JP2007203747A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】各種のインクに対する耐蝕性が高く、成形加工精度が安定であり、さらに、インクジェット記録装置の故障の原因を作らないパッキング部材を有するインク供給口を備えたインクジェット記録装置用インクカートリッジおよびインクジェット記録装置を提供する。
【解決手段】インク供給針１４の外周に密着可能なパッキング部材１９を有するインク供給口１５を備えたインクジェット記録装置用インクカートリッジにおいて、パッキング部材１９が、ポリエチレンオイルを２５重量％以下含有する熱可塑性エラストマーにより成形され、インク供給針１４を有するインクジェット記録装置において、インクジェット記録装置用インクカートリッジのインク供給口１５が、パッキング部材１９を介してインク供給針１４に密着されており、パッキング部材１９が、ポリエチレンオイルを２５重量％以下含有する熱可塑性エラストマーにより成形されていることを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、インクジェット記録装置用インクカートリッジおよびインクジェット記録装置に関し、より具体的には、パッキング部材を有するインク供給口を備えたインクジェット記録装置用インクカートリッジおよびインクジェット記録装置に関する。

パーソナルコンピュータの発達によりグラフィック処理が比較的簡単に実行できるようになったため、ディスプレイに表示される例えばカラー画像のハードコピーを高品質で出力できる記録装置が求められている。このような要求に応えるためにインクジェット式記録ヘッドを搭載した記録装置が提供されている。
インクジェット式記録装置は、印刷時の騒音が比較的小さく、しかも小さなドットを高い密度で形成できるため、カラー印刷を含めた多くの印刷に使用されている。

このようなインクジェット式記録装置の記録ヘッドへのインク供給は、インクを吐出する記録ヘッドに連通されたインク供給針をインクジェット記録装置用インクカートリッジのインク供給口に挿入し、インクカートリッジ内のインクをインク供給針を経由して記録ヘッドに送り込むことによって、印刷記録が行なわれる。この際、外気との接触によるインクの乾燥および気泡の混入等の不具合を防ぐために、インク供給針には、高い成形性を有し、かつガス透過性の極めて低いオレフィン系非晶質ポリマーを用い、インク供給口内には、インク供給針の外周に密着可能なパッキング部材を設けることにより、インク流路の密閉性を保つ手法が知られている。このようなパッキング部材としては、インクの補給がインクカートリッジを交換することにより行なわれ、インクカートリッジのインク供給口とインク供給針との着脱が容易であることが必要となることから、ブチルゴムが幅広く用いられている。

しかしながら、ブチルゴムは、必ずしも各種のインクに対して安定であるとは言えず、各種のインクに対する不満が生じる場合もある。また、ブチルゴムは、一般にコンプレッション成形方法によって成形がなされるため、材料の厚みのばらつきにより寸法精度が一定せず、品質確保の観点から全数の仕上がり確認が強いられているのが現状である。

前記欠点を有するブチルゴムに代わる材料としては、常温ではゴム弾性を示し、高温では可塑化され成形可能な性質を示す熱可塑性エラストマーが考えられる。熱可塑性エラストマーは、インクに対して高い安定性を有しているだけでなく、一般の射出成形法により成形することができるので、寸法精度においても高い安定性を有している。

しかしながら、このような熱可塑性エラストマーをインクジェット記録装置用インクカートリッジのインク供給口内のパッキング部材に使用し、インク供給針をインク供給口に挿入することで、パッキング部材とインク供給針とを密着させると、特に、オレフィン系非晶質ポリマー製のインク供給針が、一定時間後に変質し、インク供給針をインクカートリッジのインク供給口から抜くこと、および新たなインクカートリッジのインク供給口をインク供給針に挿入することが困難になり、インクジェット記録装置の故障の原因になるという不具合が生じる。

本発明は、前記問題点を鑑みて成されたものであり、この目的とするところは、各種のインクに対する耐蝕性が高く、成形加工精度が安定であり、さらに、インクジェット記録装置の故障の原因を作らないパッキング部材を有するインク供給口を備えたインクジェット記録装置用インクカートリッジおよびインクジェット記録装置を提供することである。

本発明者らは鋭意検討の結果、成形時に求められる適切な流れ性と、成形後に求められる部材の適切なゴム硬度とを得るために、熱可塑性エラストマーに通常添加されるポリエチレンオイルの添加量を調整することにより、驚くべきことに前記目的を達成することができた。すなわち、本発明の技術的構成およびその作用効果は以下の通りである。

請求項１に係るインクジェット記録装置用インクカートリッジは、インクジェット記録装置本体に設けられたインク供給針の外周に密着可能なパッキング部材を有するインク供給口を備えたインクジェット記録装置用インクカートリッジにおいて、前記パッキング部材が、ポリエチレンオイルを２５重量％以下含有する熱可塑性エラストマーにより成形されていることを特徴とする。このように、パッキング部材が熱可塑性エラストマーであることにより、各種のインクに対する耐蝕性が高く、成形加工精度が安定したパッキング部材とすることができる。また、熱可塑性エラストマーがポリエチレンオイルを２５重量％以下含有することにより、オレフィン系非晶質ポリマー製のインク供給針をインク供給口に挿入した場合においても、パッキング部材がオレフィン系非晶質ポリマー製のインク供給針を変質させにくくなる。よって、インクジェット記録装置の故障の原因を作らないパッキング部材を有するインク供給口を備えたインクジェット記録装置用インクカートリッジとすることができる。

請求項２に係るインクジェット記録装置用インクカートリッジは、前記熱可塑性エラストマーのゴム硬度が４０〜７０（ショア硬度）であることを特徴とする。これにより、特に、パッキング部材とインク供給針との密着性を高くでき、インク流路の密閉性をより確実に保つことができる。そのため、特に、外気との接触によるインクの乾燥および気泡の混入等の不具合を防げるインクジェット記録装置用インクカートリッジとすることができる。

請求項３に係るインクジェット記録装置用インクカートリッジは、前記パッキング部材が、前記インク供給針の外周面に当接するように前記パッキング部材の内方に傾斜して張り出した接触舌片を有することを特徴とする。接触舌片は弾性変形しやすく、例えば、装着の寸法ずれなどを許容して、インク供給針との安定した接触を保証することができる。そのため、特に、外気との接触によるインクの乾燥および気泡の混入等の不具合を防げるインクジェット記録装置用インクカートリッジとすることができる。

請求項４に係るインクジェット記録装置は、インクジェット記録ヘッドに連通されたインク供給針を有するインクジェット記録装置において、インクジェット記録装置用インクカートリッジのインク供給口が、パッキング部材を介して前記インク供給針に密着されており、前記パッキング部材が、ポリエチレンオイルを２５重量％以下含有する熱可塑性エラストマーにより成形されていることを特徴とする。このように、パッキング部材が熱可塑性エラストマーであることにより、パッキング部材に各種のインクに対する耐蝕性を付与し、パッキング部材の成形加工精度を安定させることができる。また、熱可塑性エラストマーがポリエチレンオイルを２５重量％以下含有することにより、オレフィン系非晶質ポリマー製のインク供給針をインク供給口に挿入した場合においても、パッキング部材がオレフィン系非晶質ポリマー製のインク供給針を変質させにくくなる。よって、インクジェット記録装置用インクカートリッジのインク供給口が、インクジェット記録装置の故障の原因を作らないパッキング部材を介してインク供給針に密着されたインクジェット記録装置とすることができる。

請求項５に係るインクジェット記録装置は、熱可塑性エラストマーのゴム硬度が４０〜７０（ショア硬度）であることを特徴とする。これにより、特に、パッキング部材とインク供給針との密着性を高くでき、インク流路の密閉性をより確実に保つことができる。そのため、特に、外気との接触によるインクの乾燥および気泡の混入等の不具合を防げるインクジェット記録装置とすることができる。

請求項６に係るインクジェット記録装置は、パッキング部材が、インク供給針の外周面に当接するように前記パッキング部材の内方に傾斜して張り出した接触舌片を有することを特徴とする。接触舌片は弾性変形しやすく、例えば、装着の寸法ずれなどを許容して、インク供給針との安定した接触を保証することができる。そのため、特に、外気との接触によるインクの乾燥および気泡の混入等の不具合を防げるインクジェット記録装置とすることができる。

請求項１に係るインクジェット記録装置用インクカートリッジによれば、インクジェット記録装置本体に設けられたインク供給針の外周に密着可能なパッキング部材を有するインク供給口を備えたインクジェット記録装置用インクカートリッジにおいて、前記パッキング部材が、熱可塑性エラストマーにより成形されているので、各種のインクに対する耐蝕性が高く、成形加工精度が安定したパッキング部材を有するインク供給口を備えたインクジェット記録装置用インクカートリッジを提供することができた。
また、熱可塑性エラストマーがポリエチレンオイルを２５重量％以下含有することにより、オレフィン系非晶質ポリマー製のインク供給針をインク供給口に挿入した場合においても、パッキング部材がオレフィン系非晶質ポリマー製のインク供給針を変質させにくくなるので、インクジェット記録装置の故障の原因を作らないパッキング部材を有するインク供給口を備えたインクジェット記録装置用インクカートリッジを提供することができた。

請求項２に係るインクジェット記録装置用インクカートリッジによれば、前記熱可塑性エラストマーのゴム硬度が４０〜７０（ショア硬度）であることにより、特に、パッキング部材とインク供給針との密着性を高くでき、インク流路の密閉性をより確実に保つことができる。そのため、特に、外気との接触によるインクの乾燥および気泡の混入等の不具合を防げるインクジェット記録装置用インクカートリッジを提供することができた。

請求項３に係るインクジェット記録装置用インクカートリッジによれば、前記パッキング部材が、前記インク供給針の外周面に当接するように前記パッキング部材の内方に傾斜して張り出した接触舌片を有するので、接触舌片が容易に弾性変形することにより、例えば、装着の寸法ずれなどを許容して、インク供給針との安定した接触を保証することができる。そのため、特に、外気との接触によるインクの乾燥および気泡の混入等の不具合を防げるインクジェット記録装置用インクカートリッジを提供することができた。

請求項４に係るインクジェット記録装置によれば、インクジェット記録ヘッドに連通されたインク供給針を有するインクジェット記録装置において、インクジェット記録装置用インクカートリッジのインク供給口が、パッキング部材を介してインク供給針に密着されており、パッキング部材が、熱可塑性エラストマーにより成形されているので、各種のインクに対する耐蝕性が高く、成形加工精度が安定したパッキング部材を有するインク供給口を備えたインクジェット記録装置を提供することができた。
また、熱可塑性エラストマーがポリエチレンオイルを２５重量％以下含有することにより、オレフィン系非晶質ポリマー製のインク供給針をインク供給口に挿入した場合においても、パッキング部材がオレフィン系非晶質ポリマー製のインク供給針を変質させにくくなるので、インクジェット記録装置用インクカートリッジのインク供給口が、インクジェット記録装置の故障の原因を作らないパッキング部材を介してインク供給針に密着されたインクジェット記録装置を提供することができた。

請求項５に係るインクジェット記録装置によれば、熱可塑性エラストマーのゴム硬度が４０〜７０（ショア硬度）であることにより、特に、パッキング部材とインク供給針との密着性を高くでき、インク流路の密閉性をより確実に保つことができる。そのため、特に、外気との接触によるインクの乾燥および気泡の混入等の不具合を防げるインクジェット記録装置を提供することができた。

請求項６に係るインクジェット記録装置によれば、パッキング部材が、インク供給針の外周面に当接するように前記パッキング部材の内方に傾斜して張り出した接触舌片を有しているので、接触舌片は弾性変形しやすく、例えば、装着の寸法ずれなどを許容して、インク供給針との安定した接触を保証することができる。そのため、特に、外気との接触によるインクの乾燥および気泡の混入等の不具合を防げるインクジェット記録装置を提供することができた。

本発明に係る実施の形態を以下に例示するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではなく、前記本発明の特徴とするところの範囲内で適宜変更することができるものである。

図２は、本発明の実施の形態に係るインクジェット記録装置用インクカートリッジが搭載されたインクジェット記録装置の一例を示す概略図であって、キャリッジ１は、プラテン３の軸方向に往復動可能となるように、ガイド２，２に配設されており、このキャリッジ１には印字信号に一致してインク滴を噴射するインクジェット記録ヘッド４と、これにインクを供給するインクジェット記録装置用インクカートリッジ５（以下、単にインクカートリッジともいう）が搭載されている。なお、ケーブル１０は、インクジェット記録ヘッド４に印字信号を伝送する役割を果たす。

より具体的には、本発明の実施の形態に係るインクカートリッジ５は、図１に示すように、インクカートリッジ５の本体を構成する容器１１の底面にはインク供給口１５が一体的に設けられた構成となっており、容器１１の上部には蓋２２が設けられている。インク容器１１の内側に突出するインク供給口１５には、高分子材料や耐蝕性金属等により構成された升目のサイズ２０〜１００ミクロンメ−トル程度のフィルター１７が溶着固定されている。インク供給口１５の先端開口側には、インク供給針の外周に密着可能なパッキング部材１９が設けられており、インク供給口１５には、高い気密性を有し、接触などによる外力では破損せず、かつインク供給針の貫通が容易であるシール材２０として、例えば高分子フィルムや、高分子フィルムに金属層をラミネートしたフィルムが溶着されている。

インクを保持するための多孔質体２１は、断面が容器１１に対して若干大き目に作られており、下端部がインク供給口１５のフィルター１７に弾力をもって接触し、また多孔質体２１の周辺が容器１１の側壁により圧迫された状態で容器１１内に収容されている。

電極６，７は、インクカートリッジ５のインクがインク供給口１５内にのみ存在する状態、いわゆるインクニアエンドを検出するための電極であり、一方は容器１１の底部に、また他方はインク供給口１５に位置するように設けられている。これらの電極６，７は、多孔質体２１のインクが少なくなって全体のインク残量が急激に少なくなりつつある時点で信号を出力する目的で使用されている。

本発明の実施の形態に係るインクジェット記録装置は、図３に示すように、上述の構成を有するインクカートリッジ５のインク供給口１５を、インクジェット記録ヘッド４に連通されたインク供給針１４に平行に押し込むことにより得ることができる。この過程においてインク供給針１４は、シール材２０を貫通してパッキング部材１９に到達する。これによりインク供給針１４の先端部がパッキング部材１９を介してインク供給口１５と液密状態となり、インク供給口１５内のインクと連通することになる。なお、インク供給針１４がシール材２０を貫通する際、シール材２０はその弾性によりインク供給針１４の先端形状にできるかぎり変形して空気の混入を防止する。
なお、本発明の実施の形態に係るインクジェット記録装置は、インクジェット記録ヘッド４に連通されたインク供給針１４を有するインクジェット記録装置において、インクカートリッジ５のインク供給口１５が、結果としてパッキング部材１９を介してインク供給針１４に密着されていればよく、必ずしも、前述のように、パッキング部材１９があらかじめインクカートリッジ５のインク供給口１５に設けられている必要はない。すなわち、インクカートリッジ５を、パッキング部材１９があらかじめ設けられたインク供給針１４に装着させることにより、あるいはインクカートリッジ５をインク供給針１４に装着させる時にはじめて、パッキング部材１９を用いることより本発明に係るインクジェット記録装置とすることもできる。

カ−トリッジと協同するインク供給針１４は、図４に示すように、その先端が円錐状に形成されていて、その先端面３４にカートリッジのインクと供給路３５とを接続する複数の通孔３６，３６，３６，３６が穿設されているので、多孔質体２１のインクは、フィルター１７、インク供給口１５、インク供給針１４の通孔３６および供給路３５を経由して、インクジェット記録ヘッド４に到達し、最終的に印刷に供される。

本発明の実施の形態に係るインクジェット記録装置用インクカートリッジは、上記構成のインクジェット記録装置用インクカートリッジ５において、前記パッキング部材１９が、熱可塑性エラストマーにより成形されている。熱可塑性エラストマーは、各種のインクに対する耐蝕性が高く、また、通常の射出成形法を用いることができるので、加工精度が安定したパッキング部材１９を成形することができる。このような熱可塑性エラストマーとしては公知のものをいずれも用いることができるが、硬質ポリマー成分としては、ポリスチレン成分、ポリエチレン成分、ポリプロピレン成分、ポリエステル成分、ポリアミド成分等を挙げることができ、軟質ポリマー成分としては、エチレンプロピレンゴム成分、エチレンブタジエンゴム成分、ポリエステル成分、ポリエーテル成分等を挙げることができる。

熱可塑性エラストマーには、前記硬質ポリマー成分および軟質ポリマー成分の他に、ポリエチレンオイルが２５重量％以下含有され、より好ましくは２０重量％〜２５重量％含有される。ポリエチレンオイルが２０重量％以上であることにより、熱可塑性エラストマー溶融流動体に流れ性が付与され、パッキング部材１９を確実に成形することができる。さらに、ポリエチレンオイルが２５重量％以下であることにより、高い成形性と低いガス透過性のため好ましく用いられるオレフィン系非晶質ポリマー製のインク供給針１４をインク供給口１５に挿入した場合においても、パッキング部材１９がオレフィン系非晶質ポリマー製のインク供給針１４を変質させにくくなる。このようなポリエチレンオイルは、粘度が１００〜１００００ＣＳの範囲にあるものが好適に使用される。

また、前記熱可塑性エラストマーのゴム硬度は、３９〜７１（ショア硬度）であることが好ましく、これによりパッキング部材１９とインク供給針１４との密着性を高くでき、インク流路の密閉性をより確実に保つことができる。（ゴム硬度が７１を超えるとシール材としての役割を果たしにくくなり、３９より小さいと自動組み込み（ラインによる自動組み立て）が困難になる。）

また、パッキング部材１９は、より具体的には、図５に示す断面斜視図のように、前記インク供給針の外周面に当接するように筒状の胴部１９ｃの内方に傾斜して張り出した接触舌片１９ａを有するのが好ましい。接触舌片１９ａは、上端側に厚肉に構成された接触部１９ｂを有し、また適当な長さを有しているので、図５中における矢印方向からのインク供給針１４の挿入に対して弾性変形しやすく、例えば、装着の寸法ずれなどを許容して、インク供給針１４との安定した接触を保証することができる。
なお、パッキング部材は、図５に示す形状に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲で、例えば、Ｏリングのような形状であってもよい。

次に本発明の実施例を挙げ、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

（実施例１）
下記組成の熱可塑性エラストマー成分を射出成形機により、図５に示す断面斜視図となるような形状に成形することで、ゴム硬度が４０〜７０（ショア硬度）のパッキング部材を得た。
＜熱可塑性エラストマーの成分＞
・ポリプロピレン ４０重量％
・ポリスチレン−エチレンプロピレンゴム−ポリスチレンのブロックコポリマー（ＳＥＰＳ） ３５重量％
・ポリエチレンオイル（１００〜１０００ＣＳ） ２５重量％

（比較例１）
熱可塑性エラストマーの成分を下記組成とした以外は、実施例１と同様に成形することにより、ゴム硬度が４０〜７０（ショア硬度）のパッキング部材を得た。
＜熱可塑性エラストマーの成分＞
・ポリプロピレン １５重量％
・ポリスチレン−エチレンプロピレンゴム−ポリスチレンのブロックコポリマー（ＳＥＰＳ） ３５重量％
・ポリエチレンオイル（１００〜１０００ＣＳ） ５０重量％

（インクカートリッジ装着・放置試験）
インクジェット記録装置（セイコーエプソン株式会社製の商品名ＰＭ−７５０Ｃ）に設けられたオレフィン系非晶質ポリマー製インク供給針に、パッキング部材をそれぞれ前記実施例１および比較例１で得た熱可塑性エラストマーとしたインクカートリッジ（セイコーエプソン株式会社製の商品名Ｓ０２００９３／ＭＪＩＣ７）をインクカートリッジのインク供給口から嵌め込み、インク供給針とパッキング部材を密着させた。この状態で６０℃、３日間放置した後、インクジェット記録装置のオレフィン系非晶質ポリマー製インク供給針からインクカートリッジを引き抜いた。試験前のインク供給針の状態図を図６に、実施例１および比較例１で得たパッキング部材を用いて試験した後のインク供給針の状態図を、それぞれ図７および図８に示す。また、上記、６０℃、３日間の放置条件を、７０℃、３日間に代えて、同様にインクカートリッジ装着・放置試験を行った。比較例１で得たパッキング部材を用いて試験した後のインク供給針の状態図を図９に示す。

実施例１で得たパッキング部材を有するインクカートリッジを用いた場合、前記試験（放置条件：６０℃、３日間）後、インクカートリッジをインク供給針から容易に抜くことができ、また図７に示すように、インク供給針の状態は図６と同様であり、インク供給針の変質は確認されなかった。また、７０℃、３日間の放置条件においても、図示はしないが、放置試験後のインク供給針の変質は確認されなかった。

比較例１で得たパッキング部材を有するインクカートリッジを用いた場合、試験（放置条件：６０℃、３日間）後、インクカートリッジをインク供給針から抜くのは困難であった。インクカートリッジを強く引き抜いた結果、図８に示すように、試験後のインク供給針には、変質が確認された。また、７０℃、３日間の放置条件においては、図９に示すように、放置試験後にインクカートリッジをインク供給針から強く引き抜いた結果、インク供給針は著しく変質した。

以上の結果より、本発明の実施の形態に係るインクジェット記録装置用インクカートリッジ（実施例１）は、熱可塑性エラストマーがポリエチレンオイルを２５重量％以下含有することにより、オレフィン系非晶質ポリマー製のインク供給針をインク供給口に挿入した場合においても、パッキング部材がオレフィン系非晶質ポリマー製のインク供給針を変質させにくくなることが確認された。

本発明に係るインクジェット記録装置用インクカートリッジの一例を示す断面図。 本発明に係るインクジェット記録装置用インクカートリッジが搭載されたインクジェット記録装置の一例を示す概略図。 図１に示すインクジェット記録装置用インクカートリッジが搭載されたインクジェット記録装置の一例の断面図。 図３の要部拡大図。 本発明に係るインクジェット記録装置用インクカートリッジのインク供給口が有するパッキング部材の一例を示す断面斜視図。 インクカートリッジ装着・放置試験前のインク供給針の状態図。 実施例１で得たパッキング部材を用いて、インクカートリッジ装着・放置試験（６０℃、３日間）を行なった後のインク供給針の状態図。 比較例１で得たパッキング部材を用いて、インクカートリッジ装着・放置試験（６０℃、３日間）を行なった後のインク供給針の状態図。 比較例１で得たパッキング部材を用いて、インクカートリッジ装着・放置試験（７０℃、３日間）を行なった後のインク供給針の状態図。

符号の説明

１ キャリッジ
２ ガイド
３ プラテン
４ インクジェット記録ヘッド
５ インクジェット記録装置用インクカ−トリッジ
１０ ケ−ブル
１１ インク容器
１５ インク供給口
１７ フィルター
１９ パッキング部材
１９ａ 接触舌片
１９ｂ 接触部
１９ｃ 胴部
２０ シ−ル材
２１ 多孔質体
２２ 蓋
３４ 先端面
３５ 供給路
３６ 通孔

Claims (6)

1. インクジェット記録装置本体に設けられたインク供給針の外周に密着可能なパッキング部材を有するインク供給口を備えたインクジェット記録装置用インクカートリッジにおいて、前記パッキング部材が、ポリエチレンオイルを２５重量％以下含有する熱可塑性エラストマーにより成形されていることを特徴とするインクジェット記録装置用インクカートリッジ。
2. 前記熱可塑性エラストマーのゴム硬度が４０〜７０（ショア硬度）であることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置用インクカートリッジ。
3. 前記パッキング部材が、前記インク供給針の外周面に当接するように前記パッキング部材の内方に傾斜して張り出した接触舌片を有することを特徴とする請求項１または２に記載のインクジェット記録装置用インクカートリッジ。
4. インクジェット記録ヘッドに連通されたインク供給針を有するインクジェット記録装置において、インクジェット記録装置用インクカートリッジのインク供給口が、パッキング部材を介して前記インク供給針に密着されており、前記パッキング部材が、ポリエチレンオイルを２５重量％以下含有する熱可塑性エラストマーにより成形されていることを特徴とするインクジェット記録装置。
5. 前記熱可塑性エラストマーのゴム硬度が４０〜７０（ショア硬度）であることを特徴とする請求項４に記載のインクジェット記録装置。
6. 前記パッキング部材が、前記インク供給針の外周面に当接するように前記パッキング部材の内方に傾斜して張り出した接触舌片を有することを特徴とする請求項４または５に記載のインクジェット記録装置。

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