(57)【要約】  本発明は、プリンタ、特にシリアルプリンタであって、印刷像を露光するための露光ヘッドが設けられており、露光ヘッドハウジングが設けられており、露光ヘッドハウジングに、リフレクタ（１１，１２，１３，１４，３６，３７）によって少なくとも部分的に包囲されたランプ（１８）が配置されており、ランプ（１８）が、運転時に放射を照射するようになっており、放射が、リフレクタ（１１，１２，１３，１４，３６，３７）によって、光硬化性インキで印刷可能な印刷像平面（４０）に向けられるようになっている形式のものに関する。光硬化性インキを硬化するための露光ヘッドを備えたそのようなプリンタを卓上機器の寸法で事務用に使用するために、楕円形のリフレクタ（１１，１２）ならびに偏平なリフレクタ（１３，１４，３６，３７）が、露光ヘッドハウジング内に取り付けられている。さらに前述の課題を解消する提案によれば、送風ユニットが少なくとも１つの空気ガイド通路を介して露光ヘッドと接続されており、空気ガイド通路は、リフレクタ（１１，１２，１３，１４）と露光ヘッドハウジングの側壁との間で冷気室（４８）に開口している。【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリンタ、特にシリアルプリンタであって、
印刷像を露光するための露光ヘッドが設けられており、露光ヘッドハウジングが設けられており、該露光ヘッドハウジングに、リフレクタ（１１，１２，１３，１４，３６，３７）によって少なくとも部分的に包囲されたランプ（１８）が配置されており、該ランプ（１８）が、運転時に放射を照射するようになっており、放射が、リフレクタ（１１，１２，１３，１４，３６，３７）によって、光硬化性インキで印刷可能な印刷像平面（４０）に向けられるようになっている形式のものにおいて、
楕円形のリフレクタ（１１，１２）ならびに偏平なリフレクタ（１３，１４，３６，３７）が、露光ヘッドハウジング内に取り付けられていることを特徴とする、プリンタ。
【請求項２】
偏平なリフレクタが、露光ヘッドハウジングの対向する側壁に配置されていて、かつ平面リフレクタ（１３，１４）として形成されている、請求項１記載のプリンタ。
【請求項３】
平面リフレクタ（１３，１４）が、ランプ（１８）から印刷像平面（４０）に向かって互いに傾斜して延びている、請求項１または２記載のプリンタ。
【請求項４】
平面リフレクタ（１３，１４）が、ランプ（１８）から印刷像平面（４０）に向かってホッパ状に互いに離間して延びている、請求項１から３までのいずれか１項記載のプリンタ。
【請求項５】
平面リフレクタ（１３，１４）が、印刷像平面（４０）に対して垂直に位置する平面に関して互いに対称的に延びている、請求項１から４までのいずれか１項記載のプリンタ。
【請求項６】
偏平なリフレクタが、ランプ（１８）の、印刷像平面（４０）とは反対側に配置されていて、かつリフレクタエレメント（３６，３７）として形成されている、請求項１から５までのいずれか１項記載のプリンタ。
【請求項７】
ランプ（１８）が、管状のジオメトリを有する水銀灯として形成されている、請求項１から６までのいずれか１項記載のプリンタ。
【請求項８】
偏平なリフレクタエレメント（３６，３７）が、ランプ（１８）の横方向でみて傾斜して配置されている、請求項１から７までのいずれか１項記載のプリンタ。
【請求項９】
リフレクタエレメントが、楕円形のリフレクタ（１１，１２）および／または平面リフレクタ（１３，１４）から出発して、ランプ（１８）の横方向で延びている、請求項７または８記載のプリンタ。
【請求項１０】
ランプ（１８）が、楕円形のリフレクタ（１１，１２）の第１の焦点（３４）に位置決めされている、請求項１から９までのいずれか１項記載のプリンタ。
【請求項１１】
楕円形のリフレクタ（１１，１２）の第２の焦点（３５）が印刷像平面（４０）の領域に位置するように、楕円形のリフレクタ（１１，１２）とランプ（１８）と印刷像平面（４０）とが相対的に配置されている、請求項１０記載のプリンタ。
【請求項１２】
送風ユニットが、少なくとも１つの空気ガイド通路を介して、露光ヘッドと接続されており、空気ガイド通路が、リフレクタ（１１，１２，１３，１４）と露光ヘッドハウジングの側壁との間で冷気室（４８）に開口している、特に請求項１から１１までのいずれか１項記載のプリンタ。
【請求項１３】
空気ガイド通路が、ランプ（１８）の発光体（３９）を通ってガイドされている、請求項１２記載のプリンタ。
【請求項１４】
ランプ（１８）が、露光ヘッドに取り付けるための少なくとも１つのランプソケット（２６，２７）を備えており、ランプソケット（２６，２７）が、空気ガイド通路に突入している、請求項１３記載のプリンタ。
【請求項１５】
加熱された空気を排出するための入口開口と出口開口とを備えた排気通路（６，７）が、露光ヘッドと接続されている、請求項１２から１４までのいずれか１項記載のプリンタ。
【請求項１６】
排気通路（６，７）の入口開口が、露光ヘッドハウジングの側壁とリフレクタ（１１，１２，１３，１４）との間に設けられている、請求項１５記載のプリンタ。
【請求項１７】
プリンタハウジングが設けられており、該プリンタハウジングに、加熱された排気を排出するための、出口開口に配設された吹出開口が設けられている、請求項１６記載のプリンタ。
【請求項１８】
印刷ヘッドハウジングに、露光ヘッドの往復運動のためのガイド手段が設けられており、排気通路（６，７）の出口開口が、露光ヘッドの１箇所で、プリンタハウジングの吹出開口に配設されている、請求項１７記載のプリンタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念に記載の形式の、光硬化性インキで印刷像を露光するための露光ヘッドを備えたプリンタ、特にシリアルプリンタに関する。
【０００２】
シリアルプリンタもしくはラインプリンタは、１行のなかで順次文字ごとに印刷するプリンタである。このようなプリンタは、安価に製造することができ、確実に運転し、かつ寸法が小さいので、卓上機器として適している。このような形式のプリンタは、活字プリンタ、ドットプリンタまたはインク式プリンタとして拡張されている。インク式プリンタで光硬化性インキが用いられると、印刷ヘッドに対して追加的に、キャリッジ上でガイドされる露光ヘッドが必要であり、露光ヘッドは、印刷像を、印刷後に比較的高い放射強度で露光して、これによって硬化する。
【０００３】
高い放射強度を得るために、シートオフセット印刷機では、水銀灯を備えた露光ヘッドを使用することが公知であり、水銀灯は、運転時に約９００°Ｃの温度に達する。このような露光ヘッドは、比較的大きな寸法と、比較的大きな電気設備容量とによって、卓上機器に用いるのには適していない。多くの場合キロワット範囲である発生する熱量の導出は、卓上機器においては解消できない困難を伴うことになる。一部では、シートオフセット印刷機において水冷式の露光ヘッドが用いられ、水冷式の露光ヘッドでは、単独で卓上機器の寸法を大幅に超える寸法を有する冷却装置が要求される。
【０００４】
キャリッジ上の複数の印刷ヘッドで印刷像の複数行を同時に出力する大型プロッタ装置において露光ヘッドを使用することも公知である。大型プロッタ装置は、空冷式であり、その大きな寸法および大きな電気損失出力に基づいて、卓上機器には適していない。高出力のファンでは、オフィス仕様（事務用）にとって許容できる卓上機器の騒音水準を大幅に超える騒音が発生する。騒音は減衰されずに直に周囲に達する。なぜならば大型プロッタ装置は、ハウジングを備えていないからである。ハウジングを取り付けるとすると、熱エネルギがハウジング内で滞留して、熱的な損傷をもたらす恐れがある。さらに放射ガイドのために装着されたリフレクタを備えた露光ヘッドは、シリアルプリンタの要求にとって適当ではない。なぜならば縦長に延びる管などのランプが用いられるからである。
【０００５】
したがってこのような技術状況を鑑みて、本発明の課題は、光硬化インキを硬化するための露光ヘッドを備えたプリンタを改良して、オフィス仕様の卓上機器として適したものを提供することである。
【０００６】
本発明によれば、この課題は、請求項１および／または請求項１２の特徴部に記載の構成を有するプリンタによって解決される。
【０００７】
本発明は、プリンタ、特にシリアルプリンタであって、印刷像を露光するための露光ヘッドが設けられており、露光ヘッドハウジングが設けられており、露光ヘッドハウジングに、リフレクタによって少なくとも部分的に包囲されたランプが配置されており、ランプが、運転時に放射を照射するようになっており、放射が、リフレクタによって、光硬化性インキで印刷可能な印刷像平面に向けられるようになっている形式のものにおいて、楕円形のリフレクタならびに偏平なリフレクタが、露光ヘッドハウジング内に取り付けられていることを特徴とする。
【０００８】
有利には、偏平なリフレクタが、露光ヘッドハウジングの対向する側壁に配置されていて、かつ平面リフレクタとして形成されている。
【０００９】
有利には、平面リフレクタが、ランプから印刷像平面に向かって互いに傾斜して延びている。
【００１０】
有利には、平面リフレクタが、ランプから印刷像平面に向かってホッパ状に互いに離間して延びている。
【００１１】
有利には、平面リフレクタが、印刷像平面に対して垂直に位置する平面に関して互いに対称的に延びている。
【００１２】
有利には、偏平なリフレクタが、ランプの、印刷像平面とは反対側に配置されていて、かつリフレクタエレメントとして形成されている。
【００１３】
有利には、ランプが、管状のジオメトリを有する水銀灯として形成されている。
【００１４】
有利には、偏平なリフレクタエレメントが、ランプの横方向でみて傾斜して配置されている。
【００１５】
有利には、リフレクタエレメントが、楕円形のリフレクタおよび／または平面リフレクタから出発して、ランプの横方向で延びている。
【００１６】
有利には、ランプが、楕円形のリフレクタの第１の焦点に位置決めされている。
【００１７】
有利には、楕円形のリフレクタの第２の焦点が印刷像平面の領域に位置するように、楕円形のリフレクタとランプと印刷像平面とが相対的に配置されている。
【００１８】
有利には、送風ユニットが、少なくとも１つの空気ガイド通路を介して、露光ヘッドと接続されており、空気ガイド通路が、リフレクタと露光ヘッドハウジングの側壁との間で冷気室に開口している。
【００１９】
有利には、空気ガイド通路が、ランプの発光体を通ってガイドされている。
【００２０】
有利には、ランプが、露光ヘッドに取り付けるための少なくとも１つのランプソケットを備えており、ランプソケットが、空気ガイド通路に突入している。
【００２１】
有利には、加熱された空気を排出するための入口開口と出口開口とを備えた排気通路が、露光ヘッドと接続されている。
【００２２】
有利には、排気通路の入口開口が、露光ヘッドハウジングの側壁とリフレクタとの間に設けられている。
【００２３】
有利には、プリンタハウジングが設けられており、プリンタハウジングに、加熱された排気を排出するための、出口開口に配設された吹出開口が設けられている。
【００２４】
有利には、印刷ヘッドハウジングに、露光ヘッドの横方向運動のためのガイド手段が設けられており、排気通路の出口開口が、露光ヘッドの１箇所で、プリンタハウジングの吹出開口に配設されている。
【００２５】
請求項１記載のプリンタは、印刷像を露光するための露光ヘッドと露光ヘッドハウジングとを備えており、露光ヘッドハウジングに、リフレクタによって少なくとも部分的に包囲されたランプが配置されており、ランプが、運転時に放射を照射するようになっており、放射が、リフレクタによって、光硬化インキで印刷可能な印刷像平面に向けられるようになっている。このようなプリンタは卓上プリンタとして用いることができ、ランプから印刷像平面に照射される放射の強度が十分に大きくなっていることが重要であり、これによってインクが硬化され、露光ヘッドのランプから放出される損失熱は、卓上プリンタに組込可能な冷却器によって、露光ヘッドおよびプリンタからたとえば周囲にガイドして放出することができる。
【００２６】
このような利点は、本発明の請求項１によれば、露光ヘッドハウジング内に楕円形のリフレクタならびに偏平なリフレクタを配置することによって達成される。
【００２７】
ジオメトリの異なるリフレクタの組み合わせによって、ランプから全方向に照射される放射は、単に楕円形のリフレクタが設けられている場合よりも、より多くの部分で印刷像平面にガイドされる。このことは一方では偏平なリフレクタが露光ヘッドハウジングの対向する側壁に配置されていて、平面リフレクタとして形成されていることによって得られる。これによって特に典型的には印刷像平面の中央領域よりも僅かな放射強度で形成される縁部領域がより強く照射される。
【００２８】
この場合平面リフレクタの反射面は、ランプの主照射方向に対して傾斜しており、印刷行方向でみて縁部で集束されるビーム領域は、ランプの反射像によって、集束平面上で強められる。
【００２９】
露光される印刷像区分の縁部領域をさらに拡大するために、有利には、平面リフレクタが、ランプから印刷像平面に向いてホッパ状に互いに離れて延びている。照射される印刷像区分の拡大によって、インクを硬化するのに必要な滞留時間は短縮される。したがってプリンタの印刷速度を高めることができる。放射強度を高めるために、偏平なリフレクタは、ランプの、印刷平面とは反対側に配置されていて、かつリフレクタエレメントとして形成されている。このようなリフレクタエレメントによって、ランプから印刷像平面とは反対向きに放出された放射は、印刷像平面に向かってガイドされる。これによって印刷像平面の放射強度を高める他に、ランプの放射による露光ヘッドハウジングの加熱が低減される。
【００３０】
本発明の別の対象は、請求項１２に記載した印刷機であり、印刷像を露光するための露光ヘッドと露光ヘッドハウジングとを備えており、露光ヘッド内に、リフレクタによって少なくとも部分的に包囲されたランプが配置されており、ランプは、運転時に放射を照射するようになっており、放射は、リフレクタによって光硬化性インキで印刷可能な印刷像平面にガイドされる。
【００３１】
このようなプリンタでは、本発明によれば、送風ユニットが少なくとも１つの空気ガイド通路を介して露光ヘッドと接続されており、この場合空気ガイド通路は、リフレクタと露光ヘッドハウジングの側壁との間で冷気室に通じている。
【００３２】
このような構成によって、ランプの発光体は、リフレクタによって絶縁された内室に位置する。これによってランプの最適な運転状況が得られ、このことは耐用期間にポジティブに影響する。追加的に露光ヘッドに集中的な冷却が最小スペースで達成される。本発明の別の実施形態では、ランプは、露光ヘッドハウジング内で、少なくとも１つのランプソケットを介して取り付けられており、この場合ランプソケットは、空気ガイド通路に突入している。これによってランプソケットは、効果的に空気流内で冷却され、露光ヘッドハウジングへの熱伝達は効果的に低減される。このような空気ガイドは、特に約９００の運転温度を有する水銀灯を用いる際に重要であり、これによって露光ヘッドハウジングの熱的な破損が防止される。
【００３３】
露光ヘッドから加熱された空気もしくは損失熱を排出するために、入口開口および出口開口を備えた、露光ヘッドと結合された排気通路が設けられている。有利には、排気通路の入口開口は、露光ヘッドハウジングの側壁とリフレクタとの間に配置されている。本発明の特に有利な実施形態によれば、プリンタハウジング内に、加熱された排気を導出するための吹出開口が設けられており、吹出開口は、有利には露光ヘッドハウジングの空気通路の出口開口に対応して配置されている。これによって露光ヘッドハウジング内でランプから運転時に発生する損失熱は、冷媒、たとえば空気を介して、たとえば周囲に搬送することができる。
【００３４】
次に図面につき本発明の実施例を説明する。
【００３５】
本発明は、露光ヘッドの組み付けられたプリンタハウジングを備えたプリンタ、特にシリアルプリンタに関する。露光ヘッドは、本発明の主要構成部材である。したがって図面には、単に露光ヘッドを図示し、プリンタは図示しない。
【００３６】
図１に斜視図で示したように、露光ヘッドは、角度部材１，２を備えた露光ヘッドハウジングを有している。角度部材１，２に、プラグコネクタ４を備えたプリント基板３と、送風ユニットとして形成されたファン１０とが載置されている。側方で両角度部材１，２に、同形の排気通路６，７が取り付けられており、排気通路６，７は、取外可能なセグメント８，９を備えている。排気通路６，７において交互にセグメント８，９を取り外すことによって出口開口が形成され、出口開口を通って、露光ヘッド内で加熱された排気４４は、片側で露光ヘッドハウジングから所望の形式で通気することができる。
【００３７】
少なくとも１つの出口開口は、プリンタハウジング内に設けられた対応する吹出開口と流れ接続されており、これによって加熱された排気は、プリンタからたとえば周囲に送出される。プリンタハウジング内に、露光ヘッドおよび光硬化インキを有するプリンタヘッドのためのガイド手段として、キャリッジまたはレールが取り付けられており、キャリッジまたはレールを介して、露光ヘッドおよびプリンタヘッドは、プリンタの印刷過程に際して、駆動装置を介して制御され、横方向で側方の２つの終了位置の間で往復運動される。プリンタハウジングによる良好な遮音を達成して、しかも加熱された排気を放出するために、プリンタハウジングは、１つの吹出開口しか有していない。プリンタハウジングの吹出開口および排気通路６，７の出口開口は、それぞれ開口が露光ヘッドの終端位置で流れ接続するように配置されている。この位置で、露光ヘッドは、印刷時に短時間停止され、加熱された排気は、プリンタハウジングから送出される。
【００３８】
露光ヘッドの光出射面を示した図２の斜視図から看取されるように、露光ヘッドは、追加的に楕円形のリフレクタ１１，１２ならびに平面リフレクタ（Kreuzreflektor）１３，１４を備えている。光出射開口は、ガラスディスク１５によってカバーされ、ガラスディスク１５は、放射影に位置するばねエレメント１６，１７によって固定されている。露光ヘッドのランプ１８は、この方向では図示されていない。
【００３９】
図３および図３Ａに示したように、露光ヘッドハウジングは、主に同種の２つの角度部材１，２によって形成されており、角度部材１，２は、互いに固定式に結合されている。角度部材１，２によって形成される内室に、間隔１９を有して、２つの楕円形支持体２０，２１が挿入され、楕円形支持体２０，２１は、それぞれ楕円形に延びる２つの切欠２２，２３を備えている。このような切欠２２，２３に、楕円形のリフレクタ１１，１２は、光出射側から挿入される。切欠２２，２３が楕円形のリフレクタ１１，１２の厚さよりも僅かに幅広に形成されているので、楕円形のリフレクタ１１，１２は、取付後に、リフレクタ表面に、正確に計算されたジオメトリ構造を有する。保持および給電のために、角度部材１，２の、符合２４，２５で示した内側片に、両側でランプソケット２６，２７が取り付けられている。ランプ１８の上側に、保護シールド２８が設けられており、保護シールド２８は、ランプ１８の上向きの散乱放射をシールドし、追加的にソケットばね２９，３０の力に対して角度部材１，２の両方の内側片２４，２５を安定させる。
【００４０】
角度部材１，２の上方に、露光ヘッドに給電するためのプラグコネクタ４を備えたプリント基板３が設けられており、プリント基板３は、空気フィルタ５の取り付けられたファン１０によってかカバーされている。露光ヘッドの光出射開口は、ガラスディスク１５によって、汚れおよび損傷に対してカバーされている。ガラスディスク１５は、ばねエレメント１６，１７によって保持され、ばねエレメント１６，１７は、放射影において、楕円形リフレクタ１，２の、形成された屈曲部３１，３２の後方で係止されている。これによって直のビーム路におけるばねエレメントの加熱が回避される。露光ヘッドにおける冷気ガイドは、３次元的に行われ、片側で波線４４によって示した。別の側では、冷気ガイドは鏡像的に行われる。
【００４１】
図４および図４Ａに示したように、ランプ１８は、円筒形の外套面で、全面的に同時に光を放射する。ランプ１８は、楕円形のリフレクタ１１，１２の第１の焦点３４に配置されている。第２の焦点３５には、プリンタの印刷像平面４０が存在する。ランプ１８の上方で、平面リフレクタ１３，１４は、反射エレメントとして形成された領域３６，３７を有している。領域３６，３７は、主放射軸３８に対して傾斜しており、反射放射４９がランプ１８の発光体３９を広範囲に通過して放射され、これによってランプ１８は不必要に加熱されず、反射放射４９は印刷像平面４０の露光に対して追加的に使用される。
【００４２】
ランプ１８の発光体３９から半径方向で放射される光は、楕円形のリフレクタ１１，１２によって、印刷像平面４０の領域４５に集束され、したがってランプ１８の直接的な放射に対して幾倍強められる。
【００４３】
図３に示したように、高い放射密度を有する領域４５は、ランプの縦軸線の方向で測定するとランプ１８の発光体３９と同じ長さである。印刷像をできるだけ高い印刷速度で硬化するために、印刷方向でみて印刷像平面４０上で適当な露光強度を有するできるだけ長い露光域が有利である。このことを達成するために、平面リフレクタ１３，１４は、ランプ１８の主放射方向３８に対してある程度傾斜しており、発光体３９の反射像４６は、平面リフレクタ１３，１４によって、それぞれ楕円形のリフレクタ１１，１２によって形成される領域４５に次いで、高い光密度で印刷像平面４０に画像形成される。これによって高い放射密度の域４５，４６が形成され、域４５，４６は、露光ヘッドの光出射幅全体にわたって延びている。印刷後のインクの硬化プロセスを加速し、かつ印刷像の滲みを回避するために、印刷像平面は、露光ヘッドから１ｍｍ〜２ｍｍだけ離して配置されている。
【００４４】
露光ヘッドと送風ユニットとは、空気ガイド通路を介して互いに結合されており、空気ガイド通路は、符号４４で示した波線に沿ってガイドされる。空気ガイド通路は、ランプ１８の発光体３９を通過してガイドされており、この場合ランプソケット２６，２７は、空気ガイド通路に突入している。空気ガイド通路は、リフレクタ１１，１２，１３，１４と露光ヘッドハウジングの側壁との間で冷気室４８に開口し、排気通路７，８と流れ接続されている。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】露光ヘッドの１実施例を示す斜視図である。
【図２】露光ヘッドの光出射側を示す斜視図である。
【図３】放射ガイドおよび冷気ガイドと共に露光ヘッドを示す横断面図である。
【図３Ａ】図３の露光ヘッドの投影横断面図である。
【図４】冷気ガイドおよび反射放射の一部と共に露光ヘッドを示す横断面図である。
【図４Ａ】楕円形支持体を別の角度で示す図である。
【符号の説明】
【００４６】
１  角度部材、  ２  角度部材、  ３  プリント基板、  ４  プラグコネクタ、  ５  フィルタ、  ６  排気通路、  ７  排気通路、  ８  取外可能なセグメント、  ９  取外可能なセグメント、  １０  ファン、  １１  楕円形のリフレクタ、  １２  楕円形のリフレクタ、  １３  平面リフレクタ、  １４  平面リフレクタ、  １５  ガラスディスク、  １６  板ばね、  １７  板ばね、  １８  ランプ、  １９  間隔、  ２０  楕円形の支持体、  ２１  楕円形の支持体、  ２２  楕円形の切欠、  ２３  楕円形の切欠、  ２４  内側片、  ２５  内側片、  ２６  ランプソケット、  ２７  ランプソケット、  ２８  保護シールド、  ２９  ソケットばね、  ３０  ソケットばね、  ３１  屈曲部、  ３２  屈曲部、  ３４  焦点、  ３５  第２の焦点、  ３６  リフレクタエレメント、  ３７  リフレクタエレメント、  ３８  主放射方向、  ３９  発光体、  ４０  印刷像平面、  ４１  ランプ軸、  ４２  ランプベース、  ４３  ランプベース、  ４４  冷気、  ４５  高い放射強度を有する領域、  ４６  発光体の反射像、  ４７  リフレクタ内室、  ４８  冷気室、  ４９  反射放射の一部、  ５０  保護シールドにおける切欠
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図３Ａ】
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【図４】
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【図４Ａ】
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【国際調査報告】
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