(57)【要約】【課題】搬送中に用紙を折り畳む場合に、用紙が適切に折り畳まれているかどうかを判別することができる仕組みを提供する。【解決手段】用紙処理装置の構成として、用紙を搬送する搬送手段と、搬送手段によって搬送される用紙を折り畳む折り畳み機構３と、折り畳み機構３によって折り畳まれた用紙の搬送路２を挟む位置関係で配置された超音波発信器６及び超音波受信器７と、超音波発信器６と超音波受信器７の間を折り畳み後の用紙が通過する期間に、超音波発信器６から発信された超音波を超音波受信器７で受信することで得られる検査信号に基づいて、用紙の折り畳み状態を検査する検査部８とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
用紙を搬送する搬送手段と、
前記搬送手段によって搬送される用紙を折り畳む折り畳み手段と、
前記折り畳み手段によって折り畳まれた用紙の搬送路を挟む位置関係で配置された超音波発信器及び超音波受信器と、
前記超音波発信器と前記超音波受信器の間を前記折り畳まれた用紙が通過する期間に、前記超音波発信器から発信された超音波を前記超音波受信器で受信することで得られる検査信号に基づいて、用紙の折り畳み状態を検査する検査手段と
を備えることを特徴とする用紙処理装置。
【請求項２】
前記折り畳み手段によって折り畳まれた用紙を、当該用紙の貼り合わせ面に形成された接着層を利用して圧着する圧着手段を備え、
前記検査手段は、前記用紙の折り畳み状態として、前記圧着手段で圧着された用紙の圧着状態を検査する
ことを特徴とする請求項１記載の用紙処理装置。
【請求項３】
前記検査手段は、前記用紙の折り畳み状態として、用紙搬送方向における用紙の折り方向を検査する
ことを特徴とする請求項１記載の用紙処理装置。
【請求項４】
前記検査手段は、前記用紙の折り畳み状態として、前記折り畳まれた用紙の折りずれを検査する
ことを特徴とする請求項１記載の用紙処理装置。
【請求項５】
前記折り畳み手段よりも用紙搬送方向の上流側で用紙の厚さを検知する紙厚検知手段を備える
ことを特徴とする請求項１記載の用紙処理装置。
【請求項６】
前記超音波発信器及び前記超音波受信器を、それぞれ用紙幅方向に位置をずらして複数個ずつ配置してなる
ことを特徴とする請求項１記載の用紙処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、用紙処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
用紙を取り扱う用紙処理装置として、例えば下記特許文献１には、超音波を利用して用紙の重送を検知する技術や、重送の検知精度を上げるために空気の吹き付けや吸引によって重送用紙の間に空気層を介在させる技術が記載されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１９２１４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、搬送中に用紙を折り畳む場合に、用紙が適切に折り畳まれているかどうかを判別することができる仕組みを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載の発明は、用紙を搬送する搬送手段と、前記搬送手段によって搬送される用紙を折り畳む折り畳み手段と、前記折り畳み手段によって折り畳まれた用紙の搬送路を挟む位置関係で配置された超音波発信器及び超音波受信器と、前記超音波発信器と前記超音波受信器の間を前記折り畳まれた用紙が通過する期間に、前記超音波発信器から発信された超音波を前記超音波受信器で受信することで得られる検査信号に基づいて、用紙の折り畳み状態を検査する検査手段とを備えることを特徴とする用紙処理装置である。
【０００６】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の用紙処理装置において、前記折り畳み手段によって折り畳まれた用紙を、当該用紙の貼り合わせ面に形成された接着層を利用して圧着する圧着手段を備え、前記検査手段は、前記用紙の折り畳み状態として、前記圧着手段で圧着された用紙の圧着状態を検査することを特徴とするものである。
【０００７】
請求項３に記載の発明は、請求項１記載の用紙処理装置において、前記検査手段は、前記用紙の折り畳み状態として、用紙搬送方向における用紙の折り方向を検査することを特徴とするものである。
【０００８】
請求項４に記載の発明は、請求項１記載の用紙処理装置において、前記検査手段は、前記用紙の折り畳み状態として、前記折り畳まれた用紙の折りずれを検査することを特徴とするものである。
【０００９】
請求項５に記載の発明は、請求項１記載の用紙処理装置において、前記折り畳み手段よりも用紙搬送方向の上流側で用紙の厚さを検知する紙厚検知手段を備えることを特徴とするものである。
【００１０】
請求項６に記載の発明は、請求項１記載の用紙処理装置において、前記超音波発信器及び前記超音波受信器を、それぞれ用紙幅方向に位置をずらして複数個ずつ配置してなることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に記載の発明によれば、搬送中に用紙を折り畳む場合に、用紙が適切に折り畳まれているかどうかを判別することができる。
【００１２】
請求項２に記載の発明によれば、折り畳んだ用紙を圧着する場合に、用紙が適切に圧着されているかどうかを判別することができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明によれば、用紙が適切な方向で折り畳まれているかどうかを判別することができる。
【００１４】
請求項４に記載の発明によれば、用紙がずれて折り畳まれていないかどうかを判別することができる。
【００１５】
請求項５に記載の発明によれば、実際に搬送される用紙の厚さに応じて折り畳み状態の検査条件を設定することができる。
【００１６】
請求項６に記載の発明によれば、本構成を有しない場合に比して、用紙の折り畳み状態の検査精度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の具体的な実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１８】
（第１実施形態）
図１は本発明の第１実施形態に係る用紙処理装置の構成例を示す概略図である。図１において、処理の対象物となる用紙１は、図中一点鎖線で示す搬送路２に沿って図の左側から右側に向かって搬送される構成になっている。搬送路２の途中には折り畳み機構３が設けられている。折り畳み機構３は搬送中の用紙１を折り畳むものである。用紙の折り畳みについては、例えば折りナイフとロール対を組み合わせた折り畳み方式など、公知の技術を採用すればよい。
【００１９】
搬送路２上には、折り畳み機構３を間に挟んで、用紙搬送方向の上流側に用紙搬送用のロール対４が配置されるとともに、用紙搬送方向の下流側に用紙圧着用のロール対５が配置されている。ロール対４は折り畳み前の用紙１を間に挟んで回転することにより、用紙搬送方向に用紙１を搬送するものである。ロール対５は折り畳み後の用紙１を間に挟んで回転することにより、用紙搬送方向に用紙１を搬送するとともに、各々のロールによる挟み込み力によって用紙１を圧着するものである。
【００２０】
用紙１の圧着は、例えば、折り畳み機構３で用紙１を折り畳んだときに、互いに向かい合う用紙面（貼り合わせ面）の少なくとも一方に予め感圧型の接着層を形成しておき、この接着層をロール対５で強く加圧することにより行なわれる。具体的には、接着層付きの見開きタイプのはがきや帳票などの圧着加工と同様に行なわれる。この種の用紙は、接着層を利用して圧着した後に、圧着してある見開きの部分を開いて剥がすと、再び圧着しようとしても元の圧着状態には戻らないという性質がある。
【００２１】
また、用紙搬送方向において、ロール対５の下流側には、超音波発信器６と超音波受信器７からなる超音波センサが設けられている。超音波発信器６と超音波受信器７は、搬送路２に対して斜めに傾斜（交差）した軸上で対向する状態に配置されている。超音波発信器６と超音波受信器７の対向軸は、図１に例示するように左上がりで傾いていてもよいし、これと反対に右上がりで傾いていてもよい。
【００２２】
超音波発信器６は搬送路２を交差するように超音波受信器７に向けて超音波を発信するものである。超音波受信器７は超音波発信器６から発信された超音波を受信するものである。上記のように超音波センサの対向軸を傾ける理由は、超音波発信器６から発信した超音波が用紙１で反射したときに、その反射波が発信元に戻ってこないようにするためである。
【００２３】
検査部８は、超音波発信器６から発信した超音波を超音波受信器７で受信することで得られる検査信号に基づいて、ロール対５を通過した後の用紙１の折り畳み状態を検査するものである。具体的な検査の内容や方法については後段で詳しく説明する。
【００２４】
上記構成からなる用紙処理装置においては、ロール対４によって搬送された用紙１が折り畳み機構３によってＶ字形に二つ折りされる。用紙１には必要に応じて折り目の部分にミシン目が設けられている。また、折り畳み機構３で折り畳まれた用紙１は、折り目の部分（山折りされた部分）を用紙搬送方向の下流側に向けた状態で搬送される。
【００２５】
その後、用紙１は、ロール対５で搬送されながら、当該ロール対５により圧着された後、超音波発信器６と超音波受信器７の間を通過する。このとき、超音波発信器６と超音波受信器７の間を用紙１が通過する期間に、超音波発信器６から発信させた超音波を超音波受信器７で受信することにより、用紙１の折り畳み状態の検査に用いられる検査信号が得られる。この検査信号は、超音波受信器７から出力される信号であって、図２（Ａ）に示すように、用紙１全体が接着層９を介して圧着されている場合と、図２（Ｂ）に示すように、何らかの原因で用紙１が接着層９で圧着されずに剥がれている場合で、それぞれ異なるものとなる。
【００２６】
すなわち、超音波発信器６から発信させた超音波を超音波受信器７で受信する場合に、その間を用紙１が通過することで減衰する超音波の減衰量は、用紙１が圧着されている場合よりも、用紙１が剥がれている場合の方が多くなる。この理由は、用紙１が圧着されている部分は、見かけ上、１枚の用紙と等価の扱いになるのに対して、用紙１が剥がれている部分は、見かけ上、２枚の用紙と等価の扱いになって超音波の減衰量が増加するためである。
【００２７】
このため、超音波発信器６から発信した超音波を超音波受信器７で受信することで得られる検査信号が、例えば超音波受信器７から出力される電圧で検査部８に入力されるものとすると、用紙１が圧着されている場合に出力される電圧Ｖ１と、用紙１が剥がれている場合に出力される電圧Ｖ２は、互いに出力電圧の値が大きく異なるものとなる。
【００２８】
そこで、検査部８においては、例えば、予め基準となる閾値電圧を上記電圧Ｖ１，Ｖ２の中間値に設定しておき、用紙１を介して超音波を受信した際に超音波受信器７から出力される出力電圧と上記閾値電圧との比較により、用紙１の折り畳み状態として、当該用紙１の圧着状態、さらに詳しくは用紙１に圧着不良が生じていないかどうかを検査する。すなわち、超音波受信器７からの出力電圧が閾値電圧よりも大きい場合は、接着層９による用紙１の圧着状態が良好であると判断し、超音波受信器７からの出力電圧が閾値電圧よりも小さい場合は、接着層９による用紙１の圧着状態が不良であると判断する。なお、上記図２（Ｂ）においては、視覚的に分かりやすくするために、用紙１の剥がれを顕著に表現しているが、実際は目視で簡単に判別できない程度の剥がれとなる。
【００２９】
一方、図３に示すように、用紙搬送方向において、用紙１の一部Ｐ１に剥がれが生じている場合は、その剥がれ部分Ｐ１が存在する影響で、超音波受信器７から出力される検査信号の波形が変化する。すなわち、用紙１の圧着部分に対応する検査信号の出力値に対して、用紙１の剥がれ部分Ｐ１に対応する検査信号の出力値が小さく異なり、その差が検査信号の波形に現れる。
【００３０】
したがって、検査部８においては、例えば、剥がれ部分Ｐ１が存在せずに用紙１が良好に圧着されている場合に超音波受信器７から出力される検査信号の波形（図２（Ａ）参照）を基準波形とし、用紙１に剥がれ部分Ｐ１が存在する場合に超音波受信器７から出力される検査信号の波形（図３参照）と上記基準波形との差異を波形解析等によって検出することにより、接着層９の剥がれによる圧着不良の有無を判断する。すなわち、検査部８は、検査信号の波形と基準信号の波形との差異が許容範囲内であれば、用紙１に圧着不良が無いと判断し、検査信号の波形と基準信号の波形との差異が許容範囲を超えていれば、用紙１に圧着不良が有ると判断する。
【００３１】
また、他の例として、用紙１に接着層９を形成するにあたり、用紙１の折り目部分から所定の寸法を隔てて接着層９の形成領域を設定しておき、実際に用紙１を折り畳んで圧着したときに、用紙１の折り目部分から上記所定の寸法までは圧着されず、それ以外の領域で用紙１が接着層９により圧着される仕様で作製された用紙１を取り扱う場合は、用紙１の折り畳み状態として、次のような検査方法を採用してもよい。
【００３２】
すなわち、上記の仕様で作製された用紙１を折り畳み機構３で折り畳んだ後、ロール対５に通して圧着加工を行なうと、接着層９が形成された領域は圧着されるが、接着層９が形成されていない領域は圧着されない。したがって、この用紙１を図４（Ａ）〜（Ｄ）に示すように超音波発信器６と超音波受信器７の間に通し、その通過期間に超音波受信器７から出力される検査信号を検査部８に取り込むと、図５に示すように、接着層９の存在によって圧着された部分（密着部分）に対応する検査信号の出力値と、もともと接着層９が存在しないために圧着されていない部分（空隙部分）Ｐ２に対応する検査信号の出力値との差が、当該検査信号の波形に現れる。
【００３３】
したがって、検査部８においては、例えば、用紙搬送方向における用紙の折り方向（向き）が正規の方向である場合に超音波受信器７から出力される検査信号の波形タイプ（図５参照）を基準タイプとし、実際に超音波受信器７から出力される検査信号の波形タイプと上記基準タイプとの差異を波形解析等によって検出することにより、用紙搬送方向における用紙の折り方向が正規の方向に合っているかどうかを検査する。すなわち、検査部８は、検査信号の波形タイプが基準タイプと同じタイプであれば、用紙の折り方向が正規の方向になっていると判断し、検査信号の波形タイプが基準タイプと異なるタイプであれば、用紙の折り方向が正規の方向と反対方向になっていると判断する。
【００３４】
ちなみに、用紙搬送方向における用紙の折り方向が正規の方向と反対方向になっている場合は、超音波受信器７から出力される検査信号の波形タイプが、上記図５に示す時間軸上で左右反転したものとなる。また、当該時間軸上で検査信号の波形が左右対称となっていた場合は、用紙１の折り目部分と反対側に圧着不良箇所が存在することになる。その場合、検査部８は、用紙１に圧着不良が有りと判断する。
【００３５】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態に係る用紙処理装置は、用紙１を圧着しない場合（接着層９が形成されていない用紙１を取り扱う場合）に適用されるものである。用紙処理装置の構成は、例えば上記図１と同様の構成となるが、ロール対５は用紙圧着用ではなく、上流側のロール対４と同様に用紙搬送用となる。
【００３６】
また、検査部８は、用紙１の折り畳み状態として、折り畳み機構３で折り畳まれた用紙１の折りずれを検査する。用紙１の折りずれとは、例えば、前述のように用紙１を二つに折り畳んだときに、折り目部分を境に区分される一方の貼り合わせ面と他方の貼り合わせ面の重ね合わせずれ（位置ずれ）をいう。
【００３７】
図６（Ａ）は折りずれが生じていない用紙１と当該用紙１が超音波発信器６と超音波受信器７の間を通過する期間に検査部８に取り込まれる検査信号の波形を示している。また、図６（Ｂ）は折りずれが生じている用紙１と当該用紙１が超音波発信器６と超音波受信器７の間を通過する期間に検査部８に取り込まれる検査信号の波形を示している。図から分かるように、用紙１に折りずれが生じていない場合は、検査信号の出力値がほぼ一定のまま推移するが、用紙１に折りずれが生じている場合は、折りずれの境界部で見かけ上、用紙の枚数が２枚から１枚に変化するため、そこで検査信号の出力値が大きく変化する。
【００３８】
したがって、検査部８においては、例えば用紙１が通過する期間内で超音波受信器７から出力される検査信号の波形を解析することにより、上記図６（Ｂ）に示すように、検査信号の出力値が時間軸の後半部分で階段状に大きく変化した場合は、用紙１に折りずれが生じていると判断し、上記図６（Ａ）に示すように、検査信号の出力値が時間軸上でほとんど変化しない場合は、用紙１に折りずれが生じていないと判断する。
【００３９】
また、図７に示すように、折り畳み機構３よりも用紙搬送方向の上流側に、紙厚検知のための超音波センサとして超音波発信器１１と超音波受信器１２を配置した構成を採用してもよい。超音波発信器１１と超音波受信器１２は、前述した超音波発信器６と超音波受信器７と同様に、搬送路２に対して斜めに傾斜（交差）した軸上で対向する状態に配置されている。
【００４０】
かかる構成を採用した場合は、ロール対４によって搬送される折り畳み前の用紙１が、超音波発信器１１と超音波受信器１２の間を通過するときに、超音波発信器１１から発信した超音波を超音波受信器１２が受信することにより、用紙１の厚さに応じた出力値（例えば、電圧値）をもつ出力信号が超音波受信器１２によって生成される。例えば、用紙１の厚さが相対的に厚い場合と薄い場合で比較すると、紙厚検知に際して超音波受信器１２から生成される出力信号の値は、用紙１が厚い場合の方が薄い場合よりも小さくなる。
【００４１】
これに対して、例えば、上流側と下流側の超音波センサが同じタイプのセンサであると仮定すると、超音波発信器６から発信された超音波を、折りずれが生じた用紙１を介して超音波受信器７が受信した場合に、折りずれによって用紙の枚数が見かけ上、２枚から１枚に変化した後に得られる検査信号の出力値は、紙厚検知に際して超音波受信器１２から生成される出力信号の出力値と同じ値になる。
【００４２】
このため、検査部８においては、上記図６（Ｂ）に示すように、検査信号の出力値が時間軸の後半部分で階段状に大きく変化した場合に、この変化が折りずれに起因するものであるかどうかを、例えば用紙１が１枚のときに出力される検査信号の出力値を基準値として、当該基準値と変化後の出力値との差分に基づいて判断する。さらに、検査部８においては、超音波受信器１２から生成される出力信号の出力値を参照することにより、当該出力値に一致するように上記基準値を校正する。これにより、例えば厚さの異なる用紙１を取り扱う場合に、その都度、用紙１の厚さに応じて基準値の設定が行われるようになる。
【００４３】
なお、上記の例では、上流側と下流側の超音波センサを同じタイプのセンサであるとしたが、基準値の校正は、超音波発信器１１と超音波受信器１２を用いて検知される用紙１の厚さに応じて行えばよいため、上流側と下流側の超音波センサは異なるタイプのセンサであってもよい。
【００４４】
また、元々の用紙１の仕様として、意図的に折りずれが起こるようにミシン目を設けた用紙１を取り扱う場合は、用紙１の折り畳み状態として、用紙１の折り方向を検査部８で検査してもよい。具体的には、検査部８において、上記図６（Ｂ）に示すように、超音波受信器７から得られる検査信号の出力値が時間軸の後半部分で階段状に大きく変化した場合は、用紙１の折り方向が正規の方向になっていると判断し、検査信号の出力値が時間軸の前半部分で階段状に大きく変化した場合は、用紙１の折り方向が正規の方向と反対方向になっていると判断する。
【００４５】
また、上記第１実施形態及び第２実施形態に係る用紙処理装置の構成として、超音波発信器６及び超音波受信器７を、それぞれ用紙幅方向に位置をずらして複数個ずつ配置してもよい。例えば、図８に示すように、用紙幅方向Ｘの両側に位置して、２つの超音波発信器６Ａ，６Ｂとこれに対応する２つの超音波受信器７Ａ，７Ｂを配置する。この場合は、２つの超音波センサを設けることになるが、それぞれ超音波発信器６Ａ，６Ｂと超音波受信器７Ａ，７Ｂの間を用紙１が通過する期間では、センサ相互の誤動作を防ぐために、２つの超音波センサを同時に駆動せずに、用紙１の通過期間よりも短い時間の間隔で図９に示すように順番（交互）に駆動(ON)するとよい。また、超音波センサの設置数は２つに限らず、３つ以上であってもよい。
【００４６】
また、上記第１実施形態に係る用紙処理装置のように、予め接着層９が形成された用紙１をロール対５によって圧着する場合は、超音波発信器６と超音波受信器７の間を用紙１が通過する前に、それよりも上流側の搬送路２上で用紙１に温風を吹き付ける構成としてもよい。例えば、図１０（Ａ），（Ｂ）に示すように、第１の搬送路形成部材１４と第２の搬送路形成部材１５によって形成される搬送路に対して、用紙幅方向Ｘの一方から他方に向けて温風を吹き付ける、ヒータ内蔵の送風機１６を設けた構成とする。
【００４７】
送風機１６の吹き出し口１７は、用紙幅方向から見て、図１０（Ａ）に示すように搬送路と平行に配置してもよいが、好ましくは、図１１（Ａ）に示すように搬送路と斜めに交差する状態で吹き出し口１７を配置するのがよい。さらに好ましくは、用紙幅方向から見て、図１１（Ｂ）に示すように、送風機１６の吹き出し口１７をＶ字形の形状とし、用紙搬送方向の２箇所で搬送路と交差する状態に吹き出し口１７を配置するのがよい。
【００４８】
かかる構成においては、超音波発信器６と超音波受信器７の間に向けて走行する用紙１に対して、送風機１６の吹き出し口１７から温風を吹き付けることにより、用紙１に吸湿されている水分が蒸発する。そうすると、接着層９による圧着が不十分な箇所では、乾燥による剥離が促進される。このため、検査部８においては、超音波発信器６と超音波受信器７を用いて、潜在的な圧着不良の発生を検出する確率が高くなる。
【００４９】
なお、上記各実施形態においては、用紙１をＶ字形に二つ折りする場合について説明したが、本発明はこれに限らず、例えば用紙をＺ字形に三つ折りする場合などに適用してもよい。
【００５０】
また、本発明に係る用紙処理装置は、例えば、複写機、プリンタ等の画像形成装置や、当該画像形成装置の後処理装置などに使用される。また、本発明を配送分配機などに適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る用紙処理装置の構成例を示す概略図である。
【図２】用紙の折り畳み状態と検査信号の出力波形の関係を説明する図（その１）である。
【図３】用紙の折り畳み状態と検査信号の出力波形の関係を説明する図（その２）である。
【図４】用紙の搬送を時系列で示す図である。
【図５】用紙の折り畳み状態と検査信号の出力波形の関係を説明する図（その３）である。
【図６】用紙の折り畳み状態と検査信号の出力波形の関係を説明する図（その４）である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る用紙処理装置の構成例を示す概略図である。
【図８】用紙幅方向における超音波センサの配置例を示す図である。
【図９】複数の超音波センサを設けた場合の駆動例を示す図である。
【図１０】温風のき出し機構の構成例を示す図である。
【図１１】吹き出し口の配置例を示す図である。
【符号の説明】
【００５２】
１…用紙、２…搬送路、３…折り畳み機構、４，５…ロール対、６…超音波発信器、７…超音波受信器、８…検査部、９…接着層
【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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【図１０】
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【図１１】
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