JP2019069587A - 液体噴射装置 - Google Patents

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尚己 木村
聖真 工藤
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Abstract

【課題】インクタンクをキャリッジに搭載したいわゆるオンキャリッジ方式の記録装置における液体噴射装置において、インク注入時にインクがキャリッジの内部に垂れても液体噴射ヘッドやメンテナンスシステムといった各要素へインクが付着するのを抑制する。【解決手段】液体噴射装置1は、媒体に対しノズルから液体を噴射する液体噴射ヘッド10と、液体噴射ヘッド10に供給する液体を収容する液体収容部材20と、液体噴射ヘッド10と液体収容部材20とを搭載し、移動経路上を移動可能なキャリッジ30と、を備える。液体収容部材20は、液体噴射ヘッド10よりも上方に配置された、液体を注入する為の液体注入口32を有する。キャリッジ30は、当該キャリッジ30内に流入した液体を排出可能な液体排出口34を有する。【選択図】図10

Description

本発明は、液体噴射装置に関する。
従来、プリンターの液体噴射装置として、インクを連続して供給可能なインクタンクがキャリッジ外に設けられた、いわゆるオフキャリッジ方式のものが利用されている(例えば特許文献1参照)。このような構成では、一般的にはインクタンクがヘッドよりも低い位置に設けられていることから、インク注入口からのインク注入時にインクが垂れたとしてもヘッドが汚れるようなことはない。
それに対し、インクを連続して供給可能なインクタンクをキャリッジに搭載した、いわゆるオンキャリッジ方式の液体噴射装置においては、インクタンクをキャリッジに搭載するという構造上、インク注入口を液体噴射ヘッドやメンテナンスシステムの上方に配置した構成とすることが考えられる。
特開2015−199264号公報
しかし、オンキャリッジ方式の液体噴射装置においてインク注入口を液体噴射ヘッドやメンテナンスシステムの上方に配置した構成とした場合、インク注入時にインクが垂れると、インク注入口の下方にある液体噴射ヘッドやメンテナンスシステムといった各要素へ付着し、各要素の信頼性の低下を招く可能性がある。
そこで、本発明は、インクタンクをキャリッジに搭載したいわゆるオンキャリッジ方式の記録装置における液体噴射装置であって、インク注入時にインクがキャリッジの内部に垂れた場合における液体噴射ヘッドやメンテナンスシステムといった各要素の信頼性の低下を抑制することができる液体噴射装置を提供することを目的とする。
本発明の一態様に係る液体噴射装置は、
媒体に対しノズルから液体を噴射する液体噴射ヘッドと、
液体噴射ヘッドに供給する液体を収容する液体収容部材と、
液体噴射ヘッドと液体収容部材とを搭載し、移動経路上を移動可能なキャリッジと、を備え、
液体収容部材は、液体噴射ヘッドよりも上方に配置された、液体を注入する為の液体注入口を有し、
キャリッジは、当該キャリッジ内に流入した液体を排出可能な液体排出口を有するというものである。
この態様によれば、液体注入時に液体注入口から液体が垂れてキャリッジ内に流入した場合にも、当該流入した液体を液体排出口から排出することができる。したがって、液体注入口の下方にある液体噴射ヘッドやメンテナンスシステムといった各要素へ液体が付着するのを抑止することができる。
上記態様の液体噴射装置において、液体注入口と液体排出口は、液体噴射ヘッドを基準として、キャリッジの移動方向の同じ側に配置されていてもよい。この態様によれば、キャリッジ内に流入した液体が液体噴射ヘッドを超えずとも液体排出口に到達することから、より排出されやすい。
上記態様の液体噴射装置において、キャリッジが液体収容部材への液体注入が可能な位置にあるときに、液体排出口の下方となる位置に吸収体が設けられていてもよい。この態様によれば、液体排出口から流出した液体を吸収体で吸収することができるため、その他の要素へ液体が付着することをさらに抑止しやすい。
上記態様の液体噴射装置において、キャリッジが液体収容部材への液体注入が可能な位置にあるとき、液体排出口の下方であって吸収体の上方となる位置に液体排出口から流出した液体を受容可能な液体受容部材が設けられており、液体受容部は、液体を受容可能な受容部と、受容部で受容された液体を吸収体側に導く誘導部と、を有するものであってもよい。この態様によれば、吸収体が排出口の直下に配置されていないあるいはそのような配置が難しい構成の場合にも、液体排出口から流出した液体を導いて吸収体により吸収させることができる。
上記態様の液体噴射装置において、所定位置で液体噴射ヘッドと接触し、ノズルが開口した閉空間を形成可能なキャップを更に備え、液体収容部材への液体注入が可能となる位置であるキャリッジの液体注入可能位置が、液体噴射ヘッドとキャップとが対向する位置である対向位置とは異なる位置に設定されていてもよい。この態様によれば、乾燥によるノズルの詰まり等を抑止するためのキャップを備えた液体噴射装置において、液体噴射ヘッドを当該キャップからずらした状態で液体注入作業を行うようにすることで、ずれていない状態で不意にキャップを押圧したときに生じかねない液体逆流や気泡逆流、キャップ破損を抑止することができる。
上記態様の液体噴射装置は、媒体を搬送する媒体搬送部材を更に備え、キャリッジが液体注入可能位置にあるときに、液体排出口は、キャリッジにおける媒体搬送部材が設けられる側の反対側に位置する構成であってもよい。この態様によれば、液体排出口から流出した液体が媒体搬送部材や媒体の搬送路を汚すことを抑制することが可能となる。
上記態様の液体噴射装置において、液体排出口は、キャリッジが移動経路上にある時に、上方からの平面視でキャップと重ならない位置に設けられていてもよい。この態様によれば、液体排出口がキャップの上を通らないことから、排出液体によるキャップ汚れに起因して液体噴射ヘッドが汚れることを抑止することができる。
上記態様の液体噴射装置において、液体噴射ヘッドを払拭可能な払拭部材を更に備えており、液体排出口は、キャリッジが移動経路上にある時に、上方からの平面視で払拭部材と重ならない位置に設けられていてもよい。この態様によれば、液体排出口から液体が流出した際、払拭部材にインクが到達しにくいことから、払拭部材の汚れに起因して液体噴射ヘッドが汚れることを抑止することができる。
本発明の適用対象の一例であるプリンター(記録装置)を示す斜視図である。 図1に示す状態からペーパーサポートを開いた状態のプリンターを示す斜視図である。 図2に示す状態から上部カバーを開いた状態のプリンターを示す斜視図である。 インクタンクの注入口に補充容器を取り付けた状態のプリンターの一部を示す斜視図である。 筐体の一部を切り欠いて液体噴射装置およびその周辺の構造例を示す拡大斜視図である。 プリンターの内部の構成例を示す平面図である。 液体噴射装置の平面図である。 液体噴射装置の底面図である。 液体噴射装置の下方からみた斜視図である。 液体噴射装置の概略構成を示す図である。 内部に溝が設けられたキャリッジの構成例を示す平面図である。
添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。なお、各図において、同一の符号を付したものは、同一又は同様の構成を有する。
≪記録装置の概略構成≫
本発明の適用対象となる記録装置の概略構成例についてまず説明する。以下では、記録装置の一例としてインクジェットプリンタ(以下、単にプリンターと称する)を例に挙げて説明する(図1〜図5参照)。
なお、各図において示すX−Y−Z座標系は、X方向が液体噴射ヘッド10の移動方向(すなわちキャリッジ30の移動方向)であるとともに、当該プリンター100の幅方向である。また、Y方向がプリンター100の奥行き方向、Z方向がプリンター100の高さ方向を示している。なお、各図において+Y方向をプリンター100の前面側あるいは前方側とし、−Y方向をプリンター100の背面側あるいは後方側とする。また、プリンター100の前面側から見て左側を+X方向、右側を−X方向とする。また、+Z方向をプリンター100の上方(上部、上面等を含む)とし、−Z方向をプリンター100の下方(下部、下面等を含む)とする。
プリンター100は、ノズル11からインク等の液体(以下、単にインクともいう)を噴射する液体噴射ヘッド10と、液体噴射ヘッド10を内部に備える筐体2と、筐体2の背面側に回動軸を備えて開閉するペーパーサポート3と、筐体2の上部を開閉する上部カバー4と、によって、その外観が構成されている。ペーパーサポート3を開くと、筐体2の上部に設けられるセット口5が現れる。セット口5には、媒体、例えばプリント用の用紙が挿入される。ペーパーサポート3は、筐体2の上部において、セット口5を含む領域を開閉するカバーであり、図2に示すように、開いた状態において傾斜姿勢をとり、セット口5にセットされる用紙を支持面3aで支持するように構成されている。
ペーパーサポート3は、内部に収容可能、かつ内部から引き出し可能に構成される補助ペーパーサポート6を備えている。補助ペーパーサポート6を引き出すことにより、より長い用紙を安定して支持できるようになっている(図2参照)。
セット口5にセットされた用紙は、媒体搬送装置(図示省略)により+Y方向に送られる。そして、筐体2の内部において液体噴射ヘッド10による記録が行われ、筐体2の前面に設けられる排出部8から記録後の用紙が排出される。
上部カバー4を開くと、筐体2の内部が露呈する(図3参照)。筐体2の内部には、用紙にインクを吐出して記録を行う液体噴射ヘッド10を備えるキャリッジ30が設けられている。キャリッジ30において、液体噴射ヘッド10は底部、すなわち−Z方向側に設けられており、図3においては見えていない。キャリッジ30は、ベルト移動機構(図3において符号12で示す)などを含む搬送部によって、キャリッジ30の移動経路T30上を媒体搬送方向(+Y方向)と交差する幅方向(X方向)に移動可能に構成されている。
また、キャリッジ30には、液体噴射ヘッド10に供給するインク(液体)を収容するインクタンク(液体収容部材)20が設けられている。本実施形態においては、インクタンク20は一色(黒色)用であるが、複数の色に対応する複数のインクタンクをキャリッジ30に搭載することもできる。
本実施形態においてインクタンク20は、インクを補充容器14(図4参照)から注入可能な液体注入口32を備えている。液体注入口32は、液体噴射ヘッド10よりも上方に配置されていて、通常はキャップ21(図3、図5参照)により閉じられている。インクタンク20へのインクの補充は、キャップ21を外し、キャリッジ30が液体注入可能位置LFPに位置した状態で、補充容器14を液体注入口32に装着して行うことができる(図4参照)。
また、本実施形態において、筐体2の前面には、プリンター100における操作入力を受け付ける操作パネル7が設けられている(図1等参照)。操作パネル7は、排出部8の上方に設けられている。排出部8には、引き出し可能に構成された排紙トレイ9が設けられている。
なお、詳しい説明は省くが、本実施形態のプリンター100は、さらに、内部の液体残量を視認可能な透明度を有する材料で形成されるインクタンク20の残量確認部13a、インクタンク20の残量確認部13aを視認可能な第1視認部16、第1視認部16を介して残量確認部13aを視認可能な第2視認部17を備える(図1等参照)。残量確認部13aにおいては、インクタンク20内のインクの液面Lが視認できるようになっている(図5参照)。
また、図2における符号18aは装置前側において操作パネル7等が設けられている面、符号18bは面18aよりも奥まった位置にある第2視認部17が配置される面、符号19は第2視認部17を面18aからオフセットした後方へ位置させる凹部、をそれぞれ示す。さらに、符号22は、閉状態の上部カバー4によって凹部19が隠れないように構成された切り欠き部を示す(図3等参照)。
続いて、本発明の好適な実施形態を説明する。以下では、本発明を適用したプリンター100の液体噴射装置1について、図に示しながら説明する(図6〜図10参照)。
≪液体噴射装置の構成≫
[第1実施形態]
本実施形態のプリンター100における液体噴射装置1は、液体噴射ヘッド10、インクタンク20、キャリッジ30等を備えている。また、キャリッジ30には、液体排出口34、蓋部材33等が設けられている。さらに、プリンター100は、吸収体40、キャップ60、払拭部材80等を備えていてもよい。
図7に示すように、キャリッジ30内には液体注入口32が設けられたインクタンク20が内蔵されており、液体排出口34に近いインクタンク20の−X方向側およびY方向側の壁面とキャリッジ30との間には隙間が設けられている。
液体排出口34は、キャリッジ30内に流入したインク等の液体がキャリッジ30の外に排出されるように、当該キャリッジ30の底部等に設けられた排出口である。インク注入時にインクが垂れた場合、そのインクは、インクタンク20の−X方向側またはY方向側へと流れ、インクタンク20の壁面を伝わってインクタンク20とキャリッジ30との間の隙間を垂れ落ちる。その後、キャリッジ30の底部に伝わったインクは液体排出口34側へと流れ、液体排出口34からキャリッジ30の外側へ排出される(図10参照)。液体注入口32が設けられるインクタンク20の上面および、インクタンク20の−X方向側およびY方向側の壁面には、インク注入時に垂れたインクが液体排出口34側へ流れやすいように、溝や突起を設けるようにしても良い。
液体注入口32とこの液体排出口34は、液体噴射ヘッド10を基準として、移動経路T30に沿って移動する際のキャリッジ30の移動方向において同じ側に配置されていることが好ましい。こうした場合、キャリッジ30内に流入したインクが液体噴射ヘッド10を横切らずとも液体排出口34に到達することができ、排出されやすい。本実施形態では、液体噴射ヘッド10を基準として、液体注入口32とこの液体排出口34がともに−X方向(プリンター100の前面側から見て右側の方向)に配置されている(図6等参照)。
液体排出口34は、キャリッジ30における用紙(媒体)を搬送する媒体搬送部材が設けられる側の反対側に配置されているのが好ましい。例えば、媒体搬送部材(図示省略)がプリンター100の幅方向(X方向)の中央付近に配置されている本実施形態の液体噴射装置1においては、キャリッジ30における、媒体搬送部材が設けられる側とは反対側(−X方向)となる位置に液体排出口34が配置されている(図6等参照)。こうした配置にした場合、液体排出口34から流出したインクが媒体搬送部材や媒体(用紙)の搬送路を汚すことを抑えやすくすることが可能となる。
吸収体40は、インクを吸収する部材によって形成されている。本実施形態の吸収体40は、少なくともキャリッジ30が液体注入可能位置LFP(インクタンク20への液体注入が可能な位置)にあるとき、液体排出口34の下方となる位置に、液体排出口34から流出したインクを吸収することができるように設けられている(図7参照)。液体排出口34から流出したインクはこの吸収体40によって吸収されることから、インクがその他の要素部材へ付着することが抑止される。例えば、液体排出口34から流出したインクを吸収体40によって吸収することで、インクが筐体2の外壁や底面を伝って外部に漏れることが抑止される。
液体受容部材50は、液体排出口34から流出したインクを吸収体40まで誘導する部材である。液体受容部材50は、少なくともキャリッジ30が液体注入可能位置LFP(インクタンク20への液体注入が可能な位置)にあるとき、液体排出口34の下方であって吸収体40の上方となる位置に配置される(図10参照)。図10に示す液体受容部材50は、液体排出口34から流出したインクを受容する受容部52と、受容部52で受容されたインクを吸収体40の方へと導く誘導部54と、を備えた構成となっている。吸収体40が液体排出口34の直下に配置されていない場合、あるいはそのような配置が難しい等の場合に、上記のごとき液体受容部材50を採用することにより、液体排出口34から流出したインクを導いて吸収体40により吸収させることが可能となる。
キャップ60は、液体噴射ヘッド10の乾燥によるノズル11の詰まり等を抑止する部材である。本実施形態のキャップ60は、キャリッジ30が所定位置にある場合に液体噴射ヘッド10と接触する位置に配置されている。なお、本明細書では、液体噴射ヘッド10とキャップ60とが対向した状態となるキャリッジ30の初期位置を対向位置もしくはホームポジションHPという(図6参照)。キャップ60は、ホームポジションHPにあるキャリッジ30の液体噴射ヘッド10に対し、ノズル11が開口した閉空間を形成する。なお、図6中の符号11Rは、ノズル11が形成される領域(ノズル形成面)を示している。
ここで、本実施形態の液体噴射装置1においては、キャリッジ30の液体注入可能位置LFPと、上記ホームポジションHPとをずらして互いを異なる位置に設定している。一般に、液体噴射ヘッド10とキャップ60とが対向した状態でキャップ60に下向きの押圧力が作用するとその影響でインク、気泡の逆流やキャップ破損が生じるおそれがあるが、本実施形態ではこのように液体注入可能位置LFPをホームポジションHPからずらしておくことで、インク注入の際(図4参照)、ユーザーが補充容器14を下方へ押し込む等にして押圧力が作用したとしても、その影響によるインク、気泡の逆流やキャップ破損が生じないようにしている。
また、上記のごときキャップ60に対し、液体排出口34を、キャリッジ30がその移動経路T30上にある時に、上方からの平面視で当該キャップ60と重ならない位置に設けるようにすれば、排出されたインクによるキャップ汚れに起因して液体噴射ヘッド10が汚れることを抑止することができる。例えば本実施形態では、液体排出口34を、キャリッジ30が移動経路T30上のいずれの位置にあってもキャップ60よりも手前(+Y方向)となる位置に配置している(図6参照)。
払拭部材80は、液体噴射ヘッド10が接触する位置に配置され、当該液体噴射ヘッド10を払拭する部材である(図6参照)。この液体噴射ヘッド10に対し、液体排出口34を、キャリッジ30がその移動経路T30上にある時に、上方からの平面視で払拭部材80と重ならない位置に設けられていれば、液体排出口34から流出したインクが払拭部材80に到達しにくく、払拭部材80が汚れることを抑止することができる。例えば本実施形態では、液体排出口34を、キャリッジ30が移動経路T30上のいずれの位置にあっても払拭部材80よりも手前(+Y方向)となる位置に配置している(図6等参照)。
蓋部材33は、液体注入口32を開閉する部材である。本実施形態の蓋部材33は、キャリッジ30の上面のヒンジ部33aにおいてピン結合され、X方向に平行な軸を中心に開閉動作する。この蓋部材33は、動作途中で視認部(第1視認部16、第2視認部17)から離れる方向に移動することで液体注入口32を開放するので、インク注入の際、インクタンク20内のインクの液面Lを視認することの差し支えとなることはない。なお、蓋部材33はその一部が弾性部材で構成されていても良いし、その全てが弾性部材で構成されていても良い。
ここまで説明したように、本実施形態の液体噴射装置1によれば、液体注入時に液体注入口から液体が垂れてキャリッジ内に流入した場合にも、当該流入した液体を液体排出口から排出することができる。したがって、液体注入口の下方にある液体噴射ヘッドやメンテナンスシステムといった各要素へ液体が付着するのを抑止することができる。インク垂れに起因してヘッドに不具合が生じるのを抑制することができる。これは、特に、液体注入口32を、液体噴射ヘッド10や、キャップ60や払拭部材80等のメンテナンスシステムの上方に配置した構成とすることが多いと考えられるいわゆるオンキャリッジ方式の液体噴射装置1において有用である。
なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。実施形態が備える各要素並びにその配置、材料、条件、形状およびサイズ等は、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、異なる実施形態で示した構成同士を部分的に置換し又は組み合わせることが可能である。
[第2実施形態]
上記の実施形態では液体排出口34をキャリッジ30の底面に設けた例を示したが、これに代え、あるいはこれに加えて、液体排出口34をキャリッジ30の側面に設けてもよい。
[第3実施形態]
液体排出口34をキャリッジ30の側面に設ける場合、液体排出口34の一部または全部を、キャリッジ30の内部から外部に向けて下向きに傾斜させてもよい。こうした場合には、キャリッジ30の内部に垂れたインクを外部に流出させやすい。
[第4実施形態]
キャリッジ30の内部に、液体排出口34に向かって延びる溝36を設けても良い(図11参照)。こうした場合、溝36の毛細管力でキャリッジ30の内部に垂れたインクを液体排出口34に導きやすい。
[第5実施形態]
液体噴射装置1に、液体噴射ヘッド10から排出されたインクを収容する廃液収容部(図示省略)を設けてもよい。また、液体排出口34の鉛直下方となる位置に設けられる吸収体40は上記の廃液収容部に設けられる吸収体であっても良い。こうした場合は、吸収体を別部材で構成する必要がなくコスト低減につながる。
[第6実施形態]
キャリッジ30を、複数色分のインクタンク(液体収容部材)20を搭載できる構成としても良い。
[第7実施形態]
媒体(例えばプリント用の用紙)を搬送する媒体搬送装置(図示省略)の上方に、移動するキャリッジ30から落下した液体を受け止める受け部材(図示省略)を設けてもよい。この場合、液体排出口34を、キャリッジ30が移動経路T30上にある時に受け部材の鉛直上方を移動するように配置してもよい。こうした場合には、液体排出口34からインクが垂れた際、媒体や媒体の搬送路に直接インクが落下するのを抑制することが出来る。
本発明は、媒体に記録を行う記録手段を備える記録装置の液体噴射装置に適用して好適である。
液体噴射ヘッド10が噴射する液体はインクに限らず、例えば機能材料の粒子が液体に分散又は混合されてなる液状体などであってもよい。例えば、液体噴射ヘッド10は、液晶ディスプレイ、EL(エレクトロルミネッセンス)ディスプレイまたは面発光ディスプレイの製造などに用いられる電極材または色材(画素材料)などの材料が分散または溶解した液状体を噴射する構成にしてもよい。
1…液体噴射装置、10…液体噴射ヘッド、11…ノズル、20…インクタンク(液体収容部材)、30…キャリッジ、32…液体注入口、34…液体排出口、36…溝、40…吸収体、50…液体受容部材、52…受容部、54…誘導部、60…キャップ、70…搬送部材、80…払拭部材、100…プリンター(記録装置)、HP…(キャリッジの)ホームポジション、LFP…(キャリッジの)液体注入可能位置、T30…キャリッジの移動経路、T32…液体注入口の移動軌跡

Claims (8)

  1. 媒体に対しノズルから液体を噴射する液体噴射ヘッドと、
    前記液体噴射ヘッドに供給する液体を収容する液体収容部材と、
    前記液体噴射ヘッドと前記液体収容部材とを搭載し、移動経路上を移動可能なキャリッジと、を備え、
    前記液体収容部材は、前記液体噴射ヘッドよりも上方に配置された、前記液体を注入する為の液体注入口を有し、
    前記キャリッジは、当該キャリッジ内に流入した前記液体を排出可能な液体排出口を有することを特徴とする液体噴射装置。
  2. 前記液体注入口と前記液体排出口は、前記液体噴射ヘッドを基準として、前記キャリッジの移動方向の同じ側に配置されていることを特徴とする請求項1に記載の液体噴射装置。
  3. 前記キャリッジが前記液体収容部材への液体注入が可能な位置にあるときに、前記液体排出口の下方となる位置に吸収体が設けられていることを特徴とする請求項1または2に記載の液体噴射装置。
  4. 前記キャリッジが前記液体収容部材への液体注入が可能な位置にあるとき、前記液体排出口の下方であって前記吸収体の上方となる位置に前記液体排出口から流出した前記液体を受容可能な液体受容部材が設けられており、前記液体受容部は、前記液体を受容可能な受容部と、前記受容部で受容された前記液体を前記吸収体側に導く誘導部と、を有することを特徴とする請求項3に記載の液体噴射装置。
  5. 所定位置で前記液体噴射ヘッドと接触し、前記ノズルが開口した閉空間を形成可能なキャップを更に備え、
    前記液体収容部材への液体注入が可能となる位置である前記キャリッジの液体注入可能位置が、前記液体噴射ヘッドと前記キャップとが対向する位置である対向位置とは異なる位置に設定されていることを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の液体噴射装置。
  6. 前記媒体を搬送する媒体搬送部材を更に備え、
    前記キャリッジが前記液体注入可能位置にあるときに、前記液体排出口は、前記キャリッジにおける前記媒体搬送部材が設けられる側の反対側に位置することを特徴とする請求項5に記載の液体噴射装置。
  7. 前記液体排出口は、前記キャリッジが前記移動経路上にある時に、上方からの平面視で前記キャップと重ならない位置に設けられていることを特徴とする請求項5または請求項6に記載の液体噴射装置。
  8. 前記液体噴射ヘッドを払拭可能な払拭部材を更に備えており、
    前記液体排出口は、前記キャリッジが前記移動経路上にある時に、上方からの平面視で前記払拭部材と重ならない位置に設けられていることを特徴とする請求項1から請求項7のうち何れか一項に記載の液体噴射装置。
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