JPH11161043A - 画像形成装置 - Google Patents
画像形成装置Info
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- JPH11161043A JPH11161043A JP9337682A JP33768297A JPH11161043A JP H11161043 A JPH11161043 A JP H11161043A JP 9337682 A JP9337682 A JP 9337682A JP 33768297 A JP33768297 A JP 33768297A JP H11161043 A JPH11161043 A JP H11161043A
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- power supply
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- Cleaning In Electrography (AREA)
- Electrostatic Charge, Transfer And Separation In Electrography (AREA)
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Abstract
通過後のトナーのトリボを適当な範囲に制御する。 【解決手段】 中間転写ドラム8と、第2転写領域の、
中間転写ドラム回転方向下流側にICLローラ15とを
有し、ICLローラ15に帯電バイアス電源14から、
DC成分にAC成分を重畳させたバイアス電圧を印加
し、かつこの印加の際に、使用される環境に応じて、バ
イアス値を変更する。これにより、ICLローラ15通
過後の残トナーのトリボを適当な範囲に制御でき、クリ
ーニング不良、ネガゴーストの発生しない良好な画像を
える。
Description
るいは複写機等とされる電子写真方式の画像形成装置に
関する。
ーで出力するニーズが広がっており、各種方式のカラー
プリンタが市販されている。カラー画像形成方式として
は、昇華型、熱転写型、インクジェット方式等が用いら
れているが、高速で画像を形成するためには電子写真方
式が最も優れているといわれている。
選ばずに画像形成ができ、カラーレジストレーションに
も優れている中間転写方式が主流を占めつつある。
像担持体である感光ドラム1上に形成されたイエロー、
マゼンタ、シアン、場合によってはブラックの各単色画
像をそれぞれ固体ドラムもしくはベルト状の第2の像担
持体である中間転写体8上に重ね合わせ、最後に一括し
てフルカラー画像を転写材上に転写を行なう。
必要がないため封筒や厚紙に対応することができ汎用性
が高いことや、紙の厚みによってカラーレジストレーシ
ョンが変化することがないため高画質が得られるという
メリットがある。
に直接トナー像を転写して画像形成を行なうため、最終
的に転写材に転写できなかった残トナーを、次の画像形
成に備えてクリーニングする必要がある。
は一般的にファーブラシクリーニングやブレードクリー
ニングが用いられるが、これらの手法では中間転写体表
面を力学的に摺擦するため、表面の劣化やトナーの融着
が発生しやすいという問題があった。また、クリーニン
グしたトナーを回収するための機構や廃トナーを貯める
ための容器が必要になりユーザーメンテナンスに劣ると
いう問題もあった。
トナーを帯電装置によって再帯電し、感光ドラムに回収
する方法が提案されている。
のクリーニング装置に回収できるため余分な廃トナー容
器が不要になる、中間転写体の劣化が少ないというメリ
ットがある。以下このクリーニング方式をICL方式と
称す。
へのトナーの転写を行ないながらも同時に転写残トナー
の回収も行なう転写同時クリーニングを行なうことが可
能であり、このためには転写残のトナー像を撹乱するた
め帯電ローラに印加するバイアスにAC電圧を重畳する
ことが効果的である。
ーラ(以下「ICLローラ」という)が用いられ、ネガ
トナーを用いたイメージ露光、反転現像系の電子写真装
置ではICLローラにプラス電圧を印加し、負に帯電さ
れている感光ドラムに転写残トナーを回収する。
よって行なわれるが、トナーへの帯電量が少なすぎると
感光ドラムに回収されずにクリーニング不良が発生し、
逆に帯電量が多すぎると転写同時クリーニング時に回収
されるプラス帯電されたトナーが転写されるべきマイナ
ス帯電のトナーを引き連れて感光ドラムに戻ってしまい
ネガゴーストが発生する。
Lローラに印加するバイアスには適正な範囲が存在す
る。
た後のトナートリボが+20〜50μC/g程度であれ
ばクリーニング不良もネガゴーストも発生せず良好な画
像を得ることができる。
条件、環境下でも前述のようにICLローラ通過後のト
ナーのトリボを+20〜50μC/g程度に制御するこ
とは困難が生じる。これは、トナーの帯電をICLロー
ラからの放電によって行なっていることに起因する。
ーラに流れるDC電流(以下ICL電流)は、放電電流
と、ICLローラから中間転写体に直接流れ込む注入電
流とに分けられる。
流になり(ICLローラや中間転写体の抵抗値が高いた
めオーミックに流れる注入電流が制限されるため)、I
CL電流を定電流制御すればトナートリボを所望の値に
することが可能である。
抵抗値が低下する高温高湿環境下ではICL電流に占め
る注入電流の割合が増加する。
御を行なうと放電電流が足りずにICL帯電後のトナー
トリボが低下しクリーニング不良が発生してしまうとい
う問題があった。
御を行なっているときのICLに印加される電圧が、ト
ナー帯電に寄与する放電が励起される放電閾値電圧を下
回ってしまったために起こると考えることができる。
電電流になる低温低湿環境下において高温高湿下と同じ
定電流制御を行なうと、トナーが過帯電してしまいネガ
ゴーストを引き起こすという問題点があった。
においても、トナー帯電手段通過後のトナーのトリボを
適当な範囲に制御することができる画像形成装置を提供
することである。
画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、
第1の像担持体と、該第1の像担持体との間の一次転写
部で前記第1の像担持体上に形成されたトナー画像が一
次転写される第2の像担持体と、該第2の像担持体から
転写材にトナー画像を二次転写する転写手段と、前記第
2の像担持体上に残った転写残トナーを接触帯電するト
ナー帯電手段とを備え、該トナー帯電手段によって帯電
された二次転写残トナーを前記一次転写部から前記第1
の像担持体に回収する画像形成装置において、前記トナ
ー帯電手段は、クリーニング部材と、該クリーニング部
材に電圧を印加する帯電バイアス電源とを備え、該帯電
バイアス電源は使用される環境に応じてバイアス値を変
更することを特徴とする画像形成装置である。
分を重畳させた電圧を前記クリーニング部材に印加する
ことが好ましい。別の態様によれば、前記帯電バイアス
電源はDC成分を定電流制御し、更に定電流制御によっ
て発生するDC電圧が既定の電圧を下回った時にはその
電圧値を保持することが好ましい。前記帯電バイアス電
源はDC成分を定電流制御し、環境に応じて定電流値を
変化させることが好ましい。
制御し、第2の像担持体の抵抗値が低下する環境におい
て定電流値を大きくすることが好ましい。前記帯電バイ
アス電源のDC成分は定電圧電源と定電流電源を直列に
接続した構成であることが好ましい。好ましくは、前記
第2の像担持体は中間転写ドラムである。
を図面に則して更に詳しく説明する。
ーを用い、転写同時クリーニング(ICL)方式によっ
て中間転写ドラムのクリーニングを行なう。
例のプリンターは第2の像担持体として直径186mm
の固体中間転写ドラム8を有し、最大通紙サイズA3、
プロセススピード100mm/sec、イメージ露光、
反転現像方式のフルカラー電子写真式画像形成装置であ
る。
ラム1上にイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン
(C)、ブラック(Bk)の画像を形成し、それぞれの
トナー像を中間転写ドラム8上に重ね合わす。この工程
を一次転写と称し、中間転写ドラム8が4回転すること
で1枚のフルカラー画像が形成される。
紙上に一括転写する。この工程を二次転写と称する。
に転写ベルト12を張り渡した転写ユニットを用い、転
写紙の進行方向上流側の転写ローラ11を中間転写ドラ
ム8に当接させてトナーの転写を行ない、同時に転写ベ
ルト12と転写紙を吸着させることによって分離をを行
なう。もう一方のローラは駆動ローラ10であり、中間
転写ドラム8の周速と転写ベルト12の周速が等しくな
るように転写ユニットを駆動する。
示の熱定着ローラユニットに送られ、定着を受けた後機
外に排出される。
64mmの負帯電性のOPCドラムであり、矢印R1方
向に回転し、まずその表面を帯電ローラ2にて均一帯電
する。帯電ローラ2に印加されるバイアスは−600V
のDC成分に2000Vpp、1000Hz、正弦波の
AC成分を重畳したものである。これによって感光体は
どのような環境においても約−600Vに帯電される。
露光する。本実施例では波長60nmの赤外レーザユニ
ット4と反射ミラー5を組合せた露光装置を用い、イメ
ージ露光を行なう。
像を現像器によってトナー現像する。本実施例のフルカ
ラープリンターでは4色のトナーを用いたが、具体的に
は固定式の黒現像器6と回転式の色現像ユニット7を用
いている。
ャンピング現像方式を用いた。固定マグネットロールを
内包する直径20mmの導電性非磁性スリーブに粒径6
μmのトナーを弾性ブレードでコーティングし、スリー
ブに印加したDC成分−350V、AC成分1600V
pp、周波数2000Hzの矩形波によって感光体との
間でジャンピングさせて反転現像する。
Y、7Mを回転ロータリー7aに組込み、必要な向きに
ロータリー7aを回転させることによって各現像器7
C、7Y、7Mを感光ドラム1と当接させて現像を行な
う。
磁性一成分トナーを用いたジャンピング現像方式で現像
を行なう。トナーは内部にワックスを含んだコア/シェ
ル構造の粒径6μmの重合トナーであり、塗布ローラに
よって現像スリーブにコートされ、弾性ブレードで層厚
を規制されて現像部に送られ、黒現像器と同じバイアス
条件で現像される。
源16から+100Vの電圧を印加することで行なわ
れ、感光ドラム1の一次転写残トナーはウレタン製のク
リーニングブレード9aを有するクリーニングユニット
9によって掻き取られる。
ドラム8上の二次転写残トナーをICLローラと称する
帯電ローラ15で再帯電して感光ドラム1に回収するプ
ロセスを採用しているため、感光ドラム1に回収された
二次転写残トナーも同様にクリーニングブレード9aに
よって掻き取られる。
中間転写ドラム8はアルミドラム8a上に肉厚5mmの
導電ゴム層8bを形成し、更にこの上に抵抗層8cを1
0μmコーティングする。導電ゴム層8bはエピクロル
ヒドリンゴムとNBRゴムを混合して抵抗値を体積抵抗
値106 Ωcmに調整したものであり、抵抗層8cは体
積抵抗値1012Ωcmのウレタン樹脂である。中間転写
ドラム全体の抵抗値は、長手方向の長さ310mm、ニ
ップ幅5mmで金属電極を当接させ、1kVの電圧を印
加して測定した抵抗値で106 Ωである。
後、トナー像はそのまま中間転写ドラム8上を二次転写
部にまで搬送され、二次転写を受ける。
ラムは4回転してYMCKのそれぞれのトナーを重ねて
一次転写する。二次転写は不図示の給紙部より転写材が
給紙され、離接可能な転写ベルト12は中間転写ドラム
8に当接する。二次転写バイアスは高圧電源13により
+20μAの定電流制御が行なわれており、転写ベルト
12から転写材に電荷が供給されてトナー像は転写材に
移動する。
ーラ10、転写ベルト12によって構成され、転写ロー
ラ11、駆動ローラ10は共に直径14mmの芯金に体
積抵抗値105 Ωcmの導電性ゴム層を形成して直径2
0mmとしたローラである。転写ローラ11は芯金が給
電バネを介して高圧電源に接続されており、転写ベルト
12に従動して回転する。駆動ローラ10は芯金端部に
ギアが取付けられており、本体のギア列と噛み合うこと
によって駆動される。
ムベルトであり、基層はカーボンを分散して体積抵抗値
107 Ωcmに調整された厚み300μmのウレタンゴ
ムである。
二次転写によって90%程度のトナーは転写材に転写さ
れるが一部のトナーは中間転写ドラム8上に転写残トナ
ーとして残る。このトナーは次回の画像形成にゴースト
として現れるため除去する必要がある。そこで本実施例
では、中間転写ドラム8の回転方向における二次転写部
下流に設けられた帯電ローラ15により転写残トナーを
帯電し、中間転写ドラム8と感光ドラム1との間に形成
された電界によってトナーを感光体に回収する手法をと
る。
径8mmの芯金15aと、外径18mmのスポンジ層1
5bに表層15cとしてコーティングを施した二層タイ
プである。
分散して体積抵抗値107 Ωcmに調整し、型内発泡さ
せたものであり、表層15cはアクリル樹脂にカーボン
を分散して体積抵抗値1013Ωcmに調整し、スポンジ
層15bの上にディッピングコートで膜厚200μmに
コーティングしてある。
属ローラに総荷重9.8Nで回転当接させ、+700V
の直流電圧を印加して測定した電流値から換算して5×
108 Ωである。
帯電を行なう。
転写ドラム8と接離可能となっており、クリーニングを
行なう場合には本体のカム(不図示)によって当接し、
高圧電源14からバイアスが印加される。
ものを用いる。これはAC電界によって転写残トナーを
ICLローラとの間で往復運動させて撹乱するためであ
る。転写残トナーが少ない場合にはDC成分だけで転写
残トナー全てを帯電させることも可能であるが、多層に
及ぶ転写残トナーを上層から下層まで帯電するためには
なんらかの撹乱手段が必要である。本実施例ではAC成
分として2kHz、3kVppの矩形波を用いた。
DC成分について述べる。転写残トナーへの帯電はDC
成分によってなされる。中間転写ドラムに当接させたI
CLローラに電圧を印加すると、中間転写ドラムとIC
Lローラニップ両脇の微小エアギャップには放電が励起
される。放電が始まると電圧Vthはパッシェンの法則に
よって決定され、Vth=312+6.2z(z:ギャッ
プ間隔)である。放電が起こるのは主に数十μmのギャ
ップであるので、DC電圧が1.0kV程度を下回ると
十分な帯電が行われなくなる。
ローラを用いているため、通常環境や低温低湿環境では
ICLローラから中間転写体への注入電流は十分小さ
い。このためICL電流のほとんどは放電電流になって
いると考えられ、DC定電流制御を行なうことでトナー
トリボを一定に保つことができる。
ーラ通過後のトナートリボの関係を示すが、20μA程
度の定電流制御を行なうことで画像不良の起きないトナ
ートリボを実現することができる。なお、20μAの定
電流制御を行なうためのDC電圧値は1.5kVであっ
た。
や中間転写ドラムの抵抗値が低下するため注入電流が無
視できない値になってくる。具体的に30°×80%R
Hの環境ではICLローラの抵抗値が500MΩ→20
MΩ、中間転写ドラムの抵抗値が106 →3×105 Ω
にまで低下する。特に中間転写ドラムは基底ゴムがイオ
ン導電性のエピクロルヒドリンゴムであるため温湿度の
影響を受け易い。
電流制御を行なったところ、ICLローラ通過後のトナ
ートリボは−8μC/gまで低下し、クリーニング不良
が発生した。このときのICLローラに印加されている
DC電圧は+800Vであった。このことから部材の抵
抗低下で注入電流が増加し、定電流制御値に占める放電
電流の割合が減少し、トナーにトリボが与えられなくな
ったと考えられる。
下したためオームの法則に従ってDC電圧が低下し、放
電閾値を下回ったため、トリボ付与能力が低下したとも
いえる。
(温湿度)を検知して定電流値を変化させる。具体的に
は、各環境毎にICL電流を占める放電電流と注入電流
の割合を予測し、放電電流が各環境で一定になるように
定電流値を制御する。
ICLローラ通過後のトナートリボを測定し、その値が
+30μC/gになるために必要なICL電流を求めた
結果を下記の表1に示す。
の条件においてはICLローラからの放電電流が同じで
あると考えられる。
境下(以下L/L環境)でのICL電流に占める放電電
流の割合を100%と仮定すると、30℃×80%RH
の高温高湿環境下(以下H/H環境)ではICL電流の
45%が、24℃×50%RHの通常環境では90%が
放電電流になっていると予想できる。
L環境でICLバイアスのDC定電流値を18μA、通
常環境では注入分による減少分を見込んで20μA、H
/H環境では40μAとする。
ンサー、湿度センサーの信号をA/D変換して本体CP
Uに取り込み、環境を判断して規定の定電流値でICL
ローラに印加するバイアスを変化させることとする。
は、画像形成前にICLローラを中間転写ドラムに当接
して、あらかじめ決めておいた定電流制御(もしくは定
電圧制御)を行なった時に発生する電圧(もしくは流れ
る電流)を検知し、それぞれの関係から本体の置かれて
いる環境を検知して定電流値を決定することも可能であ
る。
制御を行ない、その時に必要であったDC電圧を検知し
て表2のようなテーブルを作成することができる。この
テーブルに基づいて環境を予測し、実際に画像形成時に
使用する定電流値を決定する。
る環境を検知し、それに基づいてICLローラに印加す
るDCバイアスの定電流値を制御する構成をとった。こ
れにより、どのような環境においても放電電流を一定に
制御できるようになり、ICLローラ通過後のトナート
リボを安定化させてクリーニング不良やネガゴーストと
いった画像不良を防止することができるようになった。
実施例1と同様に、本体が使用される環境に応じてIC
Lローラに印加するバイアスを変化させるが、全環境に
おいて定電流制御を行なうのではなく、環境に応じて制
御方法を変えることを特徴とする。
電流を占める注入電流の割合が減少するのを見込んで定
電流値を高く設定した。しかしながら、製造ばらつき等
によって抵抗値の低いICLローラや中間転写ドラムが
使用された場合や、それぞれの部材の抵抗値の環境変動
が予測と異なって大きくなった場合には注入電流がさら
に増えてトナーへのトリボ付与が十分でなくなりクリー
ニング不良が発生する可能性があった。
では、特にH/H環境においては放電を励起するために
必要な電圧を保証するという観点からICLバイアスを
定電圧制御に変更することを特徴とする。
流のほとんど放電電流になることから、ICLローラ通
過後のトナートリボを一定に保つために定電流制御を行
なうことが好ましくは、実施例1と同様に定電流制御と
する。
+20μA定電流制御で行なった場合のICLローラ通
過後のトナートリボを測定した結果を表3に示す。
を下回る環境においてはクリーニング不良が発生した。
ンサーの出力信号値を利用して、表3でトナートリボが
+20μC/gを下回る下線部の環境では定電流制御か
ら定電圧制御に切り替えることとした。定電圧値はIC
Lローラと中間転写ドラムの間に放電を励起して最低で
も+20μC/gのトリボを与えられる電圧ということ
で+1000Vに設定した。
電圧制御を切り替えているが、定電流制御を行ないなが
らもその時にICLローラに発生する電圧を検知して、
この電圧が+1000Vを下回らないように高圧回路を
駆動する、もしくはこの電圧が+1000Vを下回らな
いように定電流値を増やすような回路構成にしても同様
の効果を得ることができる。
いた構成でプリントを行ない、ICLローラ通過後のト
ナートリボを測定した例を表4に示す。
ングを可能にする最低のトナートリボである+20μC
/gを維持することができるようになり、画像不良を防
止することが可能になった。
は実施例2と同様ICLローラに印加される電圧が、少
なくともクリーニングを可能にするようなトナートリボ
を与える最低の電圧を維持することができる高圧電源回
路を用いることを特徴とする。
御時の電圧を検知してH/H環境下での最低電圧を維持
するような構成としたが、本実施例ではICLローラ1
5にバイアスを印加する高圧電源を定電圧電源と定電流
電源を直列接続2段構成とすることによって、同様の効
果を得ることができる。
に示す。
ス141はH/H環境下でICLローラからの放電を励
起し、クリーニングに必要な最低のトナートリボを付与
できるような電圧を発生する。本実施例では実施例2に
倣って定電圧値を+1000Vに設定した。
ローラ、高圧電源を含む閉ループに流れるDC電流値を
検知し、この値が常に+20μAであるようにバイアス
をフィードバック制御する。
流制御時にICLローラ15に発生する電圧は+1.5
kV以上であるため、1段目の定電圧トランス141が
+1.0kVを発生し、残りの500Vを2段目の定電
流回路142が受け持つことになる。
141の+1.0kVでクリーニングに必要な最低電圧
は保証されており、この時回路には+20μA以上の電
流が流れているため2段目の定電流回路142は動作し
ない。
境、L/L環境では2段目の定電流電源により+20μ
A定電流制御が行なわれるためトナーが過剰に帯電する
ことはなくネガゴーストを防止することができ、逆にH
/H環境では1段目の定電圧電源141によりクリーニ
ングに必要な最低トリボを与えることができるためクリ
ーニング不良を防止することができるようになり、全て
の環境において良好な画像を得ることができるようにな
った。
によれば、第2の像担持体上に残った転写残トナーを接
触帯電するトナー帯電手段が、クリーニング部材と、該
クリーニング部材に電圧を印加する帯電バイアス電源と
を有し、該帯電バイアス電源が使用される環境に応じて
バイアス値を変更することにより、どのような環境にお
いても、前記トナー帯電手段通過後のトナーのトリボを
適当な範囲に制御することができ、よって、クリーニン
グ不良、ネガゴーストの発生を防止でき、良好な画像を
得ることができる。
ープリンターの概略図である。
のトナートリボの関係を示すグラフである。
Claims (7)
- 【請求項1】 第1の像担持体と、該第1の像担持体と
の間の一次転写部で前記第1の像担持体上に形成された
トナー画像が一次転写される第2の像担持体と、該第2
の像担持体から転写材にトナー画像を二次転写する転写
手段と、前記第2の像担持体上に残った転写残トナーを
接触帯電するトナー帯電手段とを備え、該トナー帯電手
段によって帯電された二次転写残トナーを前記一次転写
部から前記第1の像担持体に回収する画像形成装置にお
いて、前記トナー帯電手段は、クリーニング部材と、該
クリーニング部材に電圧を印加する帯電バイアス電源と
を備え、該帯電バイアス電源は使用される環境に応じて
バイアス値を変更することを特徴とする画像形成装置。 - 【請求項2】 前記帯電バイアス電源はDC成分にAC
成分を重畳させた電圧を前記クリーニング部材に印加す
ることを特徴とする請求項1の画像形成装置。 - 【請求項3】 前記帯電バイアス電源はDC成分を定電
流制御し、更に定電流制御によって発生するDC電圧が
既定の電圧を下回った時にはその電圧値を保持すること
を特徴とする請求項1又は2の画像形成装置。 - 【請求項4】 前記帯電バイアス電源はDC成分を定電
流制御し、環境に応じて定電流値を変化させることを特
徴とする請求項1の画像形成装置。 - 【請求項5】 前記帯電バイアス電源はDC成分を定電
流制御し、第2の像担持体の抵抗値が低下する環境にお
いて定電流値を大きくすることを特徴とする請求項4の
画像形成装置。 - 【請求項6】 前記帯電バイアス電源のDC成分は定電
圧電源と定電流電源を直列に接続した構成であることを
特徴とする請求項1又は2の画像形成装置。 - 【請求項7】 前記第2の像担持体は中間転写ドラムで
あることを特徴とする請求項1から6のいずれかの項に
記載の画像形成装置。
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---|---|---|---|
JP33768297A JP3907293B2 (ja) | 1997-11-21 | 1997-11-21 | 画像形成装置 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP33768297A JP3907293B2 (ja) | 1997-11-21 | 1997-11-21 | 画像形成装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH11161043A true JPH11161043A (ja) | 1999-06-18 |
JP3907293B2 JP3907293B2 (ja) | 2007-04-18 |
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ID=18310979
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP33768297A Expired - Fee Related JP3907293B2 (ja) | 1997-11-21 | 1997-11-21 | 画像形成装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP3907293B2 (ja) |
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