DE3045746A1

DE3045746A1 - Mischschnecken fuer magnetbuerste

Info

Publication number: DE3045746A1
Application number: DE19803045746
Authority: DE
Inventors: Christian A. 06877 Ridgefield Conn. Beck; Walter J. 06430 Fairfield Conn. Jurkowski; Charles E. 06810 Danbury Conn. Pegg
Original assignee: Pitney Bowes Inc
Current assignee: Pitney Bowes Inc
Priority date: 1979-12-05
Filing date: 1980-12-04
Publication date: 1981-08-27
Also published as: CA1132342A; GB2064379B; GB2064379A; US4274362A

Description

4. Dezember 1980

B-535

Pitney Bowes Inc., Stamford, Connecticut 06926

USA

Mischschnecken für Magnetbürste

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Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Verbesserung beim Mischen der Bestandteile eines zweikomponentigen magnetischen Entwickler materials, das in der Trockenentwicklervorrichtung einer typischen Bürokopiermaschine verwendet wird. Es sind Mischvorrichtungen in verschiedenen Schneckenformen zum Zusammensetzen von Trockenmarkierungs- und ferromagnetischen Trägerbestandteilen im Gebrauch. Beide Entwicklerkomponenten werden zur Herstellung eines bestimmten Trockenentwicklerrezepts gemischt, welches in einem vorbestimmten Verhältnis von Markierungs- zu eisernen Trägerbestandteilen zusammengesetzt ist. Die gewünschte Entwicklerzusammensetzung wird am besten durch Mischschneckenglieder erreicht, die in dem untersten Bereich des Tanks der Trockenentwicklervorrichtung angeordnet sind. Im Verlauf des Mischungsvorgangs trägt die Mischschneckenanordnung auch zur Schaffung des sogenannten reibungselektrischen Ladungseffekts für den Markierungsmittelträgerbestandteil bei, durch den die Bildentwicklung ermöglicht wird.

In der Trockenentwicklervorrichtung sind zwei getrennte Untersysteme vorgesehen, welche die bei dem Betrieb der Entwicklereinheit erforderlichen Hauptfunktionen herstellen. Der Hauptbestandteil des Entwicklersystems setzt sich aus verschiedenen mechanischen Vorrichtungen zusammen, die innerhalb der die Grundeinrichtung der Entwicklereinheit umfassenden trogförmigen Umhüllung aufgehängt sind. Der Trog ist derart konstruiert, um ein Verspritzen trockenen teilchenförmigen Materials infolge des Mischens, des Umlaufs und des allgemeinen Betriebs auf ein Mindestmaß herabzusetzen. In den Stirnseiten des Troges der Entwicklereinheit sind auch geeignete Lager angeordnet, um verschiedene Mischungs-, Zuteilungs-, Umwälz- und Entwicklerauftrageglieder aufzuhängen.

Die Mischschneckenglieder sind in dem Trog der Entwicklereinheit gewöhnlich in dem Tankbereich angeordnet und dienen zum Umwälzen und Verteilen des Trägers sowie auch zum Einmischen des Trocken-

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markierungsbestandteils in den Trägerbestandteil· Das Markierungsmittel oder, wie es sonst in der Xerographietechnik bekannt ist, der Toner, wird regelmäßig durch ein Tonerzuteilsystem in die Nähe der umlaufenden Mischschneckenglieder eingeworfen. Das Zuteilsystem beinhaltet das zweite wirkungsmäßige Untersystem der Entwicklereinheit und weist eine sich drehende Vorrichtung auf, um das Markierungsmittel in einer regelmäßigen, gleichmäßig verteilten Menge abzuwerfen, während die Kopiermaschine in Betrieb ist.

Während der Dauerbetriebszyklen der Kopiermaschine werden entsprechend der Anforderung durch die Bedienungsperson Bilder im Endlosbetrieb entwickelt. Die tatsächliche Entwicklung des physikalischen Bildes erfolgt entsprechend dem Bedarf kontinuierlich in der Entwicklungszone der Verarbeitungsstation. Die Entwicklervorrichtung und mehr im einzelnen die in der Vorrichtung vorhandene magnetische Auftragewalze trägt kontinuierlich eine vorbestimmte Menge Entwicklers auf die entstehenden Bilder auf, welche vorher durch ein der Beleuchtung und Bildumsetzung zugeordnetes Betriebsmittel, das zum Zwecke der Projektion der Abbildung des Originaldokuments angeordnet ist, auf einem Fotoleiterteil belichtet werden.

Das Markierungsmittel wird durch den ferromagnetischen Trägerbestandteil zu der Entwicklungszone befördert, wobei die Vorteile dieses Vorganges in der Xerographietechnik wohlbekannt sind. Die ferromagnetischen Trägerteilchen werden durch einen der zahlreichen Magnete der Auftragewalze von der Oberfläche der Auftragewalze borstenförmig radial nach außen abstehend ausgerichtet. Dabei berühren die Borsten oder die Bürste die Bildträgeroberfläche des Fotoleiters und der elektrische Gradient des Ladungspotentials zwischen dem belichteten latenten Bild und dem durch das geladene Markierungsteilchen gebildeten Konstituenten verursacht eine physikalische übertragung des Markierungsmittels und dessen Anhaftung an das belichtete latente Fotoleiterbild, wodurch die Entwicklung des sichtbaren Bildes

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auf dem Fotoleiter bewerkstelligt wird. Auf diese Weise und aus diöser Lage wird das sichtbare markierte Bild auf dem Fotoleiter an eine Übertragungsstation befördert, was ebenfalls ein Teil des gesamten Kopiervorganges ist, wo dann das Bild unter dem Einfluß eines elektrischen Potentials zum physikalischen Einwandern auf ein Stück Kopierpapieres veranlaßt wird. Die sich ergebende übertragene Kopie der Abbildung wird sodann durch eine Einbrennstation hindurchgeführt, in der die Abbildung auf dem Kopierbogen dauerhaft fixiert wird.

Der Entwicklungsvorgang geht bei einem wiederholten zyklischen Betrieb der Kopiermaschine weiter, soweit dies durch die Bedienungsperson der Maschine verlangt wird. Infolge des wiederholten Endlosbetriebs entstehen jedoch Schwierigkeiten hinsichtlich der Abnutzung des ferromagnetischen Markierungsträgerbestandteils durch Abrieb. Der Trägerbestandteil wird innerhalb der Entwicklervorrichtung in endloser Umwälzung rückgeführt, um nach der im Laufe der Bildentwicklung erfolgenden Ablagerung an der Entwicklungszone erneut eine frische Versorgung mit Markierungsmittel anzusammeln. Die Rückführung des Trägerbestandteils wird durch eine Vorrichtung der Entwicklereinheit erreicht, die unter Drehung eine Mischung, einen Umlauf und einen im allgemeinen strömungsartigen Fluß des Trägers mit anhaftendem Markierungsmittel zu der Entwicklungszone hervorruft. In einem Teil des Zyklus¹ ist der Trägerbestandteil leer oder des Markierungsmittels entkleidet und wird dazu veranlaßt, längs einer geneigten Rampe nach unten in die Mischungszone hinein zwischen umlaufende Schnecken zu gleiten.

Im Lauf der endlosen zyklischen Bewegung, welcher der Träger unterworfen ist, tritt natürlich in großem Umfang eine einen Abrieb verursachende Reibung der Trägerteilchen gegen den Trog der Entwicklereinheit und gegen umlaufende Elemente, welche den Fluß des Entwicklers in Gang halten, auf. Diese reibende und abreibende Tätigkeit führt schließlich zu einer Abnutzung der faserartigen Trägerteilchen, bis sie größenmäßig kleiner werden und im Ergebnis unter Annahme einer abgerundeten Form abgenutzt

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worden sind. Der Abrieb, die verringerte Größe und die abgerundete Form wirken insgesamt dahingehend zusammen, daß die Wirksamkeit des Trägers herabgesetzt wird.

Die Anfangsstufen der Entwickleraufbereitung beginnen in der in dem Trog der Entwicklereinheit vorgesehenen Mischschneckenstation, wo die beiden getrennten Entwicklerbestandteile durch eine zusammengesetzte radiale und axiale Wälzwirkung zusammengemischt werden. Von diesem Punkt aus wird zum Zwecke der Sammlung eines konstanten Flusses gemischten Entwicklers der Entwickler durch eine sich drehende magnetische Auftragewalze von der nächstliegenden umlaufenden Mischschnecke angezogen. Der Entwickler wird durch die magnetische Auftragewalze über den Boden des Tanktroges weggezogen und haftet in einer borstenartigen Form an der äußeren zylindrischen Oberfläche der Walze an.

Der Entwickler wird sodann, während er an der sich drehenden Auftragewalze haften bleibt, gegen eine enge öffnung gezogen, die für eine Berührung mit dem borstenförmig aufgestellten Entwickler angeordnet ist. Die öffnung wirkt als ein Zubereitungsgerät und beschneidet oder beschränkt den auf die Entwicklungszone aufzubringenden Entwickler auf eine gewünschte Menge. Während der weiteren Drehung der Auftragewalze steht der Entwickler borstenförmig radial nach außen von der Walze ab und berührt das Fotoleiterteil, das gewöhnlich derart angeordnet ist, daß es sich in einer bezüglich der Auftragewalze entgegengesetzten Richtung bewegt.

Natürlich wird der Trägerbestandteil an der Entwicklungszone infolge des Übertragungsvorganges des Markierungsmittels bei der Entwicklung seines Markierungsmittels entkleidet, jedoch bleibt der Träger an der magnetischen Auftragewalze haften, bis er anhaftend an der magnetischen Walze zu dem Trägerabstreif-Quer streif en wandert. An dem Trägerabstreif-Querstreifen, der durch ein festes, unbewegliches, klingenartiges Teil gebildet ist, das in unmittelbarer Nähe der Auftragewalze angeordnet ist,

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wird der Träger physikalisch von der Walze abgeschert. Schließlich gleitet sodann der abgelöste Träger unter dem Einfluß der Schwerkraft längs einer geneigten Rampe zum Ausgangspunkt zwischen die sich drehenden Mischschneckenglieder hinunter.

In der Mischschneckenstation wird durch den eisernen Trägerbestandteil erneut eine frische Versorgung mit Markierungsmittel angesammelt, um das Entwicklersystem mit einem endlosen Strom von Entwickler an der Entwicklungszone zu versorgen. Das Markierungsmittel wird ebenfalls endlos in einzelnen vorbestimmten Beträgen durch die Tonerzuteilvorrichtung zugeführt. Diese Markierungsmittelzuteilvorrichtung ist gezielt innerhalb der Entwickle rvor richtung angeordnet, so daß sie das Markierungsmittel unmittelbar zwischen die unterhalb der Zuteilvorrichtung angeordneten umlaufenden Mischschneckenglieder abwirft.

In US-PS 4 146 323 ist die Verwendung eines Schneckenmittels in einer Entwicklervorrichtung offenbart, um eine aktive Kreuzvermischung des Entwicklermaterials zu erleichtern. Insbesondere betrachtet diese Patentschrift die Notwendigkeit für eine aktive Kreuzvermischung des Entwicklermaterials, wobei diese Patentschrift auch ein Mittel angibt, um den Entwicklermischungsprozeß durch die Verwendung verdrehter, länglicher Schneekenflügel mit beabstandeten Schlitzen längs den schraubenlinienförmig verlaufenden Kanten der Schneckenflügel· beispielhaft durchzuführen.

In US-PS 3 333 566 ist ebenfalls ein Mischschneckenmittel für eine Entwicklereinheit beschrieben. Der Erfinder beschreibt darin die Verwendung einfacher Metallstreifen, die zur Herstellung einer Schneckenform verdreht sind und durch kämmende Zahnräder angetrieben werden.

Die Erfindung ist daher auf eine weitere Verbesserung bei der Verwendung von Schneckenflügel-Mischgeräten für Systeme von Entwicklervorrichtungen, die in Bürokopierern verwendet werden, gerichtet, wobei die Verbesserung auf eine Verlängerung der nutzbaren Lebensdauer des ferromagnetischen Trägers durch

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besondere Verbesserungen der Schneckenflugelgemoetrxe gerichtet ist.

Ein hauptsächliches Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung einer verbesserten Schneckenflügel-Mischvorrichtung durch die Verwendung bogenförmiger axialer Kanten an den Flügelgliedern, um die Abscherung und Abnutzung des ferromagnetischen teilchenförmigen Trägers herabzusetzen.

Ein weiteres Ziel besteht in der Schaffung einer Mischschneckenanordnung, die einen minimalen seitlichen Schub auf das Entwicklermaterial ausübt, während die Möglichkeit einer maximalen radialen Umwälzwirkung geschaffen wird.

Die Erfindung findet in der typischen Bürokopiermaschine Anwendung, welche zweikomponentiges Entwicklermaterial verwendet, das aus einem teilchenförmigen ferromagnetischen Trägerbestandteil besteht sowie einem geeigneten Markierungsbestandteil, der die Annahme eines reibungselektrischen positiven Ladungspotentials erlaubt.

Die Erfindung besteht aus speziellen geometrischen Verbesserungen in der Form und Ausbildung von Mischschneckengliedern für Entwickler. Speziell wurde gefunden, daß durch die Schaffung abgerundeter bogenförmiger axialer Kanten auf dem Mischglied in Verbindung mit einer beschränkten Anzahl axialer Verwindungen die Abnutzung des ferromagnetischen Trägerbestandteils herabgesetzt und hierdurch eine Verlängerung der nutzbaren Lebensdauer des Trägers erreicht wird.

Gemäß einem bevorzugten Gedanken der Erfindung werden in dem Tank eines Trockenentwicklungs-Magnetbürstensystems einer Bürokopiermaschine verdrehte Streifen aus Aluminiumflachmetall verwendet, um eine Schneckenflügel-Mischanordnung zum Zwecke der Mischung zweikomponentigen Entwicklers zu bilden. Jeder Schneckenflügel wird aus einem Streifen Flachmetalls in einer einzigen längs er-

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streckten schraizbenlinienförmigen Verwindung ausgebildet und in geeigneter Weise an jeder Stirnseite zur Anwendung eines Drehantriebs gelagert. Zusätzlich weisen die Schneckenflügel glatte, gerundete axiale Kanten auf, wodurch eine verlängerte nutzbare Lebensdauer des Trägerbestandteils infolge der herabgesetzten Schereffekte geschaffen wird.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und der Zeichnung, auf die bezüglich aller im Text nicht besonders erwähnten Einzelheiten ausdrücklich verwiesen wird. Hierin zeigen:

Fig. 1 eine anschauliche maßstäbliche Teilansicht der Entwicklervorrichtung und der angrenzenden Fotoleitertrommel-Vorrichtung,

Fig. 2 eine vergrößerte Ansicht eines Teilabschnitts einer Schneckenflügelvorrichtung und

Fig. 3 eine einen Querschnitt der Entwicklereinheit durch die Zuteil- und Umwälzkomponente der Zuteil- und Entwicklervorrichtung darstellende Ansicht.

In der Zeichnung ist in Fig. 1 eine maßstäbliche Teilansicht einer Entwicklereinheit 1 zusammen mit einer angrenzenden Trägertrommel 2 für Fotoleiter dargestellt. Es versteht sich, daß Fig. 1 einen inneren Bereich einer einen elektrofotostatischen Prozeß anwendenden Bürokopiermaschine darstellt. Ebenso versteht es sich, daß die Trägertrommel 2 für Fotoleiter in geeigneter Weise zur Drehung innerhalb des inneren Rahmenaufbaus der Kopiermaschine angeordnet ist.

Wie ferner aus Fig. 1 hervorgeht, ist dort ein Fotoleiterteil 3 auf dem Außenumfang der Trommel 2 angeordnet dargestellt. Zum Zwecke der Erläuterung ist ein auf der fotoleitenden Oberfläche vorhandenes, unentwickeltes Bild 4 dargestellt. Das Bild 4 stellt eine grafische Abbildung dessen dar, wie ein optisch übertragenes Bild auf einem von einem Objekt als Quelle belichteten und in geeigneter Weise einer Projektion durch die optischen

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Betriebsmittel der Kopiermaschine unterzogenen Fotoleiter erscheint. Zusätzlich ist zum Zwecke der Erläuterung einer Bewegungsrichtung durch einen Pfeil 5 die Drehrichtung der Trommelvorrichtung 2 angegeben, bei der die Trommel inmitten der dazugehörigen umgebenden Bildverarbeitungsvorrichtungen, die mit dem Kopierer verbunden sind, angeordnet ist.

Die vorerwähnte Trommel 2 ist auf ihrer Achse in geeigneten Stirnlagern des Kopiermaschinenrahmens gelagert, und es ist für den Fachmann ersichtlich, daß durch die Trommel 2 auch ein in anderer Weise geformter Fotoleiter 3 in Bandform getragen werden kann. Natürlich wäre ein bandförmiger Fotoleiter mit zusätzlichen Halte- und Spannmitteln versehen, um eine Drehung unter dem Einfluß der Reibung zugeordneter, sich drehender Antriebsglieder zu ermöglichen.

In der Erfindung weist eine Anordnung für einen drehbaren Antrieb der Trägertrommel 2 für den Fotoleiter eine Antriebskette 6 auf. Die Kette 6 steht in einem verbindenden Eingriff mit einem Kettenrad 7 und ebenso mit einem Kettenrad-Antriebsritzel, das auf der Abtriebswelle eines wechselstrombetriebenen Hauptmotors befestigt ist, der die hauptsächliche Drehkraft für die Kopiermaschine liefert.

Über der sich drehenden Fotoleitertrommel liegend ist auch eine optische Anordnung vorgesehen, die ein beleuchtetes Objektbild in einen einem Bereich 10a zugeordneten Bereich auf den Fotoleiter 3 projiziert. Wie bereits früher erwähnt wurde, stellt ein belichtetes latentes Bild 4 ein derartiges latentes Bild dar, das im weiteren Verlauf der Vorgänge durch das hier beschriebene Entwickler system entwickelt wird. Um die; Belichtung von Bildern, wie das angeführte Beispiel, auf dem Bildaufnahmeteil eines Fotoleiters durchzuführen, ist eine Aufladungscoronavorrichtung wie eine Coronaanordnung 8 in geeigneter Weise in dem die Fotoleitertrommel umgebenden Kopiermaschinenaufbau angeordnet. Der Coronamantel 9 ist gezielt am Außenumfang der Trommel in enger umfänglicher Anordnung hinsichtlich der BiId-

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aufnahmezone 10 angeordnet. Die Gründe für dieses Vorgehen beinhalten die Notwendigkeit, ein coronahervorgerufenes Ladungspotential auf dem Fotoleiter auf einem hohen elektrischen Potentialpegel zu halten, was sonst durch Geschwindigkeits-/ Zeitzusammenhänge des Kopiervorganges beeinträchtigt wird.

Wie am besten aus Fig. 1 zu ersehen ist, ist unmittelbar angrenzend an die Trommel 2 in einer relativ waagerechten Ebene die Entwicklervorrichtung an einer Rahmenhaiterung 11 des inneren Aufbaus der Kopiermaschine befestigt. In typischer Weise ist die gesamte Entwicklervorrichtung 1 durch Schrauben 12 an der Verbindungsstelle der abgebogenen, winkelförmigen Fußstützen 13 und der tragenden Rahmenhalterung 11 an der Rahmenhalterung 11 befestigt. Bei der die Entwicklereinheit 1 aufweisenden Konstruktion sind die seitlichen abgewinkelten Fußstützen 13 einstückig mit jeder einzelnen Endplatte 14 und 15 der Entwicklereinheit verschweißt. Durch weitere geeignete Befestigungsschrauben 14 ist ein Mittel zur Halterung des Entwicklertanktroges 16 und der Aufbauendrahmen 14 und 15 geschaffen. Im Ergebnis wird hierdurch ein starrer, kastenförmiger Behälter geschaffen, der zur Handhabung und Aufnahme teilchenförmigen Entwicklermaterials geeignet ist.

Es ist zu beachten, daß die hierin beschriebene Entwicklervorrichtung 1 aus zwei einzelnen hauptsächlichen Unterbestandteilen besteht. Es ist ein grundlegender trogartiger Aufbau 17 vorhanden, der das hauptsächliche konstruktive Fundament der Entwicklervorrichtung bildet, und der das Entwicklermaterial enthält, und alle angetriebenen, sich drehenden Vorrichtungen, die mit dem Mischen, Umwälzen und Zuführen des Entwicklers 63 verbunden sind. Unter unmittelbarer Befestigung an dem Entwickleraufbau ist eine Markierungsmittel-Zuteilvorrichtung 18 in geeigneter Weise in Stellung gebracht, um in Zusammenarbeit mit den von dem Aufbau 17 umschlossenen Arbeitsmitteln betrieben zu werden. Eine Anordnung von Winkelträgern 20 ist einstückig mit Endrahmen 31 und 32 der Zuteilvorrichtung 18 verschweißt. Diese Anordnung liefert ein wechselseitiges Befestigungsmittel in

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Verbindung mit Schrauben 19, den Winkelträgern 20 und den geflanschten Bereichen des Entwickleraufbaus 17 und den seitlichen Endrahmen 14 und 15. Im Ergebnis ist dadurch erreicht, daß die Entwicklereinheit 1 eine einstückige, aufbaumäßig starre Anordnung bildet, durch die verschiedene innere funktioneile,angetriebene Teile gelagert werden können, sowie alle jeweiligen Mittel zur Zuführung einer Drehantriebskraft, wie sie im folgenden noch beschrieben werden. Es wird auch darauf hingewiesen, daß der hier beschriebene Aufbau auch eine freie Drehung in geeigneten Stirnlagern gestattet, die in den jeweiligen seitlichen Endrahmen für diese funktioneilen,angetriebenen Glieder vorgesehen sind.

Wie aus Fig. 3 hervorgeht, ist die magnetische Auftragewalze 21 in einer wechselseitig horizontalen Lagebeziehung zu der Entwicklungszone 22 und der Fotoleiter-Trägertrommel 2 angeordnet. Die Entwicklungszone 22 ist in bezug auf die sich drehende Fotoleiter-Trommelvorrichtung 2 gesehen durch einen verhältnismäßig eng begrenzten Flächenbereich gebildet. Die Anordnung aller Komponenten in dem Entwicklungsbereich ist derart vorgesehen, daß der Raum so· wirkungsvoll wie möglich ausgenutzt wird, und daß insbesondere eine spezielle Zone zur Berührung mit aufbereitetem Entwickler geschaffen ist.

In der Entwicklungszone 22 ist es erforderlich, den Entwickler in einem kontinuierlichen Fluß zuzuführen, und um das zu erreichen, müssen die getrennten Entwicklerkomponenten zusammengemischt und als kontinuierlicher Strom der Entwicklungszone 22 zugeführt werden. Folglich wird die faserartige ferromagnetische Komponente 23 in dem Entwicklertanktrog 16 derart gehalten, daß sie durch Mischschnecken-Vorrichtungen 24 und 25 drehend und axial umgewälzt wird. Allgemein ist aus Fig. 3 ersichtlich, daß die Schneckenvorrichtungen 24 und 25 zusammen mit der magnetischen Auftragewalze 21 unter Ausnutzung spezieller geometrischer Vorteile im Hinblick auf das Mischen, Umwälzen und die Förderung des Entwicklermaterials 63 angeordnet sind.

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Es ist natürlich erforderlich, der ferromagnetisehen Komponente 23 getrennt einen Markierungsbestandteil 26 zuzufügen. Zu diesem Zweck wird der Markierungsbestandteil 26 durch der Zuteilvorrichtung 18 zugeordnete Mittel zugeführt. Tatsächlich ist die Zuteilvorrichtung 18 in funktioneller Hinsicht unmittelbar über den Mischschneckenvorrichtungen 24 und 25 angeordnet, um das Markierungsmittel 26 in den Hauptstrom des Entwicklerverarbeitungssystems abzuladen. Dementsprechend ist eine Zuteilwalzenvorrichtung 28 mit einer geeigneten Geschwindigkeit drehbar angetrieben, welche es ermöglicht, daß ein kontinuierlicher geringfügiger Fluß von Markierungsmittel 26 zwischen die sich drehenden Schnecken 24 und 25 fällt.

Zum Zwecke der Einmischung des Markierungsmittels 26 in den eisernen Trägerbestandteil 23 wird ein der Zuteilvorrichtung 18 zugeordneter Markierungsmittelvorratsbehälter durch die Bedienungsperson der Kopiermaschine routinemäßig nachgefüllt. Das Markierungsmittel 26 wird in einer wesentlichen Menge von einer äußeren Quelle frisch in den Versorgungsbehälter 29 der Zuteilvorrichtung eingefüllt. Ein geeigneter, bei der Bedienungsperson vorhandener Zuführungsbehälter, wie eine Flasche, wird dazu verwendet, den Versorgungsbehälter 29 zu füllen, indem die Bedienungsperson Zugang zu dem Versorgungsbehälter 29 gewinnt, indem eine Behälterdeckelklappe 30 räumlich angehoben wird. Die Klappe 30 ist für den Zugriff durch die Bedienungsperson bequem angeordnet, indem sie in schwenkbarer Weise auf Halteschrauben 30a an den einander gegenüberliegenden seitlichen Endrahmen 31 und 32 der Zuteilvorrichtung 18 angeordnet ist.

Wie ferner aus Fig. 3 hervorgeht, ist die Zuteilwalzenvorrichtung 28 derart angeordnet, daß sie in dem dem Boden nächstgelegenen Bereich des Versorgungsbehälters 29 in Lage gebracht ist. Hierdurch wird eine vollständige Oberflächenberührung des Markierungsmittels 26 mit der Walze 28 bei allen in dem Versorgungsbehälter 29 verbleibenden Reststandhöhen der Tonerzuführung ermöglicht.

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Es ist dem Fachmann erkennbar, daß die Bedienungsperson des Kopierers sogleich eine Änderung in der Bildqualität der ausgegebenen Kopie feststellt, wenn die Markierungsmittelversorgung erschöpft ist. Tatsächlich ändert sich das Aussehen der ausgegebenen Bildkopie von einem Grad der erwünschten Bildschwärze zu einem wesentlich helleren, grauen Aussehen, ohne daß dabei eine Änderung in der Einstellung der Beleuchtungsstärke erfolgt, worauf die Bedienungsperson der Kopiermaschine in der vorstehend beschriebenen Weise den Versorgungsbehälter mit Markierungsmittel 26 befüllt.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, ist ein drehbares Antriebsmittel für die Markierungsmittelzuteilwalze 28 durch eine zugeführte Antriebskraft vorgesehen, welche durch ein gesamtverbundenes Antriebsmittel einem Zahnradgetriebe 34 zugeführt ist. Ferner ist ein Zahnrad 35 in geeigneter Weise an der Zuteilwalzenvorrichtung 28 auf der Walzenwelle 36 befestigt. Ferner sind ein Zahnrad 37 und eine Steuerriemenscheibe 38 in einheitlicher Weise aneinander angeformt, um ein einstückiges Teil 39 zu bilden, so daß das Zahnrad 37 mit dem angetriebenen Zahnrad 35 kämmt, wobei das Teil 3 9 in geeigneter Weise an einem Rührwellenglied 40 befestigt ist. Demzufolge ist die Rührwellenvorrichtung 41 in geeigneten Traglagern drehbar gelagert, die in die seitlichen Endplatten 31 und 32 der Zuteilvorrichtung 18 eingepreßt sind. Der Rührvorrichtung 41 wird eine Drehantriebskraft durch einen Steuerriemen 42 und ein einer Steuerriemenscheibe * zugeordnetes Verbindungsmittel zugeführt. Um eine richtige Spannung des Riemens 42 herzustellen, ist eine Riemenspannrolle 44 drehbar auf einem Achsstummel 47 angeordnet, der seinerseits an einem Schwenkarm 45 befestigt ist. Die Riemenspannung wird daher durch eine Spannfeder 46 hergestellt, die an dem Arm 45 angreift, der schwenkbar an dem Rahmen 15 der Entwicklervorrichtung angebracht ist.

Die zugeführte Drehantriebsenergie wird auf den Riemen 42 durch das der Steuerriemenscheibe 43 zugeordnete Verbindungsmittel übertragen. Die Riemenscheibe 43 ist Bestandteil eines einstückig

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ausgeformten Kunststoffteils 49, das in geeigneter Weise an dem Stirnzapfen 48 des Schneckengliedes befestigt ist, während der Zahnbereich 50 der Antriebskomponente 49 außerdem mit einem Zahnrad 51 in Eingriff steht. Das Zahnrad 51 ist ebenfalls in geeigneter Weise mit einem Stirnzapfen 52 verbunden, welcher derjenige Teil der Schneckenvorrichtung 24 ist, der in eine Traglagerhalterung aufnehmbar ist. Das Endergebnis weist ferner eine starr aufgebaute Schneckenvorrichtung durch ein Zusammenbaumittel auf, das mit mechanisch an dem Schneckenflügel 67 angebrachten Nieten versehen ist.

Um eine kompakte physikalische Anordnung zu erreichen, wird die angewendete Drehantriebskraft für die Mischschneckenvorrichtung 24 durch einen zusätzlichen Steuerriemen und ein kämmendes Zahnradmittel zugeführt, die an einem gegenüberliegenden seitlichen Ende der Entwicklereinheit 1 und entgegengesetzt zu dem Riemen 42 angeordnet und dem früher beschriebenen Antriebsmittel zugeordnet sind. Demgemäß ist eine Steuerriemenscheibe 53 in geeigneter Weise an dem Stirnzapfen 54 der Schneckenvorrichtung 24 befestigt. Dem Fachmann ist auch erkennbar, daß die Schnekkenvorrichtungen 24 und 25 mit geeigneten Stirnzapfen konstruiert sind, die zum Eingriff mit in den einander gegenüberliegenden seitlichen Endrahmen 14 und 15 der Entwicklereinheit 1 angeordneten Wellentraglagern geeignet und erforderlich sind. Auch ist erkennbar, daß die Schneckenvorrichtungen 24 und 25 jeweils getrennt aus drei getrennten Stücken aufgebaut sind, nämlich zwei einander entgegengesetzten seitlichen Stirnzapfen und dem verdrillten, schraubenlinienformigen Schneckenflügelglied. Die Schneckenbestandteile sind geeignet durch Nieten in einer konzentrischen und starr aufgebauten Weise fest zusammengefügt, was für eine Festigkeit gegen das durch das Mittel für die angelegte Drehantriebskraft ausgeübte Anfangs- und Betriebsdrehmoment ausreichend ist. Die Schneckenvorrichtung 24 ist dabei durch ein Verbindungsmittel angetrieben, das der angefügten Steuerriemenscheibe 53 und dem verbindenden Steuerriemen 55, der weiterhin durch eine Eingangs-Steuerrlernenscheibe 56 unterstützt und angetrieben ist, zugeordnet ist.

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An diesem Punkt ist daher ersichtlich, daß die Mischschneckenvorrichtungen 24 und 25 sowie auch die Zuteilwalzenvorrichtung 28 insgesamt durch die solchermaßen beschriebenen angetriebenen Komponenten mit Drehantriebsenergie beaufschlagt sind. Dies ist insbesondere durch die von dem Steuerriemen 55 zugeführte Eingangsenergie der Fall, welcher Teil der zugeordneten Hauptenergie-Übertragungsquelle ist. In diesem Sinne steht der Riemen 55 unter Herstellung einer Verbindung mit einer einstückig aus Kunststoff geformten Antriebskomponente 57 in Eingriff, die aus der Riemenscheibe 56 und einem Zahnrad 58 besteht. Außerdem ist die Antriebskomponente 57 in geeigneter Weise an dem Stirnzapfen 7 0 der Magnetauftragewalzenvorrichtung 21 befestigt. Der Zahnbereich 58 der Antriebskomponente 57 kämmt mit einem Zwischenzahnrad 59, um die von einem kämmenden Zahnrad 60 zugeführte Drehantriebskraft zu übertragen, welches in geeigneter Weise an einem seitlichen Ende der Trommel 2 befestigt ist. Um eine konstruktive Halterung für das Zwischenzahnrad 59 zu schaffen, ist ein aufrechtstehender, geflanschter Träger in geeigneter Weise an dem Boden des Kopiermaschinenaufbaus befestigt, während ein Befestigungsachsstummel 62 eine freie Drehung des Zahnrades 59 ermöglicht.

Natürlich ist an diesem Punkt auch erkennbar, daß die Trommel 2 aus einem Zylinder besteht sowie geeigneten Endkappen und daran befestigten Antriebskomponenten, um hierdurch eine Drehübertragung des Eingangsdrehmoments auf die verbindenden Antriebskomponenten, die vorstehend beschrieben worden sind, zu ermöglichen. Auf diese Weise liefert der wechselstrombetriebene Hauptmotor der Kopiermaschine über die Kette 6, das Kettenrad 7, die Trommel 2 und die gesamten zugeordneten Verbindungselemente eine Eingangs-übertragungsenergie.

Zu diesem Zeitpunkt ist es wichtig, unter Rückgriff auf Fig. 3 die Vorzüge und Wirkungsweisen jeweils bestimmter Komponenten der Entwicklereinheit 1 zu erläutern. Dies betrifft insbesondere die durch die Schneckenvorrichtungen 24 und 25 geschaffenen Vor-

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teile, durch die das Wesen der Erfindung deutlich gemacht wird. Bei der Entwicklung dieser Erfindung ist festgestellt worden, daß bestimmte bevorzugte Winkelgeschwindigkeitsbeziehungen zwischen dem Fluß des Entwicklermaterials 63 und der zugeordneten Zuteil-, Misch- und Umwälzvorrichtung bestehen. Beispielsweise wurde gefunden, daß die Magnetauftragewalze 21 der Entwicklungszone 22 dann am besten einen kontinuierlich verwendbaren Fluß gemischten Entwicklers 63 zuführt, wenn sie die Drehung mit 128 Upm ausführt. Insbesondere zieht die Magnetwalze 21 gemischtes Entwicklermaterial 63 an, während der Entwickler 63 durch die Schneckenvorrichtungen 24 und 25 umgewälzt wird. Diese Anziehung ist hauptsächlich auf die Schneckenvorrichtung 24 gerichtet, da diese bestimmte Schnecke unmittelbar angrenzend an die Auftragewalze 21 angeordnet ist. Somit wird der Entwickler 6 durch die Schnecke 24 angestoßen und durch die Magnetwalze 21 angezogen, was in Fig. 3 durch einen Pfeil 64 dargestellt ist.

Es ist unbedingt wesentlich, eine wirksame Versorgung mit geeignet aufgeladenem Markierungsmittel 26 für die Verwendung in der Entwicklungszone 22 aufrechtzuerhalten, um eine kontinuierliche optimale Kopierqualität sicherzustellen. Ein Teil des kontinuierlichen Vorganges der Schaffung dieses Stromes aufbereiteten Markierungsbestandteiles 26 erfordert eine anfängliche Zuleitung des Markierungsmittels 26 zu dem magnetischen Träger 23, um eine günstige Gelegenheit zu schaffen, in richtiger Weise das Markierungsmittel 26 dem Träger 23 in einem vorbestimmten Verhältnis beizumischen, um Entwickler 63 zu bilden. Demzufolge wird das Markierungsmittel 26 in den allgemeinen Bereich zwischen den Schneckenvorrichtungen 24 und 25 hinein verabreicht, mit der Absicht, das Markierungsmittel 26 an einer wirkungsvollen räumlichen Stelle oder Lage bezüglich der Schneckenmischvorrichtu'ngen 24 und 25 zuzuführen. Während die Schnecken 24 und 25 eine radiale und axiale Umwälzung des eisernen Trägerbestandteils 23 bewirken, haftet das Markierungsmittel 26 an den· faserartigen Teilchen des Trägerbestandteiles 23 an und nimmt dabei infolge der durch die sich drehenden Schneckengliedervorrichtungen 24 und 25 erzwungenen Mischwirkung eine reibungselektrische Ladung

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an. Im Verlauf der tatsächlichen Beimischung des Markierungsmittels 26 zum Träger 23 wurde gefunden, daß durch eine relative Schneckengeschwindigkeit von 80 Upm eine angemessene Versorgung mit Entwickler 63 für die Auftragewalze 21 aufrechterhalten wird. Zusätzlich wird zur Lieferung eines kontinuierlichen Flusses von Markierungsmittel 26 die Zuteilwalzenvorrichtung 28 mit einer Relativgeschwindigkeit von 1,5 Upm angetrieben. Die hierdurch beschriebene Geschwindigkeitskombination zwischen Markierungsmittel-Zuteilmittel, Mischmittel und Auftragemittel liefert eine wirkungsvolle Entwicklermischung 63 für die Bildentwicklung in der Zone 22.

Natürlich sind die relativen Flußgeschwindigkeiten des Entwicklermaterials 63 zum Zwecke, der Aufrechterhaltung einer konsistenten Bildentwicklung wichtig, sowie für die an die anfordernde Maschinenbedienungsperson am Ende ausgegebene Kopie. Der hauptsächliche Grund für den Erfolg der Erfindung liegt in der durch jeden Schneckenflügel in Kombination definierten Geometrie, wie sie hierin beschrieben ist. Für die Einzelheiten wird auf Fig. 2 Bezug genommen, in der ein Ende der Schneckenflügelvorrichtung 25 in einer teilweisen maßstäblichen Ansicht dargestellt ist. Eine genauere Betrachtung dieser besonderen Schneckenflügelvorrichtung zeigt, daß der Flügelbereich 66 des Schneckengliedes in einer solchen Weise ausgebildet ist, daß er in einer einzigen, axialen, linkshändigen Windung verdrillt ist. Die schraubenlinienförmige Flügelwindung ist aus Metallstreifen eines Materials wie Aluminium ausgebildet, welche gewölbte Kanten 68 aufweisen. Das Schneckenflügelglied 67 ist in seiner Gestalt gleichermaßen geformt,und im Vergleich zueinander unterscheiden sich die Schneckenvorrichtungen 24 und 25 lediglich darin, wo die jeweiligen Stirnzapfenbefestigungen räumlich in ihrer Länge oder ihrem Durchmesser unterschiedlich sind, um eine Anpassung an die früher beschriebenen zugeordneten Antriebskomponenten zu ermöglichen.

Eine weitere in Einzelheiten gehende Untersuchung der Vorteile der physikalischen Aspekte der Schneckenflügel 66 und 67 offen-

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bart, daß die gewölbten Kantenbereiche 68 und 69 der jeweiligen Schneckenflügel im Hinblick auf die Handhabung des Entwicklers 63 von Bedeutung sind. Tatsächlich hat sich gezeigt, daß diese abgerundeten Kanten keine Abscherung oder anders geartete Verletzung der den Träger 23 bildenden faserartigen Eisenteilchen hervorrufen. Im Unterschied zu dem vorerwähnten Stand der Technik, bei dem Schneckenflügel aus Metallstreifen mit mechanisch abgescherten Kanten aufgebaut worden sind, verarbeiten die hierin beschriebenen abgerundeten Schneckenkanten 68 und 69 den Entwickler 63 in wirksamer Weise zum Zwecke des Mischens und Ladens des Markierungsmittels 26 bei einer gleichzeitigen weiteren Verbesserung der Gesamtlebensdauer des Trägers 23 infolge des herabgesetzten Schereffektes. Es ist auch erkennbar, daß die erfindungsgemäßen Schneckenflügel 66 und 67, die als axiale schraubenlinienförmige Einmalwindungen ausgebildet sind, auf das Entwicklermaterial einen minimalen seitlichen Schub ausüben und eine stärkere Betonung der radialen Bewegung der Mischungsfunktion liefern, wobei nichtsdestoweniger eine Umwälzung der beiden Entwicklerbestandtexle erreicht wird, um das erforderliche spezifische Rezept, das aus dem Markierungs- und dem Trägerbestandteil 26 und 23 besteht, zu bewirken und hervorzurufen.

Demzufolge wird durch die Relativbewegung des Entwicklers 63 unter, zwischen und über den angetriebenen Schneckenvorrichtungen 24 und 25 ein Endergebnis mit einem Entwickler 63 geschaffen, der für eine kontinuierliche Bildentwicklung verwendbar ist. Darüber hinaus überwiegt der durch die verlängerte Betriebslebensdauer des eisernen Trägerbestandteils 23 erzielte Nettogewinn alle daraus folgenden erhöhten Herstellungskosten, die mit der Fertigung der Einzelheiten der axialen Kantenausführung der Schnekkenflügelglieder 66 und 67 verbunden sind oder mit den gesamten jeweils endgefertigten Schneckenflügelvorrxchtungen 24 und 25. Ferner ist auch der Bedienungskomfort für die Bedienungsperson der diese Verbesserung der Schneckenausführung verwendenden Kopiermaschine erhöht, da es infolge der erhöhten Langlebigkeit des Trägerbestandteils weniger häufig erforderlich ist, den eisernen Träger zu ersetzen.

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Im Ablauf der bei dem Kopiervorgang erforderlichen Ereignisse wird der durch die Schnecken 24 und 25 gemischte Entwickler 63 in stromartiger Form durch die Magnetauftragewalze 21 zu der Entwicklungszone 22 vorwärtsbefördert, unmittelbar nachdem eine Zubereitung in einer Zone 74 erfolgt ist und unmittelbar vor der Einbringung in die Zone 22, wo das eingeprägte latente Bild beim Betrieb des Kopierers kontinuierlich entwickelt wird. Im Verlauf der kontinuierlichen Entwicklungsfunktion wird der eiserne Trägerbestandteil 23 in der Entwickungszone 22 des ihm aufgeladenen Markierungsmittels 26 entkleidet, und der Träger wird sodann durch Drehung zu einer in Fig. 3 dargestellten Abstreifklinge 75 befördert, worauf der Träger von der Walze 21 abgelöst wird. Der Träger 23 gleitet sodann in geeigneter Weise derart an der Oberfläche des Abstreifers 75 entlang nach unten, daß er die frisch zugeteilte Lieferung an Markierungsmittel 26 abfängt, das zwischen die Schneckenflügelvorrichtungen 24 und 25 abgeladen wird. Tatsächlich beginnt der Mischvorgang für den Entwickler an diesem Punkt und wird durch die vorstehend beschriebene Geometrie, Wechselbeziehung, Ausführung und relativen Winkelgeschwindigkeiten des Mischschneckenflügelglxedes gesteigert.

Unter nochmaliger Bezugnahme auf Fig. 1 wird ein zusätzlicher funktioneller Gesichtspunkt der Entwicklereinheit 1 in den der Rührwellenvorrichtung 41 zugeordneten Betriebsmitteln aufgefunden. Die Rührwellenvorrichtung 41 ist durch die früher beschriebenen Kraftübertragungskomponenten, die die Kraft auf die Komponente 3 9 übertragen, kontinuierlich drehend angetrieben. Die Rührwellenvorrichtung, die in geeigneter Weise mit der Antriebskomponente 3 9 verbunden ist, ist mit einer relativen Winkelgeschwindigkeit von 18 Upm drehend angetrieben. Ein abgebogener Stab 71 ist in geeigneter Weise an einer an entgegengesetzten seitlichen Enden der Zuteilvorrichtung 27 unter Herstellung einer Verbindung an der Rührwelle 40 befestigten Muffe 7 2 befestigt. In hinreichend geeigneter Weise liefert die umlaufende Rührwellenvorrichtung 41 für das Markierungsmittel ein Mittel zum Zerkleinern jener unbeabsichtigter

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Klumpen von Markierungsmittel 26, die sich aus ungünstigen Umgebungsbedingungen ergeben, in denen der Kopierer arbeitet oder denen er ausgesetzt ist. Im Interesse der Zuverlässigkeit wird hierdurch eine beständige klumpenfreie Versorgung mit Markierungsmittel für das Entwicklerverarbeitungssystem 1 geschaffen.

Schließlich erkennt der Fachmann, daß, während die Vorteile der hierin definierten Geometrie und Ausführung des Schneckenflügelgliedes in einer einzelnen speziellen Weise besonders deutlich dargelegt worden sind, weiterhin kleinere Änderungen lediglich zu einer weiteren Steigerung der Erfindung führen. Es braucht nicht mehr besonders erwähnt zu werden, daß das Ergebnis in der wesentlichen Verbesserung der Lebenserwartung des eisernen Trägers besteht.

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Claims

^45748 Patentansprüche

1. Entwicklervorrichtung zur Verwendung in einer elektrostatischen Kopiermaschine, gekennzeichnet durch einen Tank (16) zur Aufnahme zweikomponentigen Entwicklermaterials (63), bestehend aus einem Markierungsbestandteil (26) und einem magnetischen Trägerbestandteil (23), ein in dem Tank (16) drehbar gelagertes Magnetauftragemittel (21) zum Abziehen von Entwicklermaterial (63) aus dem Tank (16) und dessen Vorbeileitung an einem ein elektrostatisches Bild aufweisenden fotoleitenden Glied (3), so daß eine Menge des Markierungsbestandteils (26) auf dem elektrostatischen Bild zu dessen Sichtbarmachung abgelegt wird, ein in dem Tank (16) drehbar gelagertes längliches Mischglied (24, 25) zum kontinuierlichen Zusammenmischen des Markierungs- (26) und des Trägerbestandteils (23) des Entwicklermaterials (63), wobei das Mischglied (24, 25) aus einem länglichen Streifen (66, 67) starren Materials gebildet ist, das zur Bildung einer Schraubenwendel verdrillt ist, und ein Mittel zur Drehung des Mischgliedes (24, 25), wobei das Mischglied (24, 25) eine schraubenwendelförmige Anordnung und eine axiale Kantenanordnung (68, 69) aufweist, die sich in ihrer Wirkung kombinieren, um im wesentlichen Abscherung und Abrieb des Trägerbestandteils (23) des Entwicklermaterials (63) während der Drehung des Mischgliedes (24, 25) zu beseitigen, wodurch die verwertbare Lebensdauer des Trägerbestandteils (23) stark verlängert wird.

2. Entwicklervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der schraubenwendelförmigen Anordnung das Mischglied (24, 25) zwischen seinen Enden derart verdrillt ist, daß zwischen diesen Enden wenigstens eine halbe Umwindung, jedoch nicht mehr als zwei Umwindungen, vorgesehen sind.

3. Entwicklervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Mischglied (24, 25) zwischen den Enden derart verdrillt ist, daß eine Umwindung dazwischenliegt.

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4. Entwicklervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Kantenanordnung (68, 69) das Mischglied (24, 25) aufweist und ein gewölbter Oberflächenbereich (68, 69) sich zwischen den gegenüberstehenden flachen Oberflächen (66, 67) des Mischgliedes erstreckt.

5. Entwicklervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die schraubenwendeiförmige Anordnung das Mischglied (24, 25) aufweist, das zwischen seinen Enden derart verdreht ist, daß dazwischen eine einzige Umwindung liegt, und daß die axiale Kantenanordnung das Mischglied (24, 25) aufweist, das einen sich zwischen den gegenüberstehenden flachen Oberflächen (66, 67) des Mischglieds (24, 25) erstreckenden gewölbten Oberflächenbereich (68, 69) aufweist.

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