JP2013020087A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】中間転写体上の残留トナーを収容するためのトナー収容容器及びプロセスカートリッジの交換作業性を向上させる。
【解決手段】プロセスカートリッジ９，１０，１１，１２及び廃トナー収容容器３２をそれぞれ着脱可能に保持するカートリッジトレイ２６であって、
装置本体の外部でプロセスカートリッジ９，１０，１１，１２及び廃トナー収容容器３２をそれぞれ着脱可能とする外部位置と、プロセスカートリッジ９，１０，１１，１２及び廃トナー収容容器３２が装置本体の内部でそれぞれ位置決めされる際に位置する内部位置との間を移動可能に設けられたカートリッジトレイ２６を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、シート等の記録材上に画像を形成する機能を備えた、例えば、複写機、プリンタなどの画像形成装置に関するものである。

従来、カラー電子写真画像形成装置においては、装置本体に対して移動可能な移動部材に複数個のプロセスカートリッジを支持する構成が考えられている（特許文献１参照）。このような構成によれば、複数個のプロセスカートリッジを装置本体内へ同時に挿入することが出来る。
また、中間転写ベルト方式の画像形成装置において、記録材へトナー像を転写した後、中間転写ベルト表面に残留した転写残トナーを除去するため、ベルト表面をクリーニングする必要がある。
これに対して、クリーニングブレードを用いて中間転写ベルト上の転写残トナーを除去し、廃トナー容器内に回収する方法がある（特許文献２参照）。転写残トナーはクリーニングブレードによりかき取られ、廃トナー容器内に回収され、容器内の廃トナーが所定量に達した場合には空の容器に交換することとなる。

特開２００７-２１３０１８号公報 特開２００６-２２０９９８号公報

上記のような従来技術において、中間転写ベルトをクリーニングすることで、廃トナー容器内の廃トナーが所定量に達した場合には、ユーザが廃トナー容器の収納部にアクセスし、廃トナー容器を交換しなければならない。
しかし、従来のカラー電子写真画像形成装置の場合、ユーザが廃トナー容器及びカートリッジを交換する際には、それぞれ別の箇所にアクセスする必要があった。そのため、カートリッジ及び廃トナー容器を同時に交換するような場合には、交換作業の効率が悪かった。
本発明は上記したような事情に鑑みてなされたものであり、中間転写体上の残留トナーを収容するためのトナー収容容器及びプロセスカートリッジの交換作業性を向上させることを目的とする。

上記目的を達成するために本発明にあっては、
トナー像が形成される像担持体を有するプロセスカートリッジと、
前記像担持体上に形成されたトナー像が転写される中間転写体と、
前記中間転写体上に転写されたトナー像を記録材に転写するための転写部材と、
前記中間転写体上の残留トナーを除去するクリーニング部材と、
前記クリーニング部材により除去された前記中間転写体上の残留トナーを収容する収容容器と、
を有する画像形成装置において、
前記プロセスカートリッジ及び前記収容容器をそれぞれ着脱可能に保持する保持部材であって、
装置本体の外部で前記プロセスカートリッジ及び前記収容容器をそれぞれ着脱可能とする
外部位置と、前記プロセスカートリッジ及び前記収容容器が装置本体の内部でそれぞれ位置決めされる際に位置する内部位置との間を移動可能に設けられた保持部材を備えることを特徴とする。

本発明によれば、中間転写体上の残留トナーを収容するためのトナー収容容器及びプロセスカートリッジの交換作業性を向上させることが可能となる。

実施例１の画像形成装置の概略構成を示す断面図 実施例１のプロセスカートリッジ及び廃トナー収容容器の交換を説明する図 実施例１のプロセスカートリッジ及び廃トナー収容容器を駆動側から見た図 実施例１の廃トナー収容容器の概略断面図 実施例２の画像形成装置の概略構成を示す断面図 実施例２の廃トナー収容容器一体型プロセスカートリッジを示す図 実施例３の画像形成装置の概略構成を示す断面図 実施例３のプロセスカートリッジ及び廃トナー収容容器の交換を説明する図 実施例３のカートリッジトレイを駆動側から見た図 実施例３の廃トナー収容容器を非駆動側から見た概略斜視図

以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。
本発明は、プロセスカートリッジを着脱可能な電子写真方式の画像形成装置に関する。ここで、電子写真方式の画像形成装置とは、電子写真画像形成プロセスを用いて記録材に画像を形成するものである。電子写真方式の画像形成装置としては、電子写真複写機、電子写真プリンタ（レーザビームプリンタ、ＬＥＤプリンタ等）等を例示できる。また、記録材とは、電子写真画像形成プロセスを用いて画像が形成されるものであり、記録用紙、ＯＨＰシート、ラベル等を例示できる。またプロセスカートリッジとは、電子写真感光体と、前記電子写真感光体に作用するプロセス手段（例えば、現像手段、帯電手段、クリーニング手段のうち少なくとも一つ）とが一体的にカートリッジ化され、画像形成装置本体に着脱可能とされたものである。ここで、プロセスカートリッジは、使用者自身によって画像形成装置本体に対する着脱を行うことができ、装置の操作性が非常に優れたものである。

以下、実施例１について説明する。
図１は、本実施例の画像形成装置としてのレーザビームプリンタの概略構成を示す断面図である。以下、本実施例の画像形成装置の全体構成及び機能について説明する。

[画像形成装置概要]
画像形成装置本体（以下、装置本体）内には、レーザスキャナ２５、感光ドラム１，２，３，４と、現像ローラ５，６，７，８と、中間転写ベルト１８、定着フィルム２０、加圧ローラ２１、給送トレイ１３、給送ローラ１５等が設置されている。ここで、感光ドラム１，２，３，４は像担持体に相当する。また、中間転写ベルト１８は中間転写体に相当する。
給送トレイ１３内に積載収納された記録材１４は、図１において時計周りに回転する給送ローラ１５により給送され、中間転写ベルト１８と転写部材としての転写ローラ１７と
の間に形成されたニップ部へ送られる。

感光ドラム１，２，３，４は、図１において反時計周りに回転しており、その外周面には、レーザスキャナ２５からのレーザ光により静電潜像が順次形成され、続いてその静電潜像が現像ローラ５，６，７，８で現像され、トナー像が形成される。
感光ドラム１，２，３，４上（像担持体上）に形成されたトナー像は、中間転写ベルト１８に転写される。カラー画像を形成する場合は、感光ドラム１，２，３，４にイエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの各色が現像され、それぞれに形成されたトナー像が、中間転写ベルト１８に転写（１次転写）される。

次に、中間転写ベルト１８に形成されたトナー像（中間転写体上のトナー像）は、中間転写ベルト１８と転写ローラ１７との間のニップ部に送られた記録材１４に転写（２次転写）される。記録材１４への転写後、中間転写ベルト１８表面には転写残トナー（残留トナー）が付着している。この転写残トナーをクリーニング（除去）するため、クリーニング部材としてのクリーニングブレード３３が設けられている。クリーニングブレード３３は、中間転写ベルト１８表面の転写残トナーをかき取るために、中間転写ベルト１８表面に当接するように配設されている。かき取られたトナーは、廃トナー搬送機構(不図示)により搬送され、廃トナー収容容器３２に収容される。

さらに、トナー像が転写された記録材１４は、定着フィルム２０と加圧ローラ２１との間に形成されたニップ部へ送られ、ここで加熱加圧されることでトナー像が記録材１４に定着される。
トナー像が定着された記録材１４は、排出ローラ２２と排出コロ２３により、排出トレイ２４に排出される。
そして、本実施例の感光ドラム１，２，３，４は、現像ローラ５，６，７，８等と一体にプロセスカートリッジ９，１０，１１，１２に設けられている。そして、プロセスカートリッジ９，１０，１１，１２、及び、廃トナー収容容器３２は、装置本体に対し、着脱可能に構成されている。

[プロセスカートリッジ交換方法概要説明]
図２（ａ）〜（ｃ）は、本実施例のプロセスカートリッジ及び廃トナー収容容器の交換方式を説明する図である。以下、本実施例のレーザビームプリンタのプロセスカートリッジ及び廃トナー収容容器の交換方式について説明する。ここで、以下の説明では、プロセスカートリッジ９，１０，１１，１２、及び廃トナー収容容器３２を保持しながら移動する移動部材（保持部材）をカートリッジトレイ２６という。
カートリッジトレイ２６は、装置本体に対して、トレイ保持部材２７で支えられ、図１の横（左右）方向（複数並んで設けられた感光ドラム（プロセスカートリッジ）の並設方向）にスライド可能（移動可能）に設けられている。カートリッジトレイ２６は、プロセスカートリッジ９，１０，１１，１２、及び廃トナー収容容器３２をそれぞれ着脱可能にラフに保持している。

図２（ａ）はドア２８を開いた状態を示している。
ドア２８は装置本体に対して回転可能に設けられている。ドア２８とトレイ保持部材２７との間にはドアリンク３６が設けられており、ドア２８を開くことで、トレイ保持部材２７を装置本体の外方へ引張り出すことができる。
このようにして、トレイ保持部材２７は、ドア２８の開放時の位置（図２（ａ）に示す位置）が、ドア２８の閉鎖時の位置（図１に示す位置）より、図において右斜め上の方の位置をとるように構成されている。ここで、ドア２８の閉鎖時においては、カートリッジトレイ２６が装置本体内の内部位置に位置することで、プロセスカートリッジ９，１０，１１，１２及び廃トナー収容容器３２が装置本体の内部でそれぞれ位置決めされる。

ドア２８の開放時には、トレイ保持部材２７に導かれてカートリッジトレイ２６も図において右斜め上方に移動することとなり、感光ドラム１，２，３，４及び廃トナー収容容器３２が中間転写ベルト１８より浮き上がる。このとき、廃トナー収容容器３２に取り付けられた廃トナー容器シャッタ３５は閉じた状態になり、廃トナーの漏れが防止される。中間転写ベルト１８から浮き上がった状態になることで、カートリッジトレイ２６は、画像形成装置より引き出し可能となる。

図２（ｂ）は、カートリッジトレイ２６が、装置本体から引き出され、装置本体の外部でプロセスカートリッジ９，１０，１１，１２及び廃トナー収容容器３２をそれぞれ着脱可能とする外部位置に位置する状態を示す図である。この状態で、プロセスカートリッジ９，１０，１１，１２及び廃トナー収容容器３２の上面が開放され、図２（ｃ）に示すように、プロセスカートリッジ９，１０，１１，１２及び廃トナー収容容器３２がそれぞれ取り外し可能となる。

プロセスカートリッジ９，１０，１１，１２及び廃トナー収容容器３２を装置本体に装着する際は、逆の手順となる。すなわち、カートリッジトレイ２６を引き出し、プロセスカートリッジ９，１０，１１，１２及び廃トナー収容容器３２を、カートリッジトレイ２６に乗せ（装着し）、カートリッジトレイ２６を装置本体内部に収納する。

そして、ドア２８を閉めることで、図２（ａ）に示す状態から、ドアリンク３６を介してトレイ保持部材２７が左下方向に押し下げられ、図１に示す状態となる。これにより、カートリッジトレイ２６も下がることで、感光ドラム１，２，３，４は中間転写ベルト１８に接触することとなる。さらに、カートリッジトレイ２６の下がる動作に連動して、廃トナー容器シャッタ３５が開き、廃トナー経路が確保される。
なお、本実施例ではブレードクリーニング方式を採用したが、これに限らず、ブラシクリーニング方式を採用してもよい。

[廃トナー収容容器概要]
図３は、プロセスカートリッジ及び廃トナー収容容器を駆動側から見た概略斜視図を示している。
カートリッジトレイ２６引き出し状態の時、廃トナー容器シャッタ３５は図３に示すように閉じ状態となり、容器外部に廃トナーが漏れないように構成されている。ユーザが廃トナー収容容器３２を交換する際は、廃トナー収容容器持ち手３７を持ち、装置本体の設置状態でトレイ上方に取り出す。
また、カートリッジトレイ２６が装置本体に収納されている場合には、クリーニングブレード３３を有するブレードクリーニング装置３４と廃トナー収容容器３２とは図に示すように並んで配置されている。このとき、廃トナー容器シャッタ３５は、開き状態となり、ブレードクリーニング装置３４から搬送された廃トナーが廃トナー収容容器３２内に貯まる。

ここで、廃トナー収容容器３２は、装置本体に対して位置決め部４２で位置決めされる。なお、プロセスカートリッジ１２は、装置本体に対して位置決め部４１で位置決めされ、他のプロセスカートリッジにおいても同様に位置決めされる。また、図３に示すように、プロセスカートリッジ１２には、感光ドラム４に駆動を伝達するための駆動伝達カップリング３９、及び、現像ローラ８に駆動を伝達するための駆動伝達カップリング４０が配設されている。また、廃トナー収容容器３２には、図４に示す撹拌軸４３に駆動を伝達するための廃トナー撹拌軸駆動伝達カップリング３８が配設されている。

図４は、廃トナー収容容器３２の概略断面図である。廃トナー容器シャッタ３５部分か
ら容器内駆動側に落ちた廃トナーは、廃トナー収容容器側板４４，４５によって位置決めされた撹拌軸４３の回転により、一部に貯まることなく容器内の全域に送られる。

本実施例によれば、プロセスカートリッジと廃トナー収容容器を同時に交換する際に、別々の箇所にアクセスすることなく、装置本体に着脱可能に設けられたカートリッジトレイを引き出すだけでプロセスカートリッジと廃トナー収容容器を交換できる。これにより、プロセスカートリッジと廃トナー収容容器の交換作業を効率良く行うことが可能となる。また、プロセスカートリッジと廃トナー収容容器の交換時にアクセスする箇所を１つにすることができるので、プロセスカートリッジと廃トナー収容容器の交換時にアクセスする箇所を明確にすることができる。したがって、プロセスカートリッジと廃トナー収容容器のいずれかを交換するような場合でも、ユーザは、どこにアクセスすればよいか迷うことなく、交換作業を行うことができる。

ここで、ブレードクリーニング装置３４及び廃トナー収容容器３２のうち廃トナー収容容器３２のみがカートリッジトレイ２６に着脱可能に保持されるものであったが、これに限るものではない。ブレードクリーニング装置３４及び廃トナー収容容器３２の双方がカートリッジトレイ２６に着脱可能に保持されるものであってもよい。これにより、プロセスカートリッジ、廃トナー収容容器及びクリーニングブレードの交換に関しても、交換作業の効率を向上させることが可能となる。

以下に、実施例２について説明する。なお、実施例１と同様の構成部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。
本実施例においては、廃トナー収容容器３２とプロセスカートリッジ９を一体に構成することで、カートリッジトレイ２６から、廃トナー収容容器３２とプロセスカートリッジ９を一体で着脱可能としている。

[プロセスカートリッジ交換方法概要説明]
図５（ａ）は、本実施例の画像形成装置の概略構成を示す断面図である。図５（ｂ），（ｃ）は、本実施例の一体型プロセスカートリッジ、廃トナー収容容器の交換方式を説明する図である。
図５（ｂ）は、ドア２８を開いた状態を示している。このときプロセスカートリッジ９に取り付けられた廃トナー容器シャッタ３５が閉じた状態になることで、廃トナーの漏れを防止することが可能となる。また、カートリッジトレイ２６は、中間転写ベルト１８から浮き上がった状態になることで、装置本体より引き出し可能となる。

図５（ｃ）は、カートリッジトレイ２６を装置本体から引き出した状態を示している。この状態となることで、カートリッジトレイ２６に装着されている、廃トナー収容容器一体型のプロセスカートリッジ９、及びプロセスカートリッジ１０，１１，１２の上面が開放される。したがって、各プロセスカートリッジは図５（ｃ）において上方向にカートリッジトレイ２６から取り外し可能となる。

[廃トナー収容容器一体型プロセスカートリッジ概要]
図６は、廃トナー収容容器一体型プロセスカートリッジを駆動側から見た概略斜視図を示している。
図に示すように、廃トナー収容容器一体型のプロセスカートリッジ９、感光ドラム１、廃トナー収容容器３２がカートリッジ側板４７，４８によって位置決めされている。
本実施例によれば、ユーザは、カートリッジトレイ２６を装置本体から引き出すことで、廃トナー収容容器３２とプロセスカートリッジ９を一体で取り出すことができ、交換作業の効率をより向上させることが可能となる。
このように、カートリッジトレイ２６に装着する廃トナー収容容器３２とプロセスカートリッジ９を一体化することで、使用者は交換するカートリッジの数を減らすことができる。

以下、実施例３について説明する。なお、実施例１，２と同様の構成部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。
図７は、本実施例の画像形成装置としてのレーザビームプリンタの概略構成を示す断面図である。以下、本実施例の画像形成装置の全体構成及び機能について説明する。

[画像形成装置概要]
本実施例の画像形成装置では、中間転写ローラ３１が設けられることで、３度の転写過程を経る方式が採用されている。本実施例では、中間転写ベルト１８と中間転写ローラ３１との間で２次転写ニップ部が形成され、中間転写ローラ３１と転写ローラ１７との間で３次転写ニップ部が形成されている。ここで、中間転写ローラ３１は中間転写体に相当する。

本実施例において、給送トレイ１３内に積載収納された記録材１４は、図１において時計方向に回転する給送ローラ１５により給送され、中間転写ローラ３１と転写ローラ１７の２次転写ニップ部へ送られる。
感光ドラム１，２，３，４は、図１において時計周りに回転しており、その外周面には、レーザスキャナ２５からのレーザ光により静電潜像が順次形成され、続いてその静電潜像が現像ローラ５，６，７，８で現像され、トナー像が形成される。
感光ドラム１，２，３，４に形成されたトナー像は、中間転写ベルト１８に転写（１次転写）される。カラー画像を形成する場合は、感光ドラム１，２，３，４にブラック、シアン、マゼンタ、イエローの各色が現像される。

次に、中間転写ベルト１８に形成されたトナー像は、廃トナー収容容器３２に設けられた中間転写ローラ３１に転写（２次転写）され、転写ローラ１７と中間転写ローラ３１の３次転写ニップ部に送られた記録材１４に転写（３次転写）される。記録材１４への転写後、中間転写ローラ３１表面には転写残トナーが付着している。この転写残トナーをクリーニングするため、本実施例では、クリーニングブレード３３を中間転写ローラ３１表面に当接させトナーをかき取る構成としている。かき取られたトナーは廃トナー搬送機構(
不図示)により搬送され、廃トナー収容容器３２に収容される。

本実施例において廃トナー収容容器３２は、クリーニングブレード３３、中間転写ローラ３１と一体に設けられ、プロセスカートリッジ９，１０，１１，１２とともに、カートリッジトレイ２６（装置本体）に対し、着脱可能に設けられている。

[プロセスカートリッジ交換方法概要説明]
図８（ａ），（ｂ）は、本実施例のプロセスカートリッジ及び廃トナー収容容器の交換方式を説明する図である。
図８（ａ）は、ドア２８を開いた状態を示している。プロセスカートリッジ９，１０，１１，１２及び廃トナー収容容器３２が中間転写ベルト１８から浮き上がった状態になることで、カートリッジトレイ２６は、装置本体より引き出し可能となる。
図８（ｂ）は、カートリッジトレイ２６を装置本体から引き出した状態を示している。この状態となることで、プロセスカートリッジ９，１０，１１，１２及び廃トナー収容容器３２の上面が開放され、各プロセスカートリッジ及び廃トナー収容容器３２は、図８（ｂ）において上方向にカートリッジトレイ２６から取り外し可能となる。

[廃トナー収容容器・中間転写ローラ一体カートリッジ概要]
図９は、本実施例におけるカートリッジトレイ２６を駆動側から見た概略斜視図である。また、図１０（ａ）は、本実施例の廃トナー収容容器３２を非駆動側から見た概略斜視図である。図１０（ａ）に示すように、撹拌軸４３、中間転写ローラ３１が廃トナー収容容器側板４４，４５によって位置決めされている。

図１０（ｂ）は、本実施例の廃トナー収容容器３２において非駆動側の廃トナー収容容器側板４５を外した状態を示す概略斜視図である。また、図１０（ｃ）は、本実施例の廃トナー収容容器３２を一部断面で示す、非駆動側から見た概略斜視図である。
中間転写ローラ３１の回転軸の駆動側に取り付けられた駆動伝達カップリング５１が回転することで、中間転写ローラ３１の回転軸の非駆動側に取り付けられた中間転写ローラギア５２が回転する。撹拌軸４３に取り付けられた撹拌軸ギア５３は、中間転写ローラギア５２に係合し、中間転写ローラギア５２の回転に連動して回転するように構成されている。撹拌軸ギア５３の回転により撹拌軸４３が回転することで、廃トナー収容容器３２内の廃トナーは一箇所に貯まることなく、容器内の全域に送られる。ここで、駆動伝達カップリング５１に駆動が伝達された場合に、廃トナー収容容器３２が装置本体に対して回転してしまうことを防止するために、廃トナー収容容器３２には廃トナー収容容器回転止め５４が設けられている。

本実施例の廃トナー収容容器３２においては、クリーニングブレード３３、廃トナー搬送機構(不図示)が配設されている。中間転写ローラ３１表面に当接するようにクリーニングブレード３３が取り付けられることで、中間転写ローラ３１表面のトナーはクリーニングブレード３３によりかき取られる。かき取られたトナーは、廃トナー搬送機構(不図示)により、廃トナー収容容器３２内に送られる。

本実施例によれば、使用者がカートリッジトレイ２６を装置本体から引き出すことで廃トナー収容容器３２、中間転写ローラ３１及びクリーニングブレード３３を一体で取り出すことができる。これにより、廃トナー収容容器３２、中間転写ローラ３１及びクリーニングブレード３３の交換作業を１度で行うことが可能となる。したがって、実施例１同様の効果に加えてさらに、廃トナー収容容器３２、中間転写ローラ３１及びクリーニングブレード３３の交換に関して、交換作業の効率を向上させる効果を得ることができる。

ここで、本実施例では、廃トナー収容容器３２、中間転写ローラ３１及びクリーニングブレード３３を一体に構成していたが、これに限るものではない。例えば、廃トナー収容容器３２、中間転写ローラ３１、クリーニングブレード３３及びプロセスカートリッジ９を一体に構成してもよい。
また、廃トナー収容容器３２、中間転写ローラ３１及びクリーニングブレード３３がそれぞれ別々に着脱可能にカートリッジトレイ２６に保持されるものであってもよい。これにより、クリーニングブレード３３又は中間転写ローラ３１の寿命の方が廃トナー収容容器３２よりも短いような場合であっても、カートリッジトレイ２６を引き出すことで、使用者は容易にクリーニングブレード３３又は中間転写ローラ３１を交換できる。このような場合であっても、本実施例では、廃トナー搬送経路が廃トナー収容容器３２内で閉じているため、廃トナーが漏れない構成となっている。

１，２，３，４…感光ドラム、９，１０，１１，１２…プロセスカートリッジ、１７…転写ローラ、１８…中間転写ベルト、２６…カートリッジトレイ、３２…廃トナー収容容器、３３…クリーニングブレード

Claims (3)

1. トナー像が形成される像担持体を有するプロセスカートリッジと、
   前記像担持体上に形成されたトナー像が転写される中間転写体と、
   前記中間転写体上に転写されたトナー像を記録材に転写するための転写部材と、
   前記中間転写体上の残留トナーを除去するクリーニング部材と、
   前記クリーニング部材により除去された前記中間転写体上の残留トナーを収容する収容容器と、
   を有する画像形成装置において、
   前記プロセスカートリッジ及び前記収容容器をそれぞれ着脱可能に保持する保持部材であって、
   装置本体の外部で前記プロセスカートリッジ及び前記収容容器をそれぞれ着脱可能とする外部位置と、前記プロセスカートリッジ及び前記収容容器が装置本体の内部でそれぞれ位置決めされる際に位置する内部位置との間を移動可能に設けられた保持部材を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記保持部材はさらに前記クリーニング部材を着脱可能に保持することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記像担持体上に形成されたトナー像は、中間転写ベルトに１次転写された後、前記中間転写ベルトから前記中間転写体に２次転写されるものであり、
   前記保持部材はさらに前記中間転写体を着脱可能に保持することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。

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