JP2020104988A - シート給送装置、及び画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】衝突音の発生を抑制するロータリーダンパの設置を省スペースで実現することが可能なシート給送装置、及び画像形成装置を提供する。【解決手段】シート給送装置は、シートを収容するカセットと、回動することでシートを上昇させるシート積載板と、シート積載板を上昇させる駆動力を出力するリフターモータ及び駆動伝達機構と、軸方向一端側に駆動伝達機構に係合される係合部を有するリフター軸143と、リフター軸143が回転されることでシート積載板を下方から押圧するリフター板142と、リフター軸143の軸方向他端側に連結されるように配置され、リフター軸143の回転運動を減衰させるロータリーダンパ170と、を備える。【選択図】図6

Description

本発明は、シートを給送するシート給送装置、及びシート給送装置により給送されたシートに画像を形成する画像形成装置に関する。
プリンタ、ファクシミリ、複写機等の画像形成装置には、複数枚のシートを収納するカセットと、カセットに収納されたシートをピックアップして給送するピックアップローラとを備えたシート給送装置が設けられている。このようなシート給送装置では、シート積載板上にシート束を積載し、所定のシート高さまでリフトアップした後に、ピックアップローラによりピックアップしたシートを画像形成装置本体へ給送する構成が一般的である。
上記カセットは、シートを補充するため、画像形成装置に対して挿抜可能に構成されている。シート積載板をリフトアップするためのリフターモータとその駆動力を伝達する駆動伝達機構は画像形成装置の内部に配置されており、一方でシート積載板をシフトアップするリフトアップ部材はカセットに配置されている。従って、カセットを画像形成装置に挿入すると、リフトアップ部材を駆動する回転軸の係合部とリフターモータの駆動伝達機構とが係合するように構成されている。
しかしながら、カセットを画像形成装置から抜出すると、上記回転軸と上記駆動伝達機構との係合が解除される。この際、例えばリフトアップ部材及びシート積載板が落下してカセットの底面と衝突すると、大きな衝突音が発生し、ユーザーに不快感を与える虞がある。そこで、回転軸にロータリーダンパを取付け、リフトアップ部材及びシート積載板の落下速度を減衰させ、衝突音の発生を抑制するものが提案されている(特許文献1参照)。
特開2007−254144号公報
上記特許文献1に記載されているロータリーダンパは、回転軸の軸方向にあって、カセットの挿抜方向の挿入方向の先端側、つまり画像形成装置の奥側に配置されている。しかしながら、回転軸の奥側には、上述したようにリフターモータの駆動伝達機構と係合する係合部を設ける必要がある。即ち、係合部とロータリーダンパとの両方を設けようとすると、ロータリーダンパを回転軸の外周側に配置することになる。そのため、ロータリーダンパの設置スペースとして大きなスペースが必要であり、カセットのシート収容空間の確保等を考慮すると、ロータリーダンパの配置スペースが確保できない虞もある。
そこで本発明は、衝突音の発生を抑制するロータリーダンパの設置を省スペースで実現することが可能なシート給送装置、及び画像形成装置を提供することを目的とするものである。
本シート給送装置は、シートを収容する収容手段と、シートを支持し、前記収容手段に設けられた支点に対して回動自在に支持され、回動することでシートを上昇させるシート支持手段と、前記シート支持手段の上方に配置され、前記シート支持手段により上昇されたシートを給送する給送手段と、前記シート支持手段を上昇させる駆動力を出力する駆動手段と、前記収容手段に回転自在に支持され、軸方向一端側に前記駆動手段に係合される係合部を有する回転軸と、前記回転軸に固定され、前記駆動手段により前記回転軸が回転されることで前記シート支持手段を下方から押圧する押圧手段と、前記回転軸の軸方向他端側に連結されるように配置され、前記回転軸の回転運動を減衰させるロータリーダンパと、を備えることを特徴とする。
本発明によると、一端側に駆動手段に係合される係合部が配置された回転軸の他端側にロータリーダンパを配置したので、衝突音の発生を抑制するロータリーダンパを省スペースで配置することができる。
本実施形態に係る画像形成装置の構成を示す概略図。 (a)は本実施形態に係るリフトアップ前のシート給送装置を示す概略図、(b)は本実施形態に係るリフトアップ後のシート給送装置を示す概略図。 本実施形態に係るシート給送部から搬送ローラ対までの構成を示す概略図。 本実施形態に係るシート給送部の構成を示す斜視図。 本実施形態に係るカセットの回転軸が配置された部分を示す部分斜視図。 (a)は本実施形態に係る回転軸とロータリーダンパとカセットとの連結部分を示す分解斜視図、(b)は本実施形態に係る回転軸とロータリーダンパとカセットとの連結部分の組立後を示す斜視図。
[画像形成装置の構成]
以下、図面を参照しながら、本実施形態に係るシート給送装置及び画像形成装置について説明する。本実施形態に係る画像形成装置1は、パーソナルコンピュータ等の外部機器から入力される画像情報に基づいて、シートSに画像を形成するフルカラーレーザービームプリンタである。ただし、シートSとは、普通紙や厚紙等の厚みが均一な用紙及び封筒等の厚みが不均一な用紙を含む紙、オーバーヘッドプロジェクタ用シート(OHT)等のプラスチックフィルム、布などの薄層状の記録媒体を指す。
画像形成装置1は、図1に示すように、装置本体1Aの内部に、シートSに画像を形成する画像形成部1B及びシートSに画像を定着させる定着部20等を備えている。装置本体1Aの上方には、原稿の画像データを読み取る画像読取装置2が、原稿の載置面が略水平となる姿勢で配置されている。画像読取装置2と装置本体1Aとの間に形成されたシート排出空間には、排出トレイ23が設けられている。また、装置本体1Aの下部には、画像形成部1BにシートSを給送する単数又は複数(図示した例では4つ)のシート給送装置30が配置されている。シート給送装置30のそれぞれは、複数のシートSからなるシート束を収容するカセット40を有している。また、シート給送装置30のそれぞれは、カセット40のシート束の最上のシートを1枚ずつ給送するためのシート給送手段としてのシート給送部50を備えている。シート給送部50のそれぞれは、ピックアップローラ5a、フィードローラ5b、リタードローラ5cを有している。このシート給送装置30の構成については、詳しくは後述する。
画像形成手段としての画像形成部1Bは、レーザスキャナ10と、4個のプロセスカートリッジ1a,1b,1c,1dと、中間転写ユニット1Cとを備えた、所謂4ドラムフルカラー方式の構成である。これらのカートリッジは、それぞれ、イエロー、マゼンタ、シアン、及びブラックのトナー画像を形成する。各プロセスカートリッジ1a,1b,1c,1dは、感光体である感光ドラム12と、帯電器13と、現像器14と、不図示のクリーナ等を備えている。なお、画像形成部1Bの上方には、各色のトナーを収容したトナーカートリッジ15が装置本体1Aに対して着脱自在に装着されている。
中間転写ユニット1Cは、中間転写体である中間転写ベルト16が駆動ローラ16a及びテンションローラ16b等に巻き掛けられて構成され、4つのプロセスカートリッジ1a,1b,1c,1dの上方に配置されている。中間転写ベルト16は、各プロセスカートリッジ1a,1b,1c,1dの感光ドラム12に接触した状態で、不図示の駆動部に駆動される駆動ローラ16aによって、図中反時計回り方向に回転する。中間転写ユニット1Cは、各感光ドラム12と対向する位置において中間転写ベルト16の内周面に当接する一次転写ローラ17を備えている。また、画像形成部1Bは、駆動ローラ16aと対向する位置において中間転写ベルト16の外周面に当接する二次転写ローラ19を備えている。
上述の各プロセスカートリッジ1a,1b,1c,1dにおいて、感光ドラム12の表面には、レーザスキャナ10によって静電潜像が描き込まれた後、現像器14からトナーが供給されることで負極性に帯電した各色のトナー像が形成される。これらのトナー像は、一次転写ローラ17に正極性の転写バイアス電圧が印加されることで、中間転写ベルト16へと多重転写(一次転写)されて、中間転写ベルト16にフルカラーのトナー像が形成される。
このようなトナー像の形成プロセスに並行して、シート給送装置30から給送されたシートSが、レジストレーションローラ対18へ向けて搬送され、レジストレーションローラ対18によって斜行を補正される。レジストレーションローラ対18は、中間転写ベルト16に形成されたフルカラーのトナー像の転写タイミングに合わせて、中間転写ベルト16と二次転写ローラ19との間に形成される二次転写部にシートSを搬送する。中間転写ベルト16に担持されているトナー像は、二次転写ローラ19に正極性の転写バイアス電圧が印加されることでシートSへと二次転写される。
トナー像を転写されたシートSが、定着部20において加熱及び加圧されると、トナー像がカラー画像としてシートSに定着する。画像が定着したシートSは、排出ローラ対25aによって排出トレイ23へと排出されて積載される。なお、シートSの両面に画像を形成する場合には、定着部20を通過したシートSが、反転搬送部1Dに設けられる正逆転可能な反転ローラ対25bによってスイッチバックされる。そして、シートSが再搬送通路R1を介して画像形成部1Bへと再び搬送されると、シートSの裏面に画像が形成され、排出トレイ23へと排出されて両面印刷が完了する。
[シート給送装置の構成]
次に、シート給送装置30の構成について、図2乃至図5を用いて説明する。図2(a)に示すように、シート給送装置30は、装置本体1A(図1参照)に対して挿抜自在に支持されて着脱可能なカセット40と、カセット40に収納されたシート束の最上のシートを給送する給送手段としてのシート給送部50と、を有している。カセット40には、シート支持手段としてのシート積載板141と、押圧手段としてのリフター板142とが備えられている。
シート積載板141は、シート束を支持すると共に、カセット40に設けられた支点としてのトレイ回動軸141aを中心に回動自在となるようにカセット40に支持されており、図2(b)に示すように回動されることで、シート束を上昇させる。リフター板142は、回転軸としてのリフター軸143に2本のネジ199(図6(b)参照)よって固定されており、リフター軸143を中心として回動することでシート積載板141を下方から上方に押圧し、シート積載板141及びシート束を上昇させる。
リフター軸143は、カセット40が装置本体1Aに挿入された状態で駆動手段としてのリフターモータM1及びその駆動回転を伝達する駆動伝達機構160に係合される。リフター軸143はリフターモータM1及び駆動伝達機構160から出力される上昇の駆動力によって回転駆動され、リフター板142を回動させる。詳細には、図5に示すように、リフター軸143は、カセット40に設けられた奥側支持部40Aと、カセット40に設けられた手前側支持部40Bとによって回転自在に支持されている。奥側支持部40Aは、カセット40におけるリフター軸143の軸方向にあって、カセット40が装置本体1Aに挿入される際の挿入方向側(X1方向側、装置本体1Aの奥側)に設けられている。また、手前側支持部40Bは、カセット40におけるリフター軸143の軸方向にあって、装置本体1Aから抜出される際の抜出方向側(X2方向側、装置本体1Aの手前側)に設けられている。また、リフター軸143には、挿入方向側(X1方向側、装置本体1Aの奥側)の端部(軸方向一端側)143aに係合部143Eが備えられている。係合部143Eには、リフター軸143に貫通して固定された係合軸144が設けられている。
また、装置本体1Aに配置された駆動伝達機構160には、係合部143Eに係合される被係合部161Eを有するカップリング161が設けられている。このカップリング161は、抜出方向側(X2方向側、装置本体1Aの手前側)に凹凸状の歯が形成されており、その凹部に上記リフター軸143に設けられた係合軸144が入り込むことで回転方向に係合する。即ち、カセット40が装置本体1Aに挿入されて装着されると、カップリング161と係合軸144とが噛み合うことによって係合部143Eと被係合部161Eとが係合される。また、カセット40が装置本体1Aから抜出されて離脱されると、カップリング161と係合軸144とが離反することによって係合部143Eと被係合部161Eとの係合が解除される。要するに、係合部143Eと被係合部161Eとは、軸方向に対して接離することで係合/解放される噛み合いクラッチのように構成されている。
一方、図2(a)、図2(b)及び図3に示すように、シート給送部50は、大まかにピックアップローラ5aと、フィードローラ5bと、リタードローラ5cと、を有している。フィードローラ5bは、給送モータM2によって駆動されるフィードローラ軸153に回転可能に支持されており、フィードローラ軸153には、昇降プレート150が揺動可能に支持されている。
図4に示すように、昇降プレート150には、アイドラ軸159及びピックアップローラ軸152が支持されており、ピックアップローラ軸152には、ピックアップローラ5aが回転可能に支持されている。また、フィードローラ軸153、アイドラ軸159及びピックアップローラ軸152には、それぞれフィードギア156、アイドラギア157及びピックアップギア158が取り付けられている。これらフィードギア156、アイドラギア157及びピックアップギア158によって、給送モータM2によって駆動されるフィードローラ軸153の回転が、ピックアップローラ軸152に伝達され、ピックアップローラ5aに伝達される構成となっている。
図2(b)及び図3に示すように、昇降プレート150は、ピックアップバネ151によって下方に付勢されており、このピックアップバネ151の付勢力によってピックアップローラ5aは、所定の給送圧でシートと当接する。リタードローラ5cは、不図示のトルクリミッタを介してリタード軸155に回転可能に支持されており、リタードバネ154によってフィードローラ5bに向けて付勢されている。これにより、リタードローラ5cは、分離ニップN1においてフィードローラ5bに圧接している。また、リタード軸155には、給送モータM2からの駆動力が伝達されており、リタードローラ5cは、給送モータM2が駆動することでシートをカセット40に戻す方向に回転しようとする構成となっている。
図3に示すように、シート給送方向においてフィードローラ5b及びリタードローラ5cの下流には、内側ガイド121、外側ガイド122、及び搬送ローラ対81が配置されている。搬送ローラ対81は、駆動ローラ81aと従動ローラ81bとを有しており、駆動ローラ81aは回転軸81cに回転可能に支持されている。そして、回転軸81cが搬送モータM3によって駆動されることで、駆動ローラ81aが回転すると共に、従動ローラ81bが駆動ローラ81aに従動回転する。シート給送方向において駆動ローラ81a及び従動ローラ81bによって形成される搬送ニップN2の上流かつ分離ニップN1の下流には、搬送されるシートを検知する搬送センサ130が配置されている。
[シート給送動作]
続いて、シート給送装置30によるシート給送動作について説明する。カセット40が装置本体1Aに挿入されている状態では、リフター軸143先端に設けられた係合部143Eと(図5参照)、装置本体1Aに設けられた被係合部161E(カップリング161)とが係合する。その後、図2(a)に示すリフターモータM1が駆動すると、カップリング161が回転する。それに伴い、リフター軸143及びリフター板142が回転し、リフター板142に押し上げられることでシート積載板141が上昇する。シート積載板141に積載された最上位のシートの位置は、不図示のセンサによって検知されており、図2(b)に示すように、シート積載板141がシートの給送を可能とする給送位置に位置すると、リフターモータM1の駆動が停止される。これにより、シート積載板141は給送位置において停止する。このとき、シート積載板141に積載されたシートSはシート給送部50のピックアップローラ5aに当接した状態となる。
図3に示すように、この状態から、給送モータM2及び搬送モータM3が駆動されることで、ピックアップローラ5aが回転し、シート積載板141に積載されたシートSを給送する。ピックアップローラ5aによって給送されたシートSは、分離ニップN1において1枚ずつに分離される。具体的には、分離ニップN1にシートが1枚だけ給送された際には、リタード軸155とリタードローラ5cとの間に設けられた不図示のトルクリミッタが空転し、リタードローラ5cがフィードローラ5bに従動する。また、分離ニップN1にシートが2枚以上給送された際には、リタードローラ5cは、給送モータM2の駆動力によってカセット40にシートを戻す方向に回転し、2枚目以降のシートがカセット40に戻される。そして、分離ニップN1によって1枚ずつに分離されたシートは、内側ガイド121及び外側ガイド122によって搬送ローラ対81に案内され、搬送ローラ対81の搬送ニップN2によってさらにシート給送方向の下流に搬送される。
なお、リタードローラ5cには、給送モータM2等の駆動力が入力されなくてもよい。即ち、シートが1枚のときに摩擦力によってフィードローラ5bに従動回転し、シートが2枚以上のときにシート間が滑ることで回転せずに2枚目以降のシートを給送方向に対して停止させる構成でもよい。
[ロータリーダンパ及びその周辺の構成]
ついで、ロータリーダンパ170とその周辺の構成について図6を用いて説明する。図6(a)は手前側支持部40Bにロータリーダンパ170を組み込む前の状態、図6(b)は組み込み後の状態を示している。なお、説明を簡単にするため、カセット40は一部のみを図示している。
図6(a)及び図6(b)に示すように、ロータリーダンパ170は、リフター軸143の抜出方向側の端部(軸方向他端側)143bの先端側にあって、リフター軸143と同軸上にかつ軸方向に並列して配置され、その端部143bに連結されている。また、ロータリーダンパ170は、手前側支持部40Bに配置されており、具体的には、カセット40の手前側支持部40Bに形成された収容穴40Hに収容されている。
ロータリーダンパ170は、回転部172と、上記収容穴40Hに対して固定支持される固定部171とを有して構成されている。回転部172は、固定部171に対して回転自在に支持されると共に、例えばそれらの間の摩擦により回転した際に回転運動のエネルギーを減衰するように構成され、回転の際には所定の負荷トルクがかかるように構成されている。固定部171には、フランジ状に形成された2つの板部171aが備えられており、一方の収容穴40Hには、円筒状に形成された穴部40Haと溝状に形成された2つの溝部40Hbが形成されている。この板部171aが溝部Hbに嵌合されつつ固定部171が収容穴40Hに収容されることで、固定部171はカセット40に対して回転不能に固定支持される。
また、回転部172には、溝状のキー溝172aが形成されており、一方のリフター軸143の端部143bの先端には凸状のキー143cが形成されていて、それらキー溝172aとキー143cとが噛み合って回転方向に駆動連結される。また、回転部172の外周及びリフター軸143の端部143bの先端側の外周には、軸受部180が配置されている。軸受部180は、フランジ状に形成された板部180aが備えられており、上記溝部40Hbの1つに嵌合しつつ穴部40Haに収容されることでカセット40に対して回転不能に支持される。そして、軸受部180は、リフター軸143が受けるラジアル方向の負荷を受け止めて、回転部172及びリフター軸143をカセット40に対して回転自在に支持する。また、軸受部180は、上記キー143c及びキー溝172aの外周を覆うことで、それらキー143c及びキー溝172aが溝方向に抜けることを防止する抜け止め部として機能している。
なお、本実施形態では、リフター軸143にキー143cを、回転部172にキー溝172aをそれぞれ設けているが、反対に、リフター軸143にキー溝を、回転部172にキーを設けていてもよい。つまりリフター軸143及び回転部172の一方にキーを、他方にキー溝を有していればよい。また、キーとキー溝に限らず、リフター軸143及び回転部172を回転方向に駆動連結できる構造であれば、歯形状の噛合い、接着、溶着等、どのような連結構造でもよい。
[カセットを装置本体から抜出した際の動作]
前述のシート給送動作が終了した後は、図2(b)に示すように、リフター板142とシート積載板141とは上昇した位置にある。この状態からカセット40を装置本体1Aが抜出すると、リフター軸143の挿入方向側(奥側)の係合部143Eと、リフターモータM1の駆動伝達機構160であるカップリング161の被係合部161Eとの係合が解除される。このため、リフター板142及びシート積載板141は落下を開始する。
リフター板142が落下する際、リフター軸143は、上昇時と逆方向に回転される。このリフター軸143の回転に対してロータリーダンパ170の負荷トルクが作用し、つまりロータリーダンパ170によってリフター軸143の回転運動が減衰される。従って、シート積載板141がカセット40の底面に落下して発生する衝突音を抑制することができる。
以上説明したように、ロータリーダンパ170は、リフター軸143の軸方向の抜出方向側(手前側)に、リフター軸143と軸方向に並列に配置されている。これにより、リフター軸143の外周にロータリーダンパの回転部を配置することが不要であり、カセット40におけるリフター軸143の外周におけるスペースの確保も不要であり、ロータリーダンパ170の径方向の小型化も図れる。従って、衝突音の発生を抑制するロータリーダンパ170を省スペースで配置することができる。
[他の実施形態の可能性]
なお、本実施形態においては、ロータリーダンパ170が例えば摩擦により回転方向の負荷トルクを発生させるものとして説明したが、これに限らず、流体や気体を用いて回転方向の負荷トルクを発生させてもよい。要するに、ロータリーダンパの構造はどのようなものであってもよい。
また、本実施形態においては、リフター軸143とロータリーダンパ170の回転部172がそのまま連結されているものを説明した。しかしながら、シート積載板141の上昇にリフターモータM1の負荷を低減するために、その上昇時に空転し、落下時に係合するワンウェイクラッチ機能を有する部材を設けてもよい。例えばリフター軸143とロータリーダンパ170との軸方向の間にスターラチェットのような歯車を介在させることも考えられる。
また、本実施形態においては、分離ニップをフィードローラとリタードローラとで構成したものを説明したが、これに限らず、フィードローラと分離パットとで構成してもよい。さらには、フィードローラを備えず、ピックアップローラと分離パットで構成したものでもよい。
また、本実施形態においては、ピックアップローラによりシートを給送するものを説明したが、給送手段として、エアにより捌いて給送を行うようなものであってもよく、どのような給送方式のものであっても構わない。
また、本実施形態においては、シート給送装置30が画像形成装置1に備えられたものを説明したが、これに限らず、シート給送装置そのものが画像形成装置や画像読取装置に外付けされる、いわゆるシート給送デッキのようなシート給送装置であってもよい。
1…画像形成装置
1A…装置本体
1B…画像形成部
30…シート給送装置
40…カセット(収容手段)
40H…収容穴
50…シート給送部(給送手段)
141…シート積載板(シート支持手段)
141a…トレイ回動軸(支点)
142…リフター板(押圧部材)
143…リフター軸(回転軸)
143b…回転軸の他端側の端部
143c…キー
143E…係合部
160…駆動伝達機構(駆動手段)
170…ロータリーダンパ
171…固定部
172…回転部
172a…キー溝
180…軸受部
M1…リフターモータ(駆動手段)

Claims (7)

  1. シートを収容する収容手段と、
    シートを支持し、前記収容手段に設けられた支点に対して回動自在に支持され、回動することでシートを上昇させるシート支持手段と、
    前記シート支持手段の上方に配置され、前記シート支持手段により上昇されたシートを給送する給送手段と、
    前記シート支持手段を上昇させる駆動力を出力する駆動手段と、
    前記収容手段に回転自在に支持され、軸方向一端側に前記駆動手段に係合される係合部を有する回転軸と、
    前記回転軸に固定され、前記駆動手段により前記回転軸が回転されることで前記シート支持手段を下方から押圧する押圧手段と、
    前記回転軸の軸方向他端側に連結されるように配置され、前記回転軸の回転運動を減衰させるロータリーダンパと、を備える、
    ことを特徴とするシート給送装置。
  2. 前記収容手段は、装置本体に挿抜自在に支持され、
    前記駆動手段は、前記装置本体に配置され、
    前記回転軸の軸方向一端側は、前記収容手段の挿入方向の先端側であり、
    前記回転軸の軸方向他端側は、前記収容手段の抜出方向の先端側であり、
    前記回転軸の係合部は、前記収容手段が挿入された際に、前記駆動手段に係合され、前記収容手段が抜出された際に、前記駆動手段との係合が解除される、
    ことを特徴とする請求項1に記載のシート給送装置。
  3. 前記ロータリーダンパは、回転部と、前記収容手段に対して支持されると共に前記回転部を回転自在に支持し、かつ前記回転部の回転運動を減衰させる固定部と、を有し、
    前記回転部は、前記回転軸の軸方向に並列に配置され、かつ前記回転軸の軸方向他端側の端部に対して回転不能に連結される、
    ことを特徴とする請求項1または2に記載のシート給送装置。
  4. 前記回転部及び前記回転軸を前記収容手段に対して回転自在に支持する軸受部を備える、
    ことを特徴とする請求項3に記載のシート給送装置。
  5. 前記回転軸の端部及び前記回転部の一方にキーと、他方にキー溝と、を有し、
    前記軸受部は、前記キー及び前記キー溝の外周を覆い、溝方向に対して抜け止めする、
    ことを特徴とする請求項4に記載のシート給送装置。
  6. 前記収容手段は、前記固定部を回転不能に収容する収容穴を有する、
    ことを特徴とする請求項3ないし5のいずれか1項に記載のシート給送装置。
  7. 請求項1ないし6のいずれか1項に記載のシート給送装置と、
    前記シート給送装置から給送されるシートに画像を形成する画像形成部と、を備える、
    ことを特徴とする画像形成装置。
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