JP2006263978A - 熱転写記録方法および熱転写記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】被記録媒体上に階調性豊かでカラーの再現性が良好なカラー画像を記録できる熱転写記録方法および熱転写記録装置を提供する。
【解決手段】インクリボンのカラーインクを中間転写フィルムの受像層に熱転写することにより中間転写フィルムの受像層に画像を形成し、この画像が形成された中間転写フィルムの受像層を被記録媒体に圧力と熱とにより熱転写することにより画像記録を行なう熱転写記録方法において、２色以上のインクからなるカラー画像を中間転写フィルムの受像層に形成する前に、当該中間転写フィルムを所定の距離だけ画像を形成する方向に搬送するよう制御する。
【選択図】 図５

Description

本発明は、たとえば、熱転写インクリボンの熱溶融性カラーインクを中間転写フィルムの受像層に熱転写することにより中間転写フィルムの受像層に画像を形成し、この画像が形成された中間転写フィルムの受像層を被記録媒体に圧力と熱とにより熱転写することにより画像記録を行なう熱転写記録方法および熱転写記録装置に係り、特に通帳などの紙冊子に個人認証用の高画質な顔画像や文字などの２値画像などを記録する熱転写記録方法および熱転写記録装置に関する。

従来、たとえば、各種免許証、クレジットカード、会員証などの個人認証用の顔画像が入った画像表示体に顔画像を記録する方法としては、昇華型熱転写記録方法が主流となっている。この昇華型熱転写記録方法は、フィルム状基材の上に昇華性（あるいは、熱移行性）の染料を熱転写可能にコーティングしてなる熱転写リボンと、昇華性染料を受容できる受容層を有する被記録媒体とを重ね合わせ、サーマルヘッドなどにより、画像データに基づき熱転写リボンを選択的に加熱し、被記録媒体に所望の画像を昇華転写記録するものである。

この昇華型熱転写記録方法によれば、階調性豊かなカラー画像が手軽に記録できることは広く一般的に知られている。しかし、昇華型熱転写記録方法では、昇華性材料で染色できる材料が限られており、限られた被記録媒体に対してのみしか適応できないという欠点がある。また、一般的に昇華性染料は、耐光性、耐溶剤性などの画像耐久性が劣っているという欠点もある。

一方、溶融型熱転写記録方法は、フィルム状基材の上に着色顔料あるいは染料を樹脂やワックスなどのバインダに分散させたものをコーティングしてなる熱転写リボンを選択的に加熱し、被記録媒体にバインダごと転写し、所望の画像を記録するものである。
この溶融型熱転写記録方法によれば、着色材料を一般的に耐光性のよいといわれる無機および有機顔料を選択できる。また、バインダに用いる樹脂やワックスなどを工夫することができるため、耐溶剤性を向上させることができる。基本的にバインダに対する接着性を有している被記録媒体であれば何でもよく、幅広い被記録媒体を選択することができるなど、昇華型熱転写記録方法に対して利点がある。

しかし、溶融型熱転写記録方法は、転写したドットのサイズを変化させて階調記録を行なうドット面積階調法を用いているため、ドットサイズを正確にコントロールして多階調記録を行なうのには、様々な工夫が必要となる。たとえば、特公平６−５９７３９号公報において開示されているように、転写ドットの配列をいわゆる千鳥状に並べて記録する方法（以降、これを交互駆動方法と称す）がある。
この交互駆動方法を用いると、サーマルヘッドの隣り合う発熱体の熱干渉が減らせられ、隣接画素の影響を受けることなく、ドットサイズをコントロールすることができるため、良好な多階調記録を行なうことができる。
また、ドットサイズを正確にコントロールするためには、被記録媒体の表面状態が良好であることが必要であるが、幅広い被記録媒体の選択性を有する溶融型熱転写記録方法の利点を阻害してしまう。

そこで、表面状態が良好な受像層を有する中間転写フィルム上に多階調記録を行なった後、中間転写フィルムの受像層を被記録媒体に熱転写するような間接転写記録方法が考案されている（たとえば、特許文献１、特許文献２参照）。
この記録方法によれば、中間転写フィルムの受像層を被記録媒体に転写可能なように調整しさえすれば、被記録媒体を選ぶ必要がないため、どのような被記録媒体に対しても多階調記録を行なうことができる。
特許第３４６５１１０号公報 特開２００３−９４７０１号公報

しかし、上記記録方法にも以下のような課題がある。

上記記録方法でのカラー画像の記録は、イエロー、マゼンタ、シアンのドットを重ね合わせて形成し、減法混色を用いて行なわれる。減法混色を用い、ドットサイズをコントロールして多階調記録を行なっている場合、各色のドットの重ね合わせ位置の精度が悪くなると、所望の色が表現できなくなってしまい、画質が劣化してしまう。つまり、ドットの形成位置の精度が要求されるものである。

そこで、本発明は、被記録媒体上に階調性豊かでカラーの再現性が良好なカラー画像を記録できる熱転写記録方法および熱転写記録装置を提供することを目的とする。

本発明の熱転写記録方法は、複数色からなるカラーインク層がフィルム状基材の一方の表面に設けられているインクリボンと、このインクリボンから前記複数色のカラーインク層のインクを転写可能な受像層がフィルム状基材の一方の表面に設けられている中間転写媒体と、複数の発熱体を有するサーマルヘッドとを重ねた状態で、前記インクリボンを供給するとともに前記中間転写媒体を搬送し、前記サーマルヘッドの各発熱体を選択的に加熱駆動して、前記中間転写媒体の受像層上に前記インクリボンからカラーインク層のインクを熱転写することにより、少なくとも２色以上のインクからなるカラー画像を前記中間転写媒体の受像層上に形成する画像形成ステップと、前記中間転写媒体の画像が形成された受像層を被記録媒体の表面に接触させて当該中間転写媒体を介して前記被記録媒体を加熱加圧することにより前記中間転写媒体の画像が形成された受像層を前記被記録媒体上に転写する転写ステップと、前記画像形成ステップにおいて２色以上のインクからなるカラー画像を前記中間転写媒体の受像層に形成する前に、当該中間転写媒体を所定の距離だけ画像を形成する方向に搬送するよう制御する制御ステップとを具備している。

また、本発明の熱転写記録装置は、複数色からなるカラーインク層がフィルム状基材の一方の表面に設けられているインクリボンを供給するインクリボン供給手段と、前記インクリボンから前記複数色のカラーインク層のインクを転写可能な受像層がフィルム状基材の一方の表面に設けられている中間転写媒体を搬送する中間転写媒体搬送手段と、複数の発熱体を有するサーマルヘッドと、前記インクリボン供給手段により供給されるインクリボンと前記中間転写媒体搬送手段により搬送される中間転写媒体と前記サーマルヘッドとを重ねた状態で、前記サーマルヘッドの各発熱体を選択的に加熱駆動して、前記中間転写媒体の受像層上に前記インクリボンからカラーインク層のインクを熱転写することにより、少なくとも２色以上のインクからなるカラー画像を前記中間転写媒体の受像層上に形成する画像形成手段と、前記中間転写媒体の画像が形成された受像層を被記録媒体の表面に接触させて当該中間転写媒体を介して前記被記録媒体を加熱加圧することにより前記中間転写媒体の画像が形成された受像層を前記被記録媒体上に転写する転写手段と、前記画像形成手段により２色以上のインクからなるカラー画像を前記中間転写媒体の受像層に形成する前に、当該中間転写媒体を所定の距離だけ画像を形成する方向に搬送するよう前記中間転写媒体搬送手段を制御する制御手段とを具備している。

本発明によれば、被記録媒体上に階調性豊かでカラーの再現性が良好なカラー画像を記録できる熱転写記録方法および熱転写記録装置を提供できる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は、本実施の形態に係る中間転写媒体としての中間転写フィルムの構成を模式的に示すものである。中間転写フィルム１は、フィルム状基材としての長尺フィルム状支持体２の一面に、ワックスや樹脂からなる離型層３、樹脂からなる保護層４、受像層５の順に積層形成されている。支持体２は、たとえば、ポリエチレンテレフタレート（以降、単にＰＥＴと略称する）、あるいは、ポリエチレンナフタレート（以降、単にＰＥＮと略称する）などのフィルム状合成樹脂が好適に使われる。本実施の形態では、たとえば、厚さが２５μｍのＰＥＴとした。

受像層５は、後述するインクリボンのインク層と相性が良いこと、受像表面が平滑であることが要求され、たとえば、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、酢酸ビニル樹脂、ポリウレタン樹脂、フェノキシ樹脂、あるいは、これらの混合樹脂などで、軟化点が１５０℃以下、溶融粘度が３００Ｐａ・ｓｅｃ以下のものが好適に使われる。本実施の形態では、ポリエステル系樹脂とアクリル系樹脂を主とした混合樹脂とし、厚さ５μｍで支持体２上にコートした。なお、ポリエステル系樹脂として、東洋紡績製バイロン３００を用い、アクリル系樹脂として、三菱レイヨン製ダイアナールＢＲ−８７を用い、ポリエステル系樹脂とアクリル系樹脂の混合比を７：３とした。
ここで、保護層４には、ホログラムなどの偽変造防止策を施してある場合が多い。本実施の形態でも、ホログラムを施したものを使用した。保護層４の厚みは１０μｍとした。

図２は、本実施の形態に係るインクリボンの構成を模式的に示すものである。インクリボン６は、フィルム状基材としての長尺フィルム状支持体７の一面に、複数色の熱溶融性カラーインク層としてのイエローインク層８Ｙ、マゼンタインク層８Ｍ、シアンインク層８Ｃ、ブラックインク層８Ｋがその順に並んで形成されている。ここで、上記各インク層８Ｙ〜８Ｋの順番は、上記順番である必要性はなく、インク層の透明度などから決まる順番で並べられていればよい。

支持体７は、たとえば、厚さが２〜６μｍのＰＥＴなどの合成樹脂フィルムである。本実施の形態では、厚さが４．５μｍのＰＥＴとした。各インク層８Ｙ〜８Ｋは、樹脂などからなるバインダ中に無機顔料、有機顔料と微粒子を分散したものである。
バインダとしては、たとえば、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、酢酸ビニル樹脂、エポキシ系樹脂、スチレン系樹脂など、あるいは、これらの混合樹脂で、熱溶融性で無色透明あるいは単色透明の樹脂で軟化点が１５０℃以下、溶融粘度が３００Ｐａ・ｓｅｃ以下のものが好適に用いられる。本実施の形態においては、中間転写フィルム１の受像層５との相性からポリエステル樹脂とアクリル樹脂との混合樹脂を主成分とするバインダとした。なお、ポリエステル系樹脂は、東洋紡績製バイロン３００とし、アクリル樹脂は三菱レイヨン製バイアナールＢＲ−６０とし、混合比を２：８とした。また、微粒子は顔料の分散剤などであるが、本実施の形態ではシリカを含有した。

なお、本実施の形態では、各色インクのドットを順次重ねて転写し、所望の色を表現するため、先に転写してあるインクの層が厚いと、そのドットの凹凸の影響を強く受け、転写不良やドットの欠けなどを生じる場合があるため、インク層８Ｙ〜８Ｋの厚みはできる限り薄い方が好ましい。

また、低濃度領域を表現するためには、できるだけ小さいサイズのドットを再現しなければならず、小さいドットを再現するためには、インク層８Ｙ〜８Ｋが薄いことが望ましく、０．４μｍ〜１μｍであることが望ましい。本実施の形態では、たとえば、０．６μｍとした。インクのドットの重ね順や記録濃度との関係から、各色それぞれインク層厚を変えてはいるが、全て０．４μｍ〜１μｍの範囲に入るように調整した。

図３は、本実施の形態に係る熱転写記録装置の構成を模式的に示すものである。図３において、プラテンローラ２１上には、熱記録手段としてのサーマルヘッド２２が設けられている。サーマルヘッド２２は、たとえば、エッジ型のサーマルヘッドであり、前述した中間転写フィルム１とインクリボン６とを介してプラテンローラ２１上に接離可能に設けられている。インクリボン６は、供給コア２３によりプラテンローラ２１とサーマルヘッド２２との間に供給され、巻取りコア２４により巻取られるようになっている。

プラテンローラ２１の近傍で、中間転写フィルム１の搬出側には、搬出される中間転写フィルム１を受取って搬送するクランプローラ２５が設けられている。クランプローラ２５の上には、中間転写フィルム１を掴むためのクランプ２６が設けられている。クランプローラ２５の搬出側には、クランプローラ２５で搬出される中間転写フィルム１を搬送する搬送ローラ２７が設けられている。

搬送ローラ２７の前方には、転写手段としてのヒートローラ２８およびこれに対向する対向ローラ２９が設けられている。ヒートローラ２８は、対向ローラ２９とにより、搬送ローラ２７で供給される中間転写フィルム１と別途供給される被記録媒体３０（図示しない）とを重ね合わせて圧接し、回転しながら中間転写フィルム１に熱を加えることにより、被記録媒体３０に中間転写フィルム１の受像層５を転写するようになっている。

中間転写フィルム１は、供給コア３１によりプラテンローラ２１とサーマルヘッド２２との間に供給された後、クランプローラ２５、搬送ローラ２７を経てヒートローラ２８へと供給され、ここで受像層５が転写された後、剥離ローラ３２を経て図示しない巻取りコアに巻取られるようになっている。

次に、このような構成において、本実施の形態に係る熱転写記録装置の要部の動作の概略について、図５に示すフローチャートを参照して説明する。
記録動作が開始されると、１色目の記録であるか否かを判断し（ステップＳ１）、１色目の記録である場合、中間転写フィルム１をチャッキング（クランプでクランプ）して（ステップＳ２）、記録動作時と同じ方向に所定距離だけ搬送する（ステップＳ３）。その後、中間転写フィルム１を記録開始位置まで戻し（ステップＳ４）、１色目の１画面を記録する（ステップＳ５）。１色目の記録が終了すると、ステップＳ１に戻って上記同様な動作を繰り返す。

ステップＳ１における判断の結果、１色目の記録でない場合、次の色（たとえば、２色目）の１画面を記録する（ステップＳ６）。次に、全ての色に対する記録が終了したか否かを判断し（ステップＳ７）、記録が終了していなければステップＳ６に戻って次の色に対する記録を行ない、記録が終了していれば次の転写処理に進む。

以下、本実施の形態に係る熱転写記録装置の動作について詳細に説明する。
図示しない制御部から記録開始信号が供給されると、中間転写フィルム１は記録開始位置まで図示しない巻取りコアにより巻取りが行なわれる。ついで、クランプローラ２５のクランプにより、クランプ２６とクランプローラ２５とで中間転写フィルム１を掴む（チャッキングする）。このとき、１色目の記録であるとき、クランプローラ２５はクランプ２６とで中間転写フィルム１を掴みながら記録動作時と同じ方向に回転し、中間転写フィルム１を所定距離だけ搬送する。
ここで、中間転写フィルム１の搬送距離は、後述するドットずれがなくなる程度必要で、本実施の形態では、カラー画像記録の半分の長さに相当する距離とした。ついで、クランプローラ２５が記録動作時とは反対方向に回転し、中間転写フィルム１を記録開始位置まで供給コア３１側に排出する。

ついで、インクリボン６は記録開始位置まで巻取りコア２４により巻取りが行なわれる。ついで、サーマルヘッド２２、インクリボン６、および、中間転写フィルム１をプラテンローラ２１側に所望の圧力で圧接させることにより、記録動作が開始される。
記録動作は、図示しない制御部から送られる画像データに応じたサーマルヘッド駆動信号によりサーマルヘッド２２を駆動するとともに、図４（ａ）に示すように、クランプ２６とクランプローラ２５とで中間転写フィルム１を掴みながら、記録周期に応じた回転速度でクランプローラ２５を回転させることにより行なわれる。このとき、プラテンローラ２２は、位置精度の問題から強制回転はさせていない。

１色目の記録が終了すると、サーマルヘッド２２およびインクリボン６が中間転写フィルム１から離れ、一方、供給コア３１、クランプローラ２５が記録動作時とは反対方向に回転して、中間転写フィルム１を記録開始位置まで供給コア３１側に排出する。ついで、再び記録動作が繰り返され、たとえば、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色の記録が順次行なわれる。

４色の記録が全て終了すると、供給コア３１およびクランプローラ２５は記録開始位置まで中間転写フィルム１を供給コア３１側に排出し、中間転写フィルム１はクランプ２７から解放される。

次に、図４（ｂ）に示すように、クランプ２６から解放された中間転写フィルム１は、搬送ローラ２７によりヒートローラ２８へ供給される。ヒートローラ２８に中間転写フィルム１が給紙されると、図示しない被記録媒体供給トレーから被記録媒体３０が供給される。ここで、中間転写フィルム１の画像領域先端部と被記録媒体３０の先端部との位置合わせが行なわれ、ヒートローラ２８と対向ローラ２９とにより中間転写フィルム１と被記録媒体３０とが圧接される。ついで、ヒートローラ２８が回転し、中間転写フィルム１に熱を加えつつ、被記録媒体３０に転写しながら、剥離ローラ３２側に排出を行なう。

剥離ローラ３２は、中間転写フィルム１の離型層３から支持体２を剥離し、保護層４および受像層５を被記録媒体３０へと転写を行なう。被記録媒体３０の後端がヒートローラ２８を通り過ぎたとき、中間転写フィルム１の転写動作が終了する。中間転写フィルム１の転写動作が終了すると、中間転写フィルム１の記録開始位置まで中間転写フィルム１を供給コア３１により巻き戻し、再び上記同様な記録動作が開始される。

このように、上記実施の形態によれば、１色目の記録の前に、中間転写フィルム１を所定距離だけ搬送する動作があるところが特徴であるが、その作用、効果について以下、図面を参照して説明する。

図６は、上述した１色目の記録前の中間転写フィルム１の搬送がない場合のドットずれに関するヒストグラムを示しており、実線Ａは１色目と２色目とのドットのずれ量に対するヒストグラム、一点鎖線Ｂは２色目と３色目とのドットずれ量に対するヒストグラムを示している。なお、横軸は、「０」の場合はドットずれがないことを示しており、マイナスは記録方向よりも上流側にドットずれが生じていることを示し、プラスは記録動作方向にドットずれが生じていることを示している。

図６の通り、１色目と２色目に関するヒストグラムは、その平均が「０」よりもマイナス方向に大きな値を取っており、ドットずれ量が大きい。また、分布の幅も広く、ドットずれ量のばらつきが大きいことも示している。一方、２色目と３色目は、その平均が「０」に近く、ドットずれ量が小さい。さらに、分布幅も小さく、ばらつきが小さいことがわかる。
２色目と３色目では、１色目が先に記録されており、中間転写フィルム１が搬送されている状態である。中間転写フィルム１をクランプ２６で掴んだ直後は、中間転写フィルム１にしわがよる可能性があり、記録開始位置がずれてしまう可能性がある。そこで、中間転写フィルム１を所定距離だけ搬送することにより、このしわをのばしてしまえば、記録開始位置がずれることはない。

図７は、記録動作前の中間転写フィルム１の搬送を実施した場合のドットずれ量のヒストグラムを示している。同図の通り、記録動作前に中間転写フィルム１の搬送を実施することにより、１色目と２色目とのドットずれ量を「０」に近づけることができ、分布の幅も狭く、すなわち、ばらつきを小さくすることができる。
したがって、上記実施の形態によれば、被記録媒体上に階調性豊かでカラーの再現性が良好なカラー画像を記録できるものである。

なお、前記実施の形態では、中間転写媒体としてリボン状の中間転写フィルムを用いた場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものでなく、たとえば、シート状やシール状の単用紙で形成された中間転写フィルムであってもよい。

本発明の実施の形態に係る中間転写フィルムの構成を模式的に示す縦断側面図。 本発明の実施の形態に係るインクリボンの構成を模式的に示すもので、（ａ）図は平面図、（ｂ）図は縦断側面図。 本発明の実施の形態に係る熱転写記録装置の構成を模式的に示す概略構成図。 図３の記録装置の動作を説明するための図。 本発明の実施の形態に係る熱転写記録装置の要部の動作の概略について説明するフローチャート。 １色目の記録前に中間転写フィル所定距離搬送しない場合のドットずれに関するヒストグラムを示す特性図。 １色目の記録前に中間転写フィルムを所定距離だけ搬送した場合のドットずれに関するヒストグラムを示す特性図。

符号の説明

１…中間転写フィルム（中間転写媒体）、２…支持体（フィルム状基材）、３…離型層、４…保護層、５…受像層、６…インクリボン、７…支持体（フィルム状基材）、８Ｙ…イエローインク層、８Ｍ…マゼンタインク層、８Ｃ…シアンインク層、８Ｋ…ブラックインク層、２１…プラテンローラ、２２…サーマルヘッド、２３…供給コア、２４…巻取りコア、２５…クランプローラ、２６…クランプ、２７…搬送ローラ、２８…ヒートローラ（転写手段）、２９…対向ローラ、３０…被記録媒体。

Claims (6)

1. 複数色からなるカラーインク層がフィルム状基材の一方の表面に設けられているインクリボンと、このインクリボンから前記複数色のカラーインク層のインクを転写可能な受像層がフィルム状基材の一方の表面に設けられている中間転写媒体と、複数の発熱体を有するサーマルヘッドとを重ねた状態で、前記インクリボンを供給するとともに前記中間転写媒体を搬送し、前記サーマルヘッドの各発熱体を選択的に加熱駆動して、前記中間転写媒体の受像層上に前記インクリボンからカラーインク層のインクを熱転写することにより、少なくとも２色以上のインクからなるカラー画像を前記中間転写媒体の受像層上に形成する画像形成ステップと、
   前記中間転写媒体の画像が形成された受像層を被記録媒体の表面に接触させて当該中間転写媒体を介して前記被記録媒体を加熱加圧することにより前記中間転写媒体の画像が形成された受像層を前記被記録媒体上に転写する転写ステップと、
   前記画像形成ステップにおいて２色以上のインクからなるカラー画像を前記中間転写媒体の受像層に形成する前に、当該中間転写媒体を所定の距離だけ画像を形成する方向に搬送するよう制御する制御ステップと、
   を具備したことを特徴とする熱転写記録方法。
2. 前記画像形成ステップは、１色以上のインクの画素上に１色以上の異なる色のインクを重ねて転写することでカラーを表現する減法混色を用いてカラー画像を形成することを特徴とする請求項１記載の熱転写記録方法。
3. 複数色からなるカラーインク層がフィルム状基材の一方の表面に設けられているインクリボンを供給するインクリボン供給手段と、
   前記インクリボンから前記複数色のカラーインク層のインクを転写可能な受像層がフィルム状基材の一方の表面に設けられている中間転写媒体を搬送する中間転写媒体搬送手段と、
   複数の発熱体を有するサーマルヘッドと、
   前記インクリボン供給手段により供給されるインクリボンと前記中間転写媒体搬送手段により搬送される中間転写媒体と前記サーマルヘッドとを重ねた状態で、前記サーマルヘッドの各発熱体を選択的に加熱駆動して、前記中間転写媒体の受像層上に前記インクリボンからカラーインク層のインクを熱転写することにより、少なくとも２色以上のインクからなるカラー画像を前記中間転写媒体の受像層上に形成する画像形成手段と、
   前記中間転写媒体の画像が形成された受像層を被記録媒体の表面に接触させて当該中間転写媒体を介して前記被記録媒体を加熱加圧することにより前記中間転写媒体の画像が形成された受像層を前記被記録媒体上に転写する転写手段と、
   前記画像形成手段により２色以上のインクからなるカラー画像を前記中間転写媒体の受像層に形成する前に、当該中間転写媒体を所定の距離だけ画像を形成する方向に搬送するよう前記中間転写媒体搬送手段を制御する制御手段と、
   を具備したことを特徴とする熱転写記録装置。
4. 前記画像形成手段は、１色以上のインクの画素上に１色以上の異なる色のインクを重ねて転写することでカラーを表現する減法混色を用いてカラー画像を形成することを特徴とする請求項３記載の熱転写記録装置。
5. 中間転写媒体搬送手段は、前記中間転写媒体の一部をローラとローラに取り付けられたクランプとにより挟んで前記中間転写媒体を搬送することを特徴とする請求項３記載の熱転写記録装置。
6. 前記転写手段は、回転するヒートローラと対向ローラとにより中間転写媒体と被記録媒体とを重ねた状態で加熱加圧することにより中間転写媒体の画像が形成された受像層を被記録媒体上に転写することを特徴とする請求項３記載の熱転写記録装置。

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