JP2020086392A - Cleaning device, image forming apparatus, and cleaning method - Google Patents
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Description
本発明は、クリーニング装置、画像形成装置およびクリーニング方法に関する。 The present invention relates to a cleaning device, an image forming device, and a cleaning method.
プリンタ、複写機、ファクシミリなどの画像形成装置においては、像担持体上の転写残トナーを除去するクリーニングブレードなどのクリーニング部材と像担持体との間に、紙粉、塵、毛髪などの異物が挟み込んでしまうことがある。 In image forming apparatuses such as printers, copiers, and facsimiles, foreign matter such as paper dust, dust, and hair is present between the image carrier and a cleaning member such as a cleaning blade that removes transfer residual toner on the image carrier. It may get caught.
たとえば、特許文献1に記載の画像形成装置は、クリーニング部材と像担持体との間に挟み込んだ異物を、像担持体を逆転動作させることによって除去する。 For example, the image forming apparatus described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-242242 removes foreign matter sandwiched between the cleaning member and the image carrier by reversing the operation of the image carrier.
ところで、異物の除去を目的とする像担持体の逆転動作を、印刷終了時などの所定のタイミング毎に実施した場合、異物が挟み込んでいないにも関わらず、像担持体を逆転動作させることによる弊害を生じさせるおそれがある。たとえば、クリーニングブレードのエッジ部に溜まっているトナー塊が逆転動作によってエッジ部から離れず、そのトナー塊を正転動作時に除去し切れないためクリーニング不良を発生させるおそれがある。また、たとえば、逆転動作によって潤滑性のあるトナーがエッジ部から離れた後の正転動作時における、当初のクリーニングによって潤滑性が低下している像担持体表面の再度のクリーニングによるブレードのめくれや欠けを発生させるおそれがある。 By the way, when the reverse operation of the image carrier for the purpose of removing foreign matter is performed at every predetermined timing such as at the end of printing, by performing the reverse operation of the image carrier even if the foreign matter is not caught. It may cause harmful effects. For example, the toner lumps accumulated on the edge portion of the cleaning blade are not separated from the edge portion by the reverse rotation operation, and the toner lump cannot be completely removed during the normal rotation operation, which may cause cleaning failure. Further, for example, when the toner having lubricity is separated from the edge portion by the reverse rotation operation and the forward rotation operation is performed, the blade is turned up by cleaning the surface of the image carrier whose lubricity is deteriorated by the initial cleaning again. It may cause chipping.
本発明の目的は、クリーニング不良、ブレードのめくれや欠けなどの発生を抑制しクリーニング効果の高いクリーニング装置、画像形成装置およびクリーニング方法を提供することである。 An object of the present invention is to provide a cleaning device, an image forming apparatus, and a cleaning method that suppress the occurrence of defective cleaning, blade curling, chipping, and the like and have a high cleaning effect.
上述した課題を解決するために、本発明のクリーニング装置は、正転する回転体の表面に当接してトナーを除去するクリーニング部材と、前記クリーニング部材と前記回転体との間の挟み込みを検知するための検知部材とを具備し、前記検知部材によって挟み込みが検知された場合に前記回転体を逆転するための信号を出力する。 In order to solve the above-mentioned problems, the cleaning device of the present invention detects a cleaning member that comes into contact with the surface of a rotating body that rotates in the normal direction to remove toner, and pinching between the cleaning member and the rotating body. For detecting the pinching by the detection member, and outputs a signal for reversing the rotating body.
本発明によれば、クリーニング不良、ブレードのめくれや欠けなどの発生を抑制し、クリーニング効果を高めることができる。 According to the present invention, it is possible to suppress the occurrence of defective cleaning, blade curling or chipping, and enhance the cleaning effect.
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
図1は、実施形態に係る画像形成装置の概略構成の一例を示す図である。図1には、この画像形成装置が、画像形成部と給紙部とを備えるプリンタまたはファクシミリなどとして実現されている場合の一例が示されている。これに限らず、この画像形成装置は、たとえば、スキャナ部や原稿搬送部などをさらに備えた、複写機としても機能する複合機などとしても実現され得る。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a schematic configuration of an image forming apparatus according to an embodiment. FIG. 1 shows an example in which the image forming apparatus is realized as a printer or a facsimile including an image forming unit and a paper feeding unit. The image forming apparatus is not limited to this, and may be realized as, for example, a multi-function machine that further includes a scanner unit, a document conveyance unit, and the like, and that also functions as a copying machine.
図1中、符号1は、像担持体である感光体ドラムを示している。円筒形の感光体ドラム1は、基本的には、矢印の方向に回転する(正転動作)。感光体ドラム1は、矢印とは逆の方向に回転することもできる(逆転動作)。
感光体ドラム1の表面には、帯電手段であるローラ形状の帯電器2が圧接されている。帯電器2は、感光体ドラム1の回転によって従動回転する。感光体ドラム1は、高圧電源によって、直流電圧(DC)あるいは直流電圧(DC)に交流電圧(AC)が重畳されたバイアスが帯電器2から印加されることで、その表面が一様に帯電される。なお、ここでは、帯電器2がローラ形状である例を示しているが、帯電方式として、たとえばワイヤ放電タイプも適用可能である。
In FIG. 1,
A roller-
続いて、感光体ドラム1は、潜像形成手段である露光部材3によって、その表面に画像情報が露光される。これによって、感光体ドラム1の表面に静電潜像が形成される。この露光工程は、レーザーダイオードを用いたレーザービームスキャナやLED(発光ダイオード)などで行われる。
Subsequently, the surface of the
図1中、符号4は、現像手段である現像器を示している。現像器4は、高圧電源から供給される所定の現像バイアスによって、感光体ドラム1上の静電潜像をトナー像として顕像化する。現像器4には、トナーが収納される。
図1中、符号10は、プロセスユニットを示している。プロセスユニット10は、前述した感光体ドラム1、帯電器2および現像器4と、後述する、内部に感光体クリーニングブレード6を備える感光体クリーニングユニット7とが一体化されたユニットである。プロセスユニット10は、並列に4個配設される。フルカラー画像形成時は、ブラック、シアン、マゼンタおよびイエローの各色の可視像が、各プロセスユニット10に当接される転写ベルト15の搬送移動方向に順次重ね転写されることで、フルカラー画像が形成される。なお、ここでは、4個のプロセスユニット10が転写ベルト15の上側に配設される例を示しているが、それらの一部または全部を転写ベルト15の下側に配設することも可能である。
In FIG. 1,
In FIG. 1,
クリーニング装置である感光体クリーニングユニット7は、感光体ドラム1に対してカウンタ当接される感光体クリーニングブレード6によって感光体ドラム1上の転写残トナーを掻き取るクリーニングを行う。なお、ここでは、感光体クリーニングユニット7がブレードクリーニング方式を適用する例を示しているが、静電ブラシ方式や静電ローラ方式なども適用可能である。つまり、クリーニング部材として、ブレードのほか、ブラシやローラなどが適用され得る。
The
像担持体である転写ベルト15は、転写駆動ローラ21である2次転写対向ローラ、クリーニング対向ローラ16、1次転写ローラ5(5_1〜4)およびテンションローラ20によって張架されている。転写ベルト15は、駆動モータによって転写駆動ローラ21を介して回転駆動されるようになっている。なお、プロセスユニット10と転写駆動ローラ21の駆動源は、独立・共通どちらでも可能である。図1ではブラック用のプロセスユニット10と転写駆動ローラ21の駆動は、同時にON/OFFさせる。
したがって、少なくともブラック用のプロセスユニット10と転写駆動ローラ21の駆動源は、本体小型化・低コスト化のために共通とする。また、転写ベルト15の張架機構として、テンションローラ20をローラ軸両側にてばねにより加圧している。この転写ベルト15の張架機構に加えて、テンションローラ20と転写駆動ローラ21との間にさらにクリーニング対向ローラ16を設けることによって、この画像形成装置は、後述する転写ベルトクリーニングユニット32による転写ベルト15のクリーニング効果を高めている。転写ベルト15も、感光体ドラム1と同様、逆転動作させることができる。
The
Therefore, at least the drive source for the
転写ベルトクリーニングユニット32は、転写ベルト15に対してカウンタ当接されるクリーニングブレード31によって転写ベルト15上の転写残トナーを掻き取るクリーニングを行うクリーニング装置である。前述した感光体クリーニングユニット7と同様、転写ベルトクリーニングユニット32も、ブレードクリーニング方式に限らず、静電ブラシ方式や静電ローラ方式なども適用可能である。
The transfer
クリーニングブレード31により掻き取られた転写残トナーは、トナー搬送経路を通って中間転写体用廃トナー収納部33に収納される。
1次転写ローラ5(5_1〜4)は、金属ローラまたは導電性スポンジローラである。1次転写ローラ5(5_1〜4)は、感光体ドラム1に対して転写ベルト15を介して対向配置される。1次転写ローラ5(5_1〜4)は、単独の高圧電源により所定の1次転写バイアスが印加されることで、感光体ドラム1上のトナー画像を転写ベルト15に転移させる。1次転写ローラ5(5_1〜4)には、金属ローラ(アルミニウム、SUS[ステンレス鋼])、イオン導電性ローラ(ウレタン+カーボン分散、NBR[ニトリゴム]、ヒドリンゴム)、電子導電タイプのローラ(EPDM[エチレンプロピレンゴム])などが用いられる。
The transfer residual toner scraped off by the
The primary transfer rollers 5 (5_1 to 4) are metal rollers or conductive sponge rollers. The primary transfer rollers 5 (5_1 to 4) are arranged to face the
転写ベルト15に用いる材質としては、PVDF(フッ化ビニルデン)、ETFE(エチレン−四フッ化エチレン共重合体)、PI(ポリイミド)、PC(ポリカーボネート)、TPE(熱可塑性エラストマー)などにカーボンブラックなどの導電性材料を分散させ樹脂フィルム状のエンドレスベルトとしたものが用いられる。
As a material used for the
転写駆動ローラ21と転写ベルト15を介して対向する2次転写ユニット(破線の矩形部分)は、ローラ構成またはベルト構成からなる。図1には、ローラ構成の2次転写ユニットが示されている。
ローラ構成の場合、回転体としての2次転写ローラ25は、たとえばスポンジ(ゴムまたは合成樹脂)ローラであり、イオン導電性ローラ(ウレタン+カーボン分散、NBR、ヒドリン)や電子導電タイプのローラ(EPDM)などが用いられる。2次転写ローラ25として金属ローラも適用し得る。図1中、符号27は、クリーニング装置である2次転写ローラクリーニングユニットを示している。2次転写ローラクリーニングユニット27は、2次転写ローラ25に対してカウンタ当接されるクリーニングブレード26によって転写ベルト15から転写されてしまった2次転写ローラ25上のトナーを掻き取るクリーニングを行う。前述した感光体クリーニングユニット7および転写ベルトクリーニングユニット32と同様、2次転写ローラクリーニングユニット27も、ブレードクリーニング方式に限らず、静電ブラシ方式や静電ローラ方式なども適用可能である。
The secondary transfer unit (rectangular portion of broken line) facing the
In the case of a roller structure, the
図2に、ベルト構成の2次転写ユニット(破線の矩形部分)を適用した場合における画像形成装置の概略構成の一例を示す。
ベルト構成の2次転写ユニットは、2次転写ローラ25、クリーニングブレード26を有するクリーニングユニット27、回転体としての2次転写ベルト28およびテンションローラ29から成る。
図2に示されるように、ベルト構成の場合、2次転写ベルト28が、(バイアスが印加される)2次転写ローラ25とテンションローラ29とによって張架されている。2次転写ベルト28は、駆動モータによって2次転写ローラ25を介して回転駆動されるようになっている。また、ベルト構成の場合、前述した2次転写ローラクリーニングユニット27は、2次転写ベルト28上のトナーを掻き取るクリーニングを行う2次転写ベルトクリーニングユニットとして機能する。2次転写ローラ25や2次転写ベルト28も、感光体ドラム1や転写ベルト15と同様、逆転動作させることができる。また、2次転写ベルト28のクリーニング効果を高めるために、2次転写ローラ25の巻き部分にクリーニングブレード26が配置される。
FIG. 2 shows an example of a schematic configuration of an image forming apparatus when a secondary transfer unit having a belt configuration (rectangular portion of broken line) is applied.
The belt-shaped secondary transfer unit includes a
As shown in FIG. 2, in the case of the belt structure, the secondary transfer belt 28 is stretched by the secondary transfer roller 25 (to which a bias is applied) and the
図1に戻り、画像形成装置の構成の説明を続ける。
たとえば紙などの転写材(転写体)は、転写材カセット22もしくは手差し口42にセットされる。これらの転写材は、給紙搬送ローラ23、レジストローラ対24などによって、転写ベルト15表面のトナー画像先端部が2次転写ローラ25と2次転写対向ローラ21の間の2次転写位置に到達するタイミングに合わせて給紙される。高圧電源によって所定の2次転写バイアスを2次転写ローラ25と2次転写対向ローラ21の間に印加することで、転写ベルト15上のトナー画像が転写材に転移する。本構成において、給紙は縦型パスをとっている。転写材は、2次転写対向ローラ21の曲率によって転写ベルト15から分離される。転写材に転写されたトナー画像は、定着部材40によって定着された後、排出口41から排出される。
Returning to FIG. 1, the description of the configuration of the image forming apparatus will be continued.
For example, a transfer material (transfer body) such as paper is set in the
次に、以上のような構成の画像形成装置におけるクリーニング装置の動作について説明する。図1および図2を参照して説明したように、この画像形成装置は、感光体ドラム1上の転写残トナーを掻き取るクリーニングを行う感光体クリーニングユニット7と、転写ベルト15上の転写残トナーを掻き取るクリーニングを行う転写ベルトクリーニングユニット32と、2次転写ローラ25(または2次転写ベルト28)上のトナーを掻き取るクリーニングを行う2次転写ローラクリーニングユニット27との3種類のクリーニング装置を有する。
Next, the operation of the cleaning device in the image forming apparatus having the above configuration will be described. As described with reference to FIGS. 1 and 2, this image forming apparatus includes a
これらのクリーニング装置がブレードクリーニング方式を適用すると、それらのブレードと、感光体ドラム1、転写ベルト15、2次転写ローラ25(または2次転写ベルト28)などの像担持体との間への、トナー塊、紙粉、塵、繊維、毛髪などの異物の挟み込みを考慮する必要がある。このような異物を除去する手法として、トナーが付着する回転体を逆転動作させる。
When these cleaning devices apply the blade cleaning method, the blades and the image carrier such as the
異物の挟み込みは、回転体としての像担持体を動作させた場合に発生し得る。このことから、像担持体の動作を伴うたとえば印刷処理の終了時などの所定のタイミング毎に、挟み込んでいる可能性のある異物を除去する目的で、像担持体の逆転動作を必ず実施することは、クリーニング不良、めくれや欠けなどを発生させるリスクを高める。そこで、この画像形成装置におけるクリーニング装置は、異物の挟み込みを検知するための機構を備えて、異物の挟み込みが発生し得る所定のタイミングにおいて異物の挟み込みが検知された場合に像担持体の逆転動作を実行するようにしたものであり、以下、この点について詳述する。 The entrapment of foreign matter can occur when the image carrier as a rotating body is operated. Therefore, the reverse operation of the image carrier must be performed for the purpose of removing foreign matter that may be trapped in the image carrier at every predetermined timing, for example, when the printing process ends. Increase the risk of poor cleaning, turning over and chipping. Therefore, the cleaning device in this image forming apparatus is provided with a mechanism for detecting the entrapment of the foreign matter, and when the entrapment of the foreign matter is detected at a predetermined timing when the entrapment of the foreign matter may occur, the reverse operation of the image carrier is performed. The above will be described in detail below.
図3は、クリーニング装置に関わる本画像形成装置の機能構成の一例を示すブロック図である。
図3に示されるように、この画像形成装置は、クリーニング装置に検知部110を持ち、I/Oユニット120、制御部130および各種駆動モータ140を、クリーニング装置に関わる機能として有している。
FIG. 3 is a block diagram showing an example of the functional configuration of the image forming apparatus related to the cleaning apparatus.
As shown in FIG. 3, this image forming apparatus has a
検知部110は、クリーニング部材と像担持体との間の状態を検知する。つまり、検知部110は、異物の挟み込みによって変化する、感光体クリーニングユニット7の感光体クリーニングブレード6と感光体ドラム1との間の状態、転写ベルトクリーニングユニット32のクリーニングブレード31と転写ベルト15との間の状態、2次転写ローラクリーニングユニット27のクリーニングブレード26と2次転写ローラ25(または2次転写ベルト28)との間の状態を検知する。検知部110は、クリーニング部材と像担持体との間の状態を示す検知データ(信号)をI/Oユニット120に出力する。検知部材である検知部110の機構については、その例をいくつか後述する。
The
I/Oユニット120は、たとえば、あらかじめ定められたポートにデータが入力された場合にあらかじめ定められたポートから当該データを出力するといったデータの中継を実行する。このI/Oユニット120を介して、検知部110から出力される検知データが制御部130へ供給される。
The I/
制御部130は、画像形成装置内の各コンポーネントを制御する。つまり、制御部130は、画像形成装置全体の制御を司るモジュールであり、その一部として、クリーニング装置の制御を実行する。具体的には、制御部材である制御部130は、検知部110からの検知データに基づき、クリーニング部材と像担持体との間の異物挟み込みを検知し、像担持体の逆転動作を実行する。制御部130は、プロセッサやメモリなどを有している。制御部130は、メモリに格納される各種プログラムをプロセッサによって実行することによって、たとえば印刷処理などのための各種プログラムの記述に沿った動作を各コンポーネントに行わせる。制御部130が制御する各コンポーネントの中に、クリーニング装置に関する各種駆動モータ140が含まれる。具体的には、感光体ドラム1、転写ベルト15、2次転写ローラ25(または2次転写ベルト28)を正転動作させ、または、逆転動作させるための駆動モータが含まれる。検知部110からの検知データに基づいた制御部130による各種駆動モータ140の制御についても後述する。
The
ここで、検知部110の機構の第1例について説明する。図4は、感光体クリーニングユニット7の感光体クリーニングブレード6と感光体ドラム1との間の異物の挟み込みを検知する検知部110の機構の第1例を説明するための図である。
図4に示されるように、感光体クリーニングブレード6は、ブレードホルダ6aと、ブレード6bとで構成されている。第1例では、まず、たとえばブレード6bに導電性のコーティングを施すなどにより、ブレード6bに導電性を持たせる(導電性ブレード)。導電性のコーディングを施すことに代えて、導電性を有する素材でブレード6bを作成してもよい。また、第1例では、この導電性ブレード6bに電流または電圧を供給する。そして、第1例では、導電性ブレード6b上における電流値または電圧値の変化を読み取ることで、ブレード6bと感光体ドラム1との間の異物の挟み込みを検知する。図5を参照して、この第1例の機構で異物の挟み込みを検知するロジックについて説明する。
Here, a first example of the mechanism of the
As shown in FIG. 4, the
図5中、(A)は、クリーニング部材であるブレード6bと像担持体である感光体ドラム1との間に異物が挟み込んでいない状態を示している。一方、(B)は、ブレード6bと感光体ドラム1との間に異物(異物200)が挟み込んでいる状態を示している。第1例では、異物の挟み込みが電気的抵抗になり、電流がブレード6b側から感光体ドラム1側へと流れにくくなることを利用する。つまり、(A)の状態から(B)の状態へ移行した場合における電流または電圧の電気的変化を測定器111によって読み取り、ブレード6bと感光体ドラム1との間の異物の挟み込みを検知する。図3中の「導電性バイアス」は、測定器によって測定される電流または電圧の値を示している。なお、「導電性バイアス」は、検知部110の検知対象の一例である。たとえば電圧値を測定する場合、異物の挟み込みが発生していない定常時に測定される値から一定幅を上回る高い値が測定されたならば、異物の挟み込みが発生したと判定する。つまり、閾値を超える高い電圧値が測定された場合、異物の挟み込みを検知する。また、たとえば電流値を測定する場合、異物の挟み込みが発生していない定常時に測定される値から一定幅を下回る低い値が測定されたならば、異物の挟み込みが発生したと判定する。つまり、閾値未満の低い電流値が測定された場合、異物の挟み込みを検知する。
In FIG. 5, (A) shows a state in which no foreign matter is sandwiched between the
なお、図4および図5では、異物の挟み込みを検知する対象の領域として、感光体クリーニングユニット7の感光体クリーニングブレード6と感光体ドラム1との間を例示している。転写ベルトクリーニングユニット32のクリーニングブレード31と転写ベルト15との間や、2次転写ローラクリーニングユニット27のクリーニングブレード26と2次転写ローラ25(2次転写ユニットがローラ構成の場合。2次転写ユニットがベルト構成の場合は2次転写ベルト28。以下、同様。)との間についても、同様に、異物の挟み込みを検知することができる。
4 and 5, the region between the
具体的には、転写ベルトクリーニングユニット32のクリーニングブレード31と転写ベルト15との間の異物の挟み込みの検知においては、図6に示されるように、クリーニングブレード31を構成するブレードホルダ31aとブレード31bとのうちのブレード31bに導電性を持たせて、当該導電性ブレード31bに電流または電圧を印加する。そして、その電流値または電圧値の変化を読み取ることで、ブレード31bと転写ベルト15との間の異物の挟み込みを検知する。
Specifically, in detecting the entrapment of foreign matter between the
2次転写ローラクリーニングユニット27のクリーニングブレード26と2次転写ローラ25との間の異物の挟み込みの検知においては、図7に示されるように、クリーニングブレード26を構成するブレードホルダ26aとブレード26bとのうちのブレード26bに導電性を持たせて、当該導電性ブレード26bに電流または電圧を印加する。そして、その電流値または電圧値の変化を読み取ることで、ブレード26bと2次転写ローラ25(または2次転写ベルト28)との間の異物の挟み込みを検知する。
As shown in FIG. 7, when detecting the entrapment of a foreign substance between the
次に、図3の異物の挟み込みを検知する検知部110からの検知データに基づいた制御部130による各種駆動モータ140の制御について説明する。
前述したように、クリーニング部材と像担持体との間の異物の挟み込みは、像担持体を動作させた場合に発生し得る。制御部130は、像担持体の動作を伴うたとえば印刷処理の終了時などの所定のタイミングにおいて、検知部110からの検知データによって異物の挟み込みが検知されたならば、その異物の除去のために像担持体を逆転動作させる。換言すれば、異物の挟み込みが検知されなければ、制御部130は、像担持体を逆転動作させない。
像担持体を逆転動作させる場合、具体的には、制御部130は、像担持体を逆転させるように各種駆動モータ140を制御する。なお、異物の除去を目的とする、逆転動作を含む像担持体の駆動シーケンスにはいくつかのパターンが考えられる。この像担持体の駆動シーケンスについては後述する。
Next, the control of the
As described above, the entrapment of the foreign matter between the cleaning member and the image carrier may occur when the image carrier is operated. The
When the image carrier is rotated in the reverse direction, specifically, the
また、像担持体の動作を伴う処理は、印刷処理に限らず、たとえば画像形成装置の電源投入時における初期化処理なども存在し得る。像担持体の逆転動作を実行するか否かを制御部130が判定すべき所定のタイミングとして、それらの処理が実行された場合すべてにおいて異物の挟み込みを検知してもよいし、それらの処理の中の特定種の処理が実行された場合において異物の挟み込みを検知してもよい。
Further, the process involving the operation of the image carrier is not limited to the print process, and may include, for example, an initialization process when the image forming apparatus is powered on. As the predetermined timing at which the
また、前述したように、異物の挟み込みは、感光体クリーニングユニット7と感光体ドラム1との間、転写ベルトクリーニングユニット32と転写ベルト15との間、2次転写ローラクリーニングユニット27と2次転写ローラ25との間で発生し得る。これらのいずれかで異物の挟み込みが発生した場合、像担持体の逆転動作は個別に行われる。なお、各ユニットの駆動源が同一の場合は、クラッチ機構を設け別個に行ってもよく、また、これら全体で逆転動作時間幅に差を設け同期的に実行開始されてもよい。
Further, as described above, the entrapment of foreign matter is caused by the secondary transfer
図8は、図3の制御部130によって各種駆動モータ140が制御される本画像形成装置におけるクリーニング装置の動作手順を示すフローチャートである。
クリーニング装置は、像担持体の動作を伴う処理(job)が開始された場合(ステップS1:Yes)、異物が挟み込んでいるか否かによって変化する、クリーニング部材と像担持体との間の状態(異物状態)を検知する(ステップS2)。前述したように、ステップS2の対象として、像担持体の動作を伴う処理すべてが設定されてもよいし、それらの処理の中の特定種の処理のみが設定されてもよい。
FIG. 8 is a flowchart showing an operation procedure of the cleaning device in the image forming apparatus in which the
When the process (job) involving the operation of the image carrier is started (step S1: Yes), the cleaning device changes the state between the cleaning member and the image carrier, which changes depending on whether or not a foreign object is caught ( The state of foreign matter is detected (step S2). As described above, as the target of step S2, all the processes involving the operation of the image carrier may be set, or only a specific type of process among those processes may be set.
クリーニング装置は、クリーニング部材と像担持体との間の状態(異物状態)を示す検知データの値が、異物の挟み込みは発生していないと判断できる閾値以下の状態で処理(job)が終了した場合(ステップS3:No、ステップS4:Yes)、像担持体の逆転動作(ステップS6)を省略する。一方、その検知データの値が、異物の挟み込みが発生していると判断できる閾値を超える状態で処理(job)が終了した場合(ステップS3:Yes、ステップS5:Yes)、クリーニング装置は、像担持体の逆転動作を実行する(ステップS6)。 In the cleaning device, the processing (job) ends when the value of the detection data indicating the state (foreign matter state) between the cleaning member and the image carrier is less than or equal to a threshold value at which it can be determined that no foreign matter is trapped. In the case (step S3: No, step S4: Yes), the reverse operation of the image carrier (step S6) is omitted. On the other hand, if the processing (job) ends in a state in which the value of the detection data exceeds a threshold value at which it can be determined that a foreign substance is trapped (step S3: Yes, step S5: Yes), the cleaning device The reverse operation of the carrier is executed (step S6).
このように、この画像形成装置におけるクリーニング装置は、異物の挟み込みが検知された場合に逆転動作を行うことで、クリーニング不良、めくれや欠けなどの発生を防止し、クリーニング効果を高めることができる。また、その後の正転動作時に生じる駆動ギアの負荷を低減することもできる。 As described above, the cleaning device in the image forming apparatus performs the reverse operation when the trapping of the foreign matter is detected, so that defective cleaning, curling or chipping can be prevented, and the cleaning effect can be enhanced. It is also possible to reduce the load on the drive gear that occurs during the subsequent forward rotation operation.
次に、検知部110の機構の第2例について説明する。図9は、クリーニング部材と像担持体との間の異物の挟み込みを検知する検知部110の機構の第2例を説明するための図である。図9においては、感光体クリーニングユニット7の感光体クリーニングブレード6と、感光体クリーニングブレード6の構成部材であるブレードホルダ6aおよびブレード6cと、感光体ドラム1とを示す。ここでは、この図9を参照して、感光体クリーニングユニット7の感光体クリーニングブレード6と感光体ドラム1との間の状態の検知について説明するが、この第2例は、転写ベルトクリーニングユニット32のクリーニングブレード31と転写ベルト15との間の状態の検知、および、2次転写ローラクリーニングユニット27のクリーニングブレード26と2次転写ローラ25との間の状態の検知にも用いることができる。
Next, a second example of the mechanism of the
第2例では、感光体ドラム1の正転動作時におけるブレードホルダ6aの振動を振動センサ112によって検知する。そして、第2例では、その振動の変化を読み取ることで、ブレード6cと感光体ドラム1との間の異物の挟み込みを検知する。具体的には、異物の挟み込みが発生していない定常時の振動からの差分が一定幅を超える振動が検知されたならば、異物の挟み込みが発生したと判定する。つまり、第2例は、クリーニング中に異物が挟み込んだ場合、クリーニングブレード6の振動が変化することに着目して、異物の挟み込みを検知する。
図9の例において、振動センサ112は、ブレードホルダ6aの上面(感光体ドラム1と対向しない側の面)に配置されている。ただし、振動センサ112の配置態様は、この例に限られない。他の例として、振動センサ112は、ブレードホルダ6aの下面(感光体ドラム1と対向する側の面)に配置されてもよい。
In the second example, the
In the example of FIG. 9, the
続いて、検知部110の機構の第3例について説明する。図10は、クリーニング部材と像担持体との間の異物の挟み込みを検知する検知部110の機構の第2例を説明するための図である。前述した第2例(図9)と同様、感光体クリーニングユニット7の感光体クリーニングブレード6と感光体ドラム1との間の状態の検知について説明するが、この第3例も、転写ベルトクリーニングユニット32のクリーニングブレード31と転写ベルト15との間の状態の検知、および、2次転写ローラクリーニングユニット27のクリーニングブレード26と2次転写ローラ25との間の状態の検知にも用いることができる。
Subsequently, a third example of the mechanism of the
第3例では、ブレード6cにひずみゲージ113を取り付ける。そして、第3例では、ひずみゲージ113によって、異物が挟み込んだ場合のブレード6cのひずみを検知する。つまり、第3例は、挟み込んだ異物によってブレード6cがひずむことに着目して、感光体ドラム1との間の異物の挟み込みを検知する。
図10の例において、ひずみゲージ113は、ブレード6cの上面(感光体ドラム1と対向しない側の面)に配置されている。ただし、ひずみゲージ113の配置態様は、この例に限られない。他の例として、ひずみゲージ113は、ブレード6cの下面(感光体ドラム1と対向する側の面)に配置されてもよい。
In the third example, the
In the example of FIG. 10, the
続いて、検知部110の機構の第4例について説明する。図11は、クリーニング部材と像担持体との間の異物の挟み込みを検知する検知部110の機構の第4例を説明するための図である。前述した第2例(図9)および第3例(図10)と同様、感光体クリーニングユニット7の感光体クリーニングブレード6と感光体ドラム1との間の状態の検知について説明するが、この第4例も、転写ベルトクリーニングユニット32のクリーニングブレード31と転写ベルト15との間の状態の検知、および、2次転写ローラクリーニングユニット27のクリーニングブレード26と2次転写ローラ25との間の状態の検知にも用いることができる。
Subsequently, a fourth example of the mechanism of the
第4例では、ブレード6cと感光体ドラム1との当接部(ニップ)下流に静電容量センサ114(センサ用の電極)を配置する(図1中の「静電容量センサ」)。ここでの下流は、感光体ドラム1の正転動作時における当該感光体ドラム1の表面の移動方向を前提とする。なお、図11においては、静電容量センサ114がブレード6cに取り付けられている例を示しているが、これに限らず、静電容量センサ114は、当接部下流の任意の位置に配置することができる。ただし、静電容量センサ114は、当接部近傍に配置されることが好ましい。
In the fourth example, the capacitance sensor 114 (electrode for sensor) is arranged downstream of the contact portion (nip) between the
図12を参照して、この第4例の機構で異物の挟み込みを検知するロジックについて説明する。
図12中、(A)は、ブレード6cと感光体ドラム1との間に異物が挟み込んでいない状態を示している。一方、(B)は、ブレード6cと感光体ドラム1との間に異物(異物200)が挟み込んでいる状態を示している。また、(B)において、符号201は、異物200の挟み込みによってブレード6cと感光体ドラム1との間に生じた隙間を通過してしまった転写残トナーを示す。
With reference to FIG. 12, a logic for detecting the entrapment of a foreign substance by the mechanism of the fourth example will be described.
In FIG. 12, (A) shows a state in which no foreign matter is sandwiched between the
静電容量センサ114は、センサ用の電極と対象物との間に発生する静電容量を測定することによって対象物までの距離を計測する測距センサとして利用することができる。異物200の挟み込みによって転写残トナー201が通過すると、静電容量センサ114と感光体ドラム1の表面との間の距離が変化する(距離x1→距離x2)。第4例では、この距離の変化を読み取って、異物の挟み込みを検知する。つまり、第4例は、異物の挟み込みが発生したことによって掻き取り損ねたものと推定される転写残トナーを検知することによって、異物の挟み込みを検知するものである。
The
なお、検知部110の機構は、たとえば、感光体クリーニングユニット7のブレード6cと感光体ドラム1との間については第1例を採用し、転写ベルトクリーニングユニット32のブレード31cと転写ベルト15との間については第2例を採用するといったように、画像形成装置内において複数種を混在させることも可能である。
次に、異物除去のための像担持体の駆動シーケンスについて説明する。
The mechanism of the
Next, a drive sequence of the image carrier for removing foreign matter will be described.
図13は、異物除去のための像担持体の駆動シーケンスの第1パターンを説明するための図である。図13中、縦軸は、像担持体の駆動トルクを示し、横軸は、時間を示している。また、符号300は、像担持体の駆動トルクの時系列的な変化を示している。
FIG. 13 is a diagram for explaining the first pattern of the drive sequence of the image carrier for removing foreign matter. In FIG. 13, the vertical axis represents the drive torque of the image carrier, and the horizontal axis represents time. Further,
第1パターンは、感光体ドラム1、転写ベルト15、2次転写ローラ25(または2次転写ベルト28)などの像担持体の逆転動作のみを実行するパターンである。
第1パターンでは、像担持体の表面が一定距離逆方向へ移動するように、駆動モータによって像担持体を逆転方向に加速し、かつ、像担持体を惰性で逆転動作させ(a11)、続いて、逆転動作する像担持体をブレーキによって減速する(a12)。このように、第1パターンは、異物除去に必要とされる分だけ像担持体を逆転動作させる。
The first pattern is a pattern in which only the reverse operation of the image carrier such as the
In the first pattern, the drive motor accelerates the image carrier in the reverse direction so that the surface of the image carrier moves in the opposite direction by a certain distance, and the image carrier is inertially rotated in the reverse direction (a11). Then, the image carrier that rotates in the reverse direction is decelerated by the brake (a12). In this way, the first pattern causes the image carrier to operate in the reverse direction by the amount required to remove the foreign matter.
また、図14は、異物除去のための像担持体の駆動シーケンスの第2パターンを説明するための図である。図13と同様、図14中、縦軸は、像担持体の駆動トルクを示し、横軸は、時間を示している。
第2パターンは、感光体ドラム1、転写ベルト15、2次転写ローラ25(または2次転写ベルト28)などの像担持体を逆転動作するにあたり、さらに、像担持体の表面を像担持体を逆転動作させる前の位置へ戻すための像担持体の正転動作を実行するパターンである。
FIG. 14 is a diagram for explaining the second pattern of the drive sequence of the image carrier for removing foreign matter. Similar to FIG. 13, in FIG. 14, the vertical axis represents the drive torque of the image carrier and the horizontal axis represents time.
In the second pattern, when the image carrier such as the
第2パターンにおいても、まず、像担持体の表面が一定距離逆方向へ移動するように、駆動モータによって像担持体を逆転方向に加速し、かつ、像担持体を惰性で逆転動作させ(a21)、続いて、逆転動作する像担持体をブレーキによって減速する(a22)。これに加えて、第2パターンでは、駆動モータなどにダメージを与えないようにするための待機期間を確保し、(a23)、像担持体の表面が一定距離正方向へ移動するように、駆動モータによって像担持体を正転方向に加速し、かつ、像担持体を惰性で正転動作させ(a24)、続いて、惰性で正転動作する像担持体をブレーキによって減速する(a25)。このように、第2パターンは、異物除去に必要とされる分だけ像担持体を逆転動作させるとともに、像担持体の表面を像担持体を逆転動作させる前の位置へ戻すように、逆転動作させた分だけ像担持体を正転動作させる。 In the second pattern as well, first, the drive motor accelerates the image carrier in the reverse direction so that the surface of the image carrier moves in the reverse direction by a predetermined distance, and the image carrier is reversely operated by inertia (a21). ), and subsequently, the image carrier that is rotating in the reverse direction is decelerated by the brake (a22). In addition to this, in the second pattern, a waiting period is secured so as not to damage the drive motor and the like (a23), and the surface of the image carrier is driven so as to move in the positive direction for a certain distance. The image carrier is accelerated in the forward direction by the motor, and the image carrier is inertially rotated in the normal direction (a24), and subsequently, the image carrier that is normally rotated in the inertial direction is decelerated by the brake (a25). In this way, the second pattern causes the image carrier to rotate in the reverse direction as much as the amount required to remove the foreign matter, and the reverse motion to return the surface of the image carrier to the position before the reverse operation of the image carrier. The image carrier is rotated in the normal direction by the amount.
この第2パターンにおいては、像担持体の逆転動作と像担持体の正転動作との組みを複数回繰り返し行ってもよい。この場合、像担持体の正転動作後について、駆動モータなどにダメージを与えないようにするための待機期間を確保する(a26)。 In this second pattern, the combination of the reverse operation of the image carrier and the normal operation of the image carrier may be repeated a plurality of times. In this case, after the normal rotation operation of the image carrier, a waiting period is secured to prevent damage to the drive motor and the like (a26).
また、この第2パターンにおいては、像担持体を正転動作する際、たとえば印刷処理時などの定常時の像担持体の正転動作と比較して、その表面の移動速度が遅くなるようにしてもよい。たとえば、クリーニングブレードのエッジ部に溜まっていた、逆転動作によってエッジ部から離れたトナー塊が高速でクリーニングブレードのエッジ部に衝突することを防止する。また、単位時間当たりの除去対象となるトナーの量を減らして、このトナー塊が確実に除去されるようにする。 Further, in the second pattern, when the image carrier is rotated in the normal direction, the moving speed of the surface of the image carrier is slowed as compared with the normal operation of the image carrier in a steady state such as a printing process. May be. For example, it is possible to prevent the toner lumps, which are accumulated at the edge portion of the cleaning blade and are separated from the edge portion due to the reverse rotation operation, from colliding with the edge portion of the cleaning blade at high speed. Further, the amount of toner to be removed per unit time is reduced so that this toner lump is surely removed.
続いて、クリーニング部材としてブレードに代えてブラシが適用された他の一実施形態について説明する。図15は、当該他の一実施形態に係る画像形成装置の概略構成の一例を示す図である。
図15に示されるように、この画像形成装置は、感光体ドラム1上の転写残トナーを掻き取るクリーニングを行う感光体クリーニングユニット7が、前述した感光体クリーニングブレード6に代えて感光体クリーニングブラシ8を備える。また、転写ベルト15上の転写残トナーを掻き取るクリーニングを行う転写ベルトクリーニングユニット32は、前述したクリーニングブレード31に代えてクリーニングブラシ34を備える。2次転写ローラ25(または2次転写ベルト28)上の転写残トナーを掻き取るクリーニングを行う2次転写ローラクリーニングユニット27は、クリーニングブレード26に代えてクリーニングブラシ30を備える。
Next, another embodiment in which a brush is applied instead of the blade as the cleaning member will be described. FIG. 15 is a diagram showing an example of a schematic configuration of an image forming apparatus according to another embodiment.
As shown in FIG. 15, in this image forming apparatus, the
クリーニング部材としてブラシが適用された場合においても、クリーニング部材と像担持体との間の異物の挟み込みは発生し得る。異物の挟み込みが発生すると、クリーニング不良などを発生させるおそれがある。像担持体を逆転動作させることは、クリーニング部材としてブラシが適用された場合においても、挟み込んだ異物を除去する方法として有効である。 Even when a brush is applied as the cleaning member, entrapment of foreign matter between the cleaning member and the image carrier may occur. When foreign matter is caught, defective cleaning or the like may occur. Reversing the operation of the image carrier is effective as a method for removing the foreign matter that has been caught even when a brush is used as the cleaning member.
像担持体の逆転動作の実行は、クリーニング部材としてブラシが適用された場合においても、必要最小限度に止めることが好ましい。具体的には、異物の挟みが検知された場合に像担持体の逆転動作が実行されることが好ましい。そこで、次に、クリーニング部材としてブラシが適用された場合における、クリーニング部材と像担持体との間の異物の挟み込みを検知するための機構について、その例をいくつか説明する。 It is preferable to stop the reverse operation of the image carrier to the minimum necessary even when a brush is applied as the cleaning member. Specifically, it is preferable that the reverse rotation operation of the image carrier is executed when the pinch of the foreign matter is detected. Therefore, next, some examples of a mechanism for detecting the entrapment of foreign matter between the cleaning member and the image carrier when a brush is applied as the cleaning member will be described.
図16は、クリーニング装置に関わる他の一実施形態に係る画像形成装置の機能構成の一例を示すブロック図である。
クリーニング部材として回転するブラシを適用した場合においては、クリーニング部材としてブレードを適用した場合(図3参照)と比較して、検知部110による検知対象の選択が広がる。具体的には、クリーニング部材として回転するブラシを適用した場合、検知部110は、像担持体の表面に当接かつ像担持体に対してカウンタ方向に回転するローラ形状のブラシの駆動トルクを検知し得る(図16中の「駆動トルク」)。なお、「駆動トルク」は、検知部110の検知対象の一例である。
FIG. 16 is a block diagram showing an example of the functional configuration of an image forming apparatus according to another embodiment related to the cleaning device.
When the rotating brush is used as the cleaning member, the selection of detection targets by the
図17は、他の一実施形態に係る画像形成装置における、クリーニング部材と像担持体との間の異物の挟み込みを検知する検知部110の機構の第1例を説明するための図である。
図17においては、感光体クリーニングユニット7の感光体クリーニングブラシ8と、感光体ドラム1とを示す。ここでは、この図17を参照して、感光体クリーニングユニット7の感光体クリーニングブラシ8と感光体ドラム1との間の状態の検知について説明するが、この第1例は、転写ベルトクリーニングユニット32のクリーニングブラシ34と転写ベルト15との間の状態の検知、および、2次転写ローラクリーニングユニット27のクリーニングブラシ30と2次転写ローラ25との間の状態の検知にも用いることができる。
FIG. 17 is a diagram for explaining a first example of the mechanism of the
In FIG. 17, the
第1例では、異物の挟み込みが物理的抵抗になり、ブラシ8の駆動トルクが鈍化することを利用する。つまり、異物の挟み込みが発生していない定常時の状態から異物の挟み込みが発生した異常時の状態へ移行した場合におけるブラシ8の駆動トルクの変化(図17:b1)を、ブラシを回転させるモータや回転軸のトルクを検出することによって読み取り、ブラシ8と感光体ドラム1との間の異物の挟み込みを検知する。具体的には、異物の挟み込みが発生していない定常時における駆動トルクよりも一定幅低い閾値以下の駆動トルクが計測された場合、異物の挟み込みを検知する。
In the first example, it is used that the entrapment of foreign matter becomes a physical resistance and the drive torque of the
また、図18は、他の一実施形態に係る画像形成装置における、クリーニング部材と像担持体との間の異物の挟み込みを検知する検知部110の機構の第2例を説明するための図である。前述した第2例(図17)と同様、感光体クリーニングユニット7の感光体クリーニングブラシ8と感光体ドラム1との間の状態の検知について説明するが、転写ベルトクリーニングユニット32のクリーニングブラシ34と転写ベルト15との間の状態の検知、および、2次転写ローラクリーニングユニット27のクリーニングブラシ30と2次転写ローラ25との間の状態の検知にも用いることができる。
FIG. 18 is a diagram for explaining a second example of the mechanism of the
第2例は、ブラシ8に電流または電圧を印加する。つまり、異物の挟み込みが電気的抵抗になり、電流がブラシ8側から感光体ドラム1側へと流れにくくなることを利用して、異物の挟み込みを検知する。具体的には、異物の挟み込みが発生していない定常時の状態から異物の挟み込みが発生した異常時の状態へ移行した場合における電流値または電圧値の変化を測定器111によって読み取り、異物の挟み込みを検知する。たとえば電圧を測定する場合、異物の挟み込みが発生していない定常時に測定される値から一定幅を超える高い値が測定されたならば、異物の挟み込みが発生したと判定する。また、たとえば電流値を測定する場合、異物の挟み込みが発生していない定常時に測定される値から一定幅を下回る低い値が測定されたならば、異物の挟み込みが発生したと判定する。
In the second example, current or voltage is applied to the
このように、クリーニング部材としてブラシを適用した場合においても、ブラシ8,34,30と像担持体1,15,25(28)との間の異物の挟み込みを検知することができる。したがって、異物の挟み込みが検知された場合に、図13や図14の駆動シーケンスで、像担持体1,15,25(28)を逆転動作させる。すなわち、異物の挟み込みがある場合に逆転動作を行うことで、クリーニング効果を高め、また、逆転動作時に生じる駆動ギアの負荷を低減することができる。
Thus, even when a brush is used as the cleaning member, it is possible to detect the entrapment of foreign matter between the
なお、感光体クリーニングユニット7、転写ベルトクリーニングユニット32、2次転写ローラクリーニングユニット27などのクリーニング装置は、クリーニング方式を画像形成装置内で必ずしも統一しなくてもよい。たとえば、感光体クリーニングユニット7においては感光体クリーニングブレード6によって感光体ドラム1上の転写残トナーを掻き取ることとし、転写ベルトクリーニングユニット32においてはクリーニングブラシ34によって転写ベルト15上の転写残トナーを掻き取ることとしてもよい。クリーニング方式の混在に加えて、さらに、前述したように、クリーニング部材と像担持体との間の状態を検知する機構についても複数種を混在させるようにしてもよい。
The cleaning methods such as the
以上のように、ここで示したいくつかの実施形態の画像形成装置においては、クリーニング部材と像担持体との間の異物の挟み込みが発生し得る、像担持体の動作を伴うたとえば印刷処理の終了時などの所定のタイミングにおいて、異物の挟み込みの検出がある場合に逆転動作を行うことで、クリーニング不良、めくれや欠けなどの発生を防止することができる。 As described above, in the image forming apparatuses according to some of the embodiments shown here, foreign matter may be trapped between the cleaning member and the image carrier, which may be accompanied by the operation of the image carrier, such as a printing process. By performing the reverse operation when a foreign substance is detected to be caught at a predetermined timing such as at the time of completion, it is possible to prevent defective cleaning, curling or chipping.
なお、以上のいくつかの実施形態の説明は、発明の範囲を限定することを意図するものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形、変更を行うことができる。 The above description of some embodiments is not intended to limit the scope of the invention, and various modifications and changes can be made without departing from the scope of the invention.
1…感光体ドラム、6…感光体クリーニングブレード、6a…ブレードホルダ、6b,6c…ブレード、7…感光体クリーニングユニット、8…感光体クリーニングブラシ、15…転写ベルト、25…2次転写ローラ、26…クリーニングブレード、26a…ブレードホルダ、26b…導電性ブレード、27…2次転写ローラクリーニングユニット、28…2次転写ベルト、30…クリーニングブラシ、31…クリーニングブレード、31a…ブレードホルダ、31c…ブレード、32…転写ベルトクリーニングユニット、34…クリーニングブラシ、110…検知部、111…測定器、112…振動センサ、113…ひずみゲージ、114…静電容量センサ、120…I/Oユニット、130…制御部、140…各種駆動モータ。
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記クリーニング部材と前記回転体との間の挟み込みを検知するための検知部材と、を具備し、
前記検知部材によって挟み込みが検知された場合に前記回転体を逆転するための信号を出力するクリーニング装置。 A cleaning member that removes toner by contacting the surface of a rotating body that rotates in the forward direction;
A detection member for detecting entrapment between the cleaning member and the rotating body,
A cleaning device that outputs a signal for reversing the rotating body when a pinch is detected by the detection member.
前記検知部材は、前記クリーニング部材に電流または電圧を供給し、前記クリーニング部材の電流値または電圧値に基づいて挟み込みを検知する、
請求項1に記載のクリーニング装置。 The cleaning member has conductivity,
The detection member supplies a current or a voltage to the cleaning member, and detects entrapment based on the current value or the voltage value of the cleaning member,
The cleaning device according to claim 1.
前記検知部材は、前記ブラシの駆動トルクに基づいて挟み込みを検知する請求項1に記載のクリーニング装置。 The cleaning member is a rotating brush,
The cleaning device according to claim 1, wherein the detection member detects entrapment based on a drive torque of the brush.
前記回転体上のトナーを転写体に転写する転写部材と、
請求項1〜7のいずれか1項に記載のクリーニング装置と、
所定のタイミングにおいて前記クリーニング装置から前記回転体を逆転するための信号を受信した場合に前記回転体を逆転する制御部材と、
を具備する画像形成装置。 A rotating body,
A transfer member for transferring the toner on the rotating body to a transfer body,
A cleaning device according to any one of claims 1 to 7,
A control member for reversing the rotating body when a signal for reversing the rotating body is received from the cleaning device at a predetermined timing;
An image forming apparatus comprising:
前記クリーニング部材と前記回転体との間の挟み込みを検知するステップと、
挟み込みが検知された場合に前記回転体を逆転するための信号を出力するステップと、
を具備するクリーニング方法。 A cleaning method for removing the toner of a rotating body rotating in the normal direction by a cleaning member which is brought into contact with the surface of the rotating body,
Detecting entrapment between the cleaning member and the rotating body,
Outputting a signal for reversing the rotating body when pinching is detected,
A cleaning method comprising:
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