JP5594093B2 - 現像装置 - Google Patents

Description

本発明は、トナー（現像剤）を担持する現像ローラ（現像剤担持体）と、現像ローラに摺接して現像ローラ上のトナーの厚さを規制する層厚規制ブレードとを備えた現像装置に関する。

一般に、現像装置として、層厚規制ブレードの先端にゴム製の押圧部材が設けられ、当該押圧部材が現像ローラに摺接して層厚を規制するものが知られている。このような現像装置においては、現像装置内における現像ローラの軸方向両端側にトナーが滞留しやすいことにより層厚規制ブレードで規制した現像ローラの層厚が軸方向中央よりも両端の方が厚くなってしまい、その結果、長期間使用するとトナー漏れが発生してしまうという課題がある。

これに対し、従来、押圧部材の先端部の形状を変更することにより、現像ローラの両端部のトナー層を中央部よりも薄くするものが知られている（特許文献１参照）。具体的には、この技術では、押圧部材の先端部の中央部が曲面形状（断面視円弧状）に形成され、両端部が切り欠かれることによって角張って形成されている。

これにより、現像ローラに対して押圧部材の先端部を圧接させた状態においては、押圧部材の角張った両端部が現像ローラに対して丸まった中央部よりも強く圧接されるので、現像ローラの両端部の層厚を中央部よりも薄くすることが可能となっている。

特開２００３−１９５６２８号公報

しかしながら、前述した技術では、押圧部材から現像ローラに加わる圧力が中央部と両端部とで異なってしまうので、現像ローラの軸方向においてトナーの帯電特性に違いが出てしまい、画像形成が良好に行われないおそれがあった。また、押圧部材の両端の圧力が高いため、長期間の使用によって、角張った両端が削れて当該両端による層厚規制ができなくなるおそれがあった。

そこで、本発明は、現像ローラの軸方向におけるトナーの帯電量の分布を略均一にしつつ、現像ローラの両端部の層厚を中央部よりも薄くすることを目的とする。

前記課題を解決する本発明は、現像剤を収容する筐体と、前記筐体に回転可能に支持され、前記現像剤を担持する現像剤担持体と、前記筐体に設けられ、先端部が前記現像剤担持体と摺接して当該現像剤担持体上の現像剤の厚さを規制する層厚規制ブレードと、前記層厚規制ブレードの先端部の前記現像剤担持体の軸方向における両端部に隣接して前記筐体に設けられ、前記現像剤担持体の両端部と摺接するシール部材と、を備える現像装置であって、前記現像剤担持体に摺接することで当該現像剤担持体上の現像剤の層厚を前記層厚規制ブレードで規制される層厚よりも薄くする掻取部材を、前記層厚規制ブレードの先端部よりも前記現像剤担持体の回転方向上流側に位置し、かつ、前記シール部材の前記現像剤担持体の軸方向における内側に隣接するように前記筐体または前記層厚規制ブレードの前記現像剤担持体とは反対側の面に設け、前記掻取部材は、前記回転方向の上流側の端部が前記現像剤担持体と摺接するように配置され、前記シール部材と前記筐体との間で挟持されていることを特徴とする。

本発明によれば、掻取部材を、筐体または層厚規制ブレードの現像剤担持体とは反対側の面に設ける（すなわち層厚規制ブレードと現像剤担持体との間に設けない）ので、層厚規制ブレードの先端部から現像剤担持体に加わる圧力を軸方向で略均一にすることができるとともに、層厚規制ブレードから現像剤担持体に加わる圧力よりも小さな圧力で掻取部材を現像剤担持体に当てることが可能となる。そのため、掻取部材と現像剤担持体との摩擦により両端の現像剤の帯電量が大きくなるのを抑えることができ、軸方向における現像剤の帯電量の分布を略均一にすることができ、画像不良を抑えることができる。さらには、掻取部材を現像剤担持体に弱く当てることができるので、掻取部材の磨耗を抑制することができ、長期間の間、掻取部材による層厚規制の効果を持続させることができる。

また、掻取部材の回転方向の上流側の端部を現像剤担持体に摺接させることで、例えば掻取部材の面を現像剤担持体に摺接させる構造に比べ、現像剤担持体上の現像剤を掻き取り易くなるため、掻取部材を現像剤担持体に強く当てなくても現像剤担持体の両端部の層厚を中央部よりも薄くすることができる。そのため、現像剤の帯電や掻取部材の磨耗をより抑制することができる。

本発明によれば、現像剤担持体の軸方向における現像剤の帯電量の分布を略均一にしつつ、現像剤担持体の両端部の層厚を中央部よりも薄くすることができる。

本発明の一実施形態に係る現像カートリッジを備えたレーザプリンタを示す側断面図である。 現像カートリッジを示す側断面図である。 供給口周りの構造を示す拡大斜視図である。 供給口周りの構造を簡略的に示す正面図である。 掻取フィルムを示す斜視図（ａ）と、断面図（ｂ）である。 掻取フィルムが現像ローラに摺接している状態を示す断面図である。 掻取フィルムの先端部を回転方向に対して斜めに形成した形態を簡略的に示す正面図である。

次に、本発明の一実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の説明においては、まず、レーザプリンタの全体構成を簡単に説明した後、本発明の特徴部分を詳細に説明することとする。

また、以下の説明においては、レーザプリンタ１の使用時におけるユーザを基準にした方向で説明することとする。すなわち、図１においては、紙面に向かって右側を「前側」、左側を「後側」とし、紙面垂直方向のうち奥側を「右側」、手前側を「左側」とする。また、紙面に向かって上下方向を「上下方向」とする。

＜レーザプリンタの全体構成＞
図１に示すように、レーザプリンタ１は、本体ケーシング２内に用紙３を給紙するためのフィーダ部４と、用紙３に画像を形成するための画像形成部５とを備えている。

フィーダ部４は、本体ケーシング２内の底部に着脱可能に装着される給紙トレイ６と、給紙トレイ６内に設けられた用紙押圧板７とを備えている。また、フィーダ部４は、用紙３の搬送や紙粉取りを行う各種ローラ１１を備えている。そして、フィーダ部４では、給紙トレイ６内の用紙３が、用紙押圧板７によって上方に寄せられ、各種ローラ１１によって画像形成部５に搬送される。

画像形成部５は、スキャナユニット１６と、プロセスカートリッジ１７と、定着部１８とを備えている。

スキャナユニット１６は、本体ケーシング２内の上部に設けられ、レーザ発光部（図示せず。）と、回転駆動されるポリゴンミラー１９と、レンズ２０，２１と、反射鏡２２，２３，２４とを備えている。このスキャナユニット１６では、レーザビームが図の２点鎖線で示す経路を通って、感光ドラム２７の表面上に高速走査にて照射される。

プロセスカートリッジ１７は、本体ケーシング２の手前側に設けられたフロントカバー２Ａを開放することで、本体ケーシング２に対して着脱可能となっている。そして、このプロセスカートリッジ１７は、現像装置の一例としての現像カートリッジ２８と、ドラムユニット３９とで主に構成されている。

現像カートリッジ２８は、ドラムユニット３９に装着された状態で、本体ケーシング２に対して着脱可能となっている。なお、現像カートリッジ２８は、本体ケーシング２に固定されたドラムユニット３９に対して着脱可能に構成されていてもよい。現像カートリッジ２８は、図２に示すように、現像剤担持体の一例としての現像ローラ３１と、層厚規制ブレード３２と、供給ローラ３３と、トナー収容室３４とを備えている。

この現像カートリッジ２８では、トナー収容室３４内の現像剤の一例としてのトナーが、アジテータ３４Ａで攪拌された後、供給ローラ３３により現像ローラ３１に供給され、このとき、供給ローラ３３と現像ローラ３１との間で正に摩擦帯電される。現像ローラ３１上に供給されたトナーは、現像ローラ３１の回転に伴って、層厚規制ブレード３２と現像ローラ３１との間に進入し、さらに摩擦帯電されるとともに層厚が規制されて現像ローラ３１上に担持される。なお、現像カートリッジ２８の詳細については、後で詳述することとする。

ドラムユニット３９は、感光ドラム２７と、スコロトロン型帯電器２９と、転写ローラ３０とを備えている。そして、このドラムユニット３９内において、感光ドラム２７の表面は、スコロトロン型帯電器２９により一様に正帯電された後、スキャナユニット１６からのレーザビームの高速走査により露光される。これにより、露光された部分の電位が下がって、画像データに基づく静電潜像が形成される。

次いで、現像ローラ３１の回転により、現像ローラ３１上に担持されているトナーが、感光ドラム２７の表面上に形成される静電潜像に供給されて、感光ドラム２７の表面上にトナー像が形成される。その後、感光ドラム２７と転写ローラ３０の間で用紙３が搬送されることで、感光ドラム２７の表面に担持されているトナー像が用紙３上に転写される。

図１に示すように、定着部１８は、加熱ローラ４１と、加熱ローラ４１と対向して配置され加熱ローラ４１を加圧する加圧ローラ４２とを備えている。そして、このように構成される定着部１８では、用紙３上に転写されたトナーを、用紙３が加熱ローラ４１と加圧ローラ４２との間を通過する間に熱定着させている。なお、定着部１８で熱定着された用紙３は、定着部１８の下流側に配設される排紙ローラ４５に搬送され、この排紙ローラ４５から排紙トレイ４６上に排出される。

＜現像カートリッジの詳細構造＞
次に、現像カートリッジ２８の詳細構造について説明する。なお、現像カートリッジ２８は左右対称の構造であるため、図３等では左右のいずれか一方の部位のみを示し、他方の部位は省略することとする。また、図３等では、必要に応じて現像ローラ３１や供給ローラ３３等を適宜外して図示するものとする。

図３に示すように、現像カートリッジ２８は、トナーを収容する筐体５０と、現像ローラ３１の上側に摺接する層厚規制ブレード３２およびブレードシール部材６２と、現像ローラ３１の両端部と摺接するシール部材の一例としてのサイドシール部材６１と、現像ローラ３１の下側と摺接するロアフィルム６３と、掻取部材の一例としての掻取フィルム８０とを備えている。

筐体５０には、現像ローラ３１を回転可能に支持する軸受部５１が形成された外壁部７３と、内部のトナー収容室３４から現像ローラ３１にトナーを供給するための供給口５２と、サイドシール部材６１が貼着されるサイドシール貼着面５３と、ロアフィルム６３を支持する支持部５４とが形成されている。供給口５２は、現像ローラ３１の軸方向に沿った矩形の長孔状に形成されており、その上部には、層厚規制ブレード３２が下方に向けて突出するように固定されている。

サイドシール貼着面５３は、側面視略円弧状の面であり、供給口５２の左右両側に形成されている。
支持部５４は、サイドシール貼着面５３よりも現像ローラ３１側に突出するとともに、現像ローラ３１の軸方向に沿って延びるように、供給口５２の下側に形成されている。

層厚規制ブレード３２は、図２に示すように、金属板３２Ａと、金属板３２Ａの上部を挟み込んで補強する補強板３２Ｂ，３２Ｃと、金属板３２Ａの下端部（先端部）に固定される押圧部材３２Ｄとを備えて構成されている。

図３に示すように、押圧部材３２Ｄは、金属板３２Ａよりも左右幅が小さいゴム製の部材であり、その下端の外側の角部（現像ローラ３１と摺接する角部）が軸方向ですべて曲面形状（断面視円弧状）になるように形成されている（図２参照）。これにより、層厚規制ブレード３２の先端部（押圧部材３２Ｄ）から現像ローラ３１に加わる圧力を軸方向で略均一にすることが可能となっている。

また、押圧部材３２Ｄの左右方向外側には、ブレードシール部材６２が隣接して金属板３２Ａ上に貼着されている。なお、ブレードシール部材６２の構成は、後述するサイドシール部材６１と同様の構成となっているので、説明は省略することとする。

以上のように構成される層厚規制ブレード３２は、図２に示すように、補強板３２Ｂ，３２Ｃで挟持される金属板３２Ａの上部が筐体５０に固定され、その下端部の押圧部材３２Ｄおよびブレードシール部材６２（図３参照）が金属板３２Ａから付勢力を受けつつ現像ローラ３１と摺接している。

なお、層厚規制ブレード３２と筐体５０との間には、ブレード裏シール６４が配設されている。具体的に、ブレード裏シール６４は、供給口５２の上側部分を囲うコ字状に形成されており、その両端部がサイドシール貼着面５３の上部に貼着されている。

図３に示すように、サイドシール部材６１は、現像ローラ３１の両端部とサイドシール貼着面５３との間に設けられている。より詳しくは、サイドシール部材６１は、層厚規制ブレード３２の下端部（押圧部材３２Ｄおよびブレードシール部材６２）における左右方向の両端部（ブレードシール部材６２）の下側に隣接するとともに、支持部５４の左右方向外側に隣接するように配設されている。

サイドシール部材６１は、弾性を有する基材６１Ａと、この基材６１Ａの現像ローラ３１側の面に積層される表面部材６１Ｂとを備えて構成されている。基材６１Ａは、表面部材６１Ｂよりも柔らかい弾性変形可能なウレタンスポンジなどの弾性体で形成されており、両面テープや接着剤等によってサイドシール貼着面５３上に貼着されている。

表面部材６１Ｂは、フェルトなどの材料で基材６１Ａよりも薄く形成されており、両面テープ等によって基材６１Ａに貼り付けられている。

ロアフィルム６３は、ポリエチレンテレフタレートなどの樹脂からなるシート状の部材であり、現像ローラ３１の軸方向に沿って延びている。そして、このロアフィルム６３は、支持部５４よりも左右方向に長く形成されており、支持部５４に貼り付けられた状態において、その両端部が、支持部５４からはみ出して、サイドシール部材６１と重なるように配置されている。

また、サイドシール部材６１の後側には、上方のみに開口する凹状の現像剤受け部７０が形成されている。具体的に、この現像剤受け部７０は、サイドシール貼着面５３と、支持部５４と、サイドシール貼着面５３の左右方向外側に位置する外壁部７３と、サイドシール部材６１と、筐体５０の後端部に倣って貼り付けられる可撓性シート部材７５とによって構成されている。これにより、仮にブレードシール部材６２上のトナーが現像ローラ３１によって捕捉されてサイドシール部材６１に向けて搬送された際に、サイドシール部材６１のエッジで削られて落とされた場合であっても、現像剤受け部７０にてトナーを受けることができるので、現像カートリッジ２８からのトナー漏れを抑制することができる。

掻取フィルム８０は、ポリエチレンテレフタレートなどの樹脂からなるシート状の部材であり、図３および図４に示すように、層厚規制ブレード３２とサイドシール部材６１とで形成される隅部に配置されている。言い換えると、掻取フィルム８０は、層厚規制ブレード３２の下端部（押圧部材３２Ｄ）の下側（現像ローラ３１の回転方向上流側）に隣接するとともに、サイドシール部材６１の左右方向内側（現像ローラ３１の軸方向における内側）に隣接するように筐体５０に設けられている。

ここで、本実施形態では、現像ローラ３１の回転方向は、図３および図４に矢印で示す方向であり、層厚規制ブレード３２の下端部の向きに逆らう方向となっている。詳しくは、層厚規制ブレード３２の下端部の向き（下向き）に対して、現像ローラ３１と層厚規制ブレード３２との接触位置での現像ローラ３１の表面の移動方向が逆向き（上向き）になっている。

具体的に、掻取フィルム８０は、図５（ａ），（ｂ）に示すように、サイドシール部材６１と筐体５０との間で挟持される挟持部８１と、挟持部８１から上方に向けて延びる延出部８２と、延出部８２に設けられて現像ローラ３１に摺接する摺接部８３とを備えて構成されている。

挟持部８１は、左右方向に沿って延びる平板状の部位であり、その左右方向外側の部位がサイドシール部材６１とサイドシール貼着面５３との間で挟持されている。これにより、現像ローラ３１を筐体５０に組み付けた状態において当該現像ローラ３１が圧接されるサイドシール部材６１と、サイドシール貼着面５３との間で、挟持部８１が強固に保持されるようになっている。

また、挟持部８１はサイドシール部材６１から左右方向内側に突出する長さで形成されており、この左右方向内側に突出した部位の回転方向下流側の端縁には、延出部８２がサイドシール部材６１の表面に向かって延びるように形成されている。

摺接部８３は、延出部８２の先端から回転方向上流側に向かって延びるように形成されており、その先端部８３Ａ（回転方向上流側の端部）が、現像ローラ３１の軸方向に沿って延びるように形成され（図４参照）、図６に示すように、現像ローラ３１と摺接するように配置されている。これにより、現像ローラ３１の両端部（詳しくは、現像ローラ３１のうちサイドシール部材６１と摺接する部分に対して左右方向内側に隣接した部分）のトナーを摺接部８３の先端部８３Ａで掻き取って、当該両端部の層厚を中央部の層厚（層厚規制ブレード３２で規制される層厚）よりも薄くすることが可能となっている。

なお、摺接部８３の先端部８３Ａを確実に現像ローラ３１に摺接させるには、現像ローラ３１を筐体５０に組み付ける前の状態において、先端部８３Ａを、現像ローラ３１を組み付けたときの位置（図６参照）よりも外側（現像ローラ３１側）の位置に配置しておくのが望ましい。これによれば、現像ローラ３１の組み付け時に当該現像ローラ３１で先端部８３Ａが内側に押されて図６の位置に位置するまでの間に、摺接部８３が変形するので、この摺接部８３の変形による弾性力によって先端部８３Ａを適度な圧力で現像ローラ３１に摺接させることができる。

以上によれば、本実施形態において以下のような効果を得ることができる。
掻取フィルム８０を筐体５０に設ける（すなわち層厚規制ブレード３２と現像ローラ３１との間に設けない）ので、層厚規制ブレード３２の先端部から現像ローラ３１に加わる圧力を軸方向で略均一にすることができるとともに、層厚規制ブレード３２から現像ローラ３１に加わる圧力よりも小さな圧力で掻取フィルム８０を現像ローラ３１に当てることができる。そのため、掻取フィルム８０と現像ローラ３１との摩擦により両端のトナーの帯電量が大きくなるのを抑えることができるので、軸方向におけるトナーの帯電量の分布を略均一にすることができ、画像不良を抑えることができる。さらには、掻取フィルム８０を現像ローラ３１に弱く当てることができるので、掻取フィルム８０の磨耗を抑制することができ、長期間の間、掻取フィルム８０による層厚規制の効果を持続させることができる。

また、掻取フィルム８０の回転方向上流側の先端部８３Ａを現像ローラ３１に摺接させるので、例えば掻取フィルムの面を現像ローラに摺接させる構造に比べ、現像ローラ３１上のトナーが掻き取り易くなる。そのため、掻取フィルム８０を現像ローラ３１に強く当てなくても現像ローラの両端部の層厚を中央部よりも薄くすることができるので、トナーの帯電や掻取フィルム８０の磨耗をより抑制することができる。

掻取フィルム８０を層厚規制ブレード３２の先端部に隣接して配置することで、掻取フィルム８０で掻き取った後の現像ローラ３１の表面にトナーが供給され難い（掻き取りにより層厚が薄くなったトナーがすぐに層厚規制ブレード３２を通って外側に出て行く）ので、現像ローラ３１の両端部の層厚を確実に薄くすることができる。

掻取フィルム８０がサイドシール部材６１と筐体５０との間で挟持されているので、例えば筐体５０の内面（供給口５２の縁）に掻取フィルムを貼り付ける構造に比べ、掻取フィルム８０を強固に筐体５０に固定することができる。

また、掻取フィルム８０が筐体５０に固定されるので、例えば基材６１Ａと表面部材６１Ｂとの間で掻取フィルム８０を挟持する構造に比べ、現像ローラ３１との摺接時に当該現像ローラ３１から径方向に向かう力を受けた場合であっても掻取フィルム８０の振動を抑えることができ、確実にトナーを掻き取ることができる。

摺接部８３を延出部８２の先端から回転方向上流側に向かって延びるように形成することで、その上流側の先端部８３Ａを延出部８２の先端を中心に揺動させることが可能となるので、先端部８３Ａの全体を現像ローラ３１に圧接させることができ、規定した幅の層厚を確実に薄くすることができる。

なお、本発明は前記実施形態に限定されることなく、以下に例示するように様々な形態で利用できる。以下の説明においては、前記実施形態と略同様の構造となる部材には同一の符号を付し、その説明は省略する。

前記実施形態では、摺接部８３の先端部８３Ａを現像ローラ３１の軸方向に沿って延びるように形成したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図７に示すように、摺接部８３の先端部８３Ｂ（上流側の端部）を、左右方向内側（現像ローラ３１の軸方向内側）に向かうにつれて下流側に傾斜するように形成してもよい。

これによれば、摺接部８３の先端部８３Ｂで掻き取ったトナーが、回転方向に対して傾斜した先端部８３Ｂと現像ローラ３１の回転とによって左右方向内側に移動して、筐体５０内に戻されるので、先端部８３Ｂでトナーが溜まることを抑えることができ、先端部８３Ｂでの掻き取りの効果を確実に発揮することができる。

前記実施形態では、掻取フィルム８０を筐体５０に設けたが、本発明はこれに限定されず、層厚規制ブレード３２と現像ローラ３１との間（層厚規制ブレード３２から現像ローラ３１に加わる圧接力の影響を受ける場所）でなければどのような場所に設けてもよい。例えば、前記実施形態における層厚規制ブレード３２の現像ローラ３１とは反対側の面（例えば、図２に示す金属板３２Ａのうち補強板３２Ｂ側の面）に掻取フィルムを固定してもよい。

前記実施形態では、層厚規制ブレード３２の先端部を現像ローラ３１の回転方向とは逆方向に向けたが、本発明はこれに限定されず、層厚規制ブレードの先端部を現像ローラの回転方向に倣う方向（現像ローラの層厚規制ブレードと摺接する面の移動方向と同じ方向）に向けてもよい。

前記実施形態では、現像装置としてトナー収容室３４を一体に有する現像カートリッジ２８を例示したが、本発明はこれに限定されず、例えばトナー収容室を有するトナーカートリッジが着脱されるカートリッジを現像装置としてもよい。
前記実施形態では、サイドシール部材やブレードシール部材として２層構造のものを例示したが、本発明はこれに限定されず、シール部材を例えば１層構造または３層構造以上としてもよい。

前記実施形態では、先端にゴム製の押圧部材３２Ｄを有する層厚規制ブレード３２を採用したが、本発明はこれに限定されず、ゴム製の押圧部材を有さずに現像ローラに直接摺接するステンレス製の層厚規制ブレードを採用してもよい。

前記実施形態では、掻取部材としてシート状の掻取フィルム８０を例示したが、本発明はこれに限定されず、例えば四角柱などの棒状の部材などであってもよい。

前記実施形態では、掻取フィルム８０を層厚規制ブレード３２の先端部に隣接させたが、本発明はこれに限定されず、層厚規制ブレードの先端部よりも上流側の位置であれば層厚規制ブレードの先端部から少し離して配置してもよい。

２８ 現像カートリッジ
３１ 現像ローラ
３２ 層厚規制ブレード
３２Ｄ 押圧部材
５０ 筐体
５２ 供給口
５３ サイドシール貼着面
６１ サイドシール部材
８０ 掻取フィルム
８１ 挟持部
８２ 延出部
８３ 摺接部
８３Ａ 先端部

Claims (3)

1. 現像剤を収容する筐体と、
   前記筐体に回転可能に支持され、前記現像剤を担持する現像剤担持体と、
   前記筐体に設けられ、先端部が前記現像剤担持体と摺接して当該現像剤担持体上の現像剤の厚さを規制する層厚規制ブレードと、
   前記層厚規制ブレードの先端部の前記現像剤担持体の軸方向における両端部に隣接して前記筐体に設けられ、前記現像剤担持体の両端部と摺接するシール部材と、を備える現像装置であって、
   前記現像剤担持体に摺接することで当該現像剤担持体上の現像剤の層厚を前記層厚規制ブレードで規制される層厚よりも薄くする掻取部材を、前記層厚規制ブレードの先端部よりも前記現像剤担持体の回転方向上流側に位置し、かつ、前記シール部材の前記現像剤担持体の軸方向における内側に隣接するように前記筐体または前記層厚規制ブレードの前記現像剤担持体とは反対側の面に設け、
   前記掻取部材は、前記回転方向の上流側の端部が前記現像剤担持体と摺接するように配置され、前記シール部材と前記筐体との間で挟持されていることを特徴とする現像装置。
2. 前記掻取部材は、前記層厚規制ブレードの先端部に隣接して配置されることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 前記掻取部材の前記上流側の端部は、前記現像剤担持体の軸方向内側に向かうにつれて下流側に傾斜するように形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の現像装置。

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