CN101239541A - 控制便携式打印机的方法 - Google Patents

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Abstract

一种控制便携式打印机的方法，该便携式打印机被配置成从合并在可移动卡盒中的电源或辅助电源接收电能，该方法包括：测量辅助电源提供的辅助电能的量，该量是所述电源所提供的电能的量的附加；以及依赖于所测量的辅助电能的量来控制打印机，以实现增强的打印机性能，其中可移动卡盒包括要由打印机打印的纸或卡片的供给。

Description

控制便携式打印机的方法
本申请是2003年2月12日提交的国际申请PCT/AU03/00155(2004年8月13日进入中国国家阶段，中国申请号：03803905.2)的分案申请。
技术领域
本发明涉及具有更换性组件的设备，特别涉及打印机和影印机。
背景技术
对许多产品来说，对于消费者的价格是和它的性能联系在一起的。例如分辨率或打印速度低的打印机，其成本通常比买一台分辨率高的打印机低。这通常是因为厂商提供更高性能的成本比提供低性能的高。例如：一高分辨率的喷墨打印机相对一低分辨率设备可能在打印头有更多喷嘴或需更精确的控制；一高分辨率激光打印机比低分辨率设备使用微粒更细的调色剂。目前的喷墨打印机(大部分影印机是电子照相而非扫描的)利用至少一设备在打印或复印纸的宽度或长度上扫描或往复运动。这个往复运动通常限制打印或复印的速度。
本申请人已经开发出页宽打印头，其允许通过将某页移动经过固定打印头实现该页喷墨打印。这消除了打印速度限制并可增强性能等级。打印速度被比如纸供应速度、打印机的电子速度及打印头本身速度等因素限制。
共同未决的申请
在下面由本发明的申请人或受让人提交的共同未决的申请中揭露了涉及本发明的各种方法、系统和装置：
PCT/AU03/00154 PCT/AU03/00151 PCT/AU03/00150 PCT/AU03/00145
PCT/AU03/00153 PCT/AU03/00152 PCT/AU03/00168 PCT/AU03/00169
PCT/AU03/00170 PCT/AU03/00162 PCT/AU03/00146 PCT/AU03/00159
PCT/AU03/00171 PCT/AU03/00149 PCT/AU03/00167 PCT/AU03/00158
PCT/AU03/00147 PCT/AU03/00166 PCT/AU03/00164 PCT/AU03/00163
PCT/AU03/00165 PCT/AU03/00160 PCT/AU03/00157 PCT/AU03/00148
PCT/AU03/00156 PCT/AU03/00155
这些共同未决的申请通过交叉引用结合于此文。
相关专利申请和专利
US6,227,652  US6,213,588  US6,213,589  US6,231,163
US6,247,795  US6,394,581  US6,244,691  US6,257,704
US6,416,168  US6,220,694  US6,257,705  US6,247,794
US6,234,610  US6,247,793  US6,264,306  US6,241,342
US6,247,792  US6,264,307  US6,254,220  US6,234,611
US6,302,528  US6,283,582  US6,239,821  US6,338,547
US6,247,796  US09/113,122 US6,390,603  US6,362,843
US6,293,653  US6,312,107  US6,227,653  US6,234,609
US6,238,040  US6,188,415  US6,227,654  US6,209,989
US6,247,791  US6,336,710  US6,217,153  US6,416,167
US6,243,113  US6,283,581  US6,247,790  US6,260,953
US6,267,469  US6,273,544  US6,309,048  US6,420,196
US6,443,558  US09/422,892 US6,378,989  US09/425,420
US09/422,893 US09/609,140 US6,409,323  US6,281,912
US09/575,113 US6,318,920  US6,488,422  US09/693,644
US6,457,810  US6,485,135  US09/112,763 US6,331,946
US6,246,970  US6,442,525  US09/505,951 US09/505,147
US09/505,952 US09/575,108 US09/575,109 US09/575,110
US09/607,985 US6,398,332  US6,394,573  US09/606,999
US6,238,044  US6,425,661  US6,390,605  US6,322,195
US09/504,221 US6,480,089  US6,460,778  US6,305,788
US6,426,014  US6,364,453  US6,457,795  US09/556,219
US09/556,218    US6,315,399     US6,338,548     US09/575,190
US6,328,431     US6,328,425     US09/575,127    US6,383,833
US6,464,332     US6,390,591     US09/575,152    US6,328,417
US6,322,194     US09/575,177    US09/575,175    US6,417,757
US09/608,780    US6,428,139     US09/607,498    US09/693,079
US09/693,135    US6,428,142     US09/692,813    US09/693,319
US09/693,311    US6,439,908     US09/693,735    PCT/AU98/00550
PCT/AU00/00516  PCT/AU00/00517  PCT/AU00/00511  PCT/AU00/00754
PCT/AU00/00755  PCT/AU00/00756  PCT/AU00/00757  PCT/AU00/00095
PCT/AU00/00172  PCT/AU00/00338  PCT/AU00/00339  PCT/AU00/00340
PCT/AU00/00341  PCT/AU00/00581  PCT/AU00/00580  PCT/AU00/00582
PCT/AU00/00587  PCT/AU00/00588  PCT/AU00/00589  PCT/AU00/00583
PCT/AU00/00593  PCT/AU00/00590  PCT/AU00/00591  PCT/AU00/00592
PCT/AU00/00584  PCT/AU00/00585  PCT/AU00/00586  PCT/AU00/00749
PCT/AU00/00750  PCT/AU00/00751  PCT/AU00/00752  PCT/AU01/01332
PCT/AU01/01318  PCT/AU00/01513  PCT/AU00/01514  PCT/AU00/01515
PCT/AU00/01516  PCT/AU00/01517  PCT/AU00/01512  PCT/AU01/00502
PCT/AU02/01120  PCT/AU00/00333  PCT/AU01/00141  PCT/AU01/00139
PCT/AU01/00140  PCT/AU00/00753  PCT/AU01/01321  PCT/AU01/01322
PCT/AU01/01323  PCT/AU00/00594  PCT/AU00/00595  PCT/AU00/00596
PCT/AU00/00597  PCT/AU00/00598  PCT/AU00/00741  PCT/AU00/00742
发明内容
根据本发明的第一个方面，提供一种从至少一个电源接收电能的便携式打印机，该打印机包括：
用于测量至少一个电源的影响打印机性能的至少一个特征的传感器；
控制单元，以操作方式耦合到上述传感器，并配置成控制打印机的整体性能，以便至少部分地依靠该特征的值来控制打印机的性能，其中
所述至少一个电源包括合并在可移动卡盒中的辅助电池。
上述电源可以包括主电池。
优选地，上述卡盒包括要由打印机打印的纸或卡片的供给。
优选地，传感器周期性地测量上述特征，更优选的是在打印每n个打印任务之前，其中n是大于零的整数。
根据本发明的第二个方面，提供一种用于打印机的卡盒，该卡盒包括：
至少一种打印机耗材；
用于打印机的电源，以及
用于和打印机的传感器连接以及用于向传感设备提供指示至少一个电源特征的性能数据的集成电路，其中
所述电源包括至少一个电池。
根据本发明的第三个方面，提供一种打印机与更换性卡盒的组合装置，该更换性卡盒包括至少一种向打印机提供的耗材和用于打印机的电源，该打印机包括：
控制单元，配置成：
连接上述卡盒并获取指示电源的影响打印机性能的至少一个特征的性能数据；以及
至少部分地依靠该性能数据来控制打印机的性能。
根据本发明的第四个方面，提供了一种控制适于从电源接收电能的便携式打印机的方法，该电源包括合并在更换性卡盒中的电池，该方法包括以下步骤：
测量电源的影响打印机性能的至少一个特征；以及
至少部分地依靠该特征的值来控制打印机的整体性能。
附图说明
图1示出一个典型的喷墨打印机的横截面，并示出了一些机械组件；
图2示出图1的喷墨打印机各组件的电连接；
图3显示本发明第二实施例的透视图；
图4显示本发明第三实施例的透视图；
图5显示本发明第四实施例的透视图；
图6显示图5实施例的剖视透视图；和
图7显示本发明第五实施例的透视图。
具体实施方式
参看图1和2，显示了喷墨打印机100的主要组件。典型地，喷墨打印机100有电源102、数据输入总线104、图像处理器106、打印引擎控制器108、供纸机构110、打印头112和墨盒114。电源102可能是内或外置于打印机100，打印头112和墨盒114可以是分离单元或结合成一个单元。
喷墨打印机的性能被许多因素限制，包括：
1)图像处理器速度；
2)数据输入总线速度；
3)打印引擎控制器速度；
4)电源；
5)供纸机构速度；
6)打印头速度。
打印头启动速度又由下述因素限定：
1)功率消耗；
2)热耗散；
3)墨喷嘴重填时间；
4)所使用的墨的热容。
墨喷嘴重填时间又由下述因素限定：
1)墨粘性；
2)表面张力；
3)通道/喷嘴尺寸。
为解释本发明目的，假定打印机的所有电学和机械组件能够每分钟打印20页，但所使用的墨将速度限制为每分钟4页。在现有技术中，即使厂商后来对墨进行改进，但打印机被硬接线成总是以每分钟4页的速度运转。在本发明优选实施方案中，各墨盒114包括一质量保证(QA)芯片116。这个质量保证芯片116包括只读存储器(ROM)或可擦写可编程只读存储器(EPROM)，其编码关于墨盒及其中的墨的数据。打印机100包括一控制器118，其管理打印机组件的工作。墨盒114的QA芯片116可以通过与打印机的墨盒支持器中的接触而与打印机的控制器118通信。
打印机的控制器118从墨盒QA芯片116获得关于墨盒及其中的墨的数据，并利用它设定打印机的打印速度。存储在QA芯片116中的数据可能与表示“最大速度4p.p.m”数据一样的简单，或其可能是代表墨盒或其中的墨或两者的物理特征的数据。当墨盒用于不同的机型和打印机，各打印机也可有编码在ROM或EPROM中的打印机机型和最高速度的查询表。这可在单独的存储器中或合并入各打印机的控制器118中。
不同的墨或墨盒可具有不同的″速度额定值″。一″日常″墨可仅有4p.p.m的速度额定值，而厂商也可开发出具有更高速度额定值的″高性能″墨。因此，当使用″日常″墨盒时，打印机有4p.p.m的最高速度，而使用″高性能″墨盒时，打印机将有8p.p.m的最高速度。
因此，希望高速打印的消费者可以仅仅通过使用额定高性能墨盒，花费一些额外成本，就能容易地“升级”他们的打印机，而那些满足于“标准”速度的人们则不必在高性能墨上额外花费。而且，如果厂商后来开发12p.p.m的墨盒，也能在这个速度下使用。
如图2所示，其它的组件也有它们自己的QA芯片103，其与主控制器118通信并按照各自组件的性能向控制器118提供信息。对于墨盒，可以不同的形式提供该数据。如果任何一个组件是非更换性的，那它包含或包括它自己的QA芯片与否对本发明目的来讲不是必需的。相反，涉及各个非更换性的组件的数据可被保存在QA芯片自身中或相关存储器中。
如果其他的组件限制总速度，它们也可能被更换，以使速度增大。例如：低端机型的图像处理器可能比同系列的高端机型的图像处理器缓慢。通过在用户可更换包装中提供图像处理器，可容易地增加打印机的速度(假定性能不受其他的组件限制)。更换性的组件可具有它们自己的连接到控制器的QA设备，或其他的技术可被用来确定“速度额定值”。在比如打印引擎控制器和图像处理器单元的组件中，QA设备可整合到上述单元的主集成电路上或可通过一分离芯片被提供。
该打印机可有许多可升级组件，以具有附加的性能。以上述墨盒为例，通过在低端打印机中使用高性能墨盒可得到8p.p.m的打印速度，但是速度可能被图像处理器而非墨限制。在这个情况下，使用高性能墨，通过升级图像处理器可以使打印机以12p.p.m的速度打印。
在本发明的一个替换形式中，更换性组件其中之一是控制器本身或其包括性能相关数据的一部分。如上所述，厂商可以制造共享公共组件的打印机系列。市场力允许或要求低性能机型采用低成本，高性能机型采用高成本。由于顾客的需求随时间而变化，最低端的打印机可能不再能满足顾客。目前，如果一顾客要求提高性能，必须购买一台新的打印机。这导致了额外成本并多余了一台打印机，其或许将被扔掉了或留下不用。通过提供一个支持全部高速打印的组件的打印机，那么，用控制器本身限制打印速度或其他特征诸如分辨率，可使总性能可控。通过更换控制器本身，打印机的最高性能可容易地变化。可替选地，控制器可固定在打印机中，而使用存储性能相关数据的可移除存储器模块。
通过用新的来更换控制器或存储模块，终端用户可以改善原始打印机的性能。这对厂商来说也是经济的；单个打印机设计和单组组件可以支持打印机的一个系列，硬件差异仅在于控制器、关于所安装的控制器或存储模块的编程方面。通过为控制器提供其中存储有性能相关数据的EPROM，可进一步地节省。一个系列的打印机可以共享所有组件，只需要对控制模块编程、或提供存储器模块并且对不同机型进行标记就可以了。
这使得“裸”打印机被运往不同地区的子公司/经销商，并由子公司或经销商对每台打印机的EPROM进行编程以达到所需性能等级。通过使用每个控制器中嵌入的ID码及适当加密，可防止未被授权的打印机(通过经销商或最终用户)的“升级”。
图3示意出依据本发明这种形式制造的打印机200。打印机200包括一壳体，其带有插槽204，以容置“速度杆(speed stick)”206，速度杆206包括一控制器208。速度杆206有端子210，以适配插槽中的相应端子(未示出)。该端子的设计不是关键的。控制器208与存在于打印机组件中的任何QA芯片以与图2所示的类似方式通信并控制着打印机的综合性能。优选地，速度杆包括一标签，该标签提供关于所具有的性能的数据。速度杆包括设定最大可用性能的数据。该数据整合于控制器208中或存储在速度杆中的单独存储器中。“1级”速度杆可提供一基本的打印速度4p.p.m，而“2级”速度杆可提供一基本的打印速度6p.p.m。优选的，插槽中没有插入速度杆时，打印机将不会工作。如果需要，控制器208可整合于打印机200中，而不是速度杆中。如果控制器208整合于打印机中，速度杆可只包括设定最大性能等级的数据，和QA芯片一起确保只有经授权的速度杆才能操作该打印机。
更换性的速度杆可同其他的更换性组件一起使用以获得不同的性能。例如：1级打印机墨盒与1级速度杆可具有4p.p.m的打印速度，而同样的打印机墨盒与2级速度杆可具有6p.p.m的打印速度。2级墨盒与1级和2级速度杆可分别具有8p.p.m和12p.p.m的打印速度。
与软件厂商无需花费成本或以最小的成本提供演示版或低版本的软件相类似，厂商可提供没有纯利润或具有最小的纯利润的低性能打印机。该打印机可具有高得多的性能，但是人为地受到主QA芯片或控制QA芯片或更换性的模块如速度杆的限制，对终端用户而言却需同样的花费。与低版本软件可被解锁或改装成“完全”版相同，该打印机的性能可通过输入制造商/经销商供给的代码或口令得到增强。
该打印机或模块的QA芯片通常具有唯一的标识码，该ID码可用于创建将较高性能解锁的一个或多个口令。因为口令至少部分产生于ID码上，该口令仅能对整合了ID码的特定打印机或控制模块起作用。
该系统可通过获得正确口令并付费而使用户逐渐升级打印机性能。
性能升级可通过国际互联网络或通过电话完成。
该QA芯片包括一个唯一的ID和一个产生随机数的随机数产生器。该随机数用于产生一个被传到厂商控制的计算机系统的升级请求码。该计算机系统接收该升级请求码并基于该升级请求码及秘密编码算法产生升级代码。这个编码算法也被嵌入每个打印机或模块的QA芯片中。在付款后，升级代码传输回用户或打印机。该代码有效地专用于最初发送升级请求码的QA芯片，因为它仅可由QA芯片最初生成的随机数解码并用于生成该升级请求码。该随机数可被不定地存储在QA芯片上直到接收到一升级码，或被存储一预设时间然后删除。如果该随机数被不定地存储，每个升级请求将导致产生一个新的随机数，使得用算法来解密底层的加密更困难。
优选地，厂商维护一个数据库，以使安装升级码的故障可通过仅仅再一次的该升级码的请求而修补。
当计算机连接到或可连接到国际互联网络，在用户发起并提供信用卡/充值中详情或类似信息之后，可自动地发生这些事务处理。优选地，打印机驱动程序包括将打印机升级为一个或多个不同打印速度或升级其他特征的选项。
图4显示打印机250拥有六个速度杆254用的六个插槽252。可使用任意数量的速度杆，优选地，这些速度杆可被插入到任意插槽中。这使得打印机在任何时候都可以通过增加附加的速度杆而渐进升级。在该实施例中，速度杆的速度额定值被累加，所以两个单个的速度杆将提供两倍的基本速度而一个2X和一个10X速度杆在一起将提供12X基本速度。在优选形式中，该打印机在没有速度杆时将不能工作。可选择地，在没有速度杆时该打印机以该基本速度工作而在有一个1X速度杆时则具有两倍的基本速度。
图5和6显示一便携式打印设备例如一具有集成打印机的照相机的纸盒300。在PCT/AU09/00544/US专利序列号09/113,060(案号：ART01US)中揭露了一种带有打印机的照相机，其内容也结合于此文中。纸盒300可只包含纸302或也可包含其他供给物，比如墨。纸盒300包括绕在中央中空芯304上的纸带302。在使用时该纸被打印机切成一定长度。
便携式打印机的打印速度通常受到峰值功率消耗而非平均功率消耗的限制，并且电源必须由电池供给。峰值功率消耗通常发生在打印期间，更高的打印速度导致更高的峰值功率消耗。这样，打印速度通常受到所用电池的峰值功率输出的限制。
纸盒300的中央芯304内有二个电池312。电池312通过在打印机中的纸盒一端的接触316及相应端子(未示出)连接到打印机的电池或电池组上。电池312并联到打印机的内置电源上以提高峰值功率输出，而且增加了总容量。这使得该打印机运行在一个比其他方式更高的打印速度。
具有内部电池的纸盒的检测可通过为纸盒提供QA芯片(未示)或仅检测电源来完成。例如：在向打印机插入纸盒300后，可运行一自测例行程序，其中一电负载被短暂地放置在纸盒的电池312上。通过测量负载及空载时电池两端的电压，可确定或估计电池峰值容量。也可用其他确定电池峰值容量的方法。显然，无电池或带有已放电电池的纸盒将被检测到，因为在打印机的端子上为零电压。可在安装纸盒之后周期性地进行电池312的测试，例如仅在打印之前确定电池峰值输出容量是否已经变化。
该纸盒可为“一次性”产品或可再利用产品。如果是“一次性”产品，应当针对该纸盒专门制作电池并将其密封放置。如果纸盒是如图5和6实施例中的可再利用产品，可提供一盖体以便更换电池，同时电池本身为标准尺寸，诸如AA尺寸。
使用带有用户或工厂易拆卸的盖体的标准电池，可允许为单个纸盒提供不同的速度额定值。不带电池的纸盒提供基本速度。带有正常锌碳电池的纸盒提供提高的打印速度，而如果使用碱性或其他的大容量电池则会使打印速度更快。
图7示意出按照本发明另一实施例的影印机340。优选地，该影印机为带有页宽打印头的数字影印机。典型的影印机维护是在每拷贝的基础上计费。另外，更高的速度可以但不是必然导致更高的维护及投资成本。顾客不愿意为了更高速度的复印机而花费更多的投资成本。图7所示的复印机被制造为能够高速复印，例如40个拷贝每分钟(copies per minute，cpm)，但其成本比正常的40cpm的影印机成本低。该复印机有两个打印按钮342和344。第一个按钮342是“正常”速度打印按钮，而第二按钮344是“高”速度打印按钮。在实施例中，这些按钮可以相当于20cpm和40cpm的速度。可用其他速度控制形式，包括，但不限于旋转拨盘、滑块、触摸垫及菜单型控制。单个复印按钮343，图中显示为点状轮廓线，可带有仅选择复印速度的按钮342和344或其他的控制。
在现有的影印机中，复印机具备一计数器，其记录拷贝单位(copyunit)，并据此计算维护费用。典型地，复印一面A4或更小的页产生一个拷贝单位费用，而复印一面A3纸则产生两个拷贝单位费用。在本发明影印机340中，以正常速度模式，复印机在使用时也通过基本计数器346产生这些基本费用。该复印机340还具有第二计数器348，其只在高速模式下才递增。第二计数器348递增的速率是随意的，因为最终用户承担的成本是计数器值乘以单位价格的费用。优选地，以与第一计数器346同样的速率来递增第二计数器348，即，每A4拷贝一个单位及每A3拷贝两个单位，以至在高速模式下A4拷贝产生一个基本单位和一个高速单位。这使得顾客容易看到做出了多少“高速”拷贝。该第二计数器的每单位拷贝费用不需要与该第一计数器的每单位拷贝费用有任何关系。
该影印机可提供多于两个的速度，其中更高的速度会产生更高的总成本。而可为每个速度使用单独的计数器，不必回答为什么不使用根据复印速度而递增不同的量的单个计数器。类似地，可提供两个计数器，一个记录基本拷贝费用单位及另一个记录高速拷贝的费用单位。在不同复印速度时，每拷贝将该第二计数器递增不同的量。该计数器可以是机械的，也可是电子的。另外，该计数器还可以记录单位中的一部分。这样正常速度复印可产生一个单位的费用，两倍正常速度复印可产生1.2个单位的费用，而四倍正常速度复印可以产生1.3的单位的复印。可以理解，该计数器的确切特性对本发明来说不是关键的，只要每拷贝的费用单位在不同速度时不同即可。
当影印机是一彩色影印机，该拷贝单位也可基于制作彩色拷贝还是黑白拷贝。同样，可提供单独的计数器或根据拷贝性质而递增不同的量的单个计数器。
虽然本发明是具体针对打印机及影印机设备描述的，但是可以懂得，本发明不限于打印机及影印机，其可应用于任何设备。
应用范围
本发明披露的技术适合各种打印系统。
主要的应用例子包括：
1.彩色和单色的办公室打印机
2.SOHO打印机
3.家用电脑打印机
4.联网的彩色和单色打印机
5.部门打印机
6.照片打印机
7.整合到照相机中的打印机
8.3G移动电话中的打印机
9.便携式及笔记本打印机
10.宽格式打印机
11.彩色和单色的复印机
12.颜色和单色的传真机
13.集打印、传真、扫描、复印功能于一体的多功能打印机
14.数字商用打印机
15.小批量(short run)数字打印机
16.包装打印机
17.纺织品打印机
18.小批量数字打印机
19.胶版印刷机补充打印机
20.低成本扫描打印机
21.高速页宽打印机
22.具有嵌入的页宽打印机的笔记本计算机
23.便携式彩色和单色打印机
24.标签打印机
25.票证打印机
26.销售点收据打印机
27.大格式CAD打印机
28.照片洗印打印机
29.视频打印机
30.PhotoCD打印机
31.壁纸打印机
32.分层打印机
33.室内签名打印机
34.广告牌打印机
35.视频游戏打印机
36.照片“亭”打印机
37.名片打印机
38.贺卡打印机
39.图书打印机
40.报纸打印机
41.杂志打印机
42.表格打印机
43.数字相册本打印机
44.医学打印机
45.汽车打印机
46.压敏标签打印机
47.彩色打样打印机(color proofing printer)
48.容错商用打印机阵列
显而易见，对那些本领域技术人员来说可以在不脱离本发明精神或范围的情况下，对上述的实施例做出各种明显的修改和变化。

Claims (7)

1.一种控制便携式打印机的方法，所述便携式打印机被配置成从合并在可移动卡盒中的电源或辅助电源接收电能，该方法包括以下步骤：
测量所述辅助电源提供的辅助电能的量，该量是所述电源所提供的电能的量的附加；以及
依赖于所测量的辅助电能的量来控制所述打印机，以实现增强的打印机性能，
其中所述可移动卡盒包括要由所述打印机打印的纸或卡片的供给。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述电源包括主电池电源或电网电源。
3.如权利要求2所述的方法，其中所述主电池电源包括至少一个用户更换性电池。
4.如权利要求1所述的方法，其中在测量步骤中，所述打印机的传感器与所述电源和所述可移动卡盒的集成电路相连以测量所述电能。
5.如权利要求4所述的方法，其中所述传感器周期性地测量所述电能。
6.如权利要求5所述的方法，其中在打印每n个打印作业之前，所述传感器对所述电能进行测量，其中n为大于零的整数。
7.如权利要求1所述的方法，其中，对所述打印机的性能进行控制以提高打印速度和打印分辨率中的至少一个。
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