DE2707109A1

DE2707109A1 - Leuchtstofflampe mit oeffnung

Info

Publication number: DE2707109A1
Application number: DE19772707109
Authority: DE
Inventors: Kazumasa Nohmi
Original assignee: Matsushita Electronics Corp
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1976-02-20
Filing date: 1977-02-18
Publication date: 1977-08-25
Also published as: FR2341942A1; JPS52100775A

Description

1oo6, Oaza-Kadoma, Kadoma City, Osaka, Japan

Leuchtstofflampe mit öffnung

Priorität: 2o. Februar 1976, Japan, Sho 51-18137 (18137/1976)

Die Erfindung bezieht sich auf eine Leuchtstofflampe mit öffnung, die sich zum Beleuchten eines zu lesenden Gegenstandes bei einem Fotokopiergerät, einem elektrofotografischen Gerät, einem Faksimilegerät, einem Kartenleser usw. eignet und außerdem auf eine mit einer solchen Lampe aufgebaute Vorrichtung.

Leuchtstofflampen mit öffnung sind bekannt als Lichtquelle zur intensiven Beleuchtung eines kleinen Bereichs eines zu lesenden Gegenstandes bei einem Kopiergerät, einem Faksimilegerät, einem Kartenleser usw. Eine herkömmliche Leuchtstofflampe mit öffnung

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weist eine einzige öffnung auf, d.h. einen linearen transparenten Teil ohne Leuchtstoffschicht und Reflexionsschicht, der parallel zur Achse einer Röhre verläuft und intensives Licht austreten läßt. Leuchtstofflampen mit öffnung sind bei Potokopiergeräten, elektrofotografischen Geräten, Faksimilegeräten, Kartenlesern usw. zur intensiven Beleuchtung eines kleinen Bereichs des zu lesenden Gegenstandes verwendet worden.

Solche Leuchtstofflampen mit öffnung weisen folgende Probleme auf: Um das vom beleuchteten Gegenstand reflektierte Licht nicht daran zu hindern, durch eine optische Einrichtung, wie eine Linse, hindurch zu lichtempfindlichem Material,wie einer Selenschicht oder einer CDS-Schicht eines xerografischen Gerätes, zu gelangen, muß die herkömmliche Leuchtstofflampe mit öffnung in einer Entfernung vom erwähnten Teil des zu lesenden Gegenstandes angeordnet sein. Gewöhnlich ist/sind die herkömmliche(n) Leuchtstofflampe(n) mit öffnung derart angeordnet, daß sie aus entfernter(n) Position(en) Licht schräg auf die Oberfläche des zu lesenden Gegenstandes auftreffen läßt/lassen. Deshalb wird das Licht der Lampe nicht effizient ausgenutzt.

Wenn die Lampe unter hoher Belastung leuchtet, um die Leuchtstärke zu erhöhen, bewirkt dies eine Verringerung des Leuchtwirkungsgrades, eine Beschleunigung der Leuchtstärkeabnahme und eine Verkürzung der Lebensdauer dieser Lampe. Wenn der Durchmesser der

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Röhre erhöht wird, um die Abnahme des Leuchtwirkungsgrades zu verhindern, muß der Abstand zwischen dem zu lesenden Gegenstand und der Röhre groß gemacht werden, um das reflektierte Licht nicht zu hindern, und deshalb wird die Leuchtstärke des zu lesenden Gegenstandes nicht so stark erhöht.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, eine verbesserte Leuchtstofflampe mit öffnung zu schaffen, die eine effiziente Beleuchtung und Erzeugung von vom zu lesenden Gegenstand reflektiertem Licht ermöglicht, und außerdem eine verbesserte optische Lesevorrichtung verfügbar zu machen, die kompakter und billiger als herkömmliche Lesevorrichtungen ist und einen höheren Wirkungsgrad hinsichtlich des Energieverbrauchs aufweist.

Die Lösung dieser Aufgabe ist im Anspruch 1 bzw. 9 gekennzeichnet. Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Leuchtstofflampe bzw. Lesevorrichtung sind in den Unteransprüchen angegeben .

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsformen näher erläutert. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine teilweise aufgebrochene Perspektivansicht eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Leuchtstofflampe mit öffnungen;

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Fig. 2 eine Querschnittsansicht der Leuchtstofflampe mit öffnungen gemäß Pig. 1; und

Fig. 3 eine Seitenschnittansicht eines Hauptteils einer Lesevorrichtung mit einer erfindungsgemäßen Leuchtstofflampe mit öffnungen.

Gemäß den Fig. 1 und 2 weist die erfindungsgemäße Leuchtstofflampe mit öffnungen eine bekannte zylindrische, luftdichte Glasröhre 1 mit Elektroden 3, 3 auf. Die Elektroden 3, 3 werden an den Röhrenenden von bekannten Sockeln gehalten. Die Glasrohre enthält bekannte kleine Mengen von Quecksilber und Edelgas. Die Glasrohre 1 weist ein Paar Metallkappen 6, 6 auf, die je Metallstifte besitzen, die durch die Sockel der Glasröhre hindurch mit den Elektroden 3, 3 verbunden sind. Auf der Innenoberfläche der Glasröhre ist eine bekannte lichtreflektierende Schicht 4 gebildet. Ferner befindet sich auf der lichtreflektierenden Schicht 4 eine bekannte Leuchtstoffschicht 5, wie eine Phosphorschicht. Als Reflexionsschicht 4 kann eine Leuchtstoffschicht verwendet werden. Eine Leuchtstoffschicht, die einigemale dicker als diejenige bekannter Leuchtstoffröhren ist, kann nämlich betrachtet werden als eine Schicht, die eine aus der Leuchtstoffschicht hergestellte Reflexionsschicht umfaßt. Die Reflexionsschicht 4 kann nicht nur zwischen der Innenoberfläche der Röhre 1 und der Leuchtstoffschicht 5 gebildet sein, sondern auch auf der Außenoberfläche der Röhre 1.

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Als kennzeichnendes Merkmal weist die erfindungsgemäße Leuchtstofflampe ein Paar transparenter Öffnungen 7 und 8 auf, die linear sind, parallel zur Achse der Glasröhre verlaufen, frei von der Leuchtstoffschicht 5 und der Reflexionsschicht 4 sind und derart angeordnet sind, daß Licht geradewegs eine der Öffnungen, den Glasröhreninnenraum und die andere Öffnung passieren kann. Bei den Öffnungen 7 und 8 sind die Innenflächen der Glasröhre 1 vorzugsweise mit transparenten Schutzschichten aus Zinnoxyd oder Titandioxyd beschichtet, um eine unerwünschte Färbung des Glases durch Quecksilberionenaufschlag zu verhindern.

Ein praktisches Ausführungsbeispiel weist folgende Einzelheiten auf:

Außendurchmesser der Glasröhre 1

Länge der Lampe (Kappenoberfläche bis Kappenoberfläche)

Edelgas Argon mit einem Druck von

lichtreflektierende Schicht

Leuchtstoffschicht 5

Breite der Öffnungen 7 und 8

25 mm

436 mm

2,5 Torr

Titandioxydpulver mit einer Schichtstärke von 4 mg/cm^

manganaktiviertes Calziumhalogenphosphat i_n einer Schichtstärke von 4 mg/cm^

6,5 mm; (beide Winkel oc 1 und Ä 2 für die öffnungen 7 bzv/. 8 in der Schnittdarstellung der Fig. 2 sind etwa 3o°, wobei der Viinkelursprung in der Röhrenachse

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Position der öffnungen 7 und 8 symmetrisch bezüglich der

Achse der Glasröhre 1

Schutzschicht 9 transparente Zinnoxydschich

ten 9, 9 sind bei den öffnungen 7 und 8 auf der Innenfläche der Glasrohre 1 gebildet, um eine unerwünschte Färbung der Glaswand zu verhindern.

Eine Lesevorrichtung mit der vorausgehend beschriebenen Leuchtstofflampe mit öffnungen wird nachfolgend anhand der Fig. 3 erläutert. Gemäß Fig. 3 hält ein Halter 1o den zu lesenden Gegenstand 14, beispielsweise eine Fotografie. Die beschriebene Leuchtstofflampe 1 mit öffnungen ist dicht neben dem zu lesenden Gegenstand 14 oder den Gegenstand 14 berührend angeordnet, derart, daß die erste öffnung 7 einem ausgewählten Teil 15 des zu lesenden Gegenstandes 14 gegenüberliegt. Eine optische Einrichtung 12, die beispielsweise eine Projektionslinse 16 umfaßt, ist so angeordnet, daß sie das reflektierte Lichtstrahlenbündel aufnimmt, das vom zu lesenden Gegenstand 14 kommt und die erste öffnung 7, den Innenraum der Lampenröhre und die zweite öffnung 8 passiert hat. Das durch die Lampe 1 kommende reflektierte Lichtstrahlenbündel wird durch die optische Einrichtung 12 fokussiert und erzeugt auf einer lichtempfindlichen Schicht 13 eine Abbildung I entsprechend dem Muster des zu lesenden Gegenstandes 14. Die lichtempfindliche Schicht 13 ist so angeordnet, daß sie dem zu

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lesenden Gegenstand 14 gegenüberliegt, wobei die Leuchtstofflampe 1 mit öffnungen und die optische Einrichtung 12 zwischen lichtempfindlicher Schicht 13 und Objekt 14 liegt. Eine erste Blende mit einer linearen öffnung ist auf oder über der Oberfläche des zu lesenden Gegenstandes derart angeordnet, daß die Blendenöffnung der ersten öffnung 7 gegenüberliegt. Eine zweite Blende 19 mit linearer öffnung ist so angeordnet, daß ihre Blendenöffnung der zweiten öffnung 8 gegenüberliegt. Eine dritte Blende 17 mit veränderlicher öffnung ist unmittelbar vor der Projektionslinse angeordnet. Eine vierte Blende 2o mit linearer öffnung ist so angeordnet, daß sie die Breite des auf die lichtempfindliche Schicht 13 auftreffenden Lichtstrahlenbündels B auf ein vorher eingestelltes Maß begrenzt.

Die beschriebene Lesevorrichtung arbeitet folgendermaßen:

Der ausgewählte Teil 15 des zu lesenden Gegenstandes 14 wird durch das Licht der Leuchtstofflampe 1 mit öffnungen intensiv beleuchtet. Das Licht geht von der Leuchtstoffschicht 5 aus und beleuchtet durch die erste öffnung 7 den ausgewählten Teil 15. Das vom ausgewählten Teil 15 des zu lesenden Gegenstandes 14 reflektierte Lichtstrahlenbündel, d.h. das die Musterinformation des zu lesenden Gegenstandes enthaltende Lichtstrahlenbündel, gelangt durch die transparente Glaswand der ersten öffnung 7,

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durch den Innenraum der Röhre 1, durch die transparente Glaswand der zweiten Öffnung 8 und durch die Linse 16, und projiziert die Abbildung I auf die Oberfläche der lichtempfindlichen Schicht 13.

Die lineare Blende 18 dient zur Abschirmung des über den ausgewählten Teil 15 hinausgehenden restlichen Teils des zu lesenden Gegenstandes 14 durch lichtabsorbierendes,schwarzes Material, das sich auf der Blende 18 befindet, um das vom restlichen Teil reflektierte Licht auszuschalten und dadurch den Kontrast der Abbildung I zu erhöhen. Der zu lesende Gegenstand 14 wird nach rechts oder links, d.h. in Richtung der Breite der linearen öffnung, verschoben, so daß nach und nach alle Teile des zu lesenden Gegenstandes durch die lineare öffnung der Blende 18 belichtet werden.

Die lineare Blende 19 dient zur Abschirmung des Ober die öffnung hinausgehenden Restteils der Außenfläche der Röhre 1, um zu verhindern, daß durch den Restteil der Außenfläche der Röhre 1 sickerndes Licht in die optische Einrichtung 12 gelangt.

Die variable Blende 17 dient zur Einstellung, der Lichtintensität des Lichtstrahlenbündels B und folglich zur Einstellung der Helligkeit der auf die lichtempfindliche Schicht 13 projizierten Abbildung I.

Die lineare Blende 2o dient dazu, Lichtanteile von unnötigen

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Streifenteilen in der Breitenrichtung der Abbildung I auszuschalten. Die Abbildung I umfaßt einen Mittelteil C, bei dem es sich um ein Bild handelt, das von demjenigen Lichtstrahlenbündel projiziert wird, welches vom Muster des der ersten öffnung 7 gegenüberliegenden ausgewählten Teils 15 reflektiert ist, und außerdem die unnötigen Streifenteile F, F, bei denen es sich um Bilder handelt, die von Licht, das von dem der öffnung 7 benachbarten Teil der Leuchtstoffschicht stammt, projiziert und zu beiden Seiten des Mitteilteils C gebildet werden. Die Streifenteile F, F der Abbildung I werden von dem direkt von der Leuchtstoffschicht kommenden Lichtstrahlenbündel erzeugt, sind folglich hell und tragen überdies keine Information des zu lesenden Gegenstandes. Wenn die Streifenteile F, F zusammen mit dem Mittelteil C auf die lichtempfindliche Schicht 13 projiziert v/erden, die nach links oder rechts verschoben wird, d.h. in einer Richtung, die entgegengesetzt zu der Verschiebungsrichtung des zu lesenden Gegenstandes 14 ist, wird deshalb der Kontrast der resultierenden Abbildung auf der lichtempfindlichen Schicht 13 aufgrund der hellen Streifenteile F, F in einem bestimmten Ausmaß verringert. Folglich ist es vorzuziehen, beide Seitenteile des Lichtstrahlenbündels durch die lineare Blende 2o wegzublenden, um zu verhindern, daß die Streifenteile F, F auf der lichtempfindlichen Schicht 13 aufgezeichnet werden, wodurch der Kontrast der auf der lichtempfindlichen Schicht 13 aufzuzeichnenden resultierenden Abbildung verbessert wird.

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Wenn die lichtempfindliche Schicht 13 gegenüber Licht mit einer relativ kurzen Wellenlänge empfindlich ist, ist die Verwendung eines der Linse 16 vor- oder nachgeschalteten Filterglases zu bevorzugen, um einen ausreichenden Kontrast der Abbildung zu erzielen, da durch die Entladung im Inneren der Röhre 1 Quecksilber-Spektrallinien von 4o5, 436, oder 545 nm emittiert werden. Ist dies nicht der Fall, reicht eine Ausschaltung oder Begrenzung der Streifenteile F und F mittels der linearen Blenden 19 (und 2o) aus, da im Innenraum der Röhre 1 kein lichtstreuendes Element vorhanden ist,

Bei einer fotoelektrischen Musterlesevorrichtung, bei der eine" Leuchtstofflampe mit zwei öffnungen gemäß beschriebenem Ausführungsbeispiel verwendet wird, wobei die Lampe mit einem Lampenstrom von 8oo mA zum Leuchten gebracht wird, beträgt die Intensität der bildmäßigen Beleuchtung auf der lichtempfindlichen Schicht 13 16o % derjenigen, welche man mit einer gleichen Vorrichtung erhält,, die zwei Leuchtstofflampen der herkömmlichen Art mit einer einzigen öffnung aufweist, welche die gleiche Größe und die gleiche Eingangsleistung aufweisen und in einem Abstand vom zu lesenden Gegenstand angeordnet sind. Das heißt, der Lichtausnutzungswirkungs-

grad beträgt 32o % desjenigen herkömmlicher Leuchtstofflampen mit einer einzigen öffnung.

Die vorliegende Erfindung führt zu folgenden Vorteilen!

Die Wirkung der Beleuchtung des ausgewählten Teils 15 des zu Ie-

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senden Gegenstandes 14 durch die Leuchtstofflampe, d.h. der Ausnutzungswirkungsgrad des Lichtes der Lampe, ist sehr hoch, da die erste Öffnung 7 der Leuchtstofflampe so angeordnet ist, daß sie den ausgewählten Teil 15 berührt oder sehr dicht neben diesem liegt.

Da der zu lesende Gegenstand die erste öffnung 7 der Lampe berührt oder sehr dicht neben dieser liegt, wird derjenige Restteil des reflektierten Lichtes, der über den die zweite öffnung 8 passierenden Teil hinausgeht, in der Röhre eingeschlossen und geht nicht durch Streuung außerhalb der Röhre 1 verloren, wie bei der herkömmlichen Anordnung. Dies erhöht ebenfalls den Wirkungsgrad der Lichtausnutzung.

Da die Lampe sehr dicht neben oder in Berührung mit dem zu lesenden Gegenstand angeordnet ist, kann die Lesevorrichtung kompakt gemacht werden.

Da der Lichtausnutzungswirkungsgrad sehr hoch ist, kann eine Lampe mit geringerer Eingangsleistung und kleineren Abmessungen verwendet werden, und demgercäß können sowohl der Leistungsverbrauch als auch die Abmessungen der Vorrichtung verringert werden.

Da die Lampenröhre sehr dicht neben oder in Berührung mit dem zu lesenden Gegenstand angeordnet werden kann, kann der Durchmessender Lawpenröhre wunschgemäß groß gemacht werden, ohne daß man die

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erwähnten Vorteile einbüßt. Demgemäß ist es durch Vergrößern des Durchmessers der Lampenröhre möglich, die Eigenschaften der Lampe weiter dadurch zu verbessern, daß man die InnenoberfISche vergrößert oder das Verhältnis zwischen den Flächen der öffnungen 7 und 8 und den Flächen der Leuchtstoffschichten 5 und 5 verkleinert.

Bei der erfindungsgemäßen Leuchtstofflampe mit zwei öffnungen muß die Position der öffnungen 7 und 8 nicht notwendigerweise symmetrisch zur Röhrenachse sein, sondern die öffnungen können gegenüber der Achse geneigt angeordnet sein. Die einzige Begrenzung für die gegenseitigen Positionen der öffnungen besteht darin, daß die öffnungen so angeordnet sein müssen, daß ein Lichtstrahlenbündel beide öffnungen passieren kann. Da der kritische Winkel des Glases der Lampe bei 42° liegt, muß die zweite öffnung so angeordnet sein, daß sie sich in einer Position befindet, die um einen Winkel (ß) von mehr als 96° des Umfangs auf der Querschnittsebene von der Position der ersten öffnung entfernt ist.

- Patentansprüche -

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Claims

Patentansprüche

\.j Leuchtstofflampe mit öffnung, die eine zylindrische, luftdichte Glasröhre aufweist, ferner ein Paar im Inneren der Glasröhre in der Nähe von deren beiden Enden angeordnete Elektroden, eine auf der Innenoberfläche der Glasröhre gebildete Leuchtstoffschicht, eine auf der Außenseite der Leuchtstoffschicht gebildete lichtreflektierende Schicht und in der Glasröhre eingeschlossene geringe Mengen Edelgas und Quecksilber, dadurch gekennzeichnet , daß die Leuchtstofflampe (1) ein Paar lineare und transparente öffnungen (7,8) auf v/eist, die frei von der Leuchtstoffschicht (5) und von der Reflexionsschicht (4) sind, parallel zur Glasröhrenachse verlaufen und derart angeordnet sind, daß Licht geradewegs eine der öffnungen (7), den Glasröhreninnenraum und die andere öffnung (8) passieren kann.
2. Leuchtstofflampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitten der öffnungen (7,8) symmetrisch zur Achse der Röhre (1) angeordnet sind.
3. Leuchtstofflampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reflexionsschicht (4) zwischen der Leuchtstoffschicht (5)

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J.

und der Innenoberfläche der Glasröhre (1) gebildet ist.
4. Leuchtstofflampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reflexionsschicht (4) auf der Außenoberfläche der Glasröhre (1) gebildet ist.
5. Leuchtstofflampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß die Reflexionsschicht (4) als eine Leuchtstoffschicht ausgebildet ist.
6. Leuchtstofflampe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Reflexionsschicht (4) zwischen der Leuchtstoffschicht (5) und der Innenoberfläche der Glasröhre (1) gebildet ist.
7. Leuchtstofflampe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Reflexionsschicht (4) auf der Außenoberfläche der Glasröhre (1) gebildet ist.
8. Leuchtstofflampe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Reflexionsschicht (4) als Leuchtstoffschicht ausgebildet
9. Leuchtstofflampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste öffnung (7) und die zweite öffnung (8) auf der Querschnittsebene um einen Umfangswinkel von mehr als 96° voneinander getrennt sind.

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DIPL-CHEM. DR. ELISABETH JUNG DIPL-PHYS. DR. JÖRGEN SCHIRDEWAHN D R.-IN Q. GERHARD SCHM ITT-N I LSON PATENTANWÄLTE

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P 27 o7 1o9.6

Matsushita Electronics Corp.

u.Z.: L 362 M1 (Dr.S/hi/k)

3o. Juni 1977

Neue Patentansprüche 1o bis 13
10. Verwendung einer Leuchtstofflampe nach einem der Ansprüche 1 bis 9 für eine Lesevorrichtung mit einem Halter zum Halten eines zu lesenden Gegenstandes (14), wobei die Leuchtstofflampe (1) als Beleuchtungsvorrichtung zum Beleuchten eines linearen ausgewählten Teils (15) des zu lesenden Gegenstandes (14) vorgesehen und eine ihrer öffnungen (7,8) dicht bei dem ausgewählten Teil (15) angeordnet ist, mit einer optischen Vorrichtung (16) zum Konvergieren von Licht, das vom ausgewählten Teil reflektiert ist, um ein Lichtstrahlenbündel zur Projektion einer Abbildung zu erzeugen, und mit einer Lichtempfangsvorrichtung (13), die das Lichtstrahlenbündel durch die optische Vorrichtung empfängt, so daß auf dieser ein Lichtbild erzeugt wird.
11. Lesevorrichtung nach Anspruch 1o, dadurch gekennzeichnet, daß eine Blende (19) vorgesehen ist mit einer linearen öffnung,die parallel und angrenzend an die andere öffnung (8) vorgesehen ist.

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12. Lesevorrichtung nach Anspruch 1o oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Blende (18) vorgesehen ist mit einer linearen Öffnung, die parallel und benachbart zur einen öffnung (7) angeordnet ist.
13. Lesevorrichtung nach einem der Ansprüche 1o bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine dritte Blende (2o) mit einer linearen öffnung vorgesehen ist, die auf der Lichtempfangsvorrichtung so angeordnet ist, daß ihre öffnung parallel zu den öffnungen (7,8) der Lampe verläuft, um Restlicht von einer Abbildung des linearen ausgewählten Teils (15) auszublenden.

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