JP2015151159A - charging device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、シート状絶縁体を、貼りつけ対象に強力に付着させるとともに、貼り直しを容易にできるようにするための帯電装置に関する。 The present invention relates to a charging device for strongly attaching a sheet-like insulator to an object to be attached and making it easy to reattach.
従来から、工業製品の製造工程での履歴や、流通過程での情報を管理するために、製品にICタグを設けたICラベルを貼りつけることが行なわれている。
このようなICラベルは、非接触で情報の読み書きが可能なメモリとアンテナとを備えたICチップが、シート表面に接着されたり、内部に埋め込まれたりしたものである。そして、このICラベルの一方の面には粘着剤層を設け、この粘着剤によって目的の製品にこのICラベルを接着するようにしている。
Conventionally, in order to manage the history in the manufacturing process of industrial products and the information in the distribution process, an IC label provided with an IC tag is attached to the product.
Such an IC label is obtained by bonding an IC chip including a memory and an antenna capable of reading and writing information in a contactless manner to the sheet surface or being embedded inside. An adhesive layer is provided on one surface of the IC label, and the IC label is adhered to a target product by the adhesive.
このようなICラベルは、例えば製造過程の履歴収集や、その情報の出力などの目的を達成した後には不要になる。しかし、不要になったICラベルは粘着剤で接着されているので、それを剥がすと、製品には粘着剤の剥がし跡が残ってしまうことがある。粘着剤が残ってしまうと、それだけで見た目が悪く商品価値が下がってしまうことがある。また、残った粘着剤に新たな塵などが付着してしまうと、一層見た目が悪くなるだけでなく、付着した塵が製品の性能にも影響を与えてしまうようなこともある。
このように容易に剥がすことが難しいICラベルは、剥がす必要がないか、粘着剤の剥がし跡が残ってもかまわない物にしか貼りつけることができなかった。
また、一旦貼りつけた上記ICラベルは、容易に剥がすことができないので、貼りつけ位置がずれてしまった場合に、貼り直すことが難しいという問題もあった。
Such an IC label becomes unnecessary after achieving the purpose of, for example, collecting the history of the manufacturing process and outputting the information. However, since the IC label that is no longer needed is adhered with an adhesive, if the IC label is removed, the adhesive may remain on the product. If the pressure-sensitive adhesive remains, the appearance may be poor and the commercial value may be reduced. In addition, if new dust or the like adheres to the remaining adhesive, not only will the appearance worsen, but the attached dust may affect the performance of the product.
Such an IC label that is difficult to be peeled off could only be attached to an object that does not need to be peeled off or that may leave a trace of the adhesive.
Further, since the IC label once pasted cannot be easily peeled off, there is a problem that it is difficult to re-paste when the pasting position is shifted.
上記のような従来のICラベルの問題を解消し、粘着剤を用いないで接着対象へICラベルなどを着脱自在にする方法として、ICラベルを帯電させ、その帯電表面と貼りつけ対象との間に形成される電界を利用する方法が考えられる。
この方法を説明する図11は、ICラベルの基材を構成する絶縁シート1を正極に帯電させて、貼りつけ対象となる導電体2に貼りつけた状態を示した図である。なお、ここでは説明のため絶縁シート1の厚みを厚く示している。
上記絶縁シート1は、例えば、正の高電圧を印加される放電電極を備えた一般的な帯電装置によって正の帯電電荷量+Qが与えられ、その時の帯電電位を+Vとする。このように正に帯電した絶縁シート1が導電体2の表面に接触すると、導電体2では上記正の帯電電荷量+Qに応じて負の誘導電荷が発生する。
As a method for solving the above-mentioned problems of conventional IC labels and making the IC label etc. detachable to the adhesion target without using an adhesive, the IC label is charged and the distance between the charged surface and the object to be attached A method using an electric field formed on the substrate can be considered.
FIG. 11 for explaining this method is a diagram showing a state in which the
The
上記負の誘導電荷は、上記正に帯電した絶縁シート1側に引き付けられ、導電体2内には正の電荷が残される。
この導電体2中の正電荷によって、導電体2の浮遊容量Cgの電極間には電位差+Vg(図11参照)が発生する。この電位差+Vgは接地と導電体2との間の電位差なので、これが導電体2の電位+Vgとなる。
一方、上記電位+Vgを発生させる導電体2の正電荷は、絶縁シート1の帯電電荷量Q1によって誘導された負の誘導電荷に対応する正電荷なので、+Vgと上記帯電電位+Vとは近い値となる。
The negative induced charge is attracted to the positively charged
Due to the positive charge in the
On the other hand, since the positive charge of the
このように、絶縁シート1の帯電電位(+V)と導電体2の電位(+Vg)とが近い値になるので、絶縁シート1と導電体2との電位差Vc=(+V)−(+Vg)はほぼゼロとなり、絶縁シート1と導電体2との間の電界強度もほとんどゼロになってしまう。つまり、上記のようにシートを帯電させる従来の方法では、帯電した絶縁シート1と導電体2との間の電界強度が小さくて使用に耐える付着力が得られないという問題があった。
なお、上記導電体2を接地しておけば、上記誘導電荷の発生時に接地から電荷が供給されるので、その電荷によって導電体2の電位を接地電位に保つことができる。その結果、絶縁シート1との間の電界強度を大きくすることもできる。しかし、絶縁シート1を貼りつける対象を接地しておかなければならないのでは、利用場面が限られてしまう。
Thus, since the charging potential (+ V) of the
If the
この発明の目的は、貼り直しや剥がしが簡単にできるとともに、電界による強い付着力が得られるようにシートを帯電させられる帯電装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a charging device that can be easily reattached and peeled off and can charge a sheet so as to obtain a strong adhesive force by an electric field.
第1の発明は、正の電圧が印加される放電電極と負の電圧が印加される放電電極とを備え、上記正の電圧が印加される放電電極によって帯電対象であるシート状絶縁体に正の帯電エリアを形成し、負の電圧が印加される放電電極によって帯電対象であるシート状絶縁体に負の帯電エリアを形成し、上記正の帯電エリアの総電荷量と負の帯電エリアの総電荷量とを等しいかもしくはほぼ等しくする。
なお、上記正の帯電エリアの総電荷量と負の帯電エリアの総電荷量とは、逆極性の電荷量となる。したがって、上記「両総電荷量を等しくする」とは、逆極性である総電荷量の絶対値を等しくするということである。
A first invention includes a discharge electrode to which a positive voltage is applied and a discharge electrode to which a negative voltage is applied. The discharge electrode to which the positive voltage is applied positively adds to a sheet-like insulator to be charged. The negative charging area is formed on the sheet-like insulator to be charged by the discharge electrode to which a negative voltage is applied, and the total charge amount of the positive charging area and the total of the negative charging area are formed. The charge amount is made equal or nearly equal.
The total charge amount in the positive charging area and the total charge amount in the negative charging area are charge amounts having opposite polarities. Therefore, “to make both the total charge amounts equal” means to make the absolute values of the total charge amounts having opposite polarities equal.
第2の発明は、正の電圧が印加される放電電極と対向し、正の電圧を印加して正イオンを通過させるイオン通過電極と、負の電圧が印加される放電電極と対向し、負の電圧を印加して負イオンを通過させるイオン通過電極とを備えている。 The second invention is opposed to a discharge electrode to which a positive voltage is applied, and is opposed to an ion passage electrode that applies a positive voltage to pass positive ions and a discharge electrode to which a negative voltage is applied. And an ion passage electrode that allows negative ions to pass therethrough.
第3の発明は、上記正の帯電エリアの総電荷量と負の帯電エリアの総電荷量とを等しいかもしくはほぼ等しくする電荷量調整手段を備えている。 According to a third aspect of the invention, there is provided charge amount adjusting means for making the total charge amount of the positive charging area equal to or substantially equal to the total charge amount of the negative charging area.
第4の発明は、第3の発明を前提とし、正の電圧が印加される放電電極と対向し、正の電圧を印加して正イオンを通過させるイオン通過電極と、負の電圧が印加される放電電極と対向し、負の電圧を印加して負イオンを通過させるイオン通過電極とを備え、上記イオン通過電極が、上記電荷量調整手段を構成する。 4th invention presupposes 3rd invention, the discharge electrode to which a positive voltage is applied is opposed, the ion passage electrode which passes a positive ion by applying a positive voltage, and a negative voltage is applied And an ion passage electrode that passes negative ions by applying a negative voltage, and the ion passage electrode constitutes the charge amount adjusting means.
第5の発明は、上記電荷量調整手段が、上記イオン通過電極と、イオンが通過する通過部の面積を調整する面積調整手段とからなる。 In a fifth invention, the charge amount adjusting means includes the ion passing electrode and an area adjusting means for adjusting an area of a passing portion through which ions pass.
第6の発明は、上記電荷量調整手段が、上記正の放電電極と負の放電電極との相対的な高さを制御する高さ制御手段からなる。 In a sixth aspect of the invention, the charge amount adjusting means includes height control means for controlling a relative height between the positive discharge electrode and the negative discharge electrode.
第7の発明は、第3または6の発明を前提とし、上記電荷量調整手段が、上記放電電極に印加する電圧を制御する電圧制御手段からなる。 7th invention presupposes 3rd or 6th invention, The said charge amount adjustment means consists of voltage control means which controls the voltage applied to the said discharge electrode.
第8の発明は、第2、4,5のいずれかを前提とし、上記イオン通過電極に印加する電圧の極性を、対向する放電電極に印加する電圧と逆極性に切り換える切換手段を備えるとともに、上記正の電圧が印加される放電電極及び負の電圧が印加される放電電極と、これら放電電極と対向した上記イオン通過電極との位置関係を保ったまま、それらを移動させる移動装置を備えている。 The eighth invention is based on any one of the second, fourth and fifth, and includes switching means for switching the polarity of the voltage applied to the ion passage electrode to a polarity opposite to the voltage applied to the opposing discharge electrode, There is provided a moving device that moves the discharge electrode to which the positive voltage is applied and the discharge electrode to which a negative voltage is applied, and the ion passage electrode facing the discharge electrode while maintaining the positional relationship between them. Yes.
第9の発明は、上記正の電圧が印加される放電電極と、負の電圧が印加される放電電極との間に、絶縁体からなる絶縁分離部材を設け、この絶縁分離部材の先端を、上記イオン通過電極よりも帯電対象であるシート状絶縁体側に突出させて上記シート状絶縁体の表面に接触させるシート接触面を備えるとともに、上記シート接触面には、負圧発生手段に接続された吸引口を備え、この吸引口で上記シート状絶縁体を保持可能にしている。 According to a ninth aspect of the present invention, an insulating separation member made of an insulator is provided between the discharge electrode to which the positive voltage is applied and the discharge electrode to which a negative voltage is applied. A sheet contact surface that protrudes toward the sheet-like insulator to be charged from the ion passage electrode and contacts the surface of the sheet-like insulator is provided, and the sheet contact surface is connected to a negative pressure generating means. A suction port is provided, and the sheet-like insulator can be held by the suction port.
第1の発明によれば、正の帯電エリアの総電荷量と負の帯電エリアの総電荷量とを等しいかもしくはほぼ等しくすることによって、帯電したシート状絶縁体を、貼りつけ対象である導電体の表面に大きな吸着力によって強力に付着させることができる。
もし、シート状絶縁体の正の帯電エリアの総電荷量と負の帯電エリアの総電荷量が相違すれば、シート状絶縁体を接触させた導電体表面に誘導される電荷の正負のバランスが崩れる。導電体には外部から電荷が供給されないため、導電体内には、表面に誘導された電荷に対応する逆極性の電荷が残されるが、誘導電荷の正負のバランスが崩れているため、上記余剰電荷も正負いずれかに偏ってしまう。この余剰電荷が、導電体の電位を正負いずれかの電位に偏らせて、シート状絶縁体の帯電エリアと導電体との間に発生する電界を弱めることになる。上記電界が弱くなった分、付着力が小さくなってしまう。
According to the first aspect of the present invention, the charged sheet-like insulator is made conductive to be attached by making the total charge amount of the positive charging area equal to or substantially equal to the total charge amount of the negative charging area. It can be strongly attached to the surface of the body by a large adsorption force.
If the total charge amount in the positive charging area of the sheet-like insulator is different from the total charge amount in the negative charging area, there is a positive / negative balance of the charges induced on the surface of the conductor in contact with the sheet-like insulator. Collapse. Since no electric charge is supplied to the conductor from the outside, a charge of opposite polarity corresponding to the charge induced on the surface remains in the conductor, but the balance between the positive and negative of the induced charge is lost, so the surplus charge Will be biased to either positive or negative. This surplus charge biases the electric potential of the conductor to either positive or negative, and weakens the electric field generated between the charging area of the sheet-like insulator and the electric conductor. As the electric field is weakened, the adhesive force is reduced.
しかし、この発明のように、正の帯電エリアの総電荷量と負の帯電エリアの総電荷量とを等しくすれば、導電体内の正負電荷がバランスよく誘導されるので、導電体の電位が接地電位と等しくなり、正負の帯電エリアごとに形成される電界を弱めることがない。そのため、強い電界の作用でシート状絶縁体を、貼りつけ対象にしっかり接着させることができる。
このように、シート状絶縁体を、電界の作用によって貼りつけ対象に付着させることができるので、粘着剤を用いた場合と違って、手軽に貼ったり剥がしたり、さらには貼り直したりすることができる。
However, as in the present invention, if the total charge amount in the positive charging area is equal to the total charge amount in the negative charging area, the positive and negative charges in the conductor are induced in a balanced manner, so that the potential of the conductor is grounded. It becomes equal to the electric potential and does not weaken the electric field formed for each positive and negative charging area. Therefore, the sheet-like insulator can be firmly adhered to the object to be pasted by the action of a strong electric field.
In this way, since the sheet-like insulator can be attached to the object to be attached by the action of an electric field, unlike the case of using an adhesive, it can be easily attached, peeled off, or even reattached. it can.
また、上記シート状絶縁体における正の帯電エリアと負の帯電エリアとの境界部分は電位をほぼゼロに保てるので、上記境界部分にICチップ等の電子デバイスを設けた場合に、シート状絶縁体の帯電電位が上記電子デバイスに影響を及ぼすことがない。
このようにこの発明の帯電装置で帯電させたシート状絶縁体は、目的の対象に対して、強く付着させられるとともに、それを剥がすときには剥がしやいというように、相反する目的を同時に達成することができる。
Further, since the potential of the boundary portion between the positive charging area and the negative charging area in the sheet-like insulator can be kept substantially zero, the sheet-like insulator is provided when an electronic device such as an IC chip is provided at the boundary portion. Does not affect the electronic device.
As described above, the sheet-like insulator charged by the charging device of the present invention is strongly adhered to the target object and at the same time achieves the conflicting purposes such as easy to peel off when it is peeled off. Can do.
第2の発明によれば、イオン通過電極の印加電圧を制御することによって、イオン通過電極に対向する上記正の帯電エリアと負の帯電エリアとのそれぞれの帯電電位を簡単に制御することができる。 According to the second invention, by controlling the voltage applied to the ion passage electrode, the respective charging potentials of the positive charging area and the negative charging area facing the ion passage electrode can be easily controlled. .
第3の発明によれば、正の帯電エリアの総電荷量と、負の帯電エリアの総電荷量とをそれぞれ調整して、両帯電エリアの総電荷量を等しいかほぼ等しくなるようにすることができる。 According to the third aspect of the invention, the total charge amount of the positive charging area and the total charge amount of the negative charging area are respectively adjusted so that the total charge amounts of both charging areas are equal or substantially equal. Can do.
第4の発明によれば、イオン通過電極の印加電圧を制御することによって、上記正の帯電エリアと負の帯電エリアとのそれぞれの帯電電位を簡単に制御でき、結果として各帯電エリアの総電荷量を簡単に制御できる。
また、正負の帯電エリアの面積に相対差を必要とする場合には、両帯電エリアの面積に合わせてイオン通過電極の印加電圧を調整して、正負帯電エリアの総電荷量を等しくすることができる。
したがって、例えば、シート状絶縁体の偏ったところに、電子デバイスなどを設ける必要がある場合でも、正負の帯電エリア間の帯電しないエリアを上記電子デバイスの位置に対応させれば、上記電子デバイスに大きなダメージを与えることなく、強力な付着力を確保することができる。
According to the fourth invention, by controlling the voltage applied to the ion passage electrode, the respective charging potentials of the positive charging area and the negative charging area can be easily controlled. As a result, the total charge of each charging area can be controlled. The amount can be easily controlled.
In addition, when a relative difference is required between the areas of the positive and negative charging areas, the total charge amount of the positive and negative charging areas can be made equal by adjusting the applied voltage of the ion passage electrode according to the areas of both charging areas. it can.
Therefore, for example, even when it is necessary to provide an electronic device or the like in a place where the sheet-like insulator is biased, if the non-charged area between the positive and negative charged areas is made to correspond to the position of the electronic device, the electronic device Strong adhesion can be ensured without damaging it.
第5の発明によれば、イオン通過電極の通過部の面積を調整することによって、各帯電エリアの面積を調整することができる。各帯電エリアの面積を調整することで、両帯電エリアにおける総電荷量を等しいかもしくはほぼ等しくすることができる。
さらに、正負のいずれか一方の帯電エリアの面積に相対差を必要とする場合に、イオン通過電極の通過部の面積を調整して、当該帯電エリアの面積を調整するとともに、イオン通過電極に印加する電圧を制御することによって、両帯電エリアの面積を相違させながら、電荷量を等しくすることができる。
したがって、第4の発明と同様に、シート状絶縁体の偏ったところに、上記電子デバイスなどを設ける必要がある場合でも、上記電子デバイスに大きなダメージを与えることなく、強力な付着力を確保することができる。
According to the fifth aspect, the area of each charging area can be adjusted by adjusting the area of the passage portion of the ion passage electrode. By adjusting the area of each charging area, the total charge amount in both charging areas can be made equal or substantially equal.
Furthermore, when a relative difference is required in the area of one of the positive and negative charged areas, the area of the ion passing electrode is adjusted to adjust the area of the charged area and applied to the ion passing electrode. By controlling the voltage to be applied, the amount of charge can be made equal while the areas of both charging areas are different.
Therefore, as in the case of the fourth invention, even when it is necessary to provide the electronic device or the like where the sheet-like insulator is biased, a strong adhesion is ensured without damaging the electronic device. be able to.
第6の発明によれば、放電電極の高さを制御してシート状絶縁体との対向間隔を調整することによって、帯電エリアの面積を制御できる。
第7の発明によれば、放電電極に印加する電圧の大きさによって、帯電エリアの電荷量を調整できる。
According to the sixth aspect of the invention, the area of the charging area can be controlled by adjusting the distance between the discharge electrode and the sheet-like insulator by controlling the height of the discharge electrode.
According to the seventh aspect, the charge amount in the charging area can be adjusted by the magnitude of the voltage applied to the discharge electrode.
第8の発明によれば、放電電極に電圧を印加してシート状絶縁体を帯電させてから、イオン通過電極のみに帯電時とは逆極性の電圧を印加し、イオン通過電極にシート状絶縁体を引き付けて保持することができる。シート状絶縁体を保持したまま、移動装置によって放電電極及びイオン通過電極を移動し、シート状絶縁体を貼りつけ対象の位置まで搬送することができる。目的の位置までシート状絶縁体を搬送した後は、放電電極及びイオン通過電極に電圧を印加して、シート状絶縁体を目的の対象に付着させることができる。
したがって、この発明の帯電装置は、ストックされているシート状絶縁体を目的の位置に搬送してから、貼りつけ対象に付着させることもできる。
According to the eighth invention, after applying a voltage to the discharge electrode to charge the sheet-like insulator, a voltage having a polarity opposite to that at the time of charging is applied only to the ion-passing electrode, and the sheet-like insulation is applied to the ion-passing electrode. You can attract and hold your body. While holding the sheet-like insulator, the discharge electrode and the ion passage electrode can be moved by the moving device, and the sheet-like insulator can be transported to the target position. After conveying the sheet-like insulator to the target position, a voltage can be applied to the discharge electrode and the ion passage electrode to adhere the sheet-like insulator to the target.
Therefore, the charging device of the present invention can also adhere the stocked sheet-like insulator to the object to be pasted after transporting it to the target position.
第9の発明によれば、負圧を利用して帯電対象であるシート状絶縁体を、吸引保持して搬送することができる。
また、絶縁分離部材のシート接触面をシート状絶縁体の表面に接触させることによって、絶縁分離部材がイオン通過電極とシート状絶縁体の表面との間隔を保持するスペーサ機能を発揮し、安定した帯電ができる。
According to the ninth aspect, the sheet-like insulator to be charged can be sucked and held using negative pressure.
In addition, by bringing the sheet contact surface of the insulating separation member into contact with the surface of the sheet-like insulator, the insulating separation member exerts a spacer function that maintains the distance between the ion passage electrode and the surface of the sheet-like insulator, and is stable. Can be charged.
図1〜5に示す第1実施形態の帯電装置は、シート状絶縁体である絶縁シート1を帯電させて、貼りつけ対象である導電体2に付着させるための装置である。なお、以下の実施形態では、上記絶縁シート1及び導電体2は接地に対して電気的に絶縁された状態を保っているものとする。
また、上記絶縁シート1は、図5に示すように、その中央にICチップからなる電子デバイスDを設けたものである。
図1に示す第1実施形態の帯電装置は、図示しない装置本体に、針状の第1、2放電電極3、4と、各放電電極3,4の先端それぞれに対向する平板状の第1,2イオン通過電極5,6と、上記第1放電電極3及び第1イオン通過電極5と第2放電電極4及び第2イオン通過電極6との間に配置され絶縁分離部材7を備えている。
さらに、上記装置本体を移動可能にする図示しない移動装置を備えている。
上記第1,2イオン通過電極5,6は金属板などの導電性部材にイオンが通過する貫通孔を形成したもので、この第1実施形態では金属メッシュを用いている。ただし、イオン通過電極5,6は金属メッシュに限らず、導電性で、イオンが通過可能な貫通孔を備えていればよい。また、イオンが通過する貫通孔の数はいくつでもよく、例えば1つでもよい。
The charging device according to the first embodiment shown in FIGS. 1 to 5 is a device for charging an insulating
Moreover, the said insulating
The charging device according to the first embodiment shown in FIG. 1 has a flat plate-shaped first electrode facing the needle-like first and
Furthermore, a moving device (not shown) that enables the device main body to move is provided.
The first and second
上記絶縁分離部材7は絶縁体で構成され、上記第1,2イオン通過電極5,6を電気的に絶縁する機能を有する部材である。
また、上記絶縁分離部材7の内部には図示しない負圧発生手段に接続する吸引通路7aを備えるとともに、上記絶縁分離部材7の先端は、上記第1,2イオン通過電極5,6から帯電対象側へ突出して上記絶縁シート1に接触させるシート接触面7bを備え、このシート接触面7bには上記吸引通路7aの一端を吸引口7cとして開口させている。
また、上記第1放電電極3及び第1イオン通過電極5には、上記絶縁シート1の帯電時に正の電圧を出力する電源部8を接続し、第2の放電電極4及び第2のイオン通過電極6には、上記帯電時に負の電圧を出力する電源部9を接続している。
つまり、上記第1イオン通過電極5が正イオンを通過させるイオン通過電極となり、第2イオン通過電極6が負イオンを通過させるイオン通過電極となる。
The
The insulating
Further, the
That is, the first
上記のような帯電装置を用いて絶縁シート1を導電体2に付着させるプロセスを、図2(a)〜(c)を用いて簡単に説明する。なお、この図2(a)〜(c)では、電源部8,9及び配線を省略している。
図2(a)に示すように、導電体2とは別に保管されている絶縁シート1の中央に上記絶縁分離部材7のシート接触面7bを接触させ、負圧発生手段を機能させると、シート接触面7bの吸引口7cの負圧によって絶縁シート1を吸着することができる。
絶縁シート1を上記吸引口7cで吸着したら、図示しない移動装置によってこの装置本体を移動して絶縁シート1を導電体2上に載せる。
A process of attaching the insulating
As shown in FIG. 2 (a), when the
When the insulating
上記絶縁分離部材7によって搬送した絶縁シート1を導電体2上に載せたら、上記負圧発生手段を止めて絶縁分離部材7と絶縁シート1との吸引力を解放する。吸引力を解放しても、絶縁分離部材7のシート接触面7bは絶縁シート1の中央に接触させて、上記電子デバイスD(図5参照)を覆うようにしている。このように、電子デバイスDを絶縁分離部材7で覆うことによって、帯電時に、電子デバイスDに対する帯電電荷の影響をより確実に排除することができる。
ただし、上記電子デバイスDを覆うことができる上記絶縁分離部材7は必須ではない。上記帯電装置では、放電電極3,4に同時に電圧を印加して、正の帯電エリアS1と負の帯電エリアS2とを同時に形成できるので、両帯電エリアS1,S2の中間には常に電位がほぼゼロの非帯電エリアが形成される。したがって、この非帯電エリアの位置に上記電子デバイスDを対応させておけば、この電子デバイスDが受ける帯電電荷の影響を最小限にすることができる。
When the insulating
However, the insulating
次に、上記電源部8,9を機能させ、図2(b)に示すように絶縁シート1を帯電させる。
図2(b)の帯電時には、上記電源部8によって上記第1放電電極3に正の高電圧を印加し、第1イオン通過電極5には上記第1の放電電極3に印加したよりも低い正の低電圧を印加する。また、第2放電電極4には負の高電圧を印加し、第2イオン通過電極6には上記第2の放電電極4に印加したよりも低い負の低電圧を印加する。
Next, the
2B, a positive high voltage is applied to the
この帯電時の詳細については後で説明するが、第1,2放電電極3,4に正負の電圧を印加することによって、絶縁シート1に正の帯電エリアS1と負の帯電エリアS2とが形成され、これら帯電エリアS1,S2と導電体2との間に、電界による付着力が発生する(図2(c))。
上記電界による付着力で、絶縁シート1が導電体2に付着したら、上記電源部8,9は各電極への電圧印加を停止し、装置本体を絶縁シート1から離す。図2(c)の状態で、絶縁シート1は導電体2に付着した状態を保つことができる。
Although details of this charging will be described later, a positive charging area S1 and a negative charging area S2 are formed on the insulating
When the insulating
上記図2(b)の帯電によって絶縁シート1が導電体2に付着するメカニズムについて図3〜5を用いて説明する。
図3は、この第1実施形態の帯電装置によって絶縁シート1を帯電させる帯電途中の状態を示す概念図であり、図4は絶縁シート1の平面図である。また、図5は帯電した絶縁シート1の付着力を説明するための概念図である。
図3に示すように、第1放電電極3及び第1イオン通過電極5に正の電圧を印加すると、第1の放電電極3の先端付近には正イオンが生成される。この正イオンは、第1放電電極3と第1イオン通過電極5との電位差によって第1イオン通過電極5側に引き付けられるように移動する。上記正イオンのうち一部は、第1イオン通過電極5に接触して吸収されてしまうが、第1イオン通過電極5に吸収されないで通過した正イオンが絶縁シート1の表面を帯電させる。
The mechanism by which the insulating
FIG. 3 is a conceptual diagram illustrating a state during charging in which the insulating
As shown in FIG. 3, when a positive voltage is applied to the
また、上記第1イオン通過電極5には、正の電圧が印加されているため、この第1イオン通過電極5と帯電していない絶縁シート1の表面との間には電位差が発生する。この電位差によって、上記第1イオン通過電極5を通過した正イオンが絶縁シート1の表面に導かれ、絶縁シート1の表面に正の帯電エリアS1が形成される。このように正イオンによって絶縁シート1の表面が帯電し続けると、帯電エリアS1の帯電電位が高くなり、第1イオン通過電極5の電位と等しくなる。帯電エリアS1と第1イオン通過電極5との間の電位差がゼロになると、上記正イオンを絶縁シート1へ導く作用がなくなるので、それ以上帯電エリアS1の帯電電位は上がらない。つまり、絶縁シート1の表面であって、第1イオン通過電極5と対向する部分には、上記第1イオン通過電極5とほぼ同じ電位となる正の帯電エリアS1を形成することができる。
Further, since a positive voltage is applied to the first
一方、第2放電電極4及び第2イオン通過電極6には、電源部9によって負の電圧が印加される。上記第2放電電極4の先端付近に生成された負イオンは、上記第2イオン通過電極6に引き付けられるように移動し、第2イオン通過電極を通過した負イオンが、第2イオン通過電極6と絶縁シート1の帯電電位との間の電位差によって絶縁シート1へ導かれるメカニズムは、上記した正極性側と同じである。したがって、上記絶縁シート1の表面であって上記第2イオン通過電極6と対向する部分には、上記第2イオン通過電極6とほぼ同じ電位となる負の帯電エリアS2を形成することができる。
On the other hand, a negative voltage is applied to the
上記のようにして、絶縁シート1の表面には正の帯電エリアS1と負の帯電エリアS2とが形成される(図2(c)参照)。
なお、この第1実施形態では、上記第1,2イオン通過電極5,6の面積を同等にするとともに、各イオン通過電極5,6に印加する正負の電圧の絶対値を等しくしている。そのため、正の帯電エリアS1と負の帯電エリアS2とはほぼ同面積となるとともに、その帯電電位の絶対値も等しくなり、正の帯電エリアS1の総電荷量と負の帯電エリアS2の総電荷量は等しくなる。
As described above, the positive charging area S1 and the negative charging area S2 are formed on the surface of the insulating sheet 1 (see FIG. 2C).
In the first embodiment, the areas of the first and second
上記のように、帯電電荷の総電荷量が等しい正の帯電エリアS1と、負の帯電エリアS2とが形成されると、上記両帯電エリアS1,S2と、導電体2との間の電界によって強い付着力が発生し、絶縁シート1を導電体2に付着させることができる。上記のような正負の帯電エリアS1,S2を形成することによって絶縁シート1と導電体2との付着力が強くなる理由は、次のとおりである。
As described above, when the positive charging area S1 and the negative charging area S2 having the same total charge amount are formed, the electric field between the both charging areas S1 and S2 and the
図4に示すように、正の帯電エリアS1と負の帯電エリアS2とが形成された絶縁シート1が導電体2に接触していると、導電体2の表面には、上記正の帯電エリアS1に対応する部分に負の電荷が誘導され、負の帯電エリアS2に対応する部分に正の電荷が誘導される。これら誘導される電荷は、上記正負の帯電エリアS1,S2それぞれの総電荷量に対応する。この第1実施形態の帯電装置では、上記正負の帯電エリアS1,S2の総電荷量を等しくしているので、導電体2の表面に誘導される負の電荷量と正の電荷量とは等しいはずである。したがって、導電体2内に残された正と負の電荷量も等しくなる。つまり、導電体2が正負のどちらにも偏らず、浮遊容量Cgの電極間電位差である導電体2の電位Vgは接地電位と等しい電位となる。
As shown in FIG. 4, when the insulating
そのため、正の帯電エリアS1と導電体2との電位差V1は、V1=(+V)−(+Vg)=(+V)となり、負の帯電エリアS2と導電体2との電位差V2=(−V)−(+Vg)=(−V)となる。このように各帯電エリアS1,S2と導電体2との電位差は、+V、−Vとなる。この電位差は、図11に示した従来の帯電装置を用いたときの電位差Vc、(+V)−(Vg)≒0と比べて圧倒的に大きい。
上記のように、正負の帯電エリアS1,S2の総電荷量が等しい場合には、導電体2の電位Vgが接地電位に保たれ、絶縁シート1との間に形成される電界強度が大きくなる。したがって、この第1実施形態では、絶縁シート1と導電体2との間に形成される電界は強く、絶縁シートの付着力は従来と比べで圧倒的に大きくなる。
Therefore, the potential difference V1 between the positive charging area S1 and the
As described above, when the total charge amounts of the positive and negative charging areas S1 and S2 are equal, the electric potential Vg of the
以上のように、この第1実施形態の帯電装置を用いれば、電界によって絶縁シート1を導電体2に強力に付着させることができる。また、粘着剤を用いていないため、絶縁シート1を剥がしたときに、粘着剤の剥がし後が残ってしまうようなこともない。
なお、電界によって付着された絶縁シート1は、絶縁シート1を除電することによって上記電界による付着力を解放して簡単に剥がすことができる。
As described above, by using the charging device of the first embodiment, the insulating
The insulating
そして、この第1実施形態の帯電装置は、絶縁シート1を導電体2から剥がす際の除電にも用いることができる。
絶縁シート1を除電する際には、図6に示すように、帯電時と同様に、第1,2イオン通過電極5,6を絶縁シート1の正負の帯電エリアS1,S2に対向させるとともに、電源部8、9の出力電圧の極性を反対に切り換えて第1、第2放電電極3,4に電圧を印加するとともに、第1、第2イオン通過電極5,6を接地する。これによって、正の帯電エリアS1には負の電圧が印加された第1放電電極3から負イオンが供給され、正の帯電エリアS1を中和し、負の帯電エリアS2には正の電圧が印加された第2放電電極4から正イオンが供給され負の帯電エリアS2を中和する。
このように絶縁シート1が除電されれば、導電体2の誘導電荷が導電体2内で移動して電界による付着力が消滅するので、絶縁シート1を簡単に剥がすことができる。
The charging device of the first embodiment can also be used for static elimination when the insulating
When neutralizing the insulating
When the insulating
このように帯電と除電とを繰り返せば、絶縁シート1を貼り直すことも簡単にできる。
また、除電時にも、帯電時と同様に、第1,2イオン通過電極5,6と正負の帯電エリアS1,S2との間の電位差の作用で正負の帯電エリアS1,S2にイオンが導かれる。そのため、帯電エリアS1,S2の電位が、第1,2イオン通過電極5,6の電位、すなわち接地電位になると除電が終了し、逆帯電させることなく確実な除電ができる。
このような除電をすれば、絶縁シート1の剥離が容易にできるだけでなく、剥離後の絶縁シート1が帯電したままで放置されることがない。
絶縁シート1は、帯電したまま放置されると、塵などが静電付着したり、デバイス本体Dに静電気放電等の電気的な悪影響を与えてしまったりする可能性があるが、完全に除電しておけばそのような問題は起こらず、絶縁シート1の再利用もできる。
ただし、帯電状態で放置されても構わない用途の場合には、確実な除電を行なわずに、絶縁シート1を導電体2から強制的に剥離してもよい。その場合にも、粘着剤を用いた従来技術のように剥がし跡が残ることはない。
If charging and discharging are repeated in this manner, the insulating
Further, at the time of static elimination, as in the case of charging, ions are guided to the positive and negative charging areas S1 and S2 by the action of the potential difference between the first and second
By performing such static elimination, not only can the insulating
If the insulating
However, in the case of an application that may be left in a charged state, the insulating
この第1実施形態では、正負の帯電エリアS1,S2の総電荷量を等しくして絶縁シート1の付着力を大きくしているが、上記各帯電エリアS1,S2の総電荷量が完全には等しくなく、いずれかの極性にわずかに偏ってしまったとしても、図11のように一方の極性のみに帯電させた場合と比べれば十分に強い付着力を得ることができる。したがって、この第1実施形態の装置では、正負の帯電エリアS1,S2の総電荷量を等しくするものだけではなく、ほぼ等しくするものも含むものとする。
なお、正の帯電エリアS1の総電荷量と負の帯電エリアS2の総電荷量とが等しくない場合には、上記したように導電体2の電位Vgが接地電位ではなく、いずれか一方の極性に偏ることになる。そのため、正、負の帯電エリアS1,S2に作用する付着力に差が発生するが、部分的に付着力に差をつけたい場合には有用である。ただし、正負の電荷量の差が大きくなれば、全体としての付着力が小さくなってしまうので、正、負の帯電エリアS1,S2の総電荷量はほぼ等しくすることが必要である。
In the first embodiment, the total charge amount of the positive and negative charging areas S1 and S2 is made equal to increase the adhesion force of the insulating
When the total charge amount of the positive charging area S1 and the total charge amount of the negative charging area S2 are not equal, the potential Vg of the
上記第1実施形態では、イオン通過部の面積が等しい第1,2イオン通過電極5,6を用い、帯電電位が等しくなるように第1,2イオン通過電極5,6に印加する電圧を設定して、両帯電エリアS1,S2の総電荷量を等しいかもしくはほぼ等しくしている。
しかし、正負の帯電エリアS1,S2はその総電荷量が等しければ、面積は等しくなくてもよい。両帯電エリアS1,S2に面積差を設ければ、これら帯電エリアS1,S2の中間に位置する電位がほぼゼロの非帯電エリアが絶縁シート1の中央から偏った位置にできる。そこで、偏った位置に上記電子デバイスDを設けた絶縁シートを貼りつける際には、その電子デバイスDと上記偏った位置の非帯電エリアとが一致するようにして、電子デバイスDが帯電電荷の影響を受けにくくすることができる。
In the first embodiment, the first and second
However, the areas of the positive and negative charging areas S1 and S2 may not be equal as long as the total charge amount is equal. If an area difference is provided between the charging areas S1 and S2, a non-charging area having a substantially zero potential located between the charging areas S1 and S2 can be offset from the center of the insulating
また、上記金属メッシュからなる第1,2イオン通過電極5,6の通過部の面積を調整する面積調整手段として、例えば図7に示すように、調整板10を用いることができる。この調整板10は絶縁体からなり、中央に所定の面積の開口10aを備えている。このような調整板10を金属メッシュからなる第1イオン通過電極5に重ねれば、上記開口10aがイオンを通過させる通過部の面積となり、帯電エリアの面積を制御することができる。
このように帯電エリアの面積を調整することによって、帯電エリアの総電荷量を調整することもできるため、上記調整板10と第1,2イオン通過電極5,6とによって電荷量調整手段を構成することになる。
さらに、開口面積が異なる複数の調整板10を用意して、用途に応じて必要な開口の調整板を選択してイオン通過電極の通過部の面積を調整し、正又は負の帯電エリアの面積を調整することもできる。
なお、上記面積調整手段として複数の調整板10を用意する代わりに、通過部の面積が異なるイオン通過電極を複数用意して、目的に応じて必要なイオン通過電極を選択して用いるようにしてもよい。
Moreover, as an area adjustment means for adjusting the area of the passage part of the first and second
Since the total charge amount of the charging area can be adjusted by adjusting the area of the charging area in this way, the adjusting
Further, a plurality of
Instead of preparing a plurality of adjusting
図8に示す第2実施形態は、第1実施形態の絶縁分離部材7の代わりに、絶縁分離部材11を設けた帯電装置である。この絶縁分離部材11は第1,2イオン通過電極5,6の間に設けた絶縁部材であるが、その端面を第1,2イオン通過電極5,6と同一面に保つとともに、吸引通路7aを備えていない。
また、電源部8,9には、第1,2イオン通過電極5,6に、帯電時に印加する電圧と逆極性の電圧を印加可能にする切換手段を備えている。
その他の構成は、第1実施形態と同様である。そして、この第2実施形態も、装置本体を移動する図示しない移動装置を備えている。
以下には第1実施形態と異なる点を中心に説明する。
The second embodiment shown in FIG. 8 is a charging device in which an insulating
In addition, the
Other configurations are the same as those of the first embodiment. The second embodiment also includes a moving device (not shown) that moves the apparatus main body.
Below, it demonstrates centering on a different point from 1st Embodiment.
この第2実施形態では、負圧による吸引力で絶縁シートを保持して搬送する代わりに、以下に説明するように、上記第1,2イオン通過電極5,6で絶縁シート1を保持搬送するようにしている。
図8に示すように、複数の絶縁シート1が、貼りつけ対象である導電体2とは別に、積層されている。これら積層された絶縁シート1の最上面に、上記第1,2イオン通過電極5,6を対向させ、電源部8,9によって第1放電電極3及び第1イオン通過電極5に正の電圧を印加するとともに、第2放電電極4及び第2イオン通過電極6に負の電圧を印加して、最上部に積層された絶縁シート1の表面を正イオン及び負イオンで帯電させる。
In the second embodiment, instead of holding and transporting the insulating sheet by suction force due to negative pressure, the insulating
As shown in FIG. 8, the some insulating
上記のように、絶縁シート1を帯電させた後、電源部8,9を切り換えて、図8に示すように、第1,2放電電極3,4を接地させるとともに、第1,2イオン通過電極5、6に、帯電時と逆極性の電荷を印加する。つまり、第1イオン通過電極5に負の電圧を印加し、第2イオン通過電極6に正の電圧を印加する。
これにより、正の帯電電荷が、負電位となっている第1イオン通過電極5に引き付けられ、負の帯電電荷が正電位となっている第2イオン通過電極6に引き付けられ、上記絶縁シート1が第1,2イオン通過電極5,6で保持される。このように絶縁シート1を保持した状態で、装置本体を図示しない移動装置によって移動し、貼りつけ対象である導電体2の位置まで移動させる。
上記絶縁シート1を導電体2上に載置したら除電し、上記第1,2イオン通過電極5,6を、絶縁シート1から所定の距離だけ離してから、導電体2へ貼りつけるための帯電を実行する。
As described above, after the insulating
As a result, positive charged charges are attracted to the first
When the insulating
この第2実施形態では、上記絶縁分離部材11が第1,2イオン通過電極5,6より突出したシート接触面7bを備えていないため、絶縁分離部材11を絶縁シート1に接触させない状態で帯電を行なうが、帯電によって正負の帯電エリアS1,S2が形成され、それらに基づく電界によって強い付着力が発生する点は、第1実施形態と同じである。
また、絶縁シート1の除電によって導電体2との付着力を解消して剥がしやすくする点、確実な除電ができる点も第1実施形態と同じである。
In the second embodiment, since the insulating
Moreover, the point which makes it easy to peel by eliminating the adhesive force with the
上記第1,2実施形態では第1,2イオン通過電極5,6を備えることによって、正負の帯電エリアS1,S2の帯電電位や面積の制御を容易にしているが、上記第1,2イオン通過電極5,6を設けずに、第1,2放電電極3,4で生成されるイオンを直接絶縁シート1に供給して、正負の帯電エリアS1,S2を形成するようにしてもよい。
その場合にも、正の帯電エリアS1の総電荷量と負の帯電エリアS2の総電荷量とを等しいかもしくはほぼ等しくすることによって、導電体2との付着力を強くすることができる。
In the first and second embodiments, the first and second
Even in this case, the adhesion force to the
そして、上記第1,2イオン通過電極5,6を備えていない帯電装置においては、正の電圧を印加する第1の放電電極3に印加する電圧を制御することによって正の帯電エリアS1の帯電電荷量を制御でき、負の電圧を印加する第2の放電電極4に印加する電圧を制御することによって負の帯電エリアS2の帯電電荷量を制御することができる。
したがって、第1,2の放電電極3,4に印加する電圧を制御する電圧制御手段を、上記各電源部8,9に設ければ、その電圧制御手段が上記正負の帯電エリアS1,S2の総電荷量を等しいかもしくはほぼ等しくするための電荷量調整手段となる。
In the charging device that does not include the first and second
Therefore, if a voltage control means for controlling the voltage applied to the first and
また、第1,2放電電極3,4と帯電対象となる絶縁シート1の距離によっても帯電エリアS1,S2における電荷量は変化する。
図9,10に示す第3実施形態では、第1,2放電電極3,4それぞれに、その高さを制御する高さ調整手段12、13を連結し、各放電電極3,4の高さを制御可能にしている。
図10(a)、(b)に示すように、絶縁シート1の表面からの第1放電電極3の先端の高さh1、h2が高いほど、イオンの広がりが大きくなるため、帯電エリアの面積が大きくなる。そこで、図9に示す高さ制御手段12,13によって正負の帯電エリアS1,S2の面積を制御でき、各帯電エリアS1,S2における総電荷量を制御することができる。
したがって、この第3実施形態では、上記高さ調整手段12,13が、上記正負の帯電エリアS1,S2の総電荷量を等しいかもしくはほぼ等しくするための電荷量調整手段となる。
また、上記第1,2放電電極3,4への印加電圧を制御する印加電圧制御手段と、高さ制御手段12,13の両者で上記電荷量調整手段を構成することもできる。
The amount of charge in the charging areas S1 and S2 also changes depending on the distance between the first and
In the third embodiment shown in FIGS. 9 and 10, height adjusting means 12 and 13 for controlling the height of each of the first and
As shown in FIGS. 10 (a) and 10 (b), the higher the heights h1 and h2 of the tip of the
Therefore, in the third embodiment, the height adjusting means 12 and 13 serve as charge amount adjusting means for making the total charge amounts of the positive and negative charging areas S1 and S2 equal or substantially equal.
Also, the charge amount adjusting means can be constituted by both the applied voltage control means for controlling the applied voltage to the first and
上記各実施形態では、正、負一対の帯電エリアS1,S2を形成するようにしているが、正、負の帯電エリアそれぞれを、複数の分割された小帯電エリアで構成してもよい。その場合には、複数の小帯電エリアの合計値である総電荷量が、正、負で等しいかもしくはほぼ等しくなるようにしている。
また、放電電極と帯電エリアとは1対1に対応させなくてもよい。例えば、複数の放電電極で一つの帯電エリアを形成するようにすれば、大面積の帯電エリアを容易に形成できる。あるいは、一つの放電電極に対向させて、イオン通過電極の通過部を複数個、別々に配置すれば、同極性の複数の小帯電エリアを一つの放電電極で形成することもできる。
In each of the above embodiments, a pair of positive and negative charging areas S1 and S2 is formed, but each of the positive and negative charging areas may be composed of a plurality of divided small charging areas. In that case, the total charge amount, which is the total value of the plurality of small charged areas, is made equal to or approximately equal to positive and negative.
Further, the discharge electrode and the charging area do not have to correspond one-to-one. For example, if one charging area is formed by a plurality of discharge electrodes, a large charging area can be easily formed. Alternatively, a plurality of small charged areas of the same polarity can be formed by one discharge electrode by arranging a plurality of passage portions of the ion passage electrode separately to face one discharge electrode.
いずれにしても、この発明の帯電装置は、絶縁シート1上に形成する正の帯電エリアの電荷総量と、負の帯電エリアの電荷総量とを等しいかもしくはほぼ等しくすることによって、絶縁シート1を導電体2に強力に付着させられるとともに、剥がしたり貼り直したりすることも容易にできるものである。
In any case, the charging device of the present invention makes the
なお、上記では貼りつけ対象を金属などの導電体2としているが、この装置で帯電させたシート状絶縁体を貼りつける対象は、上記帯電電荷によってスムーズに電荷が移動して、表面に誘導電荷が発生する程度の導電性を備えていればよく、いわゆる導電性物質に限らない。例えば、表面抵抗率が1011[Ω]程度のものでも、十分な付着力が得られることを確認している。
また、帯電対象は、ICタグを備えた絶縁シートではなく、例えば表面に一時的に必要な情報を印刷したシート状絶縁体であってもよい。シート状絶縁体は、電界の作用で貼りつけ対象に強力に付着させることができるとともに、印刷された情報が不要になった時点で、剥がし跡を残さずに剥がすことができる。
In the above description, the object to be attached is the
The object to be charged may not be an insulating sheet provided with an IC tag, but may be, for example, a sheet-like insulator having information necessary temporarily printed on the surface. The sheet-like insulator can be strongly attached to the object to be pasted by the action of an electric field, and can be peeled off without leaving a trace when printed information is no longer needed.
粘着剤を用いたくない、様々なシート状絶縁体の貼りつけや、貼り直しに適用できる。 It can be applied to affixing and reattaching various sheet-like insulators that do not want to use an adhesive.
1 (シート状絶縁体)絶縁シート
3 第1放電電極
4 第2放電電極
5 第1イオン通過電極
6 第2イオン通過電極
7 絶縁分離部材
7a 吸引通路
7b シート接触面
7c 吸引口
8,9 電源部
10 調整板
12,13 高さ調整手段
S1 正の帯電エリア
S2 負の帯電エリア
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 (Sheet-like insulator)
Claims (9)
上記正の電圧が印加される放電電極によって帯電対象であるシート状絶縁体に正の帯電エリアを形成し、
負の電圧が印加される放電電極によって帯電対象であるシート状絶縁体に負の帯電エリアを形成し、
上記正の帯電エリアの総電荷量と負の帯電エリアの総電荷量とを等しいかもしくはほぼ等しくする帯電装置。 A discharge electrode to which a positive voltage is applied and a discharge electrode to which a negative voltage is applied,
A positive charging area is formed in the sheet-like insulator to be charged by the discharge electrode to which the positive voltage is applied,
A negative charging area is formed in the sheet-like insulator to be charged by the discharge electrode to which a negative voltage is applied,
A charging device that makes the total charge amount of the positive charging area equal to or substantially equal to the total charge amount of the negative charging area.
上記正の電圧が印加される放電電極及び負の電圧が印加される放電電極と、これら放電電極と対向した上記イオン通過電極との位置関係を保ったまま、それらを移動させる移動装置を備えてなる請求項2、4,5のいずれか1に記載の帯電装置。 With switching means for switching the polarity of the voltage applied to the ion passage electrode to a polarity opposite to the voltage applied to the opposing discharge electrode,
There is provided a moving device that moves the discharge electrode to which the positive voltage is applied and the discharge electrode to which a negative voltage is applied, and the ion passage electrode facing the discharge electrode while maintaining the positional relationship between them. The charging device according to any one of claims 2, 4, and 5.
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