(57)【要約】【課題】シリコンオイル等オイルを含浸した長尺クリーニングシートの巻回ロールの端部側でオイルが少なくなり枯渇する現象によるオフセットの不具合を防止し、複雑な構成とすることなく、定着ローラへのオイル塗布量を適正量に保持する定着装置を提供する。【解決手段】記録媒体のトナー面を加熱する加熱部材としての加熱ローラ又は加熱ベルトが、対応する加圧部材との間に前記記録媒体をニップ形成しながら挟持搬送して、前記トナー面を加熱溶融し前記記録媒体に固着させる定着部と、オイルを含浸して、巻芯に巻かれた長尺クリーニングシートの一部を、前記加熱ローラ又は加熱ベルトの表面に当接させて、前記加熱ローラ又は加熱ベルトの表面を清掃すると共にオイルを塗布供給する清掃部とを有する定着装置において、前記清掃部の長尺シートを巻いた巻芯の直径が端部よりも中央部の方を大きくしてあることを特徴とする定着装置。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体のトナー面を加熱する回転体加熱部材としての加熱ローラ又は加熱ベルトが、対応する加圧部材との間に前記記録媒体をニップ形成しながら挟持搬送して、前記トナー面を加熱溶融し前記記録媒体に固着させる定着部と、オイルを含浸して、巻芯に巻かれた長尺クリーニングシートの一部を、前記加熱ローラ又は加熱ベルトの表面に当接させることで、前記加熱ローラ又は加熱ベルトの表面を清掃すると共にオイルを塗布供給する清掃部とを有する定着装置において、
前記清掃部の長尺クリーニングシートを巻いてある巻芯の直径が端部よりも中央部の方を大きくしてあることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記長尺クリーニングシートを巻いてある巻芯の直径は、該巻芯の中央位置から両端位置近傍に向けて一次直線又は二次曲線形状で減少させてあることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記長尺クリーニングシートの巻かれた前記巻芯の幅手方向中央部の直径をＤｃ、前記長尺クリーニングシートの巻かれた前記巻芯の、前記長尺クリーニングシートの幅手方向端部位置における直径をＤｅ、シートの幅手方向の長さをＬｗｅｂとしたとき、
０．００３≦（Ｄｃ−Ｄｅ）／Ｌｗｅｂ≦０．０１
にしたことを特徴とする請求項１又は２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記長尺クリーニングシートの幅手方向の長さは該長尺クリーニングシートが当接する加熱ローラ又は加熱ベルトのニップ形成可能部分の幅手方向長さよりも短く、通紙される最大転写材の幅よりも長いことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の定着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はプリンタ、複写機、ファクシミリ等の電子写真方式を用いた記録装置に係わり、像形成プロセス機構のトナー像をシートに記録して定着する定着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の複写機などには、記録媒体として記録紙等の転写材上に転写されたトナー像を転写材に定着させる定着装置が設けられている。この定着装置は例えば熱源をもち、転写材上のトナーを熱溶融させる加熱ローラまたは加熱ベルトと、この加熱ローラ又は加熱ベルトに圧接して転写材を挟持搬送する加圧ローラ又は加圧ベルト等の加圧部材とを有している。この加熱ローラ又は加熱ベルトは発熱体（加熱源）が保持手段により保持され、例えばハロゲンランプなどの輻射熱を利用した管状発熱ヒータやＩＨなどの誘導加熱方式の加熱手段により熱せられている。しかし、トナーを熱溶着させ転写材に定着させる際、トナーに接している加熱ローラや加熱ベルト表面にトナーがオフセットし付着することで転写材を汚したり、画質を乱したりといった問題が発生する。これを防止するため、加熱ローラや加熱ベルト表面の離型性を上げるため、シリコンオイルなどを塗布したり、清掃部を設置することで汚れを除去するといった方法がとられている。不織布にシリコンオイルを含浸させ、加熱ローラや加熱ベルト表面に接触させる方式はシリコンオイルの塗布と清掃の機能を兼ねることが可能であり、これが一般的にはウェッブ清掃方式として呼ばれ、このようなウェッブを用いる清掃手段は従来からも広く採用されている。このウェッブ不織布は５０〜１００μｍ程度の厚みのものが一般的であり、この不織布に目標とする量を塗布できるだけのオイルを含浸させる。但し、このウェッブ方式で使用される不織布は長尺クリーニングシートとして巻物状に巻かれ、加熱装置付近に設置されることが一般的であるため、加熱／冷却の繰り返しや、毛細管現象などにより、含浸されたオイルは中央部分に移動し、オイルを含浸した前記長尺クリーニングシートの元巻きロールの端部側でオイルが少なくなり枯渇する現象が発生する。これを防止するため、枯渇又は減少する分を予測し、問題が発生しないレベルまで予めオイルの含浸量を全体的に増やそうとしても、加熱された際に不織布がオイルを保持できずウェッブの元巻きロールからオイルが漏れ出す現象や、転写材への過剰なオイルの塗布は定着排出後の機内給紙ローラ等の表面に付着し給送性を損ねるなど、別の不具合を発生させるため安易に増やすことができない。また、長尺クリーニングシート即ちウェッブの幅手方向の長さを長くとることで、枯渇した端部のウェッブは使用せず、オイルの含浸量が安定して性能上問題ない領域のみを使用するという方法も考えられるが、長尺クリーニングシート即ちウェッブの幅が大きく（広く）なる共に、機械構成が大きくなってしまうためコスト面及びスペース活用面で好ましくない。また、不織布の繊維密度や材質の異なる不織布を複数層の構成とすることでオイルが移動し難く、オイルの漏れを防止させようとする方法も考案されているが、構成が複雑になることでコストが高くなるデメリットがある。（特許文献１及び特許文献２参照）
また、オイルを不織布に含浸させる製造工程で、幅手方向のオイル塗布分布を変えるという方法についても製造加工上複雑となるため好ましくない。
【特許文献１】特開２０００−９８７９０号公報
【特許文献２】特開平６−１９４９８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
シリコンオイル等オイルを含浸した長尺クリーニングシートの巻回ロールの端部側でオイルが少なくなり枯渇する現象によるオフセットの不具合を防止し、複雑な構成とすることなく、定着ローラへのオイル塗布量を適正量に保持する定着装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この目的は次の技術手段１〜４の何れかによって達成される。
１．記録媒体のトナー面を加熱する回転体加熱部材としての加熱ローラ又は加熱ベルトが、対応する加圧部材との間に前記記録媒体をニップ形成しながら挟持搬送して、前記トナー面を加熱溶融し前記記録媒体に固着させる定着部と、オイルを含浸して、巻芯に巻かれた長尺クリーニングシートの一部を、前記加熱ローラ又は加熱ベルトの表面に当接させることで、前記加熱ローラ又は加熱ベルトの表面を清掃すると共にオイルを塗布供給する清掃部とを有する定着装置において、
前記清掃部の長尺クリーニングシートを巻いてある巻芯の直径が端部よりも中央部の方を大きくしてあることを特徴とする定着装置。
２．前記長尺クリーニングシートを巻いてある巻芯の直径は、該巻芯の中央位置から両端位置近傍に向けて一次直線又は二次曲線形状で減少させてあることを特徴とする１に記載の定着装置。
３．前記長尺クリーニングシートの巻かれた前記巻芯の幅手方向中央部の直径をＤｃ、前記長尺クリーニングシートの巻かれた前記巻芯の、前記長尺クリーニングシートの幅手方向端部位置における直径をＤｅ、シートの幅手方向の長さをＬｗｅｂとしたとき、
０．００３≦（Ｄｃ−Ｄｅ）／Ｌｗｅｂ≦０．０１
にしたことを特徴とする１又は２に記載の定着装置。
４．前記長尺クリーニングシートの幅手方向の長さは該長尺クリーニングシートが当接する加熱ローラ又は加熱ベルトのニップ形成可能部分の幅手方向長さよりも短く、通紙される最大転写材の幅よりも長いことを特徴とする１〜３の何れか１項に記載の定着装置。
【発明の効果】
【０００５】
本発明により、シリコンオイル等オイルを含浸した長尺クリーニングシートの元巻ロールの端部側で、オイルが少なくなり枯渇する現象がほぼ無くなり、転写材の端部側に起こるオフセットの不具合が解消された。
【０００６】
また、長尺クリーニングシートの元巻ロール幅を広げた元巻ロールを用いて、均一なオイル含浸部分のみを使用する無駄な使い方が避けられ、それに伴って定着装置の大型になるのも回避される。
【０００７】
そして、定着ローラへのオイル塗布量を安定して適正量に保持出来るオフセットや汚れのない定着装置が提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の定着装置の実施の形態を説明する。なお、本欄の記載は請求項の技術的範囲や用語の意義を限定するものではない。また、以下の、本発明の実施の形態における断定的な説明は、ベストモードを示すものであって、本発明の用語の意義や技術的範囲を限定するものではない。
【０００９】
図１は本発明の定着装置が装着されている画像形成装置、詳しくはデジタル方式による画像形成装置の実施の形態の全体構成図であり、画像読取り部Ａ、画像処理部Ｂ、画像形成部Ｃ、シート状の記録紙としての転写材Ｐを搬送する転写材搬送手段である転写材搬送部Ｄから構成されている。
【００１０】
画像読取り部Ａの上部には原稿を自動搬送する自動原稿送り手段が設けられていて、原稿載置台１１上に載置された原稿は原稿搬送ローラ１２によって１枚宛分離搬送され読み取り位置１３ａにて画像の読み取りが行われる。原稿読み取りが終了した原稿は原稿搬送ローラ１２によって原稿排紙皿１４上に排出される。
【００１１】
一方、プラテンガラス１３上に置かれた場合の原稿の画像は走査光学系を構成する照明ランプ及び第１ミラーから成る第１ミラーユニット１５の速度ｖによる読み取り動作と、Ｖ字状に位置した第２ミラー及び第３ミラーから成る第２ミラーユニット１６の同方向への速度ｖ／２による移動によって読み取られる。
【００１２】
読み取られた画像は、投影レンズ１７を通してラインセンサである撮像素子ＣＣＤの受光面に結像される。撮像素子ＣＣＤ上に結像されたライン状の光学像は順次電気信号（輝度信号）に光電変換されたのちＡ／Ｄ変換を行い、画像処理部Ｂにおいて濃度変換、フィルタ処理などの処理が施された後、画像データは一旦メモリに記憶される。
【００１３】
画像形成部Ｃでは、画像形成ユニットとして、像担持体であるドラム状の感光体２１と、その外周に、該感光体２１を帯電させる帯電手段２２、帯電した感光体の表面電位を検出する電位検出手段２２０、現像手段としての現像器２３、転写分離手段である転写極２４及び分離極２５、前記感光体２１のクリーニング装置２６及び光除電手段としてのＰＣＬ（プレチャージランプ）２７が各々動作順に配置されている。また、現像手段としての現像器２３の下流側には感光体２１上に現像されたパッチ像の反射濃度を測定する反射濃度検出手段２２２が設けられている。感光体２１は、光導電性化合物をドラム基体上に塗布形成したもので、例えば有機感光体（ＯＰＣ）が好ましく使用され、図示の時計方向に駆動回転される。
【００１４】
回転する感光体２１へは帯電手段２２による一様帯電がなされた後、像露光手段としての露光光学系３０により画像処理部Ｂのメモリから呼び出された画像信号に基づいた像露光が行われる。書き込み手段である像露光手段としての露光光学系３０は図示しないレーザーダイオードを発光光源とし、回転するポリゴンミラー３１、ｆθレンズ３４、シリンドリカルレンズ３５を経て反射ミラー３２により光路が曲げられ主走査がなされるもので、感光体２１に対してＡｏの位置において像露光が行われ、感光体２１の回転（副走査）によって潜像が形成される。本実施の形態の一例では文字部に対して露光を行い潜像を形成する。
【００１５】
感光体２１上の潜像は現像手段としての現像器２３によって反転現像が行われ、感光体２１の表面に可視像のトナー像が形成される。転写材搬送部Ｄでは、画像形成ユニットの下方に異なるサイズのシート状の記録紙としての転写材Ｐが収納された給紙ユニット４１（Ａ）、４１（Ｂ）、４１（Ｃ）と搬送ローラ４３が設けられ、また側方には手差し給紙を行う手差し給紙ユニット４２が設けられていて、それらの何れかから選択された転写材Ｐは案内ローラ４３によって搬送路４０に沿って給紙され、給紙される転写材Ｐの傾きと偏りの修正を行うレジストローラ対４４によって転写材Ｐは一時停止を行ったのち再給紙が行われ、搬送路４０、転写前ローラ４３ａ、給紙経路４６及び進入ガイド板４７に案内され、感光体２１上のトナー画像が転写位置Ｂｏにおいて転写極２４及び分離極２５によって転写材Ｐ上に転写され、搬送ベルト装置４５の搬送ベルト４５４に載置搬送されながら前記転写材Ｐは感光体２１面より分離し、前記搬送ベルト装置４５により本発明の定着装置５０に搬送される。
【００１６】
該定着装置５０は、図２の概略構成図にも示すように、定着部５０Ａと清掃部５０Ｂとからなり、定着部５０Ａは加熱源を持つ回転体加熱部材としての加熱ローラ５１と加圧部材としての加圧ローラ５４とを有しており、転写材Ｐを加熱ローラ５１と加圧部材としての加圧ローラ５４との間を通過させることにより、加熱、加圧によってトナーを定着させる。トナー画像の定着を終えた転写材Ｐは排出ローラ５５及びそれに押圧されるピンチローラ５６に挟持されて排紙トレイ８１上に排出される。
【００１７】
清掃部５０Ｂは、ウェッブとして長尺クリーニングシート６１が巻芯６２に巻かれた元巻ロール６１Ｒから巻取軸６６によって繰り出される前記長尺クリーニングシート６１が、押さえローラ６７によって、回転体加熱部材としての加熱ローラ５１に当接されて一定枚数の画像形成が為され、次の一定枚数の画像形成のために僅か進められるまで固定され、定着時に加熱ローラ上に付着したトナーをはじめとする異物が拭き取られると共に離型性を向上させるためのオイル（シリコンオイル）を均一に塗布している。即ち、
このような本発明の定着装置５０によって、
１）  ウェッブ即ち、長尺クリーニングシートの不織布の層構成（密度や材質等）を複雑にしてコストアップになることが回避され、
２）  オイル塗布加工工程で幅手方向でのオイル塗布量を変える必要も無くなり、加工性の複雑困難化及びそれによるコストアップも解消され、
３）  全体的なウェッブへのオイル塗布量を増やす必要も無くなるので、性能面その他の不具合も回避され、
４）  ウェッブの幅手方向の長さを長くする必要も無くなり、ウェッブ及び機械の大型化も回避される。
【００１８】
このように本発明は、請求項１に示すように、コスト、性能、加工性の上での影響はなく、ウェッブとして長尺クリーニングシートの不織布を巻いている巻芯６２の直径を端部よりも中央部の方を太くすることで、オイル含浸分布を均一にし、ウェッブの端部のオイル含浸量の枯渇によるオフセット等の性能面及びウェッブや装置の加工性や大きさや複雑性等に関わるコスト面の問題解決をしたものである。
【００１９】
ウェッブとして長尺クリーニングシート６１を巻いている巻芯の直径の大きさは、ウェッブ中央からウェッブ両端面位置に対して請求項２に示すように、一次直線又は二次曲線相当形状に直径を減少させ、図３（ａ）、（ｂ）の巻芯形状を示す側面図のようになる。尚、長尺クリーニングシート６１が巻芯６２に巻かれたロール６１Ｒは図４の側面図に示すようになる。
ここに、    Ｌｗｅｂ：シートの幅手方向の長さ
Ｄｃ：シートの長手方向中央部での巻芯外径
Ｄｅ：シートの長手方向端部での巻芯外径
Ｄｗｅｂ：巻芯にシートを巻いた時の全体の巻き外径である。
【００２０】
このようにすると、シリコンオイルの染み込みの分布も安定してなだらかになり、一般的に使用されているウェッブ不織布の厚み５０〜１００μｍ程度のものに、一定のテンションをかけて巻く加工の際には不織布への部分的に働くストレスやウェッブの延びや破れといった不具合もなく好ましい。更にウェッブとしての不織布を巻いている巻芯６２の形状はウェッブの幅手方向中央部でのウェッブを巻いている巻芯の直径をＤｃ、ウェッブの幅手方向端面位置での長尺クリーニングシートを巻いている巻芯の直径をＤｅ、ウェッブの幅手方向の長さをＬｗｅｂとしたとき、
０．００３≦（Ｄｃ−Ｄｅ）／Ｌｗｅｂ≦０．０１
の範囲にあれば、請求項３に示すように、ウェッブ不織布の端部オイルの枯渇も防ぎ、且つ、オイル垂れや加工性といった面での不具合への影響もなく好ましい。
【００２１】
また、請求項４に示すように、上記対策によりウェッブ幅手方向のオイル含浸分布を均一にすることでウェッブ幅手方向の長さはウェッブ不織布が当接する加熱ローラ又は加熱ベルトのニップ形成可能部分の幅手方向長さよりも短く、通紙される最大転写材幅よりも長く設定することで通紙範囲にはオイルを供給することができるため、オフセットなどの不具合も発生せず、コンパクトにできるので好ましい構成となる。
【００２２】
尚、上記回転加熱部材としては、加熱ローラを図示して説明したが、加熱ベルトを用いても同様の結果が得られる。
【実施例】
【００２３】
先ず、巻芯形状係数を異ならせた巻芯に巻かれている、９個の長尺クリーニングシートにおけるオイルの含浸量分布の測定を、次の条件に従って行った。
【００２４】
使用画像形成装置：Ｓｉｔｉｏｓ７２７２機
環境：２０℃／５０％  常温常湿環境
長尺クリーニングシート（ウェッブ）：幅３２５ｍｍ×長さ１２．５ｍ、目付け量：２７ｇ／ｍ2
シリコンオイル：動粘度が１ｍ2／ｓ（１００００ストークス）、含浸量が２７ｇ／ｍ2相当
巻芯６２の外形：８ｍｍ
ウェッブとしての長尺クリーニングシートの元巻６１Ｒの外径：３４．５ｍｍ
上記条件の下で、巻芯の巻芯形状係数の異なるウェッブの元巻６１Ｒを、定着装置５０に装着し、定着を通常使用温度まで加熱し、２〜３時間程度放置する。
【００２５】
その後、各サンプルを幅方向に３分割にカットしオイルの脱脂を行う。脱脂前後の生地質量を測定し、質量減少分からオイル含浸量分布を測定する。
【００２６】
各元巻６１Ｒ毎に、巻芯形状係数＝（Ｄｃ−Ｄｅ）／Ｌｗｅｂ  としたとき、
ウェッブ幅手方向でオイルの含浸量が異なる。巻芯形状係数が０の場合のグラフを図５に示す。端部ではオイルの含浸量が少ないことが分かる。
【００２７】
そして、図６のグラフに示すように、巻芯６２の軸方向の中央部と端部との直径の差をつけて巻芯形状係数を大きくするとウェッブの軸方向のオイル分布における中央と端部の含浸量の差が少なくなることが分かる。
【００２８】
次に、上記のように巻芯形状係数を変化させることによる効果の確認を行った。
【００２９】
確認１）オフセット性評価
前述のように、巻芯形状係数を１０種類設定して、各巻芯形状係数について、連続通紙し転写材Ｐに画像形成を行い、転写材Ｐの裏面への汚れ及び表面へのトナー転写汚れの状態を確認した。その発生の有無は目視により判定した。汚れの確認出来ないものを◎、汚れがあったとしても実用上目立たず差し支えないと判定されるものを○、少しでも目立つものは×とした。
【００３０】
確認２）オイル垂れ評価
ウェッブ質量を計測後、画像形成装置内の定着装置５０の清掃部５０Ｂにウェッブ（長尺クリーニングシート）の元巻６１Ｒを装着投入して、画像形成装置の定着装置５０内で通常設定温度にて３０分加熱放置する。
【００３１】
加熱放置後のウェッブを再度質量測定し、オイル垂れの有無を測定し、中央と端部でのオイル含浸量差が大きく影響することが分かった。オイル垂れが見当たらない状態を○、みとめられる場合は×とした。
【００３２】
確認３）巻き形状外観評価
前述の加熱放置後のウェッブを巻いた状態でのウェッブの弛み・波うち・変形等の有無を目視により判定した。上記現象が見られないものは◎、上記現象が僅か見られるが実用上なんら差し支えないものは○、上記現象が目立つものは×とした。
【００３３】
以上上記基準による評価の結果を表１に示す。
【００３４】
【表１】
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【００３５】
比較例１として、巻芯形状係数が０及びその近傍の０．００２、０．００２５の場合：巻き形状外観評価は良好であるが、オイル分布均一化の効果が少なく、オフセット性能評価に対する効果で不充分である。
【００３６】
本発明で巻芯形状係数が０．００２８、０．００３の場合：オイル分布均一化の効果が現れ、オフセット、オイル垂れ、巻き形状外観評価共に良好である。
【００３７】
本発明で巻芯形状係数が０．００５、０．００７の場合：オイル分布均一化の効果が大きく現れ、オフセットは全く安定して解消され、オイル垂れ、巻き形状外観評価共に良好である。
【００３８】
比較例２として、巻芯形状係数が０．０１３以上の場合：巻芯端部でのオフセット解消の性能は極めて高いが、過剰な均一化の効果により巻芯中央でのオイル枯渇が懸念され、元巻ロールからのオイルの垂れやウェッブ弛みや波うちなどの不具合が見られるため好ましくない。
【００３９】
以上の結果により、請求項１に示すように、清掃部の長尺クリーニングシートを巻いてある巻芯の直径は端部よりも中央部の方を大きくしてあることにより良好な結果を出すことが分かる。
【００４０】
特に、請求項３に示すように、巻芯形状係数は０．００３以上〜０．０１以下の範囲であれば好ましい効果が期待でき、
更に０．００５〜０．００７の範囲であればより好ましいことが分かる。
【００４１】
また、表１において、長尺クリーニングシートを巻いてある巻芯の直径は、該巻芯の中央位置から両端位置近傍に向けて、請求項４に示すように、一次直線又は双曲線等二次曲線形状で減少させたが、そのどちらの形状に加工しても差は認められず、同等の効果を示した。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の定着装置が装着された画像形成装置の全体構成図である。
【図２】本発明の定着装置の概略構成図である。
【図３】（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、長尺クリーニングシートを巻いている巻芯の直径の大きさを、ウェッブ中央からウェッブ両端面位置に対して変化させた場合の形状を示す側面図である。
【図４】巻芯にウェッブを巻いた状態の長尺クリーニングシートの元巻の側面図である。
【図５】巻芯形状係数が０の場合の、ウェッブ幅手方向でオイルの含浸量が異なる状態を示すグラフである。
【図６】巻芯形状係数に対する中央と端部のオイル含浸量差の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４３】
１  画像形成装置
２１  感光体
２３  現像器
４０  搬送路
４５  搬送ベルト装置
５０  定着装置
５０Ａ  定着部
５０Ｂ  清掃部
５１  定着ローラ
５４  加圧ローラ
５５  排出ローラ
６１  長尺クリーニングシート（ウェッブ）
６１Ｒ  元巻（元巻ロール）
６２  巻芯
６６  巻取軸
６７  押さえローラ
Ｐ  転写材
【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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