JP2010054803A - 光学箱、光走査装置、および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】防塵性を保ちつつ、製造容易性および画像形成装置に対する着脱容易性を担保することが可能な光学箱、光走査装置、および画像形成装置を提供する。
【解決手段】 光走査装置１０に用いられる光学箱は、光学筐体１２および蓋５０を備える。光学筐体１２は、一方に開口部を有する。光学筐体１２は、その開口部における辺縁部の全域にわたって側壁部３０を備える。側壁部３０は、他の箇所よりも内側に窪むように形成された複数の凹部３２を有する。蓋５０は、光学筐体１２に係合可能であり、かつ、光学筐体１２の開口部を覆うように構成される。蓋５０は、光学筐体１２との係合状態時に、側壁部３０の全域を両側から挟むように配置される１対の防塵壁５２を有する。光学筐体１２は、側壁部３０の凹部３２の外側面に、蓋５０と係合可能な突起部３４が設けられる。
【選択図】図６

Description

この発明は、光学部品を収納配置するように構成された、画像形成装置に対して着脱可能な樹脂成形品の光学箱、ならびにこれを備えた光走査装置および画像形成装置に関する。

光走査装置等に利用される樹脂成形品の光学箱は、光学部品を収納配置するためのものであるため、十分な防塵性が要求される。このため、従来、光学箱における光学筐体と蓋体との接合面から内部に塵埃が侵入することを防止するための様々な工夫が凝らされている。

例えば、従来技術に中には、光走査装置に用いられる光学箱の光学筐体の開口部の形状に対応して樹脂で成型された蓋を、光学筐体にネジによって強固に共締めすることによって、光学箱内部に埃が侵入することを防止するように構成された光走査装置が存在する（例えば、特許文献１参照。）。
特開２０００−２５８７１２号公報

しかしながら、上述の特許文献１に係る光走査装置のように、蓋を光学筐体にネジ止めする場合には、ネジで蓋を締め付ける際に樹脂の切り屑が発生し、この切り屑がコリメータレンズ等の光学部品の機能に悪影響を与える虞があった。

一方で、蓋と光学筐体とをネジを用いることなく係合させる試みも行われているが、防塵性を十分保ちつつ、樹脂成形にて容易に製造可能な光学箱を設計することは困難であった。また、近年はユニット単位でのメンテナンスを行う都合上およびユニットごとに分別して装置の廃棄を行う便宜上、画像形成装置に対する光学箱の着脱容易性を担保することも重要になってきている。

この発明の目的は、防塵性を保ちつつ、製造容易性および画像形成装置に対する着脱容易性を担保することが可能な光学箱、光走査装置、および画像形成装置を提供することである。

この発明に係る光学箱は、光学部品を収納配置するように構成された、画像形成装置に対して着脱可能な樹脂成形品である。この光学箱は、第１のハウジング部材および第２のハウジング部材を備える。第１のハウジング部材の例として光学筐体が挙げられ、第２のハウジング部材の例として蓋が挙げられるが、これに限定されるものではない。例えば、第１のハウジング部材が蓋でかつ第２のハウジング部材が光学筐体であっても良いし、第１のハウジング部材および第２のハウジング部材のそれぞれに光学部品を配置するような構成であっても良い。

第１のハウジング部材は、一方に開口部を有する。第１のハウジング部材は、その開口部における辺縁部の全域に側壁部が設けられる。この側壁部は、内側に窪むように形成された複数の凹部を有する。この複数の凹部のそれぞれの外側面に、第２のハウジング部材と係合可能な第１の係合部が設けられる。第１の係合部の例として、側壁部の凹部から外側に突出するように構成された突起部が挙げられるがこれに限定されるものではない。

第２のハウジング部材は、第１のハウジング部材に係合可能に構成され、かつ、第１のハウジング部材の開口部を覆うように構成される。第２のハウジング部材は、第１のハウジング部材との係合状態時に、側壁部の全域を両側から挟むように配置される１対の防塵壁を有する。防塵壁は、第１のハウジング部材および第２のハウジング部材の接合部を介する塵埃の侵入を防止するように構成される。防塵壁の構成例として、側壁部が嵌り込む溝を画定する１対の壁状部材が挙げられる。防塵壁は、第１のハウジング部材の側壁部と高さ方向において十分にオーバーラップするように構成されることが好ましい。第２のハウジング部材の防塵壁における側壁部の凹部に対応して内側に窪むように配置される箇所の外側には、第１の係合部に係合可能に構成された第２の係合部が設けられる。第２の係合部の例としては、第１の係合部に外側から係合する孔を有する爪片が挙げられるがこれに限定されるものではない。

この構成においては、第１のハウジング部材と第２のハウジング部材とが係合しているときに、第１のハウジング部材の側壁部の全周が防塵壁によって確実に挟み込まれる。このため、第１のハウジング部材および第２のハウジング部材の接合部を介して塵埃が光学箱の内部に侵入しにくくなる。

また、第２のハウジング部材と係合可能な第１の係合部が、側壁部における内側に窪んだ箇所に形成されているため、第２のハウジング部材における第２の係合部が光学箱の側面から外側にはみ出しにくくなる。この結果、光学箱を画像形成装置等の装置に装着したり脱着したりすることが容易になる。

また、第１の係合部が側壁部における内側に窪んだ箇所に形成された結果、第２の係合部と防塵壁との間に間隙を設けることが可能になるため、簡単な上下抜きの金型構造で第２の係合部を構成し易くなる。

光学箱は、第１のハウジング部材と第２のハウジング部材とが係合状態時に、第２の係合部が側壁部の外側に突出しないように構成されることが好ましい。その理由は、第２の係合部が側壁部よりも内側に配置されていれば、光学箱を画像形成装置に装着したり脱着したりするときに、第２の係合部が他の部材と接触しにくいからである。この結果、画像形成装置に対する着脱容易性がさらに高まり、また、第２の係合部が外力を受けて破損するといった不都合が予防される。また、第１のハウジング部材と第２のハウジング部材とが係合状態時に、第２の係合部の外縁が側壁部の外側面と同一平面上に配置されるように構成されることがさらに好ましい。その理由は、第２の係合部の外縁と側壁部とが同一面上に配置されていれば、光学箱を画像形成装置に装着したり脱着したりするときに、光学箱の側面が他の部材に引っ掛かかりにくくなるからである。側壁部に対する第２の係合部の位置を調整するための手法の例として、側壁部の凹部の窪み量を適宜調整したり、凹部に設けられる第１の係合部のサイズを調整したり、第２の係合部自体の位置を内側に配置したりすることが挙げられる。

光学箱は、電子写真方式の画像形成装置における光走査装置に適用することが可能である。光走査装置では光学箱内部にて熱が発生し易いが、光学箱内部にて多量の熱が発生する場合であっても、第１のハウジング部材および第２のハウジング部材が強固にネジ止めされていないため、光学箱全体で熱歪みを吸収し易い。

この発明によれば、防塵性を保ちつつ、製造容易性および画像形成装置に対する着脱容易性を担保することが可能な光学箱を実現することができる。

図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置１００の概略を示す図である。この実施形態では、光学箱を電子写真方式の画像形成装置における光走査装置に適用する例を説明するが、光学箱の応用範囲は光走査装置に限定されるものではない。

画像形成装置１００は、外部から伝達された画像データに応じて、所定のシート（記録用紙）に対して多色および単色の画像を形成するもので、装置本体１１０と、自動原稿処理装置１２０とにより構成されている。装置本体１１０は、光走査装置１０、現像器１０２、感光体ドラム１０３、クリーナユニット１０４、帯電器１０５、中間転写ベルトユニット１０６、定着ユニット１０７、給紙カセット１８１、排紙トレイ１９１等を有して構成されている。

装置本体１１０の上部には、原稿が載置される透明ガラスからなる原稿載置台１９２が設けられ、原稿載置台１９２の上側には自動原稿処理装置１２０が取り付けられている。自動原稿処理装置１２０は、原稿載置台１９２の上に自動で原稿を搬送する。また原稿処理装置１２０は矢印３００方向に回動自在に構成され、原稿載置台１９２の上を開放することにより原稿を手置きで置くことができるようになっている。

本画像形成装置において扱われる画像データは、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各色を用いたカラー画像に応じたものである。従って、現像器１０２、感光体ドラム１０３、帯電器１０５、クリーナユニット１０４は、各色に応じた４種類の潜像を形成するようにそれぞれ４個ずつ設けられ、それぞれブラック、シアン、マゼンタ、イエローに設定され、これらによって４つの画像ステーションが構成されている。

帯電器１０５は、感光体ドラム１０３の表面を所定の電位に均一に帯電させるための帯電手段であり、図１に示すようなチャージャ型の他、接触型のローラ型やブラシ型の帯電器が用いられることもある。

光走査装置１０は、入力された画像データに基づいて感光体ドラム１０３の表面に静電潜像を形成するように構成される。光走査装置１０の詳細については後述する。

現像器１０２はそれぞれの感光体ドラム１０３上に形成された静電潜像を４色（ＹＭＣＫ）のトナーにより顕像化するものである。またクリーナユニット１０４は、現像・画像転写後における感光体ドラム１０３上の表面に残留したトナーを、除去・回収する。

感光体ドラム１０３の上方に配置されている中間転写ベルトユニット１０６は、中間転写ベルト１６１、中間転写ベルト駆動ローラ１６２、中間転写ベルト従動ローラ１６３、中間転写ローラ１６４、および中間転写ベルトクリーニングユニット１６５を備えている。上記中間転写ローラ１６４は、ＹＭＣＫ用の各色に対応して４本設けられている。

中間転写ベルト駆動ローラ１６２、中間転写ベルト従動ローラ１６３、および中間転写ローラ１６４は、中間転写ベルト１６１を張架して回転駆動させる。また各中間転写ローラ１６４は、感光体ドラム１０３のトナー像を、中間転写ベルト１６１上に転写するための転写バイアスを与える。

中間転写ベルト１６１は、各感光体ドラム１０３に接触するように設けられている、そして、感光体ドラム１０３に形成された各色のトナー像を中間転写ベルト１６１に順次的に重ねて転写することによって、中間転写ベルト１６１上にカラーのトナー像（多色トナー像）を形成する機能を有している。中間転写ベルト１６１は、例えば厚さ１００μｍ〜１５０μｍ程度のフィルムを用いて無端状に形成されている。

感光体ドラム１０３から中間転写ベルト１６１へのトナー像の転写は、中間転写ベルト１６１の裏側に接触している中間転写ローラ１６４によって行われる。中間転写ローラ１６４には、トナー像を転写するために高電圧の転写バイアス（トナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧）が印加されている。中間転写ローラ１６４は、直径８〜１０ｍｍの金属（例えばステンレス）軸をベースとし、その表面が導電性の弾性材（例えばＥＰＤＭ，発泡ウレタン等）により覆われているローラである。この導電性の弾性材により、中間転写ベルト１６１に対して均一に高電圧を印加することができる。本実施形態では転写電極としてローラ形状を使用しているが、それ以外にブラシなども用いることが可能である。

上述の様に各感光体ドラム１０３上で各色相に応じて顕像化された静電像は中間転写ベルト１６１で積層される。このように、積層された画像情報は中間転写ベルト１６１の回転によって、後述の用紙と中間転写ベルト１６１の接触位置に配置される転写ローラ１１０によって用紙上に転写される。

このとき、中間転写ベルト１６１と転写ローラ１１０は所定ニップで圧接されると共に、転写ローラ１１０にはトナーを用紙に転写させるための電圧が印加される（トナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧）。さらに、転写ローラ１１０は上記ニップを定常的に得るために、転写ローラ１１０もしくは前記中間転写ベルト駆動ローラ１６２の何れか一方を硬質材料（金属等）とし、他方を弾性ローラ等の軟質材料（弾性ゴムローラ、または発泡性樹脂ローラ等々）が用いられる。

また、上記のように、感光体ドラム１０３に接触することにより中間転写ベルト１６１に付着したトナー、もしくは転写ローラ１１０によって用紙上に転写が行われず中間転写ベルト１６１上に残存したトナーは、次工程でトナーの混色を発生させる原因となるために、中間転写ベルトクリーニングユニット１６５によって除去・回収されるように設定されている。中間転写ベルトクリーニングユニット１６５には、中間転写ベルト１６１に接触する例えばクリーニング部材としてクリーニングブレードが備えられており、クリーニングブレードが接触する中間転写ベルト１６１は、裏側から中間転写ベルト従動ローラ１６３で支持されている。

給紙カセット１８１は、画像形成に使用するシート（記録用紙）を蓄積しておくためのトレイであり、装置本体１１０の光走査装置１０の下側に設けられている。また手差し給紙カセット１８２にも画像形成に使用するシートを置くことができる。また、装置本体１１０の上方に設けられている排紙トレイ１９１は、印刷済みのシートをフェイスダウンで集積するためのトレイである。

また装置本体１１０には、給紙カセット１８１および手差し給紙カセット１８２のシートを転写ローラ１１０や定着ユニット１０７を経由させて排紙トレイ１９１に送るための、略垂直形状の用紙搬送路２００が設けられている。給紙カセット１８１ないし手差し給紙カセット１８２から排紙トレイ１９１までの用紙搬送路２００の近傍には、ピックアップローラ１１１Ａ，１１１Ｂ、複数の搬送ローラ１１２Ａ〜１１２Ｄ，レジストローラ１１３、転写ローラ１１０、定着ユニット１０７等が配されている。

搬送ローラ１１２Ａ〜１１２Ｄは、シートの搬送を促進・補助するための小型のローラであり、用紙搬送路２００に沿って複数設けられている。またピックアップローラ１１１Ａは、給紙カセット１８１の端部近傍に備えられ、給紙カセット１８１からシートを１枚ずつピックアップして用紙搬送路２００に供給する。同様にまたピックアップローラ１１１Ｂは、手差し給紙カセット１８２の端部近傍に備えられ、手差し給紙カセット１８２からシートを１枚ずつピックアップして用紙搬送路２００に供給する。

また、レジストローラ１１３は、用紙搬送路２００を搬送されているシートを一旦保持するものである。そして、感光体ドラム１０３上のトナー像の先端とシートの先端を合わせるタイミングでシートを転写ローラ１１０に搬送する機能を有している。

定着ユニット１０７は、ヒートローラ１７１および加圧ローラ１７２を備えており、ヒートローラ１７１および加圧ローラ１７２は、シートを挟んで回転するようになっている。またヒートローラ１７１は、図示しない温度検出器からの信号に基づいて制御部によって所定の定着温度となるように設定されており、加圧ローラ１７２とともにトナーをシートに熱圧着することにより、シートに転写された多色トナー像を溶融・混合・圧接し、シートに対して熱定着させる機能を有している。またヒートローラ１７１を外部から加熱するための外部加熱ベルト１７３が設けられている。

次にシート搬送経路を詳細に説明する。上述のように、画像形成装置には予めシートを収納する給紙カセット１８１、および手差し給紙カセット１８２が設けられている。これら給紙カセット１８１，１８２からシートを給紙するために、各々ピックアップローラ１１１Ａ，１１１Ｂが配置され、シートを１枚ずつ搬送路２００に導くようになっている。

各給紙カセット１８１，１８２から搬送されるシートは用紙搬送路２００の搬送ローラ１１２Ａによってレジストローラ１１３まで搬送され、シートの先端と中間転写ベルト１６１上の画像情報の先端を整合するタイミングで転写ローラ１１０に搬送され、シート上に画像情報が書き込まれる。その後、シートは定着ユニット１０７を通過することによってシート上の未定着トナーが熱で溶融・固着され、その後に配された搬送ローラ１１２Ｂを経て排紙トレイ１９１上に排出される。

上記の搬送経路は、シートに対する片面印字要求のときのものであるが、これに対して両面印字要求の時は、上記のように片面印字が終了し定着ユニット１０７を通過したシートの後端が最終の搬送ローラ１１２Ｂで把持されたときに、搬送ローラ１１２Ｂが逆回転することによってシートを搬送ローラ１１２Ｃ，１１２Ｄに導く。そしてその後レジストローラ１１３を経てシート裏面に印字が行われた後にシートが排紙トレイ１９１に排出される。

図２は、光走査装置１０の概略構成を示す図である。光走査装置１０は、帯電された感光体ドラム１０３を入力された画像データに応じて露光することにより、その表面に、画像データに応じた静電潜像を形成する機能を有する。具体的には、光走査装置１０は、光学筐体１２と、この光学筐体１２の所定位置に配置された半導体レーザ１４、コリメートレンズ１６、ミラー１８、シリンドリカルレンズ２６、ミラー２０、ポリゴンミラー２８、第１のｆθレンズ２２、第２のｆθレンズ２４を備える。

半導体レーザ１４は、ビームを出射する。コリメートレンズ１６は、半導体レーザ１４からポリゴンミラー２８に向かう光ビームを平行ビームに変換するように構成される。ミラー１８は、コリメートレンズ１６から出射される各々4つのビームをシリンドリカルレンズ２６に入射させるように構成される。シリンドリカルレンズ２６およびミラー２０は、４つのビームをそれぞれポリゴンミラー２８に入射するように構成される。

ポリゴンミラー２８、回転軸に軸支されており、半導体レーザ１４から出射された光ビームを走査するように構成される。第１のｆθレンズ２２および第２のｆθレンズ２４は、出射折り返しミラー等の作用と相まって、ポリゴンミラー２８によって反射されたレーザ光を感光体ドラム１０３に導くとともに、感光体ドラム１０３上を照射した際のビームスポットが所定の大きさとなり感光体ドラム１０３上を等速度で走査するように作用する。光走査装置１０からの光ビームは、蓋に設けられた透光部５６（図４参照。）を介して外部に出射する。

図３（Ａ）および図３（Ｂ）は、光走査装置１０における光学筐体１２の概略構成を示す図である。

光走査装置１０に用いられる光学箱は、光学部品を収納配置するように構成された、画像形成装置１００に対して着脱可能な樹脂成形品である。ここでは、光学箱の素材としてＡＢＳ樹脂を採用しているが、光学箱の素材はこれに限定されるものではない。この光学箱は、光学筐体１２および蓋５０（図４参照。）を備える。

光学筐体１２は、一方に開口部を有する。光学筐体１２は、その開口部における辺縁部の全域にわたって側壁部３０を備える。側壁部３０は、他の箇所よりも内側に窪むように形成された複数の凹部３２を有する。

蓋５０は、図４（Ａ）〜図４（Ｃ）に示すように、光学筐体１２に係合可能であり、かつ、光学筐体１２の開口部を覆うように構成される。光学筐体１２は、側壁部３０の凹部３２の外側面に、蓋５０と係合可能な突起部３４が設けられる。一方、蓋５０は、防塵壁５２における凹部３２に対応して内側に窪んだ箇所の外側に配置される爪片５４を備える。爪片５４は、突起部３４に外側から係合可能な孔を有する。突起部３４に対して爪片５４が外側から係合することにより、光学筐体１２に対して蓋５０が係止される。

図５（Ａ）は、突起部３４と爪片５４とが係合した状態を示している。蓋５０は、光学筐体１２との係合状態時に、図５（Ｂ）に示すように、側壁部３０の全域を両側から挟むように配置される１対の防塵壁５２を有する。

図６（Ａ）は、爪片５４の近傍における防塵壁５２の構成を示している。図６（Ｂ）に示すように、防塵壁５２によって挟み込むべき側壁部３０が内側に窪んでおり、他の箇所よりも窪んだ凹部３２に突起部３４が設けられているため、爪片５４の近傍において防塵壁５２も内側に窪むように形成される。具体的には、爪片５４よりも内側に、第１の防塵壁５２４および第２の防塵壁５２２が形成される。この結果、爪片５４の近傍において防塵壁５２に欠けが生じることによって防塵壁５２の連続性が阻害されることもない。このため、側壁部３０の全域が確実に防塵壁５２によってカバーされるため、光学筐体１２および蓋５０の接合部（特に、爪片５４形成箇所の近傍）を介して塵埃が光学箱の内部に侵入しにくくなる。

また、第１の防塵壁５２４と爪片５４との間に間隙を設けることが可能になるため、簡単な上下抜きの金型構造で第２の係合部を構成し易くなる。特に、金型による成形の便宜を考慮して爪片５４を外側に広げるように形成しなくても良くなるため、爪片５４が光学筐体１２の側面から外側にはみ出しにくい。

光学箱は、光学筐体１２と蓋５０とが係合状態時に、爪片５４が側壁部３０の外側に突出しないように構成されることが好ましい。その理由は、爪片５４が側壁部３０からはみ出ることがなければ、光走査装置１０を画像形成装置１００に装着したり脱着したりするときに、爪片５４が画像形成装置１００における他の部材と接触しにくいからである。この結果、画像形成装置１００に対する光走査装置１０の着脱容易性がさらに高まり、また、爪片５４が外力を受けて破損するといった不都合が予防される。

さらに、光学箱は、光学筐体１２と蓋５０とが係合状態時に、爪片５４の外縁が側壁部３０の外側面と同一平面上に配置されるように構成されることがさらに好ましい。その理由は、爪片５４の外縁と側壁部３０とが同一面上に配置されていれば、光走査装置１０を画像形成装置１００に装着したり脱着したりするときに、光走査装置１０の側面が画像形成装置１００内の部材に引っ掛かかりにくくなるからである。

上述の実施形態では、感光体ドラム１０３を露光するための４本の光ビームが蓋５０の透光部を通過する構造上、光学箱内部や蓋５０近傍にて熱が発生し易いが、光学筐体１２と蓋５０とが強固にネジ止めされているわけではないため、光学箱全体で熱歪みを吸収することが可能である。

上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略を示す図である。 光走査装置の概略を示す図である。 光学筐体の概略を示す図である。 光学筐体と蓋とが係合した状態を示す図である。 突起部と爪との係合状態を示す図である。 突起部および爪の周囲の概略構成を示す図である。

符号の説明

１０−光走査装置
１２−光学筐体
３０−側壁部
３２−凹部
３４−突起部
５０−蓋
５２−防塵壁
５４−爪片
５６−透光部

Claims (7)

1. 光学部品を収納配置するように構成された、画像形成装置に対して着脱可能な樹脂成形品の光学箱であって、
   一方に開口部を有する第１のハウジング部材と、
   前記第１のハウジング部材に係合可能な第２のハウジング部材であって前記第１のハウジング部材の開口部を覆うように構成された第２のハウジング部材と、
   を備え、
   前記第１のハウジング部材は、その開口部における辺縁部の全域に設けられた側壁部であって、内側に窪むように形成された複数の凹部を有する側壁部を有し、
   前記第２のハウジング部材は、前記第１のハウジング部材との係合状態時に、前記側壁部の全域を両側から挟むように配置される１対の防塵壁を有し、
   前記第１のハウジング部材における前記側壁部の凹部の外側面に、前記第２のハウジング部材と係合可能な第１の係合部が設けられ、
   前記第２のハウジング部材の前記防塵壁における前記凹部に対応して内側に窪むように配置される箇所の外側に、前記第１の係合部に係合可能に構成された第２の係合部が設けられた
   光学箱。
2. 前記第１のハウジング部材と前記第２のハウジング部材とが係合状態時に、前記第２の係合部が前記側壁部の外側に突出しないように構成された請求項１に記載の光学箱。
3. 前記第１のハウジング部材と前記第２のハウジング部材とが係合状態時に、前記第２の係合部の外縁が前記側壁部の外側面と同一平面上に配置されるように構成された請求項２に記載の光学箱。
4. 前記第１の係合部は、前記側壁部の凹部から外側に突出するように構成された突起部であり、
   前記第２の係合部は、前記突起部に外側から係合する孔を有する爪片である
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の光学箱。
5. 前記第１のハウジング部材は光学部品を収納配置するように構成された光学筐体であり、前記第２のハウジング部材は前記光学筐体を覆う蓋であり、
   前記蓋に、前記光学部品から照射された光を透過する透過部が形成された請求項１〜４のいずれか１項に記載の光学箱。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の光学箱を備えた光走査装置であって、
   前記蓋の前記透過部を介して像担持体を露光するように構成された光走査装置。
7. 請求項６に記載の光走査装置を備えた画像形成装置。

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