JP2019040088A - 加湿装置、画像形成装置、画像形成システムおよび液面位置判定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】液面位置検出部の個数を減らしつつ、液面位置を細かに検出することが可能な加湿装置、画像形成装置、画像形成システムおよび液面位置判定方法を提供する。【解決手段】加湿装置は、用紙に対して加湿処理を実行する加湿部と、加湿処理に用いられる液体を貯留する貯留部と、貯留部における液面位置を検出する液面位置検出部と、液面位置検出部の検出結果の変化態様に応じて、液面位置検出部の数より多い数の液面位置のうち現在の液面位置がいずれに該当するかを判定する制御部と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、加湿装置、画像形成装置、画像形成システムおよび液面位置判定方法に関する。

一般に、電子写真プロセス技術を利用した画像形成装置（プリンター、複写機、ファクシミリ等）は、帯電した感光体に対して、画像データに基づくレーザー光を照射（露光）することにより静電潜像を形成する。そして、静電潜像が形成された感光体ドラム（像担持体）へ現像装置よりトナーを供給することにより静電潜像を可視化してトナー像を形成する。さらに、このトナー像を直接または間接的に用紙に転写させた後、定着ニップで加熱、加圧して定着させることにより用紙にトナー像を形成する。

このような画像形成装置では、定着ニップで加熱処理することにより、用紙が水分を奪われるので、用紙を加湿する加湿装置が設けられる場合がある（例えば、特許文献１参照）。

加湿装置に用いられる液体は貯留部に貯留される。貯留部の液面位置は、液体が貯留部から加湿装置へ供給される場合に下がる一方で、液体が補給部から貯留部へ供給される場合に上がる。つまり、貯留部の液面位置は、当該貯留部への液体の供給状況および／または当該貯留部からの液体の供給状態に応じて高さ方向に変化する。液面位置はフロートスイッチにより検出される（特許文献２）。

特開２０１５−１５８６６４号公報 特開平３−２５２８号公報

ところで、液面位置を細かに検出するために、例えば、貯留部内に多数のフロートスイッチを配置する場合、一般的に貯留部の内部スペースは限定されることから、貯留部内に多数のフロートスイッチを配置することは困難を伴い、また、コストが嵩むという問題点があった。

本発明は、液面位置検出部の個数を減らしつつ、液面位置を細かに検出することが可能な加湿装置、画像形成装置、画像形成システムおよび液面位置判定方法を提供することである。

上記の目的を達成するため、本発明における加湿装置は、
用紙に対して加湿処理を実行する加湿部と、
前記加湿処理に用いられる液体を貯留する貯留部と、
前記貯留部における液面位置を検出する液面位置検出部と、
前記液面位置検出部の検出結果の変化態様に応じて、前記液面位置検出部の数より多い数の液面位置のうち現在の液面位置がいずれに該当するかを判定する制御部と、
を備える。

また、本発明における画像形成装置は、
用紙に対して加湿処理を実行する加湿部と、
前記加湿処理に用いられる液体を貯留する貯留部と、
前記貯留部における液面位置を検出する液面位置検出部と、
前記液面位置検出部の検出結果の変化態様に応じて、前記液面位置検出部の数より多い数の液面位置のうち現在の液面位置がいずれに該当するかを判定する制御部と、
を備える。

また、本発明における画像形成システムは、
画像形成装置を含む複数のユニットで構成される画像形成システムであって、
用紙に対して加湿処理を実行する加湿部と、
前記加湿処理に用いられる液体を貯留する貯留部と、
前記貯留部における液面位置を検出する液面位置検出部と、
前記液面位置検出部の検出結果の変化態様に応じて、前記液面位置検出部の数より多い数の液面位置のうち現在の液面位置がいずれに該当するかを判定する制御部と、
を備える。

また、本発明における液面位置判定方法は、
液体が貯留される貯留部における液面位置を検出し、
前記液面位置が検出された結果の変化態様に応じて、現在の液面位置を判定する。

本発明によれば、液面位置検出部の個数を減らしつつ、液面位置を細かに検出することができる。

本実施の形態に係る画像形成システムの全体構成を概略的に示す図である。 本実施の形態に係る画像形成システムが備える画像形成装置の制御系の主要部を示す図である。 貯留部の内部構造を概略的に示す図である。 加湿装置を概略的に示す図である。 貯留部の水位と加湿装置の動作との関係の一例を示す図である。 操作表示部に表示される画面の一例を示す図である。 貯留部の水位と貯留部の表示との関係の一例を示す図である。 画像形成システムにおける貯留部の水位検出の一例を示すフローチャートである。

以下、本実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本実施の形態に係る画像形成システム１００の全体構成を概略的に示す図である。図２は、本実施の形態に係る画像形成システム１００が備える画像形成装置１の制御系の主要部を示す図である。

画像形成システム１００は、図１において用紙Ｓを記録媒体として使用し、用紙Ｓ上に画像を形成するシステムである。

図１に示すように、画像形成システム１００は、用紙Ｓの搬送方向に沿って上流側から、画像形成装置１および加湿装置２が接続されて構成される。

画像形成装置１は、電子写真プロセス技術を利用した中間転写方式のカラー画像形成装置である。すなわち、画像形成装置１は、感光体ドラム４１３上に形成されたＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の各色トナー像を中間転写ベルト４２１に一次転写し、中間転写ベルト４２１上で４色のトナー像を重ね合わせた後、給紙トレイユニット５１ａ〜５１ｃから送出された用紙Ｓに二次転写することにより、画像を形成する。

また、画像形成装置１には、ＹＭＣＫの４色に対応する感光体ドラム４１３を中間転写ベルト４２１の走行方向に直列配置し、中間転写ベルト４２１に一回の手順で各色トナー像を順次転写させるタンデム方式が採用されている。

図２に示すように、画像形成装置１は、画像読取部１０、操作表示部２０、画像処理部３０、画像形成部４０、用紙搬送部５０、定着部６０および制御部１０１を備える。

制御部１０１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０２、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０３、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０４等を備える。ＣＰＵ１０２は、ＲＯＭ１０３から処理内容に応じたプログラムを読み出してＲＡＭ１０４に展開し、展開したプログラムと協働して画像形成装置１の各ブロック等の動作を集中制御する。このとき、記憶部７２に格納されている各種データが参照される。記憶部７２は、例えば不揮発性の半導体メモリ（いわゆるフラッシュメモリ）やハードディスクドライブで構成される。

制御部１０１は、通信部７１を介して、ＬＡＮ（Local Area Network）、ＷＡＮ（Wide Area Network）等の通信ネットワークに接続された外部の装置（例えばパーソナルコンピューター）との間で各種データの送受信を行う。制御部１０１は、例えば、外部の装置から送信された画像データ（入力画像データ）を受信し、この画像データに基づいて用紙Ｓに画像を形成させる。通信部７１は、例えばＬＡＮカード等の通信制御カードで構成される。

図１に示すように、画像読取部１０は、ＡＤＦ（Auto Document Feeder）と称される自動原稿給紙装置１１および原稿画像走査装置１２（スキャナー）等を備えて構成される。

自動原稿給紙装置１１は、原稿トレイに載置された原稿Ｄを搬送機構により搬送して原稿画像走査装置１２へ送り出す。自動原稿給紙装置１１により、原稿トレイに載置された多数枚の原稿Ｄの画像（両面を含む）を連続して一挙に読み取ることが可能となる。

原稿画像走査装置１２は、自動原稿給紙装置１１からコンタクトガラス上に搬送された原稿又はコンタクトガラス上に載置された原稿を光学的に走査し、原稿からの反射光をＣＣＤ（Charge Coupled Device）センサー１２ａの受光面上に結像させ、原稿画像を読み取る。画像読取部１０は、原稿画像走査装置１２による読取結果に基づいて入力画像データを生成する。この入力画像データには、画像処理部３０において所定の画像処理が施される。

図２に示すように、操作表示部２０は、例えばタッチパネル付の液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）で構成され、表示部２１及び操作部２２として機能する。表示部２１は、制御部１０１から入力される表示制御信号に従って、各種操作画面、画像の状態、各機能の動作状況等の表示を行う。操作部２２は、テンキー、スタートキー等の各種操作キーを備え、ユーザーによる各種入力操作を受け付けて、操作信号を制御部１０１に出力する。

画像処理部３０は、入力画像データに対して、初期設定又はユーザー設定に応じたデジタル画像処理を行う回路等を備える。例えば、画像処理部３０は、制御部１０１の制御下で、階調補正データ（階調補正テーブル）に基づいて階調補正を行う。また、画像処理部３０は、入力画像データに対して、階調補正の他、色補正、シェーディング補正等の各種補正処理や、圧縮処理等を施す。これらの処理が施された画像データに基づいて、画像形成部４０が制御される。

図１に示すように、画像形成部４０は、入力画像データに基づいて、Ｙ成分、Ｍ成分、Ｃ成分、Ｋ成分の各有色トナーによる画像を形成するための画像形成ユニット４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋ、中間転写ユニット４２等を備える。

Ｙ成分、Ｍ成分、Ｃ成分、Ｋ成分用の画像形成ユニット４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋは、同様の構成を有する。図示及び説明の便宜上、共通する構成要素は同一の符号で示し、それぞれを区別する場合には符号にＹ、Ｍ、Ｃ、又はＫを添えて示すこととする。図１では、Ｙ成分用の画像形成ユニット４１Ｙの構成要素についてのみ符号が付され、その他の画像形成ユニット４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋの構成要素については符号が省略されている。

画像形成ユニット４１は、露光装置４１１、現像装置４１２、感光体ドラム４１３、帯電装置４１４、及びドラムクリーニング装置４１５等を備える。

感光体ドラム４１３は、例えばドラム状の金属基体の外周面に、有機光導電体を含有させた樹脂よりなる感光層が形成された有機感光体よりなる。

制御部１０１は、感光体ドラム４１３を回転させる駆動モーター（図示略）に供給される駆動電流を制御することにより、感光体ドラム４１３を一定の周速度で回転させる。

帯電装置４１４は、例えば帯電チャージャーであり、コロナ放電を発生させることにより、光導電性を有する感光体ドラム４１３の表面を一様に負極性に帯電させる。

露光装置４１１は、例えば半導体レーザーで構成され、感光体ドラム４１３に対して各色成分の画像に対応するレーザー光を照射する。その結果、感光体ドラム４１３の表面のうちレーザー光が照射された画像領域には、背景領域との電位差により各色成分の静電潜像が形成される。

現像装置４１２は、二成分逆転方式の現像装置であり、感光体ドラム４１３の表面に各色成分の現像剤を付着させることにより静電潜像を可視化してトナー像を形成する。

現像装置４１２には、例えば帯電装置４１４の帯電極性と同極性の直流現像バイアス、または交流電圧に帯電装置４１４の帯電極性と同極性の直流電圧が重畳された現像バイアスが印加される。その結果、露光装置４１１によって形成された静電潜像にトナーを付着させる反転現像が行われる。

ドラムクリーニング装置４１５は、感光体ドラム４１３の表面に当接され、弾性体よりなる平板状のドラムクリーニングブレード等を有し、中間転写ベルト４２１に転写されずに感光体ドラム４１３の表面に残留するトナーを除去する。

中間転写ユニット４２は、中間転写ベルト４２１、一次転写ローラー４２２、複数の支持ローラー４２３、二次転写ローラー４２４、及びベルトクリーニング装置４２６等を備える。

中間転写ベルト４２１は無端状ベルトで構成され、複数の支持ローラー４２３にループ状に張架される。複数の支持ローラー４２３のうちの少なくとも１つは駆動ローラーで構成され、その他は従動ローラーで構成される。例えば、Ｋ成分用の一次転写ローラー４２２よりもベルト走行方向下流側に配置されるローラー４２３Ａが駆動ローラーであることが好ましい。これにより、一次転写部におけるベルトの走行速度を一定に保持しやすくなる。駆動ローラー４２３Ａが回転することにより、中間転写ベルト４２１は矢印Ａ方向に一定速度で走行する。

中間転写ベルト４２１は、導電性および弾性を有するベルトであり、表面に高抵抗層を有する。中間転写ベルト４２１は、制御部１０１からの制御信号によって回転駆動される。

一次転写ローラー４２２は、各色成分の感光体ドラム４１３に対向して、中間転写ベルト４２１の内周面側に配置される。中間転写ベルト４２１を挟んで、一次転写ローラー４２２が感光体ドラム４１３に圧接されることにより、感光体ドラム４１３から中間転写ベルト４２１へトナー像を転写するための一次転写ニップが形成される。

二次転写ローラー４２４は、駆動ローラー４２３Ａのベルト走行方向下流側に配置されるバックアップローラー４２３Ｂに対向して、中間転写ベルト４２１の外周面側に配置される。中間転写ベルト４２１を挟んで、二次転写ローラー４２４がバックアップローラー４２３Ｂに圧接されることにより、中間転写ベルト４２１から用紙Ｓへトナー像を転写するための二次転写ニップが形成される。

一次転写ニップを中間転写ベルト４２１が通過する際、感光体ドラム４１３上のトナー像が中間転写ベルト４２１に順次重ねて一次転写される。具体的には、一次転写ローラー４２２に一次転写バイアスを印加し、中間転写ベルト４２１の裏面側、つまり一次転写ローラー４２２と当接する側にトナーと逆極性の電荷を付与することにより、トナー像は中間転写ベルト４２１に静電的に転写される。

その後、用紙Ｓが二次転写ニップを通過する際、中間転写ベルト４２１上のトナー像が用紙Ｓに二次転写される。具体的には、二次転写ローラー４２４に二次転写バイアスを印加し、用紙Ｓの裏面側、つまり二次転写ローラー４２４と当接する側にトナーと逆極性の電荷を付与することにより、トナー像は用紙Ｓに静電的に転写される。トナー像が転写された用紙Ｓは定着部６０に向けて搬送される。

ベルトクリーニング装置４２６は、二次転写後に中間転写ベルト４２１の表面に残留する転写残トナーを除去する。

定着部６０は、用紙Ｓの定着面、つまりトナー像が形成されている面側に配置される定着面側部材を有する上側定着部６０Ａ、用紙Ｓの裏面つまり定着面の反対の面側に配置される裏面側支持部材を有する下側定着部６０Ｂ、および加熱源等を備える。定着面側部材に裏面側支持部材が圧接されることにより、用紙Ｓを挟持して搬送する定着ニップが形成される。

定着部６０は、トナー像が二次転写され、搬送されてきた用紙Ｓを定着ニップで加熱、加圧することにより、用紙Ｓにトナー像を定着させる。定着部６０は、定着器Ｆ内にユニットとして配置される。

用紙搬送部５０は、給紙部５１、排紙部５２、及び搬送経路部５３等を備える。給紙部５１を構成する３つの給紙トレイユニット５１ａ〜５１ｃには、坪量やサイズ等に基づいて識別された用紙Ｓ（規格用紙、特殊用紙）が予め設定された種類毎に収容される。搬送経路部５３は、レジストローラー対５３ａを含む複数の搬送ローラー対を有する。レジストローラー対５３ａが配設されたレジストローラー部は、用紙Ｓの傾きおよび片寄りを補正する。

給紙トレイユニット５１ａ〜５１ｃに収容されている用紙Ｓは、最上部から一枚ずつ送出され、搬送経路部５３により画像形成部４０に搬送される。画像形成部４０においては、中間転写ベルト４２１のトナー像が用紙Ｓの一方の面に一括して二次転写され、定着部６０において定着工程が施される。画像形成された用紙Ｓは、排紙ローラー５２ａを備えた排紙部５２により加湿装置２に搬送される。

加湿装置２は、加湿部１１０と、貯留部１２０と、液面位置検出部１３０（図３参照）と、補給部１４０と、水路１５０（図４参照）と、流量調整部１６０（図４参照）と、オーバーフロー用タンク１７０（図４参照）と、制御部１０１とを備えている。

加湿装置２には、加湿装置２の周辺空気と外気とを連通する連通口（図示略）を開閉するための扉（図示略）が設けられている。なお、扉開閉時に水位検出状態が設定される。

加湿部１１０は、用紙Ｓに対して加湿処理を実行する。加湿部１１０は、第１水船１１１Ａ、第２水船１１１Ｂ、第１加湿ローラー１１２Ａ、第２加湿ローラー１１２Ｂ、第１供給ローラー１１３Ａ、第２供給ローラー１１３Ｂ、第１中継ローラー１１４Ａ、第２中継ローラー１１４Ｂ、第１水切りローラー１１５Ａおよび第２水切りローラー１１５Ｂを備えている。

第１水船１１１Ａは、用紙上側から加湿する際に使用される液体Ｗを蓄積する水槽である。第１供給ローラー１１３Ａは、第１水船１１１Ａに一部が浸された状態で液体Ｗをくみ上げる。第１中継ローラー１１４Ａは、第１供給ローラー１１３Ａと接することで第１水船１１１Ａからくみ上げられた液体Ｗを中継して第１加湿ローラー１１２Ａに供給する。第１加湿ローラー１１２Ａは、第１供給ローラー１１３Ａ及び第１中継ローラー１１４Ａを介して第１水船１１１Ａからくみ上げられた液体Ｗを用いて、用紙上面から加湿を行う。第１水切りローラー１１５Ａは、第１中継ローラー１１４Ａと接触して、第１中継ローラー１１４Ａが表面に保持する液体Ｗの一部を除去する。

第２水船１１１Ｂは、用紙下側から加湿する際に使用される液体Ｗを蓄積する水槽である。第２供給ローラー１１３Ｂは、第２水船１１１Ｂに一部が浸された状態で液体Ｗをくみ上げる。第２中継ローラー１１４Ｂは、第２供給ローラー１１３Ｂと接することで第２水船１１１Ｂからくみ上げられた液体Ｗを中継して第２加湿ローラー１１２Ｂに供給する。第２加湿ローラー１１２Ｂは、第２供給ローラー１１３Ｂ及び第２中継ローラー１１４Ｂを介して第２水船１１１Ｂからくみ上げられた液体Ｗを用いて、用紙下面から加湿を行う。第２水切りローラー１１５Ｂは、第２中継ローラー１１４Ｂと接触して、第２中継ローラー１１４Ｂが表面に保持する液体Ｗの一部を除去する。

貯留部１２０は、加湿処理に用いられる液体Ｗを貯留する。貯留部１２０は、貯留部１２０から加湿部１１０に供給される液量および補給部１４０から貯留部１２０に供給される液量に応じて液面位置が高さ方向に変化する。なお、液面位置を、単に水位という場合がある。

図３は、貯留部１２０の内部構造を概略的に示す図である。図３に、略直方体形状の貯留部１２０を短手側の壁面の方から見たときの内部構造を示す。

液面位置検出部１３０は、図３に示すように、第１液面位置検出部ＳＷ１、第２液面位置検出部ＳＷ２、第３液面位置検出部ＳＷ３及び第４液面位置検出部ＳＷ４を備えている。

第１液面位置検出部ＳＷ１から第４液面位置検出部ＳＷ４は、フロートをそれぞれ有し、フロートが浮力で液面位置に合わせて高さ方向にストロークすることでオン状態及びオフ状態の一方の状態から他方の状態に切り換わることにより、液面位置を検出するフロートスイッチである。

図３に示すように、第１液面位置検出部ＳＷ１は液面位置が５．３Ｌの貯留量に相当する位置であることを検出する。第２液面位置検出部ＳＷ２は液面位置が５．２Ｌの貯留量に相当する位置であることを検出する。第３液面位置検出部ＳＷ３は液面位置が３．２Ｌの貯留量に相当する位置であることを検出する。第４液面位置検出部ＳＷ４は液面位置が１．５Ｌの貯留量に相当する位置であることを検出する。

二以上のフロートスイッチを配置する場合、ストローク量及びフロートスイッチの取り付け位置のばらつき等により、各フロートスイッチは、高さ方向に所定長さ離間させて配置する必要がある。このため、本実施の形態では、第１液面位置検出部ＳＷ１及び第２液面位置検出部ＳＷ２は、互いに水平方向（高さ方向に対して直交する方向）に並列に配置されている。また、第３液面位置検出部ＳＷ３及び第４液面位置検出部ＳＷ４は、互いに水平方向に並列に配置されている。

貯留部１２０の液面が貯留部１２０に対して傾斜する場合においては、フロートスイッチが設けられる場所によって、液面検出位置にばらつきが生じる。これにより、貯留部１２０に貯留されている液量を正確に検出することができず、加湿処理に支障を来す場合がある。そこで、本実施の形態では、液面検出位置のばらつきを減らすために、第１液面位置検出部ＳＷ１から第４液面位置検出部ＳＷ４は、液面位置が貯留部１２０に対して傾斜した場合であっても、液面位置の高さ方向における変化が少ないように配置されている。具体的には、貯留部１２０が略直方体形状の場合、第１液面位置検出部ＳＷ１等は長手方向の中央部に配置されている。

図４は加湿装置２を概略的に示す図である。図４に、第１水船１１１Ａ、第２水船１１１Ｂ、貯留部１２０、補給部１４０、水路１５０、流量調整部１６０およびオーバーフロー用タンク１７０を示す。なお、図４には加湿部１１０における加湿ローラー等が省略されている。

補給部１４０は液体Ｗを貯留する。補給部１４０は加湿装置２に着脱可能に設けられる。補給部１４０は、液体Ｗを排出する排出口（図示略）及び排出口を開閉する開閉弁（図示略）を有する。これにより、補給部１４０は、加湿処理中であっても着脱することができる。開閉弁は、補給部１４０が装着された場合に開くように、補給部１４０が外された場合に閉じるように構成されている。

水路１５０は、図４に示すように、供給経路１５１、循環経路１５２、補給経路１５３、溢れ経路１５４及びポンプ１５５を備えている。

供給経路１５１は、貯留部１２０と第１水船１１１Ａとを連結する。また、供給経路１５１は、貯留部１２０と第２水船１１１Ｂとを連結する。供給経路１５１は、液体Ｗを貯留部１２０から第１水船１１１Ａ等に導く。

循環経路１５２は、第１水船１１１Ａと貯留部１２０とを連結する。また、循環経路１５２は、第２水船１１１Ｂと貯留部１２０とを連結する。循環経路１５２は、第１水船１１Ａなどから溢れた液体Ｗを貯留部１２０に導く。

補給経路１５３は、補給部１４０と貯留部１２０とを連結する。補給経路１５３は、液体Ｗを補給部１４０から貯留部１２０に導く。

溢れ経路１５４は、貯留部１２０とオーバーフロー用タンク１７０とを連結する。溢れ経路１５４は、貯留部１２０から溢れた液体Ｗをオーバーフロー用タンク１７０に導く。

ポンプ１５５は供給経路１５１に設けられている。ポンプ１５５は、液体Ｗを貯留部１２０から第１水船１１１Ａ等へ移送する。ポンプモータ（図示略）は制御部１０１により制御される。

流量調整部１６０は補給経路１５３に設けられている。流量調整部１６０は、補給部１４０から貯留部１２０へ流入する液量を調整する電磁弁である。流量調整部１６０は制御部１０１により制御される。なお、流量調整部１６０の開放時間と補給部１４０から貯留部１２０へ流入する液量との関係は、実験の結果又はシミュレーションにより求められる。

制御部１０１は、貯留部１２０に貯留される液量が所定値（例えば、３．２Ｌ）未満の場合、流量調整部１６０を制御して、液体Ｗを補給部１４０から貯留部１２０へ流入させる。制御部１０１は、貯留部１２０に貯留される液量が所定値（例えば、５．２Ｌ）以上の場合、流量調整部１６０を制御して、液体Ｗを補給部１４０から貯留部１２０へ流入させない。

制御部１０１は、ポンプモーターを制御して、液体Ｗを貯留部１２０から加湿部１１０（第１水船１１１Ａ等）に移送させる。なお、ポンプモーターの動作時間と貯留部１２０から加湿部１１０に移送される液量との関係は、実験の結果又はシミュレーションにより求められる。

図５は、貯留部１２０の水位（液面位置）と加湿装置２の動作との関係の一例を示す図である。図５に、エンプティー状態からＳＣ状態に区分けされた水位検出状態を示す。なお、画像形成装置１の電源オン時又は扉開閉時に、エンプティー状態、基準水位状態、基準水位以上状態、満タン状態及びＳＣ状態は、液面位置検出部１３０の状態（オン状態、オフ状態）に基づいて設定されるが、ニアエンプティー状態および基準水位未満状態は、水位検出状態を特定できないため、設定されない。

以下、貯留部１２０の水位と加湿装置２の動作との関係について、図５を参照して説明する。なお、液体Ｗが補給部１４０から貯留部１２０に供給される場合、貯留部１２０の水位は上がる。これを、水位が上がる方向という場合がある。液体Ｗが貯留部１２０から加湿部１１０に供給される場合、貯留部１２０の水位は下がる。これを、水位が下がる方向という場合がある。また、貯留部１２０の水位が満タン状態を超える状態をＳＣ状態という場合がある。また、貯留部１２０の水位が空の状態をエンプティー状態という場合がある。

以下の説明においては、ＳＣ状態からエンプティー状態の順番に説明する。

図５に、第１液面位置検出部ＳＷ１から第４液面位置検出部ＳＷ４の全部がオン状態であるＳＣ状態を示す。

水位が上がる方向で、制御部１０１は、第１液面位置検出部ＳＷ１のオン状態が２分間連続した後に、水位検出状態を満タン状態からＳＣ状態（溢れ状態）に遷移させる。２分間は、ポンプモーター等の振動による液面の揺れを考慮し、第１液面位置検出部ＳＷ１が確実にオン状態を維持していることを確認するための時間である。

ＳＣ状態で、制御部１０１はポンプモーターを制御して、液体Ｗを貯留部１２０から第１水船１１１Ａ等に移送させない（加湿不可・機械停止）。ここで、機械停止はポンプモーターの動作の停止を意味する。また、制御部１０１は流量調整部１６０を制御して、液体Ｗを補給部１４０から貯留部１２０へ流入させない。また、制御部１０１は操作表示部２０にＳＣ表示（溢れ表示）を表示させる。機械停止の理由は、制御部１０１が満タン状態で流量調整部１６０を制御して、補給部１４０から貯留部１２０への流体Ｗの補給を停止させたにも拘わらず、水位検出状態を満タン状態からＳＣ状態に遷移させたのは、制御部１０１が流量調整部１６０を故障であると判断したためである。

図５に、第２液面位置検出部ＳＷ２から第４液面位置検出部ＳＷ４までがオン状態、かつ、第１液面位置検出部ＳＷ１がオフ状態である満タン状態を示す。

水位が上がる方向で、制御部１０１は、第２液面位置検出部ＳＷ２のオン状態が１０秒間連続した後に、水位検出状態を基準水位超え状態から満タン状態に遷移させる。１０秒間は、ポンプモーター等の振動による液面の揺れを考慮し、第２液面位置検出部ＳＷ２が確実にオン状態を維持していることを確認するための時間である。

満タン状態で、制御部１０１はポンプモーターを制御して、液体Ｗを貯留部１２０から第１水船１１１Ａ等に移送させる（加湿可能・機械止めない）。機械を止めない理由は、制御部１０１が流量調整部１６０及びポンプモーターなどが故障していない加湿可能な状態であると判断したためである。また、制御部１０１は流量調整部１６０を制御して、液体Ｗを補給部１４０から貯留部１２０へ流入させない。これにより、貯留部１２０の液体Ｗが満タン状態より増えるのを抑えることができる。なお、操作表示部２０（図６参照）にはメッセージが表示されない。メッセージが表示されない理由は、制御部１０１が、貯留部１２０の水位および補給部１４０の液量などに基づいて、用紙に対して十分な加湿処理が行われると判断したためである。

図５に、第３液面位置検出部ＳＷ３、第４液面位置検出部ＳＷ４がオン状態、かつ、第１液面位置検出部ＳＷ１、第２液面位置検出部ＳＷ２がオフ状態である基準水位超え状態を示す。

水位が上がる方向で、制御部１０１は、第３液面位置検出部ＳＷ３のオン状態が１０秒間連続した後に、水位検出状態を基準水位状態から基準水位超え状態に遷移させる。１０秒間は、ポンプモーター等の振動による液面の揺れを考慮し、第３液面位置検出部ＳＷ３が確実にオン状態を維持していることを確認するための時間である。また、水位が下がる方向で、制御部１０１は、第２液面位置検出部ＳＷ２のオフ状態が１０秒連続した後に、水位検出状態を満タン状態から基準水位超え状態に遷移させる。１０秒間は、ポンプモーター等の振動による液面の揺れを考慮し、第２液面位置検出部ＳＷ２が確実にオフ状態を維持していることを確認するための時間である。

基準水位超え状態で、制御部１０１はポンプモーターを制御して、液体Ｗを貯留部１２０から第１水船１１１Ａ等に移送させる（加湿可能・機械止めない）。機械を止めない理由は、制御部１０１が流量調整部１６０及びポンプモーターなどが故障していない加湿可能な状態であると判断したためである。なお、操作表示部２０にはメッセージが表示されない。メッセージが表示されない理由は、制御部１０１が貯留部１２０の水位及び補給部１４０の液量に基づいて、用紙に対して十分な加湿処理が行われると判断したためである。

水位が上がる方向における基準水位超え状態で、制御部１０１は、流量調整部１６０を制御して、液体Ｗを補給部１４０から貯留部１２０へ流入させる。これにより、補給部１４０に貯留される液体Ｗが有れば、貯留部１２０の水位は上がり続ける。

一方、水位が下がる方向における基準水位超え状態で、制御部１０１は流量調整部１６０を制御して、液体Ｗを補給部１４０から貯留部１２０へ流入させない。これにより、貯留部１２０の水位は下がり続ける。

図５に、第４液面位置検出部ＳＷ４がオン状態、かつ、第１液面位置検出部ＳＷ１から第３液面位置検出部ＳＷ３までがオフ状態である基準水位状態を示す。

水位が上がる方向で、制御部１０１は、第４液面位置検出部ＳＷ４のオン状態が１０秒間連続した後に、水位検出状態を基準水位未満状態から基準水位状態に遷移させる。１０秒間は、ポンプモーター等の振動による液面の揺れを考慮し、第４液面位置検出部ＳＷ４が確実にオン状態を維持していることを確認するための時間である。また、水位が下がる方向で、制御部１０１は、第３液面位置検出部ＳＷ３のオフ状態が１０秒間連続した後に、水位検出状態を基準水位超え状態から基準水位状態に遷移させる。１０秒間は、ポンプモーター等の振動による液面の揺れを考慮し、第３液面位置検出部ＳＷ３が確実にオフ状態を維持していることを確認するための時間である。

基準水位状態で、制御部１０１は、ポンプモーターを制御して、液体Ｗを貯留部１２０から第１水船１１１Ａ等に移送させる（加湿可能・機械止めない）。機械を止めない理由は、制御部１０１が流量調整部１６０及びポンプモーターなどが故障していない加湿可能な状態であると判断したためである。また、制御部１０１は、流量調整部１６０を制御して、液体Ｗを補給部１４０から貯留部１２０へ流入させる。これにより、補給部１４０に貯留される液体Ｗが有れば、水位が下がる方向では、貯留部１２０の水位が上がり始める。一方、水位が上がる方向では、貯留部１２０の水位が上がり続ける。なお、操作表示部２０にはメッセージが表示されない。メッセージが表示されない理由は、制御部１０１が貯留部１２０の水位及び補給部１４０の液量に基づいて、用紙に対して十分な加湿処理が行われると判断したためである。

図５に、第４液面位置検出部ＳＷ４がオン状態、かつ、第１液面位置検出部ＳＷ１から第３液面位置検出部ＳＷ３までがオフ状態である基準水位未満状態を示す。基準水位未満状態のときの水位が本発明の「補給部が空の状態であると判定される位置」に相当する。

水位が上がる方向で、制御部１０１は、第４液面位置検出部ＳＷ４がオン状態であっても、水位検出状態を基準水位未満状態に遷移させない。その理由は、制御部１０１が第４液面位置検出部ＳＷ４のオン状態のみの情報に基づいて、基準水位未満状態であると判断することができないためである。一方、水位が下がる方向で、制御部１０１は、１７分経過しても第３液面位置検出部ＳＷ３がオン状態に切り換わらない場合（扉開閉後も所定時間カウントを継続する）、水位検出状態を基準水位状態から基準水位未満状態に遷移させる。１７分は、流量調整部１６０を制御して、液体Ｗを補給部１４０から貯留部１２０に供給させることにより、水位が基準未満状態から基準水位状態に上がると予測される時間である。なお、１７分は、実験の結果又はシミュレーションにより求められる。扉開閉後も所定時間カウントを継続する理由は、所定時間において貯留部１２０への液体Ｗの補給が行われる場合があるためである。

基準水位未満状態で、制御部１０１は、ポンプモーターを制御して、液体Ｗを貯留部１２０から第１水船１１１Ａ等に移送させる（加湿可能・機械止めない）また、制御部１０１は、流量調整部１６０を制御して、液体Ｗを補給部１４０から貯留部１２０へ流入させる。しかし、第３液面位置検出部ＳＷ３がオン状態に切り換わらない場合、制御部１０１は、補給部１４０が空の状態であると判定する。そこで、制御部１０１は、操作表示部２０に『補給部が空です。補給部に液体を入れて下さい。』のメッセージを表示させる。

図５に、第１液面位置検出部ＳＷ１から第４液面位置検出部ＳＷ４までの全部がオフ状態であるニアエンプティー状態を示す。

水位が上がる方向で、制御部１０１は、水位検出状態をニアエンプティー状態に遷移させない。その理由は、制御部１０１が第１液面位置検出部ＳＷ１から第４液面位置検出部ＳＷ４までの全部がオフ状態の情報に基づいて、ニアエンプティー状態であると判定することができないためである。一方、水位が下がる方向で、制御部１０１は、第４液面位置検出部ＳＷ４がオフ状態を１０秒間連続した後に、水位検出状態を基準水位状態からニアエンプティー状態に遷移させる。１０秒間は、ポンプモーター等の振動による液面の揺れを考慮し、第４液面位置検出部ＳＷ４が確実にオフ状態を維持していることを確認するための時間である。

ニアエンプティー状態で、制御部１０１は、ポンプモーターを制御して、液体Ｗを貯留部１２０から第１水船１１１Ａ等に移送させることを一時的に停止する（加湿可能・機械一時停止、再開可能）。機械を一時停止する理由は、例えば、貯留部１２０を、加湿装置２の正面方向（図４に示す白抜きの矢印方向）に引き出して、貯留部１２０の水位を視認するためである。また、補給部１４０が空の状態であることが推測されるために、制御部１０１は、流量調整部１６０を制御して、液体Ｗを補給部１４０から貯留部１２０へ流入させる。また、制御部１０１は、操作表示部２０に『貯留部がもうすぐ空です。補給部に液体を入れて下さい。』のメッセージを表示させる。

図５に、第１液面位置検出部ＳＷ１から第４液面位置検出部ＳＷ４までの全部がオフ状態であるエンプティー状態を示す。エンプティー状態のときの水位が本発明の「エンプティーの位置」に相当する。

水位が下がる方向で、制御部１０１は、ポンプモーターの一時停止後の動作再開で、ポンプモーターの動作時間が５分経過しても第４液面位置検出部ＳＷ４がオン状態に切り換わらない場合（扉開閉後は所定時間カウントを継続しない）、水位検出状態をニアエンプティー状態からエンプティー状態に遷移させる。５分は、流量調整部１６０を制御して、液体Ｗを補給部１４０から貯留部１２０に供給させることにより、水位がエンプティー状態から基準水位未満状態（１．５Ｌ以上の液量）に上がると予測される時間である。また、扉開閉後は所定時間カウントを継続しない理由は、所定時間において貯留部１２０への液体Ｗの補給が行われる場合があるためである。なお、制御部１０１は、第４液面位置検出部ＳＷ４がオフ状態してから３０分間経過した場合、水位検出状態をニアエンプティー状態からエンプティー状態に遷移させてもよい。

エンプティー状態で、制御部１０１は、ポンプモーターを制御して、液体Ｗを貯留部１２０から第１水船１１１Ａ等に移送させない（加湿不可・機械停止）。機械を停止する理由は、用紙に対する加湿処理が十分に行われないと考えられるためである。また、補給部１４０が空の状態であると推定されるため、制御部１０１は、流量調整部１６０を制御して、液体Ｗを補給部１４０から貯留部１２０へ流入させる。また、制御部１０１は、操作表示部２０に『貯留部が空です。補給部に液体を入れて下さい。』のメッセージを表示させる。

図６は、操作表示部２０に表示される画面の一例を示す図である。図６に、貯留部１２０を示すアイコン１２１、部材アイコン１２２、貯留部の文言１２３をそれぞれ示す。図７は、貯留部１２０の水位と貯留部１２０の表示との関係を示す図である。

制御部１０１は、操作表示部２０に貯留部１２０の水位に関する情報を表示させる。図７に示すように、制御部１０１は、水位がエンプティー状態及びニアエンプティー状態に遷移させる場合、操作表示部２０に貯留部１２０を示すアイコン１２１、部材アイコン１２２、及び、文言１２３のそれぞれの色をオレンジで表示させる（図６参照）。

また、制御部１０１は、水位が基準水位未満状態に遷移させる場合、操作表示部２０に貯留部１２０を示すアイコン１２１、部材アイコン１２２、及び、貯留部の文言１２３、貯留部）のそれぞれの色を黄色、通常（黒）、白色で表示させる。

また、制御部１０１は、水位が基準水位状態からＳＣ状態のいずれかに遷移させる場合、操作表示部２０に貯留部１２０を示すアイコン１２１、部材アイコン１２２、及び、文言１２３のそれぞれの色を通常（黒）、通常（黒）、白色で表示させる。

以上のように、貯留部１２０の水位検出状態の遷移に応じて表示色を変化させているため、ユーザーが貯留部１２０の水位を容易に視認することができる。

次に、貯留部１２０の水位検出について、図８を参照して説明する。図８は、水位検出の一例を示すフローチャートである。ここでは、貯留部１２０の水位が基準水位超え状態から基準水位未満状態に下がる場合について説明する。本フローは、画像形成装置１の電源オンにより開始される。

例えば、第２液面位置検出部ＳＷ２が１０秒連続でオフ状態の場合、制御部１０１が水位を満タン状態から基準水位超え状態に遷移させる（ステップＳ１００）。

ステップＳ１１０において、制御部１０１は、第３液面位置検出部ＳＷ３が１０秒連続でオフ状態か否かについて判断する。

第３液面位置検出部ＳＷ３が１０秒連続でオフ状態でない場合（ステップＳ１１０：ＮＯ）、制御部１０１は、水位検出状態を基準水位超え状態から基準水位状態に遷移させない。第３液面位置検出部ＳＷ３が１０秒連続でオフ状態である場合（ステップＳ１１０：ＹＥＳ）、制御部１０１は、水位検出状態を基準水位超え状態から基準水位状態に遷移させる（ステップＳ１２０）。

ステップＳ１３０において、制御部１０１は、第３液面位置検出部ＳＷ３が１７分連続でオフ状態か否かについて判断する。

第３液面位置検出部ＳＷ３が１７分連続でオフ状態でない場合（ステップＳ１３０：ＮＯ）、制御部１０１は、水位検出状態を基準水位状態から基準水位未満状態に遷移させない。第３液面位置検出部ＳＷ３が１７分連続でオフ状態である場合（ステップＳ１３０：ＹＥＳ）、制御部１０１は、水位検出状態を基準水位状態から基準水位未満状態に遷移させる（ステップＳ１４０）。

上記実施の形態における加湿装置２によれば、用紙に対して加湿処理を実行する加湿部１１０と、加湿処理に用いられる液体Ｗを貯留する貯留部１２０と、貯留部１２０における液面位置を検出する液面位置検出部１３０と、液面位置検出部１３０の検出結果の変化態様に応じて、液面位置検出部１３０の数より多い数の液面位置のうち現在の液面位置がいずれに該当するかを判定する制御部１０１と、を備える。これにより、現在の液面位置を検出するための液面位置検出部を設けることなく、現在の液面位置を判定することができる。その結果、液面位置検出部１３０の個数を減らすことで、コストを低減しつつ、液面位置を細かに検出することが可能となる。

また、貯留部１２０に複数の液面位置検出部１３０が並列に配置される。これにより、複数の液面位置検出部１３０が直列（高さ方向）に配置される場合に比べて、貯留部１２０の水位を細かに検出することが可能となる。

また、液面位置は、制御部１０１が液体Ｗを補給部１４０から貯留部１２０に流入させるように流量調整部１６０を制御する位置である。これにより、電磁弁である流量調整部１６０が開いて、液体Ｗの補給が可能となる。貯留部１２０の水位が液面位置になるまで、流量調整部１６０は作動しないため、作動回数が減って、流量調整部１６０の寿命を延長することができる。

また、現在の液面位置は、制御部１０１により補給部１４０が空の状態であると判定される位置である。これにより、機械を止めることなく、ユーザーに補給を促すことができるため、ダウンタイムを減らすことができる。また、貯留部１２０の水位に基づいて、補給部１４０が空の状態であると判定されるため、補給部１４０に液面位置検出部を設ける必要がなく、液面位置検出部の個数を減らすことができる。

なお、上記実施の形態では、液面位置検出部１３０の検出結果の変化態様を、予め定められた時間（補給部１４０から貯留部１２０に予め定められた液量が補給されると予測される時間）が経過するまでにおける変化とする。しかし、本発明はこれに限らず、予め定められた時間は、貯留部１２０から予め定められた液量が蒸発することが予測される時間（蒸発予測時間）であってもよい。蒸発予測時間は、加湿装置２の扉（図示略）が開閉されるか否かに拘わらずに計測される。蒸発予測時間を計測することにより、液体Ｗが貯留部１２０から蒸発する量を推定することが可能となる。その結果、制御部１０１は、蒸発予測時間に基づいて、貯留部１２０の水位を判定することが可能となる。

また、液面位置検出部１３０の検出結果の変化態様を、液面位置検出部の検出結果の変化態様を、貯留部１２０に予め定められた液量が補給されるまでにおける変化としてもよい。この場合、補給経路１５３には、補給される液量を検出するためのセンサーが設けられる。

また、液面位置検出部１３０の検出結果の変化態様を、予め定められた枚数の用紙が加湿処理されるまでにおける変化としてもよい。加湿処理される用紙の枚数に応じて、液体Ｗの使用量が増加するため、制御部１０１は、加湿処理される用紙の枚数に基づいて、貯留部１２０の水位を判定することが可能となる。

また、液面位置検出部１３０の検出結果の変化態様を、貯留部１２０から加湿部１１０（第１水船１１１Ａ等）へ予め定められた流量が供給されるまでの変化としてもよい。この場合、制御部１０１は、液面位置検出部１３０の状態が切り換わった後に貯留部１２０から加湿部１１０へ供給される液量に基づいて、貯留部１２０の水位が、液面位置検出部１３０の状態が切り換わる前の水位より低いと判定する。これによっても、液面位置検出部の個数を減少させることが可能となる。

また、上記実施の形態では、図３に示すように、液面位置が５．３Ｌ、５．２Ｌ、３．２Ｌおよび１．５Ｌの各貯留量に相当する位置であることを検出する第１液面位置検出部ＳＷ１、第２液面位置検出部ＳＷ２、第３液面位置検出部ＳＷ３および第４液面位置検出部ＳＷ４を備える。この場合において、例えば、第１液面位置検出部ＳＷ１がオフ状態、第２液面位置検出部ＳＷ２がオフ状態、第３液面位置検出部ＳＷ３がオン状態、第４液面位置検出部ＳＷ４がオフ状態の場合、制御部１０１が操作表示部２０に貯留部１２０の水位が異常であることを表示（例えば、ＳＣ表示）させてもよい。これにより、ユーザーに加湿装置２の点検を促すことができる。

また、上述する水位の異常表示と共に、又は、当該表示と独立して、制御部１０１が貯留部１２０から加湿部１１０（第１水船１１１Ａ、第２水船１１１Ｂ）への液量を制御して、液体Ｗの供給を停止させてもよい。これにより、液体Ｗの無駄な消費を抑えることができる。

その他、上記実施の形態は、何れも本発明の実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。

本発明は、画像形成装置１を含む複数のユニットで構成される画像形成システム１００に適用できる。複数のユニットには、例えば、加湿装置２、ネットワーク接続された制御装置等の外部装置が含まれる。

１ 画像形成装置
２ 加湿装置
１００ 画像形成システム
１０１ 制御部
１１０ 加湿部
１２０ 貯留部
１３０ 液面位置検出部
１４０ 補給部
１５０ 水路
１５１ 供給経路
１５２ 循環経路
１５３ 補給経路
１５４ 溢れ経路
１５５ ポンプ
１６０ 流量調整部
１７０ オーバーフロー用タンク

Claims (17)

1. 用紙に対して加湿処理を実行する加湿部と、
   前記加湿処理に用いられる液体を貯留する貯留部と、
   前記貯留部における液面位置を検出する液面位置検出部と、
   前記液面位置検出部の検出結果の変化態様に応じて、前記液面位置検出部の数より多い数の液面位置のうち現在の液面位置がいずれに該当するかを判定する制御部と、
   を備える、加湿装置。
2. 前記検出結果の変化態様は、前記液面位置検出部により前記液面位置が検出されてから予め定められた時間が経過するまでにおける変化である、請求項１に記載の加湿装置。
3. 前記加湿装置の内部空気と外気とを連通する連通口を開閉するための扉を備え、
   前記予め定められた時間は、前記扉が開閉されるか否かに拘わらずに継続して計測される、請求項２に記載の加湿装置。
4. 前記検出結果の変化態様は、前記貯留部に予め定められた液量が補給されるまでにおける変化である、請求項１に記載の加湿装置。
5. 前記検出結果の変化態様は、予め定められた枚数の用紙が加湿処理されるまでにおける変化である、請求項１に記載の加湿装置。
6. 前記液体が貯留される補給部と、当該補給部から前記貯留部へ流入する液量を調整する流量調整部とを備え、
   前記制御部は、前記液面位置検出部により検出される前記液面位置に基づいて、前記流量調整部を制御する、請求項１に記載の加湿装置。
7. 前記液面位置は、前記制御部が前記液体を前記補給部から前記貯留部に流入させるように前記流量調整部を制御する位置であり、
   前記現在の液面位置は、前記制御部により、前記補給部が空の状態であると判定される位置である、請求項６に記載の加湿装置。
8. 前記液面位置は、前記貯留部が空の状態に近いニアエンプティーの位置であり、
   前記現在の液面位置は、前記貯留部が空の状態であるエンプティーの位置である、請求項１に記載の加湿装置。
9. 前記制御部は、前記液面位置に関する情報を表示させる、請求項１から８のいずれか一項に記載の加湿装置。
10. 前記貯留部に、複数の液面位置検出部が並列に配置される、請求項１から９のいずれか一項に記載の加湿装置。
11. 前記複数の液面位置検出部は、前記液面位置が前記貯留部に対して傾斜した場合であっても、前記液面位置の高さ方向における変化が少ないように配置される、請求項１０に記載の加湿装置。
12. 前記複数の液面位置検出部は、前記貯留部の中央部に配置される、請求項１０または１１に記載の加湿装置。
13. 前記制御部は、高さが異なる二つの前記液面位置のうちの低い方の液面位置が検出されず、かつ、高い方の液面位置が検出される場合、前記貯留部の水位が異常であることを報知させる、請求項１０から１２のいずれか一項に記載の加湿装置。
14. 前記制御部は、高さが異なる二つの前記液面位置のうちの低い方の液面位置が検出されず、かつ、高い方の液面位置が検出される場合、前記貯留部から前記加湿部への液量を制御する、請求項１０から１２のいずれか一項に記載の加湿装置。
15. 用紙に対して加湿処理を実行する加湿部と、
    前記加湿処理に用いられる液体を貯留する貯留部と、
    前記貯留部における液面位置を検出する液面位置検出部と、
    前記液面位置検出部の検出結果の変化態様に応じて、前記液面位置検出部の数より多い数の液面位置のうち現在の液面位置がいずれに該当するかを判定する制御部と、
    を備える、画像形成装置。
16. 画像形成装置を含む複数のユニットで構成される画像形成システムであって、
    用紙に対して加湿処理を実行する加湿部と、
    前記加湿処理に用いられる液体を貯留する貯留部と、
    前記貯留部における液面位置を検出する液面位置検出部と、
    前記液面位置検出部の検出結果の変化態様に応じて、前記液面位置検出部の数より多い数の液面位置のうち現在の液面位置がいずれに該当するかを判定する制御部と、
    を備える、画像形成システム。
17. 液体が貯留される貯留部における液面位置を検出し、
    前記液面位置が検出された結果の変化態様に応じて、現在の液面位置を判定する、液面位置判定方法。

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