JP2007144653A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 自動レジストレーション調整では紙面上の所定位置でパターン印字と測定を行っているが、通常は、実行に要する時間を節約するためにＨＰの近傍位置にパターンを描画してそれを測定している。しかし、エンコーダそのものの精度にばらつきがあるために、特に大サイズの紙面上に画像形成を行う大判画像記録装置においては、用紙上の位置によってはレジ調整値がズレてしまっている。
【解決手段】 記録用紙の横サイズにあわせて自動レジ調整パターンの印字位置（記録用紙上にパターン印字される位置）を用紙上の左端、中央、右端の３点で測定し、通常の印刷ではその平均値をレジ調整値として採用する。通常の印字では平均値をレジ調整値として採用するが、プリンタドライバから「中央に印字」という印刷指定が行われた場合には、「中央」で測定された値をレジ調整値として採用して紙面中央への印字を行う。
【選択図】 図１

Description

本発明は、複数の記録ヘッドを搭載したキャリッジを被記録媒体に対して相対的に走査させて被記録媒体上にインク滴を吐出することによって画像記録を行う、インクジェット記録方式を用いた画像形成方法及びその装置に関する。より詳しくは、インクジェット記録装置のキャリッジに搭載されている複数ヘッドについて、その位置合わせを行う装置および方法に関する。

近年、オフィスのＯＡ化が急速に進む中で、パーソナルコンピュータなどの情報処理装置の普及に伴い、その出力装置としてインクジェット方式の記録へッドを用いたプリンタが広く利用されている。この種のディジタル画像を出力するプリンタにおいては、記録時間の短縮化や出力画像の高画質化を図るために、複数のインク吐出口を高密度に集積配列した記録へッド(以下、マルチへッドという)を用いることが主流となっている。また、記録画像のカラー化に対応させるため、多色インクに対応してマルチへッドを複数備えたものが一般的になっている。

しかしながら、このような多色インクを用いたカラー画像出力が一般化している中で、モノクロのみで印字した場合の画質の評価に加えて、発色性、再現性、階調性、一様性などといった要素も画像品位に関わる重要な要素となっている。

特に、画像記録の一様性に関しては、マルチへッドの作製工程において生じるノズル単位の製造上の僅かなバラツキにより、各ノズルの印字精度に影響して印字時のインク吐出量の不均一や吐出方向のズレなどが生じる。そして、この作製工程におけるノズル単位の製造上などのバラツキが、最終的に出力画像の濃度ムラとなり、画像品位を劣化させる原因となっている。

画像形成は、キャリッジに搭載された記録ヘッド（以下、単にヘッドともいう）を主走査方向（Ｘ）に移動させながら用紙上に１カラムずつの印字を行い、多数のカラムを連続して印字することによって１バンドの印字を行う。次いで、用紙を副走査方向（Ｙ）に送って１バンド目に隣接する２バンド目の印字を行う。フルカラーの画像を形成するためには、異なった色のインクを吐出する複数の記録ヘッド（例えば、シアンC,マゼンタM,イエローY,黒Ｋ）を使用し、記録用紙の上で各色を重ねることで画像形成を行う。

しかしながら、フルカラー画像を形成する場合に前述の如く異なった色の記録ヘッドを組み合せて印字を行うために、次のような不都合があった。即ち、複数のヘッド間には横方向（主走査方向）の取り付けズレが生じうる。このようなヘッド間の取り付けズレは、印字画像に縦方向の縞模様を生じさせる原因となり印字画像にムラが生じる場合があった。

また、ヘッド主走査方向の個々の位置に対応した正確な位置でインク吐出をするためには、ドット毎に規則的なスリットが入っているリニアスケールと、このリニアスケールに沿って移動し各移動位置でのスリットの有無を検出するリニアセンサとを用いてインク吐出の同期をとることで画像形成が行われている。このような構成の画像形成装置においては、主走査方向に沿ったヘッドの往路と復路の両方で印字を行う往復印字を行ったときに、往路ではスリットの検出から実際にインク吐出をするまでには遅延d1が生じ、復路では同様に遅延d2が生じるので、往復の遅延合計は（d1＋d2）となる。この遅延合計（d1＋d2）により、紙面上の同じ位置に対してドットを印字しようとしても往路と復路とではインク滴の吐出位置がズレて画像ムラとなる場合があった。そして、この画像ムラは線画の場合に、特に目立っていた。

また、ヘッドの構成としては、ヘッドとインクタンクとが一体に構成された一体型と、ヘッドとインクタンクとが別々に分離された別体型とがある。

一体型の記録ヘッドは消耗品として取り扱われていて、インクタンクが空になるとユーザが任意に交換可能である。したがって、ヘッドの交換の度に取り付けズレを確認し、該ズレがあった場合にはそのズレを補正しなければならない。

一方、別体型の記録ヘッドは、インクが消費されるとユーザはインクタンクのみを交換することが可能で、この場合には、記録ヘッドがそのままの固定位置に維持される。したがって、原則的には、前述の記録ヘッドの取り付けズレの補正は製品を工場から出荷するときに行うだけで良い。しかし、ヘッドの故障等により、ユーザサイドでヘッドを交換する必要が生じる場合もある。このような場合には、やはりヘッドの取り付けズレが生じる可能性があり、ユーザサイドでその補正が行えることが望まれる。

ところで、一体型、分離型とも、ページ記録に際して新しい用紙が設定された場合には、その用紙が給紙されることで記録ヘッドと記録用紙との間の距離がこれまでの設定から変動することになるので、ヘッドそのものの交換作業が発生していなかったとしても位置合わせの制御を行う必要が出てくる。

ヘッドの取り付けズレ補正のためにはヘッドの取り付けズレを正確に検出する必要がある。ヘッドの取り付けズレの検出は次のように行う。ヘッドが交換される度に、すべてのヘッドを用いて予め定められた印字パターン（テストパターン）を用紙に印字する。印字パターンの各領域の検出は、キャリッジ上でヘッド近傍に取り付けられたセンサにより該パターンを光学的に読み取り、そのセンサ出力に基づいて各ヘッドのズレ量を算出することによって行っていた。以下、記録ヘッドの製造過程で生じる誤差やヘッドの取り付けズレを含めて、レジストレーション誤差ともいう。

このレジストレーション誤差を検出し調整するためのパターン印刷と位置合わせ調整値の測定の両方を自動で実現する方法として、レジストレーション誤差を調整する画像記録方法が提案されている（特許文献１および特許文献２参照）。また、レジストレーションパターンの１例として、図４のようなものが特許文献３に紹介されている。ここで、図４は、レジストレーション調整パターンの１例である。これは、特許文献３に添付されている図５と同一のものを上下二つの描画ブロックに画像形成したパターンである。図４においては、調整パターンが上下二つの領域に分かれているが、画像形成の際に記録ヘッドを高速で走査させる際に描画するパターンと、低速で走査させる際のパターンとで同一のものを使用している例である。

これらの提案によれば、記録紙面上に図４のようなレジストレーション調整パターンの印刷を行い、その後、主走査キャリッジに装着された読み取りセンサでパターンを読み取ることによってレジストレーション誤差を調整する方法が示されている。

しかしながら、インクジェット記録装置は、記録媒体としてＯＨＰシートや布、プラスチック・シート等のその厚みの異なる様々な記録媒体への対応が望まれている。更に、記録媒体の大きさについても、イベント展示用や宣伝広告用のポスタや衣類等の織布への記録に求められるような大サイズの記録媒体への記録を可能とすることも要求されてきている。このようなインクジェット記録装置は、優れた記録手段として幅広い産業分野で需要が高まっており、より一層高品位な画像の提供が求められている。

そして、近年におけるこの分野での装置の大型化・高性能化は大変に著しく、さらに最近では、例えば業務用等において構成されるプリントシステムとしては、Ａ０あるいはＢ０サイズといった大型の記録用紙に対して記録を行なうことができるようなプリントシステムが構成され、大型のインクジェットプリンタが使用されるようになって来ている。
特開平５−２３８００４号公報 特登録０３３１３１１９号公報 特開２００２−２９２８５５号公報

記録装置の大型化に伴って、現在では、記録装置本体に装着されるリニアエンコーダのサイズも大型化されてきており、精密部品であるにもかかわらず大きなエンコーダが装着されるようになってきた。そして、大サイズに出力された記録用紙の左端位置と右端位置とではエンコーダの精度の問題から記録ヘッドのレジストレーション調整がうまくできなくなってきたという新たな問題点が出てきた。

本発名のインクジェット記録装置によれば、複数の記録ヘッドを用いて記録媒体上に画像形成を行うインクジェット記録装置において、
前記複数の記録ヘッドを用いて記録媒体上に予め定められたテストパターンを印字するテストパターン印字手段と、該テストパターン印字手段により印字されたテストパターンを光学的に走査することにより読みとる読み取り手段と、該読み取り手段の読み取り結果に基づいて、前記複数の記録ヘッドの１つである基準の記録ヘッドに対する他の記録ヘッドの取り付け位置誤差を検出する取り付け位置誤差検出手段とを備える。

そして、前記テストパターンは、記録媒体上の左端、中央、右端という３箇所に画像形成をおこない前期読み取り手段によってこれを測定することによって複数のレジストレーション測定値を取得しその平均の値をレジストレーション調整値として通常の画像形成に採用することを特徴とする。

本発明によれば、特に大サイズの記録媒体に画像形成を行う記録装置において、記録媒体の全体を広く使ってレジストレーション調整を行ってその平均値をレジストレーション調整値として採用するので、出力サイズの右端位置と左端位置とでレジストレーション調整がうまくあっていないという問題を解決させることが可能になった。

以下、図面を参照して本発明の実施例について説明する。

図２は、本発明の画像形成装置の概要を説明するための斜視図で、図中符号２０１は、ホームポジションで、２０２はキャリッジである。印字開始前にホームポジション２０１の位置にあるキャリッジ（図ではホームポジションの反対側に位置している）で、このキャリッジ２０２は、印字開始命令がくると、主走査方向（Ｘ方向）に往復運動することによって、マルチへツド２０６上のｎ個のマルチノズルを被記録媒体２０４上において分割された印字領域上で往復されるように構成されている。つまり、キャリッジ２０２は、往運動による被記録媒体２０４へのインク吐出が終了してキャリッジ２０２が反転位置まで達すると、キャリッジ２０２はホームポジション２０１へ向かつて復運動を開始し、ホームポジション側のキャリッジ反転位置（図示された位置）に達すると、再び往運動を開始するように構成されている。２０７はリニアスケールで、キャリッジ２０２の記録スキャンに同期して出力される信号によって複数回のスキャンによる画像形成位置の同期を取っている。キャリッジ２０２の往復運動による１回目の走査（スキャン）が終了してから２回目の走査が始まる前までに、搬送ローラ２０３と排紙ローラ２０５が回転することによって被記録媒体２０４が搬送される。この送り量は、分割された記録領域の幅だけ主走査方向（Ｙ方向）に送り出されるように制御される。このようにして、キャリッジ１の１回目の走査毎にマルチへッド２０６による印字と被記録媒体２０４の搬送が繰り返されることによって画像形成が完成される。

図３は、本発明の画像形成装置の一実施例を示す構成図である。図３において、符号３０１はＣＰＵで、ＣＰＵ３０１の内部バスには、ＲＯＭ３０２とＲＡＭ３０３とＥＥＰＲＯＭ３０４が接続されている。ＣＰＵ３０１はＲＯＭ３０２からプログラムを読み出し、ＲＡＭ３０３に対するリードライトを繰り返すことでプログラムを実行するものである。ＥＥＰＲＯＭ３０４は、レジストレーション調整値等電源オフ時でも記憶が必要なデータを保存する。符号３０５は、各種キーを備え画像形成に必要な情報の入力や画像形成の動作状態や様々な情報を表示する操作・表示パネルであり、ＣＰＵ３０１に接続されている。３０６は、記録ヘッド２０６を電気的に制御しインクを吐出させるヘッド制御回路で、３０７は各種モータやアクチュエータおよび各種センサを制御管理するメカ制御回路、３０８はインクと吐出する記録ヘッド２０６を記録媒体上でスキャンさせる主走査モータ、３０９は記録媒体を搬送する副走査モータ、３１０は光源とＣＣＤで構成させるレジストレーション読み取り回路であり、読み込んだレジストレーション調整値はＲＡＭ３０２に保存される。

ここで、図１を使って、本発明で描画するレジストレーション調整パターンを説明する。図１は、本発明で描画するレジストレーション調整パターンである。このパターンは、従来例として説明した前記図４の調整パターンを被記録材上での左端、右端、中央という３箇所の位置の描画したものである。これら３箇所のパターンをキャリッジ２０２上に装着された図示しないセンサで読み取ることによってレジストレーション調整値を取得することができる。

以下、図５を用いて、本発明のインクジェット記録装置の動作について、詳細に説明する。図５は、ＣＰＵ３０１の制御による本発明のレジストレーション調整の動作を説明するための動作フロー図である。本発明は、自動でレジストレーションを行う例であり、入力パネル２０５から操作メニューが選択されると以下の動作を行う。

操作パネル３０５からレジストレーションの操作メニューが選択されると、まず、ＣＰＵ３０１はメカ制御回路３０７に用紙搬送の指示を出し、メカ制御回路３０７は接続されている副走査モータ３０９を駆動させることで記録用紙２０４を描画位置まで給紙搬送する（ステップ１０１）。

次に、ＣＰＵ３０１はメカ制御回路３０７に用紙幅測定のためにキャリッジ走査の指示を出しレジ読み取り回路３０６には用紙幅の測定を指示する。すると、メカ制御回路３０７は、接続されている主走査モータ３０８を駆動させて用紙の左端から右端までの走査を行う。また、ＣＰＵ３０１は、レジ読み取り回路３０６で用紙の両端をセンサで検出してその長さを測定し、測定によって取得できた用紙幅値をＲＡＭ３０３に保存する（ステップ１０２）。

そして、ＣＰＵ３０１は、ＲＡＭ３０３から前記用紙幅値を読み出しレジストレーションパターンを描画する左端、中央、右端のリニアエンコーダ位置を決定してＲＡＭ３０３に保存する（ステップ１０３）。

そして、ＣＰＵ３０１は、レジ読み取り回路のセンサ感度を調整するためのパターン印字を行い、続いてそれを読み取ることによって測定のための検出回路のゲイン調整を行う（ステップ１０４）。

次に、ＣＰＵ３０１は、レジストレーション調整のためにＲＯＭ３０２内に内蔵している測定パターンを読み出してこれをヘッド制御回路３０８に転送することによって紙面上に描画し、これを測定する。これは、ＣＰＵ３０１が、印字走査のスピードや走査方向についての実行条件を変化させながら、レジストレーション調整パターンの印刷とレジストレーション測定を交互に行うことで実現し、レジストレーション調整値の左端値、右端値、および中央値について測定した値をＲＡＭ３０３の中に格納する（ステップ１０５）。

それから、ＣＰＵ３０１は、測定したレジストレーション値の平均値を算出し（ステップ１０６）、ページ記録の際には調整値として使用する値として、前記平均値をＲＡＭ３０３に保存する（ステップ１０７）。

最後に、ＣＰＵ３０１は、記録用紙を排出してキャリッジ２０２をホームポジション２０１に戻して全てのレジストレーション測定の動作を終了する（ステップ１０８）。

ここで、図６を用いて、前記ステップ１０５のパターン印刷とレジストレーション測定について、より詳細に説明する。図６は、パターン印刷とレジストレーション測定の各ステップについて説明する動作フロー図である。レジストレーション値として測定が必要なのは、まず、往路方向に印字スキャンするときのレジストレーション値である。次に、反対に復路方向に印字スキャンする時のレジストレーション値、および、往路方向と復路方向を合わせた時のレジストレーション値である。これらの値について、キャリッジ２０２を高速でスキャンさせた時の調整値と低速でスキャンさせた時の調整値である。前記ステップ１０５は、これらについて、パターン印刷とレジストレーション測定を順に実行して、記録パターンをレジ読み取り回路３１０によって計測することによって取得できた測定値をＲＡＭ３０３に格納する。

まず、ＣＰＵ３０１は、ＲＯＭ３０２内からレジストレーション測定パターンを読み出し、これをヘッド制御回路３０６に転送して、これを主走査モータ３０８に設定する駆動スピードを高速値にすることによって往路方向の高速記録スキャンによってレジストレーションパターンを用紙上に描画する。また、このパターン描画の紙面上の位置は、前記ステップ１０２おいて計測した用紙幅から算出される用紙上の左端、中央、右端に各色ごとに描画する（ステップ２０１）。

続いて、前記ステップ２０１で描画されたパターンを用紙送りしないでレジ読み取り回路３１０に取り付けられたセンサで測定しながらスキャンすることによって、左端、中央、右端位置でのレジストレーション値を各色ごとに測定し、測定値をＲＡＭ３０３に格納する（ステップ２０２）。

次に、ＣＰＵ３０１はまず用紙送りを行い、ＲＯＭ３０２内からレジストレーション測定パターンを再び読み出し、これをヘッド制御回路３０６に転送して、これを主走査モータ３０８に設定する駆動スピードを高速値に設定し、今回は復路方向の高速記録スキャンによってレジストレーションパターンを用紙上に描画する。また、このパターン描画の紙面上の位置は、前記ステップ１０２おいて計測した用紙幅から算出される用紙上の右端、中央、左端に各色ごとに描画する（ステップ２０３）。

続いて、前記ステップ２０３で描画されたパターンを用紙送りしないでレジ読み取り回路３１０に取り付けられたセンサで測定しながらスキャンすることによって、左端、中央、右端位置でのレジストレーション値を各色ごとに測定し、測定値をＲＡＭ３０３に格納する（ステップ２０４）。

ここで再び用紙送りして、今度は、ＲＯＭ３０２内からレジストレーション測定パターンを再び読み出し、これをヘッド制御回路３０６に転送して、これを主走査モータ３０８に設定する駆動スピードを高速値に設定し、今回は往復スキャンの高速記録スキャンによってレジストレーションパターンを用紙上に描画する。また、このパターン描画の紙面上の位置は、前記ステップ１０２おいて計測した用紙幅から算出される用紙上の左端、中央、右端にＢｋ色でのみ描画する（ステップ２０５）。ここで、ステップ２０５の往復印字でのレジストレーション調整の値を取得するのがＢｋ色のみでよいのは、この値が各色の間でズレのない共通して使用できる値だからである。

そして、前記ステップ２０５で描画されたパターンを用紙送りしないでレジ読み取り回路３１０に取り付けられたセンサで測定しながらスキャンすることによって、左端、中央、右端位置でのレジストレーション値を測定し、高速印字用往復調整値として測定値をＲＡＭ３０３に格納する（ステップ２０６）。

ここからは、低速印字用のレジストレーション調整値を取得するためのパターン印刷と測定を行う。まず、ＣＰＵ３０１は、ＲＯＭ３０２内からレジストレーション測定パターンを読み出し、これをヘッド制御回路３０６に転送して、これを主走査モータ３０８に設定する駆動スピードを低速値にすることによって往路方向の低速記録スキャンによってレジストレーションパターンを用紙上に描画する。また、このパターン描画の紙面上の位置は、前記ステップ１０２おいて計測した用紙幅から算出される用紙上の左端、中央、右端に各色ごとに描画する（ステップ２０７）。

続いて、前記ステップ２０１で描画されたパターンを用紙送りしないでレジ読み取り回路３１０に取り付けられたセンサで測定しながらスキャンすることによって、左端、中央、右端位置でのレジストレーション値を各色ごとに測定し、測定値をＲＡＭ３０３に格納する（ステップ２０８）。

次に、ＣＰＵ３０１はまず用紙送りを行い、ＲＯＭ３０２内からレジストレーション測定パターンを再び読み出し、これをヘッド制御回路３０６に転送して、これを主走査モータ３０８に設定する駆動スピードを低速値に設定し、今回は復路方向の低速記録スキャンによってレジストレーションパターンを用紙上に描画する。また、このパターン描画の紙面上の位置は、前記ステップ１０２おいて計測した用紙幅から算出される用紙上の右端、中央、左端に各色ごとに描画する（ステップ２０９）。

続いて、前記ステップ２０３で描画されたパターンを用紙送りしないでレジ読み取り回路３１０に取り付けられたセンサで測定しながらスキャンすることによって、左端、中央、右端位置でのレジストレーション値を各色ごとに測定し、測定値をＲＡＭ３０３に格納する（ステップ２１０）。

ここで再び用紙送りして、今度は、ＲＯＭ３０２内からレジストレーション測定パターンを再び読み出し、これをヘッド制御回路３０６に転送して、これを主走査モータ３０８に設定する駆動スピードを低速値に設定し、今回は往復スキャンの低速記録スキャンによってレジストレーションパターンを用紙上に描画する。また、このパターン描画の紙面上の位置は、前記ステップ１０２おいて計測した用紙幅から算出される用紙上の左端、中央、右端にＢｋ色でのみ描画する（ステップ２１１）。ここで、往復印字でのレジストレーション調整の値を取得するのがＢｋ色のみでよいのは、前記ステップ２０５と同じである。

そして、前記ステップ２０５で描画されたパターンを用紙送りしないでレジ読み取り回路３１０に取り付けられたセンサで測定しながらスキャンすることによって、左端、中央、右端位置でのレジストレーション値を測定し、今回は低速印字用往復調整値として測定値をＲＡＭ３０３に格納する（ステップ２１２）。

以上説明したように、図１に示すように、レジストレーション調整パターンが用紙の左端、中央、右端において記録されることになる。そして、これらをキャリッジ２０２に装着される図示しないセンサで読み取ることによって図７のようにＲＡＭ３０３内に格納される。ここで、図７は、レジストレーション調整のためにパターンを読み取ることで取得した測定値が格納されたメモリマップの１例である。そして、このように算出された平均値を画像記録の際には位置合わせのためのレジストレーション調整値として使用することで、記録用紙の片側のみにおいて測定されるレジストレーション測定値をレジストレーション調整値として採用する場合に比べると、ページ全体として色ごとのズレのない画像形成が実現されることになる。

ここで、図８を用いて電源オフされる際にＥＥＰＲＯＭ３０４内に格納されるレジストレーション調整値について説明する。図８は、操作・表示パネル３０５から本体電源オフされる際に格納されるレジストレーション調整値である。ＥＥＰＲＯＭ３０４内にはＲＡＭ３０３内に格納されている調整値のうち平均値と中央で測定された値のみを保存する。前記平均値は、通常のページ記録の際にレジストレーション調整値として使用する値であり、前記中央血はページ記録に際してプリンタドライバから紙面の左右中央位置に描画する旨の指示コマンドを付加された際にレジストレーション調整値として使用する調整値である。本体電源がオフされる際にこれら平均値と中央で測定された値とをこのＥＥＰＲＯＭ３０４内に格納しておくことで、次回に本体電源がオンされて前回の同じ被記録材上で画像形成を開始する場合には、画像形成の際に設定するレジストレーション値をＥＥＰＲＯＭ３０４内から読み出すことによって直ちに取得することが可能である。

本発明で用いるレジストレーションパターン。 斜視図。 ブロック図。 レジストレーションパターンの従来例。 動作フロー図。 パターンの描画と調整値の測定動作の動作を説明する動作フロー図。 ＲＡＭ３０２内に格納されているレジストレーション調整値。 ＥＥＰＲＯＭ３０４内に格納されているレジストレーション調整値。

符号の説明

２０１ ホームポジション
２０２ 主走査キャリッジ
２０３ 排紙ローラ
２０４ 記録媒体
２０５ 搬送ローラ
２０６ 記録ヘッド
２０７ リニアエンコーダ
３０１ ＣＰＵ
３０２ ＲＯＭ
３０３ ＲＡＭ
３０４ ＥＥＰＲＯＭ
３０５ 操作・表示パネル
３０６ ヘッド制御回路
３０７ メカ制御回路
３０８ 主走査モータ
３０９ 副走査モータ
３１０ レジストレーション読み取り回路

Claims (1)

1. 複数の記録ヘッドを用いて記録媒体上に画像形成を行うインクジェット記録装置において、
   前記複数の記録ヘッドを用いて記録媒体上に予め定められたテストパターンを印字するテストパターン印字手段と、該テストパターン印字手段により印字されたテストパターンを光学的に走査することにより読みとる読み取り手段と、該読み取り手段の読み取り結果に基づいて、前記複数の記録ヘッドの１つである基準の記録ヘッドに対する他の記録ヘッドの取り付け位置誤差を検出する取り付け位置誤差検出手段とを備え、
   前記テストパターンは、記録媒体上の左端、中央、右端という３箇所に画像形成をおこない前期読み取り手段によってこれを測定することによって複数のレジストレーション測定値を取得しその平均の値をレジストレーション調整値として通常の画像形成に採用することを特徴とするインクジェット記録装置。

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