DE1262053B - Elektromechanischer Seriendrucker - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

G06k

Deutsche KL: 42 m6 -15/02

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

P35286IXc/42m6
16. Oktober 1964
29. Februar 1968

Beim Vordringen der Elektronik in Richtung einfacher Bürorechenmaschinen, wie z. B. Saldiermaschinen, Drei- bzw. Vierspeziesmaschinen, Registrierkassen oder auch bei Meßwertdruckern, bereitet das Problem des billigen Ausdruckens der Ergebnisse Schwierigkeiten. Die bei den mechanischen Maschinen üblichen Drucker lassen sich billig herstellen und würden im allgemeinen hinsichtlich ihrer Druckgeschwindigkeit auch bei den elektronischen Ausführungen ausreichen. Sie lassen sich jedoch nicht ohne weiteres an die Elektronik anschließen. Bei den einfachen elektronischen Bürorechenmaschinen steht in den meisten Fällen die zu druckende Zahl nämlich in einem als Schieberegister ausgebildeten und aus Zählern bestehenden Akkumulator. Die bekannten mechanischen Drucker sind an einen derartigen Akkumulator schlecht »angepaßt«, d. h., die Schnittstelle zwischen elektronischem Rechenwerk und mechanischem Drucker erfordert viel Aufwand. Man ist daher bemüht, andere Drucker zu finden, die — trotz des unter Umständen höheren Preises für das eigentliche Druckwerk — insgesamt billigere Lösungen für das Ausdrucken elektronisch ermittelter Rechenergebnisse ermöglichen.

Es ist bekannt, für die eingangs erwähnten Anwendungen elektromagnetische Drucker einzusetzen, die nach dem Prinzip der Schnelldrucker arbeiten:

Zwischen der gleichförmig oder schrittweise rotierenden Typenwalze, die für jede zu druckende Stelle auf ihrem Umfang einen Zeichensatz trägt, und einer Reihe von magnetisch betätigten oder ausgelösten Hämmern, nämlich für jede Stelle einen, befinden sich Farbträger und Papier. Der Druck einer Zeile erfolgt auf die Weise, daß zunächst z. B. alle Nullen, dann alle Einsen usw. der Zeile parallel gedruckt werden. Dieses Druckprinzip ist schlecht an die einfachen Bürorechenmaschinen angepaßt: Einerseits sind die erreichbaren Druckgeschwindigkeiten viel höher als für diese einfachen Anwendungen erforderlich, zum anderen muß für jede zu druckende Stelle ein Magnet angesteuert und betätigt werden.

Es sind ferner Drucker bekannt, die mit nur einem Hammer auskommen, indem der Hammer samt Ansteuerung und Betätigung in Zeilenrichtung bewegt wird und auf diese Weise die einzelnen Stellen in Serie gedruckt werden. Der Hammer wird für jede Stelle in dem Augenblick betätigt, wo das gewünschte Zeichen sich in der Druckstellung befindet. Im Hinblick auf die diskontinuierlich zu bewegende beträchtliche Masse ist dieses Druckverfahren — zumindest bei niedrigem Aufwand — zu langsam.

Bekannt sind weiterhin Drucker, bei denen ein alle Elektromechanischer Seriendrucker

Anmelder:

Philips Patentverwaltung G. m. b. H.,

2000 Hamburg I₃ Mönckebergstr. 7

Als Erfinder benannt:

Dipl.-Phys. Dr. Gerhard Haas, 2000 Hamburg

Zeichen enthaltender Schreibkopf in Zeilenrichtung bewegt wird. Hier werden zwar die einzelnen Stellen in Serie gedruckt, trotzdem ist hier aber für jedes Zeichen ein eigener Ansteuermechanismus nötig. Bekannt ist auch, dieses Verfahren so abzuwandeln, daß der Schreibkopf keine »fertigen« Typen enthält, sondern nur punktf örmige Druckelemente, aus denen jeweils die einzelnen Zeichen zusammengestellt werden. Werden siebenmal fünf Druckelemente benutzt, dann müssen hier mindestens sieben Ansteuerelemente vorhanden sein. Auch die schnelle diskontinuierliche Bewegung des Schreibkopfes samt der erforderlichen Steuerleitungen ist problematisch. Außerdem wird hier ein zusätzlicher Zeichengenerator benötigt, der die in verschlüsselter Form ankommenden Signale in das entsprechende Punktmuster umwandelt.

Es ist ferner bekannt, bei einem Hellschreiber ein bewegtes Band mit Hämmern zu versehen, die durch einen Elektromagneten in geeigneten Lagen gegen das von einer Walze bewegte Aufzeichnungspapier gedrückt werden. Ein bewegtes bzw. rotierendes Band hat jedoch den Nachteil, daß es bei schneller Bewegung zu Flattererscheinungen neigt und seine Anwendung bei elektromechanischen Seriendruckern zu einem unsauberen Schriftbild führen würde.

Die Erfindung betrifft einen elektromechanischen Seriendrucker mit rotierender Typenwalze und einem die einzelnen Hämmer eines kontinuierlich bewegten Hammerträgers wahlweise betätigenden, mit seinem Anker alle Druckstellen der Zeile überspannenden Elektromagneten, wobei das zu bedruckende Material zwischen dem Hammerträger und der Typenwalze schrittweise für den Zeilenvorschub bewegt wird, und sie ist dadurch gekennzeichnet, daß der Hammerträger ein mechanisch starrer, vor der Typenwalze rotierender Körper ist, dessen der Reihe nach in Druckstellung kommende, einzeln betätigbare Hämmer in bezug zur Rotationsachse längs einer Spirale oder Schrauben-

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linie angeordnet sind, und der gesteuerte Elektro- Es sind bei den Ausführungsbeispielen nach F i g. 1

magnet jeweils dann betätigt wird, wenn das ge- und 2 zwei Arbeitsweisen möglich, nämlich die vertiwünschte Zeichen der jeweiligen Druckstelle sich kale und horizontale Abtastung der zu druckenden gegenüber dem in Druckstellung befindlichen Hammer Information. Am Beispiel des nach F i g. 1 arbeitenden befindet. 5 Druckers sollen beide Abtastmöglichkeiten näher er-

Der Vorteil des neuen Seriendruckers liegt darin, läutert werden.

daß nur ein Magnet angesteuert zu werden braucht, Bei horizontaler Abtastung der zu druckenden In-

was bezüglich räumlicher Anordnungen und elektro- formation werden die Stellen einer Zeile für jedes rüschen Aufwands ganz beträchtliche Einsparungen Zeichen der Typenwalze T einmal überstrichen. Die zur Folge hat, so daß ein solcher Drucker besonders io Typenwalze enthält für jede Stelle einen Zeichensatz für einfache druckende Maschinen geeignet ist. von JS-Zeichen und zusätzlich !,-Leerzeichen, innerhalb

Die Zeichnung stellt Ausführungsbeispiele dar. Es derer der Papiervorschub zur nächsten Zeile erfolgen zeigt kann. Bei der horizontalen Abtastung werden zuerst

Fig. leinen Drucker mit einer Scheibe als Hammer- der Reihe nach z. B. alle »9«, dann alle »8« usw. der träger, 15 Zeile gedruckt. Da eine Umdrehung der Hammer-

F i g. 2 einen Drucker mit einem Hammerzylinder scheibe H alle Stellen überstreicht, ist es hierfür erals Hammerträger, forderlich, daß die Hammerscheibe sovielmal umläuft,

F i g. 3 eine schematische Draufsicht auf die wie die Summe von Zeichen und Leerzeichen beträgt, Hammerträgerscheibe, wenn die Typenwalze eine Umdrehung gemacht hat.

F i g. 4 eine Abwicklung der Typenwalze für 20 Es ist daher eine Untersetzung von der vom Motor horizontale Abtastung, getriebenen Hammerscheibe auf die Typenwalze er-

F i g. 5 ein schematisches Schaltbild der elektro- forderlich. Nach einer Umdrehung der Hammernischen Steuerung für horizontale Abtastung der scheibe/? hat sich die Typenwalze Tum einen Winkel φ Typenwalze, weitergedreht. Um diesen Winkel <p müssen die ein-

F i g. 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel der elek- 25 zelnen Zeichen auf der Typenwalze versetzt angetronischen Steuerung für vertikale Abtastung der ordnet werden (F i g. 4). Typenwalze. Da zwischen der Stellung der Hämmer und dem

Nach F i g. 1 läuft hinter der Typenwalze T eine Auftreffen des Ankers E eine Synchronisationsais Hammerträger ausgebildete Scheibe H, die für Schwankung auftreten wird, also die Hämmer nicht jede Stelle der Typenwalze einen Hammer fa besitzt, 30 genau in ihrer richtigen Stellung getroffen werden, der jeweils ein Zeichen erfaßt und die längs einer sind diese als Kreisringstücke ausgebildet. Spirale angeordnet sind, wie aus F i g. 4 ersichtlich. Die höchste Folgefrequenz des Druckmagneten tritt

Die Hammerscheibe H und die Typenwalze T laufen auf, wenn in benachbarten Stellen gleiche Zeichen gemit gleichförmiger Geschwindigkeit und sind über ein druckt werden sollen. Die Steuerscheibe Sh gibt für Schneckengetriebe G gekoppelt, so daß die Dreh- 35 jeden Hammer und damit für jede Stelle der Zeile achsen senkrecht zueinander stehen. Die einzelnen einen Impuls. Die Steuerscheibe St hat nach F i g. 5 _TT„ ,-j j ,. j ο · ·ι , 2π zwei Schlitze L_a und L_e, die Anfang und Ende des

Hammer A₄ sind so angeordnet, daß jeweils nach — _DruckvOrgangs bestimmen. Der Schlitz L_a ist dem Umdrehungen von H der nächste Hammer vor der ersten zu druckenden Zeichen, der Schlitz L_e dem letznächsten Stelle der Typenwalze erscheint, wobei s die 40 ten zu druckenden Zeichen zugeordnet. In der Lücke

Anzahl der Druckstellen in der Zeile bezeichnet. zwischen L_e und L_a, die den Leerzeichen der Typen-

Zwischen Typenwalze T und Hammerscheibe H be- walze entspricht, findet der Papiervorschub statt. Die

finden sich das Farbband F und das zu bedruckende genaue Positionierung der Schlitze erfolgt so, daß das

Papier P. Hinter der Hammerscheibe liegt der Druck- von einer Lichtschranke F₁ gelieferte Signal P₀, mit

magnet Md, dessen Anker E etwa so hoch wie die 45 dem von der Lichtschranke F₂ gelieferten Signal P«

Zeichen und so breit wie die Typenwalze ist. Die zusammenfällt, das der ersten zu druckenden Stelle

Hammerscheibe ist so ausgebildet, daß nur jeweils entspricht. Das Signal durch den Schlitz L_e hingegen

ein Hammer fa vom Anker getroffen werden kann. kommt kurz hinter dem Signal P₈ der letzten Stelle.

Die Typenwalze enthält für jede zu druckende Stelle Die Arbeitsweise des Druckers wird an Hand der

am Umfang einen Zeichensatz. Die Vorschubein- 50 F i g. 5 am Beispiel eines lOstelligen numerischen

richtung für das Papier P besteht aus den beiden Druckers erläutert. Die Typenwalze T und die Ham-

Andruckrollen R₁ und R₂ sowie dem Elektromagneten merscheibe H laufen, angetrieben durch den Motor M,

Mr, der bei jedem Impuls die Rolle R₁ um den für dauernd. In der Ruhestellung sperrt jedoch die bi-

den Zeilenhub erforderlichen Winkel weiterdreht. Mit stabile Kippstufe FFl das Gatter U₁, so daß die Im-

der Hammerscheibe und der Typenwalze sind je eine 55 pulse P_a unwirksam bleiben. Die bistabile Kippstufe

Steuerscheibe Ss und St starr verbunden, die z. B. FFl befindet sich ebenfalls in der Null-Stellung, so daß

durch photoelektrische Abtastung die erforderlichen die P_e-Impulse, deren Aufgabe die Rücksetzung von

Synchronisiersignale für den Druckvorgang liefern, FF2 ist, keinen Einfluß haben. Die Null-Stellung von

wie noch näher ausgeführt wird. FFl sperrt die Gatter U₂ und U₃, so daß weder die

Außer als Scheibe kann der Hammerträger z. B. 60 P_s-Impulse in einem Akkumulator A eines Rechenauch als rotierende Trommel ausgebildet sein. In werts od. dgl. noch die etwa in der Akkumulatordiesem Fall befindet sich der Druckmagnet Md stelle a₁₀ entstehenden Übertragimpulse Pü (während innerhalb der Trommel Z (Fig. 2). Die Hämmer hi des Rechnens) zur Wirkung kommen können. Der selbst sitzen auf kleinen Federn / am Trommel- über I gegebene Druckbefehl Pd stellt FFl ein. Der umfang und sind so auf einer Schraubenlinie ange- 65 nächste iVImpuls der, wie bereits erwähnt, mit dem ordnet, daß bei gleichförmiger Drehung der Trommel P_s-Impuls der ersten Stelle zusammenfällt, kann nundie einzelnen Stellen der Typenwalze T der Reihe mehr durch das Gatter U₁ und stellt FFl ein, wobei nach überstrichen werden. die Gatter U₂ und CZ₃ geöffnet werden. Ein durch den

Claims (1)

1. 5 6

   Schlitz L_e erzeugter Impuls in F₁ kann nicht durch U₁, schranke F₃ einen Impuls ab. Die Steuerscheibe Sh

   da er mit keinem P_s-Impuls zusammenfällt. In diesem hat die beiden Schlitze L_a und L_e, die Anfang und

   Augenblick steht die Ziffer 9 vor dem Papier und der Ende des Drückens einer Zeile bestimmen. Der

   Hammer h-i vor der ersten Stelle. Sobald der Hammer Schlitz L_a ist der ersten Stelle, der Schlitz L_e der letzten

   die erste Stelle erreicht hat, erhöht die Vorderflanke 5 Stelle zugeordnet. In der Lücke zwischen L_e und L_a,

   des zugehörigen iVImpulses den Inhalt der ersten die den Leerstellen entspricht, findet der Papiervor-

   Akkumulatorstelle a₁₀ um 1. Befand sich in a₁₀ eine 9, schub statt. Die genaue Positionierung der Schranken

   dann löst der entstehende Übertrag über das Gatter U₃ erfolgt so, daß das von der Lichtschranke F₂, gelieferte

   nach Verstärkung in V₁ den Druckmagneten Md aus, Signal P_a mit dem von der Lichtschranke F₁ geliefer-

   und in der ersten Stelle wird die 9 gedruckt. An- io, ten Signal P_c des ersten Zeichens des Zeichensatzes

   schließend löst die Rückflanke von P_s den Schiebe- zusammenfällt. Das Signal aus dem Schlitz L_e kommt

   impuls für den Akkumulator aus, so daß nunmehr die hingegen kurz hinter dem /VSignal des letzten

   zweite Stelle in a₁₀ steht. Sobald der Hammer die Zeichens.

   zweite Stelle auf der Typenwalze erreicht hat, erhöht Der Motor treibt die Typenwalze Γ, die über das

   der Ps-Impuls wieder den Inhalt von a₁₀ um 1; ist auch 15 Schneckengetriebe G die Hammerscheibe H untersetzt

   die zweite Stelle eine 9, dann wird wieder gedruckt usw. antreibt. In der Ruhestellung sperrt die bistabile Kipp-

   Nach einer Umdrehung von H ist der Inhalt des stufe FFl das Gatter U₁, so daß die iVImpulse unAkkumulators A einmal umgewälzt und sämtliche wirksam bleiben. Die bistabile Kippstufe FFl befindet Stellen um 1 erhöht worden. Gleichzeitig steht nun- sich ebenfalls in der Null-Stellung, so daß die P_e-Immehr auf der Typenwalze Γ die 8 zum Druck bereit. 20 pulse, deren Aufgabe die Rücksetzung von FFl ist, Während der nächsten Umdrehung von H werden alle keine Wirkung haben. Die Null-Stellung von FFl erforderlichen Achten (die inzwischen zur 9 geworden sperrt die Gatter U₂, U₃ und U₄, so daß weder die sind) gedruckt. Nach dem zehnten Umlauf von H wur- P_c-Impulse noch die Schiebeimpulse P₈ im Akkumuden auf diese Weise alle Ziffern der Zeile gedruckt, wo- lator A zur Wirkung kommen können. Ebenso werden bei der Akkumulator wieder den ursprünglichen Inhalt 25 ^{die etwa} während des Rechnens in der letzten Akkuhat. Nunmehr liefert die Lichtschranke P₁ den End- mulatorstelle α₁₀ entstehenden Übertragungsimpulse P» impuls Pe, der PP2 wieder auf Null zurückstellt. Der nicht durchgelassen. Der Druckbefehl P_D stellt PPI hierbei entstehende Ausgangsimpuls stellt PPI zurück ein. Der nächste P_a-Impuls, der, wie bereits erwähnt, und betätigt nach Verstärkung in F₂ den Magneten M_v ^mit dem ersten Zeichenimpuls P_c zusammenfällt, geht für den Papiertransport zur nächsten Zeile. Wird in der 30 nunmehr durch das Gatter U₁ und stellt PP2 ein, wor-Zwischenzeit PPI durch einen neuen Druckbefehl ein- auf die Gatter CZ₂, CZ₃ und U₄ geöffnet werden (ein vorgestellt, dann löst P_a den Druck der nächsten Zeile aus, her durch den Schlitz L_e erzeugter Impuls kann nicht im anderen Fall unterbleibt das Drucken. durch CZ₁, da er mit keinem P_c-Impuls zusammenfällt).

   Bei einer Druckgeschwindigkeit von z. B. zwei In dem Augenblick der Koinzidenz des P_a- und P_c-Im-

   Zeilen je Sekunde mit je zehn Stellen beträgt die maxi- 35 Pulses steht der Hammer H₁ vor der ersten Stelle und

   male Folgefrequenz des Druckmagneten etwa 220 Hz. die Ziffer 9 vor der Druckstellung. Der P_c-Impuls er-

   Bei der vertikalen Abtastung der zu druckenden In- höht den Inhalt der ersten Akkumulatorstelle a₁₀ um 1.

   formation überstreicht die Typenwalze T jede Stelle, Befindet sich in a₁₀ eine 9, dann löst der entstehende

   bevor sich die Hammerscheibe H zur nächsten Stelle Übertrag über das Gatter U₃ nach Verstärkung in V₁

   weiterbewegt hat. Die Typenwalze enthält auf ihrem 4° den Druckmagneten M_D aus, und in der ersten Stelle

   Umfang für jede Stelle einen Zeichensatz. Die Harn- wird die 9 gedruckt. Jedes neue Zeichen, das in die

   merscheibe hat zusätzlich zu den Hämmern noch Druckstellung kommt, erhöht durch seinen P_c-Impuls

   Leerstellen, innerhalb derer der Papiervorschub erfolgt. den Inhalt von a₁₀ um 1. Als nächstes würde aber, wenn

   Für das Drucken einer Zeile muß die Typenwalze Γ so- in a₁₀ eine 8 stünde, die 8 gedruckt usw. Nachdem alle

   vielmal umlaufen, wie die Summe aus der Anzahl der 45 ^zenn Zeichen durchlaufen wurden, steht in C₁₀ wieder

   Hämmer und Leerstellen beträgt. der alte Wert, und der Schlitz L_s liefert einen Schiebe-

   Die einzelnen Hämmer h der Hammerscheibe impuls P₈, der die zweite Stelle des Akkumulators

   müssen als Kreisringstücke ausgebildet sein, um die nach a₁₀ bringt. Nach Durchlauf der !,-Leerzeichen er-

   einzelnen Stellen so lange zu überstreichen, bis der hält a₁₀ wiederum zehn Impulse, die je nach Inhalt von

   Zeichensatz durchgelaufen ist. Da der Druckmagnet 50 a₁₀ den Druck der zweiten Stelle bewirken. Nachdem

   jeweils nur einen Hammer erfassen darf, kann während auf diese Weise alle Stellen der Zahl gedruckt wurden,

   des Übergangs vom Hammer A* auf den Hammer A₄₊₁ erzeugt der Schlitz L_e den Impuls P_e, der PP2 wieder

   nicht gedruckt werden. zurückstellt. Der hierbei entstehende Ausgangsspan-

   Die höchste Folgefrequenz des Druckmagneten nungssprung dient als Auslösesignal für den Papiertritt auf, wenn in aufeinanderfolgenden Stellen das 55 vorschub und stellt PPI wieder zurück. Wenn kein letzte und das erste Zeichen gedruckt werden sollen. neuer Druckbefehl kommt, unterbleibt bei den weiteren Dann entspricht die Druckpause den !,-Leerzeichen. Umdrehungen der Typenwalze das Drucken.
   Eine große Anzahl von Leerzeichen bedingt eine hohe

   Synchronisationsgenauigkeit, dafür aber eine niedrige Patentansprüche:

   maximale Druckfrequenz. 60 1. Elektromechanischer Seriendrucker mit rotie-

   Die Wirkungsweise des zuletzt beschriebenen Druk- render Typenwalze und einem die einzelnen Häm-

   kers sei wieder am Beispiel eines numerischen Druk- mer eines kontinuierlich bewegten Hammerträgers

   kers mit zehn Stellen erläutert (F i g. 6): Die Steuer- wahlweise betätigenden, mit seinem Anker alle

   scheibe St hat einen Schlitz L_s, der die Schiebeim- Druckstellen der Zeile überspannenden Elektro-

   pulse P₅ liefert und für jedes der Zeichen einen 65 magneten, wobei das zu bedruckende Material

   Schlitz L_e. Die Lichtschranke P₁ gibt daher bei jeder zwischen dem Hammerträger und der Typenwalze

   Umdrehung der Typenwalze eine der Anzahl der schrittweise für den Zeilenvorschub bewegt wird,

   Zeichen entsprechende Zahl von Impulsen, die Licht- dadurch gekennzeichnet, daß der

   ' Hammerträger ein mechanisch starrer, vor der Typenwalze rotierender Körper ist, dessen der Reihe nach in Druckstellung kommende, einzeln betätigbare Hämmer in bezug zur Rotationsachse längs einer Spirale oder Schraubenlinie angeordnet sind, und der gesteuerte Elektromagnet jeweils dann betätigt wird, wenn das gewünschte Zeichen der jeweiligen Druckstelle sich gegenüber dem in Druckstellung befindlichen Hammer befindet.

   2. Seriendrucker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hammerträger eine mit ihrer Drehachse senkrecht zur Drehachse der Typenwalze angeordnete Scheibe mit längs einer Spirale angeordneten Hämmern ist.

   3. Seriendrucker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hammerträger ein mit seiner Drehachse parallel zur Drehachse der Typenwalze liegender Zylinder ist, auf dessen Umfang die Hämmer gegeneinander versetzt angebracht sind und in dessen Innerem der Magnet an- ao geordnet ist.

   4. Seriendrucker nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Typenwalze und der Hammerträger über ein Zwischengetriebe gekuppelt sind.

   5. Seriendrucker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeichenzeilen auf dem Umfang der Typenwalze in Richtung der Drehachse mit dieser einen kleinen Winkel bilden.

   6. Seriendrucker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine photoelektrische Ableitung von Ansteuersignalen zur Auslösung der Steuer-

   ■ signale für den Magneten vorgesehen ist.

   7. Seriendrucker nach Anspruch 6, dadurch ge^- kennzeichnet, daß der Speicher (A) eines Rechenwerks mit seinem Informationsausgang an die die Steuersignale aufnehmende Leitung des Magneten (Md) geschaltet ist, während die die Information abrufenden Steuerbefehle für den Speicher (A) aus einer die Steuersignale für den Magneten erzeugenden Kippstufe (FF2) und einer Lichtschranke (F₂) abgeleitet sind.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschriften Nr. 838 322, 971 537;
   deutsche Auslegeschriften Nr. 1101 026, 1138 420; österreichische Patentschrift Nr. 155 707;
   französische Patentschriften Nr. 1306 852,1328 069; USA.-PatentschriftNr. 2 776 618.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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