JP2005257992A - 定着装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 記録シートのサイズを問わず、定着回転体から分離された記録シートを所定の搬送経路へ案内することができる定着装置を提供する。
【解決手段】 互いに圧接して回転する第一定着回転体及び第二定着回転体と、
当該第一定着回転及び第二定着回転体との圧接部から排出される記録シートを第一定着回転体表面から分離する複数の分離爪と、
記録シートの幅方向に隣接する二つの分離爪の間に当該分離爪により分離された記録シートを所定の搬送経路へ案内する複数のリブを設け、
当該複数のリブには相異なる第一リブと第二リブとが含まれる。
前記第一リブは他のリブよりも記録シートの搬送基準に近い位置に設けられるとともに、
第一リブ先端は他のリブよりも分離爪先端に近くなるように形成されている
【選択図】 図３

Description

本発明は、定着装置に係り、特に定着装置の圧接部分から排出される記録シートを案内する案内部材の改良に関する。

特開平２００３−８４６１４号公報

電子写真方式を採用する画像形成装置では、従来から記録シート上に転写されたトナー画像を定着装置で定着し、永久画像を得ている。その定着装置としては、加熱ロールと加圧ロールとを備え、これらを互いに圧接回転させる。そして、両ロールの圧接部分に記録シートを通過させ、その熱と圧力との作用によりトナー画像を記録シート上へ定着させる。ここで、従来の定着装置では、定着の際に溶融したトナーの粘着力により記録シートが加熱ロールに付着してしまうのを防止するため、圧接部分の記録シートの搬送方向（以下、単に「搬送方向」ということがある）下流側において加熱ロールの表面から記録シートを分離するための分離爪を搬送方向に直行する方向、すなわち記録シートの幅方向（以下、単に「幅方向」ということがある）に所定間隔で複数設けている。さらに、従来の定着装置では、分離爪により分離された記録シートを搬送方向の所定の搬送経路へ案内するための案内部材を設けている。この案内部材には、記録シートの搬送を円滑に行うために複数のリブ（ガイド）を設けている。

特許文献１には、分離爪で分離される記録シートを、所定の搬送経路へより確実に案内するために、複数のリブの形状を異なるものにする技術が開示されている。すなわち、分離爪近傍のガイドのガイド角度を最小とし、搬送基準から離れるに従いリブを分離爪の手前に設置するように構成している。

しかし、特許文献１に記載の技術では、非定型サイズの記録シートを搬送する場合、特に、分離爪近傍のガイドに記録シートの幅方向端部が接触する場合には、適切に記録シートを搬送することができないおそれがある。

本発明は、このような技術的課題に基づいてなされたものであり、その目的は、記録シートのサイズを問わず、定着回転体から分離された記録シートを所定の搬送経路へ案内することができる定着装置を提供することにある。

すなわち本発明は、互いに圧接して回転する第一定着回転体及び第二定着回転体と、当該第一定着回転体及び第二定着回転体との圧接部から排出される記録シートを第一定着回転体表面から分離する複数の分離爪と、記録シートの幅方向に隣接する二つの分離爪の間に当該分離爪により分離された記録シートを所定の搬送経路へ案内する複数のリブを設け、当該複数のリブには相異なる第一リブと第二リブとが含まれる定着装置である。また、リブの種類は、このように二種類のものでもよく、三種類のものでもよく（前記複数のリブには相異なる第一リブと第二リブと第三リブとが含まれ）、それ以上のものでもよい。

これらのリブのより具体的な構成としては、例えば、前記第一リブは他のリブよりも記録シートの搬送基準に近い位置に設けられるとともに、第一リブ先端は他のリブよりも分離爪先端に近くなるように形成されてるものでもよい。また、前記第一リブは他のリブよりも記録シートの搬送基準に近い位置に設けられるとともに、第一リブは他のリブよりもリブ高さが高くなるように形成されるものでもよい。また、前記第一リブは他のリブよりも記録シートの搬送基準に近い位置に設けられるとともに、前記分離爪の記録シートを分離する分離面と第一リブの記録シートを案内する第一案内面とがなす第一角度は、当該分離面と第二リブの記録シートを案内する第二案内面とがなす第二角度よりも大きくなるように形成されるものでもよい。さらに、前記第一リブは他のリブよりも記録シートの搬送基準に近い位置に設けられるとともに、記録シートの進行方向と記録シートを案内する第一リブの第一案内面とがなす第一衝突角度は、記録シートの進行方向と記録シートを案内する第二リブの第二案内面とがなす第二衝突角度よりも小さくなるように形成されるものでもよい。これらのようなリブを設けることにより、必ずしも記録シートの幅方向端部が分離爪に接触しなくても（リブに記録シートの幅方向端部が接触する場合でも）、定着回転体から分離された記録シートを所定の搬送経路へと案内することができる。

さらに、三種類のリブを設ける場合には、前記第二リブは第三リブよりも記録シートの搬送基準に近い位置に設けられるとともに、第二リブは第三リブよりもリブ高さが高くなるように形成することができる。また、前記第二リブは第三リブよりも記録シートの搬送基準に近い位置に設けられるとともに、記録シートの進行方向と記録シートを案内する第二リブの第二案内面とがなす第二衝突角度は、記録シートの進行方向と記録シートを案内する第三リブの第三案内面とがなす第三衝突角度よりも小さく形成することができる。

なお、記録搬送基準は記録シートの幅方向中央部（センターレジスト方式）でもよいし、幅方向端部（サイドレジスト方式）でもよい。そして、記録搬送基が記録シートの幅方向中央部である場合には、前記複数の分離爪は、前記搬送基準に対して（幅方向）非対称に配設することができる。そして、前記複数の分離爪は、定型サイズ記録シートの搬送幅方向両端部の一方を分離するように配設することができる。一方、前記搬送基準が記録シートの幅方向端部である場合には、前記複数の分離爪は、定型サイズ記録シートの搬送幅方向両端部の両方を分離するように配設することができる。

本発明によれば、記録シートのサイズを問わず、定着回転体から分離された記録シートを所定の搬送経路へ案内することができる定着装置を提供することができる。

図１は、本発明の実施形態に係る定着装置１を備える複合機（画像形成装置）１００を説明するものである。この複合機１００はプリント機能、コピー機能、ファクシミリ機能を備えるものであり、その構成は大きく分けて、画像入力部５、画像形成部４、用紙収容部６とから構成されている。なお、記録用紙ｐの搬送経路を図中に点線で示す。

画像入力部５は、原稿載置トレイ５１、原稿排出トレイ５２、プラテンガラス５３などを備え、原稿画像を光学的に読み取り、その画像情報を得るものである。用紙収容部６は、第一〜第四用紙トレイ６１〜６４を備え、各用紙トレイ６１〜６４には記録シートとしてそれぞれ異なる種類（サイズ、材質、厚さなど）の記録用紙ｐが収容されている。画像形成部４は、複合機１００の機能により、次のような動作を行なう。すなわち、複合機１００のプリント機能を利用する場合には、画像形成部４は、図示しないパーソナルコンピュータから入力される画像形成命令に応じて、所望種類の記録用紙ｐにトナー画像を形成する。また、複合機１００のコピー機能を利用する場合には、画像形成部４は、画像入力部５で読み取った原稿の画像情報に応じて、所望種類の記録用紙ｐにトナー画像を形成する。さらに、複合機１００のファクシミリ機能を利用する場合には、画像形成部４は、電話通信回線を通じて入力されるファクシミリ情報に応じて、所望種類の記録用紙ｐにトナー画像を形成する。

この画像形成部４の基本的な構成及び動作は次の通りである。この画像形成部４は、像担持体としての感光体ドラム４０と、その感光体ドラム４０の周囲には帯電ロール４１、露光装置４２、現像装置４３、転写ロール４４、クリーニングブレード４５などが配設されている。これら感光体ドラム４０よりも記録用紙ｐの搬送方向下流側において、画像形成部４は、定着装置１、用紙排出ロール対４８、用紙排出トレイ４９を備えている。また、定着装置１は加熱ロール１０と加圧ロール２０とを備えている。

そして、画像形成部４は、次のようにして記録用紙ｐ上にトナー画像を形成する。感光体ドラム４０は図中矢印の方向に回転駆動される。帯電ロール４１には帯電バイアス電圧が印加されている。その結果、帯電ロール４１に接触する感光体ドラム４０はその表面が一様に帯電される。次に、その感光体ドラム４０表面に、上述の画像形成命令、画像信号、ファクシミリ信号に応じたレーザービームが露光装置４２から照射される。その結果、感光体ドラム４０の表面では、当該レーザービームにより露光された部分と、露光されなかった部分とで電位差が生じ、その電位差により静電潜像が形成される。次に、その静電潜像部分には、現像装置４３により選択的にトナーが付与される。その結果、感光体ドラム４０上にトナー画像が形成される。転写ロール４４には転写バイアス電圧が印加されており、感光体ドラム４０上のトナー画像が転写位置に達するタイミングで所望種類の記録用紙ｐが転写位置に搬送され、トナー画像が記録用紙ｐ上に静電的に転写される。次に、定着装置１により、記録用紙ｐ上のトナー画像は定着される。定着された記録用紙ｐは、排出ロール対４８により排出トレイ４９へと排出され、一の画像形成動作が修了する。

図２は、本発明の実施態様に係る定着装置１の断面要部概略図である。この定着装置１は、加熱ロール（ロール形状の第一定着回転体）１０と、加圧ロール（ロール形状の第二定着回転体）とを備えている。加熱ロール１０は、基材として金属ロールと、その表面にシリコン系離型層を被覆したものを使用することができる。また、この加熱ロール１０は、その内部に加熱手段として第一〜第三ハロゲンランプ１０ａ〜ｃを備えている。これらのハロゲンランプ１０ａ〜ｃのうち、第一及び第二ハロゲンランプ１０ａ、ｂはよりニップ部分Ｎに近い領域に配設され、第三ハロゲンランプ１０ｃはよりニップ部分から遠い領域に配設されている。加圧ロール２０は、基材としての金属ロールと、その表面にシリコンゴムなどの弾性層を設け、さらにその表面にシリコン系離型層を被覆したものを使用することができる。

定着装置１の加熱ロール側の構成は次の通りである。加熱ロール側には、ニップ部分Ｎの下流側において記録用紙ｐが加熱ロール１０の表面から剥離するのを補助する剥離爪（分離爪）１５と、定着フレームに対して固定的に取り付けられ、剥離した記録用紙ｐを加熱ロール１０側で案内する案内シュート１９とを備えている。案内シュート１９内には、記録用紙ｐの搬送方向に伸びる案内形状（リブ）１１、１２、１３を備えている。

定着装置１の加圧ロール側の構成は次の通りである。加圧ロール側には、バッフル２１が固定的に取り付けられている。このバッフル２１の加熱ロール２０側の面には、ニップ部分Ｎを脱した記録用紙ｐを加圧ロール２０側で案内する第二下流案内シュート部分２２と、加圧ロール２０の表面に記録用紙ｐが巻き付くのを防止する剥離爪部分２３とが設けられるとともに、バッフル２１には温度センサ（温度検知手段）２８が固定的に取り付けられている。

そして、この定着装置１は、次のようにして記録用紙ｐ上のトナー画像を定着する。加熱ロール１０及び加圧ロール２０は、それぞれ図３の矢印の方向に回転駆動されている。表面に未定着の転写済みトナー画像を保持する記録用紙ｐは、第一上流案内シュート３４及び第二上流案内シュート３３に案内され、加熱ロール１０と加圧ロール２０とのニップ部分Ｎに突入する。このニップ部分Ｎにおいて、記録用紙ｐ及びトナー画像には熱と圧力とが加えられ、トナーが溶融することにより、トナー画像が記録用紙ｐ上に定着される。記録用紙ｐの先端は、剥離爪１５により加熱ロール１０表面から剥離され、バッフル２１及び案内シュート１９により案内され、記録用紙ｐの後端がニップ部分Ｎを脱して、定着が終了する。

ところで、本実施例に係る定着装置１では、ニップ部分Ｎの下流側に配置される剥離爪１５、案内形状１１、１２、１３の位置関係、及び形状を工夫することにより、剥離爪１５により加熱ロール１０表面から剥離された記録用紙ｐをより確実に所定の搬送経路へと案内することができる。以下、図３〜６を用いて、剥離爪１５、案内形状１１、１２、１３の位置関係、及び形状について説明する。

図３は、この定着装置１の加熱ロール１０及び案内シュート１９の斜視図である。図４は、この定着装置１の加熱ロール１０及び案内シュート１９の上面図である。図５は、各案内形状を説明するものである。なお、図３、図４中の太矢印は記録用紙ｐの搬送方向を示す。この複合機１００、定着装置１はいわゆるセンターレジスト方式を採用しており、記録用紙ｐはその幅方向の中心を一定の基準位置（図４中の一点鎖線）Ｃに位置あわせされて、搬送、画像形成、定着される。この案内シュート１９には、同一形状の剥離爪１５が幅方向に５つ設けられており、基準位置Ｃからの距離が近い順に、剥離爪１５ａ（基準位置Ｃからの幅方向距離Ｗ（１５ａ））、剥離爪１５ｂ（基準位置Ｃからの幅方向距離Ｗ（１５ｂ））、剥離爪１５ｃ（基準位置Ｃからの幅方向距離Ｗ（１５ｃ））、剥離爪１５ｄ（基準位置Ｃからの幅方向距離Ｗ（１５ｄ））、剥離爪１５ｅ（基準位置Ｃからの幅方向距離Ｗ（１５ｅ））が設けられている（Ｗ（１５ａ）＜Ｗ（１５ｂ）＜Ｗ（１５ｃ）＜Ｗ（１５ｄ）Ｗ（１５ｄ）＜Ｗ（１５ｅ））。ここで、各剥離爪１５ａ〜ｅは基準位置Ｃに対して非対称に設けられており、各基準位置Ｃからの幅方向距離Ｗ（１５ａ）〜Ｗ（１５ｅ）は、定型規格サイズの記録用紙ｐの幅方向端部の一方に対応した距離に設定されている。

そして、これらの剥離爪１５ａ〜ｅの内外には３種類の案内形状１１、１２、１３が幅方向に複数設けられている。すなわち、第一案内形状（第一リブ）１１としては、基準位置Ｃからの距離が近い順に、第一案内形状１１ａ、第一案内形状１１ｂ、１１ｃ第一案内形状、第一案内形状１１ｄ、第一案内形状１１ｅが設けられている。また、第二案内形状（第二リブ）１２としては、基準位置Ｃからの距離が近い順に、第二案内形状１２ａ、第二案内形状１２ｂが設けられている。第三案内形状（第三リブ）１３としては、第三案内形状１３ａ、案内第三形状１３ｂ、第三案内形状１３ｃが設けられている。その結果、例えば、剥離爪１５ａと剥離爪１５ｃとの間には、基準位置Ｃからの距離が近い順に、第一案内形状１１ａ、第二案内形状１２ａ、第三案内形状１３ａが設けられる。

これら第一案内形状１１、第二案内形状１２、第三案内形状１３は、図５に示すように、それぞれ次のような形状となっている。なお、第一案内形状１１の搬送方向下流側には記録用紙ｐの搬送を補助する回転ロール１４が設けられている。

第一に、図５に示す加熱ロール１０の回転軸に垂直な断面において、各案内形状１１〜１３と剥離爪１５の先端ｔとの距離ｄの関係は次の通りである。第一案内形状１１と剥離爪先端ｔとの距離をｄ（１１）、第二案内形状１１と剥離爪先端ｔとの距離をｄ（１２）、第三案内形状１３と剥離爪先端ｔとの距離をｄ（１３）とすると、各距離ｄにはｄ（１１）＜ｄ（１２）、ｄ（１１）＜ｄ（１３）の関係が成り立つ。なお、剥離爪１５の先端ｔは加熱ロール１０の表面に接触し、記録用紙ｐの剥離を開始するポイントである。

第二に、図５に示す加熱ロール１０の回転軸に垂直な断面において、各案内形状１１〜１３の案内シュート１９に対する高さ（出っ張り量）ｈの関係は次の通りである。第一案内形状１１の案内シュート１９に対する高さをｈ（１１）、第二案内形状１２の案内シュート１９に対する高さをｈ（１２）、第三案内形状１３の案内シュート１９に対する高さをｈ（１３）とすると、各高さｈにはｈ（１２）＜ｈ（１１）、ｈ（１３）＜ｈ（１１）、ｈ（１３）＜ｈ（１２）の関係が成り立つ。

第三に、図５に示す加熱ロール１０の回転軸に垂直な断面において、剥離爪１５の記録用紙ｐを分離する分離面Ｓ（１５）と各案内形状１１〜１３の記録用紙ｐを案内する案内面Ｓ（１１）〜Ｓ（１３）とのなす角度θの関係は次の通りである。剥離爪１５の分離面（図５の一点鎖線参照）Ｓ（１５）と第一案内形状１１の案内面（図５（ａ）の二点鎖線参照）Ｓ（１１）とのなす角度を第一角度θ（１１）、剥離爪１５の分離面（図５の一点鎖線参照）Ｓ（１５）と第二案内形状１２の案内面（図５（ｂ）の二点鎖線参照）Ｓ（１２）とのなす角度を第二角度θ（１２）、剥離爪１５の分離面（図５の一点鎖線参照）Ｓ（１５）と第三案内形状１３の案内面（図５（ｃ）の二点鎖線参照）Ｓ（１３）とのなす角度を第三角度θ（１３）とすると、各角度θには、θ（１２）＜θ（１１）、θ（１２）＜θ（１３）の関係が成り立つ。

第四に、図５に示す加熱ロール１０の回転軸に垂直な断面において、記録用紙ｐの進行方向（図５の矢印Ｐ参照）と各案内形状１１〜１３の記録用紙ｐを案内する案内面Ｓ（１１）〜Ｓ（１３）とのなす衝突角度θ'の関係は次の通りである。記録用紙ｐの進行方向と第一案内形状１１の案内面（図５（ａ）の二点鎖線参照）Ｓ（１１）とのなす角度を第一衝突角度θ'（１１）、記録用紙ｐの進行方向と第二案内形状１２の案内面（図５（ｂ）の二点鎖線参照）Ｓ（１２）とのなす角度を第二衝突角度θ'（１２）、記録用紙ｐの進行方向と第三案内形状１３の案内面（図５（ｃ）の二点鎖線参照）Ｓ（１３）とのなす角度を第三衝突角度θ'（１３）とすると、各衝突角度θ'には、θ'（１２）＜θ'（１１）、θ'（１２）＜θ'（１３）の関係が成り立つ。

図６は、多様なサイズの記録用紙ｐ（１）〜ｐ（５）と剥離爪１５、案内形状１１、１２、１３の位置関係を模式的に説明するものである。この記録用紙ｐはその搬送幅方向サイズが大きい方から順に、ｐ（１）（搬送幅方向サイズｗ（ｐ（１）））、ｐ（２）（搬送幅方向サイズｗ（ｐ（２）））、ｐ（３）（搬送幅方向サイズｗ（ｐ（３）））、ｐ（４）（搬送幅方向サイズｗ（ｐ（４）））、ｐ（５）（搬送幅方向サイズｗ（ｐ（５）））となっている。図６（ａ）に示すように、記録用紙ｐ（１）の搬送幅方向端部は第一案内形状１１ｃに案内される。また、図６（ｂ）に示すように、定型規格サイズの記録用紙ｐ（２）の搬送幅方向端部は剥離爪１５ｃに案内される。また、図６（ｃ）に示すように、記録用紙ｐ（３）の搬送幅方向端部は第三案内形状１３ａに案内される。また、図６（ｄ）に示すように、記録用紙ｐ（４）の搬送幅方向端部は第二案内形状１２ａに案内される。また、図６（ｅ）に示すように、記録用紙ｐ（５）の搬送幅方向端部は第一案内形状１１ａに案内される。

このように、定型規格サイズの記録用紙ｐ（２）よりも少し大きい記録用紙ｐ（１）が定着されても、その記録用紙ｐ（１）の端部は第一案内形状１１ｃにより確実に案内される。一方、定型規格サイズの記録用紙ｐ（２）よりも少し小さい記録用紙ｐ（３）が定着されても、その記録用紙ｐ（３）の端部は第三案内形状１１ｃにより確実に案内される。すなわち、搬送基準位置Ｃから搬送幅方向端部に向かい、それぞれ分離爪１５近傍外側のみ第一案内形状１１とすることにより、記録用紙ｐを搬送方向に適切に導く役目となり、用紙端部に値する。第二、第三案内形状１２、１３は、用紙端部先端の用紙たれをすくう役目となっている。

変形例
この実施形態１では、センターレジスト方式の定着装置１、複合機１００に基づいて本発明の実施の形態を説明したが、本発明はこれに限らず、サイドレジスト方式の定着装置１、複合機（画像形成装置）１００にも適用することができる。図７（ａ）は、実施形態１に係るセンターレジスト方式の定着装置１の剥離爪１５、案内形状１１、１２、１３の配置を模式的に示したものである。一方、図７（ｂ）は、変形例に係るサイドレジスト方式の定着装置１の剥離爪１５、案内形状１１、１２、１３の配置を模式的に示したものである。このように、サイドレジスト方式を採用しても、搬送幅方向端部の搬送基準位置Ｓから近い順に、第一案内形状１１、第二案内形状１２、第三案内形状１３が形成されている。

本実施態様に係る定着装置を利用した複合機の概略図である。 本実施態様に係る定着装置の要部断面図概略図である。 本実施態様に係る定着装置の外観斜視図である。 本実施態様に係る定着装置の上面図である。 案内形状を説明するものである。 本実施態様に係る定着装置の使用状況を説明するものである。 変形例に係る定着装置を説明するものである。

符号の説明

１…定着装置、１０…加熱ロール（第一定着回転体）、２０…加圧ロール（第二定着回転体）、１１…第一案内形状（第一リブ）、１２…第二案内形状（第二リブ）、１３第三案内形状（第三リブ）、１５…剥離爪（分離爪）

Claims (11)

1. 互いに圧接して回転する第一定着回転体及び第二定着回転体と、
   当該第一定着回転体及び第二定着回転体との圧接部から排出される記録シートを第一定着回転体表面から分離する複数の分離爪と、
   記録シートの幅方向に隣接する二つの分離爪の間に当該分離爪により分離された記録シートを所定の搬送経路へ案内する複数のリブを設け、
   当該複数のリブには相異なる第一リブと第二リブとが含まれる定着装置。
2. 前記複数のリブには相異なる第一リブと第二リブと第三リブとが含まれる請求項１に記載の定着装置
3. 前記第一リブは他のリブよりも記録シートの搬送基準に近い位置に設けられるとともに、
   第一リブ先端は他のリブよりも分離爪先端に近くなるように形成されている請求項１又は２に記載の定着装置。
4. 前記第一リブは他のリブよりも記録シートの搬送基準に近い位置に設けられるとともに、
   第一リブは他のリブよりもリブ高さが高い請求項１〜３のいずれかに記載の定着装置。
5. 前記第一リブは他のリブよりも記録シートの搬送基準に近い位置に設けられるとともに、
   前記分離爪の記録シートを分離する分離面と第一リブの記録シートを案内する第一案内面とがなす第一角度は、当該分離面と第二リブの記録シートを案内する第二案内面とがなす第二角度よりも大きい請求項１〜４のいずれかに記載の定着装置。
6. 前記第一リブは他のリブよりも記録シートの搬送基準に近い位置に設けられるとともに、
   記録シートの進行方向と記録シートを案内する第一リブの第一案内面とがなす第一衝突角度は、記録シートの進行方向と記録シートを案内する第二リブの第二案内面とがなす第二衝突角度よりも小さい請求項１〜５のいずれかに記載の定着装置。
7. 前記第二リブは第三リブよりも記録シートの搬送基準に近い位置に設けられるとともに、
   第二リブは第三リブよりもリブ高さが高い請求項２に記載の定着装置。
8. 前記第二リブは第三リブよりも記録シートの搬送基準に近い位置に設けられるとともに、
   記録シートの進行方向と記録シートを案内する第二リブの第二案内面とがなす第二衝突角度は、記録シートの進行方向と記録シートを案内する第三リブの第三案内面とがなす第三衝突角度よりも小さい請求項２又は７に記載の定着装置。
9. 前記搬送基準は記録シートの幅方向中央部であり、
   前記複数の分離爪は、前記搬送基準に対して非対称に配設される請求項１〜８のいずれかに記載の定着装置。
10. 前記複数の分離爪は、定型サイズ記録シートの搬送幅方向両端部の一方を分離するように配設される請求項９に記載の定着装置。
11. 前記搬送基準は記録シートの幅方向端部であり、
    前記複数の分離爪は、定型サイズ記録シートの搬送幅方向両端部の両方を分離するように配設される請求項１〜８のいずれかに記載の定着装置。

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