JP2009198949A - Image heating device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image heating device capable of achieving energy saving because it does not require large motive power to keep a cam stopping. <P>SOLUTION: The image heating device having the cam 16 displacing pressure force by a nip part (interposing part) N between a heating roller 4 and a pressure roller 12 and a driving means 20 driving and rotating the cam 16 includes a reverse input interruption clutch 21 which transmits driving force input from the driving means 20 to the cam 16 and locks reaction force from the cam 16 to interrupt transmission of the reaction force to the driving means 20. Thus, the large motive power is not required to keep the cam stopping, the energy saving is achieved and the occurrence of abnormal sound caused by less backlash of a gear train is prevented. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、電子写真式の複写機、プリンタ、FAXもしくはこれらの機能を複数備えた複合機等に用いられ、シート上の未定着トナー像を定着したりシート上に定着されたトナー像を加熱することで画像の光沢度を向上させる画像加熱装置に関する。   The present invention is used in an electrophotographic copying machine, a printer, a FAX, or a multifunction machine having a plurality of these functions, and fixes an unfixed toner image on a sheet or heats a toner image fixed on a sheet. It is related with the image heating apparatus which improves the glossiness of an image by doing.

従来、電子写真式の画像形成装置には、図6に示すように、定着ローラ100と加圧ローラ200間に形成された定着ニップで、シート上に形成されたトナー像を加熱、加圧することにより定着させる画像加熱装置が搭載されている。   Conventionally, an electrophotographic image forming apparatus heats and presses a toner image formed on a sheet at a fixing nip formed between a fixing roller 100 and a pressure roller 200, as shown in FIG. An image heating device for fixing by the above is mounted.

このような基本構造を持つ画像加熱装置では、連続定着処理中に定着ローラ100の長手両端部が中央部に比して温度上昇してしまうことにより定着ニップの形状が大きく変動してしまうことを防止している。   In the image heating apparatus having such a basic structure, the shape of the fixing nip greatly fluctuates due to the temperature rise at both longitudinal end portions of the fixing roller 100 as compared with the central portion during the continuous fixing process. It is preventing.

その手法として、連続定着処理中に複写回数が所定の値に達した時点で加圧ローラ200に作用させる圧力を減じることで対応している。そのため、円形カム300を用いて下加圧レバー400を変位させる機構を採用している。   As a technique for this, the pressure applied to the pressure roller 200 is reduced when the number of times of copying reaches a predetermined value during the continuous fixing process. Therefore, a mechanism for displacing the lower pressure lever 400 using the circular cam 300 is employed.

具体的には、図示しない駆動モータによってカム300を回転させて下加圧レバー400及び圧縮バネ600を介して上加圧レバー500を押し上げることにより、図6に示すように定着ニップでの加圧力が大きくなるようにしている。   Specifically, the cam 300 is rotated by a drive motor (not shown) and the upper pressure lever 500 is pushed up via the lower pressure lever 400 and the compression spring 600, thereby applying pressure at the fixing nip as shown in FIG. Is trying to grow.

一方、複写回数が所定の値に達すると、図7に示すように、駆動モータによって円形カム300を180°回動させる。その結果、上加圧レバー500が下降し圧縮バネ600が伸長することで、その圧縮力が小さくなって定着ニップでの加圧力が減少する。   On the other hand, when the number of times of copying reaches a predetermined value, the circular cam 300 is rotated 180 ° by the drive motor as shown in FIG. As a result, the upper pressure lever 500 is lowered and the compression spring 600 is extended, so that the compression force is reduced and the pressure applied at the fixing nip is reduced.

特開平09−179435号公報JP 09-179435 A

しかしながら、従来の画像加熱装置では、円形カム300が180°の位置にある(図6参照)とき、圧縮バネ600による大きな反力が円形カム300の勾配面を介して駆動モータにそのまま伝達されてしまう。   However, in the conventional image heating apparatus, when the circular cam 300 is at a position of 180 ° (see FIG. 6), a large reaction force by the compression spring 600 is transmitted as it is to the drive motor via the inclined surface of the circular cam 300. End up.

従って、このような反力に打ち勝つようにしながら円形カム300を180°の位置に停止させ続けるためには、駆動モータを励磁させ続けるなど、そのための大きな動力を発生させる手段が必要となってしまう。その結果、電力消費量が増大し、省エネルギー化の妨げとなってしまう。   Therefore, in order to keep the circular cam 300 stopped at the 180 ° position while overcoming such reaction force, means for generating a large power for that purpose, such as continuing to excite the drive motor, is required. . As a result, the power consumption increases, which hinders energy saving.

このような大きな動力を発生させる手段を設けずに対応するには、例えば、図6の状態のときの円形カム300の上面、つまり下加圧レバー400との当接面の形状を加圧方向に対して垂直面にすることが考えられる(図8参照)。   In order to respond without providing a means for generating such large power, for example, the shape of the upper surface of the circular cam 300 in the state of FIG. It is conceivable to use a vertical plane (see FIG. 8).

なお、図8は、円形カム300の展開図を示したものである。横軸は、円形カム300が図7の状態にあるときを基準(0°)とし、縦軸は、円形カム300の回転中心から外面までの距離(半径)を示している。   FIG. 8 is a development view of the circular cam 300. FIG. The horizontal axis represents the reference (0 °) when the circular cam 300 is in the state shown in FIG. 7, and the vertical axis represents the distance (radius) from the center of rotation of the circular cam 300 to the outer surface.

ところが、円形カム300に垂直面を形成した場合、円形カム300の垂直面と勾配面との角度差が大きくなる。このため、円形カム300が回転し、円形カム300の下加圧レバー400との当接部位が垂直面から勾配面に差し掛かった瞬間(α°位相)に駆動モータに衝撃が加わり駆動モータの耐久性が劣化する。   However, when a vertical surface is formed on the circular cam 300, the angular difference between the vertical surface and the inclined surface of the circular cam 300 increases. For this reason, when the circular cam 300 rotates and the contact portion of the circular cam 300 with the lower pressure lever 400 reaches the inclined surface from the vertical surface (α ° phase), an impact is applied to the drive motor and the durability of the drive motor is reached. Deteriorates.

また、駆動モータの動力をギア列を介して円形カム300に伝達する構成の場合、円形カム300の下加圧レバー400との当接部位が垂直面から勾配面に差し掛かった瞬間にギア列にガタ詰めなどによる異音が発生する。さらに、ギア列に衝撃が加わりギア列の耐久性が劣化してしまう。   Also, in the case of a configuration in which the power of the drive motor is transmitted to the circular cam 300 via the gear train, the gear cam train is applied at the moment when the contact portion of the circular cam 300 with the lower pressure lever 400 approaches the slope surface from the vertical surface. An abnormal noise occurs due to looseness. Further, an impact is applied to the gear train and the durability of the gear train is deteriorated.

本発明の技術的課題は、前記のような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、カムを停止させ続けるのに大きな動力を必要とせず、省エネルギー化が図れる画像加熱装置を提供することである。   The technical problem of the present invention has been made in view of the circumstances as described above, and an object thereof is to provide an image heating apparatus that does not require a large amount of power to keep the cam stopped and can save energy. That is.

前記目的を達成するため、本発明に係る代表的な構成は、シート上のトナー像をその間のニップ部で加熱する第1及び第2の画像加熱ユニットと、前記第1の画像加熱ユニットに対し前記第2の画像加熱ユニットを接離させるべく前記第2の画像加熱ユニットに作用しこれを変位させるカムと、前記カムを回転駆動する駆動手段と、を有する画像加熱装置において、前記駆動手段から入力された駆動力を前記カムへと伝達するとともに、前記カムからの反力をロックして前記駆動手段への伝達を遮断する逆入力遮断クラッチを有することを特徴とする。   In order to achieve the above object, a typical configuration according to the present invention includes a first image heating unit that heats a toner image on a sheet at a nip portion between the first image heating unit, and the first image heating unit. An image heating apparatus comprising: a cam that acts on and displaces the second image heating unit so as to contact and separate the second image heating unit; and a driving unit that rotationally drives the cam. In addition to transmitting the input driving force to the cam, a reverse input blocking clutch that locks the reaction force from the cam and blocks transmission to the driving means is provided.

本発明によれば、カムを停止させ続けるのに大きな動力を発生させる手段を要すること無くニップ部での圧力が維持され、省エネルギー化を図ることができるとともに、ニップ部での圧力を変更する際の異音の発生を防止することができる。   According to the present invention, the pressure at the nip portion is maintained without requiring a means for generating a large amount of power to keep the cam stopped, and energy saving can be achieved and the pressure at the nip portion can be changed. The generation of abnormal noise can be prevented.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、図1は、本発明の一実施の形態に係る画像加熱装置の構成を示す断面図、図2は、画像加熱装置の駆動手段の斜視図である。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of an image heating apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a perspective view of a driving unit of the image heating apparatus.

実施形態1Embodiment 1

図1に示す画像加熱装置において、1は定着上ユニットを示し、この定着上ユニット1には、両端部をベアリング3で回転駆動可能に支持された中空円筒状の第1の画像加熱ユニットである加熱ローラ4が取り付けられている。   In the image heating apparatus shown in FIG. 1, reference numeral 1 denotes an upper fixing unit. The upper fixing unit 1 is a hollow cylindrical first image heating unit supported at both ends by a bearing 3 so as to be rotationally driven. A heating roller 4 is attached.

加熱ローラ4の内部には加熱ヒータ5が設けられ、この加熱ヒータ5は加熱ローラ4を適正な温度に保つためにその内部から加熱する。さらに、加熱ローラ4の外周面には、該外周面をクリーニングするクリーニングウェッブ6が設けられ、このクリーニングウェッブ6のウェッブローラ7が加熱ローラ4の外周面を押圧している。   A heating heater 5 is provided inside the heating roller 4, and the heating heater 5 heats the heating roller 4 from the inside in order to keep the heating roller 4 at an appropriate temperature. Further, a cleaning web 6 for cleaning the outer circumferential surface is provided on the outer circumferential surface of the heating roller 4, and the web roller 7 of the cleaning web 6 presses the outer circumferential surface of the heating roller 4.

なお、図中、8は定着上ユニット1を覆うカバーであり、9は定着上ユニット1の枠体である。また、2は定着下ユニットである。定着下ユニット2には、シートの搬入を案内する入口ガイド10と、両端部をベアリング11で回転可能に支持され加熱ローラ4に対し接離する第2の画像加熱ユニットである加圧ローラ12とが取り付けられている。さらに、加圧ローラ12を加熱ローラ4へ圧接させるための加圧アーム13が取り付けられている。   In the figure, 8 is a cover that covers the upper fixing unit 1, and 9 is a frame of the upper fixing unit 1. Reference numeral 2 denotes a fixing lower unit. The lower fixing unit 2 includes an inlet guide 10 that guides the carry-in of the sheet, a pressure roller 12 that is a second image heating unit that is rotatably supported by bearings 11 at both ends and is in contact with and away from the heating roller 4. Is attached. Further, a pressure arm 13 for pressing the pressure roller 12 to the heating roller 4 is attached.

加圧アーム13には加圧ばね14の一端が固定され、この加圧ばね14は加圧ローラ12を加熱ローラ4に付勢する方向と略同一な方向に配置される。また、加圧ばね14の他端は、加圧レバー15に固定される。   One end of a pressure spring 14 is fixed to the pressure arm 13, and the pressure spring 14 is disposed in a direction substantially the same as the direction in which the pressure roller 12 is urged toward the heating roller 4. The other end of the pressure spring 14 is fixed to the pressure lever 15.

加圧レバー15は、加圧ばね14を加圧ローラ12が加熱ローラ4に圧接される方向と略同一な方向に圧縮可能なように定着下ユニット2に回動可能に取り付けられる。加圧レバー15の下部にはカム16が配置され、このカム16は加圧レバー15と接し、カム16が回転することにより加圧レバー15が支軸17を中心に揺動し、加圧ばね14を圧縮させ加圧アーム13に対して付勢力を発生させる。これにより、加圧ローラ12は加熱ローラ4に圧接され、加圧ローラ12と加熱ローラ4とによって挟持部Nが形成される。   The pressure lever 15 is rotatably attached to the lower fixing unit 2 so that the pressure spring 14 can be compressed in a direction substantially the same as the direction in which the pressure roller 12 is pressed against the heating roller 4. A cam 16 is disposed below the pressure lever 15, the cam 16 contacts the pressure lever 15, and when the cam 16 rotates, the pressure lever 15 swings around the support shaft 17, and the pressure spring 14 is compressed to generate a biasing force against the pressure arm 13. As a result, the pressure roller 12 is pressed against the heating roller 4, and the clamping roller N is formed by the pressure roller 12 and the heating roller 4.

図2において、18a〜18iはカム16を駆動させる駆動伝達手段18を構成するギアである。ギア18aはカム16のカム軸19に噛合され、カム16に駆動力が伝達される。また、ギア18iがモータなどの駆動手段20に噛合され、駆動手段20が駆動力を発生することで駆動伝達手段18を介してカム16を回転させ、加圧レバー15の位置を変位させる。   In FIG. 2, reference numerals 18a to 18i denote gears constituting the drive transmission means 18 for driving the cam 16. The gear 18 a is meshed with the cam shaft 19 of the cam 16, and the driving force is transmitted to the cam 16. Further, the gear 18i is engaged with a driving means 20 such as a motor, and the driving means 20 generates a driving force, whereby the cam 16 is rotated via the driving transmission means 18 and the position of the pressure lever 15 is displaced.

駆動伝達手段18のギア18cとギア18dの間には逆入力遮断クラッチ21が設けられる。この逆入力遮断クラッチ21はカム16からの反力をロックし、反力が駆動手段20に伝達されないようにし、駆動手段20の駆動力は伝達しカム16を回転させる。   A reverse input cutoff clutch 21 is provided between the gear 18c and the gear 18d of the drive transmission means 18. The reverse input cutoff clutch 21 locks the reaction force from the cam 16 so that the reaction force is not transmitted to the drive means 20, and the drive force of the drive means 20 is transmitted to rotate the cam 16.

これにより、カム16の勾配面でカム16を停止させた場合やカム16をその他の回転付勢力によって回転力が与えられている場合でも駆動伝達手段18を通じて駆動手段20へ駆動力を伝達することを防ぎ、かつカム位相を保持することが可能になる。そのため、カム位相を保持するための駆動力の供給をする必要がなくなり、省電力化が可能になる。   As a result, even when the cam 16 is stopped on the inclined surface of the cam 16 or when the cam 16 is given rotational force by other rotational biasing force, the driving force is transmitted to the driving means 20 through the drive transmitting means 18. Can be prevented and the cam phase can be maintained. Therefore, it is not necessary to supply a driving force for maintaining the cam phase, and power saving can be achieved.

図3に示すカム16の展開図を図4に示す。図4において、カム16のカム面は、あらかじめ設定された位相位置におけるカム勾配面22と、このカム勾配面22を除くローラ圧接位相範囲であるカム勾配面23と、ローラ離間位相範囲であるカム勾配面24とからなる。   FIG. 4 shows a development view of the cam 16 shown in FIG. In FIG. 4, the cam surface of the cam 16 includes a cam gradient surface 22 at a preset phase position, a cam gradient surface 23 that is a roller pressure contact phase range excluding the cam gradient surface 22, and a cam that is a roller separation phase range. It consists of a sloped surface 24.

カム勾配面22の勾配(傾斜角度)θ2とカム勾配面23の勾配θ1との関係は、(Fsinθ2cosθ2)/L>Mかつθ1>θ2となるように設定されている。ここで、Fはカム面22における加圧レバー15から受けるカム中心方向の力、Lはカム面22におけるカム中心からの距離、Mはカム軸19を駆動列18のガタが発生しないように付勢するために必要なトルクである。   The relationship between the gradient (tilt angle) θ2 of the cam gradient surface 22 and the gradient θ1 of the cam gradient surface 23 is set so that (Fsin θ2 cos θ2) / L> M and θ1> θ2. Here, F is the force in the cam center direction received from the pressurizing lever 15 on the cam surface 22, L is the distance from the cam center on the cam surface 22, and M is attached so that the camshaft 19 does not rattle the drive train 18. This is the torque required to support

これにより、あらかじめ設定された挟持位置位相の微小ずれによる挟持圧の変動を挟持位置変更位相領域であるカム勾配面23よりも小さくすることができ、その位相位置において挟持圧を調整することで調整精度を向上させる。   As a result, it is possible to make the fluctuation of the clamping pressure due to the slight deviation of the clamping position phase set in advance smaller than the cam gradient surface 23 that is the clamping position change phase area, and adjust it by adjusting the clamping pressure at that phase position. Improve accuracy.

また、カム16に対してローラ圧接位相範囲内において、加圧レバー15を脱圧させる方向にカム勾配面からの反力により回転付勢力を与え続けることになる。そして、カム勾配面22からカム16の挟持部の挟持圧を変動させるためにカム勾配面(挟持位置変更位相領域)23への位相変更時に急激なトルク発生によるガタ詰の異音や衝撃の発生を抑止する。   Further, within the roller pressure contact phase range with respect to the cam 16, a rotational biasing force is continuously applied by the reaction force from the cam gradient surface in the direction in which the pressure lever 15 is depressurized. In order to change the clamping pressure of the clamping portion of the cam 16 from the cam gradient surface 22, the generation of noise and impact of rattling due to sudden torque generation when the phase is changed to the cam gradient surface (clamping position change phase region) 23 Is suppressed.

以上、本発明の実施の形態について詳述したが、本発明は、前記実施の形態記載に限定されるものではなく、本発明の特許請求の範囲に記載されている発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の変更ができるものである。   The embodiment of the present invention has been described in detail above, but the present invention is not limited to the above-described embodiment, and the scope does not depart from the spirit of the invention described in the claims of the present invention. Thus, various changes can be made.

実施形態2Embodiment 2

例えば、図5は他の実施の形態のカムの展開図である。同図において、カムのカム面にはあらかじめ設定された複数の挟持圧に対応した位相である挟持位置位相領域28を有する。そして、挟持位置位相領域28の勾配角度をθ1、挟持位置変更位相領域29の勾配角度をθ2としたときにθ1とθ2の関係は、(Fsinθ1cosθ1)/L>Mかつθ2>θ1となるように設定されている。   For example, FIG. 5 is a development view of a cam according to another embodiment. In the figure, the cam surface of the cam has a clamping position phase region 28 which is a phase corresponding to a plurality of preset clamping pressures. The relationship between θ1 and θ2 is (Fsin θ1 cos θ1) / L> M and θ2> θ1 when the gradient angle of the sandwiching position phase region 28 is θ1 and the gradient angle of the sandwiching position change phase region 29 is θ2. Is set.

ここで、Fは、カム面28における加圧レバーから受けるカム中心方向の力、Lはカム面28におけるカム中心からの距離、Mはカム軸19を駆動列18のガタが発生しないように付勢するために必要なトルクである。   Here, F is the force in the cam center direction received from the pressure lever on the cam surface 28, L is the distance from the cam center on the cam surface 28, and M is the cam shaft 19 so that play of the drive train 18 does not occur. This is the torque required to support

これにより、あらかじめ設定された挟持位置位相の微小ずれによる挟持圧の変動を挟持位置変更位相領域29よりも小さくする。さらに、カム16に対して常に加圧レバー15を脱圧させる方向にカム勾配面からの反力により回転付勢力を与え続けることになる。   As a result, the fluctuation of the clamping pressure due to the slight deviation of the clamping position phase set in advance is made smaller than that of the clamping position change phase area 29. Further, the rotation urging force is continuously applied to the cam 16 by the reaction force from the cam gradient surface in the direction in which the pressure lever 15 is depressurized.

これにより、挟持位置位相領域28からカム16の挟持部の挟持圧を変動させるための挟持位置変更位相領域29への位相変更時に、急激なトルク発生によるガタ詰の異音や衝撃の発生を抑止することができる。   This suppresses the generation of noise and shock due to sudden torque generation when the phase is changed from the clamping position phase area 28 to the clamping position change phase area 29 for changing the clamping pressure of the clamping portion of the cam 16. can do.

本発明の一実施の形態に係る画像加熱装置の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the image heating apparatus which concerns on one embodiment of this invention. 図1に示す画像加熱装置の駆動手段の斜視図である。It is a perspective view of the drive means of the image heating apparatus shown in FIG. 図2に示すカムの模式図である。It is a schematic diagram of the cam shown in FIG. 図3に示すカムの展開図である。FIG. 4 is a development view of the cam shown in FIG. 3. 本発明の他の実施の形態に係るカムの展開図である。It is an expanded view of the cam which concerns on other embodiment of this invention. 従来の画像加熱装置の動作説明図である。It is operation | movement explanatory drawing of the conventional image heating apparatus. 従来の画像加熱装置の動作説明図である。It is operation | movement explanatory drawing of the conventional image heating apparatus. 図6に示すカムの展開図である。FIG. 7 is a development view of the cam shown in FIG. 6.

符号の説明Explanation of symbols

1 定着上ユニット
2 定着下ユニット
3 ベアリング
4 加熱ローラ
5 加熱ヒータ
6 クリーニングウェッブ
7 ウェッブローラ
8 カバー
9 筐体
10 入口ガイド
11 ベアリング
12 加圧ローラ
13 加圧アーム
14 加圧ばね
15 加圧レバー
16 カム
17 支軸
18 駆動伝達手段
19 カム軸
20 駆動手段
21 逆入力遮断クラッチ
22 付勢力調整位相領域
23 挟持位置可変位相領域
24 ローラ離間領域
28 挟持位置位相領域
29 挟持位置変更位相領域
N 挟持部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Upper fixing unit 2 Lower fixing unit 3 Bearing 4 Heating roller 5 Heating heater 6 Cleaning web 7 Web roller 8 Cover 9 Case
10 Entrance guide
11 Bearing
12 Pressure roller
13 Pressure arm
14 Pressure spring
15 Pressure lever
16 cams
17 Spindle
18 Drive transmission means
19 Camshaft
20 Drive means
21 Reverse input cutoff clutch
22 Energizing force adjustment phase region
23 Nipping position variable phase region
24 Roller separation area
28 Nipping position phase region
29 Nipping position change phase area N Nipping part

Claims (3)

シート上のトナー像をその間のニップ部で加熱する第1及び第2の画像加熱ユニットと、前記第1の画像加熱ユニットに対し前記第2の画像加熱ユニットを接離させるべく前記第2の画像加熱ユニットに作用しこれを変位させるカムと、前記カムを回転駆動する駆動手段と、を有する画像加熱装置において、
前記駆動手段から入力された駆動力を前記カムへと伝達するとともに、前記カムからの反力をロックして前記駆動手段への伝達を遮断する逆入力遮断クラッチを有することを特徴とする画像加熱装置。
First and second image heating units that heat a toner image on a sheet at a nip portion between the second image heating unit and the second image heating unit to make contact with and away from the first image heating unit. In an image heating apparatus having a cam that acts on and displaces the heating unit, and a driving means that rotationally drives the cam.
An image heating comprising: a reverse input blocking clutch that transmits a driving force input from the driving unit to the cam and locks a reaction force from the cam to block transmission to the driving unit. apparatus.
前記カムを展開した形状について、前記第1の画像加熱ユニットから前記第2の画像加熱ユニットを離間させるカム勾配面と、前記第1の画像加熱ユニットに前記第2の画像加熱ユニットを当接させるカム勾配面との間の傾斜角度に対し、前記第1の画像加熱ユニットに前記第2の画像加熱ユニットを当接させるカム勾配面の傾斜角度を小さくしたことを特徴とする請求項1に記載の画像加熱装置。 With respect to the shape in which the cam is unfolded, a cam gradient surface that separates the second image heating unit from the first image heating unit, and the second image heating unit is brought into contact with the first image heating unit. 2. The inclination angle of a cam gradient surface that causes the second image heating unit to abut on the first image heating unit with respect to an inclination angle between the cam gradient surface and the cam gradient surface is reduced. Image heating device. 前記駆動手段による駆動力を前記カムへ伝達するギア列を有することを特徴とする請求項1又は2に記載の画像加熱装置。 The image heating apparatus according to claim 1, further comprising a gear train that transmits a driving force of the driving unit to the cam.
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