JP2006323249A - 画像形成装置、その制御方法およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】 低電力スタンバイやスリープによる省電力と跡やスジの発生防止を両立させ、画質の向上を果たすことのできる画像形成装置を提供する。
【解決手段】 像担持体と、前記像担持体の表面に接触して該表面を所定電位に帯電する帯電手段と、前記像担持体の表面に圧接して該表面をクリーニングするクリーナ手段と、所定時間ごとに、前記像担持体と前記帯電手段との相対的位置関係および／または前記像担持体と前記クリーナ手段との相対的位置関係を変更する位置関係変更手段と、を備えた画像形成装置において、当該画像形成装置が前記位置関係変更手段の駆動以外の事由で一時的に省電力状態から復帰した場合に、前記所定時間に達するまでの時間が特定時間より短いときは、前記位置関係変更手の駆動を行うように制御する（ｓ２５）制御手段を備えたこと画像形成装置により前記課題を解決する。
【選択図】 図６

Description

本発明は、電子写真方式を利用して記録材に画像形成を行う複写機、プリンタ等の画像形成装置に関し、特に、長時間、像担持体（ドラム）の同一位置に帯電手段やクリーナ手段が当接していて発生する跡やスジの防止に関するものである。

従来の画像形成装置において、ドラムが回転していない待機中に、長時間ドラムクリーナがドラムの同一位置に当接していて発生する跡や帯電ローラがドラムの同一位置に当接していて発生するスジを防止するために、所定時間ごとにドラムや帯電ローラを回す処理を行っていた（特許文献１、特許文献２参照）。

また、像形成を所定時間行わない場合に、所定の回路への電力供給を減少させる或いは遮断させる等の省電力状態に装置を移行させることが行われている。
特開平０７−０９２７８０号公報 特開平１１−３０５６３６号公報

しかしながら、所定時間ごとにドラムや帯電ローラを回す処理は、装置が省電力状態にあることを考慮していないため、省電力状態からの復帰時に跡やスジが発生してしまっていた。

本発明は、このような状況のもとでなされたもので、装置の非動作時における省電力化の達成と跡やスジの発生防止を両立させ、画質の向上を果たすことのできる画像形成装置を提供することを課題とするものである。

前記課題を解決するため、本発明では、画像形成装置を次の（１）のとおりに構成する。

（１）像担持体と、前記像担持体の表面に接触して該表面を所定電位に帯電する帯電手段と、前記像担持体の表面に圧接して該表面をクリーニングするクリーナ手段と、
所定時間ごとに、前記像担持体と前記帯電手段との相対的位置関係および／または前記像担持体と前記クリーナ手段との相対的位置関係を変更する位置関係変更手段と、を備えた画像形成装置において、
当該画像形成装置が前記位置関係変更手段の駆動以外の事由で一時的に省電力状態から復帰した場合に、前記所定時間に達するまでの時間が特定時間より短いときは、前記位置関係変更手の駆動を行うように制御する制御手段を備えた画像形成装置。

本発明によれば、装置の非動作時における省電力化の達成と跡やスジの発生防止を両立させ、画質の向上を果たすことができる。

以下本発明を実施するための最良の形態を、実施の形態の例により詳しく説明する。なお、本発明は、装置の形に限らず、実施の形態の説明に裏付けられて方法の形で、またプログラムの形で実施することもできる。

［実施の形態１］
図１は、実施の形態１である“画像形成装置（フルカラープリンタ）”の構成を示す断面図である。

この画像形成装置はイエロー色の画像を形成する画像形成部１Ｙと、マゼンタ色の画像を形成する画像形成部１Ｍと、シアン色の画像を形成する画像形成部１Ｃと、ブラック色の画像を形成する画像形成部１Ｂｋの４つの画像形成部（画像形成ユニット）を備えており、これら４つの画像形成部１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋは一定の間隔において一列に配置される。

各画像形成部１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋには、それぞれ像担持体としてのドラム型の電子写真感光体（以下、感光ドラムという）２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄが設置されている。各感光ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの周囲には、一次帯電器３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ、現像装置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ、転写手段としての転写ローラ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ、ドラムクリーナ装置６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄがそれぞれ配置されており、一次帯電器３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄと現像装置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄとの間の下方には、レーザー露光装置７が設置されている。各現像装置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄには、それぞれイエロートナー、シアントナー、マゼンタトナー、ブラックトナーが収納されている。

各感光ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄは、負帯電のＯＰＣ感光体でアルミニウム製のドラム基体上に光導電層を有しており、駆動装置（不図示）によって矢印方向（図１における時計回り方向）に所定のプロセススピードで回転駆動される。

一次帯電手段としての一次帯電器３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄは、帯電バイアス電源（不図示）から印加される帯電バイアスによって各感光ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの表面を負極性の所定電位に均一に帯電する。

現像装置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄは、トナーを内蔵し、それぞれ各感光ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ上に形成される各静電潜像に各色のトナーを付着させてトナー像として現像（可視像化）する。

一次転写手段としての転写ローラ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄは、各一次転写部３２ａ〜３２ｄにて中間転写ベルト８を介して各感光ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄに当接可能に配置されている。

ドラムクリーナ装置６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄは、感光ドラム２上で一次転写時の残留した転写残トナーを、該感光ドラム２から除去するためのクリーニングブレード等を有している。

中間転写ベルト８は、各感光ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの上面側に配置されて、二次転写対向ローラ１０とテンションローラ１１間に張架されていて、該二次転写対向ローラ１０は、二次転写部３４において、中間転写ベルト８を介して二次転写ローラ１２と当接可能に配置されている。この中間転写ベルト８は、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート樹脂フィルム、ポリフッ化ビニリデン樹脂フィルム等のような誘電体樹脂によって構成されている。

また、この中間転写ベルト８は、感光ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄとの対向面側に形成された一次転写面（８ｂ）を、二次転写ローラ１２側を下方にして傾斜配置してある。

すなわち、中間転写ベルト８は、感光ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの上面に移動可能に対向配置されて該感光ドラム２との対向面側に形成された一次転写面、すなわち下部平面８ｂを、二次転写部３４側が下方となるように傾斜配置されている。具体的には、この傾斜角度は約１５°に設定されている。また、中間転写ベルト８は、二次転写部３４側に配置されて該中間転写ベルト８に駆動力を付与する二次転写対向ローラ１０と、一次転写部３２ａ〜３２ｄを挟んで対向側に配置され中間転写ベルト８に張力を付与するテンションローラ１１との二本のローラに張架されている。

二次転写対向ローラ１０は、二次転写部３４にて中間転写ベルト８を介して二次転写ローラ１２と当接可能に配置されている。また、無端状の中間転写ベルト８の外側で、テンションローラ１１の近傍には、該中間転写ベルト８の表面に残った転写残トナーを除去して回収するベルトクリーニング装置１３が設置されている。また、二次転写部３４よりも転写材Ｐの搬送方向の下流側には、定着ローラ１６ａと加圧ローラ１６ｂを有する定着装置１６が縦パス構成で設置されている。

露光装置７は、与えられる画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応した発光を行うレーザー発光手段、ポリゴンレンズ、反射ミラー等で構成され、各感光ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄに露光をすることによって、各一次帯電器３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄで帯電された各感光ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの表面に画像情報に応じた各色の静電潜像を形成する。

次に、前記した画像形成装置による画像形成動作について説明する。
画像形成開始信号が発せられると、所定のプロセススピードで回転駆動される各画像形成部１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋの各感光ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄは、それぞれ一次帯電器３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄによって一様に負極性に帯電される。そして、露光装置７は、外部から入力されるカラー色分解された画像信号をレーザー発光素子から照射し、ポリゴン、レンズ、反射ミラー等を経由し各感光ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ上に各色の静電潜像を形成する。

そして、まず感光ドラム２ａ上に形成された静電潜像に、感光ドラム２ａの帯電極性（負極性）と同極性の現像バイアスが印加された現像装置４ａにより、イエローのトナーを付着させてトナー像として可視像化する。このイエローのトナー像は、感光ドラム２ａと転写ローラ５ａとの間の一次転写部３２ａにて、一次転写バイアス（トナーと逆極性（正極性））が印加された転写ローラ５ａにより、駆動されている中間転写ベルト８上に一次転写される。

イエローのトナー像が転写された中間転写ベルト８は、画像形成部１Ｍ側に移動される。画像形成部１Ｍにおいても、前記と同様にして、感光ドラム２ｂに形成されたマゼンタのトナー像が、中間転写ベルト８上のイエローのトナー像上に重ね合わせて、一次転写部３２ｂにて転写される。

この時、各感光体ドラム２上に残留した転写残トナーは、ドラムクリーナ装置６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄに設けられたクリーナブレード等により掻き落とされ、回収される。

以下、同様にして、中間転写ベルト８上に重畳転写されたイエロー、マゼンタのトナー像上に画像形成部１Ｃ，１Ｂｋの感光ドラム２ｃ，２ｄで形成されたシアン、ブラックのトナー像を各一次転写部３２ａ〜３２ｄにて順次重ね合わせて、フルカラーのトナー像を中間転写ベルト８上に形成する。

そして、中間転写ベルト８上のフルカラーのトナー像先端が、二次転写対向ローラ１０と二次転写ローラ１２間の二次転写部３４に移動されるタイミングに合わせて、給紙カセット１７又は手差しトレイ２０から転写材（用紙）Ｐが搬送パス１８を通して給紙され、レジストローラ１９により二次転写部３４に搬送される。二次転写部３４に搬送された転写材Ｐに、二次転写バイアス（トナーと逆極性（正極性））が印加された二次転写ローラ１２により、フルカラーのトナー像が二次転写される。

フルカラーのトナー像が転写された転写材Ｐは、定着装置１６に搬送されて、定着ローラ１６ａと加圧ローラ１６ｂとの間の定着ニップ部でフルカラーのトナー像が加熱、加圧されて転写材Ｐの表面に熱定着された後に、排紙ローラ２１によって本体上面の排紙トレイ２２上に排出されて、一連の画像形成動作を終了する。なお、中間転写ベルト８上に残った二次転写残トナー等は、ベルトクリーニング装置１３によって除去されて回収される。

以上が片面画像形成時の画像形成動作である。

続いて本画像形成装置での両面画像形成動作について説明する。

定着装置１６に搬送されるところまでは片面画像形成動作と同様である。定着ローラ１６ａと加圧ローラ１６ｂとの間の定着ニップ部でフルカラーの転写材Ｐ上のトナー像が加熱、加圧されてその表面に熱定着された後に、排紙ローラ２１によって本体上面の排紙トレイ２２上に転写材Ｐの大部分を排出された状態で、排紙ローラ２１の回転を停止する。その際、転写材Ｐの後端位置は反転可能位置４２まで到達している。

続いて、停止している転写材Ｐを両面ローラ４０、４１を備えた両面パスへと送り込むべく、排紙ローラ２１は通常回転とは逆回転される。排紙ローラ２１が逆回転することにより、反転位置４２に位置していた転写材Ｐは、両面ローラ４０に到達する。

その後両面ローラ４０、４１によりレジストローラ１９に向かって転写材Ｐが搬送される。その後、前述の片面画像形成時と同様、中間転写ベルト８上のフルカラーのトナー像先端が、二次転写対向ローラ１０と二次転写ローラ１２間の二次転写部３４に移動されるタイミングに合わせてレジストローラ１９により二次転写部３４へと転写材Ｐが搬送される。

二次転写部３４にてトナー像先端と転写材Ｐの先端を一致させ、トナー像を転写させた以降は、片面画像形成動作と同様に、定着装置１６にて転写材Ｐ上の画像を定着させ、再度排紙ローラ２１によって搬送され、最終的に排紙トレイ２２上に排出されて、一連の画像形成動作を終了する。

図２は、画像形成装置内の制御ブロック図である。１７１は画像形成装置の基本制御を行うＣＰＵであり、制御プログラムが書き込まれたＲＯＭ１７４と処理を行うためのワークＲＡＭ１７５、入出力ポート１７３がアドレスバス、データバスにより接続されている。入出力ポート１７３には、ドラムの駆動や転写材の搬送を行うモータ、クラッチ等の各種負荷（不図示）や、紙の位置を検知するセンサ等の入力（不図示）が接続されている。

ＣＰＵ１７１はＲＯＭ１７４の内容に従って入出力ポート１７３を介して順次入出力の制御を行い、画像形成動作を実行する。又、ＣＰＵ１７１には操作部１７２が接続されており、操作部１７２の表示器への表示データの出力や、キー入力を制御する。操作者は操作部１７２のキー入力により画像形成動作モードや、表示の切り替えをＣＰＵ１７１に指示し、ＣＰＵ１７１は画像形成装置の状態や、キー入力による動作モード設定の表示を行う。ＣＰＵ１７１には、ＰＣなど外部機器からの画像データ・処理データなどを送受信する外部Ｉ／Ｆ処理部４００、画像を伸張処理や一時的に蓄積処理などをする画像メモリ部３００、画像メモリ部３００から転送された画像データに基づいて露光装置７に露光させるべく処理が行われる画像形成部２００が接続されている。

次に、図３に従って画像メモリ部３００の詳細を述べる。画像メモリ部３００では、ＤＲＡＭ等のメモリで構成されるページメモリ３０１に、メモリコントローラ部３０２を介して外部Ｉ／Ｆ処理部４００から受け取った画像データを書き込み、画像形成部２００への画像読み出しなど画像の入出力のアクセスを行う。

メモリコントローラ部３０２は、外部Ｉ／Ｆ処理部４００から受け取った外部機器からの画像データが圧縮データであるか否かの判断を行い、圧縮データであると判断された場合、圧縮データ伸張処理部３０３を用いて伸張処理を行った後、メモリコントローラ部３０２を介してページメモリ３０１へ書き込み処理がなされる。

メモリコントローラ部３０２は、ページメモリ３０１のＤＲＡＭリフレッシュ信号の発生を行い、又、画像Ｉ／Ｆ処理部４００からの書き込み、画像形成部２００への読み出しに対するページメモリ３０１へのアクセスの調停を行う。さらに、ＣＰＵ１７１の指示に従い、ページメモリ３０１への書き込みアドレス、ページメモリ３０１からの読み出しアドレス、読み出し方向などの制御をする。

図４に従って、外部Ｉ／Ｆ処理部４００の構成を述べる。外部Ｉ／Ｆ処理部４００では、ＣＰＵ４０９の制御の元、次の動作を行う。外部装置５００から送信される画像データおよびプリントコマンドデータをＵＳＢ Ｉ／Ｆ部４０１、セントロＩ／Ｆ部４０２、ネットワークＩ／Ｆ部４０３の何れかを介して受信したり、またＣＰＵ１７１で判断された画像形成装置の状態情報などをＣＰＵ４０９が受け取り、ＵＳＢ Ｉ／Ｆ部４０１、セントロＩ／Ｆ部４０２、ネットワークＩ／Ｆ部４０３の何れかを介して外部装置５００に対し送信する。ここで外部装置５００は、コンピュータやワークステーションなどである。

外部装置５００から受信したプリントコマンドデータは、ＣＰＵ４０９にて処理されてＣＰＵ１７１に通知され、ＣＰＵ１７１は画像形成部２００や図２のＩ／Ｏ１７３などを用いてプリント動作を実行する設定やタイミングを生成する。

外部装置５００から受信した画像データは、プリントコマンドデータに基づくタイミングに応じて画像メモリ部３００に送信され、画像形成部２００にて画像形成されるべく、処理される。

さらに、ＣＰＵ４０９により不図示の電源ユニットを制御することで、外部Ｉ／Ｆ処理部とその制御部であるＣＰＵ４０９のみを残して他のユニットの電源供給を断つモードがあり、いわゆる低電力スタンバイやスリープなどの省電力状態を実現している。この省電力状態において、外部Ｉ／Ｆ処理部４００からの指示によって、他のユニットの電源に再度通電を行い、通常状態に復帰する事ができる。

図５に非像形成時における感光ドラムの回転処理のフローチャートを示す。この回転処理は、長時間画像形成装置で画像形成動作を行わないと、各感光ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄと、一次帯電器３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄが長時間同一位置で接触するために発生する跡やスジ、各感光ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄに、ドラムクリーナ装置６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄが長時間同一位置加圧されているために発生する跡やスジを防止するために、短時間感光ドラムや一次帯電器を回転させ、相対的位置をずらす処理である。本例の場合は０．５秒間だけ各感光ドラム２、中間転写ベルト８を回転させている。

本画像形成装置は、この回転処理を所定時間ごとに行うためのカウンタを持っており、画像形成の待機中、外部Ｉ／Ｆ処理部４００のＣＰＵ４０９がこのカウンタを監視していて、装置が省電力状態に有るか否かとは関係なく、所定時間がくる毎に回転処理を行う。回転処理を終了するとカウンタをリセットして再度カウンタの監視を行う。なお、メインスイッチオフの状態における、跡やスジの発生防止は別の手法で行われる。

まずカウンタが所定時間ｎ以上かどうかを判定し（ステップｓ１）、ｎ以上でなければこのフローを終了する。ｎ以上であれば０．５秒間ドラム回転を行う（ステップｓ２）、そのあと、カウンタをリセット（ここでは０クリア）する（ステップｓ３）。なお、ステップｓ２の処理は、ＣＰＵ４０９からの指示でＣＰＵ１７１により行われる。

図６は、ＣＰＵ４０９により不図示の電源ユニットを制御することで、前述の他のユニットの電源供給を再開した場合、すなわち省電力状態からの復帰した場合のＣＰＵ１７１の処理を示すフローチャートである。このフローでは省電力状態から復帰したきっかけがなんであるかを判断し、その判断結果に応じて所要の処理を行っている。

ここでは、外部装置から画像形成装置にステータスの問合せがあり、その問合せに応答するモードをステータス取得モードという。まずステータス取得モードであるかどうかを確認する（ステップｓ２１）。ステータス取得モードでない場合には回転処理モードかどうかを判断し（ステップｓ２２）、回転処理モードであればステップｓ２８へ移行し、回転処理を行い、このフローを終了し、再度省電力状態へ移行する。回転処理モードでなければ通常立ち上げなので、画像形成部の初期化動作を行う。この初期化動作では感光ドラムが回転されるのであえて回転処理モードを実行する必要はない。（ステップｓ２３）。

ステータス取得モードである場合（請求項における「当該画像形成装置が前記位置関係変更手段の駆動以外の事由で一時的に省電力状態から復帰した場合」に相当）にはＣＰＵ４０９へステータスの通知を行い（ステップｓ２４）、続いて回転処理時間計測のカウンタがｍ（ただし、ｍ＜ｎ）以上であるかどうかを判定し（ステップｓ２５）、もしカウンタがｍ以上でなければこのフローを終了し、再度省電力状態へ移行する。

もし、カウンタがｍ以上であった場合には回転処理を行い（ステップｓ２６）、カウンタをリセット（ここではクリア）して（ステップｓ２７）、再度省電力状態へ移行する。

図７は、図６の変形の処理を示すフローチャートであり、図６の処理と図７の処理を、適宜の手法で選択可能としても良い。

最初にステータス取得モードで省電力状態から復帰したかどうかを確認する（ステップｓ１１）。

ステータス取得モードであれば、ＣＰＵ１７１が外部Ｉ／Ｆ処理部４００のＣＰＵ４０９を介して外部装置５００にステータスを通知し、もう一度省電力状態に移行する（ステップｓ１３）。

次に、図５のステップｓ２に示す回転処理のために省電力状態から復帰したかどうかを確認する。回転処理のための復帰であれば、０．５秒ドラム回転を行った後（ステップｓ１５）にやはり省電力状態に移行する。この際のカウンタのリセットは外部Ｉ／Ｆ処理部４００のＣＰＵ４０９により行われる。

ステータス取得でも回転処理でもなく、単なる省電力状態からの復帰の場合には画像形成部の初期化動作を行い、画像形成の準備を行う（ステップｓ１２）。

以上説明したように、本実施の形態では、低電力スタンバイ中やスリープ中も所定時間ごとにそれらを解除して回転処理させることにした。さらに感光体ドラムへの跡やスジの形成防止以外の目的で、例えばステータス取得などで低電力スタンバイやスリープを解除する場合もあり、その後低電力スタンバイやスリープ状態に戻り、またすぐに回転処理を行うということでは何度も低電力やスリープが解除されることになり、省エネの効果が薄れるため、ステータス取得などで低電力やスリープが解除される場合に、前記跡やスジ防止のための回転処理を行う時間が近いか判断し、近いときは前記回転処理も同時に行い、次の回転処理までの所定時間を計数しているカウンタをクリアするようにした。これにより、低電力スタンバイやスリープによる省電力と跡やスジの発生防止を両立させ、画質の向上を果たすことができる。

なお、本実施の形態と同様の処理が、例えば定着部のような加圧力の高い機構で必要となる回転処理においても有効であることはいうまでもない。

実施の形態１である画像形成装置の構成を示す側断面図 制御ブロック図 画像メモリ部３００の詳細ブロック図 外部Ｉ／Ｆ処理部４００の詳細ブロック図 回転処理のフローチャート ＣＰＵ１７１の処理を示すフローチャート ＣＰＵ１７１の処理を示すフローチャート

符号の説明

２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ 感光ドラム（像担持体）
３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ 一次帯電器（帯電手段）
６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ ドラムクリーナ装置（クリーナ手段）

Claims (4)

1. 像担持体と、前記像担持体の表面に接触して該表面を所定電位に帯電する帯電手段と、前記像担持体の表面に圧接して該表面をクリーニングするクリーナ手段と、
   所定時間ごとに、前記像担持体と前記帯電手段との相対的位置関係および／または前記像担持体と前記クリーナ手段との相対的位置関係を変更する位置関係変更手段と、を備えた画像形成装置において、
   当該画像形成装置が前記位置関係変更手段の駆動以外の事由で一時的に省電力状態から復帰した場合に、前記所定時間に達するまでの時間が特定時間より短いときは、前記位置関係変更手の駆動を行うように制御する制御手段を備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１に記載の画像形成装置において、
   前記位置関係変更手段の駆動以外の事由は、当該画像形成装置から外部機器へのステータスの通知であることを特徴とする画像形成装置。
3. 像担持体と、前記像担持体の表面に接触して該表面を所定電位に帯電する帯電手段と、前記像担持体の表面に圧接して該表面をクリーニングするクリーナ手段と、所定時間ごとに、前記像担持体と前記帯電手段との相対的位置関係および／または前記像担持体と前記クリーナ手段との相対的位置関係を変更する位置関係変更手段と、を備えた画像形成装置における制御方法であって、
   当該画像形成装置が前記位置関係変更手段の駆動以外の事由で一時的に省電力状態から復帰した場合に、前記所定時間に達するまでの時間が特定時間より短いときは、前記位置関係変更手の駆動を行うように制御することを特徴とする画像形成装置の制御方法。
4. 請求項３に記載の画像形成装置の制御方法を実現するためのプログラム。

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