JP2007140210A - Image forming apparatus and control method for high-voltage power source - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、画像形成プロセスに必要な高圧出力を発生する高圧電源を有する画像形成装置および高圧電源の制御方法に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus having a high voltage power source that generates a high voltage output necessary for an image forming process, and a method for controlling the high voltage power source.
電子写真方式の画像形成装置は、レーザビームの露光走査により静電潜像が形成される感光ドラムを備える。この感光ドラム上に形成される静電潜像は、現像装置から供給されるトナーによりトナー像として可視像化される。このトナー像は、転写部において、給紙された転写材上に転写される。 An electrophotographic image forming apparatus includes a photosensitive drum on which an electrostatic latent image is formed by exposure scanning of a laser beam. The electrostatic latent image formed on the photosensitive drum is visualized as a toner image by toner supplied from the developing device. This toner image is transferred onto the fed transfer material in the transfer section.
ここで、上記画像形成装置においては、感光ドラム表面が帯電器により均一に所定電位に帯電され、また現像装置の現像バイアスが制御される。これは、感光ドラム上の静電潜像領域に現像装置から供給されるトナー粒子が確実に吸引され、また非静電潜像領域に対してトナー粒子が吸着されないようにするためである。このような帯電器、および現像装置の現像バイアスを発生するための電源などの高圧電源装置として、D/Aコンバータが搭載されているものがある(例えば特許文献1参照)。このような高圧電源装置に対する設定値は、シリアルデータとして制御装置から転送され、このシリアルデータは、D/Aコンバータを介して、高圧電源装置に取り込まれる。これにより、ノイズの影響を受け難い高圧電源装置に対する制御を行うことが可能である。
しかしながら、例えば感光ドラムの表面電位を安定化させるためには、高圧電源装置による高圧バイアス電圧の発生から実際の電圧出力が安定するまでの十分なセットリングタイムを取る必要がある。そのため、感光ドラム表面の電位を周期的に変動させて帯電電圧を調整するための制御には、操作上の不都合を招くほどの長い時間が掛かる。 However, for example, in order to stabilize the surface potential of the photosensitive drum, it is necessary to take a sufficient settling time from the generation of the high-voltage bias voltage by the high-voltage power supply device until the actual voltage output is stabilized. For this reason, the control for adjusting the charging voltage by periodically changing the potential on the surface of the photosensitive drum takes a long time to cause inconvenience in operation.
また、近年、省エネルギを図るために、高速立ち上げが可能な画像形成装置が出現している。この画像形成装置においては、安定した高電圧の出力を得る前に、装置が立ち上げられ、立ち上げ直後に画像品位が安定しない場合がある。 In recent years, in order to save energy, image forming apparatuses that can be started up at high speed have appeared. In this image forming apparatus, the apparatus is started up before obtaining a stable high-voltage output, and the image quality may not be stabilized immediately after the start-up.
本発明の目的は、高圧電源から発生される高圧出力を最終出力値の安定した高圧出力にするまでの立ち上げ期間を短縮化することができる画像形成装置、高圧電源の制御方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an image forming apparatus and a method for controlling a high-voltage power supply that can shorten the startup period until the high-voltage output generated from the high-voltage power supply becomes a high-voltage output with a stable final output value. It is in.
本発明は、上記目的を達成するため、画像形成プロセスに必要な高圧出力を発生する高圧電源と、前記高圧電源により発生される高圧出力値が最終目標出力値に達するように、該高圧電源に対する目標値を段階的に変えながら設定する制御手段と、前記高圧電源により発生される高圧出力値と前記制御手段により設定された目標値とを比較し、該比較結果に基づいて前記高圧電源により発生される高圧出力値が前記設定された目標値に達したことを検知すると、前記高圧電源により発生される高圧出力値が前記設定された目標値に達したことを示す検知信号を出力する検知手段とを備え、前記制御手段は、前記高圧電源により発生される高圧出力値が前記最終目標出力値に対応する目標値に達したことを示す検知信号が出力されるまでの期間、前記検知信号が出力される毎に、前記目標値を変更することを特徴とする画像形成装置を提供する。 In order to achieve the above object, the present invention provides a high voltage power source that generates a high voltage output necessary for an image forming process, and a high voltage output value generated by the high voltage power source so as to reach a final target output value. The control means for setting the target value while changing it stepwise, the high voltage output value generated by the high voltage power supply and the target value set by the control means are compared, and generated by the high voltage power supply based on the comparison result Detecting means for outputting a detection signal indicating that the high-voltage output value generated by the high-voltage power supply has reached the set target value when it is detected that the set high-voltage output value has reached the set target value The control means includes a period until a detection signal indicating that a high voltage output value generated by the high voltage power source has reached a target value corresponding to the final target output value is output. Every time the detection signal is output, to provide an image forming apparatus and changes the target value.
本発明は、上記目的を達成するため、画像形成プロセスに必要な高圧出力を発生する高圧電源の制御方法であって、前記高圧電源により発生される高圧出力値に対する目標値を設定する目標値設定工程と、前記高圧電源により前記設定された目標値に基づいて発生される高圧出力値と前記設定された目標値とを比較する比較工程と、前記比較工程での比較結果に基づいて前記高圧電源により発生される高圧出力値が前記設定された目標値に達したことを検知すると、その旨を示す検知信号を出力する検知工程と、前記高圧電源により発生される高圧出力値が最終目標出力値に対応する目標値に達するまでの期間、前記検知信号が出力される毎に、前記設定工程で設定すべき目標値を変更する目標値変更工程とを有することを特徴とする高圧電源の制御方法を提供する。 In order to achieve the above object, the present invention provides a method for controlling a high voltage power source that generates a high voltage output necessary for an image forming process, and sets a target value for setting a high voltage output value generated by the high voltage power source. A high voltage output value generated based on the set target value by the high voltage power source and a set target value, and the high voltage power source based on the comparison result in the comparison step When detecting that the high-voltage output value generated by has reached the set target value, a detection step of outputting a detection signal indicating that, and the high-voltage output value generated by the high-voltage power source is the final target output value And a target value changing step for changing the target value to be set in the setting step every time the detection signal is output during a period until the target value corresponding to is reached. To provide a control method.
本発明は、上記目的を達成するため、高圧出力を発生する高圧電源の制御方法であって、前記高圧電源により発生される高圧出力値に対する目標値を設定する目標値設定工程と、前記高圧電源により前記設定された目標値に基づいて発生される高圧出力値と前記設定された目標値とを比較する比較工程と、前記比較工程での比較結果に基づいて前記高圧電源により発生される高圧出力値が前記設定された目標値に達したことを検知すると、その旨を示す検知信号を出力する検知工程と、前記高圧電源により発生される高圧出力値が最終目標出力値に対応する目標値に達するまでの期間、前記検知信号が出力される毎に、前記設定工程で設定すべき目標値を変更する目標値変更工程とを有することを特徴とする高圧電源の制御方法を提供する。 In order to achieve the above object, the present invention provides a method for controlling a high-voltage power supply that generates a high-voltage output, a target value setting step for setting a target value for a high-voltage output value generated by the high-voltage power supply, and the high-voltage power supply The high voltage output generated by the high voltage power source based on the comparison result in the comparison step and the high voltage output value generated based on the set target value and the set target value When it is detected that the value has reached the set target value, a detection step of outputting a detection signal indicating that, and the high voltage output value generated by the high voltage power source becomes a target value corresponding to the final target output value. And a target value changing step of changing a target value to be set in the setting step every time the detection signal is output.
本発明によれば、高圧電源から発生される高圧出力を最終出力値の安定した高圧出力にするまでの立ち上げ期間を短縮化することができる。 According to the present invention, it is possible to shorten the start-up period until the high voltage output generated from the high voltage power source becomes a high voltage output with a stable final output value.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1の実施の形態)
図1は本発明の第1の実施の形態に係る画像形成装置の構成を示す図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an image forming apparatus according to a first embodiment of the present invention.
画像形成装置は、図1に示すように、レーザスキャナ10を備える。レーザスキャナユニット10は、入力された画像データに基づいてレーザ光を変調し、該レーザ光を出力する。出力されたレーザ光Lは、感光ドラム11に対して左右に走査されながら照射される。感光ドラム11上には、静電潜像が形成される。この感光ドラム11の表面は、静電潜像が形成される前に、一次帯電器12により、一様の電位に帯電されている。感光ドラム11の帯電状態は、電位センサ14により検出される。静電潜像が形成された感光ドラム11には、現像器13からトナーが供給され、このトナーにより静電潜像は、トナー像として可視像化される。ここで、感光ドラム11、一次帯電器12、現像器13および電位センサ14は、画像形成ユニット15として一体的に組み込まれている。また、感光ドラム11の表面電位を検知するための電位センサ14が組み込まれている。
As shown in FIG. 1, the image forming apparatus includes a
トナー像は、転写器16により、感光ドラム11と転写器16との間に給紙された用紙P上に転写される。このトナー像が転写された用紙Pは、搬送路28を介して、定着装置30へ送られる。定着装置30は、定着ローラ31および加圧ローラ32を有し、定着ローラ31と加圧ローラ32間には、用紙Pを狭持しながら搬送するニップ部が形成される。用紙Pは、上記ニップ部を通過する際に、熱圧され、用紙P上のトナー像は当該用紙P上に定着される。上記ニップ部を通過した用紙Pは、搬送ローラ70により、定着装置30の外部へ送り出されて排紙ローラ81へ向けて搬送される。そして、用紙Pは、排紙ローラ81により、排紙トレイ80上へ排紙される。
The toner image is transferred onto the sheet P fed between the
用紙Pは、カセット20に収納され、ピックアップローラ21により、1枚ずつ給紙パス2へ送り出される。給紙パス22へ送り出された用紙Pは、レジストローラ18により一旦停止された後に、所定のタイミングで、感光ドラム11と転写器16との間に送り出される。
The paper P is stored in the
上記一次帯電器12、現像器13および転写器16には、それぞれ対応する高圧電源部から高電圧が印加される。この高圧電源部の構成について図2および図3を参照しながら説明する。図2は図1の一次帯電器12、現像器13および転写器16と、それぞれに対応する高圧電源部との構成を示すブロック図である。図3は図2の高圧電源部101の構成を示す回路図である。
A high voltage is applied to the
本画像形成装置においては、図2に示すように、一次帯電器12、現像器13の現像ローラ13aおよび転写器16のそれぞれに対応する高圧出力を発生する複数の高圧電源部101,102,103が設けられている。各高圧電源部101,102,103には、それぞれ、コントローラ100から対応する目標値を示す高圧制御信号が入力される。各高圧電源部101,102,103は、それぞれ、入力された高圧制御信号が示す目標値に従って電源電圧を昇圧し、最終的には、対応する高圧出力OUT1,OUT2,OUT3を発生する。コントローラ100は、画像形成装置全体の制御を行う。
In this image forming apparatus, as shown in FIG. 2, a plurality of high-voltage
詳細には、高圧電源部101は、図3に示すように、フライバックトランスTおよびMOS−FETからなるスイッチング素子TR1を備える。フライバックトランスTの一次側には、電源VccコンデンサC1、コンデンサC2、ダイオードD6、抵抗R1、フライホイールダイオードD5が接続されている。フライバックトランスTの二次側には、整流ダイオードD9、および平滑コンデンサC3が接続されている。
Specifically, as shown in FIG. 3, the high-voltage
スイッチング素子TR1のドレインは、フライバックトランスTの一次側に接続され、ソースはグランド(GND)に接続されている。また、スイッチング素子TR1のゲートには、PWM制御回路200からの駆動パルス(PWMパルス)が印加され、スイッチグ素子TR1は、上記駆動パルスに応じて、オン、オフ動作する。
The drain of the switching element TR1 is connected to the primary side of the flyback transformer T, and the source is connected to the ground (GND). Further, a driving pulse (PWM pulse) from the
PWM制御回路200は、パルス発振回路201と、コンパレータ202とを有する。パルス発振回路201は、所定周期および所定幅を有するパルスを発振する。パルス発振回路201から発振されたパルスは、コンパレータ202に入力される。コンパレータ202は、後述するコンパレータ203のフィードバック信号(F.B)に応じて、パルス発振回路201から入力されたパルス幅を変調する。このパルス幅変調されたパルスは、スイッチング素子TR1の駆動パルスとして出力する。
The
フライバックトランスTの二次側には、スイッチング素子TR1のオン、オフ動作により、高電圧が励起される。この高電圧は、整流ダイオードD9および平滑コンデンサC3に整流、平滑化された後に、出力端子Vo1から出力される。また、フライバックトランスTの二次側出力(出力端子Vo1からの出力)は、抵抗R2,R3からなる分圧回路により分圧され、分圧された電圧は、コンパレータ203に入力される。コンパレータ203は、コントローラ100からの高圧制御信号が示す目標値と上記分圧された電圧とを比較し、両者の差分に応じた電圧を有するフィードバック信号(F.B)を出力する。
On the secondary side of the flyback transformer T, a high voltage is excited by the on / off operation of the switching element TR1. This high voltage is rectified and smoothed by the rectifier diode D9 and the smoothing capacitor C3, and then output from the output terminal Vo1. The secondary output of the flyback transformer T (output from the output terminal Vo 1) is divided by a voltage dividing circuit including resistors R 2 and R 3, and the divided voltage is input to the
フライバックトランスTの二次側出力は、出力ロック検知回路207により検知される。出力ロック検知回路207は、フライバックトランスTの二次側出力を分圧するための抵抗R4,R5,R6と、2つのコンパレータ204,205と、AND(論理積)回路206とを有する。各コンパレータ204,205は、それぞれ、抵抗R4,R5,R6により分圧された電圧と、コントローラ100からの高圧制御信号が示す電圧とを比較する。ここで、フライバックトランスTの二次側出力が所定電圧範囲にある場合は、コンパレータ204,205の出力は、それぞれ、正となる。AND回路206は、コンパレータ204,205の出力を入力し、それぞれの出力が正である場合、フライバックトランスTの二次側出力が所定レベルに到達したとしてロック信号(Lock信号)をコントローラ100へ出力する。
The secondary output of the flyback transformer T is detected by the output
コントローラ100は、上記ロック信号により、フライバックトランスTの二次側出力が安定化したと判断し、フライバックトランスTの二次側出力を次のレベルに到達させるための高圧制御信号を出力する。このように、コントローラ100は、フライバックトランスTの二次側出力が最終的に最終出力値に到達するように、フライバックトランスTの二次側出力を段階的に可変するように制御する。すなわち、コントローラ100は、フライバックトランスTの二次側出力が最終出力値に到達するまでの期間、上記ロック信号が出力される毎に、目標値を変更する。
The
ここでは、高圧電源部101の構成について説明したが、他の高圧電源部102,103も、高圧電源部101と同様の構成を有する。よって、その説明は省略する。
Although the configuration of the high-voltage
次に、コントローラ100による高圧立ち上げ制御について図4および図5を参照しながら説明する。図4は図2の高圧電源部101の立ち上げ時のフライバックトランスTの二次側出力、高圧制御信号、ロック信号などの各信号のタイミングチャートである。図5は図2のコントローラ100による高圧電源部の立ち上げ制御の手順を示すフローチャートである。
Next, high-pressure start-up control by the
コントローラ100は、図5に示すように、まず、ステップS11において、高圧出力をオンする(図4(b))。続いて、コントローラ100は、ステップS12において、高圧出力目標値を設定し、この設定された目標値を示す高圧制御信号を対応する高圧電源部へ出力する(図4(c)のレベルA)。ここで、高圧電源部101の場合、上記目標値の設定には、上記電位センサ14の出力が考慮される。そして、コントローラ100は、ステップS13において、対応する高圧電源部からロック信号(Lock信号)が出力されることを待つ。ここで、ウェイト期間(a)経過後に、対応する高圧電源部からロック信号が出力されると(図4(d))、コントローラ100は、フライバックトランスTの二次側出力が所定レベルに到達したと判断する(図4(a))。
As shown in FIG. 5, the
次いで、コントローラ100は、ステップS14において、フライバックトランスTの二次側出力が最終目標値に達したか否かを判定する。ここで、フライバックトランスTの二次側出力が最終目標値に達していなければ、コントローラ100は、ステップS15において、フライバックトランスTの二次側出力を次のレベルに到達させるための次の目標値を設定する。ここで、高圧電源部101の場合、上記次の目標値の設定には、上記電位センサ14の出力が考慮される。そして、コントローラ100は、上記設定された目標値を示す高圧制御信号を出力する(図4(c)のレベルB)。
Next, the
次いで、コントローラ100は、上記ステップS13に戻り、対応する高圧電源部からロック信号(Lock信号)が出力されることを待つ。
Next, the
このようにして、コントローラ100は、フライバックトランスTの二次側出力を段階的に可変するように、対応する高圧電源部を制御する(図4(a),(c),(d))。そして、コントローラ100は、ステップS14において、フライバックトランスTの二次側出力が最終目標値に到達したと判定すると、本処理を終了する。
In this way, the
例えば立ち上げ時の当初は、図4(d)に示すように、高圧出力目標値に対して、出力変動幅が大きいので、ウェイト期間aは長くなるが、その後、出力電圧が目標値に近づくに従い変動幅が小さくなる。すなわち、ウェイト期間a後に、フライバックトランスTの二次側出力が各目標値にそれぞれ到達するまでのウェイト期間b,c,dは、ウェイト期間aより短くなる。 For example, at the beginning of startup, as shown in FIG. 4D, since the output fluctuation range is large with respect to the high voltage output target value, the wait period a becomes longer, but thereafter the output voltage approaches the target value. The fluctuation range becomes smaller accordingly. That is, after the wait period a, the wait periods b, c, d until the secondary output of the flyback transformer T reaches each target value are shorter than the wait period a.
よって、本実施の形態によれば、各目標値に対するウェイト期間を一定とする場合に比して、フライバックトランスTの二次側出力が最終目標値に到達するまでの期間を短縮化することができる。すなわち、高圧電源部から発生される高圧出力を最終出力値の安定した高圧出力にするまでの立ち上げ期間を短縮化することができる。 Therefore, according to the present embodiment, the period until the secondary output of the flyback transformer T reaches the final target value can be shortened as compared with the case where the wait period for each target value is constant. Can do. That is, the start-up period until the high-voltage output generated from the high-voltage power supply unit becomes a high-voltage output with a stable final output value can be shortened.
(第2の実施の形態)
次に、本発明の第2の実施の形態について図6を参照しながら説明する。図6は本発明の第2の実施の形態に係る画像形成装置に搭載されている高圧電源部の構成を示す回路図である。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a circuit diagram showing a configuration of a high-voltage power supply unit mounted on the image forming apparatus according to the second embodiment of the present invention.
本実施の形態においては、図6に示すように、フライバックトランスTの二次側出力に対して、電流検出およびフィードバック用抵抗R10が実装されている。この場合も、定電圧制御の高圧電源と、同様に高圧負荷側に流れた出力電流を抵抗R10により電圧として検出し、この検出された電圧とコントローラ100から出力される高圧制御信号が示す目標値との差分がPWM制御回路200へ送られる。PWM制御回路200は、上記差分に応じた駆動パルスを発生し、スイッチング素子TR1へ出力する。
In the present embodiment, as shown in FIG. 6, a current detection and feedback resistor R10 is mounted on the secondary output of the flyback transformer T. Also in this case, the output current flowing to the high voltage load side as well as the high voltage power source of constant voltage control is detected as a voltage by the resistor R10, and the detected voltage and the target value indicated by the high voltage control signal output from the
このような構成によっても、上記第1の実施の形態と同様の効果を得ることができる。 Even with such a configuration, the same effect as the first embodiment can be obtained.
ここで、上記各実施の形態においては、画像形成装置における複数の高圧電源部の立ち上げ制御について説明したが、このような制御構成は、複数の高圧電源部を有する他の機器に適用することも可能である。 Here, in each of the above-described embodiments, the startup control of a plurality of high-voltage power supply units in the image forming apparatus has been described. However, such a control configuration is applied to other devices having a plurality of high-voltage power supply units. Is also possible.
11 感光ドラム
12 一次帯電器
13 現像器
16 転写器
100 コントローラ
101,102,103 高圧電源部
200 PWM制御回路
202〜205 コンパレータ
206 AND回路
T 高圧トランス
TR1 スイッチング素子
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記高圧電源により発生される高圧出力値が最終目標出力値に達するように、該高圧電源に対する目標値を段階的に変えながら設定する制御手段と、
前記高圧電源により発生される高圧出力値と前記制御手段により設定された目標値とを比較し、該比較結果に基づいて前記高圧電源により発生される高圧出力値が前記設定された目標値に達したことを検知すると、前記高圧電源により発生される高圧出力値が前記設定された目標値に達したことを示す検知信号を出力する検知手段とを備え、
前記制御手段は、前記高圧電源により発生される高圧出力値が前記最終目標出力値に対応する目標値に達したことを示す検知信号が出力されるまでの期間、前記検知信号が出力される毎に、前記目標値を変更することを特徴とする画像形成装置。 A high-voltage power supply that generates the high-voltage output required for the image formation process;
Control means for setting the target value for the high-voltage power supply while changing it stepwise so that the high-voltage output value generated by the high-voltage power supply reaches the final target output value;
The high voltage output value generated by the high voltage power supply is compared with the target value set by the control means, and the high voltage output value generated by the high voltage power supply reaches the set target value based on the comparison result. And detecting means for outputting a detection signal indicating that a high voltage output value generated by the high voltage power source has reached the set target value,
The control means outputs the detection signal during a period until the detection signal indicating that the high voltage output value generated by the high voltage power source has reached the target value corresponding to the final target output value. In addition, the target value is changed.
前記高圧電源により発生される高圧出力値に対する目標値を設定する目標値設定工程と、
前記高圧電源により前記設定された目標値に基づいて発生される高圧出力値と前記設定された目標値とを比較する比較工程と、
前記比較工程での比較結果に基づいて前記高圧電源により発生される高圧出力値が前記設定された目標値に達したことを検知すると、その旨を示す検知信号を出力する検知工程と、
前記高圧電源により発生される高圧出力値が最終目標出力値に対応する目標値に達するまでの期間、前記検知信号が出力される毎に、前記設定工程で設定すべき目標値を変更する目標値変更工程と
を有することを特徴とする高圧電源の制御方法。 A method of controlling a high-voltage power supply that generates a high-voltage output necessary for an image forming process,
A target value setting step for setting a target value for a high voltage output value generated by the high voltage power source;
A comparison step of comparing the high-voltage output value generated based on the set target value by the high-voltage power source with the set target value;
When detecting that the high-voltage output value generated by the high-voltage power supply has reached the set target value based on the comparison result in the comparison step, a detection step of outputting a detection signal indicating that,
A target value for changing a target value to be set in the setting step every time the detection signal is output during a period until the high voltage output value generated by the high voltage power source reaches a target value corresponding to a final target output value. A control method for a high-voltage power supply.
前記高圧電源により発生される高圧出力値に対する目標値を設定する目標値設定工程と、
前記高圧電源により前記設定された目標値に基づいて発生される高圧出力値と前記設定された目標値とを比較する比較工程と、
前記比較工程での比較結果に基づいて前記高圧電源により発生される高圧出力値が前記設定された目標値に達したことを検知すると、その旨を示す検知信号を出力する検知工程と、
前記高圧電源により発生される高圧出力値が最終目標出力値に対応する目標値に達するまでの期間、前記検知信号が出力される毎に、前記設定工程で設定すべき目標値を変更する目標値変更工程と
を有することを特徴とする高圧電源の制御方法。 A method for controlling a high-voltage power source that generates a high-voltage output,
A target value setting step for setting a target value for a high voltage output value generated by the high voltage power source;
A comparison step of comparing the high-voltage output value generated based on the set target value by the high-voltage power source with the set target value;
When detecting that the high-voltage output value generated by the high-voltage power supply has reached the set target value based on the comparison result in the comparison step, a detection step of outputting a detection signal indicating that,
A target value for changing a target value to be set in the setting step every time the detection signal is output during a period until the high voltage output value generated by the high voltage power source reaches a target value corresponding to a final target output value. A control method for a high-voltage power supply.
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JP2009069815A (en) * | 2007-08-22 | 2009-04-02 | Canon Inc | Image forming apparatus and high voltage output power source |
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