JP5632557B2 - トナー容器及び画像形成装置 - Google Patents

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Description

本発明は、トナーを収容する容器本体を備えたトナー容器及びこのトナー容器を備えた画像形成装置に関する。
従来、電子写真方式の画像形成装置では、感光体ドラム等の表面に形成された静電潜像に現像器からトナーを供給することで、現像処理を行っている。また、このような現像処理に用いられるトナーは、トナーコンテナや中間ホッパー等のトナー容器から現像器に供給されている。このトナー容器は、トナーを収容する容器本体を備え、この容器本体には、現像器へとトナーを排出するための排出口が設けられている。
この排出口は、開閉可能なシャッターによって覆われるのが通常である。例えば、特許文献1には、回転可能なレバー(「レバー172」参照)と、このレバーの回転に伴って回転して排出口を開閉するシャッター(「回転シャッタ80」参照)と、を備えたトナー容器が開示されている。また、レバー側とシャッター側にはそれぞれギアが設けられており、これらのギアを噛合させることで、レバーの回転がシャッターに伝達されるようになっている(特許文献1の図10参照)。
このような構成のトナー容器においては、部品の寸法誤差や組付誤差によって、レバー側ギアとシャッター側ギアの噛合位置にばらつきが発生する。また、レバー側ギアとシャッター側ギアの噛合部分には、互いに離間する方向に反力が掛かる。そのため、レバー及びシャッターの回転が重くなったり、ギアに歯飛びが生じたりする可能性がある。その対策として、レバーやシャッターの厚みを増加させたり、レバー及びシャッターの回転の支点部を覆うカバーを別途に設けたりする構成が知られている。
特開2006−309147号公報
しかしながら、レバーやシャッターの厚みを増加させる構成では、レバーやシャッターを形成するために必要な材料が増加し、コストアップに繋がる。また、レバー及びシャッターの回転の支点部を覆うカバーを別途に設ける構成では、部品点数が増加し、この場合もコストアップに繋がる。
そこで、本発明は上記事情を考慮し、コストアップを防止しつつ、軽い力でスムーズにシャッターを回転させることが可能なトナー容器を提供することを目的とする。
本発明のトナー容器は、トナーを排出する排出口が設けられた円筒状の排出用ダクトを備えた容器本体と、前記容器本体に回転可能に収容される搬送部材と、前記容器本体に回転可能に支持されるレバーと、前記排出用ダクトの外周に回転可能に装着され、前記排出口を開閉するシャッターと、を備え、前記レバーは、レバー側ギアを備え、前記シャッターは、円筒状を成しており、前記シャッターの内周には前記搬送部材を軸支する軸受部が設けられ、前記シャッターの外周には前記レバー側ギアと噛合するシャッター側ギアが設けられると共に前記シャッターの回転方向に沿ってガイド部が設けられ、前記容器本体には、前記ガイド部と係合可能な突起部が設けられていることを特徴とする。
このような構成を採用することで、シャッターの回転時に突起部がガイド部によってガイドされることになり、シャッターの回転方向が所定の方向から逸脱するのを防止することが可能となる。そのため、シャッターを軽い力でスムーズに回転させることが可能となる。また、別部材を追加したりシャッター等の部材の厚みを増やしたりする必要がないため、コストダウンを図ることが可能となる。
前記トナー容器は、駆動手段に接続されると共に伝達用ギアを備えた伝達部材を更に備え、前記搬送部材は、前記伝達用ギアと噛合する搬送用ギアを備え、前記シャッターは、前記搬送用ギアを収納するギア収納部を備えていても良い。
前記シャッターには、扇型形状のガイド片が突設され、前記ガイド部は、前記ガイド片に設けられる円弧状の穴であっても良い。
このような構成を採用することで、円環状のガイド部をシャッターに形成する場合と比較して、シャッター全体をコンパクト化することができ、スペースの節約を図ることが可能となる。
前記ガイド部は、前記シャッターに設けられる円環状の溝であっても良い。
このような構成を採用することで、穴状のガイド部をシャッターに形成する場合と比較して、シャッターの強度を向上させることが可能となる。
前記容器本体は、前記シャッターとギアを介して接続される前記レバーを回転可能に支持し、該レバーの操作に伴って前記シャッターが回転しても良い。
このような構成を採用することで、レバーの操作に伴ってトナー容器の排出口を容易に開閉させることが可能となる。
本発明の画像形成装置は、上記したいずれかのトナー容器を備えていることを特徴とする。
本発明によれば、コストアップを防止しつつ、軽い力でスムーズにシャッターを回転させることが可能となる。
本発明の第1の実施形態に係るプリンターの概略を示す模式図である。 本発明の第1の実施形態に係るプリンターにおいて、トナーコンテナを示す後側からの斜視断面図である。 本発明の第1の実施形態に係るプリンターのトナーコンテナにおいて、シャッターが開放された状態を示す左後側からの斜視断面図である。 本発明の第1の実施形態に係るプリンターのトナーコンテナにおいて、レバーの把持部が後傾している状態を示す右側面図である。 本発明の第1の実施形態に係るプリンターのトナーコンテナにおいて、レバーの把持部が前傾している状態を示す右側面図である。 本発明の第1の実施形態に係るプリンターにおいて、トナーコンテナを示す分解斜視図である。 本発明の第1の実施形態に係るプリンターにおいて、トナーコンテナを示す右下側からの斜視図である。 本発明の第1の実施形態に係るプリンターのトナーコンテナにおいて、シャッターが閉止された状態を示す左後側からの斜視断面図である。 本発明の第2の実施形態に係るプリンターにおいて、(a)は、レバーの把持部が後傾している状態を示す右側面図であり、(b)は、(a)のA−A断面図である。
<第1の実施形態>
まず、図1を用いて、電子写真方式のプリンター1の全体の構成について説明する。図1は、本発明の第1の実施形態に係るプリンターの概略を示す模式図である。以下、図1における紙面左側を、プリンター1の正面側(前側)とする。
プリンター1は、箱型形状のプリンター本体2を備えており、プリンター本体2の下部には用紙(図示せず)を収納する給紙カセット3が収容され、プリンター本体2の上面には排紙トレイ4が設けられている。プリンター本体2の上面には、排紙トレイ4の前方に上カバー5が開閉可能に取り付けられ、上カバー5の下方にはトナーコンテナ6が収納されている。
プリンター本体2の上部には、排紙トレイ4の下方にレーザー・スキャニング・ユニット(LSU)で構成される露光器7が配置され、露光器7の下方には、画像形成部8が設けられている。画像形成部8には、像担持体である感光体ドラム10が回転可能に設けられており、感光体ドラム10の周囲には、帯電器11と、現像器12と、転写ローラー13と、クリーニング装置14とが、感光体ドラム10の回転方向(図1の矢印X参照)に沿って配置されている。
プリンター本体2の内部には、用紙の搬送経路15が設けられている。搬送経路15の上流端には給紙部16が設けられ、搬送経路15の中流部には、感光体ドラム10と転写ローラー13によって構成される転写部17が設けられ、搬送経路15の下流部には定着装置18が設けられ、搬送経路15の下流端には排紙部20が設けられている。搬送経路15の下方には、両面印刷用の反転経路21が形成されている。
次に、このような構成を備えたプリンター1の画像形成動作について説明する。
プリンター1に電源が投入されると、各種パラメーターが初期化され、定着装置18の温度設定等の初期設定が実行される。そして、プリンター1に接続されたコンピューター等から画像データが入力され、印刷開始の指示がなされると、以下のようにして画像形成動作が実行される。
まず、帯電器11によって感光体ドラム10の表面が帯電された後、露光器7からのレーザー光(図1の二点鎖線P参照)により感光体ドラム10に対して画像データに対応した露光が行われ、感光体ドラム10の表面に静電潜像が形成される。次に、この静電潜像を、現像器12がトナーによりトナー像に現像する。
一方、給紙部16によって給紙カセット3から取り出された用紙は、上記した画像形成動作とタイミングを合わせて転写部17へと搬送され、転写部17において感光体ドラム10上のトナー像が用紙に転写される。トナー像を転写された用紙は、搬送経路15を下流側へと搬送されて定着装置18に進入し、この定着装置18において用紙にトナー像が定着される。トナー像が定着された用紙は、排紙部20から排紙トレイ4に排出される。なお、感光体ドラム10上に残留したトナーは、クリーニング装置14によって回収される。
次に、主に図2〜図8を用いて、トナーコンテナ6の詳細について説明する。図2は、本発明の第1の実施形態に係るプリンターにおいて、トナーコンテナを示す後側からの斜視断面図である。図3は、本発明の第1の実施形態に係るプリンターのトナーコンテナにおいて、シャッターが開放された状態を示す左後側からの斜視断面図である。図4は、本発明の第1の実施形態に係るプリンターのトナーコンテナにおいて、レバーの把持部が後傾している状態を示す右側面図である。図5は、本発明の第1の実施形態に係るプリンターのトナーコンテナにおいて、レバーの把持部が前傾している状態を示す右側面図である。図6は、本発明の第1の実施形態に係るプリンターにおいて、トナーコンテナを示す分解斜視図である。図7は、本発明の第1の実施形態に係るプリンターにおいて、トナーコンテナを示す右下側からの斜視図である。図8は、本発明の第1の実施形態に係るプリンターのトナーコンテナにおいて、シャッターが閉止された状態を示す左後側からの斜視断面図である。
各図に付される矢印Frは、プリンター1の正面側(前側)を示している。なお、図2は後側からの斜視断面図であるため、図面上の左右関係と実際の左右関係が逆転している。つまり、図2における図面上の右側がトナーコンテナ6の左側であり、図2における図面上の左側がトナーコンテナ6の右側である。
図1に示されるように、トナーコンテナ6は、プリンター本体2の上カバー5の下方に配置されている。トナーコンテナ6は、現像器12に着脱可能に装着されており、トナーを使い切った時には、上カバー5を開放することでトナーコンテナ6を交換できるようになっている(図1の二点鎖線参照)。
図2に最も良く示されるように、トナーコンテナ6は、上面が開口された箱型形状の容器本体22と、容器本体22の後下部に収容される搬送スクリュー23(搬送部材)と、容器本体22の略中央に収容される攪拌パドル24と、容器本体22の上面を覆う蓋体25と、容器本体22の右端部に装着されるレバー26と、レバー26と共に容器本体22の右端部に配置される伝達部材27と、容器本体22の右下端部に装着されるシャッター28と、を備えている。なお、伝達部材27は、図2及び図6を除いて記載が省略されている。
容器本体22は、トナーを収容しており、左右方向に長い形状を成している。容器本体22の左端壁30にはトナー充填口31が形成され、トナー充填口31はキャップ32によって塞がれている。容器本体22の上端外周には、本体側フランジ部33が設けられている。
容器本体22の右下端部には、円筒状の排出用ダクト34が右方に向かって突設され、排出用ダクト34の右端部には開口部36が形成されている。図3に最も良く示されるように、排出用ダクト34の底部には、トナーを排出するための排出口35が穿設されている。排出用ダクト34の下部外周にはシール部材37が取り付けられ、シール部材37には排出口35と対応する位置に連通口38が穿設されている。
図4に示されるように、容器本体22の右端壁40の中央には、連通穴41を有する円筒状のボス42が右側(外側)に向かって突設されている。容器本体22の右端壁40の右面(外面)には、ボス42の後上方に第1規制リブ43が突設されている。容器本体22の右端壁40の右面には、ボス42の前上方に第2規制リブ44が突設されている。第2規制リブ44の上部には、凹部45が設けられている。容器本体22の右端壁40の右面には、第1規制リブ43の下方に円柱状の突起部46が設けられている。
図2に最も良く示されるように、搬送スクリュー23は、左右方向に長い形状を成している。搬送スクリュー23は、棒状の回転軸47と、この回転軸47の外周に同心で設けられるスパイラルフィン48と、を備えている。回転軸47の左端部は、容器本体22の左端壁30に軸支されている。回転軸47及びスパイラルフィン48の右側部は、排出用ダクト34内に挿入されている。回転軸47の右端部は、開口部36を介して排出用ダクト34よりも右方に突出しており、この突出部分には搬送用ギア50が固定されている。
攪拌パドル24は、搬送スクリュー23の上前方に配置されており、左右方向に長い形状を成している。攪拌パドル24は、枠板状を成す支持枠51と、支持枠51によって支持されるシート状の攪拌羽根52と、を備えている。支持枠51の左右両端部は、容器本体22の左端壁30と右端壁40にそれぞれ軸受49(図3参照。以下、「攪拌パドル24の軸受49」と称する。)を介して軸支されている。図4等に示されるように、右端壁40に取り付けられた攪拌パドル24の軸受49には、ボス42の連通穴41と対応する位置に係合受部53が設けられている。
攪拌羽根52は、例えば、ルミラー(商標名)等の合成樹脂製シートによって構成されている。図2等に示されるように、攪拌羽根52の一側は、左右方向に沿って支持枠51に固定されている。攪拌羽根52には、複数の切り込み溝54が設けられている。
蓋体25の下端には、容器本体22の本体側フランジ部33と対応する形状の蓋体側フランジ部55が設けられており、本体側フランジ部33と蓋体側フランジ部55が超音波溶着されることで、容器本体22と蓋体25が一体化されている。蓋体25の左右方向中央には、窪み部56が形成されている。
図4等に示されるように、レバー26は、側面視で円形の輪郭を有するレバー本体57を備えている。レバー本体57は、円筒状の小径筒部58と、この小径筒部58の外周に設けられる円筒状の大径筒部60と、放射状に延びて小径筒部58と大径筒部60を連結する4個の連結部61と、を備えている。小径筒部58は、容器本体22の右端壁40に設けられたボス42の外周に装着されており、これにより、レバー26が容器本体22に回転可能に支持されている。
大径筒部60の上部には、把持部62が突設されている。把持部62の上端は蓋体25の右方まで延びている。把持部62は、第1規制リブ43によって後傾角度を規制され(図4参照)、第2規制リブ44によって前傾角度を規制されている(図5参照)。大径筒部60の上部には、把持部62よりも前方に突片63が設けられている。図4に示されるように、突片63は、把持部62が後傾した状態で第2規制リブ44の凹部45に係合している。大径筒部60の後下部の外周には、レバー側ギア64が設けられている。
図6に最も良く示されるように、伝達部材27は、円盤状の伝達部材本体65を備えている。伝達部材本体65の右面(外面)には、側面視で三角柱状を成す伝達用カップリング66が突設されている。伝達部材本体65の左面(内面)には、係合片67が突設されている。係合片67は、容器本体22のボス42に設けられた連通穴41に挿入され、攪拌パドル24の軸受49に設けられた係合受部53(図4等参照)に係合している。これにより、伝達部材27と攪拌パドル24が連結され、一体に回転するようになっている。図6に示されるように、伝達部材本体65の外周には伝達用ギア68が設けられている。伝達用ギア68は、搬送用ギア50と噛合している。
シャッター28は、略円筒状を成しており、容器本体22の排出用ダクト34の外周に回転可能に装着されている。シャッター28の下面には、排出用開口部70が形成されている。図3に最も良く示されるように、排出用開口部70は、容器本体22の排出口35及びシール部材37の連通口38と対応する位置に設けられている。
図4等に示されるように、シャッター28には、略扇型形状のガイド片71が前方に向かって突設されている。ガイド片71には、ガイド部としての円弧状の穴72(以下、「ガイド穴72」と称する。)が設けられており、このガイド穴72に容器本体22の突起部46が係合している。ガイド穴72は、シャッター28の回転方向(図4の矢印Y参照)に沿って設けられている。
図2に最も良く示されるように、シャッター28には、円筒状の軸受部73が設けられ、この軸受部73には、搬送スクリュー23の回転軸47の右端部が軸支されている。軸受部73の右方にはギア収納部74が設けられ、このギア収納部74には搬送用ギア50が収納されている。図7に最も良く示されるように、ギア収納部74には連通開口部75が形成されており、この連通開口部75を介して搬送用ギア50をギア収納部74に収納できるようになっている。
シャッター28には、シャッター側ギア76が設けられている。シャッター側ギア76は、レバー26のレバー側ギア64と噛合しており、レバー26の回転に伴ってシャッター28がレバー26とは逆方向に回転するようになっている。シャッター28の右端部には、小判型のロック片77が設けられている。シャッター28の下部には、排出用開口部70の右方に押圧突起78が設けられ、押圧突起78の上方に窓部79が設けられている。
上記の如く構成されたものにおいて、トナーコンテナ6が現像器12に装着され、且つ、レバー26の把持部62が後傾している状態(図4参照)では、図3に示されるように、シャッター28の排出用開口部70が容器本体22の排出口35及びシール部材37の連通口38の真下に位置している。即ち、シャッター28が容器本体22の排出口35を開放している。そのため、容器本体22の排出口35、シール部材37の連通口38、シャッター28の排出用開口部70及び現像器12に設けられた補給口80を介して、容器本体22の内部と現像器12の内部が連通している。
また、トナーコンテナ6が現像器12に装着され、且つ、レバー26の把持部62が後傾している状態(図4参照)では、モーター等の駆動手段(図示せず)に接続された駆動用カップリング(図示せず)に伝達部材27の伝達用カップリング66が接続されている。そのため、上記の駆動手段(図示せず)が回転すると、この回転が駆動用カップリング及び伝達用カップリング66を介して伝達部材27に伝達され、伝達部材27が回転する。このように伝達部材27が回転すると、伝達部材27に連結された攪拌パドル24が回転し、容器本体22内のトナーが攪拌されながら搬送スクリュー23側へと搬送される。また、上記のように伝達部材27が回転すると、この回転が伝達用ギア68及び搬送用ギア50を介して搬送スクリュー23の回転軸47に伝達され、搬送スクリュー23が回転する。これに伴って、容器本体22内のトナーが排出口35から排出され、現像器12の内部へと導入される。
一方で、上記の如くレバー26の把持部62が後傾している状態から、図4に矢印Zで示されるようにユーザーやサービスマン等の作業者がレバー26の把持部62を前側に倒すと、レバー26が容器本体22のボス42を中心に一方向(図面上反時計回り)に回転する(図5参照)。この回転に伴って、図4に矢印Yで示されるように、レバー26に接続されたシャッター28が容器本体22に対して一方向(図面上時計回り)に回転する(図5参照)。このシャッター28の回転に伴って、シャッター28のガイド片71が、ガイド穴72の外周に容器本体22の突起部46を接触させた状態で回転する。また、上記したシャッター28の回転により、図8に示されるように、シャッター28の排出用開口部70が容器本体22の排出口35及びシール部材37の連通口38の真下から前方に移動し、容器本体22の内部と現像器12の内部との連通が遮断される。即ち、シャッター28が容器本体22の排出口35を閉鎖する。
本実施形態では、シャッター28にガイド穴72が設けられ、このガイド穴72と係合可能な突起部46が容器本体22に設けられている。そのため、上記したシャッター28の回転時に突起部46がガイド穴72によってガイドされることになり、シャッター28の回転方向が所定の方向から逸脱するのを防止することが可能となる。そのため、シャッター28を軽い力でスムーズに回転させることが可能となる。また、別部材を追加したりレバー26やシャッター28の厚みを増やしたりする必要がないため、コストダウンを図ることが可能となる。
また、円弧状のガイド穴72をシャッター28に形成する構成であるため、円環状のガイド溝(第2の実施形態参照)をシャッター28に形成する場合と比較して、シャッター28全体をコンパクト化することができ、スペースの節約を図ることが可能となる。
また、シャッター28とギアを介して接続されるレバー26がトナーコンテナ6に設けられているため、レバー26の操作によって容器本体22の排出口35を容易に開閉することが可能となっている。一方で、レバー26のレバー側ギア64とシャッター28のシャッター側ギア76を噛合させる構成であるため、部品の寸法誤差や組付誤差によってレバー側ギア64とシャッター側ギア76の噛合位置にばらつきが発生したり、レバー26及びシャッター28の回転時にレバー側ギア64とシャッター側ギア76の噛合部分に離間方向の反力(図5の矢印A参照)が生じたりすることがある。これに伴って、レバー26及びシャッター28の回転が重くなったり、レバー側ギア64やシャッター側ギア76に歯飛びが生じたりする虞がある。しかしながら、本実施形態では前記のように、シャッター28の回転時に突起部46がガイド穴72によってガイドされるため、上記各不具合を確実に防止することが可能となる。
本実施形態では、レバー26とシャッター28を別体に形成する場合について説明したが、他の異なる実施形態では、レバー26とシャッター28を一体に形成しても良い。
本実施形態では、レバー26を手動で回転させることでシャッター28が回転する場合について説明したが、他の異なる実施形態では、トナーコンテナ6をプリンター本体2に装着するのに伴って、シャッター28が自動的に回転するように構成しても良い。
本実施形態では、シャッター28にガイド穴72を設け、容器本体22に突起部46を設ける場合について説明したが、他の異なる実施形態では、これとは逆に、シャッター28に突起部46を設け、容器本体22にガイド穴72等のガイド部を設けても良い。
本実施形態では、トナーコンテナ6に本発明の構成を適用したが、他の異なる実施形態では、トナーコンテナ6と現像器12の間に介装されるトナー容器(所謂「中間ホッパー」)に本発明の構成を適用しても良い。
本実施形態では、プリンター1に本発明の構成を適用する場合について説明したが、他の異なる実施形態では、複写機、ファクシミリ、複合機等のプリンター1以外の画像形成装置に本発明の構成を適用しても良い。
<第2の実施形態>
次に、図9を用いて、本発明の第2の実施形態について詳細に説明する。図9は、本発明の第2の実施形態に係るプリンターにおいて、(a)は、レバーの把持部が後傾している状態を示す右側面図であり、(b)は、(a)のA−A断面図である。なお、シャッター28以外の構成については、第1の実施形態と同様であるため、説明を省略する。
本発明の第1の実施形態では、シャッター28に円弧状のガイド穴72を設けたが、第2の実施形態では、図9に示されるように、シャッター28にガイド部としての円環状の溝(「以下、ガイド溝81」と称する。)を設けており、このガイド溝81に容器本体22の右端壁40に設けられた突起部46を係合させている。つまり、レバー26及びシャッター28の回転時にレバー側ギア64とシャッター側ギア76に反力が掛かる方向だけでなく、シャッター28の全周にガイド溝81が設けられている。
このような構成を採用することで、ガイド穴(第1の実施形態参照)をシャッター28に形成する場合と比較して、シャッター28の強度を向上させることが可能となる。特に、本実施形態では、ガイド溝81の形成に伴って4個の円環状の折曲部82がシャッター28に形成されているため、シャッター28の強度を一層向上させることが可能となる。
1 プリンター(画像形成装置)
6 トナーコンテナ(トナー容器)
22 容器本体
23 搬送スクリュー(搬送部材)
26 レバー
27 伝達部材
28 シャッター
34 排出用ダクト
35 排出口
46 突起部
50 搬送用ギア
64 レバー側ギア
68 伝達用ギア
71 ガイド片
72 ガイド穴(ガイド部)
73 軸受部
74 ギア収納部
76 シャッター側ギア
81 ガイド溝(ガイド部)

Claims (6)

  1. トナーを排出する排出口が設けられた円筒状の排出用ダクトを備えた容器本体と、
    前記容器本体に回転可能に収容される搬送部材と、
    前記容器本体に回転可能に支持されるレバーと、
    前記排出用ダクトの外周に回転可能に装着され、前記排出口を開閉するシャッターと、を備え、
    前記レバーは、レバー側ギアを備え、
    前記シャッターは、円筒状を成しており、前記シャッターの内周には前記搬送部材を軸支する軸受部が設けられ、前記シャッターの外周には前記レバー側ギアと噛合するシャッター側ギアが設けられると共に前記シャッターの回転方向に沿ってガイド部が設けられ、
    前記容器本体には、前記ガイド部と係合可能な突起部が設けられていることを特徴とするトナー容器。
  2. 駆動手段に接続されると共に伝達用ギアを備えた伝達部材を更に備え、
    前記搬送部材は、前記伝達用ギアと噛合する搬送用ギアを備え、
    前記シャッターは、前記搬送用ギアを収納するギア収納部を備えていることを特徴とする請求項1に記載のトナー容器。
  3. 前記シャッターには、扇型形状のガイド片が突設され、
    前記ガイド部は、前記ガイド片に設けられる円弧状の穴であることを特徴とする請求項1又は2に記載のトナー容器。
  4. 前記ガイド部は、前記シャッターに設けられる円環状の溝であることを特徴とする請求項1又は2に記載のトナー容器。
  5. 前記容器本体は、前記シャッターとギアを介して接続される前記レバーを回転可能に支持し、該レバーの操作に伴って前記シャッターが回転することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のトナー容器。
  6. 請求項1〜5のいずれか1項に記載のトナー容器を備えていることを特徴とする画像形成装置。
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