JP2004012687A - 現像剤収納容器の減容方法及び現像剤補給装置並びに画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】フレキシブルなトナー収納容器を減容したときにほぼ一定の形状に減容することができる現像剤収納容器の減容方法及び現像剤補給装置並びに画像形成装置を提供することである。
【解決手段】フレキシブルな材質で作られたトナー収納容器７０内部のエアーあるいはトナーが補給よって抜かれるとき、トナー収納容器７０を容器ホルダ９０に設けた凸部９４によってその減容形状を規制しつつ減容する。
【選択図】　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、現像剤収納容器の減容方法及び現像剤補給装置並びに画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
プリンタ、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置では、一般的にトナーやキャリアと呼ばれる現像剤を用いて現像装置によりトナー像を形成して画像を形成している。トナーは画像形成とともに消費されるため、画像形成装置にはトナーボトルやトナーカートリッジ等のトナーを収納するトナー収納容器を装置本体にセットし、その容器から現像装置へトナーを補給している。この種の画像形成装置において、容器内のトナーを排出する方法として、トナー容器内にオーガと呼ばれる手段を設けて搬送する方式や、円筒状トナー収納容器の内面に螺旋状の突起を設け、このスクリューボトルと呼ばれる容器を回転することによってトナーを少しずつ出口へ搬送して排出する方式等が知られている。
【０００３】
しかし、前者のオーガによる搬送方式は容器内部に部材を設け、且つ、回転させる必要があり、構造が複雑となる問題がある。また、交換する容器内部に部材を設けることは消耗品のコストを高めてしまうという問題もある。後者のスクリューボトルによる搬送方式は、容器内部に部材を設けることなくシンプルであるが、一側面に出口を設けた円筒状の容器をほぼ水平に配置するため、トナー収納量の比較的少なく、交換時の取り扱いにおいても滑りやすく持ちにくいという問題があった。
【０００４】
このような問題を大幅に軽減することができるトナー搬送方式として、吸引型のポンプを用いてトナーを容器から排出し、そして任意の位置へ搬送する方式が本願出願人から提案されている。この吸引型ポンプによるトナー搬送では、トナー収納容器としてフレキシブルな容器を用いることができ、したがって使用後は小さく折り畳むことができ、メーカーによる回収が要求されてもその物流コストを大幅に軽減できる。
【０００５】
ところで、トナー収納容器としてフレキシブル容器を用いると、トナー補給に伴って容器を減容することが可能である。また、容器がトナーエンドとなったとき、内部のエアーを吸引する方法でも容器の減容ができる。このように交換時に使用済み容器が既に減容されていれば、容器の取り扱いがし易く取り出し後の折り畳み操作も不要になるため回収コストの低減を促進することが可能となる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したようなトナー収納容器の減容を行った場合、減容した形状につぶれやねじれ等が生じて一定形状にならないという問題があった。このように、トナー収納容器がほぼ一定の形状に減容されないと、使用後の容器を保管する場合でも、回収のため輸送する場合でも収容性が悪く、また、きれいに畳み直すようにすると、無駄な作業が必要となり減容の効果がまったく発揮されないという事態になる。さらに、不定形の減容はその形状によっては容器内に多量のトナーが残留してしまうこともあった。
【０００７】
本発明は、上記した従来の問題を解消し、フレキシブルなトナー収納容器を減容したときにほぼ一定の形状に減容することができる現像剤収納容器の減容方法及び現像剤補給装置並びに画像形成装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明は、電子写真プロセスに用いる現像剤が収納され、収納部がフレキシブルな材質で作られた現像剤収納容器の減容方法において、前記現像剤収納容器内部のエアーあるいは現像剤が抜かれるとき、当該現像剤収納容器は規制手段によってその減容形状を規制しつつ減容することを特徴としている。
【０００９】
また、上記の目的を達成するため、本発明は、現像剤収納容器に収納した現像剤を現像装置へ補給する現像剤補給装置であって、現像剤収納容器内部のエアーあるいは現像剤が抜かれるとき、当該現像剤収納容器の減容が可能な現像剤補給装置において、前記現像剤収納容器を保持する保持部材に前記現像剤収納容器の減容形状を規制する規制手段が設けられていることを特徴としている。
【００１０】
なお、本発明の現像剤補給装置において、前記保持部材が、取り出し可能に前記現像剤収納容器が収容され、且つ、前記現像剤収納容器より剛性の大きい外箱容器であると、効果的である。
【００１１】
さらに、本発明の現像剤補給装置において、前記保持部材が、脱着可能に前記現像剤収納容器が装着される画像形成装置本体に設けられた容器ホルダであると、効果的である。
【００１２】
さらにまた、本発明の現像剤補給装置において、前記現像剤収納容器に折り目が形成され、前記規制手段がその折り目の部位で折れるように突出した形状を有すると、効果的である。
【００１３】
さらにまた、本発明の現像剤補給装置において、前記規制手段に前記現像剤収納容器に対して折り畳む方向への力が付勢されていると、効果的である。
さらにまた、本発明の現像剤補給装置において、前記現像剤収納容器内の現像剤が、当該容器外に設けられた吸引手段の吸引により排出されると、効果的である。
【００１４】
また、上記の目的を達成するため、本発明は、請求項２ないし７の何れか一項に記載の現像剤補給装置を用いる画像形成装置において、前記現像剤収納容器がトナー収納容器であり、現像剤補給装置が該トナー収納容器のトナーを吸引手段によって現像装置に補給することを特徴としている。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に従って説明する。
図１は、本発明に係るカラー画像形成装置の一例であるカラー複写機を示す概略図である。このカラー複写機は、中央に複写機本体１００、その下部にテーブル状に構成された給紙部２００が配置され、複写機本体１００の上方にスキャナ３００、スキャナ３００の上方に原稿自動搬送装置４００を配置した構成となっている。
【００１６】
複写機本体１００には、複数のローラ１４、１５、１６に巻き掛けられた可撓性を有する無端ベルトにより構成された像担持体としての中間転写ベルト１０が設けられている。この中間転写ベルト１０は、複数のローラ１４，１５，１６のうち１つのローラが図示していない駆動装置によって回転駆動され、これにより中間転写ベルト１０が矢印で示す時計方向に走行駆動され、他のローラが従動回転する。このように走行する中間転写ベルト１０の上部走行辺には、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの作像ユニット１８が横に並べるようにして配置されている。すなわち、ローラ１４とローラ１５間の走行辺上に、４つの作像ユニット１８を配置してタンデム画像形成装置２０を構成している。
【００１７】
４個の作像ユニット１８は、中間転写ベルト１０に接する潜像担持体としての感光体ドラム４０を具備している。この感光体ドラム４０の周りには、帯電装置、現像装置、クリーニング装置、除電装置等が配置され、さらに感光体ドラム４０が中間転写ベルト１０に接する位置における中間転写ベルト１０の内側には転写装置５７が設けられている。本実施形態の場合、４個の作像ユニット１８は同一構造に構成されているが、現像装置のトナーの色がイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色に分けられている。また、各作像ユニット１８の上方には光変調されたレーザ光を各感光体ドラム表面に照射する露光装置２１が配置され、このレーザ光は帯電装置と現像装置の間で感光体ドラムに照射する。露光装置２１は、各作像ユニット１８毎に設けてもよいが、共通の露光装置２１を用いればコストの点で有利である。
【００１８】
一方、中間転写ベルト１０を挟んでタンデム画像形成装置２０と反対の側には、２次転写装置２２が設けられている。２次転写装置２２は、ローラ２３間に、無端ベルトである２次転写ベルト２４を巻き掛け、該ベルトが中間転写ベルト１０を介してローラ１６に押し当てられるように配置されている。なお、図１において、２次転写装置２２の左横には、シート上に担持された転写画像を定着するための定着装置２５が設けられている。
【００１９】
上述した２次転写装置２２には、画像転写後のシートをこの定着装置２５へと搬送するシート搬送機能も備えてなる。もちろん、２次転写装置２２として、非接触のチャージャを配置してもよく、そのような場合は、転写後のシートを定着装置２５まで搬送するシート搬送装置を、別途設ける必要が生ずる。
【００２０】
なお、図示例では、このような２次転写装置２２及び定着装置２５の下に、上述したタンデム画像形成装置２０と平行に、シートの両面に画像を記録すべくシートを反転するシート反転装置２８を備えている。
【００２１】
さて、かく構成のカラー複写機を用いてコピーをとるときは、原稿自動搬送装置４００の原稿台３０上に原稿をセットする。または、原稿自動搬送装置４００を開いてスキャナ３００のコンタクトガラス３２上に原稿をセットし、原稿自動搬送装置４００を閉じてそれで押さえる。
【００２２】
そして、図示していないスタートスイッチを押すと、原稿自動搬送装置４００に原稿をセットしたときは、原稿を搬送してコンタクトガラス３２上へと移動して後、他方コンタクトガラス３２上に原稿をセットしたときは、直ちにスキャナ３００を駆動し、第１走行体３３及び第２走行体３４を走行する。そして、第１走行体３３で光源から光を発射するとともに原稿面からの反射光をさらに反射して第２走行体３４に向け、第２走行体３４のミラーで反射して結像レンズ３５を通して読み取りセンサ３６に入れ、原稿内容を読み取る。
【００２３】
また、図示していないスタートスイッチを押すと、中間転写ベルト１０が回転走行し、同時に、個々の作像ユニット１８でその感光体４０を回転して各感光体４０上にそれぞれ、ブラック・イエロー・マゼンタ・シアンの単色画像を形成する。そして、中間転写ベルト１０の走行とともに、それらの単色画像を順次転写して中間転写ベルト１０上に合成カラー画像を形成する。
【００２４】
一方、図示していないスタートスイッチを押すと、給紙部２００の給紙ローラ４２の１つを選択回転し、ペーパーバンク４３に多段に備える給紙カセット４４の１つからシートを繰り出し、分離ローラ４５で１枚ずつ分離して給紙路４６に入れ、搬送ローラ４７で搬送して複写機本体１００内の給紙路４８に導き、レジストローラ４９に突き当てて止める。
【００２５】
または、手差し給紙を選択した場合には給紙ローラ５０を回転して手差しトレイ５１上のシートを繰り出し、分離ローラ５２で１枚ずつ分離して手差し給紙路５３に入れ、同じくレジストローラ４９に突き当てて止める。
【００２６】
そして、中間転写ベルト１０上の合成カラー画像にタイミングを合わせてレジストローラ４９を回転し、中間転写ベルト１０と２次転写装置２２との間にシートを送り込み、２次転写装置２２で転写してシート上に一括してフルカラー画像を記録する。
【００２７】
画像転写後のシートは、２次転写装置２２で搬送して定着装置２５へと送り込み、定着装置２５で熱と圧力とを加えて転写画像を定着して後、切り換爪５５で切り換えて排出ローラ２６で排出し、排紙トレイ２７上にスタックする。または、切り換え爪５５で切り換えてシート反転装置２８に入れ、そこで反転して再び転写位置へと導き、裏面にも画像を記録して後、排出ローラ２６で排紙トレイ２７上に排出する。
【００２８】
一方、画像転写後の中間転写ベルト１０は、中間転写体クリーニング装置１７で、画像転写後に中間転写ベルト１０上に残留する残留トナーを除去し、タンデム画像形成装置２０による再度の画像形成に備える。
【００２９】
図２は、本発明に係る現像剤補給装置としてのトナー補給装置を示す断面説明図である。
図２において、符号６０は現像装置であり、現像装置６０はいわゆる２成分現像器であって、その内部にトナーとキャリアを混合した現像剤が貯蔵されている。かかる現像装置６０では、画像の形成に伴ってトナーが消費されるため、その分のトナーを補給する必要がある。トナー補給制御には、種々の方法が提案されているが、一般的にはトナーとキャリアの混合比を検知したり、感光体ドラム１上に形成したパターン画像の濃度を検知し、その検知結果に基づいてトナー補給信号を出力するようにしている。
【００３０】
現像装置６０上には、トナー収納容器７０のトナーを吸引する吸引手段としての一軸偏芯スクリューポンプ（以下、紛体ポンプ８０という。）が設けられている。この粉体ポンプ８０は、ゴム等の弾性部材作られたダブルピッチの螺旋溝を形成した雌ねじ形ステータ８２と、該ステータ８２内に回動自在に嵌挿され、金属や樹脂等から作られた雄ねじ形ロータ８１とを有している。このロータ８１は、駆動軸８４にスプリングピン等によって連結されており、駆動軸８４が回転されることによって回転駆動される。ステータ８２は、その周囲をケース８５に固定されたホルダ８３に覆われており、そのホルダ８３の内周面とステータ８２の外周面との間には隙間が設けられている。
【００３１】
現像装置６０に補給するトナーは、トナー収納容器７０に収納され、粉体ポンプ８０とトナー収納容器７０とが補給経路としてのトナーチューブ８６によって連通している。トナーチューブ８６は、パイプ状のものならば種類を問わないが、これをフレキブルなチューブで構成すれば、トナー収納容器７０と現像装置６０との配置関係の規制がなくなり、設計自由度が大幅に増す。なお、フレキシブルなチューブとしては、耐トナー性に優れたゴム材料、例えば、ポリウレタン、ニトリル、ＥＰＤＭ等を用いることが好適である。
【００３２】
本実施形態のトナー収納容器７０は、ポリエチレン、ナイロン等の樹脂製または紙製の厚みが６０〜２００μｍ程度の単層または複層構成のフレキシブルなシートを、エアー流入出のない密閉された袋状容器に作られている。具体的には、図３に示すように、一般的にガゼット容器と呼ばれる袋状容器であって、図４に示すような４枚のシート７０ａで構成され、これらのシートの縁を熱容着によって固着することで袋状容器になる。なお、トナー収納容器７０は、上記図３でトナーが充填されて膨らんだ状態を示し、図５では折り畳まれた状態を示している。このトナー収納容器７０は、下部に口金部材７１が固定され、口金部材７１にスポンジ、ゴム等からなりスリット（図示せず）が形成されたシール弁７２が設けられている。また、トナー収納容器７０は概ね長方体であるが、トナーの排出及び容器のセット性を良好にすれため、下部側領域において口金部材７１に向かって徐々に開口面積が小さくなるような口細形状に形成されている。
【００３３】
このように構成されたトナー収納容器２０は、画像形成装置の適宜位置に設けられたセット部にセットして使用される。かかるセット部には、トナー収納容器７０を支持する樹脂等のハード材料で作られた容器ホルダ９０と、トナー収納容器７０内にシール弁７２を介して挿入されるノズル９１とが設けられている。ノズル９１は、図２に示すように、トナー通路９３を有し、その先端にはシール弁７２への挿入をスムーズに行えるように尖頭部９２が形成されている。
【００３４】
次に、本トナー補給装置の作動態様について説明する。
現像装置６０のトナーが消費されると、粉体ポンプ８０が回転し、吸引圧を発生する。吸引圧は、トナーチューブ８６を介してトナー収納容器７０に伝わり、トナーがノズル９１、トナーチューブ８６を通り粉体ポンプ８０に吸い込まれて現像装置６０に補給される。このとき、粉体ポンプ８０からトナー収納容器７０までの間をほぼ密閉にすれば、吸引圧を無駄なくトナーに伝えることができる。
【００３５】
トナー収納容器７０は、フレキシブルな袋体であるので、トナーが吸引されて減った分、トナー収納容器７０が減容されて行く。このとき、トナー収納容器７０には、図３に示すように、その両側面に上下方向に延びる折り目７３が形成されているので、減容時に折り目７３が折れれば、減容されたトナー収納容器７０が図５に示す状態になり好都合である。すなわち、トナー収納容器７０が折り目７３に沿って折れれば、不定形なつぶれやねじれ等が生じないのでトナーが多量に残ってしまうことがなく、また、ほぼ平板上に減容されるため収納性もよく、その保管や回収のための輸送時にスペースを取らずコスト軽減にきわめて有効である。
【００３６】
そこで、本実施形態のトナー補給装置には、図６に示すように、トナー収納容器７０がセットされる容器ホルダ９０に、折り目７３部分にくい込む規制手段としての凸部９４が設けられている。この凸部９４は、折り目７３と同様に上下方向に延びた突起であって、図６の符号Ａで示すトナー収納容器７０へのくい込み量が２ｍｍから１０ｍｍ程度に設定されている。凸部９４は、図６のようにホルダ９０の左右両側に設けることが好ましい。
【００３７】
このように構成されたトナー補給装置は、上記したようにトナー消費によって徐々に減容されるとき、トナー収納容器７０が凸部９４によって規制されて折り目７３で折られるので、トナー収納容器７０がほぼ一定形状に折り畳められる。なお、トナー収納容器７０は例えば、エアーポンプを設けて容器内にエアーを供給し、収納されたトナーの流動性を高めて補給することも可能であるが、この場合、容器がトナーエンドになってもエアーポンプで供給したエアーによって減容がされていない。そこで、かかる方式のトナー補給装置ではトナーエンド後に粉体ポンプ８０を作動してエアーを抜けば容器が減容される。この減容時においても、上記凸部９４を設けていることで、トナー収納容器７０を好ましいほぼ一定形状に減容することが可能である。
【００３８】
図７は、本発明の他の実施形態で、図２に示したトナー収納容器に準じた図面であって、同図と同一部材には同一符号を付している。図７に示す補給装置では、容器ホルダ９０の左右に設けた凸部９４が下方へ向かう程互いに近づくようなテーパー状に形成されている。
【００３９】
このように凸部９４をテーパー状に形成すれば、減容時の容器規制はもちろんのこと、トナー収納容器７０を容器ホルダ９０にセットするとき、凸部９４がセットする容器を案内することでスムーズな容器セットを可能にすることができる。
【００４０】
図８及び図９は、本発明のさらに他の実施形態を示す縦断面図及び横断面図であって、本実施形態では規制手段としての規制板９５が容器ホルダ９０とコイルバネ９６を介して取り付けられている。そして、容器ホルダ９０に新品のトナー収納容器７０が装着されると、規制板９５はコイルバネ９６によってトナー収納容器７０に弾性を持って接触する。そして、使用により容器の減容が進むとバネ力によって規制板９５が内側へ移動して折り目７３を規制することができる。
【００４１】
図１０は、トナー収納容器７０がフレキシブルな内袋体７５と、その内袋体７５が収容される剛性のある外箱７６とで構成されている。このようなトナー収納容器７０がバックインボックスタイプの場合、使用後、内袋体７５を外箱７６から取り出して回収し、外箱７６は繰り返し使用することができる。かかるトナー収納容器７０においても内袋体７５を外箱７６から取り出すとき、一定形状に減容されていれば、取り出し操作も容易で取り出し後の内袋体７５の保管・輸送において有利になる。
【００４２】
そこで、バックインボックスタイプのトナー収納容器７０では、外箱７６の折り目７３と対向する面に規制手段を設ける。なお、図１０の例では規制手段として凸部７７を設けている。
【００４３】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、各種改変できるものである。
例えば、上記実施形態ではトナーを補給するが、トナーとキャリアからなる現像剤を補給することもできる。また、現像装置は二成分現像のものに限らず、一成分現像であってもよい。
【００４４】
【発明の効果】
請求項１の構成によれば、現像剤収納容器内部のエアーあるいは現像剤が抜かれるとき、現像剤収納容器は規制手段によってその減容形状を規制しつつ減容するので、減容した現像剤収納容器をほぼ一定形状に揃えることができ、その保管時や輸送時の収納性を良好にすることができる。
【００４５】
請求項２の構成によれば、現像剤収納容器を保持する保持部材に現像剤収納容器の減容形状を規制する規制手段が設けられているので、簡単な構成で減容する容器をほぼ一定形状にすることができる。
【００４６】
請求項３の構成によれば、保持部材が、取り出し可能に現像剤収納容器が収容され、且つ、現像剤収納容器より剛性の大きい外箱容器であるので、バックインボックスタイプの容器において減容時の形状をほぼ一定にすることができる。
【００４７】
請求項４の構成によれば、保持部材が、脱着可能に現像剤収納容器が装着される画像形成装置本体に設けられた容器ホルダであるので、フレキシブルで直接画像形成装置本体に装着するタイプの容器において減容時の形状をほぼ一定にすることができる。
【００４８】
請求項５の構成によれば、現像剤収納容器に折り目が形成され、規制手段がその折り目の部位で折れるように突出した形状を有するので、容器の減容時の形状を折り目に沿ったほぼ一定にすることができる。
【００４９】
請求項６の構成によれば、規制手段に現像剤収納容器に対して折り畳む方向への力が付勢されているので、規制手段による規制が確実に現像剤収納容器に作用し、容器の一定形状の減容を行うことができる。
【００５０】
請求項７の構成によれば、現像剤収納容器内の現像剤が、当該容器外に設けられた吸引手段の吸引により排出されるので、容器外からの吸引で現像剤を吸引する毎に順次容器を減容することができる。
【００５１】
請求項８の構成によれば、現像剤収納容器がトナー収納容器であり、現像剤補給装置が該トナー収納容器のトナーを吸引手段によって現像装置に補給するので、トナー補給によって容器をほぼ一定形状に減容することができる画像形成装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像形成装置の全体構成を示す概略図である。
【図２】本発明に係る現像剤補給装置としてのトナー補給装置を示す断面説明図である。
【図３】トナー収納容器の一例でトナー満杯時の状態を示す斜視図である。
【図４】図３に示すトナー収納容器の基本構成を示す斜視説明図である。
【図５】図３に示すトナー収納容器で減容された状態を示す斜視図である。
【図６】図２のトナー収納容器部分の横断面図である。
【図７】本発明の他の実施形態を示すトナー収納容器部分の縦断面図である。
【図８】本発明のさらに他の実施形態を示すトナー収納容器部分の縦断面図である。
【図９】図８のトナー収納容器部分の横断面図である。
【図１０】本発明のさらにまた他の実施形態を示すトナー収納容器部分の斜視図である。
【符号の説明】
６０　現像装置
７０　トナー収納容器
７３　折り目
７７　凸部
８０　粉体ポンプ
９０　容器ホルダ
９４　凸部
９５　規制板
９６　コイルバネ

Claims (8)

1. 電子写真プロセスに用いる現像剤が収納され、収納部がフレキシブルな材質で作られた現像剤収納容器の減容方法において、
   前記現像剤収納容器内部のエアーあるいは現像剤が抜かれるとき、当該現像剤収納容器は規制手段によってその減容形状を規制しつつ減容することを特徴とする現像剤収納容器の減容方法。
2. 現像剤収納容器に収納した現像剤を現像装置へ補給する現像剤補給装置であって、現像剤収納容器内部のエアーあるいは現像剤が抜かれるとき、当該現像剤収納容器の減容が可能な現像剤補給装置において、
   前記現像剤収納容器を保持する保持部材に前記現像剤収納容器の減容形状を規制する規制手段が設けられていることを特徴とする現像剤補給装置。
3. 請求項２に記載の現像剤補給装置において、前記保持部材が、取り出し可能に前記現像剤収納容器が収容され、且つ、前記現像剤収納容器より剛性の大きい外箱容器であることを特徴とする現像剤補給装置。
4. 請求項２に記載の現像剤補給装置において、前記保持部材が、脱着可能に前記現像剤収納容器が装着される画像形成装置本体に設けられた容器ホルダであることを特徴とする現像剤補給装置。
5. 請求項２ないし４の何れか一項に記載の現像剤補給装置において、前記現像剤収納容器に折り目が形成され、前記規制手段がその折り目の部位で折れるように突出した形状を有することを特徴とする現像剤補給装置。
6. 請求項２または５に記載の現像剤補給装置において、前記規制手段に前記現像剤収納容器に対して折り畳む方向への力が付勢されていることを特徴とする現像剤補給装置。
7. 請求項２ないし６の何れか一項に記載の現像剤補給装置において、前記現像剤収納容器内の現像剤が、当該容器外に設けられた吸引手段の吸引により排出されることを特徴とする現像剤補給装置。
8. 請求項２ないし７の何れか一項に記載の現像剤補給装置を用いる画像形成装置において、
   前記現像剤収納容器がトナー収納容器であり、現像剤補給装置が該トナー収納容器のトナーを吸引手段によって現像装置に補給することを特徴とする画像形成装置。

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