JP2010149325A - インクジェット記録装置及びその記録ヘッド回復方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 回復動作を伴う攪拌動作後に、印字命令に伴う回復動作などの攪拌動作に依存しない他の回復動作を行うことにより、無駄な廃インク量が増えてしまう。
【解決手段】 他の回復動作を攪拌動作後に行うことが決定している場合、攪拌動作に伴う回復動作を行わない、もしくは回復に要するインク排出量を低減する。
【選択図】 図５

Description

本発明は、インクタンク内にインクを攪拌する攪拌手段とインクを吐出する記録ヘッドの回復手段とを有するインクジェット記録装置及びその記録ヘッド回復方法に関する。

インクジェット記録装置は、記録手段としてのインクジェットヘッド（記録ヘッド）に設けられた微細な吐出口からインク滴を飛翔させ、そのインク滴を記録媒体に着弾させて記録を行うものである。

従来、インクジェット記録に使用されるインクには主に色材として染料を用いる染料インクが使用されてきた。しかし、色材として染料を用いる染料インクを使用して記録した記録物は、屋外掲示プリント用途等の耐光性や耐候性を重視する用途で用いられる場合に、求められる性能を十分に提供できない場合があった。

そこで、染料の代わりに耐光性や耐候性に優れた顔料を色材として用いる顔料インクが実用化されている。顔料はインク中で溶解せず分散しているため、顔料を用いたインクはインク収容部としてのインクタンク中で粒子が沈降する性質がある。例えば、インクタンクがインクジェット記録装置に装着された状態で長期間放置されると、インクタンク内部で顔料粒子が徐々に沈降する。沈降したインクタンク底部には顔料濃度が高く過度に色が濃い層（以下、沈降インクと呼ぶ）が生じ、この沈降インクにより記録画像に濃度ムラが発生する。特に、一様な濃度で記録を行う場合や記録ヘッドを往復走査させながら記録を行う場合に、この濃度ムラが目立ちやすい。この濃度ムラによる画像品位の低下を改善するため、インクタンク内の沈降インクを攪拌する技術が広く知られている（特許文献１参照）。

しかし、特許文献１に記載の発明は、記録ヘッドの吐出口面が大気中にさらされた状態で攪拌動作を行うために吐出口付近のインクが増粘してしまい、攪拌動作中あるいは攪拌動作後に予備吐出などの回復動作を行う必要があった。
特開平９−３０９２１２号公報

インクジェット記録装置では、正常な吐出を行うために、前回の回復動作から一定時間経過後やインクタンクの交換時、記録開始前などのタイミングで、予備吐出動作や吸引動作等の回復動作を行っている。前述したように、攪拌動作を行う場合、攪拌によって生じる吐出不良を抑制するため、攪拌動作中及び攪拌動作後の少なくとも一方で回復動作を行う必要がある。

一方、攪拌動作の後に、攪拌動作とは独立した別の回復動作、例えば記録命令前の回復動作が入った場合、攪拌動作に伴う回復動作に加えて別の回復動作が行われるため、回復動作により生じるインク排出量が過剰になってしまう。

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、攪拌動作によって生じる吐出不良を抑制しつつ、過剰な回復動作による廃インク量を低減可能なインクジェット記録装置を提供することを目的とする。

本発明は、インクタンクから供給されたインクを吐出する記録ヘッドを用いて記録動作を行うインクジェット記録装置であって、攪拌動作要求に従って、前記インクタンク内のインクの攪拌動作を行う攪拌手段と、前記記録ヘッドからインクを排出するための回復動作として、前記攪拌動作に伴って行われる第１の回復動作と、前記第１の回復動作とは異なる第２の回復動作を実行可能な回復手段と、前記攪拌動作後に前記第２の回復動作を行うことが決定されていない場合には、前記第１の回復動作を行い、前記攪拌動作後に前記第２の回復動作を行うことが決定されている場合には、前記第１の回復動作を行わないように、前記回復手段を制御する制御手段と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、攪拌動作により生じる吐出不良を抑制しつつ、回復動作を低減することにより過剰な廃インク量を低減できる。

本明細書において、「第１の回復動作」とは攪拌動作に伴って行われる回復動作を指し、「第２の回復動作」とは第１の回復動作とは別の回復動作、例えばタンク交換時や記録動作命令時などの回復動作を指す。なお、単に「回復動作」と記載されている場合は、第２の回復動作を指す。

（第１の実施形態）
図１は、本実施形態で適用するインクジェット記録装置を、その外装部を取り外して内部機構を露出させた状態で示す斜視図である。本実施形態における記録装置本体は、給紙部、用紙搬送部、排紙部、キャリッジ部、クリーニング部などから構成される。

給紙部は、圧板Ｍ２０１０上に積載された記録媒体を１枚ずつ分離して記録部へと送給する。用紙搬送部は、送給された記録媒体を記録ヘッドによる記録領域に向けて挟持搬送する搬送ローラＭ３０６０とこれに対向して設けられたピンチローラＭ３０７０とからなるローラ対、搬送ローラＭ３０６０の駆動源となる搬送モータＥ０００２などを有する。

排紙部は、記録媒体を記録領域から排紙させるための排紙ローラＭ３１００およびこれと協働する図示しない複数の拍車ローラ等を有する。

キャリッジ部は、後述するヘッドカートリッジＨ１０００およびインクタンクＨ１９００を搭載可能なキャリッジＭ４０００である。キャリッジＭ４０００は、ガイドシャフトＭ４０２０およびガイドレールＭ１０１１によって支持され、ガイドシャフトＭ４０２０は、記録媒体の搬送方向（Ｙ方向）に対して直角な方向（Ｘ方向）にキャリッジＭ４０００を案内支持している。キャリッジＭ４０００は、シャーシＭ１０１０に取り付けられたキャリッジモータＥ０００１の駆動力により、２つのプーリＭ４０４２によって張架されたタイミングベルトＭ４０４１を介してＸ方向に往復移動する。

記録ヘッドが記録を行う領域には、搬送されてきた記録媒体を下部から支え、記録媒体表面と記録ヘッドの吐出口面との距離が一定に保たれるように、プラテンＭ３０４０が配備されている。

上記構成において記録媒体に画像を記録する場合、Ｙ方向への記録位置は、搬送ローラＭ３０６０およびピンチローラＭ３０７０からなるローラ対が、記録媒体を搬送することによって位置決めする。また、キャリッジモータＥ０００１によりキャリッジＭ４０００をＸ方向に移動させて、記録ヘッドＨ１００１の位置決めを行う。位置決めされた記録ヘッドＨ１００１は、電気制御基板Ｅ００１４からの信号に従って、記録媒体に対してインクを吐出する。本実施形態においては、記録ヘッドＨ１００１により記録を行いながらキャリッジＭ４０００がＸ方向に移動する記録走査と、搬送ローラＭ３０６０により記録媒体がＹ方向に搬送される搬送動作とを間欠的に繰り返すことにより、記録媒体上に記録を行う。

クリーニング部は吸引時や非記録時に記録ヘッドＨ１００１の吐出面を覆ってキャッピングするためのキャップ（図示せず）を有し、吸引や予備吐出のような記録ヘッドＨ１００１の回復動作を行う。ここでの吸引とは、インクの吐出を安定させるため、インクタンク内のインクを吸引して排出させることである。本実施形態では、記録ヘッドＨ１００１の吐出面をキャップでキャッピングした後、キャップと連通したポンプにより吐出口からインクを引き出すことで行われる。また、予備吐出とは、キャップ内にインクを吐出することにより行われる。なお、キャップとは別に予備吐出受け手段を設け、この予備吐出受け手段にインクを吐出することで予備吐出を行っても良い。

また、記録装置にはタイマー２８０（図４参照）が設けられており、前回回復動作からの経過時間および前回攪拌動作からの経過時間を計測可能としている。

＜記録ヘッド及びインクタンク＞
図２は、本実施形態のヘッドカートリッジＨ１０００の構成を説明するための斜視図である。本実施形態におけるヘッドカートリッジＨ１０００は、記録ヘッドＨ１００１およびインクタンクＨ１９００を着脱可能に搭載する手段と、インクタンクＨ１９００から記録ヘッドＨ１００１にインクを供給する手段を有している。そして、このヘッドカートリッジＨ１０００は、キャリッジＭ４０００に着脱可能に搭載される。図２では、ヘッドカートリッジＨ１０００に９種類のインクタンクＨ１９００を装着する様子を示している。本実施形態の記録装置は、９種類のインクによって画像の記録動作を行うものであり、各々独立した９個の着脱可能なインクタンクＨ１９００が用意されている。また、インクタンクＨ１９００の着脱は、キャリッジＭ４０００にヘッドカートリッジＨ１０００が搭載された状態で行えるようになっている。この９種類のインクにおいて、顔料インクが少なくとも１つ含まれている。

図３に本実施形態におけるインクタンクＨ１９００の内部構成を示す。インクタンクＨ１９００は、キャリッジＭ４０００に図の矢印Ａ方向で取り付けられ、キャリッジＭ４０００の走査方向に往復動作可能な攪拌板２０Ａ、２０Ｂが内部に設けられている。このキャリッジＭ４０００の往復走査に伴い、攪拌板２０Ａ、２０Ｂが往復動作を繰り返すことにより攪拌動作が行われる。

＜インクジェット記録装置の制御系の構成＞
図４は、本実施形態のインクジェット記録装置における制御構成を説明するブロック図である。２００は、装置内の各機構からの情報を取得したりコマンドを送信したりすることにより、装置全体の制御を司るコントローラ（制御部）である。コントローラ２００にはＣＰＵ２０１のほか、各種プログラムを格納するＲＯＭ２０３や、ＣＰＵ２０１の作業用の領域として使用されるＲＡＭ２０５が備えられている。後述する攪拌動作後の回復動作の有無を判定するプログラム、および、攪拌動作に付随（関連）する回復動作のＯＮ・ＯＦＦを判定するプログラムがＲＯＭ２０３に格納されている。

記録装置の外部に接続されたホスト装置２１０は画像データの供給源であるが、記録に係る画像等のデータの作成、処理等を行うコンピュータとする他、画像読み取り用のリーダ部等の形態であってもよい。画像データ、その他のコマンド、ステータス信号等は、インターフェイス（Ｉ／Ｆ）２１２を介してコントローラ２００との間で送受信される。本実施形態の記録装置において、ホスト装置２１０からコントローラ２００へ送信される画像データは６００ｐｐｉ（ピクセル／インチ；参考値）の多値信号であり、記録ヘッドＨ１００１が記録媒体に記録する記録データは、１２００ｄｐｉの２値信号である。すなわち、コントローラ２００は、記録を実行する際、６００ｄｐｉの多値信号を９色分の１２００ｄｐｉの２値信号に変換する。

ヘッドドライバ２４０は、２値の記録データに応じて記録ヘッドＨ１００１の電気熱変換体である吐出ヒータ２５を駆動するためのドライバである。キャリッジモータドライバ２５０は、キャリッジＭ４０００を移動するキャリッジモータＥ０００１を駆動するためのドライバである。搬送モータドライバ２７０は、記録媒体を搬送方向に搬送する搬送モータＥ０００２を駆動するためのドライバである。回復モータドライバ２９０は、キャッピングするためのキャップや、吸引するためのポンプ（図示せず）などの動作を行う回復モータＥ０００３を駆動するためのドライバである。

＜攪拌動作に伴う回復動作決定シーケンス＞
以上のインクジェット記録装置を用い、本実施形態に特徴的な攪拌動作に伴う回復動作のＯＮ・ＯＦＦを決定するシーケンスを、図５を用いて説明する。

まず、攪拌動作要求の有無を判断し（Ｓ１）、攪拌動作要求が入力された場合には、回復動作要求判定シーケンスを行う（Ｓ２）。

この回復動作要求判定シーケンスを図６に示す。この回復動作要求シーケンスは、攪拌動作後に、攪拌動作には依存しない第２の回復動作の回復動作要求があるかどうかを判断するものである。まず、タンク交換の有無を判断し（Ｓ１０）、タンク交換有り、つまりタンク交換が行われる場合は回復動作要求をＯＮに設定し（Ｓ１３）、図５の攪拌動作に伴う回復動作決定シーケンスに戻る。タンク交換無しの場合は前回回復動作から一定時間が経過しているかの判断を行う（Ｓ１１）。前回回復動作から一定時間経過したと判断した場合は回復動作要求ＯＮに設定し（Ｓ１３）、一定時間経過していないと判断した場合は回復動作要求をＯＦＦに設定し（Ｓ１２）、攪拌動作に伴う回復シーケンスに戻る。

図５における回復動作要求判定シーケンス終了後（Ｓ２）、回復動作要求判定シーケンスの結果に従い、第２の回復動作要求のＯＮ・ＯＦＦを判断する（Ｓ３）。第２の回復動作要求ＯＮの場合は攪拌動作に伴う回復動作（第１の回復動作）をＯＦＦに設定し（Ｓ４）、第２の回復動作要求ＯＦＦの場合は攪拌動作に伴う回復動作（第１の回復動作）をＯＮに設定する（Ｓ５）。この設定に基づき、攪拌動作を実行する（Ｓ６）。この攪拌動作シーケンスを図７に示す。

図７は、攪拌動作後に、攪拌動作に伴う回復動作（第１の回復動作）を行うシーケンスである。ここでは、第１の回復動作として予備吐出を行い、第２の回復動作として吸引動作を行う。キャリッジ走査を１往復させ、キャリッジ走査を所定の往復回数を行ったと判断するまで繰り返す（Ｓ３０〜Ｓ３１）。そして、キャリッジ走査が所定の往復回数行われた後、攪拌動作に伴う第１の回復動作要求のＯＮ・ＯＦＦを判断する（Ｓ３２）。攪拌動作に伴う回復動作要求がＯＦＦの場合はそのまま終了する。一方、攪拌動作に伴う回復動作要求がＯＮの場合は第１の回復動作である予備吐出動作を行い、終了する（Ｓ３３）。

以上のように、本実施形態によれば、攪拌動作後に第２の回復動作を行うことが決定していない場合は第１の回復動作を行う。一方、攪拌動作後に第２の回復動作を行うことが決定している場合、攪拌動作に伴う第１の回復動作を行わない。これにより、攪拌による吐出不良を抑制しつつ、無駄なインク排出量を低減することができる。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態は、上述の第１の実施形態と同様に図１〜図６までの装置を用いるものであり、以下の点で相違している。

第１の実施形態では攪拌動作シーケンスとして、攪拌動作後に、攪拌動作に伴う第１の回復動作を行うシーケンスを用いた。一方、本実施形態では、攪拌動作中に、攪拌動作に伴う第１の回復動作を行うシーケンスを用いる。これについて図８を用いて説明する。

本実施形態では、キャリッジの往復走査回数がＭ回毎に第１の回復動作としての予備吐出を行うため、前回の第１の回復動作からのキャリッジ往復走査回数を数える変数として、変数Ｃを定める（Ｓ２０）。そして、攪拌動作に伴う回復動作要求のＯＮ・ＯＦＦを判断する（Ｓ２１）。攪拌動作に伴う回復動作要求ＯＮの場合は、前回の予備吐出からのキャリッジ往復走査回数ＣがＭ回であるかを判断し（Ｓ２２）、Ｍ回の場合は第１の回復動作である予備吐出を行い（Ｓ２３）、Ｃをリセットさせ（Ｓ２４）、Ｓ２５に進む。Ｓ２１で攪拌動作に伴う第１の回復動作要求がＯＦＦの場合、及び、Ｓ２２でキャリッジ往復走査回数がＭ回ではない場合はそのままＳ２５に進む。そして、キャリッジを１往復走査させ（Ｓ２５）、Ｃに１加算する（Ｓ２６）。キャリッジの往復走査回数が所定の回数に達しているかどうか判断し（Ｓ２７）、達している場合は攪拌動作を終了する。キャリッジ往復走査回数が所定の回数に達していない場合は、所定回数に達するまでＳ２１以降を繰り返す。

（第３の実施形態）
上述の第１及び第２の実施形態では、第２の回復動作要求がＯＮの場合、攪拌動作シーケンスにおいて、攪拌動作後及び攪拌動作中に、攪拌動作に伴う第１の回復動作を行わずに攪拌動作シーケンスを終了させた。このとき、第１の回復動作を行わないことにより廃インク量は低減できるが、第１の回復動作を行わずにインクの吐出口面が空気に触れている状態で攪拌を続けるため、インクの水分が蒸発して吐出不良が生じる可能性も考えられる。これに対し本実施形態は、最小限に第１の回復動作を抑えて行う。

本実施形態における攪拌動作に伴う回復動作決定シーケンスを図９を用いて説明する。まず、攪拌動作要求の有無を判断し（Ｓ４０）、攪拌動作要求が有った場合には、第１の実施形態と同様に、図６の回復動作要求判定シーケンスを用いる（Ｓ４１）。図６のシーケンスの結果に基づいて第２の回復動作要求のＯＮ・ＯＦＦを判断する（Ｓ４２）。第２の回復動作要求がＯＮの場合には、攪拌動作に伴う回復動作モード１に設定する（Ｓ４３）。第２の回復動作要求がＯＦＦの場合には、攪拌動作に伴う回復動作モード２に設定する（Ｓ４４）。この設定に基づき、攪拌動作を実行する（Ｓ４５）この攪拌動作シーケンスを図１０に示す。

図１０は、攪拌動作後に第１の回復動作を行うシーケンスである。ここでも第１の実施形態と同様に、第１の回復動作として予備吐出、第２の回復動作として吸引動作を行う。まず、キャリッジを１往復させ（Ｓ５０）、キャリッジ走査を所定の往復回数行われたと判断するまで繰り返す（Ｓ５１）。

そして、キャリッジ走査が所定の往復回数行われた後、第１の回復動作モードが、モード１に設定されているか否かを判断する（Ｓ５２）。モード１に設定されていた場合はモード１に対応した第１の回復動作を行い（Ｓ５３）、モード１に設定されていない場合はモード２に対応した第１の回復動作を行い（Ｓ５４）、シーケンスを終了する。このとき、モード２に対応した第１の回復動作は、通常の第１の回復動作と同量の予備吐出動作である。一方、モード１に対応した第１の回復動作は、モード２よりも少ないインクの排出量となっている。これは、Ｓ５２においてモード１に設定されていた場合は第２の回復動作要求、つまり吸引動作要求がＯＮになっているため、通常の第１の回復動作よりも少ないインク排出量で吐出不良を抑制できるからである。

（第４の実施形態）
次に、第４の実施形態を図１１を用いて説明する。図１１は、攪拌動作中に攪拌動作に伴う第１の回復動作を行うシーケンスである。第１の実施形態の図８と同様に、前回回復動作からのキャリッジ往復走査回数を数える変数として変数Ｃを定める（Ｓ６０）。前回回復動作からのキャリッジ往復走査回数ＣがＭ回であるかを判断し（Ｓ６１）、Ｍ回ではない場合はＳ６６に進む。Ｍ回の場合は攪拌動作に伴う第１の回復動作がモード１に設定されているかを判断する（Ｓ６２）。モード１に設定されている場合はモード１に対応した第１の回復動作を行い（Ｓ６３）、モード１に設定されていなかった場合はモード２に対応した第１の回復動作を行う（Ｓ６４）。そして、Ｃをリセットさせる（Ｓ６５）。次に、キャリッジを１往復走査させ（Ｓ６６）、Ｃに１加算し（Ｓ６７）、キャリッジ走査が所定の往復回数であるかを判断する（Ｓ６８）。所定の往復走査回数に達している場合は攪拌動作を終了させる。所定の往復走査回数に達していなければ、所定回数に達するまでＳ６１以降を繰り返す。

（その他の実施形態）
第１〜第４の実施形態においては、攪拌動作に伴う第１の回復動作として予備吐出を、攪拌後に行われる第２の回復動作としての吸引動作を実行可能な形態を用いている。しかし、第１および第２のそれぞれの回復動作としては予備吐出・吸引のどちらを用いてもよい。例えば、第１の回復動作として吸引を、第２の回復動作として吸引の組み合わせを用いてもよいし、第１の回復動作として吸引を、第２の回復動作として予備吐出の組み合わせを用いてもよい。また、吐出不良を抑制・改善する方法であれば、予備吐出や吸引以外の形態を用いてもよい。

上述の実施形態では、攪拌動作後に行われる第１の回復動作である予備吐出を行わない形態を示したが、所定時間ごとに予備吐出を行うタイマー予備吐出と他の回復動作が重なった場合に、予備吐出を行わないもしくは低減する形態を用いてもよい。

本発明の実施形態で適用するインクジェット記録装置を、その外装部を取り外して内部機構を露出させた状態で示す斜視図である。 ヘッドカートリッジの構成を説明するための斜視図である。 本発明の実施形態で適用するインクタンクの内部構成を説明するための斜視図である。 本発明の実施形態で適用するインクジェット記録装置における制御の構成を説明するためのブロック図である。 本発明の実施形態で適用する攪拌動作に伴う回復動作決定シーケンスを説明するためのフローチャートである。 本発明の実施形態で適用する回復動作要求判定シーケンスを説明するフローチャートである。 本発明の実施形態で適用する攪拌動作に伴う回復動作タイミングを説明するフローチャートである。 本発明の実施形態で適用する攪拌動作に伴う回復動作タイミングを説明するフローチャートである。 本発明の実施形態で適用する攪拌動作に伴う回復動作決定シーケンスを説明するためのフローチャートである。 本発明の実施形態で適用する攪拌動作に伴う回復動作タイミングを説明するフローチャートである。 本発明の実施形態で適用する攪拌動作に伴う回復動作タイミングを説明するフローチャートである。

符号の説明

Ｅ０２０１ ＣＰＵ
Ｅ０２０２ ＲＯＭ
Ｈ１０００ ヘッドカートリッジ
Ｈ１００１ 記録ヘッド
Ｈ１９００ インクタンク
Ｈ１９０１ ＲＯＭ
Ｍ４０００ キャリッジ

Claims (6)

1. インクタンクから供給されたインクを吐出する記録ヘッドを用いて記録動作を行うインクジェット記録装置であって、
   攪拌動作要求に従って、前記インクタンク内のインクの攪拌動作を行う攪拌手段と、
   前記記録ヘッドからインクを排出するための回復動作として、前記攪拌動作に伴って行われる第１の回復動作と、前記第１の回復動作とは異なる第２の回復動作を実行可能な回復手段と、
   前記攪拌動作後に前記第２の回復動作を行うことが決定されていない場合には、前記第１の回復動作を行い、前記攪拌動作後に前記第２の回復動作を行うことが決定されている場合には、前記第１の回復動作を行わないように、前記回復手段を制御する制御手段と、
   を有するインクジェット記録装置。
2. 前記第１の回復動作は、記録ヘッドからインクを予備吐出する予備吐出動作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。
3. 前記第２の回復動作は、記録ヘッドからインクを排出する吸引動作であ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。
4. 前記第２の回復動作は、前記第１の回復動作よりもインクの排出量が多いことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
5. インクタンクから供給されたインクを吐出する記録ヘッドを用いて記録動作を行うインクジェット記録装置であって、
   攪拌動作要求に従って、前記インクタンク内のインクの攪拌動作を行う攪拌手段と、
   前記記録ヘッドからインクを排出するための回復動作として、前記攪拌動作に伴って行われる第１の回復動作と、前記第１の回復動作とは異なる第２の回復動作を実行可能な回復手段と、
   前記攪拌動作後に前記第２の回復動作を行うことが決定されている場合は、前記攪拌動作後に前記第２の回復動作を行うことが決定されていない場合に比べて、前記第２の回復動作の前に行われる前記第１の回復動作において排出するインク量を少なくするように、前記回復手段を制御する制御手段と、
   を有するインクジェット記録装置。
6. インクタンクから供給されたインクを吐出する記録ヘッドを用いて記録動作を行うインクジェット記録装置であって、
   攪拌動作要求に従って、前記インクタンク内のインクの攪拌動作を行う攪拌手段と、
   吸引動作要求に従って、前記記録ヘッドからインクを吸引する吸引動作を行う吸引手段と、
   前記記録ヘッドからインクを予備吐出させるか否かを制御する制御手段と、
   前記攪拌動作要求の入力に応じて、前記吸引動作要求の有無を判定する判定手段とを有し、
   前記制御手段は、前記判定手段により吸引動作要求が無いと判定された場合には、前記攪拌動作に伴う予備吐出を行うように制御し、前記判定手段により吸引動作要求が有ると判定された場合には、前記攪拌動作に伴う予備吐出を行わないように制御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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