JP2016184113A - 画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】シートの搬送を安定化させるための搬送補助ローラーを備えた画像形成装置において、シートの前端が搬送補助ローラーに接触する際の放電を防止しつつ、シートの後端が搬送補助ローラーから剥離する際の跳ね上がりを防止し、延いては、シートに保持されたトナーの飛散を防止する。
【解決手段】シートの前端が搬送補助ローラーに接触する時までに、搬送補助ローラーの印加電圧をトナーの帯電極性と逆極性にしておき、シートの後端が、搬送ベルトから剥離した後において搬送補助ローラーから剥離する時までの間(時刻t3〜時刻t4の間)に、搬送補助ローラーの印加電圧を接地電圧に切り替える。
【選択図】図6

Description

本発明は、画像形成装置に関する。
従来より、感光体ドラムとシートを搬送する搬送ベルトと感光体ドラムに対して搬送ベルトを挟んで圧接される転写ローラーとを備えた画像形成装置は知られている(例えば特許文献1参照)。上記シートは、搬送ベルトと感光体ドラムとによりニップされつつ下流側に搬送される。転写ローラーには、シートがニップ位置を通過する際にトナーの帯電極性と逆極性の転写電圧が印加される。これにより、感光体ドラムに担持されたトナー像がシートに転写される。上記ニップ位置よりもシート搬送方向の下流側には張架ローラーが設けられている。張架ローラーは、シートが搬送ベルトから剥離する剥離位置において搬送ベルトを張架している。
この種の画像形成装置では、シートの搬送姿勢によっては、シートの後端が剥離位置を通過する際に感光体ドラム側に跳ねてしまい、シートに担持されたトナーが飛散するという問題がある。
これに対して、特許文献1には、上記剥離位置の下流側近傍にシートの搬送を補助する搬送補助ローラーを設けることで、剥離位置を通過するシートの搬送姿勢を安定化させて、上述したシート後端の跳ね上がりを抑制する技術が開示されている。この搬送補助ローラーは、導電性部材からなると共に接地されている。
特開平07−64421号公報
しかしながら、上記特許文献1に示す画像形成装置では、搬送補助ローラーが導電性部材で構成され且つ接地されているので、搬送補助ローラーがシートと接触した際に該ローラー及びシート間に電位差が生じて放電が発生し、シートに保持されていたトナーの一部が飛散するという問題がある。
そこで、上記接地された搬送補助ローラーに抵抗層を含ませることで、上記搬送補助ローラー及びシート間の放電を防止することが考えられる。しかしこの場合、搬送補助ローラーがシートの帯電極性と同極性に帯電するので、シートの後端が、搬送補助ローラーから剥離する際に電気的な反発力により跳ね上がり、シートに保持されていなトナーの一部が飛散するという問題がある。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、シートの搬送を安定化させるための搬送補助ローラーを備えた画像形成装置において、シートの前端が搬送補助ローラーに接触する際の放電を防止しつつ、シートの後端が搬送補助ローラーから剥離する際の跳ね上がりを防止し、延いては、シートに保持されたトナーの飛散を防止することにある。
本発明に係る画像形成装置は、トナー像を担持する像担持体と、上記像担持体と接触してニップを形成し、該ニップ位置を経由してシートを搬送する搬送ベルトと、上記ニップ位置において上記トナー像を上記シートに転写させる転写ローラーと、上記ニップ位置よりもシート搬送方向の下流側において上記搬送ベルトを張架する張架ローラーと、該張架ローラーの下流側近傍に設けられ、上記シートを下方から支持する搬送補助ローラーと、を備えている。
そして、上記搬送補助ローラーに対して電圧を印加する電圧印加部と、上記電圧印加部より上記搬送補助ローラーに印加される印加電圧を制御する制御部とをさらに備え、上記制御部は、上記シートの前端が上記搬送補助ローラーに接触する時までに、上記搬送補助ローラーの印加電圧をトナーの帯電極性と逆極性にしておき、上記シートの後端が、上記搬送ベルトから剥離した後において上記搬送補助ローラーから剥離する時までの間に、上記搬送補助ローラーの印加電圧を接地電圧に切り替えるように構成されている。
本発明によれば、シートの搬送を安定化させるための搬送補助ローラーを備えた画像形成装置において、シートの前端が搬送補助ローラーに接触する際の放電を防止しつつ、シートの後端が搬送補助ローラーから剥離する際の跳ね上がりを防止し、延いては、シートに保持されたトナーの飛散を防止することができる。
図1は、実施形態における画像形成装置を示す概略図である。 図2は、画像形成部を拡大して示す概略図である。 図3は、図2のIII方向矢視図である。 図4は、搬送補助ローラーの駆動部を示す軸方向から見た概略図である。 図5は、図4のV方向矢視図である。 図6は、転写ローラーの印加電圧及び搬送補助ローラーの印加電圧の時間変化を示すグラフである。 図7Aは、搬送補助ローラーの動作を説明するための説明図であって、シートの後端が搬送ベルトから剥離する前の状態を示している。 図7Bは、搬送補助ローラーの動作を説明するための説明図であって、シートの後端が搬送ベルトから剥離した直後の状態を示している。 図7Cは、搬送補助ローラーの動作を説明するための説明図であって、シートの後端が搬送補助ローラーから剥離する直前の状態を示している。 図8は、他の実施形態を示す図2相当図である。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。
《実施形態》
図1は、本実施形態における画像形成装置としてのレーザープリンター1の概略構成を示す断面図である。
レーザープリンター1は、図1に示すように、箱状のプリンター本体2と、手差し給紙部6と、カセット給紙部7と、画像形成部8と、定着部9と、排紙部10とを備えている。レーザープリンター1は、プリンター本体2内の搬送路Lに沿ってシートS(図7にのみ示す)を搬送しながら、不図示の端末等から送信される画像データに基づいてシートSに画像を形成するように構成されている。
手差し給紙部6は、プリンター本体2の1つの側部に開閉可能に設けられた手差しトレイ4と、プリンター本体2の内部に回転可能に設けられた手差し用の給紙ローラー5とを有している。
カセット給紙部7は、プリンター本体2の底部に設けられている。カセット給紙部7は、互いに重ねられた複数のシートSを収容する給紙カセット11と、給紙カセット11内のシートSを1枚ずつ取り出すピックローラー12と、取り出されたシートSを1枚ずつ分離して搬送路Lへと送り出すフィードローラー13及びリタードローラー14とを備えている。
画像形成部8は、プリント本体2内におけるカセット給紙部7の上方に設けられている。画像形成部8は、プリンター本体2内に回転可能に設けられた像担持体である感光ドラム81と、感光ドラム81の周囲に配置された帯電器82と、現像部83と、転写装置84と、感光ドラム16の上方に配置された光走査装置85とを備えている。尚、図中の符号86は、感光体ドラム81に付着した残トナーを除去するためのクリーニングブレードである。
上記搬送路Lには、送り出されたシートを、一時的に待機させた後に所定のタイミングで画像形成部8に供給する一対のレジストローラー15が設けられている。
定着部9は、画像形成部8の側方に配置されている。定着部9は、互いに圧接されて回転する定着ローラー91及び加圧ローラー92を備えている。
排紙部10は、定着部9の上方に設けられている。排紙部10は、排紙トレイ101と、排紙トレイ101へシートSを搬送するための排紙ローラー対102と、排紙ローラー対102へシートSを給紙するための搬送ローラー対103と搬送ガイド104とを備えている。
画像形成部8では、画像データを受信すると、不図示のモーターにより感光体ドラム81が回転駆動されると共に、帯電器82によって感光体ドラム81の表面が所定電位に帯電される。本実施形態では、帯電器82は、感光体ドラム81の表面を正極性に帯電させる。そうして感光体ドラム81の表面が帯電された後、所定の画像データに基づいて、レーザ光が光走査装置85から感光体ドラム81へ出射される。感光体ドラム81の表面には、レーザ光が照射されることによって静電潜像が形成される。感光体ドラム81上に形成された静電潜像は、現像装置83にて帯電されたトナーにより現像されてトナー像として可視化される。本実施形態では、いわゆる反転現像によりトナー像を形成するようにしており、現像装置83にて帯電されるトナーの帯電極性は正極性となる。尚、反転現像に限らず正規現像によりトナー像を形成するようにしてもよく、この場合、トナーの帯電極性は負極性となる。
感光体ドラム81の表面にトナー像が形成された後、レジストローラー対15から送出されたシートSは、転写装置84により感光体ドラム81の表面に押し付けられる。そして、転写装置84より当該シートSに対してトナー極性と逆帯電極性(本実施形態では負極性)の転写電圧が印加されることで、感光体ドラム81のトナー像がシートSへ転写される。トナー像が転写されたシートSは、定着部9において定着ローラー91と加圧ローラー92とにより加熱及び加圧される。その結果、トナー像がシートSに定着する。
図2に示すように、転写装置84は、無端状の搬送ベルト841、転写ローラー842、上流側ローラー843、下流側ローラー844及び転写電圧印加部845を有している。
搬送ベルト841は、外周面にシートSを静電吸着させつつシートSを搬送する。搬送ベルト841の外周面は感光体ドラム81に接触して該感光体ドラム81との間にニップを形成している。搬送ベルト841は、上流側ローラー843及び下流側ローラー844に所定の張力で張架されている。搬送ベルト841は、不図示のモーターにより上流側ローラー843又は下流側ローラー844が回転駆動されることで図2の矢印の向きに駆動される。搬送ベルト841は、例えばゴム製のベルト状部材の外周面にフッ素系樹脂によるコーティングを施して形成される。
転写ローラー842は、感光体ドラム81に対向して配置されている。転写ローラー842の外周面は搬送ベルト841の内周面に接している。転写ローラー842は、感光体ドラム81に対して搬送ベルト841を挟んで所定荷重で圧接される。これにより、シートSがニップ位置A1において搬送ベルト841と感光体ドラム81との間にニップされる。
転写ローラー842は、転写電圧印加部845に接続されている。転写電圧印加部845は、ニップ位置A1を通過するシートSに対してトナーの帯電極性と逆極性の転写電圧を印加することでシートSに対してトナー像を転写させる。転写電圧印加部845は、コントローラー200により制御される。
上流側ローラー843は、ニップ位置A1よりもシート搬送方向の上流側であってシートSの前端が搬送ベルト841に差し掛かる搬送開始位置A2において搬送ベルト841を張架する。上流側ローラー843は、金属などの導電性部材で形成されていて、軸受け等を介して接地されている。尚、本実施形態において、シートSの前端、後端は、シート搬送方向におけるシートSの前端、後端を意味する。
下流側ローラー(張架ローラー)844は、ニップ位置A1よりもシート搬送方向の下流側であってシートSの後端が搬送ベルト841から剥離する剥離位置A3において搬送ベルト841を張架する。下流側ローラー844は、金属などの導電性部材で形成されている。
下流側ローラー844のシート搬送方向の下流側には円弧板状のガイド部87が設けられている。ガイド部87は、剥離位置A3において搬送ベルト841から離れたシートSを定着部9まで導く。ガイド部87は、金属などの導電性部材で構成されている。ガイド部87は本実施形態では接地されている。
ガイド部87と下流側ローラー844との間には、搬送ベルト841から定着部9に向かうシートSの搬送を補助する搬送補助部88が設けられている。搬送補助部88は、下流側ローラー844と定着部9との間の搬送路Lにおける下流側ローラー844側の端部に設けられている。
搬送補助部88は、搬送補助ローラー881、補助ローラー駆動部882、電圧印加部883、及び補助ガイド板884を有している。電圧印加部883は、搬送補助ローラー881に対して電圧を印加可能に構成されている。電圧印加部883は、電源883aと切替えスイッチ883bとを有している。電源883aの負極側端子は搬送補助ローラー881に接続され、電源883aの正極側端子は接地されている。そうして、電源883aは、搬送補助ローラー881に対してトナーの帯電極性(本実施形態では正極性)と逆極性の電圧(負極性の電圧)を印加可能になっている。切替えスイッチ883bは、搬送補助ローラー881を電源導通状態と接地状態とに切り替える。電源導通状態(図2において切替えスイッチ883bが実線の位置にある状態)では、搬送補助ローラー881と電源883aとが電気的に接続される一方、接地状態(図2において切替えスイッチ883bが二点鎖線の位置にある状態)では、上記接続が遮断されて搬送補助ローラー881が接地される。
切替えスイッチ883bの動作はコントローラー200により制御される。コントローラー200は、切替えスイッチ883bを制御することで、電圧印加部883による搬送補助ローラー881への印加電圧を制御する。コントローラー200による電圧印加制御の詳細は後述する。
搬送補助ローラー881は、剥離位置A3の下流側近傍の補助搬送位置A4においてシートSの搬送を補助する。搬送補助ローラー881は、例えば10Ω〜10Ωの抵抗値を有するゴム部材により構成されている。図3に示すように、搬送補助ローラー881は、軸方向において3分割されている。これら3つの搬送補助ローラー881は、軸方向に間隔を空けて配置されていると共に、シャフト881aに対して同軸に支持されている。シャフト881aの両端部は軸受け881b(図5にのみ示す)により回転可能に支持されている。
搬送補助ローラー881は、補助ガイド板884の上面部から搬送路Lに露出している。上記補助ガイド板884は断面L字状に形成されている。補助ガイド板884における搬送路Lに沿って延びるガイド板部884gには3つの開口部884aが形成されている。3つの開口部884aは、搬送路Lに直交する方向に互いに間隔を空けて形成されている。3つの開口部884aはそれぞれ、搬送補助ローラー881を上下方向に移動可能に受け入れる。
図4に示すように、補助ローラー駆動部882は、搬送補助ローラー881を第一位置(図4の実線の位置)と第二位置(図4の二点鎖線の位置)との間で上下方向に駆動する。第一位置では、搬送補助ローラー881の上端部がガイド板部884gの搬送面よりも上側に突出している。尚、搬送補助ローラー881全体が該搬送面よりも上側に突出していてもよい。第二位置では、搬送補助ローラー881の上端とガイド板部884gの搬送面とが同じ高さに位置している。
図4及び図5を参照して、補助ローラー駆動部882の具体的構成について説明する。補助ローラー駆動部882は、搬送補助ローラー881を支持するシャフト881aの両端部にそれぞれ設けられている。
各補助ローラー駆動部882は、回転カム882a、支持軸882b及び付勢バネ882c(図5にのみ示す)とを有している。回転カム882aは、楕円形状の板カムからなり、その外周面がシャフト881aに対して下方から当接するように配置されている。
支持軸882bは、搬送補助ローラー881のシャフト881aに対して平行に延びている。回転カム882aは、この支持軸882bの軸方向の端部に固定されて該支持軸882bと共に回転する。付勢バネ882cは、シャフト881aの両端部を支持する軸受け881bに連結されている。そして、付勢バネ882cは、この軸受け881bを介してシャフト881aを常時、下側に付勢している。
上記支持軸882bは、モーター882dにより回転駆動される。搬送補助ローラー881が第一位置にある状態(図4の実線の状態)では、回転カム882aの最大径部がシャフト881aに当接している。この状態からモーター882dにより回転カム882aを支持軸882bと共に180°回転させると、回転カム882aの最少径部がシャフト881aに当接して、搬送補助ローラー881は、第一位置よりも下側の第二位置に移動する。上記モーター882dはコントローラー200により制御される。コントローラー200は、シートSの後端が剥離位置A1を通過する直前の所定時期までは搬送補助ローラー881を上記第一位置に位置させる一方、該所定時期以後は、搬送補助ローラー881を上記第二位置に位置させるようにモーター882dを制御する。
次に、図6のタイムチャートを参照しながら、コントローラー200による搬送補助ローラー881への電圧印加制御の詳細について説明する。図中の二点鎖線で示すラインは転写ローラー842に対する印加電圧の変化を示し、実線で示すラインは搬送補助ローラー881に対する印加電圧の変化を示している。このタイムチャートでは、2枚のシートSに対して連続印刷を行った例を示している。このタイムチャートは、2つの待機区間Ta,Tcと1つのジョブ実行区間Tbとの3つの区間に分けて説明することができる。待機区間Taは、プリンター1の電源投入直後であって印刷ジョブを受け付ける前の区間であり、ジョブ実行区間Tbは、印刷ジョブを実行中の区間であり、待機区間Tcは、印刷ジョブの実行が終了しプリンター1がスリープモードに切り替わる直前の区間である。
先ず、転写ローラー842の印加電圧について説明する。待機区間Taでは、転写ローラー842に対してトナーの帯電極性と同極性の電圧が印加される。これにより転写ローラー842及び該写ローラー842に接触する搬送ベルト841に飛散トナーが付着するのを防止している。待機区間Ta後、ジョブ実行区間Tbの開始時である時刻t0で画像形成部8が印刷ジョブを受け付けると、転写ローラー842の印加電圧が低下し始める。そして、時刻t1で一枚目のシートSの先端がニップ位置A1に到達する時までに、転写ローラー842の印加電圧はトナーの帯電極性と逆極性(本実施形態では負極性)に切り替わる。これにより、ニップ位置A1を通過するシートSに対して感光体ドラム81上のトナー像を移動させることができる。その後、時刻t7で二枚目のシートの後端がニップ位置A1を通過するまで転写ローラー842の印加電圧は一定に維持される。時刻t7以後は、転写ローラー842の印加電圧は上昇し始める。そして、待機区間tcの開始時である時刻t8までに、転写ローラー842の印加電圧はトナーの帯電極性と同極性(本実施形態では正極性)に切り替わる。
次に、搬送補助ローラー881の印加電圧について説明する。待機区間Taでは、搬送補助ローラー881に対して接地電圧が印加されている(つまり搬送補助ローラー881は接地されている)。待機区間Ta後、ジョブ実行区間Tbの開始時である時刻t0で印刷ジョブを受け付けると、搬送補助ローラー881の印加電圧が低下し始める。そして、時刻t1で一枚目のシートSの先端がニップ位置A1に到達する時までに、搬送補助ローラー881の印加電圧はトナーの帯電極性と逆極性(本実施形態では負極性)に切り替わる。その後、時刻t2で一枚目のシートSの後端がニップ位置A1を通過し、時刻t3でシートSの後端が剥離位置A3を通過するまで、搬送補助ローラー881の印加電圧は一定に維持される。時刻t3以後は、搬送補助ローラー881の印加電圧は上昇し始める。そして、時刻t4でシートSの後端が補助搬送位置A4を通過する時までに、搬送補助ローラー881の印加電圧は接地電圧に切り替わる。時刻t4後は、二枚目のシートの印刷に備えて搬送補助ローラー881の印加電圧は低下し始める。そして、時刻t5〜時刻t8では、二枚目のシートSの印刷動作において時刻t1〜時刻t4と同様の電圧制御が実行される。時刻t8後の待機区間Tcでは、搬送補助ローラー881の印加電圧は接地電圧に維持される。尚、待機区間Ta,Tcにおいて、搬送補助ローラー881に対してトナーと同極性の電圧を印加するようにしてもよい。これにより、搬送補助ローラー881への飛散トナーの付着を防止することができる。
以上説明したように上記実施形態では、コントローラー200は、シートSの前端がニップ位置A1に到達する時刻t1までに、搬送補助ローラー881の印加電圧をトナーの帯電極性と逆極性に切り替える。したがって、時刻t1後に、シートSの前端が搬送補助ローラー881に接触する時には既に、搬送補助ローラー881の印加電圧がトナーの帯電極性と逆極性、換言するとシートSの全体的な帯電極性と同極性になっている。したがって、シートSが搬送補助ローラー881と接触した時に両者の間に大きな電位差が生じて放電が発生するのを防止することができる。よって、シートSと搬送補助ローラー881との接触時の放電に起因するトナーの飛散を防止することができる。
さらにコントローラー200は、シートSの後端が、搬送ベルト841から剥離した後において搬送補助ローラー881から剥離する時までの間に(時刻t3からt4までの間に)、搬送補助ローラー881の印加電圧を接地電圧(0V)に切り替えるように構成されている。したがって、時刻t4でシートSの後端が搬送補助ローラー881から剥離する時に、シートSと搬送補助ローラー881とが電気的に反発し合ってシートSの後端が跳ね上がるのを防止することができる。よって、シートSの後端が跳ね上がることによるトナーの飛散を抑制することができる。
また、コントローラー200は、シートSの後端が搬送ベルト841から剥離する時(時刻t3)までは、搬送補助ローラー881をトナーの帯電極性と逆極性に維持するようになっている。したがって、この間は、シートSに対してトナーを電気的に吸着保持させて、トナーの飛散を確実に防止することができる。
さらにコントローラー200は、シートSの後端が剥離位置A1を通過する直前の所定時期までは搬送補助ローラー881を上記第一位置に位置させる(図7A参照)一方、該所定時期以後は、搬送補助ローラー881を第二位置に位置させる(図7B及び図7C参照)ように構成されている。したがって、図7Aに示すように、シートSが搬送ベルト841と搬送補助部88に跨って搬送されている間は、シートSを搬送補助ローラー881により出来る限り上方で保持してシートSの搬送姿勢を安定化させる一方、シートSの後端が剥離位置A3を通過する時には、搬送補助ローラー881によりシートSを出来る限り下側で支持して、シートSの後端が上方に跳ね上がるのを防止することができる。よって、シートSの後端が跳ね上がることに起因するトナーの飛散を防止することができる。
《他の実施形態》
上記実施形態では、電圧印加部883により搬送補助ローラー881に対してのみ電圧を印加するようにしているが、これに限ったものではなく、下流側ローラー844に対して、搬送補助ローラー881と同じ波形の電圧をさらに印加するようにしてもよい。この場合、例えば図8に示すように、搬送補助ローラー881と電圧印加部883とを接続する接続ラインL1から分岐ラインL2を分岐させて下流側ローラー844に接続するようにすればよい。これにより、上記実施形態と同様の作用効果を得つつ、シートSが搬送ベルト841から剥離する際の剥離放電を防止し、延いては、該剥離放電に起因するトナーの飛散を防止することができる。
上記実施形態では、画像形成装置の一例としてレーザープリンター1を挙げて説明したが、これに限ったものではなく、画像形成装置は、例えば複写機や複合機(MFP)等であってもよい。
以上説明したように、本発明は、画像形成装置について有用である。
A1 ニップ位置
81 感光体ドラム(像担持体)
841 搬送ベルト
842 転写ローラー
844 下流側ローラー(張架ローラー)
881 搬送補助ローラー
882 補助ローラー駆動部
883 電圧印加部
884g ガイド板部
200 コントローラー(制御部)

Claims (3)

  1. トナー像を担持する像担持体と、上記像担持体と接触してニップを形成し、該ニップ位置を経由してシートを搬送する搬送ベルトと、上記ニップ位置において上記トナー像を上記シートに転写させる転写ローラーと、上記ニップ位置よりもシート搬送方向の下流側において上記搬送ベルトを張架する張架ローラーと、該張架ローラーの下流側近傍に設けられ、上記シートを下方から支持する搬送補助ローラーと、を備えた画像形成装置であって、
    上記搬送補助ローラーに対して電圧を印加する電圧印加部と、
    上記電圧印加部より上記搬送補助ローラーに印加される印加電圧を制御する制御部とをさらに備え、
    上記制御部は、上記シートの前端が上記搬送補助ローラーに接触する時までに、上記搬送補助ローラーの印加電圧をトナーの帯電極性と逆極性にしておき、上記シートの後端が、上記搬送ベルトから剥離した後において上記搬送補助ローラーから剥離する時までの間に、上記搬送補助ローラーの印加電圧を接地電圧に切り替えるように構成されている、画像形成装置。
  2. 請求項1記載の画像形成装置において、
    上記電圧印加部はさらに、上記張架ローラーに対しても電圧を印加可能に構成され、
    上記制御部はさらに、上記張架ローラーに対して、上記搬送補助ローラーの印加電圧と同じ波形の電圧を印加するように構成されている、画像形成装置。
  3. 請求項1又は2に記載の画像形成装置において、
    上記搬送補助ローラーを上下方向に移動可能に受け入れる開口部を有し且つ上記シートの搬送路に沿うように設けられたガイド板部と、
    上記搬送補助ローラーを、その少なくとも一部が上記開口部よりも上側に突出する第一位置と該第一位置よりも下側の第二位置との間で駆動する駆動部と、
    シートの後端が上記搬送ベルトから剥離する直前の所定時期までは上記搬送補助ローラーを上記駆動部により上記第一位置に位置させる一方、該所定時期以後は、上記補助搬送ローラーを上記第二位置に位置させるように上記駆動部を制御する制御部と、
    を備えた画像形成装置。
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