CN101458475A - 图像形成装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种图像形成装置，其抑制各个感光体、辊型带电器、以及辊型清洁部件使带电产生变动所引起的带电不均匀的增大。一种图像形成装置，其具有：圆筒形的感光体(1)；辊型带电器(2)，其与感光体(1)的外周面相对地配置；以及辊型清洁部件(20)，其与辊型带电器(2)的外周面相对地配置，该图像形成装置分别设定感光体(1)的直径、辊型带电器(2)的直径、以及辊型清洁部件(20)的直径，以使得由感光体的旋转而产生的感光体表面上的带电不均匀的周期、由辊型带电器(2)的旋转而产生的感光体表面的带电不均匀的周期、以及由辊型清洁部件(20)的旋转而产生的感光体表面的带电不均匀的周期不重叠。

Description

图像形成装置

技术领域

本发明涉及一种图像形成装置，其对于圆筒形的感光体，由辊型带电器使其带电。

背景技术

当前，对于图像形成装置中的使圆筒形的感光体带电的带电装置，采用电晕管型或接触带电型。在这里，作为接触带电型，因为在偏压带电辊(BCR)这种辊型带电器与感光体之间的间隙进行放电，所以由该间隙形状，容易产生BCR/感光体的浓度间距不均匀。因此，在现有的图像形成装置中，利用交流带电，由其带电均匀性来解决该问题。

此外，作为交流带电，由于存在装置的成本高，感光体以及清洁辊的损坏、缺失等课题，所以也采用直流带电(例如：参照专利文献1～3)。

专利文献1：特开2005—034760号公报

专利文献2：特开2001—002164号公报

专利文献3：特开平7—129055号公报

发明内容

但是，与交流带电相比，在直流带电中，微小的感光体膜厚不均匀或旋转振动、BCR的电阻不均匀或形状的变动，都会直接导致带电不均匀。因此，与交流带电相比，需要精度更高的BCR或感光体。而且会产生以下问题，即，由于该带电的敏感度，即使是BCR或清洁辊的变动也会导致BCR的压力变动，从而导致带电不均匀(浓度不均匀)。进而，即使作为感光体、BCR、清洁辊的各单个部件只是非常轻微的变动，但如果其变动的间距同步，则会导致更大的变动而使得带电不均匀(浓度不均匀)也变大，成为图像质量缺陷。

本发明是为了解决上述课题而提出的。即，本发明是一种图像形成装置，其具有：圆筒形的感光体；辊型带电器，其与上述感光体的外周面相对地配置；辊型清洁部件，其与上述辊型带电器的外周面相对地配置；曝光器，其在上述感光体的表面形成静电潜像；显影器，其将上述静电潜像显影为色调剂像；转印器，其将上述色调剂像转印至纸张上；感光体清洁部件，其去除在上述感光体的表面残留的多余的色调剂；以及定影器，其使上述色调剂像定影至纸张上，其特征在于，分别设定上述感光体的直径、上述辊型带电器的直径、以及上述辊型清洁部件的直径，以使得由上述感光体的旋转而周期性地产生的上述感光体表面的带电不均匀、由上述辊型带电器的旋转而周期性地产生的上述感光体表面的带电不均匀、以及由上述辊型清洁部件的旋转而周期性地产生的上述感光体表面的带电不均匀，在由上述感光体形成的图像的长度、即图像形成长度的范围内不重叠。

并且，本发明是一种图像形成装置，其具有：圆筒形的感光体；辊型带电器，其与上述感光体的外周面相对地配置；辊型清洁部件，其与上述辊型带电器的外周面相对地配置；曝光器，其在上述感光体的表面形成静电潜像；显影器，其将上述静电潜像显影为色调剂像；转印器，其将上述色调剂像转印至纸张上；感光体清洁部件，其去除在上述感光体的表面残留的多余的色调剂；以及定影器，其使上述色调剂像定影至纸张上，其特征在于，在上述感光体的外周长为A、上述辊型带电器的外周长为B、上述辊型清洁部件的外周长为C、上述感光体与上述辊型带电器的接触部分处的辊隙宽度为N的情况下，在上述感光体的外周面，以每隔间隔A的位置为中心的±(N/2)、以每隔间隔B的位置为中心的±(N/2)、以每隔间隔C的位置为中心的±(N/2)的各数值，在图像形成长度范围内各不相同。

根据技术方案1或8所述的图像形成装置，其特征在于，与上述感光体的直径和上述辊型带电器的直径的最小公倍数相对应的圆周长、与上述感光体的直径和上述辊型清洁部件的直径的最小公倍数相对应的圆周长、以及与上述辊型带电器的直径和上述辊型清洁部件的直径的最小公倍数相对应的圆周长，是比图像形成长度大的值。

根据技术方案1或8所述的图像形成装置，其特征在于，上述辊型带电器被施加直流电压。

根据技术方案1或8所述的图像形成装置，其特征在于，上述图像形成长度小于或等于420mm。

根据技术方案1或8所述的图像形成装置，其特征在于，上述辊型清洁部件由发泡部件构成。

根据技术方案1或8所述的图像形成装置，其特征在于，上述辊型清洁部件具有轴，该轴利用弹簧向上述辊型带电器的方向预紧。

根据技术方案1或8所述的图像形成装置，其特征在于，上述辊型带电器以及上述辊型清洁部件，以恒定位移被固定。

在上述本发明中，并不是感光体1的周长，而是在由感光体形成一个图像的长度(图像形成长度)范围内，各个感光体、辊型带电器、辊型清洁部件使带电产生变动的周期不重叠，从而可以抑制带电不均匀(浓度不均匀)的增大。

发明的效果

因此，根据本发明，因为各个感光体、辊型带电器、辊型清洁部件使带电产生变动的周期不重叠，所以可以抑制由各个部件的变动同步而使感光体的带电不均匀增大，可以形成均匀的图像。

附图说明

图1是表示本实施方式所涉及的图像形成装置的结构例的概略图。

图2是说明本实施方式的图像形成装置中所采用的辊型带电器的结构的示意图。

图3是说明辊型带电器的形式的示意图。

图4是对带电不均匀状态进行说明的示意图。

图5是说明感光体、辊型带电器以及辊型清洁部件的各辊的直径的具体例子的图。

图6是表示实例1、2的情况下的带电不均匀的例子的示意图。

图7是表示实例3的情况下的带电不均匀的例子示意图。

图8是表示直流带电的情况下感光体带电电位相对于向辊型带电器的施加电压的关系的图。

图9是表示交流带电的情况下感光体带电电位相对于向辊型带电器的施加电压的关系的图。

图10是表示直流带电的情况下感光体带电电位相对于感光体膜厚的变化的图。

图11是表示交流带电的情况下感光体带电电位相对于感光体膜厚的变化的图。

具体实施方式

下面，根据附图，对本发明的实施方式进行说明。

(图像形成装置的概略结构)

图1是表示本实施方式所涉及的图像形成装置的结构例的概略图。在图1中，成为图像载体的圆筒形的感光体1设置为可向图中箭头方向(绕逆时针方向)旋转。在感光体1的周围，按照感光鼓旋转方向，依次配置有：辊型带电器2、激光扫描器(曝光器)3、显影器4、转印器5、感光鼓清洁器6、以及除电器7。此外，在纸张的传送路径R上，在转印器5的纸张传送方向下游侧配置有定影器8。

辊型带电器2用于使感光体1的表面均匀地带电，其与感光体1的外周面相对配置，从动于感光体1的旋转而与感光体1反向旋转。在该辊型带电器2上，与外周面相对地设有辊型清洁部件20，其起到去除附着在辊型带电器2上的色调剂的作用。

激光扫描器3按照光栅图像对感光体1的表面进行曝光/扫描，从而在感光体1的表面形成静电潜像。显影器4通过向感光体1的表面供给色调剂，使感光体1上的静电潜像显影为色调剂像。

转印器5通过从沿传送路径R传送的纸张的背面侧施加与色调剂相反极性的电荷，将感光体1上的色调剂像转印至纸张上。感光鼓清洁器6，去除未转印到纸张上而残留在感光体1表面的多余的色调剂。除电器7去除残留在感光体1表面的多余的电荷。定影器8通过由加热辊8A和夹紧辊8B夹持转印有色调剂像的纸张，使色调剂像定影在纸张上。

(辊型带电器的结构)

图2是说明本实施方式的图像形成装置中采用的辊型带电器的结构的示意图。在该图中，还表示了与辊型带电器2相对的感光体1以及辊型清洁部件20。

即，辊型带电器2被称为偏压带电辊(BCR)，其与圆筒形的感光体1的表面相对地配置。辊型带电器2例如由发泡部件构成，轴利用弹簧向感光体1侧预紧，以恒定位移被固定。由此，从动于感光体1的旋转而进行旋转。此时，辊型带电器2与感光体1的接触部分的沿着旋转方向的长度设定作为辊隙宽度。辊隙宽度约为0.5mm～3mm。

此外，在辊型带电器2的与感光体1的相反侧，相对地配置辊型清洁部件20。辊型清洁部件20，其轴利用弹簧向辊型带电器2的方向预紧，以恒定位移被固定。

由上述结构构成的辊型带电器2，在旋转时与感光体1表面之间的带电间隙(过了辊隙位置处的间隙)处进行放电，使感光体1的表面随着感光体1的旋转而依次带电。带电间隙约为100μm～200μm。因此，由于带电间隙的间隙形状(感光体表面的放电位置处的沿轴方向的间隙变化)，容易使感光体1产生带电不均匀(浓度不均匀)。

在这里，如图3所示，辊型带电器2具有与感光体1直接接触的类型、和间接接触的类型。即，在图3(a)所示的辊型带电器2中，感光体1的表面与辊型带电器2的表面直接接触，从而感光体1的旋转直接传递至辊型带电器2的辊上。在直接接触型中，辊型带电器2与感光体1的直接接触部分成为辊隙位置。

另一方面，在图3(b)所示的辊型带电器2中，感光体1的表面与辊型带电器2的表面不直接接触，而是设置在辊型带电器2的辊端部的从动辊2a与感光体1接触而从动，由该旋转使辊型带电器2的辊旋转。无论哪一种结构，均利用辊型带电器2的辊表面与感光体1的表面之间的间隙进行放电，使感光体1的表面带电。在间接接触型中，辊型带电器2的从动辊2a与感光体1的接触部分成为辊隙位置。

这样，辊型带电器2利用其与感光体1表面之间的带电间隙进行放电，由于带电间隙的变动而带电的均匀性会出现不均匀(带电不均匀)。该带电不均匀，除了受感光体1的膜厚不均匀或旋转振动、辊型带电器2的电阻不均匀或形状变动影响之外，还受辊型清洁部件20的形状或旋转振动影响。而且，有时这些辊单体的影响相互叠加，会引起更大的带电不均匀。

本实施方式的特征在于，在使用了上述辊型带电器2的带电结构中，设定感光体1、辊型带电器2以及辊型清洁部件20的直径，以使得各辊导致的带电不均匀带来的影响不会叠加。

具体地说，分别设定感光体1的直径、辊型带电器2的直径以及辊型清洁部件20的直径，以使得由感光体1的旋转而周期性地产生的感光体1表面的带电不均匀、由辊型带电器2的旋转而周期性地产生的感光体1表面的带电不均匀、以及由辊型清洁部件20的旋转而周期性地产生的感光体1表面的带电不均匀，在图像形成长度范围内不会重叠。另外，在这里所说的辊型带电器2的直径，对于图3(a)所示的直接接触型，是指与感光体1接触的带电用的辊的直径，对于图3(b)所示的间接接触型，是指与感光体1接触的从动辊2a的直径。

在这里，所谓图像形成长度，是指沿感光体1的旋转方向的一个图像形成区域的长度，是指在图像形成装置中所使用的介质(纸张)的最大尺寸中、沿着传送方向的长度。例如，在图像形成装置使用JIS(日本工业标准)中规定的B4或B5、A3或A4这样的纸张的尺寸的情况下，是指其中沿着传送方向的长度最长的纸张的该长度。

作为实现防止上述各辊导致的带电不均匀重叠的例子，在感光体1的外周长为A、辊型带电器2的外周长为B、辊型清洁部件20的外周长为C、感光体1与辊型带电器2的接触部分中的辊隙宽度为N(参照图2)的情况下，在感光体1的外周面上，使以每隔间隔A的位置为中心的±(N/2)、以每隔间隔B的位置为中心的±(N/2)、以每隔间隔C的位置为中心的±(N/2)，在图像形成长度的范围内不重叠。

即，在感光体1、辊型带电器2以及辊型清洁部件20各自的外周上，存在产生带电不均匀的区域，以包含辊隙宽度在内全部带电不均匀在感光体1上重叠的位置为起点各辊进行旋转，直至下次全部带电不均匀重叠为止，感光体1上的长度比图像形成长度长。由此，使得包含辊隙宽度在内的各辊导致的带电不均匀的重叠，在图像形成长度的范围内不会产生。

图4是对带电不均匀状态进行说明的示意图。由于带电不均匀是由各个感光体、辊型带电器以及辊型清洁部件引起的，所以与辊的旋转一起周期性地产生，考虑一个带电不均匀的宽度(图中端边方向)最大为辊隙宽度。在图4所示的带电不均匀的例子中，为了便于说明，示出了与辊隙宽度相等的带电不均匀形成带状的状态，但实际上产生各种形状的带电不均匀。

例如，在图4(a)所示的例子中，示出了由感光体、辊型带电器以及辊型清洁部件中某一个引起的带电不均匀a、和由另外一个引起的带电不均匀b相邻产生的状态。即，在图像形成区域范围内，带电不均匀a和带电不均匀b不重叠，分别在不同的位置产生。

另一方面，在图4(b)所示的例子中，示出了由感光体、辊型带电器以及辊型清洁部件中的某一个引起的带电不均匀a、和由另外一个引起的带电不均匀b有一部分重叠产生的状态。这样，如果在图像形成区域范围内，由不同辊分别产生的多个带电不均匀a、b重叠，则对于该重叠的部分，成为带电状况大幅度恶化的状态。因此，通过防止这种带电不均匀的重叠，可以抑制带电不均匀的恶化。

这样，为了防止在图像形成区域范围内带电不均匀的重叠，在本实施方式中，设定感光体、辊型带电器以及辊型清洁部件各自的辊直径。即，由于由感光体、辊型带电器以及辊型清洁部件的各辊引起的带电不均匀，在每个各辊上周期性地产生，所以设定各辊直径，以使得基于各个辊直径的值的最小公倍数比图像形成长度大。另外，此时，考虑感光体与辊型带电器之间的接触部分处的辊隙宽度(接触部分的沿旋转方向的接触长度)，设定各辊的直径，以使得辊隙宽度的任一部分均不产生带电不均匀的重叠。

由此，使得由感光体、辊型带电器以及辊型清洁部件的各辊引起的带电不均匀(包含辊隙宽度在内的带电不均匀)的周期，在图像形成长度范围内不重叠，从而可以抑制带电不均匀的恶化。而且，由于仅通过设定辊直径即可应对，因此不会因为增加特殊结构而引起大幅度的成本上升，且对于各个部件不要求不必要的高精度，所以能够在不导致其余妨碍的情况下改善图像质量缺陷。

(具体例)

图5是说明感光体、辊型带电器以及辊型清洁部件的各辊的直径的具体例的图。另外，图5所示的数值的单位是mm，为了便于说明，为不考虑辊隙宽度的情况的值。此外，实例1、实例2是不进行本实施方式中所示的各辊直径的设定的情况，实例3是进行了本实施方式中所示的各辊直径的设定的情况。并且，在实例1中进行图像形成的纸张的最大尺寸为A4，而在实例2、实例3中为A3。

在这里，图6(a)中表示图5的实例1中所示的各辊直径的情况下的带电不均匀的例子。在图5的实例1中，感光体的直径为24mm，辊型带电器的直径为9mm，辊型清洁部件的直径为8mm，在上述辊中，分别以与感光体直径和辊型带电器直径的最小公倍数即72mm、感光体直径和辊型清洁部件直径的最小公倍数即24mm、辊型带电器直径和辊型清洁部件直径的最小公倍数即72mm的直径所对应的圆周长(约226mm、约75mm、约226mm)的周期产生重叠。它们导致在进行图像形成的纸张的最大尺寸(实例1中为A4)所对应的图像形成长度(A4纵向为297mm)范围内产生重叠，因此如图6(a)所示，以该间距产生较大的带电不均匀。

此外，图6(b)中表示图5的实例2中所示的各辊直径的情况下的带电不均匀的例子。在图5的实例2中，感光体的直径为30mm、辊型带电器的直径为12mm，辊型清洁部件的直径为9mm，在上述辊中，分别以与感光体直径和辊型带电器直径的最小公倍数即60mm、感光体直径和辊型清洁部件直径的最小公倍数即90mm、辊型带电器直径和辊型清洁部件直径的最小公倍数即36mm的直径所对应的圆周长(约188mm、约282mm、约113mm)的周期产生重叠。它们导致在进行图像形成的纸张的最大尺寸(实例2中为A3)所对应的图像形成长度(A3纵向为420mm)范围内产生重叠，因此如图6(b)所示，以该间距产生较大的带电不均匀。

此外，图7中表示图5的实例3中所示的各辊直径的情况下的带电不均匀的例子。在图5所示的实例3中，感光体的直径为30mm，辊型带电器的直径为14mm，辊型清洁部件的直径为11mm，在上述辊中，分别以与感光体直径和辊型带电器直径的最小公倍数即210mm、感光体直径和辊型清洁部件直径的最小公倍数即330mm、辊型带电器直径和辊型清洁部件直径的最小公倍数即154mm的直径所对应的圆周长(约659mm、1036mm、483mm)的周期产生重叠。它们比进行图像形成的纸张的最大尺寸(实例3中为A3)所对应的图像形成长度(A3纵向为420mm)大，因此如图7所示，在图像形成长度范围内不会产生大的带电不均匀。

由此可知，在不进行本实施方式中所示的各辊直径的设定的实例1、实例2中，在带电区域内产生较大的带电不均匀，与此相对，在进行本实施方式中所示的各辊直径的设定的实例3中，在带电区域内不产生大的带电不均匀。即，在实例1、实例2中产生由多个辊引起的带电不均匀的重叠，使带电不均匀增大，但在实例3中不产生由多个辊引起的带电不均匀的重叠，仅表现为各辊单独的带电不均匀，从而可以抑制带电不均匀的增大。

另外，在上述具体例中，对以纸张的最大尺寸作为图像形成长度的例子进行了说明，也可以将纸张的最大尺寸中的实际形成图像的范围的长度设定为图像形成长度，在该范围内使带电不均匀不重叠。

(直流带电和交流带电)

在使用了辊型带电器的接触带电中，由于辊型带电器的辊与感光体表面之间的细微的间隙变动，容易产生带电不均匀(浓度不均匀)。特别是，在向辊型带电器施加直流电压的直流带电中，在交流带电中没有问题的感光体的膜厚不均匀，也会作为带电不均匀而显著地表现出来。而且，如果各部件的带电不均匀的间距同步，则会成为更大的不均匀而成为图像质量缺陷。

在这里，对直流带电与交流带电的比较进行说明。图8是表示直流带电的情况下感光体带电电位相对于向辊型带电器的施加电压的关系的图，图9是表示交流带电的情况下感光体带电电位相对于向辊型带电器的施加电压的关系的图。在图8中感光体的膜厚作为参数，但对于任一膜厚，在直流带电的情况下，感光体带电电位都会与辊型带电器的施加电压成正比地增加。

另一方面，在图9所示的交流带电的情况下，虽然带电电位与施加电压成正比地增加，但是从某个位置开始带电电位的增加饱和。因此，在交流带电的情况下，通过在带电电位饱和的范围内设定施加电压，可以抑制由施加电压的变动引起的带电电位的变动。相反地，在直流带电的情况下，施加电压的变动对带电电位的变动有很大影响。

此外，图10是表示直流带电的情况下感光体带电电位相对于感光体膜厚的变化的图，图11是表示交流带电的情况下感光体带电电位相对于感光体膜厚的变化的图。另外，在图10、图11中，感光体中的膜厚的测量位置作为参数。在图10所示的直流带电的情况下，随着感光体的膜厚变厚，感光体带电电位减小。另一方面，在图11所示的交流带电的情况下，即使感光体的膜厚变厚，感光体带电电位也不会表现出大的变化。因此，在交流带电的情况下，感光体膜厚对带电电位的影响不大，与此相对，在直流带电的情况下，感光体膜厚的变化对带电电位的变动有很大影响。

由此，在直流带电的情况下，特别地，感光体、辊型带电器以及辊型清洁部件的各辊的直径、或感光体膜厚的控制困难，由各辊引起的带电不均匀会重叠，产生较大的带电不均匀。

因此，在本实施方式中，除了交流带电的情况之外，特别是在直流带电的情况下，去除带电不均匀的重叠而抑制带电电位的均匀性恶化的效果更明显。

Claims (14)

1.一种图像形成装置，其具有：

圆筒形的感光体；

辊型带电器，其与上述感光体的外周面相对地配置；

辊型清洁部件，其与上述辊型带电器的外周面相对地配置；

曝光器，其在上述感光体的表面形成静电潜像；

显影器，其将上述静电潜像显影为色调剂像；

转印器，其将上述色调剂像转印至纸张上；

感光体清洁部件，其去除在上述感光体的表面残留的多余的色调剂；以及

定影器，其使上述色调剂像定影至纸张上，

其特征在于，

分别设定上述感光体的直径、上述辊型带电器的直径、以及上述辊型清洁部件的直径，以使得由上述感光体的旋转而周期性地产生的上述感光体表面的带电不均匀、由上述辊型带电器的旋转而周期性地产生的上述感光体表面的带电不均匀、以及由上述辊型清洁部件的旋转而周期性地产生的上述感光体表面的带电不均匀，在由上述感光体形成的图像的长度、即图像形成长度的范围内不重叠。

2.根据权利要求1所述的图像形成装置，其特征在于，

与上述感光体的直径和上述辊型带电器的直径的最小公倍数相对应的圆周长、与上述感光体的直径和上述辊型清洁部件的直径的最小公倍数相对应的圆周长、以及与上述辊型带电器的直径和上述辊型清洁部件的直径的最小公倍数相对应的圆周长，是比图像形成长度大的值。

3.根据权利要求1所述的图像形成装置，其特征在于，

上述辊型带电器被施加直流电压。

4.根据权利要求1所述的图像形成装置，其特征在于，

上述图像形成长度小于或等于420mm。

5.根据权利要求1所述的图像形成装置，其特征在于，

上述辊型清洁部件由发泡部件构成。

6.根据权利要求1所述的图像形成装置，其特征在于，

上述辊型清洁部件具有轴，该轴利用弹簧向上述辊型带电器的方向预紧。

7.根据权利要求1所述的图像形成装置，其特征在于，

上述辊型带电器以及上述辊型清洁部件，以恒定位移被固定。

8.一种图像形成装置，其具有：

圆筒形的感光体；

辊型带电器，其与上述感光体的外周面相对地配置；

辊型清洁部件，其与上述辊型带电器的外周面相对地配置；

曝光器，其在上述感光体的表面形成静电潜像；

显影器，其将上述静电潜像显影为色调剂像；

转印器，其将上述色调剂像转印至纸张上；

感光体清洁部件，其去除在上述感光体的表面残留的多余的色调剂；以及

定影器，其使上述色调剂像定影至纸张上，

其特征在于，

在上述感光体的外周长为A、上述辊型带电器的外周长为B、上述辊型清洁部件的外周长为C、上述感光体与上述辊型带电器的接触部分处的辊隙宽度为N的情况下，

在上述感光体的外周面，以每隔间隔A的位置为中心的±N/2、以每隔间隔B的位置为中心的±N/2、以每隔间隔C的位置为中心的±N/2的各数值，在图像形成长度范围内各不相同。

9.根据权利要求8所述的图像形成装置，其特征在于，

与上述感光体的直径和上述辊型带电器的直径的最小公倍数相对应的圆周长、与上述感光体的直径和上述辊型清洁部件的直径的最小公倍数相对应的圆周长、以及与上述辊型带电器的直径和上述辊型清洁部件的直径的最小公倍数相对应的圆周长，是比图像形成长度大的值。

10.根据权利要求8所述的图像形成装置，其特征在于，

上述辊型带电器被施加直流电压。

11.根据权利要求8所述的图像形成装置，其特征在于，

上述图像形成长度小于或等于420mm。

12.根据权利要求8所述的图像形成装置，其特征在于，

上述辊型清洁部件由发泡部件构成。

13.根据权利要求8所述的图像形成装置，其特征在于，

上述辊型清洁部件具有轴，该轴利用弹簧向上述辊型带电器的方向预紧。

14.根据权利要求8所述的图像形成装置，其特征在于，

上述辊型带电器以及上述辊型清洁部件，以恒定位移被固定。

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