JP2007169027A - シート搬送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シートの熱収縮による主走査方向及び副走査方向のサイズ変化を高精度に検出することができ、かつ端部基準ガイドにシートを当接した際の端部折れを検出できるシート搬送装置を提供することを目的とする。
【解決手段】搬送されるシート６１の一方側端をガイドするための端部基準ガイド６３と、該端部基準ガイドにシートの一方側端を当接させながらシートを搬送するための斜送ローラ６０と、端部基準ガイドの下流に配置されシートの搬送方向と直交する方向に移動可能な横レジスト調整手段６４とを備えたシート搬送装置において、シートの搬送方向と直交する方向に配置され、端部基準ガイドに当接しているシート端と対向するシート端を検知する横端検知手段６２と、該横端検知手段の検知結果に基づきシートサイズを演算し、かつ横レジスト手段を制御する制御手段６６を備えることを特徴とするシート搬送装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、両面印字装置や重複印字装置等に用いられるシート搬送装置に関する。

画像形成装置等にあってはシートが所定の画像形成位置に搬送されるように、一定の基準に沿わせて搬送するようにしている。この基準としては、センター基準と片側基準とがある。センター基準はシートの幅方向中央が常に一定の基準位置にあるようにして搬送するものであり、片側基準はシートの幅方向の一方端をガイド部材に突き当てるようにして搬送し、該一方端が一定の基準位置にあるようにして搬送するものである。

前記片側基準は、例えば図６に示すように、端部基準ガイド５０の近傍に斜送ローラ５１を設け、シート５２を斜送ローラ５１で搬送すると共に、その一方側端を端部基準ガイド５０に突き当てることによりシート位置を設定するものである。この片側基準は構成が容易で安価に提供できる利点があるが、図６に示すようにシートＡ、Ｂのサイズによってはシート搬送位置が偏ることになり、大きいシートサイズに対応した片側基準で小サイズのシートを搬送した場合には他方側が大きく空いてしまう。このため、画像形成装置等にあっては定着器の非基準側の昇温や、トナーカートリッジを使用する画像形成装置にあってはカートリッジ内のトナーの偏り等を生じやすくなる。

また、大サイズのシートを片側基準で搬送する場合には、シートをＵターン搬送する場合等、屈曲させた搬送をする場合に基準部材に突き当てきれなくなり、斜行等を発生する恐れがある。

片側基準に対し、センター基準は２つの方法がある。第１の方法としては、図７のように、端部基準ガイド５０ａの近傍に斜送ローラ５１ａを設け、シート５２ａを斜送ローラ５１ａで搬送すると共に、その側端を端部基準ガイド５０ａに突き当てることによりシート位置を設定するという構成は変わらない。しかし、そのシート先端を先端検出手段５３ａが検出した時点でローラ系の回転を停止する。そして、端部基準ガイド５０ａを移動させてシート５２ａの一方側端が端部基準ガイド５０ａによって正確に所定位置となるように位置決めする。なお、このときの位置決め位置はシート５２ａをセンター基準で搬送する場合のシートサイズに応じた側端位置である。したがって、図７に示すように、シートサイズＡ、Ｂによって端部基準ガイド５０ａの位置が異なる。

第２の方法としては、第１の方法と異なり、端部基準ガイド５０ｂはシートサイズによって動かない。図８に示すように、端部基準ガイド５０ｂの近傍に斜送ローラ５１ｂが設けられており、シート５２ｂを斜送ローラ５１ｂで搬送すると共に、その一方側端を端部基準ガイド５０ｂに突き当てることによりシート位置を設定する。設定後、シート先端が先端検出手段５３ｂに検出されると、シートの搬送方向と直交する方向に移動可能な横レジスト調整手段５４ｂを用いて、センター基準位置までシートが移動される。シートサイズによって横レジスト調整手段５４ｂの移動量が異なるわけであるが、該移動量は予め操作部等で設定されたシートサイズ情報から決められる。

上記では、シート主走査方向のレジスト調整手段として、ガイド部材への突き当てでシートを所定の画像形成位置に合わせる手法（画像基準）を述べた。次に、搬送中のシート位置をラインセンサ等で検知し、該シート位置に画像形成する手法（シート基準）を述べる。図９にラインセンサを用いた代表的な構成を示す。画像形成を行う際、レジストローラ１０５から送り出されたシート１０７は、紙搬送パスに沿って感光ドラム１００側に搬送される。このとき、書き出し位置を調整するために、シートの紙送り方向（副走査方向）のタイミング、およびこの紙送り方向に対して垂直方向（主走査方向）のタイミングを検知し、レーザ光による書出しを制御する。

つまり、ラインセンサ１０６でシートの先端位置が検知されてからシートが距離Ｌ１だけ進んだ時にレーザによる書出しを開始することで、副走査方向の画像の書き出し位置を調整することができる。また、ラインセンサ１０６でシートの横端位置（横レジ）が検知されると、ビームディテクタ（ＢＤ）１０１からラインセンサ１０６の下端までの距離Ｌ２に、ラインセンサの下端からシートの横端位置までの距離Ｘを加えた距離（Ｘ＋Ｌ２）を算出する。そして、ビームディテクタ１０１によってレーザ光が検知されてから上記算出された距離だけレーザ光が主走査方向に振られた後、レーザによる書出しを開始することで、主走査方向の画像の書き出し位置を調整することができる。

このようなレーザ光による副走査方向および主走査方向の画像書き出し位置の調整は、タイミングコントロールユニット（ＴＣＵ）１０３によって行われる。すなわち、ＴＣＵ１０３は、レジストローラ１０５をオンにして用紙の搬送を開始させた後、ラインセンサ１０６からの検知信号に基づき、書き出しタイミングをレーザ制御回路１０２に出力する。レーザ制御回路１０２は、ＴＣＵ１０３から出力された書き出しタイミングに同期して、画象処理回路から送られてきた画像信号を基にレーザ素子１０１を駆動する。

以上のように、シートを画像形成装置に合わせる制御、又はシート位置に画像形成をする制御を行うために、例えば特許文献１や特許文献２では、移動可能な端部基準ガイドを用いて、シートの位置決めを行っている。また、特許文献３では、ラインセンサとしてＣＩＳ（コンタクト イメージ センサ）を用いてシート位置を検知し、画像書き出し位置にフィードバックしている。特許文献４では、ラインセンサを設けてシートの斜行量と主走査方向の位置ずれを検知し、幅方向の同一軸線上に回転軸を有する一対の搬送ローラそれぞれの回転速度にフィードバックすることで、斜行や位置ズレを補正している。
特開平９−０１２１８２号公報 特開２００２−３６２７８５号公報 特開２００３−３０２８８７号公報 特開２００４−０９９２４４号公報

しかしながら、上記従来のレジスト調整機構を有するシート搬送装置では、以下に掲げる問題があった。

複写機等の画像形成装置では、感光体に形成された現像剤（トナー）をシート上に転写し、定着部でシートを１５０度から２００度の高温で熱圧することで、トナーをシート上に定着させるのが一般的な方法である。この方法でシートの両面に画像形成を行うには、上記のように定着部でシートを熱圧した後、フラッパの切り換え動作によりシートを反転パスに導いた後、シートをスイッチバックさせ、両面搬送パスに搬送させる。そして、両面搬送パスに導かれたシートを再度給紙し、転写、定着を行う必要がある。

しかし、ここで問題となるのがシートの熱収縮によるサイズの変化である。一般的にシートは水分を含んでおり、熱を加えるとシート中の水分が蒸発し、シートが熱収縮してしまう。この問題を複写機等の画像形成装置に当てはめると、シート表面にトナーを転写した後の定着により、シートが縮んでしまい、縮んだ状態でシート裏面が画像形成されるので、表面と裏面で画像のズレが生じるという問題が起こってしまう。シートの熱収縮は、時間が経つと元に戻るので、シート表面を画像形成した後、両面パスでサイズが元に戻るのを待った後、シート裏面を画像形成するという方法が考えられるが、現実的ではない。

上記の特許文献１や特許文献２では、端部基準ガイドを用いてシートの位置決めを行うので、端部基準ガイドに当接するシート表面、裏面の余白距離は同じである。しかし、端部基準ガイドに当接しない側の表面、裏面の余白距離は、裏面の方が短くなってしまう。また、シートを端部基準ガイドに当接する際に、薄紙等のシートの場合、端部折れが発生してしまう恐れがある。特許文献３では、ＣＩＳを用いてシート位置を検知し、画像書き出し位置にフィードバックしているが、一方側面のシート位置を検知しているだけなので、余白距離の違いが生じてしまう。さらに、特許文献４では、ラインセンサを設けてシートの両横端を検知しているが、主走査方向のシート長を検知しているわけではないので、表面、裏面の余白距離の問題を避けることはできない。

本発明は以上の点に着目してなされたもので、シートの熱収縮による主走査方向及び副走査方向のサイズ変化を高精度に検出することができ、かつ端部基準ガイドにシートを当接した際の端部折れを検出できるシート搬送装置を提供することを目的とする。

本発明は、上述の目的を達成するため、以下（１）〜（６）の構成を備えるものである。

（１）搬送されるシートの一方側端をガイドするための端部基準ガイドと、該端部基準ガイドにシートの一方側端を当接させながら該シートを搬送するための斜送ローラと、該端部基準ガイドの下流に配置されシートの搬送方向と直交する方向に移動可能な横レジスト調整手段と、を備えたシート搬送装置において、
シートの搬送方向と直交する方向に配置され、かつ、前記端部基準ガイドに当接しているシート端と対向するシート端を検知する横端検知手段と、該横端検知手段の検知結果に基づき搬送されるシートサイズを演算し、かつ前記横レジスト手段を制御する制御手段を備えることを特徴とするシート搬送装置。

（２）前記横端検知手段が、ラインセンサであることを特徴とする前記（１）記載のシート搬送装置。

（３）前記制御手段が、前記横端検知手段により検知される横端位置が、シート搬送中に一定量以上変化する場合と、該横端位置により算出されるシートサイズが予め入力されたシートサイズと一定量以上異なる場合に、シート端部折れと判断しエラーを出力することを特徴とする前記（１）記載のシート搬送装置。

（４）前記制御手段が、前記横端検知手段によりシートの表面画像形成時と裏面画像形成時の横端位置を検知することで、該シートの主走査方向の収縮量を算出する機能をもち、かつ該収縮量算出結果により、前記シート裏面画像形成時における画像情報を変更する機能を有することを特徴とする前記（１）記載のシート搬送装置。

（５）前記制御手段が、前記横端検知手段により得られたシート先端位置と後端位置から該シートの副走査方向の長さを算出する機能と、該機能により表面画像形成時と裏面画像形成時のシートの副走査方向長さを検出することで、シートの副走査方向の収縮量を算出する機能を有し、かつ、該収縮量算出結果により、前記シート裏面画像形成時における画像形成時間を変更する機能を有することを特徴とする前記（１）記載のシート搬送装置。

（６）前記シート裏面画像形成時における画像形成時間を変更する機能が、シート裏面画像形成時におけるポリゴン回転数を変更する機能であることを特徴とする前記（５）記載のシート搬送装置。

斜送レジの構成を用いて、搬送中の主走査方向及び副走査方向のシート長を正確に測定することにより、定着による熱収縮補正ができ、また、端部基準ガイドにシートを当接させた際の端部折れを検出可能なシート搬送装置を提供できる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を、実施例により詳しく説明する。

図５は、本発明の一実施例の形態に係るシート搬送装置が適用される画像形成装置の構成を示す図である。

本画像処理装置は、本体画像出力部１０、本体画像入力部１１、自動原稿送り装置１２、ソータ１３から大略構成されている。本体画像出力部１０は、被搬送物である記録紙に原稿画像を形成し出力する装置である。本体画像入力部１１は、原稿から画像データを読み取る装置である。自動原稿送り装置１２は、本体画像入力部１１の上部に装着されており、コピー対象の原稿を自動的に給送する装置である。ソータ１３は、本体画像出力部１０の側部に装着されており、本体画像出力部１０から排出されるコピー済み記録紙を仕分けして排出する装置である。

本画像形成装置は、ディジタル複写機として構成されており、画像データを読み取る本体画像入力部１１のＣＣＤ２６（後述）により画像が画素化され、画像データとして装置に読み込まれ、画像処理が行われた後、画像メモリに蓄えられる。その画像データは、本体画像入力部１１から本体画像出力部１０に転送され、本体画像出力部１０で画像再生されて記録紙にコピーされる。

上記構成を動作と共に詳述すると、本体画像入力部１１は、該本体画像入力部１１上面の原稿台に載置された原稿を照射しながら走査する光源２１を備える。光源２１は、光学系モータ（図示略）から駆動力を得て、図５の左右方向に往復駆動される。光源２１から発生した光は、原稿台に載置された原稿で反射し、光学像が得られる。その光学像は、ミラー２２、２３、２４及びレンズ２５を介してＣＣＤ２６に伝送される。また、ミラー２２、２３、２４は光源２１と一体的に駆動される。ＣＣＤ２６は、光を電気信号に変換する素子により構成されており、この素子の働きにより、伝送されてきた光学像が電気信号に変換され、更にディジタル信号（画像データ）に変換される。読み込まれた原稿の画像データには、種々の補正処理とユーザの希望する処理による画像処理が加えられ、画像メモリ（図示略）に蓄積される。

本体画像出力部１０は、上記画像メモリに蓄積された画像データを読み出し、ディジタル信号からアナログ信号に再変換し、更に露光制御部（図示略）により適正な出力値に増幅し、光学照射部２７により光信号に変換する。その光信号は、スキャナ２８、レンズ２９及びミラー３０を伝播して、感光ドラム３１上に照射され静電による潜像が形成される。この潜像から、トナーにより画像が形成され、本体画像出力部１０内を搬送されてくる記録紙上に転写され、更に定着ローラ３２により記録紙上にトナーが定着され、画像データが記録され、ソータ１３に送られる。

ソータ１３は、本体画像出力部１０の図中左側に設置されている装置であり、本体画像出力部１０から出力された記録紙を複数の排紙トレイ３３に仕分けして排紙する処理を行う。複数の排紙トレイ３３は、本体制御部（図示略）により制御され、出力された記録紙は上記本体制御部の指示した任意の排紙トレイに排出される。給紙トレイ３４、３５は、本体画像出力部１０の下部に配置されており、記録紙をある程度蓄積しておくことが可能である。上記本体制御部により、給紙トレイ３４、３５から、蓄積された記録紙が搬送され画像出力が行われる。給紙デッキ３６は、本体画像出力部１０の図中右側に設置されている装置で、記録紙を大量に蓄積しておくことが可能である。給紙トレイ３４、３５と同様に、本体制御部により、蓄積された記録紙が搬送され画像出力が行われる。

本体画像出力部１０の図中右側に、操作者が少数の任意種類の記録紙を比較的容易に給紙することが可能となる手差しトレイ３７が設置されている。また、この手差しトレイ３７は、ＯＨＰシートや厚紙、はがきサイズ紙等特殊な記録紙を使用する場合にも使用される。

本体画像出力部１０の給紙ローラ３８、３９、４０、４１、４２は、紙搬送ローラであり、各給紙ローラ３８、３９、４０、４１、４２は、コピー出力処理の給紙を行う際、記録紙を実際に搬送する役割を担っている。各給紙ローラ３８、３９、４０、４１、４２は、それぞれ独立に、駆動源としてステッピングモータ（後述）に歯車等の伝達装置を介して接続されている。

ここで、ＤＣブラシレスモータで制御される潜像形成のための感光ドラム３１と、記録紙上にトナーを定着し画像データを記録するための定着ローラ３２の回転速度は、プロセススピードと呼ばれる。該スピードは、トナーの形状や定着特性、レーザの発光特性等に大きく左右され、各画像形成装置特有の速度となっているので可変制御することは困難である。よって、これらの駆動源としては、厚紙が搬送されるのに十分なトルクを出力できるモータが選択されている。

これに対し、給紙ローラ３８、３９、４０、４１、４２は、記録紙の給紙や搬送の動作のみを行っており、前記定着ローラ３２と感光ドラム３１のいずれかに記録紙が挟まれていない場合は、高速搬送や高速給紙等で高速駆動する。そして、記録紙と記録紙との間の距離を短く制御することで、画像形成装置としてのプロダクティビティを向上させている。

図１に本実施例における構成を示す。６０は斜送ローラ、６１ａは表面を転写する前のシート横端位置、６１ｂは定着器を通り裏面を転写する前のシート横端位置、６２はシートの主走査方向に配置されたＣＩＳである。また、６３は端部基準ガイド、６４は横レジスト調整手段、６５はシート先端検知センサ、６６はシートの表面と裏面の熱収縮量を演算する収縮量演算部、６７はレーザ制御回路、６８はレーザ素子である。

まず、給紙部から搬送されてくるシートの状態は、図１における６１ａの状態である。端部基準ガイドにシートが当接している状態で、ＣＩＳ６２でシート端部位置を検出し、シートが先端検知センサ６５を通過したら、横レジスト調整手段６４を用いて、シートがセンター基準になるようにシート位置をシフトさせる。この際のシフト量は、予め設定されたシートサイズ情報により決定されるが、予め設定されたシートサイズと、ＣＩＳによる端部位置が異なっている場合には、エラーを表示させる。

シート表面の転写、定着が終了し、再給紙されて搬送されてきたシートのシート端部位置が６１ｂである。ＣＩＳ６２により検出された表面端部位置、裏面端部位置（それぞれ６１ａ、６１ｂ）より、主走査方向収縮量演算部６６を用いてシートの主走査方向における長さの変化を演算する。この演算結果は、レーザ制御回路６７にフィードバックされ、画像クロックを変調することで、熱収縮を考慮した主走査長さに調整される。

また、裏面画像形成時における横レジスト調整手段６４によるシフト量は、収縮量演算部６６によって、
裏面時シフト量＝予め設定されたシートサイズに基づくシフト量
＋｛（６１ａ−６１ｂ）／２｝
と演算され、横レジスト調整手段にフィードバックされる。

また、図３にシート端部折れと判断する際のフローチャートを示す。まず、端部折れのパターンとして、図４（ａ）と図４（ｂ）が考えられる。図４（ａ）は斜行して端部折れしている状態、図４（ｂ）は斜行せずに端部折れしている場合である。

シート搬送をスタートさせ（Ｓ１）、シートを端部基準ガイドに当接させた状態で、ＣＩＳを用いて横端を監視する（Ｓ２）。横端位置が予め決められた一定値Ｘ１以上変化する場合（例えば、図４（ａ）のような場合）、端部折れとしてエラーを出力する（Ｓ５）。また、横端位置が予め決められた一定値Ｘ１以上変化しなくても、図４（ｂ）のような場合が想定される。したがって、横端位置が予め入力されたシートサイズと一定値Ｘ２以上異なる場合は（Ｓ３）、同様に端部折れとしてエラーを表示する（Ｓ５）。横端位置が一定値Ｘ２以下の場合は、端部折れ無しとしてシート搬送を続ける（Ｓ４）。

図２に本実施例におけるもう１つの構成を示す。７０は斜送ローラ、７１ａは表面を転写する前のシート横端位置、７１ｂは定着器を通り裏面を転写する前のシート横端位置、７２はシートの主走査方向に配置されたＣＩＳである。７３は端部基準ガイド、７４は横レジスト調整手段、７５はシート先端検知センサ、７６はシートの表面と裏面の熱収縮量を演算する副走査方向収縮量演算部、７７はポリゴンモータ制御回路、７８はポリゴンである。

まず、給紙部からシートが搬送されるが、シートの状態は図２における７１ａの状態である。端部基準ガイド７３にシートが当接している状態で、ＣＩＳ７２でシート先端タイミング、シート後端タイミングをそれぞれ検出する。シートが先端検知センサ７５を通過したら、横レジスト調整手段７４を用いて、シートがセンター基準になるようにシート位置をシフトさせる。この際のシフト量は、予め設定されたシートサイズ情報により決定されるが、予め設定されたシートサイズと、ＣＩＳによる端部位置が異なっている場合には、エラーを表示させる。

シート表面の転写、定着が終了し、再給紙されて搬送されてきたシートのシート後端位置が７１ｂである。表面時と同様に、ＣＩＳ７２により、裏面画像形成時のシート先端タイミングとシート後端タイミングを検出する。シート表面時とシート裏面時それぞれの先端タイミングと後端タイミングから、副走査収縮量演算部７６を用いてシートの副走査方向における長さの変化を演算する。この演算結果は、ポリゴンモータ制御回路７７にフィードバックされ、ポリゴンモータの回転数を変速して、熱収縮を考慮した副走査長さに調整される。

本実施例の構成を示す図である。 本実施例の構成を示す図である。 端部折れと判定する際のフローチャートを示す図である。 （ａ）端部折れの一例を示す図である。（ｂ）端部折れの別の一例を示す図である。 本発明の実施例に係るシート搬送装置が適用される画像形成装置の構成を示す図である。 片側基準の斜送レジの構成を示す図である。 端部基準ガイドが移動する場合の斜送レジの構成を示す図である。 端部基準ガイドが移動せず、横レジスト調整手段によりシートをシフトさせる場合の斜送レジの構成を示す図である。 ラインセンサを用いて、レーザの書き出し位置を決定する構成を示す図である。

符号の説明

１０ 本体画像出力部
１１ 本体画像入力部
１２ 自動原稿送り装置
１３ ソータ
２１ 光源
２２〜２４ ミラー
２５ レンズ
２６ ＣＣＤ
２７ 光学照射部
２８ スキャナ
２９ レンズ
３０ ミラー
３１ 感光ドラム
３２ 定着ローラ
３３ 排紙トレイ
３４、３５ 給紙トレイ
３６ 給紙デッキ
３７ 手差しトレイ
３８〜４２ 給紙ローラ
５０ 端部基準ガイド
５１ 斜送ローラ
５２ シート
５３ シート先端検知センサ
６０ 斜送ローラ
６１ シート
６２ ＣＩＳ（横端検知手段に対応）
６３ 端部基準ガイド
６４ 横レジスト調整手段
６５ シート先端検知センサ
６６ 主走査方向収縮量演算部（制御手段に対応）
６７ レーザ制御回路（制御手段に対応）
６８ レーザ素子
７０ 斜送ローラ
７１ シート
７２ ＣＩＳ（横端検知手段に対応）
７３ 端部基準ガイド
７４ 横レジスト調整手段
７５ シート先端検知センサ
７６ 副走査方向収縮量演算部（制御手段に対応）
７７ ポリゴンモータ制御回路（制御手段に対応）
７８ ポリゴン
１００ 感光体
１０１ ビームディテクタ（ＢＤ）
１０２ レーザ制御回路
１０３ タイミングコントロールユニット
１０４、１０６ ＣＩＳ
１０７ シート

Claims (6)

1. 搬送されるシートの一方側端をガイドするための端部基準ガイドと、該端部基準ガイドにシートの一方側端を当接させながら該シートを搬送するための斜送ローラと、該端部基準ガイドの下流に配置されシートの搬送方向と直交する方向に移動可能な横レジスト調整手段と、を備えたシート搬送装置において、
   シートの搬送方向と直交する方向に配置され、前記端部基準ガイドに当接しているシート端と対向するシート端を検知する横端検知手段と、該横端検知手段の検知結果に基づき搬送されるシートサイズを演算し、かつ前記横レジスト手段を制御する制御手段を備えることを特徴とするシート搬送装置。
2. 前記横端検知手段が、ラインセンサであることを特徴とする請求項１記載のシート搬送装置。
3. 前記制御手段が、前記横端検知手段により検知される横端位置が、シート搬送中に一定量以上変化する場合と、該横端位置により算出されるシートサイズが予め入力されたシートサイズと一定量以上異なる場合に、シート端部折れと判断しエラーを出力することを特徴とする請求項１記載のシート搬送装置。
4. 前記制御手段が、前記横端検知手段によりシートの表面画像形成時と裏面画像形成時の横端位置を検知することで、該シートの主走査方向の収縮量を算出する機能をもち、かつ該収縮量算出結果により、前記シート裏面画像形成時における画像情報を変更する機能を有することを特徴とする請求項１記載のシート搬送装置。
5. 前記制御手段が、前記横端検知手段により得られたシート先端位置と後端位置から該シートの副走査方向の長さを算出する機能と、該機能により表面画像形成時と裏面画像形成時のシートの副走査方向長さを検出することで、シートの副走査方向の収縮量を算出する機能を有し、かつ、該収縮量算出結果により、前記シート裏面画像形成時における画像形成時間を変更する機能を有することを特徴とする請求項１記載のシート搬送装置。
6. 前記シート裏面画像形成時における画像形成時間を変更する機能が、シート裏面画像形成時におけるポリゴン回転数を変更する機能であることを特徴とする請求項５記載のシート搬送装置。

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