(57)【要約】【課題】各種トナーパターン作像に掛かる時間を短縮し、ユーザにとってのダウンタイムを低減する。【解決手段】電子写真式画像形成装置の転写器１１は、色ずれ補正用やトナー濃度補正用や位置ずれ補正用等の、所定のトナーパターンを、転写紙２及び／又は転写ベルト３に転写して画像形成する。転写器１１が所定のトナーパターンを転写ベルト３に転写して画像形成する場合は、その作像速度を、転写紙２に転写して画像形成する場合の作像速度よりも、速くする制御を行う。換言すれば、紙印刷を伴わないトナーパターン作像時の作像速度を、紙印刷作像時の作像速度よりも速くする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体と、該感光体表面を帯電する帯電手段と、画像情報に応じた光を前記感光体に投射する露光手段と、前記感光体上にトナー像を形成する現像手段と、中間転写体及び転写紙の少なくとも一方に前記感光体の顕像を転写する転写手段と、を備え、
前記転写手段は、所定のトナーパターンを転写して画像形成し、
前記転写手段が前記所定のトナーパターンを前記中間転写体に転写して画像形成する場合、作像速度を、前記転写紙に転写して画像形成する場合の作像速度よりも速くする制御を行うことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記露光手段は、
光源手段と、前記光源手段を画像情報に応じて点灯制御する光源点灯制御手段と、前記光源手段から出力される光束を偏向制御する光束偏向制御手段と、前記光束偏向制御手段により偏向された光束を走査結像する走査結像光学系と、を備え、
前記光源点灯制御手段及び前記光束偏向制御手段の制御速度は、
前記転写手段が前記所定のトナーパターンを前記中間転写体に転写して画像形成する場合、前記転写紙に転写して画像形成する場合の制御速度と同じとす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】
前記転写手段が前記所定のトナーパターンを前記中間転写体に転写して画像形成する契機は、
画像形成装置の電源投入時、
画像形成装置の筐体のカバオープン後のカバークローズ時、
転写紙への画像形成を準備する動作時、
及び、連続して転写紙への画像形成をする際の転写紙と転写紙の間、のうち、少なくとも１つ以上であ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。
【請求項４】
前記転写手段が前記所定のトナーパターンを前記中間転写体に転写して画像形成する場合、
光源光量、帯電バイアス、及び、転写バイアス、のうち、少なくとも１つ以上を、前記転写紙に転写して画像形成する場合のものから変更することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記光源光量、前記帯電バイアス、及び、前記転写バイアス、について、前記転写手段が前記所定のトナーパターンを画像形成するすべての場合の画像形成条件を記憶する手段を備え、
前記画像形成条件に応じて、前記光源光量、前記帯電バイアス、及び、前記転写バイアスを切り替えて画像形成することを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記所定のトナーパターンは、画像濃度検出用トナーパターンであることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記所定のトナーパターンは、色ずれ補正用トナーパターンであることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記露光手段は、光束径の絞りを調整する光束径調整手段を備え、
前記光束径調整手段は、前記転写手段が前記所定のトナーパターンを前記中間転写体に転写して画像形成する場合、光束径を大きくすることを特徴とする請求項７記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記所定のトナーパターンは、
主走査方向に平行に伸びる直線からなる基準部と、斜めに伸びる直線からなる斜線部と、を備える組を少なくとも１組以上で構成され、
前記基準部の直線と前記斜線部の直線とのなす角度を可変として前記所定のトナーパターンを生成するパターン生成手段を有することを特徴とする請求項７又は８記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記パターン生成手段は、
前記転写手段が、前記所定のトナーパターンを前記転写紙に転写して画像形成する場合の作像速度よりも、作像速度をＮ倍速くして、前記所定のトナーパターンを前記中間転写体に転写して画像形成するときの、前記所定のトナーパターンを、
前記基準部の直線と前記斜線部の直線とのなす角度Ｄは、
Ｄ［ｄｅｇｒｅｅ］＝Ｔａｎ＾−１（１／Ｎ）＊１８０°／π
（ただし、Ｔａｎ＾−１は、アークタンジェント）
として生成することを特徴とする請求項９記載の画像形成装置。
【請求項１１】
転写手段が所定のトナーパターンを中間転写体に転写して画像形成する場合、作像速度を、転写紙に転写して画像形成する場合の作像速度よりも速くすることを特徴とする画像形成装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザプリンタ、デジタル複写機、ファクシミリ装置を含む、画像形成装置及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザプリンタ、デジタル複写機等を含む画像形成装置は、紙に画像を形成する印刷動作時以外においても、各種補正制御やクリーニング制御が行われている。しかし、ユーザにとって、これらの紙印刷以外の制御に掛かる時間は、すべてダウンタイムとなるものであり、このダウンタイムを短縮する必要がある。
【０００３】
そこで従来技術では、画像形成に影響しない制御の実行中は、その制御速度を通常速度よりも速くすることが提案されている。例えば、特許文献１や特許文献２では、搬送ベルトのクリーニング等の画像形成に影響しない制御中に搬送ベルトの速度をトナーパターン作像時の搬送ベルトの速度よりも速くすることによりダウンタイムを短縮する技術が提案されている。
【特許文献１】特開２００６−１４６０６６号公報
【特許文献２】特開２００６−０５３５９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、各種補正用トナーパターン作像に掛かる時間もダウンタイムを発生させる主要因の一つであるため、短縮することが望ましい。
【０００５】
そこで本発明は、上記実情に鑑みて、所定のトナーパターンの形成を行う画像形成装置において、紙印刷を伴わないトナーパターン作像時の作像速度を、紙印刷作像時の作像よりも速くすることにより、各種トナーパターン作像に掛かる時間を短縮し、ユーザにとってのダウンタイムを低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するための請求項１記載の発明は、感光体と、該感光体表面を帯電する帯電手段と、画像情報に応じた光を前記感光体に投射する露光手段と、前記感光体上にトナー像を形成する現像手段と、中間転写体及び転写紙の少なくとも一方に前記感光体の顕像を転写する転写手段と、を備え、前記転写手段は、所定のトナーパターンを転写して画像形成し、前記転写手段が前記所定のトナーパターンを前記中間転写体に転写して画像形成する場合、作像速度を、前記転写紙に転写して画像形成する場合の作像速度よりも速くする制御を行うことを特徴とする画像形成装置である。
【０００７】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の画像形成装置において、前記露光手段は、光源手段と、前記光源手段を画像情報に応じて点灯制御する光源点灯制御手段と、前記光源手段から出力される光束を偏向制御する光束偏向制御手段と、前記光束偏向制御手段により偏向された光束を走査結像する走査結像光学系と、を備え、前記光源点灯制御手段及び前記光束偏向制御手段の制御速度は、前記転写手段が前記所定のトナーパターンを前記中間転写体に転写して画像形成する場合、前記転写紙に転写して画像形成する場合の制御速度と同じとすることを特徴とする。
【０００８】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の画像形成装置において、前記転写手段が前記所定のトナーパターンを前記中間転写体に転写して画像形成する契機は、画像形成装置の電源投入時、画像形成装置の筐体のカバオープン後のカバークローズ時、転写紙への画像形成を準備する動作時、及び、連続して転写紙への画像形成をする際の転写紙と転写紙の間、のうち、少なくとも１つ以上であることを特徴とする。
【０００９】
請求項４記載の発明は、請求項１から３のいずれか１項記載の画像形成装置において、前記転写手段が前記所定のトナーパターンを前記中間転写体に転写して画像形成する場合、光源光量、帯電バイアス、及び、転写バイアス、のうち、少なくとも１つ以上を、前記転写紙に転写して画像形成する場合のものから変更することを特徴とする。
【００１０】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の画像形成装置において、前記光源光量、前記帯電バイアス、及び、前記転写バイアス、について、前記転写手段が前記所定のトナーパターンを画像形成するすべての場合の画像形成条件を記憶する手段を備え、前記画像形成条件に応じて、前記光源光量、前記帯電バイアス、及び、前記転写バイアスを切り替えて画像形成することを特徴とする。
【００１１】
請求項６記載の発明は、請求項１から５のいずれか１項記載の画像形成装置において、前記所定のトナーパターンは、画像濃度検出用トナーパターンであることを特徴とする。
【００１２】
請求項７記載の発明は、請求項１から５のいずれか１項記載の画像形成装置において、前記所定のトナーパターンは、色ずれ補正用トナーパターンであることを特徴とする。
【００１３】
請求項８記載の発明は、請求項７記載の画像形成装置において、前記露光手段は、光束径の絞りを調整する光束径調整手段を備え、前記光束径調整手段は、前記転写手段が前記所定のトナーパターンを前記中間転写体に転写して画像形成する場合、光束径を大きくすることを特徴とする。
【００１４】
請求項９記載の発明は、請求項７又は８記載の画像形成装置において、前記所定のトナーパターンは、主走査方向に平行に伸びる直線からなる基準部と、斜めに伸びる直線からなる斜線部と、を備える組を少なくとも１組以上で構成され、前記基準部の直線と前記斜線部の直線とのなす角度を可変として前記所定のトナーパターンを生成するパターン生成手段を有することを特徴とする。
【００１５】
請求項１０記載の発明は、請求項９記載の画像形成装置において、前記パターン生成手段は、前記転写手段が、前記所定のトナーパターンを前記転写紙に転写して画像形成する場合の作像速度よりも、作像速度をＮ倍速くして、前記所定のトナーパターンを前記中間転写体に転写して画像形成するときの、前記所定のトナーパターンを、前記基準部の直線と前記斜線部の直線とのなす角度Ｄは、
Ｄ［ｄｅｇｒｅｅ］＝Ｔａｎ＾−１（１／Ｎ）＊１８０°／π
（ただし、Ｔａｎ＾−１は、アークタンジェント）
として生成することを特徴とする。
【００１６】
請求項１１記載の発明は、転写手段が所定のトナーパターンを中間転写体に転写して画像形成する場合、作像速度を、転写紙に転写して画像形成する場合の作像速度よりも速くすることを特徴とする画像形成装置の制御方法である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、各種トナーパターン作像に掛かる時間が短縮され、ユーザにとってのダウンタイムを低減することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の実施の形態について、タンデム型のカラー画像形成装置を例に説明する。
図１は、カラー画像形成装置の露光部、画像プロセス部及び転写部を示す。
【００１９】
複数色のトナー画像を形成するための画像プロセス部１（なお、画像プロセス部１ｂ，１ｃ，１ｄ周りの構成は画像プロセス部１ａと同様なので図１中では省略されている）が、転写媒体としての転写紙２を搬送する転写ベルト３に沿って一列に配置されている。転写ベルト３は、駆動回転する駆動ローラの回転によって図１中の矢印方向に回転駆動される。転写ベルト３の下部には、転写紙２が収納された給紙トレイ２’が備えられている。この給紙トレイ２’に収納された転写紙２は、紙印刷画像形成時に転写ベルト３に向けて給紙され、画像プロセス部１に搬送され、ここで紙印刷画像形成が行われる。
【００２０】
露光部４は、光源となる複数の半導体レーザから出射されたレーザによる光束を偏向するための、ポリゴンモータ５とポリゴンミラー（回転部材）６とからなる偏向器を有している。また、露光部４は、その偏向器により偏向された複数の光束をそれぞれ結像光学系を介してそれぞれ走査線とする走査光学系となる走査レンズ（ｆθレンズ）７を備えている。複数の走査線は、ミラー等で構成される光学系を経て画像プロセス部１に入射される。
【００２１】
画像プロセス部１は、感光体ドラム８と、この感光体ドラム８の周囲に配置された帯電器９、現像器１０を備えている。感光体ドラム８の表面は、帯電器９で一様に帯電された後、露光部４からの画像に対応したレーザ光で露光され、静電潜像が形成される。形成された静電潜像は、現像器１０で現像され、感光体ドラム８上にトナー像が形成される。このトナー像は、感光体ドラム８と転写ベルト３上の転写紙２とが接する位置（転写位置）で、転写器１１によって転写紙２に転写され、これによって、転写紙２上に画像が形成される。
【００２２】
画像プロセス部１ａにて転写された転写紙２は、転写ベルト３によって、次の画像プロセス部１ｂに搬送される。個々でも同様に、感光体ドラム８上に形成されたトナー像が転写紙２上に重ねて転写される。転写紙２は、さらに、第３、第４の画像プロセス部１ｃ、１ｄに順に搬送され、同様に、形成されたトナー像が転写紙２に転写され、これによって転写紙２上にカラー画像を形成してゆく。そして、カラー画像が形成された転写紙２は、転写ベルト３から剥離され、定着器１２にて定着された後、排紙される。
【００２３】
次に、図２を参照して、転写ベルト３上に形成された色ずれ補正パターン１３について説明する。図２は、色ずれ補正パターン１３が形成されている転写ベルト３の側面及び上面図である。
【００２４】
色ずれ検出用のトナー画像パターンも、紙印刷画像形成時のトナー画像と同様に、転写ベルト３上に形成される。本実施形態では、図２に示すように転写紙２の領域外であるＡの領域に色ずれ検出用のトナー画像パターンを形成する。転写ベルト３の搬送速度Ｖに伴い、Ａの領域が順次、各色感光体ドラム８の位置を通過する。この通過するタイミングに合わせて、色ずれ検出用のトナー画像パターンが形成される。形成された色ずれ補正パターン（色ずれ検出・補正用トナーパターン）１３は、検知用の検知センサ１４で検出される。そこで、本実施の形態では、検知センサ１４を転写ベルト３上に配置し、転写ベルト３には、検知センサ１４の配置位置に対応させて色ずれ補正パターン１３を形成する。このような色ずれ補正パターン１３は、転写ベルト３が転動移動し、検知センサ１４を順次通過することによって検出される。
【００２５】
この色ずれ補正（検出）に関する時間に掛かる時間は、ユーザにとって「装置のダウンタイム」となるものである。したがって、色ずれ補正に関する色ずれ検出用のトナー画像パターンの形成や、検出の時間を短縮する必要がある。
【００２６】
そこで、トナーパターンの形成や、検出の時間の短縮方法について、以下に説明する。
なお、下記の実施例では、色ずれ検出用のトナーパターン作像時の転写ベルト３上の搬送速度Ｖを速くすることにより、「装置のダウンタイム」を短縮することを示したが、色ずれ検出用のトナーパターンに限定されず、トナー濃度補正用パターンや、位置ずれ補正用パターンであってもよい。
【００２７】
図３は、転写ベルト３上の搬送速度Ｖを一定としたときの、２枚の印刷動作を行ったときの時間を示す図であり、図４は、転写ベルト３上の搬送速度Ｖについて、紙印刷以外の速度を紙印刷時の速度の２倍にしたときの、２枚の印刷動作を行ったときの時間を示す図である。紙印刷以外の速度を紙印刷時の速度の２倍とすることにより、印刷前の補正動作期間が短縮され、「装置のダウンタイム」が短縮される。また、２枚の紙印刷に掛かる時間は同等であるが、紙印刷以外の時間が短縮され、ｔ１＞ｔ２となるため、印刷に掛かる総時間も短縮することが可能となる。
【００２８】
ところが、図５のＥ０に示すように、単位時間当たりの発光エネルギを転写ベルト３上の搬送速度Ｖにかかわらず一定としてしまうと、高速での作像におけるトナー濃度低下の可能性がある。なお、図５は、転写ベルト３上の搬送速度Ｖを変化させたときの、Ｖと露光部４の光源手段の発光エネルギＥとの関係を示す図である。
【００２９】
転写ベルト３上の搬送速度ＶをＮ倍にして作像する場合、画像プロセス部１の構成上、感光体ドラム８の回転速度もＮ倍となる。感光体ドラム８の回転速度をＮ倍とした場合、感光体ドラム８の単位面積を照射する時間が短くなり、露光エネルギが低下してしまい、結果としてトナー画像濃度が低くなってしまう。そこで、このトナー画像濃度の低下を防ぐために、露光部４の光源手段の発光エネルギＥを上昇させる。図５のＥに示すように、転写ベルト３上の搬送速度Ｖに比例させて発光エネルギＥを制御することにより、感光体ドラム８は常に一定の露光エネルギを得ることができ、トナー画像濃度を一定に保つことができる。
【００３０】
なお、本実施例においては、このトナー画像濃度の低下を防ぐために、露光部４の光源手段の発光エネルギＥを上昇させる方法を示したが、帯電バイアス／転写バイアスを調整する方法としてもよい。また、転写ベルト３上の搬送速度Ｖに対して、一定のトナー濃度を得るために必要な光源手段の発光エネルギＥを記憶する手段を備え、転写ベルト３上の搬送速度Ｖに応じて、切り替える構成としてもよい。
【００３１】
また、転写ベルト３上の搬送速度Ｖを変化させて作像する場合、光学部の光源点灯制御手段や光束偏向制御手段の制御速度もあわせて変化させなければ、画像が変形してしまう。例えば、光学部の光源点灯制御手段や光束偏向制御手段の制御速度をそのままで、転写ベルト３上の搬送速度Ｖを２倍とした場合、作像された画像は、図６のように副走査方向に２倍に伸びてしまう。また、転写ベルト３上の搬送速度Ｖを２倍とした場合、主走査１ライン毎に露光されないラインが生じることとなり、トナー画像に隙間が生じてしまう。図８の上段に、露光されないラインが生じた場合の例を示す。
【００３２】
しかし、光束偏向手段の動作可能域が狭く変更できない等の制約があり、光学部の光源点灯制御手段や光束偏向制御手段の制御速度を併せて変更することができない場合があるので、これらの問題を解消する必要がある。
【００３３】
図７を参照すると、光学部に光束径の絞りを調整する光束径調整手段を備えた構成が示されている。
図７において、感光体ドラム８までの焦点距離を変更するために、光学系の距離調整手段１６を備える。距離調整手段１６を図７中の矢印の方向に動かすことにより、焦点距離が変更され、光束の径が変更される。転写ベルト３上の搬送速度Ｖを速くした際に、光束径を変化させることにより、図８の下段に示すように主走査ライン間の隙間をなくすことが可能となる。
【００３４】
また、図６のように、色ずれ補正パターンが副走査方向に伸びてしまう場合、主走査方向に伸びる直線からなる基準部と斜めに伸びる斜線部とのなす角度が変わってしまう。しかし、基準部と斜線部のなす角度が例えば４５度であると、副走査の通過タイミングから主走査ずれ量を導出しやすい。
【００３５】
そこで、転写ベルト３上の搬送速度ＶをＮ倍にして作像する場合、色ずれ補正用トナーパターンの基準部と斜線部のなす角度Ｄを、
Ｄ［ｄｅｇｒｅｅ］＝Ｔａｎ＾−１（１／Ｎ）＊１８０°／π
（ただし、Ｔａｎ＾−１：アークタンジェント）
としてパターン生成を行うことにより、転写ベルト３上において常に基準部と斜線部のなす角度が４５度とすることができる。このため、色ずれ補正量の算出が容易な条件とすることが可能となる。なお、なす角度を変えるには、斜線部の傾きを変える等の方法をとればよい。また、トナーパターンの生成は、画像形成装置の図示しない画像処理コントローラ等によりソフトウェア処理によって生成する。
【００３６】
以上に説明を述べた本実施形態によれば、所定のトナーパターンの形成を行う画像形成装置において、紙印刷を伴わないトナーパターン作像時の作像速度を、紙印刷作像時の作像よりも速くしたので、各種トナーパターン作像に掛かる時間を短縮し、ユーザにとってのダウンタイムを低減することが可能となる。
【００３７】
また、本実施形態によれば、紙印刷を伴わないトナーパターン作像の際に、光源光量、帯電バイアス、転写バイアスのうち、いずれか１つ以上を紙印刷作像時から変更する構成としたので、高速での作像におけるトナー濃度低下を防ぐことが可能となる。
【００３８】
また、光学部に光束径の絞りを調整する光束径調整手段を備えて、紙印刷を伴わないトナーパターン作像の際には、光束径を大きくする構成としたので、転写ベルトの搬送速度Ｖを速くした際に、光束径を変化させることにより、主走査ライン間の隙間をなくすることが可能となる。
【００３９】
また、図６のように、色ずれパターンが副走査方向に伸びてしまう場合、主走査方向に伸びる直線からなる基準部と、斜めに伸びる直線からなる斜線部と、のなす角度が変わってしまう。しかし、基準部と斜線部のなす角度が４５°であると、副走査の通過タイミングから主走査ずれ量を導出しやすい。そこで、転写ベルト３上の搬送速度ＶをＮ倍にして作像する場合、色ずれ補正用トナーパターンの基準部と斜線部のなす角度Ｄを、
Ｄ［ｄｅｇｒｅｅ］＝Ｔａｎ＾−１（１／Ｎ）＊１８０°／π
（ただし、Ｔａｎ＾−１：アークタンジェント）
としてパターン生成を行うことにより、転写ベルト３上において常に基準部と斜線部のなす角度が４５°とすることができる。このため、色ずれ補正量の算出が容易な条件とすることが可能となる。
【００４０】
また、感光体、及び／又は、中間転写体上に形成される色ずれ補正用トナーパターンは、主走査方向に伸びる直線からなる基準部と、斜めに伸びる直線からなる斜線部が１組以上で構成され、基準部と斜線部のなす角度を可変としたので、紙印刷作像時の作像よりも速くした際にも、色ずれ補正量の算出が容易な条件とすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明による実施の形態のカラー画像形成装置の要部を示す図である。
【図２】色ずれ補正パターン１３が形成されている転写ベルト３の側面及び上面図である。
【図３】転写ベルト３上の搬送速度Ｖを一定としたときの、２枚の印刷動作を行ったときの時間を示す図である。
【図４】転写ベルト３上の搬送速度Ｖについて、紙印刷以外の速度を紙印刷時の速度の２倍にしたときの、２枚の印刷動作を行ったときの時間を示す図である。
【図５】転写ベルト３上の搬送速度Ｖを変化させたときの、Ｖと露光部４の光源手段の発光エネルギＥとの関係を示す図である。
【図６】搬送速度Ｖを速める場合に、色ずれ補正パターンが副走査方向に伸びてしまうことを説明するための図である。
【図７】本実施形態の、光学部に光束径の絞りを調整する光束径調整手段を備えた構成の一例を示す図である。
【図８】転送ベルト３上の搬送速度Ｖを２倍にした場合のトナー画像の例を示す図であり、特に下段は、光束径調整手段を備えた構成における例を示す図である。
【符号の説明】
【００４２】
１    画像プロセス部
２    転写紙
２’    給紙トレイ
３    転写ベルト
４    露光部
５    ポリゴンモータ
６    ポリゴンミラー
７    走査レンズ
８    感光体ドラム
９    帯電器
１０    現像器
１１    転写器
１２    定着器
１３    色ずれ補正パターン
１４    検知センサ
１６    距離調整手段
【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】
2008275938.tif 000008
【図７】
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【図８】
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