CN107817664B - 图像形成装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供图像形成装置。所述图像形成装置包括显影装置和调色剂收容容器。调色剂收容容器相对于装置主体可装拆。在调色剂收容容器设有通过正转输送调色剂的补充螺旋式输送器、以及通过齿轮列与补充螺旋式输送器的转动轴连接的第一卡合部，在装置主体设有第二卡合部，所述第二卡合部通过与第一卡合部卡合，限制调色剂收容容器的装拆，当调色剂收容容器内的调色剂量变成规定量以下时，控制部通过使补充螺旋式输送器反转，解除第一卡合部与第二卡合部的卡合。

Description

图像形成装置
技术领域
本发明涉及复印机、打印机等图像形成装置，尤其涉及具备收容向显影装置补充的调色剂的、可装拆的调色剂收容容器的图像形成装置。
背景技术
在复印机、打印机、传真机等采用电子照相方式的图像形成装置中，通常的工序是：主要使用粉末的显影剂，通过显影装置内的作为显影剂的调色剂使形成在感光鼓等像载体上的静电潜影可视化，将所述调色剂像转印到记录介质上后，进行定影处理。
在以往的图像形成装置中，使用调色剂传感器检测调色剂收容容器内的调色剂量，如果调色剂收容容器内的调色剂耗尽，则在显示部显示用于敦促更换调色剂收容容器的信息等。由此，使用户更换调色剂收容容器。
可是，存在尽管不是调色剂收容容器的更换时期但是用户却错误更换调色剂收容容器、或错误取下调色剂收容容器的情况。
因此已为公众所知的有一种图像形成装置，设置将调色剂收容容器锁定在图像形成装置主体上的锁定机构，当成为调色剂收容容器的更换时期时，通过解除锁定使调色剂收容容器可装拆。在所述图像形成装置中，为了在调色剂收容容器的锁定状态和锁定解除状态之间切换，设置有进行止动件的开闭动作的螺线管。
可是，像设有所述锁定机构的图像形成装置这样，如果设置用于将调色剂收容容器锁定和解除锁定的螺线管和电机等驱动源，则存在图像形成装置的成本变高的问题。
发明内容
本发明是用于解决所述的问题而做出的发明，本发明的目的是提供能够以低成本实现调色剂收容容器的锁定和锁定解除的图像形成装置。
本发明的第一构成的图像形成装置，其包括：装置主体；显影装置，设置于所述装置主体；调色剂收容容器，收容向所述显影装置补充的调色剂，相对于所述装置主体可装拆；调色剂传感器，用于检测所述调色剂收容容器内的调色剂量是否变成规定量以下；以及控制部，根据所述调色剂传感器的检测结果，限制或容许所述调色剂收容容器的装拆，在所述调色剂收容容器设有：补充螺旋式输送器，通过正转来输送所述调色剂并向所述显影装置补充所述调色剂；以及第一卡合部，通过齿轮列与所述补充螺旋式输送器的转动轴连接，在所述装置主体设有第二卡合部，所述第二卡合部通过与所述第一卡合部卡合，限制所述调色剂收容容器的装拆，所述齿轮列包括单向齿轮，所述单向齿轮仅在所述补充螺旋式输送器反转时向所述第一卡合部传递转动力，当所述调色剂收容容器内的调色剂量变成规定量以下时，所述控制部通过使所述补充螺旋式输送器反转，解除所述第一卡合部与所述第二卡合部的卡合。
按照本发明的第一构成的图像形成装置，设有通过与第一卡合部卡合来限制调色剂收容容器的装拆的第二卡合部，当调色剂收容容器内的调色剂量变成规定量以下时，控制部通过使补充螺旋式输送器反转来解除第一卡合部与第二卡合部的卡合。由此，当调色剂收容容器内的调色剂量多于规定量时，补充螺旋式输送器不反转，维持第一卡合部与第二卡合部的卡合。此外，当调色剂收容容器内的调色剂量变成规定量以下时，补充螺旋式输送器通过反转解除第一卡合部与第二卡合部的卡合。这样，由于仅通过使补充螺旋式输送器反转就能够切换第一卡合部与第二卡合部的卡合状态，因此无需另外设置螺线管和电机等驱动源。其结果，能够以低成本实现调色剂收容容器的锁定和锁定解除。
从以下的实施方式的说明，能够进一步明确本发明的其他目的以及通过本发明得到的具体优点。
附图说明
图1是表示本发明的一个实施方式的图像形成装置的结构的图。
图2是表示本发明的一个实施方式的图像形成装置的结构的图。
图3是从第一齿轮侧表示本发明的一个实施方式的图像形成装置的调色剂容器周边的结构的图。
图4是从补充电机侧表示本发明的一个实施方式的图像形成装置的调色剂容器周边的结构的图。
图5是表示本发明的一个实施方式的图像形成装置的调色剂容器的第一齿轮周边的结构的图，是表示卡合杆配置在卡合位置的状态的图。
图6是表示本发明的一个实施方式的图像形成装置的调色剂容器的第一齿轮周边的结构的图，是表示卡合杆配置在非卡合位置的状态的图。
图7是用于说明本发明的一个实施方式的图像形成装置的控制路径的框图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
参照图1～图7，对本发明的一个实施方式的图像形成装置100进行说明。如图1所示，图像形成装置100(在此，作为一个例子表示了数码复合机)包括装置主体(图像形成装置主体)1和配置在其上部的图像读取部2。
在图像读取部2内设有用于读取接触玻璃2a上的原稿的图像信息的读取部。读取部包括安装有扫描灯和反射镜的扫描光学系统、将来自原稿的反射光聚光成像的聚光透镜、以及将成像的图像光转换为电信号的CCD传感器等(都未图示)，读取原稿图像并转换为图像数据
在图像读取部2的前面部设有具有显示部和操作键的操作面板50(参照图7)。另外，在图像读取部2的上部可开闭地设有稿台(未图示)，所述稿台按压放置在接触玻璃2a上的原稿。
在图像读取部2和装置主体1之间设有朝向左侧面和正面大幅开口的体内出纸空间4。
在装置主体1的前面部设有收纳纸(薄片体)的多个(在此为2个)供纸盒5。此外，在装置主体1的前面部的上部，可开闭地设有开闭盖30。相对于开闭盖30，在装置主体内侧设有：4个容器收纳部，分别收纳调色剂容器(调色剂收容容器)20a～20d(参照图2)；以及开闭检测传感器31，由用于检测开闭盖30的开闭状态的光学传感器等构成。另外，调色剂容器20a～20d周边的具体结构将在后面描述。
如图2所示，在装置主体1的内部，从后述的中间转印带8的移动方向的上游(图1左侧)依次配置有4个图像形成部Pa、Pb、Pc、Pd。所述图像形成部Pa～Pd与不同的4种颜色(青色、品红色、黄色和黑色)的图像对应设置，分别通过带电、曝光、显影和转印各工序依次形成青色、品红色、黄色和黑色的图像。
在图像形成部Pa～Pd中分别配置有承载各颜色的可视像(调色剂像)的感光鼓(像载体)6a、6b、6c、6d，此外通过驱动装置(未图示)在图1中绕逆时针转动的中间转印带8，与各图像形成部Pa～Pd相邻设置。
在图像形成部Pa～Pd的每一个中，分别设有：感光鼓6a～6d，以可转动的方式配置；带电器，使感光鼓6a～6d分别带电；曝光装置，将图像信息曝光在各感光鼓6a～6d上；显影装置7a、7b、7c、7d，在感光鼓6a～6d上分别形成调色剂像；以及清洁部，将残留在感光鼓6a～6d上的显影剂(调色剂)等除去。
如果从个人电脑等上位装置输入图像数据，则在各感光鼓6a～6d上形成与图像数据对应的静电潜影。在显影装置7a～7d中分别填充有规定量的包含青色、品红色、黄色和黑色的各颜色的调色剂的双组分显影剂。另外，当由于后述的调色剂像的形成而使各显影装置7a～7d内填充的双组分显影剂中的调色剂的比例低于规定值时，从调色剂容器20a～20d向对应的各显影装置7a～7d补充调色剂。所述显影剂中的调色剂通过显影装置7a～7d供给到对应的感光鼓6a～6d上，通过静电性附着，形成与形成在对应的感光鼓6a～6d上的静电潜影对应的调色剂像。
此外，感光鼓6a～6d上的青色、品红色、黄色和黑色的调色剂像第一次转印到中间转印带8上。
如果伴随驱动电机(未图示)使驱动辊11转动，中间转印带8开始逆时针转动，则供纸盒5内的纸在规定的时机被向驱动辊11及与其相邻设置的第二次转印辊9的狭缝部(第二次转印狭缝部)输送，中间转印带8上的全彩色图像转印到纸上。转印有调色剂像的纸在定影单元13被加热和加压，使调色剂像定影在纸上。
形成有全彩色图像的纸，通过排出辊对15排出到设置于体内出纸空间4的出纸盘17。另外，在图2中，省略了图像读取部2的图示。
接着，对调色剂容器20a周边的具体结构进行说明。另外，在以下的说明中例示了向显影装置7a供给调色剂的调色剂容器20a周边，向显影装置7b～7d供给调色剂的调色剂容器20b～20d周边的构成，因基本与调色剂容器20a周边的构成相同，因此省略说明。
如图3和图4所示，调色剂容器20a包括：容器主体21，收容向显影装置7a补充的调色剂；以及补充螺旋式输送器22，可转动地设置于容器主体21。
补充螺旋式输送器22通过正转，在轴向上输送容器主体21内的调色剂，并通过容器主体21的开口部(未图示)向显影装置7a补充调色剂。补充螺旋式输送器22的转动轴22a的一个端部(图4的左侧端部，容器插入方向下游的端部)，通过由多个齿轮构成的第一齿轮列40与补充电机41连接，通过补充电机41正转或反转，使补充螺旋式输送器22正转或反转。
如图3和图5所示，在补充螺旋式输送器22的转动轴22a的另一个端部(图3的右侧端部，容器插入方向上游的端部)，安装有第一齿轮23。第一齿轮23上啮合有第二齿轮24，所述第二齿轮24可转动地设置在容器主体21的端面(侧面)。由第一齿轮23和第二齿轮24，构成第二齿轮列(齿轮列)25。
第一齿轮23由仅向一个方向(反转方向)传递转动力的单向齿轮构成。因此，当补充螺旋式输送器22正转时，第一齿轮23不转动，第二齿轮24也不转动。另一方面，当补充螺旋式输送器22反转时，第一齿轮23转动，第二齿轮24也转动。
在第二齿轮列25中的配置在转动力传递方向的最下游的第二齿轮24上，一体地形成有卡合杆(第一卡合部)24a。在装置主体1上设有具有能与卡合杆24a卡合的卡合槽的卡合构件(第二卡合部)44。此外，卡合杆24a有选择地配置在与卡合构件44卡合的卡合位置(图5的位置)或与卡合构件44不卡合的非卡合位置(图6的位置)。
通过将卡合杆24a配置在卡合位置，卡合构件44与卡合杆24a卡合，从而限制调色剂容器20a的装拆。另一方面，通过将卡合杆24a配置在非卡合位置，卡合构件44解除与卡合杆24a的卡合，从而使调色剂容器20a成为可装拆的状态。
在卡合构件44上设有用于检测卡合杆24a的位置的位置检测传感器45。位置检测传感器45是包括发光部45a和接收来自发光部45a的光的受光部45b的PI传感器。发光部45a和受光部45b隔着卡合构件44的卡合槽彼此相对配置。位置检测传感器45根据光路被卡合杆24a遮挡或卡合杆24a对光路的遮挡被解除来检测卡合杆24a的有无，并将检测结果向后述的控制部90输出。另外，位置检测传感器45也可以设置在卡合构件44以外的位置。
图7是用于说明图像形成装置100的控制路径的框图。另外，由于使用图像形成装置100时进行装置各部分的各种控制，所以图像形成装置100整体的控制路径变得复杂。因此，在此重点说明调色剂容器20a～20d内的调色剂量的检测以及调色剂容器20a～20d的锁定和锁定解除等本发明的实施所必要的部分。
控制部90至少具备：作为中央计算处理装置的CPU(Central Processing Unit)91；作为读取专用的存储部的ROM(Read Only Memory)92；作为能读写的存储部的RAM(Random Access Memory)93；临时存储图像数据等的临时存储部94；以及向图像形成装置100内的各装置发送控制信号或接收来自操作面板50的输入信号的多个(在此是两个)I/F95。
在ROM92中存储有图像形成装置100的控制用程序、控制所必要的数值等、以及图像形成装置100的使用中不进行变更的数据等。在RAM93中存储有图像形成装置100的控制中途产生的必要的数据、以及图像形成装置100的控制上临时需要的数据等。此外，在ROM92中具备信息存储表，所述信息存储表按调色剂容器20a～20d的状态，存储多个信息。
此外，从调色剂浓度传感器(调色剂传感器)33、开闭检测传感器31和位置检测传感器45向控制部90输入检测信号。
调色剂浓度传感器33设置在各显影装置7a～7d上，使用导磁率传感器，该导磁率传感器检测显影装置7a～7d内的由磁性载体和调色剂构成的双组分显影剂的导磁率。在此，调色剂浓度是指调色剂与显影剂中的磁性载体的比率(T/C)。在本实施方式中，由调色剂浓度传感器33检测显影剂的导磁率，从调色剂浓度传感器33向控制部90输出与所述检测结果相当的电压值。此外，由控制部90根据调色剂浓度传感器33的输出值决定调色剂浓度。
传感器输出值根据调色剂浓度发生变化，调色剂浓度越高，调色剂与磁性载体的比率越高，由于不导磁的调色剂的比例增加，所以输出值变低。另一方面，调色剂浓度越低，调色剂与载体的比率越低，由于导磁的载体的比例增加，所以输出值变高。
作为一个例子，说明显影装置7a与调色剂容器20a的组合。控制部90根据被决定了的调色剂浓度，向补充电机41发送控制信号，使补充螺旋式输送器22正转，由此向显影装置7a补充调色剂。此外，如果调色剂容器20a变空，则控制部90通过使对应的补充电机41反转，从而使补充螺旋式输送器22反转，使变空的调色剂容器20a的锁定解除。此外，如果更换了变空的调色剂容器20a，则通过使对应的补充电机41反转，从而使补充螺旋式输送器22反转，将调色剂容器20a锁定。其他显影装置7b～7d与分别对应的调色剂容器20b～20d的组合也相同。
在操作面板50上设有液晶显示部51、表示各种状态的发光二极管(LED)52、以及数码键，表示图像形成装置100的状态、表示图像形成状况和印刷份数。
接着，说明向调色剂容器20a～20d补充调色剂的调色剂补充动作、调色剂容器20a～20d的锁定和锁定解除动作。在此，作为一个例子，说明显影装置7a与调色剂容器20a的组合。其他显影装置7b～7d与分别对应的调色剂容器20b～20d的组合也相同。
控制部90根据来自调色剂浓度传感器33的检测结果，通过使补充电机41正转，从而使补充螺旋式输送器22正转，向显影装置7a补充调色剂。此时，如图5所示，调色剂容器20a被锁定，卡合杆24a配置在卡合位置，并且位置检测传感器45的光路被卡合杆24a遮挡。
在尽管从调色剂容器20a向显影装置7a补充了调色剂但是显影装置7a内的调色剂量(调色剂浓度)为阈值以下的情况下，控制部90判断调色剂容器20a内的调色剂用尽(变成规定量以下)。此外，控制部90使对应的补充电机41反转，仅将调色剂容器20a的锁定解除。
具体地说，通过补充电机41的反转，使补充螺旋式输送器22反转，补充螺旋式输送器22的转动力通过第一齿轮23向第二齿轮24传递，使卡合杆24a转动。如果由于卡合杆24a转动，位置检测传感器45的光路不再被卡合杆24a遮挡(或者从变成光路不被遮挡起使卡合杆24a略微转动后)，控制部90使补充电机41的转动停止，使卡合杆24a停止在非卡合位置(图6的位置)。由此，调色剂容器20a的锁定被解除。
随后，控制部90在操作面板50的液晶显示部51上显示敦促更换调色剂容器20a的信息。另外，在液晶显示部51上显示敦促更换调色剂容器20a的信息的时机，只要在用户开始调色剂容器20a的更换作业前即可，也可以和调色剂容器20a的锁定解除动作并行进行。
此外，由用户进行调色剂容器20a的更换。此时，用户打开开闭盖30，取下变空的调色剂容器20a，并安装新的调色剂容器20a后，关闭开闭盖30。另外，由于未变空的调色剂容器20b～20d的锁定没有解除，所以用户不会错误地更换未变空的调色剂容器20b～20d。
控制部90如果根据来自开闭检测传感器31的检测信号检测到开闭盖30进行了开闭，则使对应的补充电机41和补充螺旋式输送器22正转，向显影装置7a补充调色剂。此外，控制部90如果根据来自调色剂浓度传感器33的检测结果，检测到显影装置7a内的调色剂量(调色剂浓度)多于阈值，则判断调色剂容器20a已正常更换。随后，控制部90使对应的补充电机41反转，将调色剂容器20a锁定。
具体地说，通过补充电机41的反转，使补充螺旋式输送器22反转，补充螺旋式输送器22的转动力通过第一齿轮23向第二齿轮24传递，使卡合杆24a转动。如果通过卡合杆24a转动，位置检测传感器45的光路被卡合杆24a遮挡(或从光路被遮挡起使卡合杆24a略微转动后)，则控制部90使补充电机41的转动停止，使卡合杆24a停止在卡合位置(图5的位置)。由此，调色剂容器20a被锁定。
另一方面，在检测到开闭盖30进行了开闭后尽管使对应的补充电机41和补充螺旋式输送器22正转了但是显影装置7a内的调色剂量(调色剂浓度)为阈值以下的情况下，控制部90判断调色剂容器20a未被更换。此时，控制部90不使对应的补充电机41反转，维持调色剂容器20a的锁定解除状态。另外，在检测到开闭盖30进行了开闭后尽管使对应的补充电机41和补充螺旋式输送器22正转了但是显影装置7a内的调色剂量(调色剂浓度)为阈值以下的情况可以例举没有新的调色剂容器20a，因此用户未能更换的情况等。
在本实施方式中，如上所述，控制部90在调色剂容器20a～20d内的调色剂量变成规定量以下时，通过使补充螺旋式输送器22反转，使卡合杆24a与卡合构件44的卡合解除。由此，在调色剂容器20a～20d内的调色剂量多于规定量时，补充螺旋式输送器22不反转，维持卡合杆24a与卡合构件44的卡合。此外，当调色剂容器20a～20d内的调色剂量变成规定量以下时，通过使补充螺旋式输送器22反转，使卡合杆24a与卡合构件44的卡合被解除。这样，由于仅通过使补充螺旋式输送器22反转就能切换卡合杆24a与卡合构件44的卡合状态，所以无需另外设置螺线管和电机等驱动源。其结果，能够以低成本实现调色剂容器20a～20d的锁定和锁定解除。
此外，如上所述，具备检测卡合杆24a的位置的位置检测传感器45。由此，能够容易地将卡合杆24a配置在卡合位置或非卡合位置。
此外，如上所述，位置检测传感器45设置在卡合构件44上。由此，能够容易地检测卡合杆24a是否配置在卡合位置。
此外，如上所述，第二齿轮列25包含：作为单向齿轮的第一齿轮23；以及设有卡合杆24a并且配置在调色剂容器20a～20d的侧面的第二齿轮24。由此，能够容易地构成第二齿轮列25。
此外，如上所述，控制部90根据检测显影装置7a～7d内的调色剂量的调色剂浓度传感器33的检测结果来判断调色剂容器20a～20d内的调色剂量是否在规定量以下。由此，无需另外设置检测调色剂容器20a～20d内的调色剂量的调色剂传感器。
此外，如上所述，在具备多个(在此是4个)调色剂容器20a～20d的情况下，由于用户有时会错误更换未变成更换时期的调色剂容器20a～20d，所以通过能使调色剂容器20a～20d处于锁定或锁定解除的状态从而使未变成更换时期的调色剂容器20a～20d不能更换，这样做是特别有效的。此外，在具备多个调色剂容器20a～20d的情况下，通过应用无需另外设置用于使调色剂容器20a～20d锁定和使调色剂容器20a～20d的锁定解除的驱动源的本发明来实现低成本化，是特别有效的。
另外，本次公开的实施方式，在所有的方面都是例示性的而不是限制性的。本发明的范围不是由所述实施方式的说明表示而是由权利要求表示，还包括与权利要求实质性等同的范围和在范围内的全部变形。
例如，以上说明了将本发明应用于彩色数码复合机的例子，但是本发明不限于此。本发明当然也可以应用于黑白数码复合机、彩色复印机、黑白复印机、彩色打印机、黑白打印机、传真机等具备收容向显影装置补充的调色剂的、可装拆的调色剂收容容器的各种图像形成装置。
此外，在所述实施方式中例示了设有检测卡合杆24a的位置的位置检测传感器45的例子，但是本发明不限于此。例如，可以根据补充电机41的转动时间和转速(转动角度)等来检测卡合杆24a的位置。
此外，在所述实施方式中例示了用于检测收容双组分显影剂的显影装置7a～7d内的调色剂量而设置调色剂浓度传感器33的例子，但是在采用收容单组分显影剂的显影装置的情况下，可以设置检测显影装置内的调色剂量的调色剂量传感器(调色剂传感器)。
此外，在所述实施方式中，例示了通过检测显影装置7a～7d内的调色剂量来检测调色剂容器20a～20d内的调色剂量是否为规定量以下的例子，但是也可以在调色剂容器20a～20d上设置直接检测调色剂容器20a～20d内的调色剂量的调色剂传感器。
此外，在所述实施方式中，例示了由2个齿轮(第一齿轮23和第二齿轮24)构成第二齿轮列25的例子，但是本发明不限于此。也可以由1个齿轮(第一齿轮23)构成第二齿轮列25，并在第一齿轮23上设置卡合杆(第一卡合部)。此外，还可以由3个以上的齿轮构成第二齿轮列25。
此外，在所述实施方式中，例示了在检测到开闭盖30的开闭，并通过向显影装置7a补充调色剂而检测到显影装置7a内的调色剂量变得多于阈值后，将调色剂容器20a锁定的例子，但是本发明不限于此。例如，可以在检测到开闭盖30的开闭时，将调色剂容器20a锁定。

Claims (6)

1.一种图像形成装置，其特征在于，
所述图像形成装置包括：
装置主体；
显影装置，设置于所述装置主体；
调色剂收容容器，收容向所述显影装置补充的调色剂，相对于所述装置主体可装拆；
调色剂传感器，用于检测所述调色剂收容容器内的调色剂量是否变成规定量以下；以及
控制部，根据所述调色剂传感器的检测结果，限制或容许所述调色剂收容容器的装拆，
在所述调色剂收容容器设有：补充螺旋式输送器，通过正转来输送所述调色剂并向所述显影装置补充所述调色剂；以及第一卡合部，通过齿轮列与所述补充螺旋式输送器的转动轴连接，
在所述装置主体设有第二卡合部，所述第二卡合部通过与所述第一卡合部卡合，限制所述调色剂收容容器的装拆，
所述齿轮列包括单向齿轮，所述单向齿轮仅在所述补充螺旋式输送器反转时向所述第一卡合部传递转动力，
当所述调色剂收容容器内的调色剂量变成规定量以下时，所述控制部通过使所述补充螺旋式输送器反转，解除所述第一卡合部与所述第二卡合部的卡合。
2.根据权利要求1所述的图像形成装置，其特征在于，
所述第一卡合部有选择地配置在与所述第二卡合部卡合的卡合位置或不与所述第二卡合部卡合的非卡合位置，
所述图像形成装置还包括位置检测传感器，所述位置检测传感器检测所述第一卡合部是配置在所述卡合位置还是配置在所述非卡合位置。
3.根据权利要求2所述的图像形成装置，其特征在于，所述位置检测传感器设置于所述第二卡合部。
4.根据权利要求1～3中任意一项所述的图像形成装置，其特征在于，所述齿轮列包括：作为所述单向齿轮的第一齿轮，与所述补充螺旋式输送器连接；以及第二齿轮，设有所述第一卡合部，并且配置在所述调色剂收容容器的侧面。
5.根据权利要求1～3中任意一项所述的图像形成装置，其特征在于，
所述调色剂传感器检测所述显影装置内的调色剂量，
所述控制部根据所述调色剂传感器的检测结果，判断所述调色剂收容容器内的调色剂量是否为规定量以下。
6.根据权利要求1～3中任意一项所述的图像形成装置，其特征在于，所述图像形成装置分别包括多个所述显影装置和多个所述调色剂收容容器。
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