】
図１に示すように、インクジェットヘッド１は、いわゆるサイドシュータ型のインクジェットヘッドである。インクジェットヘッド１は、ヘッド本体１１と、マニホールド１２と、供給パイプ１３と、排出パイプ１４と、一対の回路基板１５とを備えている。なお、図１において、マニホールド１２は、インクジェットヘッド１をインクジェットプリンタ内に取り付けるための部品のような、種々の部品を含んで示されている。
【００１１】
ヘッド本体１１は、インクを吐出するための装置である。図２に示すように、ヘッド本体１１は、ベースプレート２１と、ノズルプレート２２とを有している。ヘッド本体１１の内部には、インクが供給されるインク室が形成される。
【００１２】
ベースプレート２１は、例えばアルミナのようなセラミックスによって矩形の板状に形成されている。ベースプレート２１に、圧電素子が取り付けられている。前記圧電素子は、例えばチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）によって形成されている。前記圧電素子は、前記インク室の中に配置され、複数の溝が設けられている。前記複数の溝には、電極がそれぞれ形成されている。前記複数の電極は、ベースプレート２１に形成された配線パターンに接続されている。前記電極に電圧が印加されると、前記圧電素子が変形し、前記溝の中のインクを加圧する。
【００１３】
ノズルプレート２２は、例えばポリイミド製の矩形のフィルムによって形成されている。ノズルプレート２２は、枠状の部材を介してベースプレート２１に取り付けられている。前記インク室は、ベースプレート２１と、ノズルプレート２２と、前記枠状の部材とに囲まれて形成されている。ノズルプレート２２に、前記圧電素子の複数の溝に対応する複数のノズル孔２３が設けられている。前記溝で加圧されたインクは、対応するノズル孔２３から吐出される。
【００１４】
ヘッド本体１１は、マニホールド１２に取り付けられる。マニホールド１２の内部に複数の流路が設けられている。前記複数の流路は、ヘッド本体１１の前記インク室にそれぞれ連通している。
【００１５】
供給パイプ１３および排出パイプ１４は、それぞれインクが貯蔵されたインクタンクに接続されている。供給パイプ１３および排出パイプ１４は、マニホールド１２の前記流路に接続されている。前記インクタンクのインクは、供給パイプ１３およびマニホールド１２を通って、前記インク室に供給される。前記インク室のインクは、前記マニホールド１２および排出パイプ１４を通って、前記インクタンクに回収される。
【００１６】
図３は、回路基板１５を示す平面図である。以下、一対の回路基板１５のうち、一つの回路基板１５について代表して説明する。なお、他方の回路基板１５は、一つの回路基板１５と同様の構成を有する。
【００１７】
図３に示すように、一つの回路基板１５は、基板本体３１と、複数の電極３２と、一対のフィルムキャリアパッケージ（以下、ＦＣＰと称する）３３と、コネクタ３４と、複数の実装部品３５とを有している。図３において、ＦＣＰ３３は、二点鎖線で示される。ＦＣＰ３３は、回路板の一例である。なお、ＦＣＰ３３は、テープキャリアパッケージ（ＴＣＰ）とも称される。
【００１８】
基板本体３１は、略矩形の板状に形成され、剛性を有するプリント配線板である。図１ないし図３に示すように、基板本体３１は、第１の面４１と、第２の面４２と、第１の側縁４３と、一対の第２の側縁４４と、第３の側縁４５とを有している。
【００１９】
図１に示すように、第２の面４２は、マニホールド１２、供給パイプ１３、および排出パイプ１４に面している。第１の面４１は、第２の面４２の反対側に位置し、インクジェットヘッド１の外側に向いている。なお、これに限らず、第１の面４１がマニホールド１２に面し、第２の面４２がインクジェットヘッド１の外側に向いていても良い。
【００２０】
第１の側縁４３は、第１の面４１と第２の面４２との間に跨っている。第１の側縁４３は、第２の側縁４４よりもヘッド本体１１に近く、第３の側縁４５よりもヘッド本体１１に近い。
【００２１】
一対の第２の側縁４４は、第１の面４１と第２の面４２との間にそれぞれ跨っている。図３に示すように、一方の第２の側縁４４は、第１の側縁４３の一方の端部と直交している。他方の第２の側縁４４は、第１の側縁４３の他方の端部と直交している。
【００２２】
第３の側縁４５は、第１の面４１と第２の面４２との間に跨っている。第３の側縁４５は、第１の側縁４３の反対側に位置し、一方の第２の側縁４４から他方の第２の側縁４４に亘って設けられている。
【００２３】
第２の側縁４４にそれぞれ嵌合部４８が設けられている。嵌合部４８は、略三角形状に形成され、基板本体３１の内側に入り込んだ切欠である。嵌合部４８は、基板本体３１にそれぞれ設けられた第１の縁部５１と、第２の縁部５２とによって形成されている。
【００２４】
第１の縁部５１と、第１の側縁４３に平行な線Ｌとの間の角度θは、例えば１５°である。言い換えると、第１の縁部５１は、第２の側縁４４と１０５°の角度で交差する。なお、第１の縁部５１と第１の側縁４３との間の角度はこれに限らず、０°以上かつ９０°より小さい他の角度でも良い。第２の縁部５２は、第１の縁部５１および第２の側縁４４とそれぞれ交差している。第２の縁部５２は、第１の縁部５１よりも第１の側縁４３に近い。すなわち、嵌合部４８は、第１の側縁４３側の第２の縁部５２と、第３の側縁４５側の第１の縁部５１とによって形成される。
【００２５】
複数の電極３２は、第１の面４１にそれぞれ設けられている。複数の電極３２は、第１の側縁４３に沿って並んで配置されている。なお、図３は、並べられた複数の電極３２を帯状に示す。
【００２６】
図１に示すように、ＦＣＰ３３は、複数の導体パターンが形成され、柔軟性を有する樹脂製のフィルム５５と、前記複数の導体パターンに接続されたＩＣ５６とをそれぞれ有している。フィルム５５は、テープオートメーテッドボンディング（ＴＡＢ）である。ＩＣ５６は、前記圧電部材の電極に電圧を印加するための部品である。ＩＣ５６は、樹脂によってフィルム５５に固定されている。
【００２７】
ＦＣＰ３３は、ヘッド本体１１と、基板本体３１との間に亘って設けられる。すなわち、ＦＣＰ３３の一方の端部は、異方性導電性フィルム（ＡＣＦ）によって、ベースプレート２１の前記複数の配線パターンに熱圧着接続されている。これにより、ＦＣＰ３３の前記複数の導体パターンは、前記複数の配線パターンに電気的に接続されている。
【００２８】
ＦＣＰ３３がベースプレート２１の前記複数の配線パターンに接続されることで、ＩＣ５６が、ＦＣＰ３３の前記導体パターンを介して前記圧電部材の電極に電気的に接続される。ＩＣ５６は、フィルム５５の前記導体パターンを介して前記電極に電圧を印加する。
【００２９】
ＦＣＰ３３の他方の端部は、基板本体３１に設けられた複数の電極３２に半田付けされている。これにより、ＦＣＰ３３の前記複数の導体パターンは、複数の電極３２に電気的に接続されている。また、ＦＣＰ３３は、半田のみによって基板本体３１に接着されている。
【００３０】
図３に示すように、コネクタ３４は、基板本体３１の第１の面４１に取り付けられている。なお、コネクタ３４は、第２の面４２に取り付けられても良い。コネクタ３４は、第３の側縁４５に沿って配置されている。コネクタ３４に、ケーブル５８の端子５８ａが挿入される挿入口５９が設けられている。挿入口５９は、第１の側縁４３と直交する方向に開口している。
【００３１】
ケーブル５８は、例えばフレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ）である。ケーブル５８の端子５８ａは、図３に矢印で示すように、第１の側縁４３と直交する方向からコネクタ３４の挿入口５９に挿入される。ケーブル５８は、インクジェットヘッド１を制御する制御部に接続されている。前記制御部は、ケーブル５８を通じてＩＣ５６に駆動信号を入力する。
【００３２】
複数の実装部品３５は、基板本体３１の第１の面４１にそれぞれ実装されている。複数の実装部品３５は、例えばコンデンサやチップのような種々の部品である。複数の実装部品３５は、第２の面４２に実装されても良い。
【００３３】
図４は、ケーブル５８の端子５８ａをコネクタ３４の挿入口５９に挿入するための組立て治具６１を示す斜視図である。図５は、インクジェットヘッド１がセットされた組立て治具６１を示す斜視図である。
【００３４】
図４に示すように、組み立て治具６１は、ベース６３と、受け部６４と、一対のガイド６５と、一対の把持ツール６６とを備えている。
【００３５】
ベース６３は、矩形の板状に形成されている。受け部６４は、ベース６３の中央部分に取り付けられている。受け部６４は、矩形状に形成され、インクジェットヘッド１のヘッド本体１１がセットされる部分である。受け部６４は、インクジェットヘッド１が安定するように、ヘッド本体１１を支持する。
【００３６】
一対のガイド６５は、受け部６４を挟んでベース６３に取り付けられている。一対の把持ツール６６は、それぞれ略Ｌ字状に形成されている。把持ツール６６の一方の端部６６ａは、ガイド６５に取り付けられている。把持ツール６６は、例えばモータのような駆動手段によって、図４の矢印に示すようにガイド６５に沿ってそれぞれ移動可能である。
【００３７】
図６は、把持ツール６６と回路基板１５とを示す正面図である。図７は、把持ツール６６と回路基板１５とを示す上面図である。図６および図７に示すように、把持ツール６６の他方の端部６６ｂに、一対の当接面７１と、テーパ部７２と、一対の固定部７３とがそれぞれ設けられている。
【００３８】
当接面７１は、ヘッド本体１１が受け部６４にセットされた際に、基板本体３１の第２の側縁４４と平行になるように形成されている。当接面７１は、把持ツール６６が移動することにより、第２の側縁４４と当接する。
【００３９】
図７に示すように、テーパ部７２は、当接面７１から突出している。テーパ部７２は、当接面７１が第２の側縁４４と当接すると、一対の基板本体３１の間に位置する。テーパ部７２は、一対の基板本体３１の間に入りやすいよう、テーパ状に形成されている。
【００４０】
図６に示すように、固定部７３は、当接面７１から突出している。固定部７３は、嵌合部４８に対応した凸部である。固定部７３は、台形状に形成されている。すなわち、固定部７３は、先端が切り落とされた三角形状に形成され、上縁７６と、下縁７７とを有している。上縁７６の傾斜角と、嵌合部４８の第１の縁部５１の傾斜角とは、それぞれ同じ角度である。下縁７７の傾斜角と、嵌合部４８の第２の縁部５２の傾斜角とは、それぞれ同じ角度である。
【００４１】
固定部７３の頂点Ｐ１は、ヘッド本体１１が受け部６４にセットされた際に、嵌合部４８の頂点Ｐ２よりも、距離Ｈだけ高い位置に配置される。固定部７３の頂点Ｐ１は、上縁７６と下縁７７との交点である。すなわち、嵌合部４８は、対応する固定部７３から距離Ｈだけ、第１の側縁４３の方向にずれている。言い換えると、嵌合部４８の頂点Ｐ２は、固定部７３の頂点Ｐ１よりも、第１の側縁４３に近い。
【００４２】
以下に、前記構成のインクジェットヘッド１の製造方法の一例について説明する。まず、前記ＡＣＦが貼り付けられたＦＣＰ３３の一方の端部を、ベースプレート２１の前記複数の配線パターンに熱圧着接続して固定する。次に、一対の基板本体３１に設けられた複数の電極３２に、二対のＦＣＰ３３の他方の端部をそれぞれ半田付けする。これにより、ＦＣＰ３３が基板本体３１とヘッド本体１１との間に介在する。
【００４３】
次に、ＦＣＰ３３が固定されたヘッド本体１１を、組立て治具６１の受け部６４に載置する。この状態において、一対の基板本体３１は、二対のＦＣＰ３３に支持されて略鉛直方向に起立する。
【００４４】
図８は、組立て治具６１によって固定されたインクジェットヘッド１を示す正面図である。図９は、把持ツール６６によって固定された回路基板１５を示す正面図である。図１０は、把持ツール６６によって固定された回路基板１５を示す上面図である。
【００４５】
ヘッド本体１１が受け部６４に載置された状態で、前記駆動手段によって一対の把持ツール６６を移動させる。一対の把持ツール６６は、当接面７１が基板本体３１の第２の側縁４４に当接するまで移動する。固定部７３は、ケーブル５８の端子５８ａがコネクタ３４に挿入される方向と直交する方向から、対応する嵌合部４８に嵌合される。
【００４６】
嵌合部４８は、対応する固定部７３から距離Ｈだけ、第１の側縁４３の方向にずれている。このため、固定部７３が嵌合部４８に挿入される際、固定部７３によって基板本体３１が距離Ｈだけ持ち上げられる。
【００４７】
固定部７３が嵌合部４８に嵌合されることにより、基板本体３１は、図９に矢印で示す第１の側縁４３と直交する方向において固定される。すなわち、基板本体３１は、固定部７３によって、第１の側縁４３と直交する方向への移動を制限される。
【００４８】
図８に示すように、固定部７３が嵌合部４８に嵌合することで、基板本体３１が一対の把持ツール６６に挟持される。この状態で、コネクタ３４の挿入口５９に、ケーブル５８の端子５８ａを挿入する。端子５８ａは、第１の側縁４３と直交する方向から挿入口５９に挿入される。次に、組立て治具６１からインクジェットヘッド１を取り外すことで、インクジェットヘッド１の製造工程が終了する。
【００４９】
前記構成のインクジェットヘッド１によれば、基板本体３１の第２の側縁４４に、嵌合部４８が設けられている。これにより、例えば組立て治具６１のような治具を用いて、基板本体３１を固定できる。これにより、基板本体３１とケーブル５８のような部品とを組立てる際に、電極３２とＦＣＰ３３のような回路板との間の接続部分に負荷がかかることが抑制される。したがって、回路基板１５が組立て時に損傷することを抑制できる。
【００５０】
詳しく説明すると、ケーブル５８の端子５８ａは、コネクタ３４の挿入口５９に、第１の側縁４３と直交する方向から挿入される。一方、第２の側縁４４に設けられた嵌合部４８に、組立て治具６１の固定部７３が嵌合される。これにより、基板本体３１が第１の側縁４３と直交する方向において固定される。このため、コネクタ３４に端子５８ａが挿入されることによる外力を受けても、基板本体３１は押し下げられずに定位置に保持される。
【００５１】
基板本体３１が保持されることで、電極３２に半田付けされたＦＣＰ３３は定位置に留まり、負荷がかかることを免れる。したがって、電極３２とＦＣＰ３３との間の接続部分が、組立て時の外力によって損傷することを抑制できる。
【００５２】
固定部７３の頂点Ｐ１は、ヘッド本体１１が受け部６４にセットされた際に、嵌合部４８の頂点Ｐ２よりも高い位置に配置される。固定部７３が嵌合部４８に挿入される際、固定部７３によって基板本体３１が持ち上げられる。これにより、基板本体３１が押し下げられることで電極３２とＦＣＰ３３との間の接続部分に負荷がかかることを防止できる。
【００５３】
第１の縁部５１と第１の側縁４３との間の角度は、０°以上かつ９０°より小さい。これにより、製造時に嵌合部４８の第１の縁部５１の傾斜角や、固定部７３の上縁７６の傾斜角にばらつきが生じたとしても、固定部７３を嵌合部４８に嵌合させることができる。
【００５４】
固定部７３は、先端が切り落とされた三角形状に形成されている。これにより、製造時に嵌合部４８の第１の縁部５１の傾斜角や、固定部７３の上縁７６の傾斜角にばらつきが生じたとしても、固定部７３を嵌合部４８に嵌合させることができる。
【００５５】
図１１は、インクジェットヘッド１および組立て治具６１の変形例を示す正面図である。図１１に示すように、嵌合部４８は、第２の側縁４４からそれぞれ突出する凸部であっても良い。これに対応し、固定部７３は、当接面７１に設けられた切欠であっても良い。
【００５６】
上記実施の形態において、一つの回路基板１５に一対の嵌合部４８が設けられていた。本発明はこれに限らず、一つの回路基板１５に一つの嵌合部４８のみが設けられていても良い。また、ＦＣＰ３３が回路板の一例であったが、回路板はフレキシブルプリント配線板のような他の回路板であっても良い。
【００５７】
以上述べた少なくとも一つの実施形態の回路基板によれば、第１の側縁と交差する方向にケーブルが挿入されるコネクタが第１の面および第２の面のいずれか一方に取り付けられ、前記第１の側縁と交差する第２の側縁に嵌合部が設けられる。これにより、組立て時の回路基板の損傷を抑制できる。
【００５８】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００５９】
１…インクジェットヘッド、１１…ヘッド本体、１５…回路基板、３１…基板本体、３２…電極、３３…ＦＣＰ、３４…コネクタ、４１…第１の面、４２…第２の面、４３…第１の側縁、４４…第２の側縁、４８…嵌合部、５１…第１の縁部、５２…第２の縁部、５８…ケーブル、６１…組立て治具、６４…受け部、７３…固定部。
【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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