JP2020020924A - Developer storage unit, developing device, process cartridge - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、画像形成装置に使用される現像剤収容ユニット、現像装置、プロセスカートリッジに関するものである。 The present invention relates to a developer accommodating unit, a developing device, and a process cartridge used in an image forming apparatus.
ここで画像形成装置とは、例えば電子写真画像形成プロセスを用いて記録媒体に画像を形成するもので、例えば電子写真複写機、電子写真プリンター(例えば、LEDプリンター、レーザービームプリンタ等)、電子写真ファクシミリ装置等が含まれる。 Here, the image forming apparatus forms an image on a recording medium using, for example, an electrophotographic image forming process, and includes, for example, an electrophotographic copying machine, an electrophotographic printer (for example, an LED printer, a laser beam printer, etc.), an electrophotographic A facsimile machine and the like are included.
現像剤収容ユニットは、画像形成動作で用いられる現像剤を収容する。現像装置は、現像剤を担持する現像剤担持体を有する。像担持ユニットは、潜像を担持する像担持体を有する。 The developer accommodating unit accommodates a developer used in an image forming operation. The developing device has a developer carrying member that carries the developer. The image carrying unit has an image carrier for carrying a latent image.
カートリッジとは、画像形成装置本体に着脱可能な現像剤収容ユニット、現像装置、像担持ユニットなどを指す。ここで、プロセスカートリッジとは、現像剤担持体と像担持体を有し、画像形成装置本体に着脱可能なカートリッジを指す。 The cartridge refers to a developer accommodating unit, a developing device, an image carrying unit, and the like, which are detachable from the image forming apparatus main body. Here, the process cartridge refers to a cartridge that has a developer carrier and an image carrier, and is detachable from the image forming apparatus main body.
これらカートリッジを用いることで、画像形成装置のメンテナンスを容易にすることができる。 By using these cartridges, maintenance of the image forming apparatus can be facilitated.
現像剤収容ユニットは枠体を有する。枠体には、現像剤を収容する現像剤収容部と、現像剤収容部から現像剤を排出するための開口とが備えられる。そして、現像剤収容ユニットが使用される前に開口から現像剤が排出されることを防止するために、開口を封止する封止部材を有する現像剤収容ユニットが提案されている。 The developer accommodating unit has a frame. The frame is provided with a developer accommodating portion for accommodating the developer, and an opening for discharging the developer from the developer accommodating portion. In order to prevent the developer from being discharged from the opening before the developer housing unit is used, a developer housing unit having a sealing member for sealing the opening has been proposed.
特許文献1には、カバーカートリッジ、インナーカートリッジ、スポンジシャッタを有するトナーカートリッジが開示されている。スポンジシャッタの外周面は、カバーカートリッジの内周面に押圧されて接触し、開口部を閉塞している。トナーカートリッジの使用時には、スポンジシャッタは移動させられる。
特許文献1のように、開口を封止するように圧縮される封止部材を用いる構成において、開口を開くときには封止部材が圧縮された状態で移動される。このため、封止部材を移動させる負荷が大きくなる。本発明は、開口を封止するように圧縮される封止部材を用いる構成において、封止部材を移動させる負荷を低減することを目的とする。
In a configuration using a sealing member that is compressed to seal the opening as in
上記課題を解決するための、本出願に係る発明の一つは以下のようなものである。 One of the inventions according to the present application for solving the above problems is as follows.
現像剤を収容する現像剤収容室と、前記現像剤収容室から前記現像剤を排出するための開口と、が備えられる枠体と、
前記開口を封止するための封止ユニットであって、回転軸線の周りに回転可能な軸部材と、前記軸部材に取り付けられた封止部であって、前記開口を封止するように、前記軸部材と前記枠体に圧縮される封止部と、を有し、前記封止部が前記開口を封止する閉鎖位置から、前記開口が開かれた開放位置に向けて、開放方向に回転可能な封止ユニットと、
を有し、
前記枠体は、前記封止ユニットが前記閉鎖位置から前記開放位置に移動するときに、前記封止部と接触する接触壁を有し、
前記接触壁と前記軸部材は、前記封止ユニットが前記開放方向に回転するときに、前記回転軸線に直交する直交方向において、前記封止部が圧縮される量が、前記開放方向の下流側に向けて減少するように配置されることを特徴とする現像剤収容ユニット。
A developer container for housing the developer, and an opening for discharging the developer from the developer container, a frame provided with,
A sealing unit for sealing the opening, a shaft member rotatable around a rotation axis, and a sealing portion attached to the shaft member, so as to seal the opening, A sealing portion that is compressed by the shaft member and the frame, and from a closed position in which the sealing portion seals the opening toward an open position in which the opening is opened, in an opening direction. A rotatable sealing unit,
Has,
When the sealing unit moves from the closed position to the open position, the frame has a contact wall that contacts the sealing unit,
The contact wall and the shaft member are such that, when the sealing unit rotates in the opening direction, the amount by which the sealing portion is compressed in a direction orthogonal to the rotation axis is downstream of the opening direction. A developer accommodating unit, wherein the developer accommodating unit is arranged so as to decrease toward the developer container.
以上説明したように、本発明によれば、開口を封止するように圧縮される封止部材を用いる構成において、封止部材を移動させる負荷を低減することができる。 As described above, according to the present invention, in a configuration using a sealing member that is compressed so as to seal an opening, a load for moving the sealing member can be reduced.
以下に図面を参照して本発明の実施形態を例示する。ただし、原則として、実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状やそれらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件などにより適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以下の実施形態に限定する趣旨ではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, in principle, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in the embodiments should be appropriately changed depending on the configuration of the apparatus to which the invention is applied, various conditions, and the like. It is not intended to limit the scope of the present invention to the following embodiments.
また、特に断りのない限り、本実施例において、後述する像担持体の回転軸線、現像剤担持体の回転軸線、封止ユニットの回転軸線は実質的に平行である。さらに、長手方向とは、それぞれの回転軸線の方向と実質的に同一方向である。 In this embodiment, the rotation axis of the image carrier, the rotation axis of the developer carrier, and the rotation axis of the sealing unit, which will be described later, are substantially parallel unless otherwise specified. Further, the longitudinal direction is substantially the same direction as the direction of each rotation axis.
図1は本発明を適用できる現像剤収容ユニットを有するプロセスカートリッジの断面図である。図2は、本発明を適用できる画像形成装置の断面図である。図1、図2は、上述の回転軸線に直交する方向に沿って切断した断面を、回転軸線の方向で見たときの図である。 FIG. 1 is a sectional view of a process cartridge having a developer accommodating unit to which the present invention can be applied. FIG. 2 is a sectional view of an image forming apparatus to which the present invention can be applied. 1 and 2 are views when a cross section cut along a direction orthogonal to the above-described rotation axis is viewed in the direction of the rotation axis.
<プロセスカートリッジの構成概要>
プロセスカートリッジは、像担持体と、像担持体に作用するプロセス手段を備える。ここでプロセス手段としては、例えば像担持体の表面を帯電させる帯電手段、像担持体に像を形成する現像装置、像担持体表面に残留した現像剤(トナー、キャリア等を含む)を除去するためのクリーニング手段がある。
<Overview of process cartridge configuration>
The process cartridge includes an image carrier and a process unit that acts on the image carrier. Here, as the process means, for example, a charging means for charging the surface of the image carrier, a developing device for forming an image on the image carrier, and a developer (including a toner and a carrier) remaining on the surface of the image carrier are removed. There is a cleaning means for.
本実施例において、プロセスカートリッジAは、回転可能な像担持体としての感光ドラム11を備える。感光ドラム11は、表面に静電潜像を担持する。プロセスカートリッジAは、感光ドラム11の表面を帯電するための帯電部材としての帯電ローラ12を備える。帯電ローラ12は回転可能である。プロセスカートリッジAは、感光ドラム11の表面を清掃するための清掃部材としてのクリーニングブレード14を備える。
In this embodiment, the process cartridge A includes a
本実施例において、プロセスカートリッジAは、現像剤としてのトナーを担持し、回転可能な現像剤担持体としての現像ローラ13を備える。現像ローラ13は、感光ドラム11にトナーを供給することで、感光ドラム11の上に形成された静電潜像を現像する。プロセスカートリッジAは、現像ローラ13にトナーを供給する回転可能な供給部材としての現像剤供給ローラ23を備える。現像剤供給ローラ23は、現像ローラ13に接触することで、現像ローラ13にトナーを供給する。プロセスカートリッジAは、現像ローラ13に担持されたトナーの厚みを規制するための規制部材としての現像ブレード15を備える。
In this embodiment, the process cartridge A carries a toner as a developer and includes a developing
本実施例において、プロセスカートリッジAは、感光体ユニット24と、現像装置を有する。感光体ユニット24は、感光ドラム11、帯電ローラ12、クリーニングブレード14を備える。現像装置は、現像ローラ13、現像剤供給ローラ23、現像ブレード15を備える。
In the present embodiment, the process cartridge A has a
本実施形態のプロセスカートリッジAは、図1に示すように像担持体である感光ドラム11の周囲に帯電手段である帯電ローラ12、そしてクリーニング手段として弾性を有するクリーニングブレード14を有する感光体ユニット24を備えている。また、プロセスカートリッジAは、第一の枠体17と、第二の枠体18を有する現像剤収容ユニット25を備えている。プロセスカートリッジAは、感光体ユニット24と現像剤収容ユニット25とを一体とし、図2に示すように画像形成装置の装置本体Bに対して、着脱自在に構成されている。現像剤収容ユニット25は、トナーを収容する現像剤収容室26を備える。
As shown in FIG. 1, the process cartridge A of this embodiment includes a
ここで、現像ローラ13と、現像ブレード15は、第一の枠体17に支持されている。つまり、本実施例における現像剤収容ユニット25は、現像装置の一部である。言い換えれば、本実施例における現像装置は、現像剤収容ユニット25と、現像ローラ13とを有する。また、本実施例における現像剤収容ユニット25は、プロセスカートリッジAの一部である。言い換えれば、本実施例におけるプロセスカートリッジAは、感光ドラム11と、現像ローラ13と、現像剤収容ユニット25を有する。また、本実施例において、現像剤収容ユニット25は画像形成装置の装置本体Bに着脱可能である。
Here, the developing
<画像形成装置の構成概要>
図2に示すように、プロセスカートリッジAは画像形成装置の装置本体Bに装着される。画像形成装置は、プロセスカートリッジAを用いて記録材に画像形成動作を行う。画像形成動作において、感光ドラム11が帯電ローラ12によって帯電される。一方、装置本体Bはシートカセット6から搬送ローラ7によって記録材としてのシートSを搬送する。シート搬送と同期して、露光装置8が帯電された感光ドラム11を選択的に露光をして、感光ドラム11に潜像(静電潜像)が形成される。トナーは、スポンジ状の現像剤供給ローラ23によって現像ローラ13(現像剤担持体)に供給さる。現像ローラ13の表面に供給されたトナーは、現像ブレード15により、現像ローラ13の表面に薄層として担持される。そして、現像ローラ13に現像バイアスが印加される事によって、感光ドラム11の静電潜像にトナーが供給され、感光ドラム11の表面に現像剤像(トナー像)が形成される。トナー像は、転写ローラ9へ転写バイアスが印加されることによって、シートSに転写される。シートSが定着装置10へ搬送されて加熱されることで、トナー像がシートSに定着される。シートSは、排紙ローラ1によって装置上部の排紙部3に排出される。
<Configuration Overview of Image Forming Apparatus>
As shown in FIG. 2, the process cartridge A is mounted on the apparatus main body B of the image forming apparatus. The image forming apparatus performs an image forming operation on a recording material using the process cartridge A. In the image forming operation, the
<現像剤収容ユニットの構成>
次に現像剤収容ユニット25の構成について図1、図3および図4を用いて説明する。図3は現像剤収容ユニット25の断面図である。図4は現像剤ユニット25の組み立てを説明する斜視図である。図3は、現像ローラ13の回転軸線に沿って切断した断面を、回転軸線に直交する方向で見たときの図である。
<Configuration of developer storage unit>
Next, the configuration of the
なお、以降の説明で、長手方向に直交する方向を短手方向と定義する。 In the following description, a direction perpendicular to the longitudinal direction is defined as a lateral direction.
現像剤収容ユニット25は図1に示されるように、現像ローラ13と現像ブレード15を支持する第一の枠体17と、第二の枠体18が合体して形成された一つの現像枠体(枠体)を有する。本実施例において、第一の枠体17と第二の枠体18は、現像枠体の一部である。現像枠体の内部には現像剤収容室26が形成される。第一の枠体17には、現像剤収容室26に収容されたトナーを、現像剤収容室26から排出するための開口17aが備えられている。開口17aは、長手方向に延びている。つまり、第一の枠体17と、第二の枠体18によって形成される枠体は、現像剤収容室26と、開口17aが備えられている。
As shown in FIG. 1, the
開口17aをふさぐ封止ユニット20が現像剤収容室26の内部に設けられている。封止ユニット20は開口17aに沿って長手方向に伸びた形状を有している。封止ユニット20は、開口17aを封止するための封止部20bと、封止部20bを支持する軸部材20aとを有している。本実施例では、封止部20bと軸部材20aが一体に結合している。封止部20bは弾性を有している。図3に示されるように、軸部材20aの両端には軸部20c、20dが設けられており、第一の枠体17に対して回転可能に支持されている。また、一端の軸部20d(図3右側)には開封ギア41が結合している。開封ギア41は、封止ユニット20と一体的に回転する。つまり、本実施例において、軸部材20aは開封ギア41と第一の枠体17によって支持されている。軸部材20aを支持するための開封ギア41の一部と第一の枠体17の一部は、支持部と呼ぶこともできる。開封ギア41は中間ギア44とかみ合っている。中間ギア44は、入力ギア43とかみ合っている。入力ギア43は、装置本体Bから駆動力を受ける。中間ギア44は、装置本体Bから受けた駆動力を開封ギア41に伝達する。封止部20bは、開口17aを封止するように、軸部材20aによって第一の枠体17に押し付けられて圧縮されている。つまり、封止部20bが開口17aを封止するとき、封止部20bは、開口17aの周囲で、第一の枠体17と軸部材20aに挟まれて、圧縮されている。本実施例においては、封止部20bが圧縮された状態とは、後述のリップが開口17aの内側から外側に向けて広がるように変形した状態を指す。軸部材20aに押し付けられることにより、封止部20bは、開口17aの周囲に当接する。つまり、本実施例の封止部20bは、第一の枠体17に溶着されなくても、開口17aを封止できる。
A sealing
封止ユニット20は、プロセスカートリッジAの出荷時には、図1に示すように封止部20bによって開口17aを封止する位置で出荷される(閉鎖位置)。そして使用時に、入力ギア43が装置本体Bから駆動(駆動力)を付与されて回転することで、封止ユニット20が図1の矢印Rの方向に回転し、開口17aが開封される。封止ユニット20の構成については後に詳しく説明する。
When the process cartridge A is shipped, the sealing
また、現像剤収容室26の外側に現像ローラ13および、現像ローラ13にトナーを供給する供給ローラ23が設けられている。現像ローラ13および供給ローラ23は、それぞれ長手両端を第一の枠体17に回転可能に支持されている。現像ローラ13の長手一端に現像ギア42が結合しており、入力ギア43と係合している。供給ローラ23も同様に一端に不図示のギアが結合しており、入力ギア43と係合している。入力ギア43が回転することで、前記開封ギア41とともに現像ローラ13および供給ローラ23が回転する。ここで、図1に示すように、現像ローラ13、現像剤供給ローラ23が備えられる部分を、現像室28と呼ぶ。つまり、現像剤収容ユニット25の枠体は、現像室28を備える。現像剤収容室26に収容されたトナーは、開口17aを通じて、現像室28に供給される。言い換えれば、トナーは、開口17aを介して、現像剤収容室26から現像室28に向けて排出される。
The developing
また、第二枠体18には図3、図4に示すように内側天面から下向きに開口17aに向かって複数のリブ形状の押さえ部(規制部)18aが突出している。押さえ部18aは開口17aと対向する位置に設けられており、封止ユニット20が封止姿勢(閉鎖位置)にあるとき、封止ユニット20の軸部20aに設けられた被押さえ部(被規制部)20eに当接する。本実施例において、押さえ部18aは第二枠体18に設けられた凸部であり、被押さえ部20eは押さえ部18aを受け入れる凹部である。押さえ部18aの機能については後述する。
As shown in FIGS. 3 and 4, a plurality of rib-shaped pressing portions (regulating portions) 18a project downward from the inner top surface toward the
<封止ユニット20の詳細構成>
次に封止ユニット20の詳細構成について図5、図6および図11を用いて述べる。ここで図5は封止ユニット20の斜視図である。図6は封止ユニット20の断面図であり、図6(a)は封止ユニット20が現像剤収容室26に組み込まれる前の状態、図6(b)は組込まれた状態を表す。図6(c)〜(e)は、封止ユニット20の開封動作を説明する図である。図11は、別の形態の封止ユニットを示す断面図である。
<Detailed configuration of sealing
Next, a detailed configuration of the sealing
封止ユニット20は前述のとおり、軸部材20aと弾性を有する封止部20bを含む。そして、封止ユニット20は封止状態の時(図6(b))に封止部20bがわずかに変形する位置で第一の枠体17に支持される。したがって、図4に示すように、開口17a全周の被当接部17b、17c、17dと軸部材20aの間に封止部20bがはさまれ、封止部20bが弾性変形することにより封止状態が保たれる。ここで、封止部20bが開口17a封止する封止ユニット20の位置を、閉鎖位置と定義する。本実施例においては、封止ユニット20が閉鎖位置にあるとき、封止部20bは、開口17aを囲むように、開口17aの周囲で第一の枠体17と当接している。封止ユニット20が閉鎖位置にあるとき、封止部20bは、軸部材20aによって、開口17aの周りで第一の枠体17に押し付けられて圧縮されている。
As described above, the sealing
封止部20bとして、図11に示すように短冊状のスポンジ20b’を軸部材20aに貼り付けて軸部材20aと一体化してもよい。しかしながら本実施例では、特に図6に示すように、エラストマの封止部20bを軸部材20aに一体成形して封止ユニット20を形成している。そうすることで、軸部材20aに封止部20bを結合する工程を省いている。また、封止部20bは、軸部材20aの回転軸線に直交する方向に突出したリップ(突起)を有する。封止部20bのリップは、図5(b)に示すように細長い長方形に沿うように形成されており、長辺20b1、20b2と短辺20b3、20b4を有する。長辺20b1、20b2と短辺20b3、20b4は、封止ユニット20が封止姿勢(閉鎖位置)にある時、開口17aの外周を囲うように形成されている。封止部20bの長手両端の短辺20b3、20b4は、開口17aの入り口外周の短手被当接部17dの円弧形状に沿った形状を有する。
As the sealing
封止部20bの長辺20b1、20b2と短辺20b3、20b4が交差する角部は円弧でつながれている。また、リップの先端は全周において、図6(a)に示すように、開口17aの内側から外側に向かって傾斜した形状を有する。図6(b)に示すように、現像剤収容室26に封止ユニット20が組み込まれたときに、封止部20bを全周に亘って開口17aの内側から外側に向けて広がるように変形(傾斜)させて当接させることができる。そうすることで、封止ユニット20を簡単に組立てることができて、且つ安定的な封止性能を発揮する。
The corners where the long sides 20b1 and 20b2 intersect with the short sides 20b3 and 20b4 of the sealing
仮に、リップ先端が軸部材20aに直立していると、封止ユニット20を組み込む際にリップ先端の折れ曲がる方向が安定しないため、不均一に折れ曲がった個所の隙間からトナーが漏れる懸念がある。また、リップ先端が外側に向いているために、封止部20bが現像剤収容室26内のトナー粉圧によって、リップ先端が被当接部17b、17c、17dに押し付けられることで、リップ先端が内側に向いている構成に比べて封止性能が優れる。
If the tip of the lip stands upright on the
また、軸部材20aには、図6(a)に示すように封止部20bと反対側の位置に、被押さえ部20eが、それぞれの押さえ部18aに対して設けられている。押さえ部18aは、被押さえ部20eに当接して封止部20bがわずかに変形する封止姿勢を保つ位置に設けられている(図6(b))。そのように配置することにより、軸部材20aが封止部20bの弾性によって反ることによって長手方向における内側部で封止性能が落ちることを抑制することができる。また、封止ユニット20が閉鎖位置にあるとき、押さえ部18aは、被押さえ部20eに当接することで、封止ユニット20が回転することを規制している。これにより、プロセスカートリッジAを運搬するときの振動などによって封止ユニット20が変形することによって開口17aからトナーが漏れることを抑制することができる。また、押さえ部18aを設けることで、軸部材20aの曲げ剛性を、押さえ部18aがない場合よりも弱くできる。この場合、押さえ部18aが被押さえ部20eから外れたときに、軸部材20aが変形しやすいので、封止部20bの圧縮が解放されやすい。また、軸部材20aの材料節約、軽量化にも寄与する。なお、押さえ部18aの個数は、本実施例では3つであるが、軸部材20aの剛性や封止部20bの弾性によって適宜選択すればよい。
As shown in FIG. 6A, the
封止ユニット20は、本体から駆動を受けると図6(b)に示すように、両端の軸部20c、20dを結ぶ回転軸線gを中心に矢印Rの方向に回転する。つまり、回転軸線gは軸部材20aの回転軸線である。同時に、回転軸線gは封止ユニット20の回転軸線である。本実施例において、回転軸線gの方向(軸線方向)は、長手方向と同じ(平行)である。
When the sealing
封止ユニット20の軸部材20aは、重力方向で開口17aの上方に配置される。さらに、回転軸線gの方向で見たとき、水平方向において、回転軸線gの位置は、開口17aの位置と重なる。これらにより、後述する封止ユニット20の往復動作によって、トナーが開口17aに流れ込みやすくなる。
The
封止部20bとして、図11に示した短冊形状のスポンジ20b’を用いることもできる。スポンジ20b’は、開封開始時に、圧縮状態を維持したまま被当接部17b’、17c’を摺擦する。それに対し、図6に示すリップ構成では、図6(c)に示すように、回転方向Rで下流側の封止部20b1のリップ先端が、被当接部17bに当接した位置から移動せずに、内向きに反転する。そののちに、反転した姿勢を保ちながら摺擦する。そのため、封止部20bが短冊形状の形態(図11)よりも開封の負荷を低くすることができる。
The strip-shaped
図6(c)に示すように、被押さえ部20eには押さえ部18aの凸円弧形状に倣った凹円弧形状が形成されていることが望ましい。そうすることで、封止ユニット20の組み立て時に封止ユニット20の位相が安定する。また、物流時の振動などによって封止ユニット20が円周方向にずれることを抑制できる。閉鎖位置において、押さえ部18aと被押さえ部20eが当接し、軸部材20aの変形を抑制できれば、押さえ部18a、被押さえ部20eの形状は上述の形状に限られない。
As shown in FIG. 6C, it is desirable that the pressed
回転方向Rで押さえ部18aの上流側に、被押さえ部20eの回転半径Kよりも内側に退避させた逃げ部20gを設けている。封止ユニット20が矢印Rの方向に回転すると、押さえ部18aから被押さえ部20eが離れる。押さえ部18aの位置に逃げ部20gが至ると、軸部材20aが封止部20bの弾性の反力で封止部20bと反対側に反る。そうすることで、長手方向の内側(中央部)において、封止部20bが開口17a周囲を付勢する圧が弱まり、その結果、開封負荷が軽減される。封止ユニット20は、装置本体から駆動を受けて、図6(b)に示す閉鎖位置から図6(d)に示すように図中矢印R方向に、所定角度θ1(以降、開封角と呼ぶ)回転した第一の開放位置に移動する。このような動作により開封動作が行われる。ここで、封止ユニット20が閉鎖位置から第一の開放位置に向かって回転する方向を、開放方向と呼ぶ。封止ユニット20は第一の開放位置にとどまることなく、図6(e)に示すように閉鎖位置から図中矢印R方向に第二の所定角度θ2(以降、最大角と呼ぶ)回転し、押さえ部18aに接触しない第二の開放位置まで移動する。封止ユニット20が第一の開放位置と第二の開放位置にあるとき、開口17aは開かれている。つまり、開口17aからのトナーの排出が許容される。第二の開放位置に至った封止ユニット20は、図中矢印Cの方向(開放方向と反対方向)に反転し、第一の開放位置まで戻る。その後も同様に、封止ユニット20は第一の開放位置と第二の開放位置との間で、往復運動(揺動)を繰り返し続ける。この往復運動は、記録材に画像が形成される画像形成動作の間も継続される。このため、封止ユニット20によって、トナーが撹拌され、開口17aからの排出が促進される。また、この往復運動の間、押さえ部18aは、被押さえ部20eから離れている。本実施例では開封角θ1を77度、最大角θ2を95度となるように駆動構成を設定している。封止部材の上記動作は、たとえばリンク機構などでも実現可能であるが、本実施例では欠歯ギアとバネを用いて実現している。開封角θ1、最大角θ2は、ギアの諸元次第で任意に設定できる。駆動構成の詳細については後述する。
An
回転軸線gに直交する方向で、封止ユニット20が往復運動をしている間の封止部20bが圧縮される量は、封止ユニット20が閉鎖位置にあるときの封止部20bが圧縮される量よりも小さい。ここで、軸部材20aのうち、封止部20bが取り付けられる領域を、取付け面と呼ぶ。回転軸線gと直交する方向で、取付け面と第一の枠体17の内壁面との間の距離は、封止ユニット20が閉鎖位置にあるときよりも、封止ユニット20が往復運動をしているときの方が、長い。このようにすることで、封止ユニット20が往復運動をする際に、封止部20bが圧縮されることで生じる負荷を低減できる。本実施例においては、封止ユニット20が往復運動をしている間は、封止部20bは第一の枠体17の内壁面から離れた状態である。つまり、封止部20bは圧縮されていない状態となる。このようにすることで、封止ユニット20が往復運動をする際に、封止部20bが圧縮されることで生じる負荷を無くすことができる。同時に、開口17aからのトナーの排出が、封止部20bによって妨げられることも防止できる。
The amount by which the sealing
軸部材20aには、図5(a)に示すように、封止部20bと反対側の位置に、複数のリブ20f1、リブ20f2を含む搬送翼20fが設けられている。リブ20f1、リブ20f2は軸部20c、20dを結ぶ回転軸線gに対し45度に傾斜している。また、長手方向で軸部材20aの中央を境に、リブ20f1、リブ20f2の傾斜方向が異なる。リブ20f1、リブ20f2は、封止ユニット20が第一の開放位置と第二の開放位置の間で往復運動することで、現像剤収容室26のトナーを撹拌する。そして、長手方向で現像剤収容室26の一端にトナーが偏った状態が生じても、リブ20f1、リブ20f2はその状態を解消できる。
As shown in FIG. 5A, the
上述の通り、本実施例における封止ユニット20は、第一の枠体17に溶着されなくても、開口17aを封止できる。一方、本実施例の構成では、開封後、画像形成動作中に、封止ユニット20を撹拌として機能させるに、封止ユニット20を往復運動させている。仮に弾性を有する付勢部20bを持つ封止部材を、一方向に回転させ続けると、封止ユニット20が押さえ部18aに干渉してしまう。したがって、押さえ部18aを設けることが困難であった。しかしながら、封止ユニット20が往復運動することにより、押さえ部18aを設けることができた。また、封止ユニット20の封止部20bは第一の枠体17に溶着されていないため、開口17aが開かれるときに、溶着部を剥離する負荷が生じない。つまり、封止ユニット20の開封負荷を低減することができる。
As described above, the sealing
さらに、枠体にシート状のシールを溶着する構成の場合、溶着安定性のため、溶着面すなわち開口周囲の面を平面にする必要があった。しかし本構成では、そのような制約がない。したがって、本構成では開口17aの周囲の面を、開口17aに向かって重力方向で下向きに傾斜する傾斜面、または円弧形状を有する面にできる。そうすることで、開口17aの周囲のトナーが開口17aに向かって落ちやすくなる。
Furthermore, in the case of a configuration in which a sheet-like seal is welded to the frame, it is necessary to make the welding surface, that is, the surface around the opening, flat for welding stability. However, in this configuration, there is no such restriction. Therefore, in the present configuration, the surface around the
また、圧縮される封止部20bを有する封止ユニット20を一方向に回転させ続けると、封止ユニット20が繰り返し閉鎖位置に到達することで、封止部20bが繰り返し圧縮される。そのため、封止ユニット20を回転させる負荷が増加する。さらに、封止ユニット20が閉鎖位置に到達することで、開口17aからのトナーの排出が妨げられる。本実施例では、封止ユニット20を往復運動させることで、上記のような問題の発生を防いでいる。
When the sealing
ここで、封止ユニット20が閉鎖位置から第一の開放位置に向けて移動するとき、封止部20bは、第一の枠体17の内壁面の一部と当接しながら移動する。この内壁面の一部を接触壁と呼ぶ。回転軸線gに直交する直交方向において、この接触面と回転軸線gの間の距離は、開放方向の下流側に向けて長くなっている。より具体的には、本実施例では、上述のように、軸部材20aは、支持部としての開封ギア41の一部と第一の枠体17の一部によって支持される。回転軸線gは、支持部(開封ギア41の一部と第一の枠体17の一部)を通る。回転軸線gに直交する方向で、上述の接触面と支持部の間の距離は、開封方向の下流側に向けて長くなっている。
Here, when the sealing
つまり、封止ユニット20が開放方向に回転した時、軸部材20aに封止部20bが取り付けられる取付け面と接触面の間の距離が増加していく。これにより、回転軸線gに直交する直交方向において、封止部20bが圧縮される量は減少していく。つまり、回転軸線gに直交する直交方向において、開封方向で封止ユニット20が閉鎖位置の下流側にあるときに封止部20bが圧縮されている量は、封止ユニット20が閉鎖位置にあるときに封止部20bが圧縮されている量よりも、小さい。
That is, when the sealing
本実施例では、図6(b)に示すように、封止部20bは、閉鎖位置において被当接部17b、17c、17dと当接している。封止ユニット20が開放方向(R方向)に回転するとき、封止部20bは被当接部17b、17c、17dに当接する。本実施例では、被当接部17b、17c、17dは、回転軸線gの方向で見たとき、円弧形状を有している。この円弧形状の中心を、円弧中心hと呼ぶ。図6(b)に示すように、回転軸線gの方向で見たとき、回転軸線gの位置と、円弧中心hの位置は異なっている。具体的には、回転軸線gは、封止部20bの開封開始時の移動方向において、円弧中心hの上流側(図中右側)に2mm程度オフセットした位置に設けられている。
In the present embodiment, as shown in FIG. 6B, the sealing
そのように構成することで、開口17aを開封する際に、封止部20bが、被当接部17b、17c、17dの円弧の半径方向において、被当接部17b、17c、17dから徐々に離れる。仮に、円弧中心hと回動中心gが一致する場合(以降、同芯構成と呼ぶ)、封止ユニット20を開封している間も、封止部20bは封止ユニット20が閉鎖位置にあるときと、同じ量だけ圧縮される。このため、封止ユニット20を移動させるための負荷が高い状態が持続する。一方、本実施例で示した構成では、開封開始から摩擦負荷が徐々に減っていくために、同芯構成にくらべて、開封に係る負荷を開封開始時から徐々に減らすことができる。また、回動中心gを上記の配置にすることにより、往復運動する封止ユニット20を、第一枠体17の底面に対し回転半径K方向に離すタイミングを早められる。したがって、封止ユニット20と第一枠体17の底面との隙間d(図6(d))を広くすることができる。その結果、現像剤収容室26のトナーを封止ユニット20に妨げられることなく開口17aから円滑に外に排出させることができる。つまり、封止ユニット20が開放方向に移動を開始してから、開放方向で開口17aの下流側から開口17aにトナーが流れ込むまでの時間を短縮できる。また、封止部20bが枠体内面を摺擦する構成と比べて、トナーに係るストレスをより軽減することができる。一方で、同芯構成の場合は、少なくとも回転方向R下流側の封止部長辺20b2が被当接部17bに至るまでは、封止ユニット20を第一枠体17の底面から離すことができない。すなわち、封止ユニット20と第一枠体17の底面との隙間dを設けるためには、第一の開放位置よりもさらに大きく回動させる必要がある。
With such a configuration, when opening the
<封止ユニット20の駆動構成>
次に封止ユニット20の動作について、図7、図8、図9および図10を用いて述べる。図7は封止ユニット20の駆動伝達部を表す斜視図、図8は開封ギア41を表す斜視図である。図9は中間ギア44を表す斜視図で、図9(b)は図9(a)を反対方向から見た図である。図10は封止ユニット20の動作を表す断面図で、図10(a)〜(f)の順に動作する。
<Driving Configuration of
Next, the operation of the sealing
現像剤収容ユニット25は、画像形成装置の装置本体Bから受けた駆動力を、封止ユニット20に伝達するための駆動伝達部を有する。駆動伝達部は、開封ギア(第一の伝達部材)41と、中間ギア(第二の伝達部材)44と、付勢バネ(付勢部材)21を含む。開封ギア41は封止ユニット20に連結される。中間ギア44は、画像形成装置の装置本体Bから受けた駆動力を、開封ギア41に伝達する。本実施例では、中間ギア44は、入力ギア43を介して、装置本体Bから受けた駆動力を開封ギア41に伝達する。
The
封止ユニット20と結合する開封ギア(第一の伝達部材)41は図7に示すように、第一の枠体17の長手外側端部に設けられている。そして、図8に示すように、第一の枠体17に近い長手内側から、第一開封ギア部41a(41a1、a2)と第二開封ギア部41b(41b1〜b5)を含む。つまり、開封ギア41は、第一開封ギア部41aと第二開封ギア部41bが軸線方向に並んだ、いわゆる多段ギアである。
An opening gear (first transmission member) 41 to be connected to the sealing
第一開封ギア部41aは、図8に示すように、欠歯ギアである。第一開封ギア部41aが欠歯ギアではなかったと仮定した場合、第一開封ギア部41aの歯数は28である。第一開封ギア部41aは、全28歯のうち、歯41a1、歯41a2を残し、そのほかのすべての歯を削除した欠歯ギアである。歯41a1、歯41a2の間の間隔は、5歯分に相当する。第一開封ギア41の回転方向Rで、歯41a1は、歯41a2の下流側に位置する。歯41a1を、以降先端歯41a1と呼ぶ。
As shown in FIG. 8, the first
一方、第二開封ギア部41bは、図8に示すように、欠歯ギアである。第二開封ギア部41bが欠歯ギアではなかったと仮定した場合、第二開封ギア部41bの歯数は28である。第二開封ギア部41bは全28歯のうち、連続する5歯41b1〜b5を残し、そのほかのすべての歯を削除した欠歯ギアである。第二開封ギア部41bの連続する5歯は、開封ギア41の周方向で、第一開封ギア部41aの歯41a1、歯41a2の間に設けられている。
On the other hand, the second
また、回転方向Rで第二開封ギア部41bの下流側に、円弧凹部41cが設けられている。長手方向で見たとき、円弧凹部41cの中心と開封ギア41の回動中心とを結ぶ直線M上に、先端歯41a1の中心が位置する。本実施例では円弧凹部41cの一部は、第二開封ギア部41bの歯底円に一致する。これは開封ギア41を形成する金型の構成を簡易にするためである。ただし、長手方向で見たとき、先端歯41a1の両端に円弧形状が形成されていれば、円弧凹部41cは歯底円と一致しなくてもよい。
Further, an arc-shaped
図9に示すように、開封ギア41と噛み合う中間ギア44は、第一開封ギア部41aに噛み合う第一中間ギア部44a(44a1〜a5)、第二開封ギア部41bに噛み合う第二中間ギア部44b(44b1〜b5)を含む。中間ギア44は、入力ギア43とかみ合う第三中間ギア部44dを含む。第三中間ギア部44dは、欠歯ギアでなく、通常の形状のギアである。第一中間ギア部44a、第二中間ギア部44bの理解を容易にするため、図9で第三中間ギア部44dは破線で表している。つまり、中間ギア44も、開封ギア41と同様に、いわゆる多段ギアである。
As shown in FIG. 9, the
第一中間ギア部44aは、欠歯ギアである。第一中間ギア部44aが欠歯ギアではなかったと仮定した場合、歯数は15である。第一中間ギア部44aは、15歯のうち、5歯44a1〜a5を残しそのほかのすべての歯を削除した当接部としての欠歯ギアである。歯44a1〜a5において、隣の歯との間隔は、2歯分に相当する。
The first
第二中間ギア部44bは、欠歯ギアである。第一中間ギア部44aが欠歯ギアではなかったと仮定した場合、歯数は15である。第二中間ギア部44bは、15歯のうち、連続する5歯を残し、そのほかの部分を歯先円と同径の円弧部44cで形成した欠歯ギアである。
The second
次に入力ギア43が装置本体Bから回転駆動を受けて回転するときの封止ユニット20の動作を図10(a)〜(f)を用いて示す。図中、理解を容易にするために、第三中間ギア部44dは図示を省略している。
Next, the operation of the sealing
図10(a)に示すように、封止ユニット20が封止状態(閉鎖位置)のときに、開封ギア41の円弧凹部41cが中間ギア44の円弧部44cに係合する。このとき、第一中間ギア部44aは先端歯41a1から離れている。すなわち現像剤収容ユニット25を運搬するときの振動などにより、誤って封止ユニット20が回動することを防ぐことができる。
As shown in FIG. 10A, when the sealing
次に、中間ギア44が不図示の入力ギア43の回転駆動を受けて矢印L方向に回転する。そして、回転方向Lで円弧部44cの上流側に設けた第一中間ギア部の一歯44a1が、回転方向Rで円弧凹部41cの上流側に設けた先端歯41a1に回転駆動を伝達する。そして開封ギア41が矢印R方向に回転を開始する。すると、第二中間ギア部44bと第二開封ギア部41bが図10(b)(c)に示すように順次かみ合うことで開封ギア41が回転する。
Next, the
第二中間ギア部44bと第二開封ギア部41bのかみ合いが完了した状態を図10(d)に示す。このとき、封止ユニット20は封止状態の閉鎖位置から図中矢印R方向に開封角θ1回転した第一の開放位置に移動し開封が完了する。
FIG. 10D shows a state in which the engagement between the second
このとき、第一枠体17に設けられている付勢バネ21が開封ギア41の被付勢部41dに当接する。付勢バネ21はねじりコイルばねであり、巻線部21aが第一枠体17の側面に設けたボス17eに係合している。そして、一方の腕部21bが開封ギア41の被付勢部41dに当接し、他方の腕部21cが第一枠体17の規制リブ17fに当接する。この状態の時に、被付勢部41dは腕部21bに平行になるように形成されている。そうすることで、付勢バネ21は、開封ギア41に、この位相よりも矢印Rの逆方向に向けて回転するための力を与えない。すなわちいったん第一の開放位置に移動した封止ユニット20は、ふたたび第一の開放位置よりも閉鎖位置の方向に戻ることはない。
At this time, the biasing
さらに中間ギア44が矢印L方向に回転すると、第一中間ギア部の一歯44a4が、第一開封ギア部41aの歯のうち、もう一方の当接部としての歯41a2(以降末端歯と称す)に駆動を伝達し、開封ギア41はさらに矢印R方向に回転する。この時、付勢バネ21は、被付勢部41dにおいて、矢印R方向の回転を妨げる方向に開封ギア41を付勢する。やがて開封ギア41は図10(d)の状態から矢印R方向に回転した後、第一中間ギア部44aが欠歯であるために、中間ギア44からの駆動伝達が絶たれる。
When the
すると、図10(e)に示すように、付勢バネ21によって開封ギア41は図中矢印C方向に回転し、図10(d)の位相に戻る。中間ギア44からの駆動伝達が絶たれる瞬間での封止ユニット20の位置(第二の開放位置)は封止状態の閉鎖位置から矢印R方向に最大角θ2開いた位置である。
Then, as shown in FIG. 10 (e), the
つまり、付勢バネ21は、中間ギア44が開封ギア41から離れている間に、開封ギア41を、中間ギア44によって移動された方向とは逆の方向に移動させる。
That is, the urging
中間ギア44は図10(f)に示すように、その後も矢印L方向に回転を続ける。回転方向Lで第一中間ギア部の一歯44a4の上流側の一歯44a5が末端歯41a2に当接して、開封ギア44は再び矢印R方向に回転し始める。このように第一中間ギア部44aが間欠的に開封ギア41の末端歯41a2に1対の当接部として当接することを繰り返すことによって、封止ユニット20は第一の開放位置と第二の開放位置との往復運動を繰り返す。このように、1対の当接部としての1対の欠歯ギアとバネによるシンプルな部品構成で開封動作と撹拌動作を実現することができる。
The
また、本駆動構成にすることで、封止ユニット20が第二の開放位置から第一の開放位置に付勢バネ21によって戻る方向への移動開始加速度は、第一の開放位置から第二の開放位置にギアによって移動する移動開始加速度よりも大きくなる。
Further, with this drive configuration, the movement start acceleration in the direction in which the
言い換えると、封止ユニット20が第二の開放位置から第一の開放位置に付勢バネ21によって戻るときの加速度の最大値は、第一の開放位置から第二の開放位置に中間ギア44によって移動されるときの加速度の最大値と異なる。具体的には、第二の開放位置から第一の開放位置に付勢バネ21によって戻るときの加速度の最大値は、第一の開放位置から第二の開放位置に中間ギア44によって移動するときの加速度の最大値よりも大きくなる。なお、本実施例において、加速度が最大となるのは、それぞれの方向の移動が開始されたときである。
In other words, the maximum value of the acceleration when the sealing
このように往復で移動開始加速度に差を設けることにより、封止ユニット20に付着するトナーが振り落とされるため、現像剤収容室26のトナーをより多く使用することができる。
By providing the difference in the acceleration at the start of the movement in the reciprocating manner, the toner attached to the sealing
次に、本発明の第二の実施例について図12、図13を用いて説明する。なお、実施例1と同様の構成、および作用についてはその説明を省略する。 Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The description of the same configuration and operation as in the first embodiment is omitted.
本実施例の構成と実施例1の構成は、開口17aの周囲の形状が異なる。
The configuration of the present embodiment differs from the configuration of the first embodiment in the shape around the
<撹拌部材20の詳細構成>
図12、図13は、本発明の他の実施の形態における封止ユニット20の構成と動作を説明する断面図である。
<Detailed configuration of the stirring
12 and 13 are cross-sectional views illustrating the configuration and operation of a sealing
図12(a)(b)(c)で、開口17aの周囲の被当接部17b、17c、17dが平面の例を示す。図12(a)の封止状態から図12(b)、図12(c)の順に開封が進む。ここで被当接部17bよりも被当接部17cに近い位置に、封止ユニット20の回動中心(回転軸線)gを配置している。すなわち、被当接部17cから回転軸線gの距離をE1として、被当接部17bから回転軸線gの距離をE2とすると、E1<E2となる位置に回転軸線gを配置している。
FIGS. 12A, 12B, and 12C show examples in which the abutted
このように封止部20bの開封開始時の移動方向Rで上流側となる被当接部17cに近づけるように、に回転軸線gを配置する。その結果、封止状態から開封が進むのに伴って、封止部20bと被当接部17b、17c、17dが徐々に離れる(図中上下方向に離れる)。
In this way, the rotation axis g is arranged so as to approach the contacted
図13は被当接部17b、17c、17dが平面でない例である。
FIG. 13 is an example in which the contacted
図13(a)(b)は被当接部17b側が平面、被当接部17c側が曲面の図で、図13(a)は封止時、図13(b)は開封が進んだ時の図である。このように被当接部17b、17c、17dが平面と円弧で形成されるものでも、封止部20bと被当接部17b、17c、17dが徐々に離れるような位置(E1<E2となる位置)に封止ユニット20の回転軸線gを設ければ良い。
13 (a) and 13 (b) are views in which the contacted
図13(c)(d)は被当接部17b側が曲面、被当接部17c側が平面の図で、図13(c)は封止時、図13(d)は開封が進んだ時の図である。このように被当接部17b、17c、17dが平面と円弧で形成されるものでも、封止部20bと被当接部17b、17c、17dが徐々に離れるような位置(E1<E2となる位置)に封止部材の回転軸線gを設ければ良い。また封止部20bの移動方向Rで、被当接部17bの下流側の壁17gは円弧形状をしている。この部分を円弧E4aと呼ぶ。円弧E4aの半径はE4である。封止部20bの移動方向Rで、封止部20bの下流側の端部20b5が描く軌跡を円弧E3aと呼ぶ。円弧E3aの半径はE3である。このとき、E4がE3よりも大きくなるように、回転軸線gと壁17gが配置されることが好ましい。
13 (c) and 13 (d) are views showing a curved surface on the contacted
また図13(e)に示すように被当接部17b、17c、17dは、複数平面を組み合わせたものや、複数曲面を組み合わせ(不図示)のものでもよい。この場合も、封止部20bと開口17aの周囲の被当接部17b、17c、17dが徐々に離れるような位置(E1<E2となる位置)に封止ユニット20の回転軸線gを設ければよい。
Further, as shown in FIG. 13E, the contacted
以上説明したように、開口部17aを封止する封止部20bと、開口周囲の被当接部17b、17c、17dとの間の距離は、封止状態から開封に伴い徐々に広がる。その結果、弾性部材である封止部20bの摩擦負荷が徐々に減るため、封止ユニット20の開封負荷を低減することができる。
As described above, the distance between the sealing
1 排紙ローラ
3 排紙部
6 シートカセット
7 搬送ローラ
8 露光装置
9 転写ローラ
10 定着装置
11 感光ドラム
12 帯電ローラ
13 現像ローラ
14 クリーニングブレード
15 現像ブレード
17 第一の(現像)枠体
17a 開口
18 第二の(現像)枠体
18a 押さえ部
20 封止ユニット
20a 軸部材
20b 封止部
20h、20i 撹拌部
21 付勢バネ
25 現像剤収容ユニット
26 現像剤収容室
41 開封ギア
44 中間ギア
A プロセスカートリッジ
B 装置本体
g 回転軸線
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記開口を封止するための封止ユニットであって、回転軸線の周りに回転可能な軸部材と、前記軸部材に取り付けられた封止部であって、前記開口を封止するように、前記軸部材と前記枠体に圧縮される封止部と、を有し、前記封止部が前記開口を封止する閉鎖位置から、前記開口が開かれた開放位置に向けて、開放方向に回転可能な封止ユニットと、
を有し、
前記枠体は、前記封止ユニットが前記閉鎖位置から前記開放位置に移動するときに、前記封止部と接触する接触壁を有し、
前記接触壁と前記軸部材は、前記封止ユニットが前記開放方向に回転するときに、前記回転軸線に直交する直交方向において、前記封止部が圧縮される量が、前記開放方向の下流側に向けて減少するように配置されることを特徴とする現像剤収容ユニット。 A developer container for housing the developer, and an opening for discharging the developer from the developer container, a frame provided with,
A sealing unit for sealing the opening, a shaft member rotatable around a rotation axis, and a sealing portion attached to the shaft member, so as to seal the opening, A sealing portion that is compressed by the shaft member and the frame, and from a closed position in which the sealing portion seals the opening toward an open position in which the opening is opened, in an opening direction. A rotatable sealing unit,
Has,
When the sealing unit moves from the closed position to the open position, the frame has a contact wall that contacts the sealing unit,
The contact wall and the shaft member are such that, when the sealing unit rotates in the opening direction, the amount by which the sealing portion is compressed in a direction orthogonal to the rotation axis is downstream of the opening direction. A developer accommodating unit, wherein the developer accommodating unit is arranged so as to decrease toward the developer container.
前記現像剤を担持する現像剤担持体と、
を有することを特徴とする現像装置。 A developer accommodating unit according to any one of claims 1 to 5,
A developer carrying member for carrying the developer;
A developing device comprising:
前記現像剤を担持する現像剤担持体と
静電潜像を担持する像担持体と、
を有することを特徴とするプロセスカートリッジ。
A developer accommodating unit according to any one of claims 1 to 5,
A developer carrier for carrying the developer, an image carrier for carrying an electrostatic latent image,
A process cartridge comprising:
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ID=69588509
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JP (1) | JP2020020924A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP7413094B2 (en) | 2020-03-12 | 2024-01-15 | キヤノン株式会社 | Developer receiving device, image forming device |
-
2018
- 2018-07-31 JP JP2018143290A patent/JP2020020924A/en active Pending
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JP7413094B2 (en) | 2020-03-12 | 2024-01-15 | キヤノン株式会社 | Developer receiving device, image forming device |
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