JP2018058672A - シート搬送装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シートの剛性に拘わらずシートへのダメージを抑制しながらシートの搬送性と積載性とを両立する。
【解決手段】シートを挟持するニップ面Ｎを有する排出ローラ対３４（搬送ローラ対）と、排出ローラ対３４の軸方向において排出ローラ対３４に対してずれて配置されると共に、ニップ面Ｎの法線方向において排出ローラ対３４の駆動ローラ３５ａ（一方のローラ）にオーバーラップ可能に支持される腰付けローラ３６ａ（回転体）と、を備える。腰付けローラ３６ａは、法線方向において排出ローラ対３４に対して独立して移動可能である。
【選択図】図２

Description

本発明は、シートを搬送するシート搬送装置及びこれを備える画像形成装置に関する。

従来、シートを排出する際に排出トレイでの積載性を高めるために、排出ローラ対の近傍に腰付け機構を設けたプリンタが提案されている（特許文献１参照）。このプリンタの排出ローラ対は、駆動ローラが正逆転されることでシートを排出トレイに排出、及びシートをスイッチバックさせることができる。

腰付け機構の当接部は、駆動ローラの駆動軸にトルクリミッタを介して回転可能に支持されている。この当接部は、駆動軸と共に回転し、正転時と逆転時でそれぞれプリンタ本体のリブに位置決めされることで、シートを腰付けする腰付け位置と、シートから離間する離間位置と、に移動する。すなわち、シートが排出トレイに排出される際には、当接部は腰付け位置に位置し、シートがスイッチバックされる際には、離間位置に位置する。これにより、両面搬送時のシートに生じやすい皺の発生を防止している。

特開２００６−１０３８６９号公報

ここで、一般に、薄紙等の剛性の低いシートに対しては、十分な腰付けを行う必要があるが、厚紙等の剛性の高いシートに対しては、腰付けが不要な場合が多い。しかしながら、特許文献１に記載の腰付け機構は、シートが排出トレイに排出される際には駆動ローラに対して常に同じ位置に位置決めされているので、薄紙や厚紙等のシートの剛性が異なる場合においても、同じだけ腰付けを行う。

このため、剛性の低いシートを腰付けするのと同様に剛性の高いシートに腰付けしてしまうと、シートにダメージが生じてしまったり、排出ローラ対を駆動するためのトルクが増大してしまったりする虞がある。

また、シートを安定してスイッチバックするためには、排出ローラ対に十分な挟持圧が必要である。例えば、排出ローラ対の従動ローラに一体に腰付け機構を設けた場合には、シートへのダメージは低減されるが、十分な挟持圧が得られずにシートを安定的に搬送できない場合がある。

そこで、本発明は、シートの剛性に拘わらずシートへのダメージを抑制しながらシートの搬送性と積載性とを両立するように構成し、上述した課題を解決したシート搬送装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明は、シート搬送装置において、シートを挟持するニップ面を有し、第１の方向に回転することでシートを第１の搬送方向に搬送し、前記第１の方向とは反対の第２の方向に回転することでシートを前記第１の搬送方向とは反対の第２の搬送方向に搬送する搬送ローラ対と、前記搬送ローラ対の軸方向において前記搬送ローラ対に対してずれて配置されると共に、前記ニップ面の法線方向において前記搬送ローラ対の一方のローラにオーバーラップ可能に支持される回転体と、を備え、前記回転体は、前記法線方向において前記搬送ローラ対に対して独立して移動可能である、ことを特徴とする。

本発明によると、回転体を搬送ローラ対に独立して移動可能に構成したので、シートの剛性に拘わらずシートへのダメージを抑制しながらシートの搬送性と積載性とを両立することができる。

第１の実施の形態に係るプリンタを示す全体概略図。 排出ユニットを示す斜視図。 腰付けコロが駆動ローラにオーバーラップしていることを説明する正面図。 腰付け部を示す斜視図であり、（ａ）は一方向から視た斜視図、（ｂ）は別方向から視た斜視図。 従動ローラの中空部を示す斜視図。 排出ユニットの動作を示す模式図。 シートが腰付けされる様子を示す正面図。 剛性の高いシートが腰付けされる様子を示す正面図。 第２の実施の形態に係る排出ユニットを示す斜視図。 排出ユニットの動作を示す模式図。

＜第１の実施の形態＞
〔全体構成〕
まず、本発明の第１の実施の形態について説明する。第１の実施の形態に係るプリンタ１（画像形成装置）は、４色のトナー像を形成する電子写真方式のレーザビームプリンタである。プリンタ１は、図１に示すように、積載されたシートを給送する給送部２０と、手差し給送部１５と、シートに画像を形成する画像形成部１０と、シートを機外に排出する排出ユニット５０（シート搬送装置）と、を有している。なお、排出ユニット５０の上部に、オプションとして、原稿の画像を読み取る原稿読取装置を設けてもよい。

プリンタ１に画像形成の指令が出力されると、原稿読取装置又はプリンタ１に接続された外部のコンピュータ等から入力された画像情報に基づいて、画像形成部１０による画像形成プロセスが開始される。画像形成部１０は、スキャナユニット４と、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｂｋ）の４色の画像を形成する４つのプロセスカートリッジ１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｂｋと、を備えている。なお、４つのプロセスカートリッジ１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｂｋは、形成する画像の色が異なること以外は同じ構成であり、プロセスカートリッジ１０Ｙの画像形成プロセスのみを説明し、プロセスカートリッジ１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｂｋの説明は省略する。

スキャナユニット４は、入力された画像情報に基づいて、プロセスカートリッジ１０Ｙの感光ドラム２０Ｙに向けてレーザ光を照射する。このとき感光ドラム２０Ｙは、不図示の帯電ローラにより予め帯電されており、レーザ光が照射されることで感光ドラム２０Ｙ上に静電潜像が形成される。その後、現像ローラ１４Ｙによりこの静電潜像が現像され、感光ドラム２０Ｙ上にイエロー（Ｙ）のトナー像が形成される。

同様にして、プロセスカートリッジ１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｂｋの感光ドラム２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｂｋ上にも、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｂｋ）のトナー像が形成される。各感光ドラム上に形成された各色のトナー像は、一次転写ローラ７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｂｋにより中間転写ベルト６に転写され、Ａ方向に回転する中間転写ベルト６により二次転写ローラ１２まで搬送される。中間転写ベルト６は、駆動ローラ８及びテンションローラ９に巻き掛けられている。なお、各色の画像形成プロセスは、中間転写ベルト６上に一次転写された上流のトナー像に重ね合わせるタイミングで行われる。

上述の画像形成プロセスに並行して、給送部２０のカセット２４に積載されたシートＳが、ピックアップローラ２１によって給送される。ピックアップローラ２１によって給送されたシートは、フィードローラ２２及び分離ローラ２３によって１枚ずつ分離されて、レジストレーションローラ対２に向けて搬送される。なお、手差し給送部１５からシートが送り出される場合には、ピックアップローラ１６及び搬送ローラ対３３によってシートがレジストレーションローラ対２に搬送される。

レジストレーションローラ対２に搬送されたシートＳの先端は、回転停止しているレジストレーションローラ対２によって突き当てられ、斜行が補正される。そして、シートＳは、レジストレーションローラ対２のシート搬送方向における下流に配置されるトップセンサ３によってシートＳの先端が検知され、中間転写ベルト６上のトナー像に位置合わせされるタイミングで搬送される。

シートＳには、二次転写ローラ１２によって、中間転写ベルト６上のフルカラーのトナー像が転写される。転写後に中間転写ベルト６上に残ったトナーは、クリーニング装置１１によって回収される。トナー像が転写されたシートＳは、定着ユニット１３に設けられた加圧ローラ１３ａ及び加熱ローラ１３ｂによって所定の熱及び圧力が付与されて、トナーが溶融固着される。定着ユニット１３を通過したシートＳは、排出ユニット５０によって、プリンタ１の上面に形成された排出トレイ２５（支持部）に排出される。

シートの両面に画像形成する場合には、排出ユニット５０に搬送されたシートＳがスイッチバックされ、両面搬送路１８にシートＳが搬送される。両面搬送路１８上のシートＳは、搬送ローラ対３２，３３によってシートの前後及び表裏が反転した状態で、レジストレーションローラ対２へと搬送され、二次転写ローラ１２によってトナー像が転写される。

［排出ユニットの詳細構成］
次いで、本発明の要部である排出ユニット５０について詳しく説明する。排出ユニット５０は、図１及び図２に示すように、駆動ローラ部３５と、従動ローラ部４４，４４と、腰付け部３６と、案内部材１７と、を有している。また、排出ユニット５０は、プリンタ本体１Ａに固定される上フレーム３９ａ及び下フレーム３９ｂを有している。

駆動ローラ部３５は、上フレーム３９ａに対して軸受４３を介して回転可能に支持されており、軸受４３に取り付けられる駆動軸３５ｂと、駆動軸３５ｂに固着される複数（本実施の形態では５つ）の駆動ローラ３５ａと、を有している。これら駆動ローラ３５ａ（一方のローラ）は、軸方向にテーパを有するクラウン形状に形成されており、例えばゴムによって構成される。駆動軸３５ｂの一端部には、正逆回転可能なモータＭ（駆動源）に接続される駆動ギヤ３７（第１のギヤ）が固定されており、モータＭによって駆動ギヤ３７が回転することで、駆動軸３５ｂ及び駆動ローラ３５ａが回転する。これらモータＭ及び駆動ギヤ３７は、伝達機構６０を構成している。

従動ローラ部４４は、下フレーム３９ｂに移動可能に支持されるホルダ３８と、ホルダ３８に回転可能に支持され駆動ローラ３５ａに当接する従動ローラ３６ｂと、ホルダ３８と従動ローラ３６ｂの軸との間に縮設されるバネ４０と、を有している。従動ローラ３６ｂは、ホルダ３８を介して、バネ４０（付勢部）によって駆動ローラ３５ａに付勢されている。駆動ローラ３５ａ及び従動ローラ３６ｂは、排出ローラ対３４（搬送ローラ対）を構成しており、排出ローラ対３４は、シートＳを挟持するニップ面Ｎを有している。また、従動ローラ部４４は、シートＳの搬送中心に対して対称に配置されており、上記排出ローラ対３４も同様に配置される。このため、これら２つの排出ローラ対３４によってシートＳが斜行することは無い。

腰付け部３６は、下フレーム３９ｂに対して軸受４２を介して回転可能に支持されており、軸受４２に取り付けられる回転軸３６ｃと、回転軸３６ｃに固定される複数（本実施の形態では６つ）の腰付けローラ３６ａと、を有している。これら６つの腰付けローラ３６ａ（回転体）は、シートＳの搬送中心に対して対称に配置されており、排出ローラ対３４の軸方向において排出ローラ対３４及び駆動ローラ３５ａに対してずれて配置されている。

図３に示すように、腰付けローラ３６ａは、ニップ面Ｎの法線方向Ｐにおいて駆動ローラ３５ａに距離Ｘだけオーバーラップしている。すなわち、腰付けローラ３６ａは、ニップ面Ｎの法線方向Ｐにおいて駆動ローラ３５ａに対してオーバーラップ可能に支持されている。また、腰付けローラ３６ａの軸方向における両端部には、シートへのダメージ抑制のためテーパが設けられている。

図４（ａ）に示すように、下フレーム３９ｂには、法線方向Ｐに延びる長孔３９ｃが形成されており、長孔３９ｃには、軸受４２が法線方向Ｐに移動可能に係合している。具体的には、軸受４２は、法線方向Ｐ及び軸方向に直交する方向の両端部が面取りされた面取り部４２ａを有しており、この面取り部４２ａが長孔３９ｃの短手方向に対して僅かな隙間を有して係合している。このため、軸受４２及び腰付け部３６は、法線方向Ｐ及び軸方向に直交する方向には位置決めされつつ、法線方向Ｐにおいては移動可能に支持されている。

上フレーム３９ａの引掛け部３９ｄと軸受４２との間には、バネ４１が張設されており、引掛け部３９ｄは、法線方向において駆動ローラ部３５に対して腰付け部３６とは反対側に配置されている。このため、軸受４２及び腰付け部３６は、バネ４１（回転体付勢部）の付勢力によって、法線方向において駆動ローラ部３５に近づく方向に付勢される。そして、軸受４２は、図４（ｂ）に示すように、軸受４２と当接することで位置決めされる。これにより、腰付け部３６の腰付けローラ３６ａの、法線方向Ｐにおける駆動ローラ３５ａへのオーバーラップ量（図３における距離Ｘ）が決まる。なお、バネ４１及び軸受４２，４３は、駆動ローラ部３５及び腰付け部３６の軸方向における両端部にそれぞれ配置されている。

従動ローラ３６ｂ（他方のローラ）は、図５に示すように、中空部４４ａを有しており、この中空部４４ａに腰付け部３６の回転軸３６ｃが貫通している。そして、中空部４４ａの直径Ｒ、すなわち従動ローラ３６ｂの内径は、回転軸３６ｃの外径ｒよりも大きく設定されている。回転軸３６ｃは、中空部４４ａの略中心部を貫通しており、回転軸３６ｃの外周面と中空部４４ａとは所定の空隙を存している。このため、回転軸３６ｃ及び回転軸３６ｃに固定される腰付けローラ３６ａは、法線方向Ｐにおいて従動ローラ３６ｂに対して独立して移動可能に構成されている。

案内部材１７は、図１及び図６に示すように、プリンタ本体１Ａに対して回動可能に支持されており、第１案内面１７ａ及び第２案内面１７ｂを有している。案内部材１７は、自重又は不図示のバネによって、第１案内面１７ａが定着ユニット１３と排出ローラ対３４との間の排出搬送路３０を形成する排出ガイド３０ａに当接している。

［排出ユニットの動作］
次に、排出ユニット５０の動作について説明する。定着ユニット１３によって排出搬送路３０に搬送されたシートＳの先端は、まず案内部材１７の第１案内面１７ａに当接する。そして、シートＳは、案内部材１７を押し上げ、モータＭによって正方向（第１の方向）に回転する排出ローラ対３４によって、排出トレイ２５に向けて搬送される。すなわち、シートＳは、第１の搬送方向に搬送される。

シートＳの両面に画像形成する際、シートＳの後端が案内部材１７を通過すると、案内部材１７の第１案内面１７ａが再び排出ガイド３０ａに当接すると共にモータＭが逆転し、排出ローラ対３４が逆方向（第２の方向）に回転する。これにより、シートＳはスイッチバックされ、第１の搬送方向とは反対の第２の搬送方向に搬送される。

案内部材１７の第１案内面１７ａが排出ガイド３０ａに当接した状態では、両面搬送路１８にシートＳを案内する反転搬送路３１を形成する反転ガイド３１ａと案内部材１７の第２案内面１７ｂとが滑らかに接続される。これにより、スイッチバックされて第２の搬送方向に搬送されるシートＳは、案内部材１７の第２案内面１７ｂ及び反転ガイド３１ａによって反転搬送路３１に案内される。

シートＳが排出ローラ対３４によって搬送される際に、シートＳは腰付けされる。具体的には、図７に示すように、駆動ローラ３５ａ、従動ローラ３６ｂ及び軸方向において駆動ローラ３５ａと互い違いに配置された腰付けローラ３６ａによってシートＳが波状にクセ付けされる。この際、腰付けローラ３６ａは、シートＳのコシによってバネ４１の付勢力に抗して、法線方向において駆動ローラ３５ａから離れる方向に所定距離移動する。

搬送されるシートＳが普通紙や薄紙等の比較的剛性の低いシートの場合には、腰付けローラ３６ａの移動距離は小さく、図７で示したように法線方向において腰付けローラ３６ａは駆動ローラ３５ａに十分オーバーラップしている。これにより、特に普通紙や薄紙等の比較的剛性の低いシートが排出トレイ２５に排出される際の、下方への垂れ下がりが軽減される。このため、シートＳの排出トレイ２５での積載性を向上することができる。

一方、搬送されるシートＳが厚紙等の比較的剛性の高いシートの場合には、腰付けローラ３６ａの移動距離が大きく、図８に示すように、法線方向において腰付けローラ３６ａは駆動ローラ３５ａにほとんどオーバーラップしない。このため、排出ユニット５０は、そもそも腰付けの必要のない剛性の高いシートに対しては腰付けせず、腰付けローラ３６ａによるシートＳへのダメージを抑制すると共に、排出ローラ対３４の駆動トルクの増大を低減させることができる。

また、腰付けローラ３６ａは、従動ローラ３６ｂに対して法線方向において独立して移動可能なので、腰付けローラ３６ａがシートＳの剛性に応じて移動したとしても、駆動ローラ３５ａ及び従動ローラ３６ｂによるシートＳの挟持圧は一定に保たれる。以上より、シートＳの剛性に拘わらず、シートＳへのダメージを抑制しながらシートの搬送性と積載性とを両立することができる。

＜第２の実施の形態＞
次いで、本発明の第２の実施の形態について説明するが、第２の実施の形態は、第１の実施の形態の腰付け部３６にモータＭから駆動が入力されるように構成したものである。このため、第１の実施の形態と同様の構成については、図示を省略、又は図に同一符号を付して説明する。

第２の実施の形態に係る排出ユニット１５０（シート搬送装置）の回転軸３６ｃの一端部には、図９に示すように、駆動ギヤ３７に噛合するローラギヤ４５（第２のギヤ）が取り付けられている。なお、モータＭ、駆動ギヤ３７及びローラギヤ４５は、伝達機構１６０を構成している。

駆動ギヤ３７及びローラギヤ４５は、ローラギヤ４５と共に移動する腰付けローラ３６ａの移動範囲で噛合状態を維持するように、モジュールを大きく設定されている。例えば、モジュールを１．２５に設定している。また、駆動ギヤ３７及びローラギヤ４５の歯数は、駆動ローラ３５ａと腰付けローラ３６ａとの周速がほぼ均一になるような値に設定されている。

本実施の形態では、モータＭが回転し駆動ローラ３５ａが回転すると、駆動ギヤ３７及びローラギヤ４５を介して腰付け部３６にも駆動力が伝達され、腰付けローラ３６ａも回転する。そして、厚紙等の剛性の比較的高いシートが搬送されて、腰付け部３６が大きく法線方向に退避したとしても、駆動ギヤ３７及びローラギヤ４５のモジュールを大きく設定しているため、腰付けローラ３６ａの回転が停止することは無い。

そして、例えば図１０に示すように、排出ローラ対３４が正方向に回転している場合、腰付けローラ３６ａは、矢印Ｗ方向（反時計回り）に回転している。ここで、腰付けローラ３６ａは、従動ローラ３６ｂよりも外径が大きくかつ従動ローラ３６ｂと略同軸上に配置されている。このため、例えばカールした薄紙等、腰付け効果を十分に得るのが困難な条件下において、腰付けローラ３６ａにシートＳがもたれ掛った場合においても、腰付けローラ３６ａによってシートＳが矢印Ｙ方向に押し出される。これにより、シートＳは排出トレイ２５上に落下し、シートＳの積載性を向上することができる。

なお、上述した第１及び第２の実施の形態においては、従動ローラ３６ｂ側に腰付けローラ３６ａが配置されていたが、駆動ローラ３５ａ側に腰付けローラ３６ａを配置してもよい。

また、上述した第１及び第２の実施の形態においては、従動ローラ３６ｂを中空形状に構成し、従動ローラ３６ｂの中空部４４ａに腰付ローラ３６ａの回転軸３６ｃを貫通させていたが、これに限定されない。例えば、腰付けローラを中空形状に構成し、腰付けローラの中空部に従動ローラの回転軸を貫通させて構成してもよい。

また、上述した第１及び第２の実施の形態においては、腰付けローラ３６ａはニップ面Ｎの法線方向に移動可能に構成したが、これに限定されない。すなわち、腰付けローラ３６ａは、ニップ面Ｎに対して交差する方向に移動可能に構成すればよく、言い換えれば法線方向成分のある方向に移動可能に構成すればよい。また、腰付けローラ３６ａは、円筒形状に限らず、例えば断面楕円形状等、他の形状でも良い。

また、上述した第１及び第２の実施の形態においては、モータＭを正逆回転させることで、排出ローラ対３４を正方向又は逆方向に回転するように構成したが、これに限定されない。例えば、モータＭは一方向のみに回転し、モータＭと排出ローラ対３４との間の駆動伝達経路に、モータＭからの駆動力の回転方向を逆転可能な機構を設けてもよい。

また、上述した第１及び第２の実施の形態においては、モータＭの駆動力をギヤによって伝達する構成を用いたが、ギヤに限らず、例えばベルト及びプーリによってモータＭの駆動力を伝達可能に構成してもよい。

また、上述した第１及び第２の実施の形態における排出ユニットは、シートを機外に排出するためだけではなく、プリンタ１内の他の場所に配置し、シート搬送装置として用いてもよい。

また、既述のいずれの形態においても、電子写真方式のプリンタ１を用いて説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、ノズルからインク液を吐出させることでシートに画像を形成するインクジェット方式の画像形成装置にも本発明を適用することが可能である。

１：画像形成装置（プリンタ）／１０：画像形成部／２５：支持部（排出トレイ）／３４：搬送ローラ対（排出ローラ対）／３５ａ：一方のローラ（駆動ローラ）／３６ａ：回転体（腰付けローラ）／３６ｂ：他方のローラ（従動ローラ）／３６ｃ：回転軸／３７：第１のギヤ（駆動ギヤ）／４０：付勢部（バネ）／４１：回転体付勢部（バネ）／４４ａ：中空部／４５：第２のギヤ（ローラギヤ）／５０，１５０：シート搬送装置（排出ユニット）／６０，１６０：伝達機構／Ｍ：駆動源（モータ）／Ｎ：ニップ面／Ｐ：法線方向／ｒ：外径／Ｒ：直径／Ｓ：シート

Claims (9)

1. シートを挟持するニップ面を有し、第１の方向に回転することでシートを第１の搬送方向に搬送し、前記第１の方向とは反対の第２の方向に回転することでシートを前記第１の搬送方向とは反対の第２の搬送方向に搬送する搬送ローラ対と、
   前記搬送ローラ対の軸方向において前記搬送ローラ対に対してずれて配置されると共に、前記ニップ面の法線方向において前記搬送ローラ対の一方のローラにオーバーラップ可能に支持される回転体と、を備え、
   前記回転体は、前記法線方向において前記搬送ローラ対に対して独立して移動可能である、
   ことを特徴とするシート搬送装置。
2. 前記一方のローラを駆動する駆動源と、
   前記搬送ローラ対の他方のローラを前記一方のローラに付勢する付勢部と、を備える、
   ことを特徴とする請求項１に記載のシート搬送装置。
3. 前記回転体を前記法線方向において前記一方のローラに近づく方向に付勢する回転体付勢部を備える、
   ことを特徴とする請求項２に記載のシート搬送装置。
4. 前記回転体及び前記他方のローラのいずれか一方を回転可能に支持する回転軸を備え、
   前記回転体及び前記他方のローラのいずれか他方は、前記回転軸が貫通する中空部を有する、
   ことを特徴とする請求項２又は３に記載のシート搬送装置。
5. 前記中空部の直径は、前記回転軸の外径よりも大きい、
   ことを特徴とする請求項４に記載のシート搬送装置。
6. 前記駆動源の駆動力を前記一方のローラ及び前記回転体に駆動伝達する伝達機構を備える、
   ことを特徴とする請求項２乃至５のいずれか１項に記載のシート搬送装置。
7. 前記伝達機構は、前記駆動源からの駆動力が入力され前記一方のローラに駆動力を伝達可能な第１のギヤと、前記第１のギヤに噛合し前記回転体に駆動力を伝達可能な第２のギヤと、を有し、
   前記第１のギヤ及び前記第２のギヤは、前記回転体の移動範囲で噛合状態を維持する、
   ことを特徴とする請求項６に記載のシート搬送装置。
8. 排出されたシートを支持する支持部を備え、
   前記搬送ローラ対は、前記第１の方向に回転することでシートを前記支持部に排出する、
   ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のシート搬送装置。
9. シートに画像を形成する画像形成部と、
   請求項１乃至８のいずれか１項に記載のシート搬送装置と、を備える、
   ことを特徴とする画像形成装置。

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