(57)【要約】      （修正有）【課題】物体の表面にインクを直接付着させるための印刷システムに関し、物体に印刷中に対物直接印刷システムに物体を確実に保持する装置を提供する。【解決手段】物体に印刷中に対物直接印刷システムに物体を保持する物体ホルダと、物体ホルダは、物体の表面上にマーキング材料を射出するように構成された少なくとも１つの印刷ヘッドによって形成された平面に平行に配置された支持部材を摺動可能に横切るように構成された底部プレートを有する。軸は、底部プレートを貫通する。背部支持部は、底部プレートの端部に固定されている。側部プレートは、底部プレートに摺動可能に取り付けられている。背部支持部および側部プレートは、連帯して軸に支持を提供する。物体が移動している間、軸に物体を保持するために、軸の一端に吸引カップが接続されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体を対物直接印刷システムに保持するための物体ホルダであって、
対物直接印刷システムの少なくとも１つの印刷ヘッドによって形成された平面に平行に配置された支持部材を摺動可能に横切るように構成された底部プレートと、
前記底部プレートを貫通する軸と、
前記底部プレートの端部に固定された背部支持部と、
前記底部プレートに摺動可能に取り付けられた可動側部支持部であって、連帯して前記物体および前記軸の一方を支持する背部支持部および側部支持部と、
前記軸の一端に接続されて、前記物体が移動している間に前記物体を前記軸に保持する吸引カップと、を含む、物体ホルダ。
【請求項２】
前記吸引カップは真空によって補助され、前記物体ホルダは、前記物体が移動している間に前記軸に前記物体をより確実に保持するために前記吸引カップの内部に負圧を加えるための真空ポンプをさらに含む、請求項１に記載の物体ホルダ。
【請求項３】
前記軸は中空であり、それにより、前記軸を介して前記吸引カップを真空に引くことを可能にする、請求項１に記載の物体ホルダ。
【請求項４】
前記軸は、前記物体が前記底部プレートに対して上昇または下降できるように垂直方向に調節可能である、請求項１に記載の物体ホルダ。
【請求項５】
前記軸は、前記物体が前記背部支持部に対して前方または後方に移動できるように水平方向に調節可能である、請求項１に記載の物体ホルダ。
【請求項６】
物体の表面に印刷するための対物直接印刷システムであって、
マーキング材料を物体の表面上に射出するように構成された少なくとも１つの印刷ヘッドと、
前記印刷ヘッドによって形成される平面に平行に配置された支持部材と、
物体ホルダであって、
前記支持部材を摺動可能に横切るように構成された底部プレートと、
前記底部プレートを貫通する軸と、
前記底部プレートの端部に固定された背部支持部と、
前記底部プレートに摺動可能に取り付けられた可動側部支持部であって、連帯して前記物体および前記軸の一方を支持する背部支持部および側部支持部と、
前記軸の一端に接続されて、前記物体が移動している間に前記物体を前記軸に保持する吸引カップと、を含む物体ホルダと、
前記物体が前記印刷ヘッドを通過する際に、前記印刷ヘッドに、前記物体ホルダによって保持された前記物体上にマーキング材料を射出させるように構成されたコントローラと、を含む、対物直接印刷システム。
【請求項７】
前記物体ホルダに前記支持部材を摺動可能に横切るように動作可能にさせるためのアクチュエータをさらに備える、請求項６に記載の対物直接印刷システム。
【請求項８】
プーリに接触するベルトをさらに備え、前記プーリの１つは、前記プーリに前記ベルトを前記プーリの周りで移動させ、かつ前記物体ホルダに前記印刷ヘッドを通過させる前記アクチュエータに動作可能に接続される、請求項７に記載の対物直接印刷システム。
【請求項９】
前記ベルトは前記プーリの周りに巻き掛けられて無端ベルトを形成し、前記無端ベルトと係合する追加のプーリであって、前記無端ベルトの動きに応じて前記追加のプーリを回転させて前記物体ホルダを移動させる追加のプーリをさらに備える、請求項８に記載の対物直接印刷システム。
【請求項１０】
前記支持部材は、前記支持部材の一端が前記支持部材の他端よりも高い重力ポテンシャルになることができるように配向されている、請求項６に記載の対物直接印刷システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物体の表面にインクを直接付着させるための印刷システムに関し、より詳細には、物体に印刷中に対物直接印刷システムに物体を確実に保持する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
書類複製技術において既知であるプリンタは、インクまたはトナーのようなマーキング材料を紙に塗布する。コーヒーカップ、ボトルなどのような無視できない奥行きを有する物体に何かを印刷するためには、通常はラベルを印刷し、印刷したラベルを物体の表面に適用する。しかしながら、一部の製造および生産環境では、物体自体に直接印刷することが望ましいが、これは様々な障害をもたらすものであり、それらが解決されないとそのような特殊な対物直接印刷システムはより広く商業的に受容されない。これらの障害のうちの１つは、物体への印刷中に、そのような特殊なプリンタに物体を固定する方法である。そのような対物直接印刷システムは、多くの場合物体ホルダと称する成分を有する。本発明は、具体的には、物体の表面に直接印刷するように設計された対物直接印刷システムにおいて使用するための物体ホルダに関する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
物体に印刷中に対物直接印刷システムに物体を確実に保持するための物体ホルダについて開示する。一実施形態では、物体ホルダは、物体の表面上にマーキング材料を射出するように構成された少なくとも１つの印刷ヘッドによって形成された平面に平行に配置された支持部材を摺動可能に横切るように構成された底部プレートを有する。軸は、底部プレートを貫通する。背部支持部は、底部プレートの端部に固定されている。側部プレートは、底部プレートに摺動可能に取り付けられている。背部支持部および側部プレートは、連帯して軸に支持を提供する。物体が移動している間、軸に物体を保持するために、軸の一端に吸引カップが接続されている。
【０００４】
本発明の物体ホルダの様々な実施形態を使用するように構成された対物直接印刷システムについても開示する。一実施形態では、対物直接印刷システムには、インクなどのマーキング材料を射出するように構成された少なくとも１つの印刷ヘッドが組み込まれている。物体ホルダは、印刷ヘッドによって形成された平面に平行に配置された支持部材を摺動可能に横切るように構成されている。アクチュエータは、物体が支持部材に沿って印刷ヘッドの近傍まで移動するように物体ホルダを動作可能に動作させる。コントローラは、物体が印刷ヘッドを通過するときに、印刷ヘッドに物体ホルダによって保持された物体上にマーキング材料を射出させる。
【０００５】
前述した装置および対物直接印刷システムの特徴および利点は、以下の説明および添付の図面から容易に明らかになるであろう。
【０００６】
本明細書に開示する主題の前述のおよび他の特徴および利点は、添付の図面と併せて以下の詳細な説明から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、本明細書に開示する対物直接印刷システムの一実施形態例を示す。
【図２】図２は、対物直接印刷システムに物体を保持するための本発明の物体ホルダの一実施形態を示す。
【図３】図３は、図２の物体ホルダの斜視図であり、ここで調節可能な軸は垂直に移動されて物体を底部プレートに近づける。
【図４】図４は、図２の物体ホルダの斜視図であり、ここで調節可能な軸は垂直に移動されて対象物を底部プレートから持ち上げる。
【図５】図５は、図２、図３および図４の実施形態の上面図であり、本発明の物体ホルダの様々な特徴および態様をさらに示す。
【図６】図６は、一端に吸引カップが取り付けられた軸を示しており、ここで軸は中空であり、それにより真空ポンプによって軸を介して吸引カップを真空に引くことを可能にする。
【図７】図７は、図１の対物直接印刷システムの代替的な実施形態を示す。
【図８】図８は、図１の対物直接印刷システムの別の代替的な実施形態を示す。
【図９】図９は、キャビネット内に収容された本発明の対物直接印刷システムの一実施形態を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
対物直接印刷システムに物体を確実に保持する物体ホルダと、本発明の物体ホルダの様々な実施形態を動作可能に使用するように構成された対物直接印刷システムとを開示する。
【０００９】
「物体」は、その少なくとも１つの表面にインクで印刷される。例示的な物体をいくつか挙げると、スポーツ器具および道具類、ゴルフクラブおよびボール、記念品、コーヒーカップなどである。
【００１０】
「対物直接印刷システム」または単に「印刷システム」は、物体の表面に印刷するように設計されたプリンタである。図１の対物直接印刷システムには、少なくとも以下の機能成分、すなわち、少なくとも１つの印刷ヘッド、支持部材、アクチュエータ、コントローラおよび物体ホルダが組み込まれている。
【００１１】
「印刷ヘッド」は、インクのようなマーキング材料の液滴を物体の表面に放射または射出し、それによってその物体に模様をつける成分（インクジェットなど）である。一実施形態では、対物直接印刷システムは、複数個のモノクロ印刷ヘッドとＵＶ硬化ランプとを有する。印刷ゾーンは、Ｍ個組の単一の印刷ヘッドの幅（〜４インチ）である。各印刷ヘッドは、マーキング材料の供給部（図示せず）に流体接続している。印刷ヘッドの一部またはすべてが同じ供給部に接続している場合がある。各印刷ヘッドはそれ自身の供給部に接続でき、それにより各印刷ヘッドは、異なるマーキング材料を射出できる。１０×１配列の印刷ヘッドを図１の１０４に示す。
【００１２】
図１の１０６の「支持部材」は、印刷ヘッドによって形成される平面に平行に配置され、支持部材の一端が支持部材の他端よりも高い重力ポテンシャルになるように配向される。印刷ヘッドおよび支持部材を垂直に構成することにより、本発明の対物直接印刷システムは、印刷ヘッドおよび支持部材を水平に構成したシステムよりも設置面積を小さくできる。代替的な実施形態では、水平構成における印刷ヘッドの配向によって、物体ホルダは、水平に配置された印刷ヘッドを通過するよう物体を移動させる。
【００１３】
図１の１１０の「アクチュエータ」は、物体ホルダに支持部材を摺動可能に横切らせる電気機械的装置である。一実施形態では、コントローラは、印刷ヘッドと印刷されている物体の表面とのギャップ内の乱気流を減じる速度で、アクチュエータに物体ホルダを移動させる。
【００１４】
「物体ホルダ」は、物体が印刷されている間、物体を物理的に保持する。一般的に物体ホルダは、支持部材１０６を摺動可能に横切るように構成されたシャトルマウント１０８に取り付けられた底部プレート１１２を含んでいる。別の実施形態では、底部プレートは、支持部材を摺動可能に横切るように構成される。
【００１５】
図１の１１４の「コントローラ」は、本発明の対物直接印刷システムの様々な成分を制御するプロセッサまたはＡＳＩＣである。コントローラは、メモリ１１６から機械可読プログラム命令を取得するように構成されており、命令は、実行されるとコントローラを構成して、信号を送るか他の方法でアクチュエータ１１０を操作して、物体ホルダに印刷ヘッドを通過させる。他の取得された命令が実行されると、コントローラは、信号を送るか他の方法で印刷ヘッドを操作して、正確な時間におよび物体ホルダによって保持された物体の表面上の所望の位置で、マーキング材料の射出を開始／停止させるように構成される。コントローラは、様々な印刷ヘッドを操作するようにさらに構成されて、それにより個々の印刷ヘッドが異なるサイズのマーキング材料の液滴を射出してもよい。コントローラは、ユーザインタフェースと通信するように構成されてもよい。
【００１６】
図１の１１８の「ユーザインタフェース」は、一般に、視覚情報をユーザに提示するためのタッチスクリーン、モニタ、またはＬＣＤ装置などのディスプレイ１２０と、可聴音を発するアナンシエータ１２２と、ユーザ入力または選択を受信するためのキーパッドのような入力装置１２４とを含む。コントローラは、ユーザインタフェースを操作してオペレータに障害を通知させるように構成できる。コントローラはシステムを監視して、システム内の印刷ヘッドおよび印刷ヘッドに供給されているインクの構成を検出する。インクまたは印刷ヘッドの構成が物体に正確かつ適切に印刷できない場合、例えばインク交換が必要である、または印刷ヘッドの再構成が必要であるといったメッセージが、ユーザインタフェースのディスプレイ上でユーザに提示される。コントローラは、ユーザインタフェースのアナンシエータを使用してオペレータにシステム状態を通知し、障害状態および表示メッセージに注意を引くように構成できる。ユーザインタフェースは、警告灯をさらに含んでもよい。
【００１７】
図１の１２６の「識別タグ」は、物体ホルダに取り付けられた機械可読の表示である。識別タグは、センサ１２８のような入力装置によって読取り可能または他の方法で受信可能な識別子を具体化する。識別子は、印刷されている物体に関する情報および／または物体が支持部材を横切る際の物体の位置を含んでいる。受信した識別子は、次にコントローラに伝達される。識別タグは、例えば、入力装置がＲＦＩＤリーダである無線周波数識別（ＲＦＩＤ）タグであり得る。識別タグは、入力装置がバーコードリーダであるバーコードであってもよい。別の実施形態では、識別タグは、識別タグを含む領域の表面をたどる付勢アームによって検出または読み取ることができる、物体または物体ホルダ内の１つ以上の突起、くぼみ、またはそれらの組み合わせを含む。この実施形態では、付勢アームは、検出された突起、くぼみ、および識別タグを含む機械的表示の位置などを電気信号に変換するカムフォロアであり、電気信号はコントローラに伝達されて処理される。他の実施形態では、識別タグは、光学的または電磁的な表示を含む。コントローラは、入力装置から受信した識別子を、メモリ１１６に記憶されている様々な識別子と比較する。コントローラは、受信した識別子がメモリに記憶された識別子に対応しないことに応じて、アクチュエータの動作および／または印刷ヘッドの動作を無効にすることができる。コントローラは、ユーザインタフェースを使用して、実行する必要のある処理をオペレータに通知するように構成することもできる。例えば、識別タグは、物体ホルダ内の物体が印刷前のプリコートまたは物体が印刷された後のポストコートなどの特別な処理を必要とすることを示すことができる。識別タグの位置または識別タグの検出の失敗は、物体ホルダによって保持された物体がずれている、緩んでいる、または全く存在していないことをコントローラに示すことができる。これらの例では、コントローラは、検出された状態に関してディスプレイ１２０にメッセージを伝達する。
【００１８】
図１の１２８の「センサ」は、例えばテストパターンを有する印刷媒体のシートを画像化することによって画像データを生成するように配置されたデジタルカメラまたは他の撮像装置のような装置である。コントローラは、センサから画像データを受信し、画像データを分析して、印刷ヘッドの位置合わせ、画質、および不作動射出器、インク不足、または低品質インクといった他のメンテナンスの問題を特定するように構成される。コントローラは、ユーザインタフェースを使用してこの動作を通知して、コントローラが対物直接印刷システムを無効にした理由をオペレータが理解できるようにする。
【００１９】
物体ホルダの実施形態
ここで図２を参照すると、これは、物体に印刷中に対物直接印刷システムに物体を確実に保持するための本発明の物体ホルダの一実施形態を示す。物体ホルダは、支持部材１０６を摺動可能に横切るように構成された底部プレート１１２を有して示されている。背部支持部２０１は、軸２０２が貫通して底部プレートの端部に固定されている。可動側部支持部２０３は、保持ねじ２０４によって底部プレートに摺動可能に取り付けられている。側部支持部は、底部プレートの縁部に対して調節可能である。背部および側部支持部は、連帯して軸または物体のいずれかを支持する。物体が支持部材に沿って移動している間、軸に物体２１０を保持するために、軸の一端に吸引カップ２０５が接続されている。一実施形態では、吸引カップは軸の垂直軸２０６と軸方向に配置されている。図３〜図５にさらに明確に示すように、軸の高さは（２０７で）底部プレートに対して調節可能であり、軸は（２１１で）背部支持部に対して調節可能であり、側部支持部は（２０８で）底部プレートの縁部に対して調節可能である。モータ２０９は、物体２１０を軸２０６の周りで周方向に回転させる。図３は、図２の物体ホルダの斜視図を示しており、ここで軸２０２は、物体２１０を下降させて底部プレート１１２の表面に近づくように（２０７で）垂直方向に調節され、かつ物体が背部プレート２０１の近くに移動するように（２１１で）水平方向に調節される。さらに、可動側部支持部２０３は、（２０８で）調節されて物体を支持する一助となる。図４は、図２の物体ホルダの斜視図を示しており、ここで軸２０２は、物体を持ち上げて底部プレートから遠ざかるように（２０７で）垂直方向に調節され、かつ物体が背部プレート２０１から遠ざかるように（２１１で）水平方向に調節される。可動側部プレート２０３は、（２０８で）水平方向に調節されて軸を支持する一助となる。図５は、図２、図３および図４の実施形態の上面図を示しており、ここで物体２１０は底部プレート１１２上で（２１１で）調節されて、物体は背部プレート２０１の近くに移動する。可動側部支持部２０３は、物体に押し付けられている。有利なことに、背部プレート２０１および少なくとも１つの側部支持部２０３のこの構成により、物体ホルダは多種多様な物体を固定することができる。図２〜図５の実施形態は例示的なものであり、添付の請求項の範囲を厳密にそれらの構成に限定することを意図するものではないことを理解されたい。様々な形状の底部プレートならびに背部プレートならびに様々な形状および様々な構成の複数の側部支持部を備えた他の実施形態は、添付の特許請求の範囲に含まれるものとする。
【００２０】
ここで図６を参照すると、これは一端に吸引カップ２０５が取り付けられた軸２０２を示しており、ここで軸は中空であり、それにより真空ライン６０２および真空ポンプ６０３によって軸を介して吸引カップを真空に引くことを可能にする。真空ラインは、それを通して真空を維持できる剛性ホースまたは柔軟ホースとすることができる。この実施形態では、真空ポンプは、一般に理解されるように、吸引カップ２０５の内部６０４に負圧を加えて、物体が移動している間に軸に物体（図示せず）をより確実に保持する。図示の実施形態では、識別タグ１２６は、底部プレート、背部支持部、側部支持部、軸、または吸引カップに固定することができる。図６の実施形態は例示的なものであり、添付の請求項の範囲を厳密にその構成に限定することを意図するものではないことを理解されたい。様々な形状の底部プレートならびに背部プレートならびに様々な形状および様々な構成の複数の側部支持部ならびに様々な吸引カップを備えた他の実施形態は、添付の特許請求の範囲に含まれるものとする。
【００２１】
対物直接印刷システムの実施形態
本発明の物体ホルダの様々な実施形態を使用するように構成された対物直接印刷システムについても開示する。
【００２２】
ここで図７を参照すると、これは図１の対物直接印刷システムの代替的な実施形態を示しており、ここではベルトを使用して物体ホルダに印刷ヘッドを通過させる。支持部材は、一対の支持部材７０６Ａおよび７０６Ｂを備え、その周りにシャトルマウント１０８が摺動可能に取り付けられる。一対の固定プーリ７０８Ａ、７０８Ｂとベルト７１０とは、一対のプーリに巻き掛けられた無端ベルトを形成し、回転プーリ７１２は無端ベルトに係合して、無端ベルトが一対のプーリの周りで動いて本明細書に開示する物体ホルダを動かすのに応じて、第３プーリを回転させることができる。アクチュエータ７１６は、駆動プーリを動作可能に回転させて無端ベルトをプーリの周りで動かす。コントローラ１１４は、アクチュエータを動作させるように構成される。図１の物体ホルダは、下にある成分を示すために省略されている。
【００２３】
ここで図８を参照すると、これは図１の対物直接印刷システムのさらに別の実施形態を示している。ベルト８０２の一端は、アクチュエータ７１６に動作可能に接続された巻き取りリール８０４に動作可能に接続されている。ベルトの他端は８０６で位置的に固定されている。ベルトはまた、物体ホルダに取り付けられた回転可能なプーリ７１２と係合する。支持部材は、一対の支持部材７０６Ａおよび７０６Ｂを備え、その周りにシャトルマウント１０８が摺動可能に取り付けられる。アクチュエータは、巻き取りリールを回転させてベルトの長さの一部を巻き取りリールの周りに巻いて、物体ホルダに印刷ヘッドを通過させる。アクチュエータは、巻き取りリールからベルトをほどく。コントローラ１１４は、アクチュエータを動作させるように構成される。図１の物体ホルダは、下にある成分を示すために省略されている。
【００２４】
ここで図９を参照すると、これはキャビネット９０２に収容された本発明の対物直接印刷システム９００の実施形態を示している。物体ホルダは省略されている。
【００２５】
本明細書に開示された対物直接印刷システムは、コンピューティング業界で一般に理解されているように、ワークステーションと通信するように配置することができる。そのようなワークステーションは、プロセッサおよびメモリを備えたマザーボード、ネットワークカード、ビデオカード、フロッピー（登録商標）ディスクや光ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、磁気テープなどの機械可読媒体に読み書き可能なハードドライブ、およびコンピュータワークステーションの機能を実行するために必要な他のソフトウェアおよびハードウェアを含む様々な成分を収容するコンピュータケースを有する。ワークステーションはさらに、情報、画像、分類、計算値、抽出された血管、患者医療情報、結果、中間値などを表示するＣＲＴ、ＬＣＤ、またはタッチスクリーン装置などの表示装置を含む。ユーザは、その情報のいずれかを見て、そこに表示されたメニューオプションから選択することができる。ワークステーションは、本明細書の教示によって処理するために必要な情報の入力、選択、変更、および受諾のために、英数字値、メニュー、スクロールバー、ダイヤル、スライドバー、プルダウンオプション、選択ボタンなどを表示するように構成されたオペレーティングシステムおよび他の特殊なソフトウェアを有する。ワークステーションは、本発明の対物直接印刷システムの動作に関する画像および情報を表示することができる。ユーザまたは技術者は、実装に応じて、必要または所望に応じて、ワークステーションのユーザインタフェースを使用して、パラメータを設定し、値を表示／調節／削除し、本発明の対物直接印刷システムの様々な動作成分の様々な態様を調節することができる。これらの選択または入力は、記憶装置に記憶することができる。設定は記憶装置から取得できる。ワークステーションは、ラップトップ、メインフレーム、またはＡＳＩＣ、回路などの専用コンピュータであってもよい。
【００２６】
ワークステーションのどの成分も、対物直接印刷システムのモジュールおよび処理ユニットのいずれかと通信するように配置することができ、本発明の対物直接印刷システムのどの動作成分も、記憶装置およびコンピュータ可読メディアと通信するように配置することができ、必要に応じてそれらを使用してデータ、変数、記録、パラメータ、関数、および／または機械可読／実行可能プログラム命令を格納／取得して、それらの所期の機能を実行することができる。本発明の対物直接印刷システムの様々な成分は、有線または無線プロトコルを介してネットワークを通じて１つ以上の遠隔装置と通信するように配置されてもよい。対物直接印刷システムの成分のいずれかによって実行される機能の一部または全部は、ワークステーションによって全体的または部分的に制御され得ることを理解されたい。
【００２７】
本明細書の教示は、関連技術の一般的な知識と共に本明細書で提供される機能的記述から過度の実験をすることなく、既知のまたは後に開発されるシステム、構造、装置および／またはソフトウェアを使用して、当業者によってハードウェアまたはソフトウェアで実施することができる。本明細書に開示されたシステムの１つ以上の態様は、単独で、または製品セットまたはサービスの一部として、出荷、販売、賃貸、または別途提供され得る製品に組み込まれてもよい。上記で開示したおよび他の特徴および機能、またはその代替物は、望ましくは、他の異なるシステムまたはアプリケーションと組み合わせることができる。
【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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