JP2005193924A - ラベル繰出方法及びラベル貼着装置 - Google Patents

ラベル繰出方法及びラベル貼着装置 Download PDF

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Abstract

【課題】 ラベルの停止位置を高精度に保つことのできる汎用性を備えたラベル繰出方法及びラベル貼着装置を提供すること。
【解決手段】 剥離シートSにラベルLが仮着されたラベル基材Kを繰り出す繰出手段11と、ラベルLを剥離して被着体Wに貼着する剥離手段12と、ラベル基材を間欠的に繰り出す駆動手段13と、ラベルの前端位置を検出する検出手段14と、駆動手段13等を所定制御する制御手段17とを備えてラベル貼着装置10が構成されている。制御手段17は、ラベル基材を第1の繰出速度で繰り出すように駆動手段を制御して被着体にラベルを貼着させるとともに、前記第1の繰出速度によって予め設定された長さのラベル繰出量が検出されたときに、低速となる第2の繰出速度でラベル基材を繰り出すように駆動手段を制御し、前記ラベルの次のラベルの前端を検出手段が検出したときに駆動手段を停止させる。
【選択図】 図1

Description

本発明はラベル繰出方法及びラベル貼着装置に係り、更に詳しくは、帯状の剥離シートに略等間隔でラベルが規則的に仮着されているラベル基材を間欠的に繰り出すに際し、前記ラベルの停止位置を高精度に保つことのできるラベル繰出方法と、当該繰出方法を利用してラベルを被着体に精度良く貼着することのできるラベル貼着装置に関する。
従来より、ベルトコンベヤ等の搬送装置上を搬送される被着体に対し、ラベルを一枚ずつ剥離して自動的に貼着可能としたラベル貼着装置が知られている。このラベル貼着装置は、ロール状に巻回された帯状の剥離シートの一方の面にラベルが仮着されたラベル基材を繰り出す繰出手段と、前記ラベル基材を繰り出す途中でラベルを順次剥離して被着体に貼着するピールプレート等からなる剥離手段と、前記ラベル基材に所定ピッチで間欠的な繰出力を付与するサーボモータ等からなる駆動手段と、ラベルの1ピッチ分を検出する検出手段とを備えたものが知られている。1ピッチ分を検出するためには、仮着されているラベルの先端から次のラベルの先端まで、若しくは、ラベルの後端から次のラベルの後端までを検出して制御を行う。
このようなラベル貼着装置によれば、搬送装置を介して搬送される被着体とのタイミング調整を図りながらラベル繰り出しを制御でき、前記被着体に対してラベルを自動的に貼着することが可能となる。
しかしながら、前記ラベル貼着装置は、図2(B)に示されるように、順次搬送される被着体を検出したとき(a点参照)に、当該被着体との相対位置に基づいて制御手段がサーボモータを駆動してラベル基材を繰り出し、ラベルの前端検出の場合、検出手段が次のラベルの前端を検出したとき(b点参照)に、制御手段がサーボモータの停止を指令して減速時間T1進んだ位置で停止する、という構成が一般的に採用されている。また、ラベルの後端検出の場合もラベルの後端から次のラベルの後端までを検出することによって、ラベルを1ピッチ分繰り出すように設定されている。要するに、減速時間T1を見込んで1ピッチ分とする制御が一般的に行われている。
しかしながら、このような装置においては、前記減速時間T1で繰り出しが停止されることを理想としつつも、制御手段に固有のスキャンタイム(クロック周波数)Stにより、図2(B)中斜線領域で示される領域において、ラベルの停止位置が時間軸Tに沿ってばらついてしまう傾向が強く、ラベルの停止位置を高精度に制御できず、その結果、ラベル貼着位置が大きくずれてしまう、という不都合を招来する。スキャンタイムとは、特定のセンサ等からの入力に対して、制御手段が特定の機器に動作指令(出力)を行うまでに必要な時間である。制御手段のプログラムが長くなるとスキャンタイムも長くなるため、入力情報の取り込みタイミングの間隔が長くなる。制御手段は、プログラムの実行中に、センサ等からの入力があったとしても、次のスキャンでしか処理できないので、そこでタイムラグが発生する。タイムラグが一定であれば、そのタイムラグを見込んで設定することができるが、プログラム実行中のどこでタイミング信号が入力されるか分からないため、特定の機器への出力タイミングがばらついてしまう。
とろこで、特許文献1には、ラベルへの印刷が完了したときに、当該ラベルを高速で繰り出し、当該繰り出されたラベルの後端部を検出したときにモータを低速で駆動するとともに、次のラベルの前端部を検出したときに、モータを停止させるラベル送り装置が開示されている。これによれば、ラベル繰出速度が相対的に高速、低速となる二つのモードとなり、単一のモードからなる繰出速度に比べてラベルの停止位置を精度よく保つことが可能となる。
特開平6−127772号公報
しかしながら、特許文献1に記載されたラベル送り装置にあっては、図2(C)に示されるように、ラベルの後端側を検出したことを条件(c点参照)として繰出速度を低速モードに切り換えるものであるため、ラベルの繰出方向に沿う各ラベル間ピッチが非常に小さく、ラベル繰出速度が非常に速いとき(例えば、毎分100m〜300mの繰出速度)は、繰出測度を減速しきらないうちに次のラベルの前端を検出してしまい(d点参照)、十分な減速時間が取れないため、前述したスキャンタイム(クロック周波数)Stにより、停止位置を高精度に制御できず、図2(C)中斜線領域で停止位置が大きくばらついてしまうこととなる。その結果、ラベル貼着精度が低下してしまい、ラベル間ピッチを小さくしたラベル基材を用いて高速処理を必要とするラベル貼着装置には適用が困難になる、という不都合がある。
[発明の目的]
本発明は、このような不都合に着目して案出されたものであり、その目的は、ラベルの停止位置を高精度に保つことのできる汎用性を備えたラベル繰出方法を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、ラベル間のピッチが小さいラベル基材を用いて高速繰出を行う場合であってもラベル停止位置を高精度に保って所定の被着体にラベルを精度良く貼着することのできるラベル貼着装置を提供することにある。
前記目的を達成するため、本発明は、帯状の剥離シートの一方の面にラベルが仮着されたラベル基材を繰り出す繰出手段と、前記ラベル基材に間欠的な繰出力を付与する駆動手段と、前記ラベルの繰出方向に沿う前端側を検出する検出手段と、前記検出手段の出力に基づいて前記駆動手段を所定制御する制御手段とを備えたラベル繰出方法において、
前記制御手段は、被着体が所定のラベル貼着位置に達したことを検出したときに、第1の繰出速度で繰り出すように前記駆動手段を制御する一方、前記第1の繰出速度によって予め設定された長さのラベル繰出量が検出されたときに、前記第1の繰出速度よりも低速となる第2の繰出速度で繰り出すように前記駆動手段を制御し、
前記ラベルの次に位置するラベルの前端側を前記検出手段が検出したときに、前記制御手段が前記駆動手段を停止させる、という方法を採っている。
前記方法において、前記検出手段によるラベル検出位置は、当該ラベルの前端とすることが好ましい。
更に、前記予め設定された長さのラベル繰出量は、ラベルの前端と、当該ラベルの後端よりも前記繰出方向に沿う前方位置との長さであり、当該ラベル繰出量は、第1の繰出速度で駆動手段を駆動したときからのタイミング信号により検出される、という方法を採るとよい。
また、本発明は、帯状の剥離シートの一方の面にラベルが仮着されたラベル基材を繰り出す繰出手段と、前記ラベル基材を繰り出す途中で順次ラベルを剥離して所定のタイミングで搬送される被着体に貼着する剥離手段と、前記ラベル基材に間欠的な繰出力を付与する駆動手段と、前記ラベルの繰出方向に沿う前端側を検出する検出手段と、前記検出手段の出力に基づいて前記駆動手段を所定制御する制御手段とを備えたラベル貼着装置において、
前記制御手段は、前記被着体の所定貼着位置と、前記ラベルの前端側位置を検出した状態で、前記ラベル基材を第1の繰出速度で繰り出すように駆動手段を制御して被着体にラベルを貼着させる一方、前記第1の繰出速度によって予め設定された長さのラベル繰出量が検出されたときに、前記第1の繰出速度よりも低速となる第2の繰出速度で繰り出すように前記駆動手段を制御してラベルの後端側を被着体に貼着させ、
前記ラベルの次のラベルの前端側を前記検出手段が検出したときに、前記制御手段が前記駆動手段を停止させる、という構成を採っている。
前記装置において、前記検出手段によるラベル検出位置は、当該ラベルの前端とすることが好ましい。
また、前記予め設定された長さのラベル繰出量は、ラベルの前端と、当該ラベルの後端よりも前記繰出方向に沿う前方位置との長さであり、当該ラベル繰出量は、第1の繰出速度で駆動手段を駆動したときからのタイミング信号により検出される、という構成を採ることができる。
本発明のラベル繰出方法によれば、被着体が所定のラベル貼着位置に達したことを検出したときに、被着体と同速繰出を行い、前記設定された繰出量の繰り出しが行われた後に低速送りに切り換え、その後に繰り出しを停止させる、という段階的な繰り出し停止制御となる。すなわち、第1の繰出速度である被着体と同速繰出の状態で、ラベルの長さよりも短い長さにおいて、前記設定された繰出量の繰り出しを行えるように制御手段が駆動手段を制御することとなる。そして、前記設定された繰出量の繰り出しが完了したことを検出されたときに、駆動手段が第2の繰出速度となるように制御手段を介して制御され、低速によるラベル基材の更なる繰り出しを行い、更に、次のラベルの前端を検出手段が検出したことを条件に、制御手段が駆動手段を停止させることとなる。このように、ラベル基材の繰り出し停止に先だって、先行するラベルの後端よりも前方位置から低速繰出を行う制御とすることで、確実に減速時間T1を確保でき、完全に減速し終わってから繰り出しを停止するので、スキャンタイムによるラベル基材の停止位置のばらつきを回避若しくは最小化することができる。
そのため、前記方法をラベル貼着装置に適用した場合には、ラベル間ピッチが小さく、しかも、高速繰出であっても、被着体の搬送速度との相対関係を予め設定しておくことにより、当該被着体に対するラベル貼着位置を精度良く保つことが可能となる。
なお、検出手段によるラベル検出を前端としておく構成により、検出構造を簡易なものとしつつ、高精度な位置検出が可能となる。ラベル検出手段としては、光透過型、反射型、接触型等、種々のセンサを用いることができる。
以下、本発明の好ましい実施の形態について図面を参照しながら説明する。
図1には、本発明がラベル貼着装置に適用された実施形態に係る概略平面図が示されている。この図において、ラベル貼着装置10は、フレームFに支持されるとともに、帯状の剥離シートSの一方の面にラベルLが相互に等間隔をおいて仮着されたラベル基材Kを繰り出す繰出手段11と、ラベル基材Kを繰り出す途中でラベルLを順次剥離して被着体Wに貼着する剥離手段12と、ラベル基材Kに所定ピッチで間欠的な繰出力を付与する駆動手段13と、ラベル基材Kの繰出方向に沿って配置されるとともに、前記ラベルLの位置を検出する検出手段14と、前記剥離手段12で剥離された後の剥離シートSを回収すべく図示しないモータにより前記駆動手段13と同期して回転駆動される巻取ローラ16と、前記検出手段14等の出力を入力として前記駆動手段13等を所定制御する制御手段17とを備えて構成されている。
前記被着体Wは、ベルトコンベヤ等からなる搬送装置18に搬送され、その外周面部分に前記ラベルLが貼着されるようになっている。ここで、搬送装置18には、前記剥離手段12の先端近傍位置において、被着体Wがラベル貼着直前位置に搬送されてきたことを検出して前記制御手段17に信号を出力するワークセンサ19が配置されている。なお、特に限定されるものではないが、本実施形態では、被着体Wが毎分100m〜300mの速度で搬送される状態に対応してラベル基材Kを間欠的に繰り出しできるように設けられている。
前記フレームFは、平面形状が略台形類似の板状をなし、当該フレームFの図中上端部に固定されたブロック20に、図示しない支柱フレーム側の支持軸21を貫通させることによって支持されている。
前記繰出手段11は、前記フレームFの上部から斜め上方に突設された支持腕22に回転可能に設けられたリール23により構成され、当該リール23にロール状のラベル基材Kを支持させることにより、ラベル基材Kの繰り出しが行えるようになっている。なお、ここでは図示省略しているが、リール23は、ラベル基材Kの繰出時に繰出抵抗を付与するようになっており、これにより、繰り出されたラベル基材Kに一定の張力が付与される。
繰出手段11より繰り出されるラベル基材Kは、ガイドローラ24,25を経て剥離手段12に供給される。この剥離手段12は、フレームFの下部に固定されて下部外方に突設された板状の支持部材26に固定されたピールプレート27により構成されている。ピールプレート27は、先端が先細形状に設けられており、当該先端位置で、ラベル基材Kの繰出方向を急激に反転させることにより、剥離シートS上のラベルLを順次剥離できるようになっている。
前記検出手段14は前記上下二つのガイドローラ24,25の間に配置されている。この検出手段14は、本実施形態では発光素子及び受光素子からなる光透過型のラベルセンサにより構成されている。なお、検出手段14は、前記フレームFの面内に形成された上下方向に長いスロット穴F1に沿って上下位置調整可能に取り付けられている。
前記駆動手段13は、前記フレームFの面内において、ガイドローラ30の近傍に配置された駆動ローラ31と、この駆動ローラ31の外周面との間に剥離シートSを挟み込むピンチローラ32と、前記駆動ローラ31の回転軸33と同軸上に固定されるとともに、前記フレームFの背面側に位置する従動プーリ34と、駆動ローラ31に併設されたサーボモータMと、当該サーボモータMの出力軸37に固定されるとともに前記フレームFの背面側に位置する主動プーリ38と、この主動プーリ38と前記従動プーリ34とに巻装されたタイミングベルト40とにより構成されている。
前記ピンチローラ32は、フレームFの背面側に片持ち姿勢で回転可能に支持されたアーム42に支持されており、当該アーム42は、コイルばね43を介して常時は駆動ローラ31の外周面に圧接されるように付勢されている。また、アーム42の自由端側(図1中左端側)には、フレームFの面より紙面直交方向の手前側に突出する操作軸45がスロット穴46を貫通して配置されており、操作軸45を掴んで上方に引き上げることで、ピンチローラ32と駆動ローラ31との間に隙間を形成でき、これにより、剥離シートSの引き回し作業が行えるようになっている。
前記制御手段17はシーケンサ等により構成されている。この制御手段17は、前記検出手段14を構成するラベルセンサの出力を入力として前記サーボモータMを所定制御するとともに、前記被着体Wのワークセンサ19の出力を入力としてラベル基材Kの繰出タイミング調整を行うようになっている。この制御手段17は、内蔵メモリーに、ラベルLの繰出方向に沿う全長と、第1の繰出速度で繰り出しを行うラベル繰出量として、ラベルLの全長よりも短い長さでラベルLの前端からの長さを任意に設定して記憶できるようになっている。本実施形態では、その設定長さ(ラベル繰出量)がラベルLの全長に対して約80パーセントに設定されている。また、制御手段17は、第1の繰出速度として、例えば、100m/minが設定されたときに、第2の繰出速度としてその20パーセントである20m/minが設定され、これらの速度で前記サーボモータMを制御するように構成されている。
次に前記実施形態における動作について図2(A)及び図3ないし図7をも参照しながら説明する。
初期作業として、リール23からラベル基材Kを引き出し、ガイドローラ24,25を経てピールプレート27の先端に掛け回し、駆動ローラ31及びピンチローラ32間にラベル基材Kを挟み込んだ後に、そのリード端を巻取ローラ16に固定しておく。この際、ピールプレート27の先端には、最先端のラベルLの前端側が、例えば、3mm〜5mmの範囲における所定の長さを突き出した状態に設定するとともに、ラベルセンサ14がラベルLの前端を検出してON信号出力状態となるように検出手段14の位置調整を行っておく(図3参照)。また、第1の繰出速度として被着体Wの搬送速度と同じ速度100m/min、第2の繰出速度として20m/minを制御手段17に設定するとともに、ラベルLの前端位置から後端よりも繰出方向に沿う前方位置までのラベル繰出量として、ラベルLの全長の80%の長さを同時に設定しておく。
以上の状態において、搬送装置18を介して搬送速度100m/minで搬送されてくる被着体Wがワークセンサ19によって検出されると、制御手段17がサーボモータMに対して駆動信号を出力して当該サーボモータMを第1の繰出速度(v=100m/min)で高速回転させ、ラベルLをピールプレート27から剥離しつつ被着体Wの面に貼着させる(図4参照)。そして、第1の繰出速度による駆動開始時点からのパルス信号を制御手段17がカウントしてラベルLの前端からの設定繰出量が80%に達したことを制御手段17が検出したときに、当該制御手段17がサーボモータMに対して第2の繰出速度(v=20m/min)で低速回転させるように速度切り換えを行う。この第2の繰出速度により、ラベル基材Kの繰出速度は、被着体Wの搬送速度に対して相対的に遅い速度となる。従って、ラベルLの後端領域が被着体Wに対して完全に貼着されていない場合には、ピールプレート27の先端から繰出方向上流側におけるラベル基材Kは強制的な引っ張り力を受けることとなり、ピールプレート27の先端より下流側における剥離シートSに僅かな弛みを生じさせることとなる(図5参照)
被着体Wに対してラベルLの完全なる貼着が行われるときに前後して、ラベルセンサはOFF信号に反転するが、この時点では依然として第2の繰出速度が維持された状態で繰り出しが継続され、剥離シートSに生じた僅かな弛みは吸収される(図6参照)。
そして、ラベルセンサ14が次のラベルLの前端を検出したとき(図7参照)、すなわち、OFF信号からON信号に反転したときに、制御手段17がサーボモータMに対して駆動停止信号を出力することとなる。この時、最先端に位置するラベルLは、前述したように、3mmないし5mmの範囲内で特定された長さが、ピールプレート27の先端より突出した状態に保たれ、次の被着体Wが所定の貼着位置に到達したことを検出するまで停止して待機することとなる。
なお、前述した剥離シートSの弛みは、ラベルLの全長が短い場合には、殆ど問題を生じないが、ラベルLの全長が相対的に長くて弛み量が大きくなる場合には、高速繰出設定長さを大きくしたり、一時的にサーボモータMの回転数を上げて吸収させること等により対応可能である。
従って、このような実施形態によれば、図2(A)に示されるように、ラベルLが第1の繰出速度によって80%繰り出された時点(e点参照)で、第1の繰出速度の20%となる第2の繰出速度(0.2v)に減速され、次のラベルの前端を検出した時点(f点参照)でサーボモータMを停止させることとなるため、理想的な停止位置T1に対し、前述したスキャンタイムStによる停止位置のばらつき(図2(a)中斜線部)は、図2(C)中斜線部に示される従来タイプに比べ、最小化されることが明らかであろう。
本発明を実施するための最良の構成、方法等は、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。
すなわち、本発明は、主に、特定の実施の形態に関して特に図示し、且つ、説明されているが、本発明の技術的思想及び目的の範囲から逸脱することなく、以上に述べた実施の形態に対し、形状、位置、部品構成等、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変更を加えることができるものである。
従って、上記に開示した形状、位置などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、位置等の限定の一部若しくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。
例えば、前記実施形態では、ラベル繰出方法がラベル貼着装置に適用された場合について図示、説明したが、ラベルLの面に印刷等を行う際の繰出構造等にも適用することができる。要するに、本発明は、間欠的にラベルを繰り出す際に、当該ラベルの停止位置を精度よく行う必要のある装置一般に対して適用することができる。
また、第1及び第2の繰出速度や、第1の繰出速度から第2の繰出速度への切換時点となるラベル繰出量は、本発明を限定するものではなく、任意に可変設定することが可能である。更に、ラベルの検出位置は、ラベルの前端に限らず、当該前端よりも若干内側にマークを付しておき、このマークを検出することを条件に第1の繰出速度でラベルを繰り出すようにしてもよい。また、前記実施形態では、被着体Wが毎分100m〜300mの速度で搬送される状態に対応してラベル基材Kを間欠的に繰り出しできる繰出速度を示したが、本発明は、高速繰出に限定されるものではなく、低速繰出のラベル貼着装置にも勿論適用することができる。具体的には、毎分数m程度の繰出速度であっても、第1の繰出速度と第2の繰出速度を用いてラベル繰り出しを行うことができる。但し、本発明は、前述したように、高速繰出において、実用上の利点が大きいものと言える。
本発明は、搬送装置上を搬送される容器等を被着体としてこれの外面側にラベルを貼着する装置の繰出装置として利用することができる。
本実施形態に係る貼着装置の概略正面図。 (A)は本実施形態における繰出速度制御のタイムチャート、(B)は従来の速度制御におけるタイムチャート、(C)は特許文献1に記載されたラベル送り装置の速度制御のタイムチャート。 ラベル貼着装置の初期設定状態を示す説明図。 ラベル繰出速度が低速に切り換えられたときの状態を示す説明図。 第2の繰出速度による剥離シートの弛み状態を示す説明図。 前記弛みが吸収された状態を示す説明図。 次のラベルの前端が検出されて被着体への貼着を待機している状態を示す説明図。
符号の説明
10 ラベル貼着装置
11 繰出手段
12 剥離手段
13 駆動手段
14 検出手段
17 制御手段
18 搬送装置
19 ワークセンサ
27 ピールプレート
K ラベル基材
L ラベル
S 剥離シート

Claims (6)

  1. 帯状の剥離シートの一方の面にラベルが仮着されたラベル基材を繰り出す繰出手段と、前記ラベル基材に間欠的な繰出力を付与する駆動手段と、前記ラベルの繰出方向に沿う前端側を検出する検出手段と、前記検出手段の出力に基づいて前記駆動手段を所定制御する制御手段とを備えたラベル繰出方法において、
    前記制御手段は、被着体が所定のラベル貼着位置に達したことを検出したときに、第1の繰出速度で繰り出すように前記駆動手段を制御する一方、前記第1の繰出速度によって予め設定された長さのラベル繰出量が検出されたときに、前記第1の繰出速度よりも低速となる第2の繰出速度で繰り出すように前記駆動手段を制御し、
    前記ラベルの次に位置するラベルの前端側を前記検出手段が検出したときに、前記制御手段が前記駆動手段を停止させることを特徴とするラベル繰出方法。
  2. 前記検出手段によるラベル検出位置は、当該ラベルの前端であることを特徴とする請求項1記載のラベル繰出方法。
  3. 前記予め設定された長さのラベル繰出量は、ラベルの前端と、当該ラベルの後端よりも前記繰出方向に沿う前方位置との長さであり、当該ラベル繰出量は、第1の繰出速度で駆動手段を駆動したときからのタイミング信号により検出されることを特徴とする請求項1又は2記載のラベル繰出方法。
  4. 帯状の剥離シートの一方の面にラベルが仮着されたラベル基材を繰り出す繰出手段と、前記ラベル基材を繰り出す途中で順次ラベルを剥離して所定のタイミングで搬送される被着体に貼着する剥離手段と、前記ラベル基材に間欠的な繰出力を付与する駆動手段と、前記ラベルの繰出方向に沿う前端側を検出する検出手段と、前記検出手段の出力に基づいて前記駆動手段を所定制御する制御手段とを備えたラベル貼着装置において、
    前記制御手段は、前記被着体の所定貼着位置と、前記ラベルの前端側位置を検出した状態で、前記ラベル基材を第1の繰出速度で繰り出すように駆動手段を制御して被着体にラベルを貼着させる一方、前記第1の繰出速度によって予め設定された長さのラベル繰出量が検出されたときに、前記第1の繰出速度よりも低速となる第2の繰出速度で繰り出すように前記駆動手段を制御してラベルの後端側を被着体に貼着させ、
    前記ラベルの次のラベルの前端側を前記検出手段が検出したときに、前記制御手段が前記駆動手段を停止させることを特徴とするラベル貼着装置。
  5. 前記検出手段によるラベル検出位置は、当該ラベルの前端であることを特徴とする請求項4記載のラベル貼着装置。
  6. 前記予め設定された長さのラベル繰出量は、ラベルの前端と、当該ラベルの後端よりも前記繰出方向に沿う前方位置との長さであり、当該ラベル繰出量は、第1の繰出速度で駆動手段を駆動したときからのタイミング信号により検出されることを特徴とする請求項4又は5記載のラベル貼着装置。
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