JP2016061828A - 回転体接離装置、転写装置及び画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】第1回転体の回転速度αを検出する速度検出手段と、前記速度検出手段の検出結果に基づき、接離手段によって第1回転体と第2回転体とを当接させる時期の該第1回転体の速度変動タイミングT1を検知し、該速度変動タイミングに応じて該第1回転体と該第2回転体とを当接させるときの当接動作条件ΔXを決定し、決定した当接動作条件に従って該第1回転体と該第2回転体とを当接させるべく、前記接離手段を制御する。
【選択図】図1
Description
また、この問題は、転写装置に限らず、第1回転体と第2回転体との対向領域に被搬送材を進入させる時期の衝撃で第1回転体に生じる速度変動を抑制することが有効な回転体駆動装置であれば、同様に生じ得るものである。
中間転写ベルト5は、その内周面側に配設された複数の張架ローラによって張架されながら、張架ローラの1つである駆動ローラ10の回転駆動によって無端移動(回転)する。この駆動ローラ10は、減速機構を介して駆動源としての中間転写駆動モータ17に接続されている。この減速機構は、中間転写駆動モータ17の回転軸にある小径歯車17aと、駆動ローラ10の回転軸にある大径歯車10aとを噛み合わせた構成となっている。
本実施形態の接離機構は、接離用回転体としての接離カム50と、カム駆動ベルト51、接離用駆動手段としてのカム駆動モータ52とを備えている。二次転写ローラ7は、図示しないスプリングによって二次転写対向ローラ13側へ付勢されている。接離カム50は、二次転写対向ローラ13の回転軸上に回転自在に取り付けられており、カム駆動モータ52を回転駆動させることで、カム駆動ベルト51を介して接離カム50の回転角度(回転移動量)や回転速度を調整できるようになっている。接離カム50のカム面50aは、二次転写ローラ7の外周面に当接している。
モータ制御部20は、制御CPU27を内蔵し、プリンタ全体を制御するメイン制御部44からのモータ指令値を受け、中間転写駆動モータ17、二次転写駆動モータ42、カム駆動モータ52、レジストモータ60の駆動制御を実行する。
図7は、紙厚が異なる4種類の用紙がレジストローラ対30を抜けるまでのレジストモータ60の駆動電流値の変化を示すグラフである。
図7からわかるとおり、紙厚が大きいほど、レジストローラ対30の回転負荷が大きくなることからレジストローラ対30を駆動させるための負荷トルクが大きくなり、その結果、レジストモータ60の駆動電流値が大きくなる。特に、レジストモータ60の回転開始直後における立ち上がり時の駆動電流のピーク値が、紙厚の違いよって大きく異なる。よって、立ち上がり時における駆動電流ピーク値を検知し、その検知結果に応じてレジストローラ対30から送り出される用紙の紙厚を検出する。また、立ち上がり時における駆動電流ピーク値を検知して紙厚を検出することで、レジストローラ対30から送り出される用紙が二次転写位置に到達する前の時点で、その用紙の厚さを把握することができる。よって、二次転写位置に進入してくる用紙の厚さに応じて、中間転写ベルト5に対する二次転写ローラ7の当接動作条件を適宜変更することが可能となる。
中間転写ベルト5に対して二次転写ローラ7を当接動作させる時期における当接動作開始時の離間量X0や当接速度V0=X0/T0などの当接動作条件は、二次転写位置に進入してくる用紙の厚さによって最適条件が異なってくる。すなわち、二次転写位置に進入してくる用紙の厚さによって、中間転写ベルト5の回転速度変動を抑制できる最適な当接動作条件が異なる。
図9(a)は、正常な状況において中間転写ベルト5と二次転写ローラ7とが当接した状態を示す説明図である。図9(b)は、環境変動、経時劣化、部品の公差ばらつきなどの誤差因子が存在する状況において中間転写ベルト5と二次転写ローラ7とが当接した状態を示す説明図である。
図9(b)に示すように、環境変動、経時劣化、部品の公差ばらつきなどの誤差因子によって二次転写対向ローラ13や二次転写ローラ7の径が大きくなると、正常な状況時と比べて二次転写ローラ7に対する中間転写ベルト5の食い込み量が増える。
図10に示すように、誤差因子によって二次転写対向ローラ13や二次転写ローラ7の径が大きくなると、当接動作開始時における離間量X1(中間転写ベルト5の外周面と二次転写ローラ7の外周面との間の距離)が小さくなる。そのため、用紙先端が二次転写位置に進入するときの中間転写ベルト5と二次転写ローラ7との離間量が最適な離間量よりも狭くなり、図10に示すように、中間転写ベルト5の回転速度変動が大きくなってしまう。
本実施形態においては、本プリンタの電源ON時に実行されるイニシャライズ動作時や画質調整制御(プロセスコントロール)時などの非画像形成動作期間中の所定のタイミングで、あらかじめ設定されている基準の当接動作条件に従った基準離間量X0で離間させてある二次転写ローラ7を中間転写ベルト5に当接させる当接動作を開始する(S1)。このときの当接速度は、基準の当接動作条件に従った当接速度V0とする。具体的には、モータ制御部20の制御CPU27は、あらかじめ設定されている基準の速度指令値でカム駆動モータ52を駆動させる。
ΔX = X0 − X1 = V0 × (T0−T1) ・・・(1)
誤差因子によって二次転写対向ローラ13や二次転写ローラ7の径が大きくなっても、本実施形態の補正処理を実行することにより、当接動作開始時における二次転写ローラ7の位置が修正される。その結果、当接動作開始時における補正後の離間量X2を、理想的には本来の離間量X0と同じにすることができ、あるいは、少なくとも補正前の離間量X1よりも本来の離間量X0へ近付けることができる。これにより、基準の当接動作条件における離間量を本来の離間量に回復させることができる。よって、その後の画像形成動作の際に、その基準の当接動作条件における離間量を基準にして用紙の厚さに応じた適切な当接動作条件(離間量)を設定することができる。したがって、用紙の先端が二次転写位置に進入するときの中間転写ベルト5と二次転写ローラ7との離間量をその用紙に応じた最適な離間量とすることが可能となり、中間転写ベルト5の回転速度変動を抑制できる。
次に、本実施形態における当接動作条件の補正処理の一変形例について説明する。
本変形例は、離間量を補正するのではなく、当接速度を補正するものである。なお、以下の説明では、上述した実施形態とは異なる点を中心に説明する。
本変形例においても、上述した実施形態と同様に、基準の当接動作条件に従って当接動作を開始してから二次転写ローラ7が中間転写ベルト5に当接するまでの時間T1を取得する(S1〜S5)。その後、本変形例では、モータ制御部20の制御CPU27により、基準の当接動作条件における補正後の当接速度V2を算出する(S11)。
V2 = X1/T0 = V0 × T1/T0 ・・・(2)
誤差因子によって二次転写対向ローラ13や二次転写ローラ7の径が大きくなっても、本変形例の補正処理を実行することにより、当接動作時における二次転写ローラ7の当接速度が修正される。これにより、二次転写ローラ7が中間転写ベルト5に当接する時の当接速度が遅くなるので、当接時の衝撃が抑制される結果、中間転写ベルト5の回転速度変動を抑制することができる。
例えば、中間転写ベルト5の速度変動を最小限に抑えることができる最適な当接動作条件となっている状況から、経時使用による摩耗や環境変動などによる部材の寸法変化や特性変化等(以下「状況変化」という。)によって、中間転写ベルト5と二次転写ローラ7との離間量(両回転体の外周面間の距離)が狭くなったとする。この例(以下「第1例」という。)においては、用紙の先端が二次転写位置に進入するときの離間量が最適な離間量よりも狭くなっているので、用紙の先端が二次転写位置に突入することによる衝撃を十分に緩和できなくなる。そのため、中間転写ベルト5と二次転写ローラ7とを当接させる時期(中間転写ベルト5と二次転写ローラ7との当接時の衝撃に起因した中間転写ベルト5の回転速度変動や用紙先端の突入に起因した中間転写ベルト5の回転速度変動が発生し得る期間)に、用紙先端の突入に起因した中間転写ベルト5の回転速度変動が大きくなる。
また、第1例においては、用紙の先端が二次転写位置に進入する前に中間転写ベルト5と二次転写ローラ7とが当接してしまうほど早い時期まで当接時期がズレてしまう場合もあり得る。この場合、中間転写ベルト5と二次転写ローラ7とが当接した状態の二次転写位置に用紙が進入することになり、用紙の先端が二次転写位置に突入することによる衝撃を全く緩和できなくなるので、中間転写ベルト5に大きな速度変動を生じさせることになる。
(態様A)
中間転写駆動モータ17や駆動ローラ10等の所定の駆動手段により回転駆動する中間転写ベルト5等の第1回転体と該第1回転体に対向配置される二次転写ローラ7等の第2回転体とを接離させる接離機構等の接離手段と、前記第1回転体と前記第2回転体との対向領域(二次転写位置)に用紙等の被搬送材の先端が進入する前に該第1回転体と該第2回転体とを離間させ、前記対向領域に被搬送材の先端が進入した直後に該被搬送材を挟持するように該第1回転体と該第2回転体とを当接させるべく、前記接離手段を制御するモータ制御部20等の接離制御手段とを有する回転体接離装置において、前記第1回転体の回転速度を検出するベルトエンコーダセンサ15やエンコーダパターン16等の速度検出手段を有し、前記接離制御手段は、前記速度検出手段の検出結果に基づき、前記接離手段によって前記第1回転体と前記第2回転体とを当接させる時期の該第1回転体の速度変動タイミングを検知し、該速度変動タイミングに応じて該第1回転体と該第2回転体とを当接させるときの当接動作開始時における離間量、当接動作終了時における第1回転体と第2回転体との軸間距離、当接動作時の当接速度などの当接動作条件を決定し、決定した当接動作条件に従って該第1回転体と該第2回転体とを当接させるべく、前記接離手段を制御することを特徴とする。
本発明者らの研究の結果、離間量や当接速度などの当接動作条件が最適な条件からズレると、第1回転体と第2回転体との当接による衝撃に起因した第1回転体の速度変動が発生するタイミング(速度変動タイミング)がズレることが判明した。これは、当接動作開始時の離間量や当接動作中の当接速度などの当接動作条件が変わると、これに応じて第1回転体と第2回転体とが当接する時期が前後するからである。したがって、第1回転体と第2回転体とを当接させる時期の第1回転体の速度変動タイミングを検知することで、速度変動タイミングをずらす原因と共通する原因によって当接動作条件が最適な条件からズレた場合には、これを検出することができる。よって、本態様によれば、速度変動タイミングをずらす原因と共通する原因によって当接動作条件が最適な条件からズレて第1回転体の速度変動が大きくなった場合、これを検知して、その当接動作条件を補正し、第1回転体の速度変動を抑制することができる。そして、この補正に際しては、第1回転体の速度変動タイミングさえ取得できれば、第1回転体の速度変動の大きさは必要なく、対向領域に被搬送材を通過させることを要しない。したがって、無駄に被搬送材を搬送することなく、状況変化に応じた最適な当接動作条件を決定して、第1回転体の速度変動を抑制できる。
前記態様Aにおいて、前記接離制御手段は、前記対向領域に被搬送材を進入させない期間に前記接離手段によって前記第1回転体と前記第2回転体とを当接させ、前記速度検出手段の検出結果に基づいて該第1回転体の速度変動タイミングを検知することを特徴とする。
上述したように、第1回転体の速度変動タイミングに際しては対向領域に被搬送材を通過させる必要がないため、前記対向領域に被搬送材を進入させないで第1回転体の速度変動タイミングを検知することができる。これにより、被搬送材の無駄をなくすことができる。
前記態様A又はBにおいて、前記当接動作条件は、当接動作開始時における前記第1回転体と前記第2回転体との離間量を含むことを特徴とする。
本態様によれば、状況変化が生じても、被搬送材の先端が対向領域へ侵入するときの第1回転体と第2回転体との離間量を最適な量にすることができるので、第1回転体の速度変動を抑制できる。
前記態様Cにおいて、前記接離手段によって前記第1回転体と前記第2回転体とが当接することにより該第1回転体に速度変動が発生する基準タイミングを記憶する記憶手段を有し、前記接離制御手段は、補正前の離間量をX1とし、前記接離手段による当接動作中の当接速度をV0とし、前記基準タイミングをT0とし、前記速度変動タイミングをT1としたとき、下記の式(1)より求まる補正量ΔXの分だけ補正前の離間量X1を補正した量を、前記離間量として決定することを特徴とする。
ΔX = V0 × (T0−T1) ・・・(1)
本態様によれば、状況変化が生じても、第1回転体と第2回転体とが当接するタイミングを維持しつつ、被搬送材の先端が対向領域へ侵入するときの第1回転体と第2回転体との離間量を最適な量にして第1回転体の速度変動を抑制できる。よって、離間量を補正することにより、被搬送材の先端が第1回転体と第2回転体との対向領域に進入する前に第1回転体と第2回転体とが当接してしまうような事態が発生するのを防止できる。
前記態様A〜Dのいずれかの態様において、前記当接動作条件は、前記接離手段による当接動作中の当接速度を含むことを特徴とする。
本態様によれば、状況変化が生じても、被搬送材の先端が対向領域へ侵入するときの第1回転体と第2回転体との当接速度を落として第1回転体の速度変動を抑制することができる。
前記態様Eにおいて、前記接離手段によって前記第1回転体と前記第2回転体とを当接させる時期に第1回転体の速度変動が発生する基準タイミングを記憶する記憶手段を有し、前記接離制御手段は、前記接離手段による当接動作中における補正前の当接速度をV0とし、前記基準タイミングをT0とし、前記速度変動タイミングをT1としたとき、下記の式(2)より求まるV2を、前記当接速度として決定することを特徴とする。
V2 = V0 × T1/T0 ・・・(2)
本態様によれば、状況変化が生じても、第1回転体と第2回転体とが当接するタイミングを維持しつつ、被搬送材の先端が対向領域へ侵入するときの第1回転体と第2回転体との当接速度を落として第1回転体の速度変動を抑制することができる。よって、当接速度を補正することにより、被搬送材の先端が第1回転体と第2回転体との対向領域に進入する前に第1回転体と第2回転体とが当接してしまうような事態が発生するのを防止できる。
前記態様D又はFにおいて、前記記憶手段は、初期時などの所定の時点で、前記接離手段によって前記第1回転体と前記第2回転体とが当接することによる速度変動が規定値以下となる当接動作条件で該第1回転体と該第2回転体とを当接させるときに該第1回転体に発生する速度変動の発生タイミングを前記基準タイミングとして記憶することを特徴とする。
本態様によれば、最適な当接動作条件に設定されているときの速度変動タイミングを基準タイミングとして記憶しておくことで、最適な当接動作条件への補正が容易になる。
前記態様A〜Gのいずれかの態様において、前記接離制御手段は、前記接離手段による当接動作が開始された後に、前記速度検出手段により検出される前記第1回転体の速度が所定の閾値を超えて変化した時点を、前記速度変動タイミングとして検知することを特徴とする。
これによれば、速度変動タイミングの正確な検知が容易になる。
前記態様A〜Hのいずれかの態様において、前記接離手段は、カム駆動モータ52等の接離用駆動手段により接離カム50等の接離用回転体を回転駆動させることにより前記第1回転体と前記第2回転体とを接離させるものであって、該接離用回転体の回転角度等の回転移動量に応じて該第1回転体と該第2回転体との離間量を変更可能なものであり、かつ、該接離用回転体の回転速度に応じて該第1回転体と該第2回転体との当接速度を変更可能なものであることを特徴とする。
これによれば、簡易な制御で接離動作を制御できる。
前記態様Iにおいて、前記接離用回転体は、前記第1回転体及び前記第2回転体の一方の回転体に対してカム面が当接するように、他方の回転体に配置される接離カム50等のカムであることを特徴とする。
これによれば、簡易な接離手段を実現できる。
前記態様I又はJにおいて、前記接離用駆動手段は、PWM制御により駆動するDCブラシレスモータ又はステッピングモータであることを特徴とする。
これによれば、接離用回転体の回転移動量や回転速度を高精度に制御することが可能である。
前記態様A〜Kのいずれかの態様において、前記接離制御手段は、被搬送材を挟み込んで回転駆動することで該被搬送材を前記対向領域へ送り出すレジストローラ対30等の搬送回転体対のレジストモータ60の駆動電流値などの回転負荷情報を取得し、該回転負荷情報に応じて前記当接動作条件を決定することを特徴とする。
これによれば、被搬送材の厚さの違いに応じた適切な当接動作条件を決定することができ、被搬送材の厚さの違いによらず、第1回転体の速度変動を抑制することができる。
前記態様Lにおいて、前記搬送回転体対用のレジストモータ60等の駆動手段は、PWM信号に応じて駆動するDCブラシレスモータであり、前記接離制御手段は、前記PWM信号を前記回転負荷情報として取得することを特徴とする。
これによれば、被搬送材の厚さの違いを簡易に把握することができる。
中間転写駆動モータ17等の所定の駆動手段により回転駆動する中間転写ベルト5等の像担持体に対向配置される二次転写ローラ7等の転写回転体と、前記像担持体と前記転写回転体との対向領域である二次転写位置等の転写領域に用紙等の記録材の先端が進入する前に該像担持体と該転写回転体とを離間させ、前記転写領域に記録材の先端が進入した直後に該記録材を挟持するように該像担持体と該転写回転体とを当接させる接離装置とを備え、前記像担持体上に担持されたトナー像等の画像を前記転写領域で前記記録材上に転写する二次転写装置等の転写装置において、前記接離装置として、前記態様A〜Mのいずれかの態様に係る回転体接離装置を用いることを特徴とする。
これによれば、無駄な記録材を発生させることなく、ショックジター等の異常画像が発生するのを抑制できる。
中間転写駆動モータ17等の所定の駆動手段により回転駆動する中間転写ベルト5等の像担持体と、前記像担持体上に担持されたトナー像等の画像を用紙等の記録材上に転写する転写装置とを備えた画像形成装置において、前記転写装置として、前記態様Nに係る転写装置を用いることを特徴とする。
これによれば、無駄な記録材を発生させることなく、ショックジター等の異常画像が発生するのを抑制できる。
2 帯電器
4 クリーニング装置
5 中間転写ベルト
6 一次転写ローラ
7 二次転写ローラ
8 定着ローラ対
9 現像装置
10 駆動ローラ
11 従動ローラ
12 テンションローラ
13 二次転写対向ローラ
14 ベルトクリーニング装置
15 ベルトエンコーダセンサ
16 エンコーダパターン
17 中間転写駆動モータ
18 駆動ローラエンコーダ
20 モータ制御部
25 二次転写モータエンコーダ
27 制御CPU
30 レジストローラ対
42 二次転写駆動モータ
43 メモリ
44 メイン制御部
45 操作部
50 接離カム
51 カム駆動ベルト
52 カム駆動モータ
60 レジストモータ
Claims (15)
- 所定の駆動手段により回転駆動する第1回転体と該第1回転体に対向配置される第2回転体とを接離させる接離手段と、
前記第1回転体と前記第2回転体との対向領域に被搬送材の先端が進入する前に該第1回転体と該第2回転体とを離間させ、前記対向領域に被搬送材の先端が進入した直後に該被搬送材を挟持するように該第1回転体と該第2回転体とを当接させるべく、前記接離手段を制御する接離制御手段とを有する回転体接離装置において、
前記第1回転体の回転速度を検出する速度検出手段を有し、
前記接離制御手段は、前記速度検出手段の検出結果に基づき、前記接離手段によって前記第1回転体と前記第2回転体とを当接させる時期の該第1回転体の速度変動タイミングを検知し、該速度変動タイミングに応じて該第1回転体と該第2回転体とを当接させるときの当接動作条件を決定し、決定した当接動作条件に従って該第1回転体と該第2回転体とを当接させるべく、前記接離手段を制御することを特徴とする回転体接離装置。 - 請求項1に記載の回転体接離装置において、
前記接離制御手段は、前記対向領域に被搬送材を進入させない期間に前記接離手段によって前記第1回転体と前記第2回転体とを当接させ、前記速度検出手段の検出結果に基づいて該第1回転体の速度変動タイミングを検知することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1又は2に記載の回転体接離装置において、
前記当接動作条件は、当接動作開始時における前記第1回転体と前記第2回転体との離間量を含むことを特徴とする回転体接離装置。 - 請求項3に記載の回転体接離装置において、
前記接離手段によって前記第1回転体と前記第2回転体とが当接することにより該第1回転体に速度変動が発生する基準タイミングを記憶する記憶手段を有し、
前記接離制御手段は、補正前の離間量をX1とし、前記接離手段による当接動作中の当接速度をV0とし、前記基準タイミングをT0とし、前記速度変動タイミングをT1としたとき、下記の式(1)より求まる補正量ΔXの分だけ補正前の離間量X1を補正した量を、前記離間量として決定することを特徴とする回転体接離装置。
ΔX = V0 × (T0−T1) ・・・(1) - 請求項1乃至4のいずれか1項に記載の回転体接離装置において、
前記当接動作条件は、前記接離手段による当接動作中の当接速度を含むことを特徴とする回転体接離装置。 - 請求項5に記載の回転体接離装置において、
前記接離手段によって前記第1回転体と前記第2回転体とを当接させる時期に第1回転体の速度変動が発生する基準タイミングを記憶する記憶手段を有し、
前記接離制御手段は、前記接離手段による当接動作中における補正前の当接速度をV0とし、前記基準タイミングをT0とし、前記速度変動タイミングをT1としたとき、下記の式(2)より求まるV2を、前記当接速度として決定することを特徴とする回転体接離装置。
V2 = V0 × T1/T0 ・・・(2) - 請求項4又は6に記載の回転体接離装置において、
前記記憶手段は、所定の時点で、前記接離手段によって前記第1回転体と前記第2回転体とが当接することによる速度変動が規定値以下となる当接動作条件で該第1回転体と該第2回転体とを当接させるときに該第1回転体に発生する速度変動の発生タイミングを前記基準タイミングとして記憶することを特徴とする回転体接離装置。 - 請求項1乃至7のいずれか1項に記載の回転体接離装置において、
前記接離制御手段は、前記接離手段による当接動作が開始された後に、前記速度検出手段により検出される前記第1回転体の速度が所定の閾値を超えて変化した時点を、前記速度変動タイミングとして検知することを特徴とする回転体接離装置。 - 請求項1乃至8のいずれか1項に記載の回転体接離装置において、
前記接離手段は、接離用駆動手段により接離用回転体を回転駆動させることにより前記第1回転体と前記第2回転体とを接離させるものであって、該接離用回転体の回転移動量に応じて該第1回転体と該第2回転体との離間量を変更可能なものであり、かつ、該接離用回転体の回転速度に応じて該第1回転体と該第2回転体との当接速度を変更可能なものであることを特徴とする回転体接離装置。 - 請求項9に記載の回転体接離装置において、
前記接離用回転体は、前記第1回転体及び前記第2回転体の一方の回転体に対してカム面が当接するように、他方の回転体に配置されるカムであることを特徴とする回転体接離装置。 - 請求項9又は10に記載の回転体接離装置において、
前記接離用駆動手段は、PWM制御により駆動するDCブラシレスモータ又はステッピングモータであることを特徴とする回転体接離装置。 - 請求項1乃至11のいずれか1項に記載の回転体接離装置において、
前記接離制御手段は、被搬送材を挟み込んで回転駆動することで該被搬送材を前記対向領域へ送り出す搬送回転体対の回転負荷情報を取得し、該回転負荷情報に応じて前記当接動作条件を決定することを特徴とする回転体接離装置。 - 請求項12に記載の回転体接離装置において、
前記搬送回転体対用の駆動手段は、PWM信号に応じて駆動するDCブラシレスモータであり、
前記接離制御手段は、前記PWM信号を前記回転負荷情報として取得することを特徴とする回転体接離装置。 - 所定の駆動手段により回転駆動する像担持体に対向配置される転写回転体と、
前記像担持体と前記転写回転体との対向領域である転写領域に記録材の先端が進入する前に該像担持体と該転写回転体とを離間させ、前記転写領域に記録材の先端が進入した直後に該記録材を挟持するように該像担持体と該転写回転体とを当接させる接離装置とを備え、
前記像担持体上に担持された画像を前記転写領域で前記記録材上に転写する転写装置において、
前記接離装置として、請求項1乃至13のいずれか1項に記載の回転体接離装置を用いることを特徴とする転写装置。 - 所定の駆動手段により回転駆動する像担持体と、
前記像担持体上に担持された画像を記録材上に転写する転写装置とを備えた画像形成装置において、
前記転写装置として、請求項14に記載の転写装置を用いることを特徴とする画像形成装置。
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