(57)【要約】      （修正有）【課題】環境変化があっても、紙のミスフィードまたは重送を引き起こすことのない印刷装置における給送システムを提供する。【解決手段】例えば、給送システムは、送りロール１０６、リタードロール１０４、可動アーム１２０、バネ１０８、および温度依存性可撓性材料１１０を含む。可動アームは、リタードロールに連結されている。バネは可動アームに連結されている。温度依存性可撓性材料は、バネの下に配置され、印刷装置の位置の温度が変化すると、アームの端部に連結されたバネを介して送りロールの方にリタードロールを移動させ、送りロールに抗してリタードロールによって加えられるニップ力を維持する。【選択図】図２
2018118853.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
印刷装置における給送システムであって、
送りロールと、
リタードロールと、
前記リタードロールに連結された可動アームと、
前記可動アームに連結されたバネと、
前記バネの下に配置され、前記印刷装置の位置の温度が変化すると、前記可動アームに連結された前記バネを介して前記リタードロールを前記送りロールの方に移動させ、前記送りロールに抗して前記リタードロールによって加えられるニップ力を維持する温度依存性可撓性材料と
を含む給送システム。
【請求項２】
前記温度依存性可撓性材料はバイメタルを含む、請求項１に記載の給送システム。
【請求項３】
前記温度依存性可撓性材料の寸法は、維持される前記ニップ力の量、温度変化、前記温度依存性可撓性材料の固有の撓み値、および前記温度依存性可撓性材料の弾性率の関数である、請求項１に記載の給送システム。
【請求項４】
前記寸法は、前記温度依存性可撓性材料の長さ、幅および厚さを含む、請求項３に記載の給送システム。
【請求項５】
印刷装置における給送システムであって、
送りロールと、
リタードロールと、
前記リタードロールに連結されたアームと、
前記アームの下に配置され、前記印刷装置の位置の温度が変化すると、前記アームを介して前記送りロールの方に前記リタードロールを移動させ、前記送りロールに抗して前記リタードロールによって加えられるニップ力を維持する温度依存性可撓性材料と
を含む、給送システム。
【請求項６】
前記温度依存性可撓性材料はバイメタルを含む、請求項５に記載の給送システム。
【請求項７】
前記温度依存性可撓性材料の寸法は、維持される前記ニップ力の量、温度変化、前記温度依存性可撓性材料の固有の撓み値、および前記温度依存性可撓性材料の弾性率の関数である、請求項５に記載の給送システム。
【請求項８】
印刷装置における給送システムであって、
送りロールと、
リタードロールと、
前記リタードロールに連結されたアームと、
前記アームに連結されたバネであって、前記アームを介して前記リタードロールを垂直方向に移動させて前記送りロールと前記リタードロールと間の距離を変更する、バネと、
バイメタルであって、前記バイメタルの能動側は前記バネの下方に配置され、前記印刷装置の位置の温度変化に応じて前記バイメタルの前記能動側が前記バネに抗して前記送りロールの方に移動し、前記送りロールと前記リタードロールの間の距離が変化するため、前記リタードロールによって前記送りロールの方に加えられる力を所定の範囲の力値内に維持する、バイメタルと
を含む、給送システム。
【請求項９】
前記温度依存性可撓性材料の活性化を所定の温度変化閾値に制限するシステム
を含む、請求項８に記載の給送システム。
【請求項１０】
前記バネの下方に配置された可動板と、
前記可動板の下でかつ前記温度依存性可撓性材料の上に配置された固定板と
を含み、中立位置における前記固定板と前記温度依存性可撓性材料との間の距離は、前記所定の温度変化閾値と、前記所定の温度変化閾値での前記温度依存性可撓性材料の機械的変位量の関数である、請求項９に記載の給送システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般に、印刷装置に関し、より詳細には、バイメタルを使用する環境において変化を補償するためにリタードニップ力を自動的に調整するための方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
多くの印刷装置は、用紙トレイから用紙または他のタイプの印刷媒体を取り出し、その用紙を印刷装置の印刷部に供給する給送システムを有する。印刷装置の印刷部に用紙を適切に供給することで、印刷装置の運用効率を向上させ、印刷装置の顧客満足度を向上させるなどが可能になる。
【０００３】
幾つかの給送システムは、印刷装置が配置されている環境の変化に苦慮する場合がある。例えば、温度および湿度の変化は、給送システムの性能に影響を及ぼす可能性がある。例えば、温度および湿度の変化は、給送システムに紙のミスフィードまたは重送を引き起こす可能性がある。その結果、これらの誤りは、印刷装置の動作効率に悪影響を及ぼし、印刷装置の顧客満足度を低下させるなどの可能性がある。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本明細書に示す態様によれば、印刷装置内の給送システムが提供される。実施形態の１つの開示された特徴は、送りロールと、リタードロールと、リタードロールに連結された可動アームと、可動アームに連結されたバネと、バネの下に配置され、印刷装置の位置の温度が変化すると、可動アームに連結されたバネを介してリタードロールを送りロールの方に移動させ、送りロールに抗してリタードロールによって加えられるニップ力を維持する温度依存性可撓性材料とを含む給送システムである。
【０００５】
一実施形態では、給送システムは、送りロールと、リタードロールと、リタードロールに連結されたアームと、アームの下に配置され、印刷装置の位置の温度が変化すると、アームを介して送りロールの方にリタードロールを移動させ、送りロールに抗してリタードロールによって加えられるニップ力を維持する温度依存性可撓性材料とを含む。
【０００６】
一実施形態では、給送システムは、送りロールと、リタードロールと、リタードロールに連結されたアームと、アームに連結されたバネであって、アームを介してリタードロールを垂直方向に移動させて送りロールとリタードロールとの間の距離を変更する、バネと、バイメタルであって、バイメタルの能動側はバネの下方に配置され、印刷装置の位置の温度変化に応じてバイメタルの能動側がバネに抗して送りロールの方に移動し、送りロールとリタードロールの間の距離が変化するため、リタードロールによって送りロールの方に加えられる一定の力を所定の範囲の力値内に維持する。
【０００７】
本開示の教示は、添付の図面と併せて以下の詳細な説明を考慮することによって容易に理解することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本開示の給送システムを備えた印刷装置の一例を示す。
【図２】図２は、本開示の給送システムの一実施形態の例示的なブロック図を示す。
【図３】図３は、本開示の給送システムの別の実施形態の例示的なブロック図を示す。
【図４】図４は、本開示のパラメータを定義する例示的なブロック図を示す。
【図５】図５は、温度依存性可撓性材料の活性化を所定の温度変化閾値に制限するための、本開示のシステムの例示的なブロック図を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
理解を容易にするために、図面に共通する同一の要素を示すのに可能な限り同一の参照番号を使用している。
【００１０】
本開示は、印刷装置用の給送システムを広く開示する。上述したように、多くの印刷装置は、用紙トレイから用紙または他のタイプの印刷媒体を取り出し、その用紙を印刷装置の印刷部に供給する給送システムを有する。印刷装置の印刷部に用紙を適切に供給することで、印刷装置の運用効率を向上させ、印刷装置の顧客満足度を向上させるなどが可能になる。
【００１１】
幾つかの給送システムは、印刷装置が配置されている環境の変化に苦慮する場合がある。例えば、温度および湿度の変化は、給送システムの性能に影響を及ぼす可能性がある。例えば、温度および湿度の変化は、給送システムに紙のミスフィードまたは重送を引き起こす可能性がある。その結果、これらの誤りは、印刷装置の動作効率に悪影響を及ぼし、印刷装置の顧客満足度を低下させるなどの可能性がある。
【００１２】
本開示の実施形態は、環境の変化に応答して自動的に調整を行い、一定のニップ力を加えて印刷システムを介して紙を適切に給紙する印刷装置の給送システムを提供する。その結果、本開示の給送システムは、印刷装置の位置の環境条件（例えば、温度、湿度レベルなど）が変化しても、ミスフィードおよび重送を回避することができる。
【００１３】
図１は、本開示の例示的な印刷装置１００を示す。一実施形態では、印刷装置１００は、多機能装置（ＭＦＤ）、複写機、レーザプリンタ、インクジェットプリンタなどの画像形成装置であってもよい。本開示の印刷装置１００は、本開示の給送システム１０２によって変更されてもよい。
【００１４】
上述したように、印刷装置１００は、制御されていない環境に配置されていてもよい。すなわち、環境は温度、湿度レベル等が変動する可能性がある。例えば、環境は、空調設備または温度制御装置のないオフィスビルであってもよい。その結果、環境の変化は、伝統的な給送システムを使用する印刷装置１００の性能に悪影響を及ぼす場合がある。
【００１５】
図２は、環境の変化（例えば、温度の変化）に自動的に適合してニップ力を維持することができる給送システム１０２の一実施形態の例示的なブロック図を示す。一実施形態では、給送システム１０２は、リタードロールまたはリタードパッド１０４、送りロール１０６、可動アーム１２０、バネ１０８および温度依存性可撓性材料１１０を含むことができる。給送システム１０２は、説明を容易にするために単純化されており、図示されていない追加の構成要素（例えば、メカニカルファスナ、用紙トレイ、連結機構、ハウジング、支持構造、電気接続など）を含むことができることに留意されたい。
【００１６】
上述したように、環境の変化は、リタードロール１０４および送りロール１０６が印刷装置１００の印刷部に供給される用紙１１６をどれくらいよく捕捉するかに影響を及ぼす可能性がある。例えば、室温よりかなり低い温度（例えば、約２０〜２４℃の室温より低い１０〜２０℃）では、リタードロール１０４および送りロール１０６はミスフィードをもたらす摩擦力を失う場合がある（用紙１１６は給紙されない）。室温よりもかなり高い（例えば、１０〜２０℃）温度では、リタードロール１０４および送りロール１０６は、重送（複数枚の用紙１１６が給紙される）をもたらす摩擦力を増加させる場合がある。
【００１７】
一実施形態では、ミスフィードおよび重送は、ニップ力の変化（矢印１１８によって示される）によって引き起こされ得る。例えば、低温によって引き起こされる小さすぎるニップ力は、リタードロール１０４および送りロール１０６が用紙１１６をつかむことを妨げる場合がある。同様に、高温によって引き起こされる大きすぎるニップ力は、リタードロール１０４および送りロール１０６が２枚以上の用紙１１６をつかむ原因となる場合がある。
【００１８】
一実施形態では、給送システム１０２は、環境の変化にもかかわらず、自動的にニップ力を維持するように設計されてもよい。一実施形態では、ニップ力は、ニップ力の所定の範囲または許容できる動作許容範囲内に維持されてもよい。すなわち、幾つかの例では、「維持」は、ニップ力を所定のニップ力値範囲内で変更または修正することを許容できるように定義されてもよい。所定の範囲は、給送システム１０２の設計の関数であってもよい。例えば、リタードロール１０４、送りロール１０６、可動アーム１２０、バネ１０８、および用紙１１６に使用される異なる材料は、環境または温度の変化によって異なる影響を受けることがある。
【００１９】
一実施形態では、給送システム１０２は温度依存性可撓性材料１１０を含むことができる。一実施形態では、温度依存性可撓性材料１１０は、能動層１１２および受動層１１４を含むことができる。能動層１１２および受動層１１４は、異なる温度範囲で異なる量の機械的変位を有することができる。さらに、能動層１１２および受動層１１４は、異なる温度範囲で異なる方向の機械的変位を有することができる。
【００２０】
例えば、低温では、能動層１１２は、ニップ力の低下を補償するために、送りロール１０６の上方または送りロール１０６に向かって曲がることができる。能動層１１２は、温度が通常の室温に上昇して戻るときに、ニップ力の増加を補償するために、逆方向に曲がって中立位置（例えば、送りロール１０６から離れる）に戻ることができる。特に、給送システム１０２は、リタードロール１０４と送りロール１０６との間の一定の距離ではなく、ニップ力を維持している。すなわち、リタードロール１０４の表面と送りロール１０６との間の距離は、リタードロール１０４によって送りロール１０６に抗して加えられるニップ力を維持するために変化してもよい。
【００２１】
一実施形態では、温度依存性可撓性材料１１０は、バイメタルであってもよい。例えば、能動層１１２および受動層１１４は、異なる熱膨張係数を有する２つの異なるタイプの金属または金属合金から製造することができる。結果として、能動層１１２および受動層１１４は、異なる温度範囲で異なる機械的変位を有することができる。使用できる金属または金属合金の例としては、ニッケル、鉄、マンガン、クロムまたは金属の異なる組み合わせを含み、種々の量で合金を形成してもよい。
【００２２】
一実施形態では、使用される金属または金属合金は、印刷装置１００が配置され得る環境の特定の温度範囲に対してニップ力を維持するために必要な移動量または機械的変位の関数であってもよい。一実施形態では、温度依存性可撓性材料１１０の寸法は、印刷装置１００が配置され得る環境の特定の温度範囲に対してニップ力を維持するために必要な移動量または機械的変位量の関数であってもよい。例えば、温度依存性可撓性材料１１０の寸法（例えば、長さ、幅、および厚さ）は、能動層１１２および受動層１１４に使用される材料のタイプならびに一連の数式に基づいて決定されてもよい。
【００２３】
例えば、バネ力の変化は、以下の式（１）によって定義されてもよく、
式（１）：（Ｆ−Ｆ０）＝ｋＡ、
ここで、Ｆ−Ｆ０は、ニップ力の変化を表し、ｋは、バネ１０８のバネ定数であり、Ａは温度依存性可撓性材料１１０の撓み量である。
【００２４】
撓み量Ａおよびニップ力Ｆ−Ｆ０における変化は、以下に示すように、式（２）および式（３）によって表してもよく、
【００２５】
【数１】
2018118853.tif 000003
【００２６】
ここでＬは温度依存性可撓性材料１１０の長さ、ｂは温度依存性可撓性材料１１０の幅、ｓは温度依存性可撓性材料１１０の厚み、Ｔ−Ｔ０は環境における温度変化、ａは能動層１１２の特定の撓み、およびＥは、能動層１１２の弾性率である。
【００２７】
図４は、式（１）〜（３）に記載のパラメータを定義する温度依存性可撓性材料１１０の側面図４０２および上面図４０４を示すブロック図を示す。温度依存性可撓性材料１１０は、バネ１０８が圧縮されているため、撓んでいる間ニップ力の変化が見られてもよい。したがって、温度変化とニップ力の変化と撓みとの間の関係は、以下の式（４）、
【００２８】
【数２】
2018118853.tif 000004
【００２９】
によって表されてもよく、ニップ力Ｆ−Ｆ０の変化について解くことは、以下の式（５）、
【００３０】
【数３】
2018118853.tif 000005
【００３１】
をもたらしてもよい。
【００３２】
式（５）によって分かるように、温度依存性可撓性材料１１０の寸法（例えば、長さＬ、厚さｓおよび幅ｂ）は、バネ１０８および能動層１１２に使用される材料の特性が与えられて、所与の温度変化Ｔ−Ｔ０で、維持または変更される所望のニップ力の量に基づいて調整することができる。
【００３３】
１つの数値実施例を説明するために、印刷システムに必要なニップ力の量は、３．２ニュートン（Ｎ）であってもよい。しかしながら、低温環境では、ニップ力の量は０．３Ｎ異なり２．９Ｎであってもよい。バネ定数ｋ＝０．２８３を有するバネを用いて１５℃の温度差で上記の式（５）を使用すると、弾性係数Ｅ＝１３５，０００Ｎ／ｍｍ２（Ｎ／ｍｍ２）を有する能動層１１２を使用する場合、パラメータは、長さ５０ｍｍ、厚さ０．５ｍｍ、幅１２ｍｍを有する温度依存性可撓性材料１１０を使用して、０．２８Ｎ（約０．３Ｎ）の力の差を得るために１ｍｍの撓みを達成するように調整されてもよい。
【００３４】
一実施形態において、リタードロール１０４は、可動アーム１２０に連結されてもよい。一実施形態では、可動アーム１２０のほぼ中央は、任意のメカニカルファスナ（例えば、ねじ、ピン、ボルトなど）を介してリタードロール１０４に連結されてもよい。可動アーム１２０は、矢印１２４によって示されるように、リタードロール１０４を垂直軸に沿って移動させることができる。すなわち、可動アーム１２０は、リタードロール１０４を送りロール１０６に近づけたり遠ざけたりしてもよい。
【００３５】
可動アーム１２０の一端は、バネ１０８に連結されてもよい。温度依存性可撓性材料１１０は、バネ１０８の下に配置されてもよい。例えば、温度依存性可撓性材料１１０の一部、一端、または端部は、バネ１０８の下に配置されてもよい。一実施形態では、能動層１１２はバネ１０８に隣接していてもよい。別の実施形態では、受動層１１４はバネ１０８に隣接していてもよい。
【００３６】
上述したように、印刷装置１００の位置の温度が変化すると、温度依存性可撓性材料１１０は、上述の式（１）〜（５）に従って移動、屈曲または機械的に変位する場合がある。温度依存性可撓性材料１１０とバネ１０８との組み合わせは、印刷装置１００の位置の温度が変化するときに、送りロール１０６に対するニップ力を維持するためにリタードロール１０４を移動することができる。
【００３７】
その結果、給送システム１０２は、印刷装置１００の環境（例えば、温度変化）の変化に自動的に適応することができる。自動調整は、温度依存性可撓性材料１１０によって実施されて、バネ１０８を介してリタードロール１０４を移動させ、送りロール１０６に対する力を維持することができる。その結果、環境が変化しても、ミスフィードまたは重送の可能性が大幅に低減してもよい。
【００３８】
図３は、給送システム１０２の別の実施形態の例示的なブロック図を示す。一実施形態では、給送システム１０２は、図２に示す実施形態と同様に、リタードロール１０４、送りロール１０６、および温度依存性可撓性材料１１０を含むことができる。例えば、温度依存性可撓性材料１１０は、上述のようにバイメタルであってもよい。さらに、温度依存性可撓性材料１１０の寸法は、能動層１１２の材料、バネ定数、および上記の式（５）によって記述されるような温度変化に対するニップ力の量の変化に関連するパラメータに依存してもよい。
【００３９】
しかしながら、図３に示す実施形態の給送システムは、リタードロール１０４に連結されたアーム１２２を含むことができる。アーム１２２は、リタードロール１０４の中心からページの外に延びる物理的部材を含むことができる。例えば、リタードロール１０４が転動する軸またはロッドは、リタードロール１０４の幅を超えて（例えば、図３のページから出て）延びることができる。温度依存性可撓性材料１１０は、アーム１２２の下に配置することができる。温度が変化すると、温度依存性可撓性材料１１０が曲がり、アーム１２２に直接接触してもよい。アームが矢印１２４によって示される垂直軸に沿って上下方向に移動すると、アームはまた、リタードロール１０４を送りロール１０６に近づけたり遠ざけたりしてもよい。その結果、印刷装置１００の位置において温度が変化すると、一定のニップ力がリタードロール１０４によって加えられてもよい。
【００４０】
図２および図３に示す実施形態は、配置可能な温度依存性可撓性材料１１０を使用する様々な異なる構成の例であることに留意されたい。例えば、温度が変化すると温度依存性可撓性材料１１０が巻き付くため、アーム１２２のまわりに巻き付き、リタードロール１０４を引き下げるように温度依存性可撓性材料１１０は、図３のアーム１２２に抗して位置決めされてもよい。したがって、図２および図３に示される特定の構成は、限定的なものとみなされるべきではない。
【００４１】
一実施形態では、給送システム１０２は、図５に示す例示的なシステム５００を含み、温度依存性可撓性材料１１０の活性化を所定の温度変化閾値に制限することができる。幾つかの用途では、温度依存性可撓性材料１１０が活性化されてもよい温度に制御することが望ましくてもよい。
【００４２】
一実施形態では、システム５００は、バネ１０８の下に配置された可動板５１２を含むことができる。可動板５１２は、バネ１０８と接触していてもよく、バネ１０８と連結していてもよい。バネ１０８は、図２に示すように、可動アーム１２０に連結されてもよい。バネ１０８はオプションであってもよいことに留意されたい。図３において上述したように、幾つかの実施形態は、バネ１０８を含まなくてもよい。その結果、可動板５１２はアーム１２２の下に位置することもできる。
【００４３】
一実施形態では、システム５００は、固定板５１０も含むことができる。固定板５１０は、可動板５１２の下でかつ温度依存性可撓性材料１１０の上に配置されてもよい。
【００４４】
一実施形態では、固定板５１０は、間隔を置いて配置された２つの平行な板または開口部５１６を備えた単一の固定板を含むことができる。例えば、開口部５１６は、温度依存性可撓性材料１１０が開口部５１６を通って移動し、可動板５１２と接触することを可能にしてもよい。その結果、温度依存性可撓性材料１１０は、可動板５１２を上方に移動させ、それによってバネ１０８に押し付けることができる。温度依存性可撓性材料１１０が中立位置に下降して戻ると、可動板５１２もまた下降し、それによってバネ１０８も中立位置に下降して戻ることができる。一実施形態では、「中立位置」は、温度依存性可撓性材料１１０がゼロの機械的変位を有する位置またはバネ１０８の戻り位置であると定義することができる。
【００４５】
ビュー５０２において、温度依存性可撓性材料１１０は、室温で中立位置にあってもよい。一実施形態では、中立位置における固定板５１０と温度依存性可撓性材料との間の距離５１８は、所定の温度変化閾値と、所定の温度変化閾値での温度依存性可撓性材料１１０の機械的変位量の関数であってもよい。
【００４６】
例えば、特定の用途では、温度変化が２０℃よりも高い（例えば、所定の温度変化閾値は２０℃であってもよい）場合のみ、温度依存性可撓性材料を活性化することが望ましくてもよい。したがって、２０℃の温度変化での温度依存性可撓性材料１１０の所与の寸法に対する変位量は、上記の式（２）を使用して計算することができる。次に、距離５１８は、所定の温度変化閾値での計算された変位に基づいて設定されてもよい。
【００４７】
上記の例を使用して、ビュー５０４は、０℃より大きく２０℃未満の温度変化における温度依存性可撓性材料１１０を示している。温度依存性可撓性材料１１０は、移動したかまたは機械的に変位したが、可動板５１２を動かすほどには移動しなかった。すなわち、可動板５１２は、固定板５１０に当接したままである。
【００４８】
ビュー５０６は、２０℃を超える温度変化における温度依存性可撓性材料１１０を示す。例えば、温度依存性可撓性材料１１０の機械的変位は、上記の式（２）を用いて計算された２０℃の温度変化に対して計算された変位より大きい。その結果、温度依存性可撓性材料１１０の機械的変位が可動板５１２を押して、可動板５１２を移動し、バネ１０８を圧縮する。温度変化が２０℃未満に戻ると、温度依存性可撓性材料１１０は、ビュー５０２において中立位置に向かって後退し、可動板５１２が固定板５１０に抗して下降して戻るのを可能にしてもよい。
【００４９】
上記の例で使用された数値は限定的であるとみなされるべきではないことに留意されたい。例えば、距離５１８は、任意の特定用途のための任意の所望の所定の温度変化閾値に対して設定することができる。
【００５０】
一実施形態では、固定板５１０は、給送システム１０２の別の部分に連結されてもよい。例えば、固定板５１０は、給送システム１０２のブラケット、ハウジング、構造、壁など（図示せず）に連結されてもよい。一実施形態では、固定板５１０は、給送システム１０２内の別の構造の一部として溶接されてもよく、または成形されてもよい。一実施形態では、固定板５１０は、給送システム１０２内の別の構造に機械的に固定されてもよい。
【００５１】
一実施形態では、可動板５１２は、上述したように、バネ１０８に連結されてもよい。別の実施形態では、可動板５１２をガイドレールまたは他の機械的手段に連結して、可動板５１２をバネ１０８に固定し、所望の方向（例えば、上下方向）に移動させることができる。
【００５２】
したがって、本開示の実施形態は、印刷装置１００の環境における変化の間、ニップ力を維持する印刷装置１００用の給送システム１０２を提供する。例えば、印刷装置１００の位置における温度変化の間、ニップ力は維持されてもよい。その結果、制御されていない環境で温度が変化しても、ミスフィードおよび重送の数が大幅に減少する可能性がある。
【図１】
2018118853.tif 000006
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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