JP2019101387A - トナー容器及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】トナー収容部のトナーが少なくなった際に、トナーを高精度に一定量確保できて、商品性を向上できるトナー容器及び画像形成装置を提供する。【解決手段】トナー収容部３９と、前記トナー収容部３９のトナーを送出するトナー送出口４４と、前記トナー収容部３９がほぼ空状態になってから前記トナー送出口４４から送出するトナーを一定量収容保管するトナー補助収容部５０とを備えている。容器本体４０の底部に前記トナー送出口４４が形成され、トナーを搬送する搬送装置４５が設けられ、トナー補助収容部５０は、トナー収容ケース５１とシャッター５２と操作部５３を備え、シャッター５２が開かれると、トナー収容ケース５１内のトナーが搬送装置４５側に降下し、搬送装置４５に搬送されてトナー送出口４４から送出される。【選択図】図４

Description

本発明はトナー容器及び画像形成装置に関する。

プリンター等の画像形成装置にはトナー容器が装着される。そして、トナー容器から画像形成装置の現像部にトナーが供給され、像担持体にトナー像が形成される。さらに、像担持体のトナー像が転写部で用紙に転写され、定着部で用紙に定着される。
画像形成装置がこれらの一連の処理を繰り返すうちに、トナー容器のトナーが減少する。このトナー容器のトナー残量が、予め設定された値になると、そのことをセンサーが検出し、報知部がアラームを発してユーザーに報知する。報知されたユーザーは新たなトナーを発注することになる。
従来、特許文献１に開示されているように、トナー容器に前記センサーが設けられ、トナー容器内のトナー残量が前記センサーにより直接検出されていた（特許文献１の明細書の段落（００５６），図面の図４参照）。
しかしながら、トナーは粉体であり、トナーを収容したトナー容器は、搬送時等に傾斜したり振動したりすることから、トナー容器内のトナーの分布に偏りが生じやすい。その結果、前記センサーがトナー容器内のトナー残量を直接検出する上記特許文献１の構造では、トナー残量の検出精度が低くなっていた。
そこで、現像ユニットにセンサーを設け、現像ユニットで消費されたトナー量を前記センサーにより検出して、トナー容器のトナー残量を間接的に求める第１の技術が開発されていた。また、トナー容器のトナーをトナー送出口に向けて搬送する搬送スクリューの回転数を検出し、その検出結果からトナーの送出量（供給量）を計算して、トナー容器のトナー残量を間接的に求める第２の技術も開発されていた。

特開２０１２−８８６６４号公報

しかしながら、トナー容器から送出されるトナーの量は、トナー容器内でのトナーの保管状態や、搬送スクリュー等の駆動方法、画像形成装置内の環境等の影響で一定していない。
そのために、第１の技術や第２の技術では、センサーが検出するトナー残量にばらつきが生じ、トナー残量が求められた後、トナーが無くなるまでの間に用紙に形成されるトナー像の量（印字量等）が、予測量より少なすぎたり多すぎたりするという問題があった。また、近年、トナー容器の自動発注システムが採用されるようになっており、上記のように、センサーが検出するトナー残量にばらつきがあると、トナー容器の自動発注精度が低下するという問題もあった。これらの問題は、トナー容器や画像形成装置の商品性の低下を招来する。
本発明は上記実状に鑑みて成されたもので、その目的は、トナー収容部のトナーが少なくなった際に、トナーを高精度に一定量確保できて、商品性を向上できるトナー容器及び画像形成装置を提供する点にある。

本発明の一局面に係るトナー容器は、トナー収容部と、前記トナー収容部のトナーを送出するトナー送出口と、前記トナー収容部のトナーとは別個に一定量のトナーを収容保管するトナー補助収容部とを備えている。前記トナー補助収容部のトナーは、前記トナー収容部がほぼ空状態になってから前記トナー送出口から送出される。

本発明の他の局面に係る画像形成装置は、上記のトナー容器が装着され、前記トナーが供給される現像ユニットを備えている。

本発明によれば、トナー収容部のトナーが少なくなった際に、トナーを高精度に一定量確保できて、商品性を向上できるトナー容器及び画像形成装置を提供することができる。

図１は、画像形成装置の全体構成を示す概略図である。 図２は、トナーコンテナ（トナー容器）の正面図である。 図３は、トナーコンテナ（トナー容器）の上面図である。 図４は、トナーコンテナ（トナー容器）の縦断正面図である。 図５は、図４のＡ−Ａ断面図である。 図６は、トナーコンテナ（トナー容器）の蓋部を斜め下方から見た斜視図である。 図７は、トナーコンテナ（トナー容器）の蓋部を斜め上方から見た斜視図である。 図８は、コイルスプリング（付勢部材）と載置部材の組み付け状態を示す斜視図である。 図９は、載置部材を斜め下方から見た斜視図である。 図１０は、載置部材を斜め上方から見た斜視図である。 図１１は、トナー収容ケースの断面斜視図である。 図１２は、シャッター閉じ状態の図５のＣ−Ｃ断面図である。 図１３は、シャッター開き状態の図５のＣ−Ｃ断面図である。 図１４は、シャッター開き状態の図４のＡ−Ａ断面図である。

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。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。

図１は、画像形成装置１の全体構成を示す概略図である。画像形成装置１は、例えばタンデム方式のカラープリンターであって、現像ユニットＡと、現像ユニットＡの上方に配置された中間転写ユニットＢと、中間転写ユニットＢの上方に配置された複数（４つ）のトナーコンテナＣ（トナー容器に相当）とを備えている。また、画像形成装置１は、一次転写部６、二次転写部９、定着部１１及び光走査装置１５をも備えている。現像ユニットＡは、光走査装置１５の上方に配置された複数（４つ）の画像形成部１６を有する。中間転写ユニットＢは、無端状の中間転写ベルト７を有し、中間転写ベルト７は、４つ画像形成部１６の上方に画像形成部１６の配列方向に沿うように配置されている。

画像形成装置１の装置本体２の内部下方には、給紙カセット３が配置されている。給紙カセット３は、その内部に印刷前の用紙８０を積載して収容している。給紙カセット３の側方には、第１用紙搬送部２１が設けられている。第１用紙搬送部２１は、給紙カセット３から送り出された用紙８０を受け取り、その用紙８０を上方の二次転写部９へ搬送する。

給紙カセット３の第１用紙搬送部２１と反対側の側方には、手差し給紙部５が設けられている。手差し給紙部５と第１用紙搬送部２１との間には、第２用紙搬送部２２が設けられている。第２用紙搬送部２２は、手差し給紙部５から送り出された用紙８０を受け取って第１用紙搬送部２１へ搬送する。

光走査装置１５は、第２用紙搬送部２２の上方に配置され、画像形成装置１が受信した画像データに基づいて、レーザー光を画像形成部１６へ照射する。中間転写ベルト７は、駆動ローラー１２と従動ローラー１３とに巻き掛けられており、図示しない駆動装置によって回転駆動される。従動ローラー１３の近傍には、中間転写ベルト７の表面を清掃するための中間転写ベルトクリーニング装置３４が配置されている。

中間転写ベルト７は、複数の感光体ドラム２５（像担持体に相当）の外周面に当接することによって、その複数の感光体ドラム２５の外周面からトナー像が一次転写されるように構成されている。

４つの画像形成部１６は、中間転写ベルト７に沿って一列に配置されており、イエロー、マゼンタ、シアン、又はブラックのトナー像をそれぞれ形成する。各画像形成部１６は、感光体ドラム２５と、感光体ドラム２５の周囲に配置された帯電器３１、現像部３３及びクリーニング装置３２とをそれぞれ有している。

帯電器３１は感光体ドラム２５の表面を帯電させる。帯電器３１により帯電された感光体ドラム２５には、光走査装置１５から照射されたレーザー光によって静電潜像が形成される。現像部３３は、静電潜像を現像することによって感光体ドラム２５の表面にトナー像を形成する。

一次転写部６は、各画像形成部１６の上方にそれぞれ配置されている。一次転写部６は、画像形成部１６により感光体ドラム２５に形成されたトナー像を中間転写ベルト７の表面に一次転写する一次転写ローラー８を有している。

そして、中間転写ベルト７が回転駆動されると共に、一次転写ローラー８に印加されたトナーの帯電極性とは逆極性の電圧にて所定のタイミングで各感光体ドラム２５上のトナー像が中間転写ベルト７に一次転写される。これによって、中間転写ベルト７の表面には、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの４色のトナー像が互いに重ね合わされたカラートナー像が形成される。また、トナー像が中間転写ベルト７に一次転写された感光体ドラム２５の表面は、クリーニング装置３２によって清掃される。

二次転写部９は、中間転写ベルト７の側方に配置された二次転写ローラー１７を有している。そして、二次転写部９は、二次転写ローラー１７に印加されたトナーの帯電極性とは逆極性の電圧にて中間転写ベルト７上のトナー像を、第１用紙搬送部２１から送られてきた用紙８０に二次転写する。

定着部１１は、二次転写部９の上方に設けられている。二次転写部９と定着部１１との間には、トナー像が二次転写された用紙８０を定着部１１へ搬送する第３用紙搬送部２３が形成されている。定着部１１は、加圧ローラー１８と、定着ローラー１９と、加熱ローラー２０とを備えている。そして、定着部１１は、第３用紙搬送部２３から搬送された用紙８０を加熱及び加圧することによって、その用紙８０にトナー像を定着させる。

定着部１１の上方には分岐部２７が設けられている。定着部１１から排出された用紙８０は、片面印刷時には、分岐部２７から画像形成装置１の上部に形成された用紙排出部２８に排出される。一方、両面印刷時には、用紙８０は、分岐部２７から第４用紙搬送部２４を介して再び二次転写部９へ搬送される。

中間転写ユニットＢの前面側には、インナーユニットＤが中間転写ユニットＢの前面を覆うように配置されている。画像形成装置１の装置本体２には、４つのトナーコンテナＣが着脱可能に装着されている。これらのトナーコンテナＣには、それぞれシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの各色のトナーが収容されている。トナーコンテナＣは、トナーを現像ユニットＡの現像部３３にインナーユニットＤを介して供給する。

［トナーコンテナＣの構造］
図１に示すように、前記４つのトナーコンテナＣのうち１つのトナーコンテナＣは他の３つのトナーコンテナＣに比べて容量が大きいが、４つのトナーコンテナＣはいずれも同一構造である。

図２〜図４に示すように、トナーコンテナＣは、画像形成装置１の前後方向（用紙８０の幅方向に対応する方向）に長く形成されている。このトナーコンテナＣは、上側が開口するコンテナ本体４０（容器本体に相当）と、コンテナ本体４０の上側の開口を閉じる蓋部４１とを備えている。

また、コンテナ本体４０は、画像形成装置１の左右方向で対向する一対の側壁４２（図２参照）と、一対の側壁４２の下端部同士を連結する底壁４３（底部に相当）とを備えている。そして、コンテナ本体４０の長手方向の一端部を除く部分がトナー収容部３９に構成されている（図４参照）。

図４に示すように、前記一対の側壁４２の長手方向の一端部同士の間は第１端部壁４７により閉じられ、他端部同士の間は第２端部壁４８により閉じられている。前記底壁４３の長手方向の一端部は、一対の側壁４２や蓋部４１よりも前記長手方向の外方側に延長されて第１延長部７２が形成されている。前記底壁４３の長手方向の他端部も、一対の側壁４２や蓋部４１よりも前記長手方向の外方側に延長されて第２延長部７３が形成されている。

図２，図４に示すように、前記底壁４３の第１延長部７２にトナー送出口４４が形成され、トナー送出口４４を開閉する開閉機構部７７が前記第１延長部７２の上部に固定されている。開閉機構部７７は、トナー送出口４４を開閉操作する第１操作レバー７８を備えている。

図４に示すように、トナー収容部３９のトナーを、底壁４３の他端部側からトナー送出口４４に向けて略水平方向に搬送する搬送スクリュー４５（搬送装置に相当）がトナー収容部３９の下部に設けられている。搬送スクリュー４５はスクリュー軸６９と螺旋状の羽根５７とから成る。そして、底壁４３の第２延長部７３の上部に、搬送スクリュー４５を回転駆動する搬送スクリュー駆動部４６が設けられている。図５に示すように、底壁４３には、搬送スクリュー４５を収容する断面円弧状のスクリュー収容壁部８８が下方に突設されている。

図６，図７に示すように、前記蓋部４１は、下側が開口した浅い箱状の蓋本体部７４と、蓋本体部７４の長手方向の一端部の下端から前記長手方向の外方側に延びる平板部７５とを備えている。

［撹拌機構６１の構造］
図４に示すように、トナー収容部３９のトナーを撹拌する撹拌機構６１がトナー収容部３９に設けられている。撹拌機構６１は、回転軸部材６２と、これに取り付けられた複数のフィルム片６４とにより構成されており、各フィルム片６４の側部に凹部６５が形成されている。この撹拌機構６１において、前記回転軸部材６２が軸心周りに駆動回転し、複数のフィルム片６４が前記軸心周りに回転軸部材６２と一体に回転することで、トナー収容部３９のトナーが撹拌される。これにより、トナー収容部３９のトナーを搬送スクリュー４５で円滑に搬送することができる。

［トナー補助収容部５０の構造］
図４，図５に示すように、トナー収容部３９のトナーとは別個に一定量のトナーを収容保管するトナー補助収容部５０が、蓋部４１の平板部７５の下方に設けられている。トナー補助収容部５０は、トナー収容部３９の容量よりも小さい容量を有し、搬送スクリュー４５の搬送終端部の上方に、トナー収容部３９に対して並列に配置されている。トナー補助収容部５０のトナーは、トナー収容部３９がほぼ空状態になってからトナー送出口４４から送出される。

図４〜図７，図１１に示すように、トナー補助収容部５０は、底部が開口したトナー収容ケース５１と、トナー収容ケース５１の底部の開口５１Ｋを開閉するシャッター５２と、シャッター５２を開閉操作する第２操作レバー５３（操作部に相当）とを備えている。第２操作レバー５３は人為的に操作される。

［トナー収容ケース５１の構造］
トナー収容ケース５１は蓋部４１の平板部７５と一体に成形されている。このトナー収容ケース５１は、前記平板部７５から下方に延びる角筒状に形成され、上面視において、搬送スクリュー４５の軸心方向と直交する方向に互いに対向する一対のケース側壁５１Ｓ（図６，図１１参照）を備えている。前記シャッター５２は長方形の板状に形成されている。

図５，図８に示すように、前記トナー収容ケース５１は、閉じ状態のシャッター５２に載置する載置部材５４と、載置部材５４を下降付勢するコイルスプリング５５（付勢部材に相当）とを内蔵している。蓋部４１の平板部７５の裏面（下面）には、コイルスプリング５５の上端部を係合させる複数の第１係合爪６６が突設されている（図１１参照）。

［載置部材５４の構造］
図５，図８〜図１０に示すように、前記載置部材５４は、トナー収容ケース５１の前記一対のケース側壁５１Ｓの内面に各別に対向する一対の縦壁７０（壁部に相当）を備えている。一対の縦壁７０のうちのいずれか一方は、シャッター５２が開かれて載置部材５４がコイルスプリング５５の付勢力により下降する際に、トナー収容ケース５１のケース側壁５１Ｓに対し摺動して前記ケース側壁５１Ｓに下降案内される。これにより、載置部材５４を目標位置に向かって正確に下降させることができる。前記一対の縦壁７０は、これらと直交する連結壁７６により連結されている。連結壁７６は、搬送スクリュー４５の軸心方向から見て上側に凸の円弧の板状に形成されている。

前記縦壁７０の上端部の幅方向一対の側部には、前記側部から立ち上がる第２係合爪７１が形成され、合計４個の第２係合爪７１がコイルスプリング５５の下端部に係合している。載置部材５４は、搬送スクリュー４５に跨がる一対の脚部５６を備えている。この脚部５６は、搬送スクリュー４５の軸心方向と直交する方向から見て上下逆のＴ字状に形成されている。

［シャッター５２と第２操作レバー５３の連結構造］
図５〜図７に示すように、トナー収容ケース５１の側方に位置する段付きの縦軸５８が、縦軸５８の軸心周りに回転自在にトナー収容ケース５１に支持されている。これにより、縦軸５８の支持構造を簡素化でき、縦軸５８を安定支持することができる。

図６，図７に示すように、縦軸５８の下端部に形成された屈曲片５８Ａの先端部にシャッター５２の周部の一部分が連結されている。縦軸５８は、前記軸心周りに回転自在に蓋部４１の平板部７５に取り付けられている。従って、縦軸５８を、より安定支持することができる。図４，図６，図７に示すように、平板部７５には、縦軸５８を挿通させる挿通孔８９が形成され、平板部７５の裏面には、縦軸５８を回転自在に支持するリング状の凸部６８（図１１参照）が下方に突設されている。そして、縦軸５８の上端部に、略水平姿勢の第２操作レバー５３の一端部が連結されている。

前記第２操作レバー５３が縦軸５８の軸心周りに正逆に回転操作されることで、シャッター５２が前記軸心周りに正逆に揺動して、トナー収容ケース５１の底部の開口５１Ｋを開閉する。シャッター５２とその支持構造を上記のように構成してあるから、シャッター５２を確実に開閉作動させることができる。トナー収容ケース５１の底部には、閉じ状態のシャッター５２が嵌合するスリット５９（図１１参照）が形成されている。スリット５９はケース側壁５１Ｓと直交する方向（略水平方向）に沿っており、ケース側壁５１Ｓの外側に向かって開口している。閉じ状態のシャッター５２を前記スリット５９に嵌合させることで、シャッター５２の閉じ状態を安定保持できる。

図５，図１２は、シャッター５２の閉じ状態を示している。この閉じ状態から、図１３，図１４に示すように、シャッター５２が開かれると、トナー収容ケース５１内のトナーが搬送スクリュー４５の終端部側に降下し、搬送スクリュー４５に搬送されてトナー送出口４４から現像部３３に供給される。これにより、トナー収容ケース５１内のトナーを円滑に現像部３３に供給することができる。

また、載置部材５４がコイルスプリング５５の付勢力により下降し、一対の脚部５６の下端面５６Ａ（図９参照）が搬送スクリュー４５の羽根５７の外周部に圧接する。そして、搬送スクリュー４５の回転に伴って、載置部材５４が昇降しコイルスプリング５５が上下方向に伸縮してトナー収容ケース５１内のトナーを撹拌する。これにより、トナー収容ケース５１内のトナーをほぐして搬送スクリュー４５側に円滑に降下させることができる。また、一対の脚部５６が搬送スクリュー４５に跨がって、一対の脚部５６の下端面５６Ａが搬送スクリュー４５の羽根５７の外周部に圧接するから、載置部材５４を安定して昇降させることができる。

図３，図４に示すように、シャッター５２が閉じた状態で、第２操作レバー５３は、搬送スクリュー４５と直交する方向に沿っている。シャッター５２が開かれる際、第２操作レバー５３は、搬送スクリュー駆動部４６側に回転操作される。シャッター５２が開いたときの第２操作レバー５３の位置を図３に二点鎖線で示してある。

本実施形態においては、トナー収容部３９が空状態になったことをユーザーに音声や文字により報知する報知部が画像形成装置１に設けられている。トナー収容部３９が空状態になったことは、トナー収容部３９のトナーの状態の影響を受けないので正確に検出することができる。

前記トナー収容部３９が空状態になったことが報知部からユーザーに報知された場合、ユーザーが第２操作レバー５３を操作してシャッター５２を開き状態に設定する。これにより、ユーザーは、画像形成装置１を作動させて、用紙８０にトナー像（例えば印字）を形成できる。また、ユーザーは新たなトナーコンテナＣを発注する。

前記報知部が設けられた構造に加え（あるいは、報知部が設けられた構造に換えて）、トナー収容部３９が空状態になったことを検出する検出部と、この検出部の検出結果に基づいて、新たなトナーコンテナＣを自動発注する自動発注部とが設けられていてもよい。

トナー収容部３９が空状態になった後、新たなトナーコンテナＣが画像形成装置１の装置本体２に装着されるまでは、トナー補助収容部５０内のトナーが画像形成装置１の現像部３３に供給される。

本実施形態によれば、画像形成装置１の装置本体２に装着されたトナーコンテナＣのトナーが少なくなった際（トナー収容部３９が空状態になった際）に、トナーを高精度に一定量（トナー補助収容部５０内のトナー量）確保できる。

従って、トナー収容部３９が空状態になった後、トナー補助収容部５０のトナーが無くなるまでの間に用紙８０に形成されるトナー像の量（印字量等）が、予測量より少なすぎたり多すぎたりする問題を解消でき、トナーコンテナＣの自動発注精度を向上できる。さらに、ユーザーによるトナー発注タイミングのばらつきを抑えることができる。その結果、トナーコンテナＣや画像形成装置１の商品性を向上できる。

以上説明したように、本発明は、トナー容器及び画像形成装置について有用であり、特に、複写機、ファクシミリ、プリンター、及び複合機（ＭＦＰ）等の画像形成装置とこれらに装着されるトナー容器に有用である。

３９ トナー収容部
４０ 容器本体（コンテナ本体）
４１ 蓋部
４４ トナー送出口
４５ 搬送装置（搬送スクリュー）
５０ トナー補助収容部
５１ トナー収容ケース
５１Ｋ 開口（トナー収容ケースの開口）
５１Ｓ 側壁（トナー収容ケースのケース側壁）
５２ シャッター
５３ 操作部（第２操作レバー）
５４ 載置部材
５５ 付勢部材（コイルスプリング）
５６ 脚部（載置部材の脚部）
５６Ａ 脚部の下端面
５７ 搬送スクリューの羽根
５８ 縦軸
Ｃ トナー容器（トナーコンテナ）

Claims (8)

1. トナー収容部と、
   前記トナー収容部のトナーを送出するトナー送出口と、
   前記トナー収容部のトナーとは別個に一定量のトナーを収容保管するトナー補助収容部とを備え、
   前記トナー補助収容部のトナーは、前記トナー収容部がほぼ空状態になってから前記トナー送出口から送出されるトナー容器。
2. 容器本体の底部に前記トナー送出口が形成され、
   前記トナー収容部のトナーを前記トナー送出口側に向けて搬送する搬送装置が前記トナー収容部に設けられ、
   前記トナー補助収容部は、底部が開口したトナー収容ケースと、
   前記トナー収容ケースの底部の開口を開閉するシャッターと、
   前記シャッターを開閉操作する操作部とを備えて、前記搬送装置の上方に配置され、
   前記シャッターが開かれると、前記トナー収容ケース内のトナーが前記搬送装置側に降下し、前記搬送装置に搬送されて前記トナー送出口から送出される請求項１記載のトナー容器。
3. 前記搬送装置は、前記トナー収容部のトナーを前記トナー送出口側に向けて略水平方向に搬送する搬送スクリューであり、
   前記トナー補助収容部のトナー収容ケースは、前記搬送スクリューの搬送終端部の上方に配置されている請求項２記載のトナー容器。
4. 前記トナー収容ケースは、閉じ状態の前記シャッターに載置する載置部材と、前記載置部材を下降付勢する付勢部材とを内蔵し、
   前記シャッターが開かれると、前記載置部材が前記付勢部材の付勢力により下降して前記搬送スクリューの羽根の外周部に圧接し、
   前記搬送スクリューの回転に伴って、前記載置部材が昇降し前記付勢部材が上下方向に伸縮して前記トナー収容ケース内のトナーを撹拌する請求項３記載のトナー容器。
5. 前記載置部材は、前記搬送スクリューに跨がる一対の脚部を備え、
   前記一対の脚部の下端面が前記搬送スクリューの羽根の外周部に圧接する請求項４記載のトナー容器。
6. 前記トナー収容ケースの側方に位置する縦軸が、前記縦軸の軸心周りに回転自在に前記トナー収容ケースに支持され、
   前記縦軸の下端部に前記シャッターの周部の一部分が連結され、
   前記縦軸の上端部に前記操作部が設けられ、
   前記操作部が前記軸心周りに正逆に回転操作されることで、前記シャッターが前記軸心周りに正逆に揺動して、前記トナー収容ケースの底部の開口を開閉する請求項２〜５のいずれか一つに記載のトナー容器。
7. 前記容器本体は上側が開口し、
   前記容器本体の上側の開口を閉じる蓋部が設けられ、
   前記トナー収容ケースは、前記蓋部の裏面から下方に延びており、
   前記縦軸は、前記軸心周りに回転自在に前記蓋部に取り付けられている請求項６記載のトナー容器。
8. 請求項１〜７のいずれか一つに記載のトナー容器が装着され、前記トナーが供給される現像ユニットを備えている画像形成装置。

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