(57)【要約】【課題】印刷用紙の残量が変わっても給紙トレイから捌きローラに安定した給紙位置に印刷用紙を給紙すること。【解決手段】給紙トレイ１３０の底板１３４の揺動角度（傾斜）、つまり、印刷用紙１０の上面の傾斜角度に関係なく、給紙トレイ１３０の印刷用紙１０の上面にその法線方向から当接する当接子１８３を用いて、印刷用紙１０の上面の上限位置を検知するようにした。このため、給紙トレイ１３０の印刷用紙１０の上面にその法線方向から当接する当接子１８３のスライド位置に基づいて印刷用紙１０の上限位置が決まる。よって、印刷用紙１０の傾斜角度、つまり、給紙トレイ１３０の底板１３４の水平方向に対する揺動角度に応じて、印刷用紙１０の上限位置が個別に定まることになる。言い換えると、給紙トレイ１３０の印刷用紙１０の残量に応じて、印刷用紙１０の上限位置が個別に定まることになる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
給紙トレイの印刷用紙が給紙ローラに接触するように前記給紙トレイの底板を上方に揺動させる揺動駆動源を、前記印刷用紙の給紙方向先頭側が上限位置に到達したことを検知する上限検知センサを用いて制御することで、前記給紙ローラから捌きローラに前記印刷用紙を給紙する画像形成装置において、
前記上限検知センサは、固定の支点により回転可能に支持されたセンサ保持体に保持されていて、かつ、前記センサ保持体の回転軸の径方向にスライド可能に支持された当接子と、該当接子の有無を前記径方向へのスライド経路上で検出する検出デバイスとを有しており、
前記当接子は、前記給紙トレイの印刷用紙の上面に給紙方向先頭側において当接し、該上面の法線方向に前記当接子のスライド可能な方向が一致する姿勢に前記センサ保持体を回転させるように構成されている、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記センサ保持体は、前記捌きローラの接線上に位置する前記印刷用紙の上面に当接した前記当接子を前記検出デバイスが検出すると共に、前記接線の下方に位置する前記印刷用紙の上面に当接した前記当接子を前記検出デバイスが検出しないように構成されてい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】
前記センサ保持体は、前記支点により回転可能に支持され前記検出デバイスが固定されたベース片と、該ベース片から延出する延出片とを有しており、前記当接子は、前記延出片を貫通し該延出片により前記径方向にスライド可能に支持されたスライドシャフトと、該スライドシャフトの前記径方向における一端に設けられて前記印刷用紙の上面に当接する当接片と、前記スライドシャフトの前記径方向における他端に設けられて前記延出片を挟んで前記当接片とは反対側に配置された検出片とを有しており、該検出片の有無を前記検出デバイスが検出することを特徴とする請求項１又は２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、給紙トレイから搬送経路へ印刷用紙を給送する給紙経路を有し、搬送経路上を搬送される印刷用紙に画像を形成する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像形成装置では、印刷に係る印刷用紙を収納する給紙トレイが備えられており、この給紙トレイに積載された印刷用紙が給紙経路を経て搬送経路に給紙される。給紙経路では、給紙ローラが給紙トレイの印刷用紙を１枚ずつピックアップして捌きローラに給紙し、さらに、捌きローラが搬送経路に印刷用紙を給紙する。
【０００３】
このような給紙トレイを備える画像形成装置では、給紙トレイ内の底板を印刷用紙の残量に応じて揺動させて、印刷用紙を底板ごと持ち上げることで、印刷用紙の給紙方向先端側の上面位置を給紙ローラに当接する高さに常に維持するのが一般的である。
【０００４】
そして、給紙トレイ上に積載された印刷用紙の残量が減ったら、印刷用紙の上面が給紙ローラから離れるのを防ぐために、印刷用紙の上面位置が上限位置に達したことを上限検知センサが検知するまで底板を上方に揺動させている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−３１０６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、給紙トレイの印刷用紙の上面位置が上限位置に達したことを上限検知センサが検出したときの底板の揺動角度は、給紙トレイ内の印刷用紙の残量によって異なる。例えば、印刷用紙の残量が少なければ、残量が多い場合に比べて底板の傾斜がきつくなる。底板上の印刷用紙の上面の傾斜も底板と同様に、印刷用紙の残量によって変わる。
【０００７】
このように、印刷用紙の傾斜角度が印刷用紙の残量によって変わると、給紙ローラによりピックアップされた印刷用紙の捌きローラに対する供給角度が不安定になり、その結果、印刷用紙の捌きローラに対する給紙位置がばらついてしまう。このため、印刷用紙の上面位置を上限検知センサにより一定の高さに管理して、給紙ローラによる印刷用紙のピックアップを確実にしても、捌きローラにおいて印刷用紙の重送や空送が発生する可能性がある。
【０００８】
本発明は前記事情に鑑みなされたもので、本発明の目的は、印刷用紙の残量が変わっても給紙トレイから捌きローラに安定した給紙位置に印刷用紙を給紙することができる画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、請求項１に記載した本発明の画像形成装置は、
給紙トレイの印刷用紙が給紙ローラに接触するように前記給紙トレイの底板を上方に揺動させる揺動駆動源を、前記印刷用紙の給紙方向先頭側が上限位置に到達したことを検知する上限検知センサを用いて制御することで、前記給紙ローラから捌きローラに前記印刷用紙を給紙する画像形成装置において、
前記上限検知センサは、固定の支点により回転可能に支持されたセンサ保持体に保持されていて、かつ、前記センサ保持体の回転軸の径方向にスライド可能に支持された当接子と、該当接子の有無を前記径方向へのスライド経路上で検出する検出デバイスとを有しており、
前記当接子は、前記給紙トレイの印刷用紙の上面に給紙方向先頭側において当接し、該上面の法線方向に前記接触子のスライド可能な方向が一致する姿勢に前記センサ保持体を回転させるように構成されている、
ことを特徴とする。
【００１０】
また、請求項２に記載した本発明の画像形成装置は、請求項１に記載した本発明の画像形成装置において、前記センサ保持体は、前記捌きローラの接線上に位置する前記印刷用紙の上面に当接した前記当接子を前記検出デバイスが検出すると共に、前記接線の下方に位置する前記印刷用紙の上面に当接した前記当接子を前記検出デバイスが検出しないように構成されていることを特徴とする。
【００１１】
さらに、請求項３に記載した本発明の画像形成装置は、請求項１又は２に記載した本発明の画像形成装置において、前記センサ保持体は、前記支点により回転可能に支持され前記検出デバイスが固定されたベース片と、該ベース片から延出する延出片とを有しており、前記当接子は、前記延出片を貫通し該延出片により前記径方向にスライド可能に支持されたスライドシャフトと、該スライドシャフトの前記径方向における一端に設けられて前記印刷用紙の上面に当接する当接片と、前記スライドシャフトの前記径方向における他端に設けられて前記延出片を挟んで前記当接片とは反対側に配置された検出片とを有しており、該検出片の有無を前記検出デバイスが検出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、印刷用紙の残量が変わっても給紙トレイから捌きローラに安定した給紙位置に印刷用紙を給紙することができる。
【００１３】
即ち、請求項１に記載した本発明の画像形成装置によれば、給紙トレイの印刷用紙の上面にその法線方向から当接する当接子のスライド位置に基づいて印刷用紙の上限位置が決まる。このため、印刷用紙の傾斜角度、つまり、給紙トレイの底板の水平方向に対する揺動角度に応じて、印刷用紙の上限位置が個別に定まることになる。言い換えると、給紙トレイの印刷用紙の残量に応じて、印刷用紙の上限位置が個別に定まることになる。
【００１４】
よって、給紙ローラにより捌きローラに給紙される印刷用紙の給紙角度と共に、印刷用紙の上限位置が給紙トレイの印刷用紙の残量に応じて変わるようにして、その組み合わせにより、印刷用紙の残量によらずに印刷用紙が捌きローラに安定した給紙位置で給紙されるようにすることができる。
【００１５】
また、請求項２に記載した本発明の画像形成装置によれば、請求項１に記載した本発明の画像形成装置において、給紙トレイの印刷用紙の残量に関係なく、給紙トレイの印刷用紙が捌きローラの接線上に到達する位置が、印刷用紙の上限位置となる。このため、上限位置において印刷用紙が残量に関係なく捌きローラに接線方向から給紙される。これにより、印刷用紙の残量が変わっても給紙トレイから捌きローラに対して、安定した給紙位置で印刷用紙を確実に給紙することができる。
【００１６】
さらに、請求項３に記載した本発明の画像形成装置によれば、請求項１又は２に記載した本発明の画像形成装置において、検出デバイスがセンサ保持体のベース片に固定されて、ベース片から延出する延出片によりスライド可能に支持された当接子のスライドシャフトと共に、センサ保持体ごと回転する。
【００１７】
このため、給紙トレイの印刷用紙の上面に当接子の当接片が当接して、スライドシャフトのスライド可能な方向が印刷用紙の上面の法線方向と一致するようにセンサ保持体が回転しても、当接子の検出片と検出デバイスとの相対位置がセンサ保持体の回転方向において変わらないようにすることができる。これにより、当接子を通じて印刷用紙の上限位置を精度よく検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態に係る印刷装置の印刷用紙搬送経路の概要を示す概略図である。
【図２】（ａ），（ｂ）は図１の筐体内部の給紙トレイとその給紙機構の要部の位置関係を印刷用紙の残量が少ないときと多いときについてそれぞれ模式的に示す説明図である。
【図３】図２（ａ），（ｂ）の上限検知ユニットの概略構成を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
（印刷装置の全体構成）
本発明の画像形成装置の実施形態を、インクジェット方式のラインカラープリンタによる印刷装置を例に取って、図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る印刷装置の印刷用紙搬送経路の概要を示す概略図である。なお、図中、駆動部を構成するローラの個数は適宜省略している。
【００２０】
図１に示す本実施形態の印刷装置１００（画像形成装置）は、多数のノズルが形成されたインクヘッドを複数備えている。そして、印刷装置１００は、それぞれのインクヘッドから黒又はカラーインクを吐出してライン単位で印刷を行い、搬送ベルト上の記録用紙上に複数の画像を互いに重なり合うように形成する。
【００２１】
印刷装置１００は、環状の搬送経路上を搬送される印刷用紙１０に画像を形成する。この搬送経路は、用紙を供給する給紙系搬送路ＦＲと、この給紙系搬送路ＦＲからヘッドユニット１１０を経て排紙経路ＤＲへ至る通常経路ＣＲと、通常経路ＣＲに分岐接続された反転経路ＳＲとから概略構成されている。
【００２２】
給紙系搬送路ＦＲにおいて、印刷用紙１０は、筐体側面の外部に配設され、印刷用紙１０を積層して収納するサイド給紙トレイ１２０と、筐体内部に設けられた複数の給紙トレイ１３０（１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄ）とから給紙される。本実施形態では、筐体内部の給紙トレイ１３０（１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄ）が、請求項中の給紙トレイに相当している。
【００２３】
サイド給紙トレイ１２０、給紙トレイ１３０のいずれかから給紙された印刷用紙１０は、ローラ等の駆動機構によって筐体内の給紙系搬送路ＦＲに沿って搬送され、印刷用紙１０の先頭部分の基準位置であるレジスト部Ｒに導かれる。そして、このレジスト部Ｒのレジストローラ２４０に対し、これより上流の各ローラ駆動によって印刷用紙１０の供給動作が行われる。
【００２４】
給紙トレイ１３０は給紙機構として、給紙トレイ１３０の一番上の印刷用紙１０を１枚ずつピックアップする給紙ローラ１３１と、給紙ローラ１３１でピックアップされた印刷用紙１０が給紙される捌きローラ１３２とを有している。捌きローラ１３２は、給紙された印刷用紙１０をレジスト部Ｒのレジストローラ２４０に給紙する。
【００２５】
一方、レジスト部Ｒの搬送方向下流側には、画像形成部が設けられている。この画像形成部には、複数の印字ヘッドを備えたヘッドユニット１１０が設けられている。印刷用紙１０は、ヘッドユニット１１０の対向面に設けられた搬送ベルト１６０によって印刷条件により定められる速度で搬送されながら、各印字ヘッドから吐出されたインクによりライン単位で画像形成される。
【００２６】
印刷済みの印刷用紙１０は、さらに、ローラ等の駆動機構によって通常経路ＣＲ上を搬送される。この通常経路ＣＲには、印刷済みの印刷用紙１０を排出する排紙機構として、排紙口１４０が分岐接続されている。
【００２７】
そして、印刷用紙１０の片側の面のみに印刷を行う片面印刷の場合、印刷用紙１０は、そのまま排紙経路ＤＲを経て、排紙口１４０に導かれて排紙され、排紙口１４０の受台として設けられた排紙台１５０に印刷面を下にして積載されていく。
【００２８】
一方、印刷用紙１０の両面に印刷を行う両面印刷の場合は、表面（最初に印刷される面を「表面」、次に印刷される面を「裏面」とする）印刷終了時には排紙経路ＤＲ側に導かれずに、さらに筐体内を搬送され、反転経路ＳＲに送出される。この排紙経路ＤＲと反転経路ＳＲとの分岐点には、裏面印刷用に搬送路を切り替えるための切替機構１７０が設けられており、切替機構１７０によって排出経路へ送出されなかった印刷用紙１０は、反転経路ＳＲに引き込まれる。
【００２９】
この反転経路ＳＲでは、通常経路ＣＲから用紙が受け渡され、排紙台１５０内に設けられた空間を利用して印刷用紙１０を往復させることにより、用紙の表裏を反転させる所謂スイッチバックを行う。そして、ローラ等の駆動機構によって、切替機構１７２を経由して通常経路ＣＲに戻され、レジスト部Ｒを経て印刷用紙１０が再給紙され、表面と同様の手順によって裏面の印刷が行われる。
【００３０】
その後、裏面の印刷が行われ、両面に画像が形成された印刷用紙１０は、排紙経路ＤＲを通じて排紙口１４０に導かれて排紙され、排紙口１４０の受台として設けられた排紙台１５０に積載されていく。
【００３１】
上述した各部の動作は、演算モジュールである演算処理部３３０により制御される。この演算処理部３３０は、ＣＰＵやＤＳＰ（Digital Signal Processor）等のプロセッサ、メモリ、及びその他の電子回路等のハードウェア、或いはその機能を持ったプログラム等のソフトウェア、又はこれらの組み合わせなどによって構成される。この演算処理部３３０には、操作パネル３４０が接続されており、この操作パネル３４０を通じて、ユーザーによる指示や設定操作を受け付けることができる。
【００３２】
（給紙トレイの給紙機構）
次に、給紙トレイ１３０の給紙機構について説明する。図２（ａ），（ｂ）は給紙トレイ１３０とその給紙機構の要部の位置関係を、印刷用紙の残量が少ないときと多いときについてそれぞれ模式的に示す説明図である。
【００３３】
図２（ａ），（ｂ）に示すように、給紙トレイ１３０は、ヒンジ１３３を介して揺動可能に支持された底板１３４を有しており、底板１３４はトレイモータ１３５の駆動によりヒンジ１３３を介して上下に揺動される。給紙トレイ１３０の上方には、給紙トレイ１３０の印刷用紙１０の上面の上限位置を検出する上限検知ユニット１８０が設けられている。
【００３４】
上限検知ユニット１８０は、図３の斜視図に示すように、印刷装置１００の筐体内に固定配置された支持軸１８１と、支持軸１８１の先端（請求項中の支点に相当）に回転可能に支持されたフレーム１８２（請求項中のセンサ保持体に相当）と、フレーム１８２に設けられた当接子１８３及び透過型センサ１８４（請求項中の検出デバイスに相当）とを有している。なお、本実施形態では、当接子１８３及び透過型センサ１８４によって請求項中の上限検知センサが構成されている。
【００３５】
フレーム１８２は、支持軸１８１により回転可能に支持されたベース片１８２ａと、ベース片１８２ａの下方からＬ字形に延出した延出片１８２ｂとを有しており、ベース片１８２ａに透過型センサ１８４が固定されている。
【００３６】
当接子１８３は、フレーム１８２の延出片１８２ｂを上下に貫通するスライドシャフト１８３ａと、スライドシャフト１８３ａの下端（請求項中の径方向における一端に相当）に取り付けられた当接片１８３ｂと、スライドシャフト１８３ａの上端（請求項中の径方向における他端に相当）に取り付けられた遮光片１８３ｃ（請求項中の検出片に相当）とを有している。
【００３７】
スライドシャフト１８３ａは、フレーム１８２の延出片１８２ｂにより、支持軸１８１の径方向にスライド可能に支持されている。スライドシャフト１８３ａの周面には不図示の抜け止め部が設けられている。これにおり、延出片１８２ｂに対するスライドシャフト１８３ａの抜け落ちが防止されていると共に、延出片１８２ｂに対するスライドシャフト１８３ａのスライドが一定の範囲に制限されている。
【００３８】
当接片１８３ｂは、スライドシャフト１８３ａとの連結部分を頂点とする二等辺三角形状に形成されており、スライドシャフト１８３ａの軸方向と直交する当接片１８３ｂの底面が、給紙トレイ１３０の印刷用紙１０の上面に対する当接面となる。
【００３９】
透過型センサ１８４は、フレーム１８２に固定されて対向配置された発光部１８４ａ及び受光部１８４ｂを有している。発光部１８４ａ及び受光部１８４ｂ間の検出光１８４ｃの光路上には、スライドシャフト１８３ａのスライドにより、当接子１８３の遮光片１８３ｃが進出又は退避する。
【００４０】
このように構成された上限検知ユニット１８０では、図２（ａ），（ｂ）に示すように、給紙トレイ１３０の印刷用紙１０の上面が当接片１８３ｂに近づき接触すると、フレーム１８２が支持軸１８１を中心に回転して、当接片１８３ｂの底面が印刷用紙１０の上面に面接触する姿勢となる。これにより、スライドシャフト１８３ａの中心軸方向（請求項中の接触子のスライド可能な方向に相当）が、印刷用紙１０の上面の法線方向と一致する。
【００４１】
この状態で、演算処理部３３０の制御で駆動されたトレイモータ１３５により給紙トレイ１３０の底板１３４が上方に揺動されると、印刷用紙１０の上面により当接子１８３の当接片１８３ｂが押圧されて、スライドシャフト１８３ａの中心軸方向上方にスライドする。
【００４２】
すると、当接子１８３の遮光片１８３ｃが、それまで退避していた透過型センサ１８４の検出光１８４ｃの光路上に進出して検出光１８４ｃを遮光する。これにより、透過型センサ１８４は印刷用紙１０の上面が上限位置に達したことを検知し、検知信号を演算処理部３３０に出力する。この検知信号を受けて演算処理部３３０は、トレイモータ１３５の駆動を停止させる。
【００４３】
この状態で、給紙トレイ１３０の印刷用紙１０の上面は、残量が少ない図２（ａ）の状態でも、残量が多い図２（ｂ）の状態でも、給紙トレイ１３０の底板１３４の揺動角度（傾斜）、つまり、印刷用紙１０の上面の傾斜角度に関係なく、捌きローラ１３２の接線１３２ａ上に位置している。
【００４４】
このように、本実施形態の印刷装置１００では、給紙トレイ１３０の底板１３４の揺動角度（傾斜）、つまり、印刷用紙１０の上面の傾斜角度に関係なく、給紙トレイ１３０の印刷用紙１０の上面にその法線方向から当接する当接子１８３を用いて、印刷用紙１０の上面の上限位置を検知するようにした。
【００４５】
このため、給紙トレイ１３０の印刷用紙１０の上面にその法線方向から当接する当接子１８３のスライド位置に基づいて印刷用紙１０の上限位置が決まる。よって、印刷用紙１０の傾斜角度、つまり、給紙トレイ１３０の底板１３４の水平方向に対する揺動角度に応じて、印刷用紙１０の上限位置が個別に定まることになる。言い換えると、給紙トレイ１３０の印刷用紙１０の残量に応じて、印刷用紙１０の上限位置が個別に定まることになる。
【００４６】
よって、給紙ローラ１３１により捌きローラ１３２に給紙される印刷用紙１０の給紙角度と共に、印刷用紙１０の上限位置が給紙トレイ１３０の印刷用紙１０の残量に応じて変わるようにして、その組み合わせにより、印刷用紙１０の残量によらずに印刷用紙１０が捌きローラ１３２に安定した給紙位置で給紙されるようにすることができる。
【００４７】
したがって、給紙ローラ１３１により捌きローラ１３２に１枚ずつ給紙される印刷用紙１０は、印刷用紙１０の残量が多い場合も少ない場合も、一定の給紙位置に給紙される。これにより、給紙トレイ１３０の印刷用紙１０の残量次第で捌きローラ１３２が印刷用紙１０を重送したり空送したりするのを防ぐことができる。
【００４８】
また、給紙トレイ１３０の印刷用紙１０の残量に関係なく、給紙トレイ１３０の印刷用紙１０が捌きローラ１３２の接線１３２ａ上に到達する位置が、印刷用紙１０の上限位置となる。このため、上限位置において印刷用紙１０が残量に関係なく捌きローラ１３２に接線１３２ａの方向から給紙される。これにより、印刷用紙１０の残量が変わっても給紙トレイ１３０から捌きローラ１３２に対して、安定した給紙位置で印刷用紙１０を確実に給紙することができる。
【００４９】
さらに、透過型センサ１８４がフレーム１８２のベース片１８２ａに固定されて、ベース片１８２ａから延出する延出片１８２ｂによりスライド可能に支持された当接子１８３のスライドシャフト１８３ａと共に、フレーム１８２ごと回転する。
【００５０】
このため、給紙トレイ１３０の印刷用紙１０の上面に当接子１８３の当接片１８３ｂが当接して、スライドシャフト１８３ａのスライド可能な方向が印刷用紙１０の上面の法線方向と一致するようにフレーム１８２が回転しても、当接子１８３の遮光片１８３ｃと検出デバイス１８４との相対位置がフレーム１８２の回転方向において変わらないようにすることができる。これにより、当接子１８３を通じて印刷用紙１０の上限位置を精度よく検知することができる。
【００５１】
なお、給紙トレイ１３０の印刷用紙１０の残量に関係なく、給紙トレイ１３０の印刷用紙１０が捌きローラ１３２の接線１３２ａ上に到達する位置が、印刷用紙１０の上限位置となるようにするための構成は、省略してもよい。
【００５２】
また、上限検知ユニット１８０の具体的構成は、給紙トレイ１３０の印刷用紙１０の上面の法線方向に当接子１８３がスライド可能でかつ印刷用紙１０の上面に当接可能である限り、図３に示した構成に限らず、他の構成であってもよい。
【符号の説明】
【００５３】
１０  印刷用紙
１００  印刷装置
１１０  ヘッドユニット
１２０  サイド給紙トレイ
１３０  給紙トレイ
１３１  給紙ローラ
１３２  捌きローラ
１３２ａ  接線
１３３  ヒンジ
１３４  底板
１３５  トレイモータ
１４０  排紙口
１５０  排紙台
１６０  搬送ベルト
１７０  切替機構
１７２  切替機構
１８０  上限検知ユニット
１８１  支持軸
１８２  フレーム
１８２ａ  ベース片
１８２ｂ  延出片
１８３  当接子
１８３ａ  スライドシャフト
１８３ｂ  当接片
１８３ｃ  遮光片
１８４  透過型センサ
１８４ａ  発光部
１８４ｂ  受光部
１８４ｃ  検出光
２４０  レジストローラ
３３０  演算処理部
３４０  操作パネル
ＣＲ  通常経路
ＤＲ  排紙経路
ＦＲ  給紙系搬送路
Ｒ  レジスト部
ＳＲ  反転経路
【図１】
2014156332.tif 000003
【図２】
2014156332.tif 000004
【図３】
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