JP2022082120A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】装置本体内を十分に冷却することができるようにする。【解決手段】筐体と、像担持体を備えた画像形成ユニットと、前記像担持体の軸方向における両端において、前記画像形成ユニットと対向させて配設され、筐体外から取り込んだ空気を吸引するための第１、第２のファンと、前記像担持体の軸方向における中央部において、第１、第２のファンによって吸引された空気を排出するための第３のファンとを有する。装置本体内で空気を十分に循環させることができ、装置本体内を十分に冷却することができる。【選択図】図１

Description

本発明は、画像形成装置に関するものである。

従来、プリンタ、複写機、ファクシミリ装置、複合機等の画像形成装置、例えば、プリンタにおいては、プリンタの本体、すなわち、装置本体内の空気をファンによって装置本体外に排出することにより、装置本体内を冷却するようにしている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２０１３－１２４６４５号公報

しかしながら、前記従来のプリンタにおいては、装置本体内の空気が十分に循環させられないと、装置本体内を十分に冷却することができない。

本発明は、前記従来のプリンタの問題点を解決して、装置本体内を十分に冷却することができる画像形成装置を提供することを目的とする。

そのために、本発明の画像形成装置においては、筐体と、該筐体内に配設され、画像形成するための、像担持体を備えた画像形成ユニットと、前記像担持体の軸方向における一方の端部において、前記画像形成ユニットと対向させて配設され、筐体外から取り込んだ空気を吸引するための第１のファンと、前記像担持体の軸方向における他方の端部において、前記画像形成ユニットと対向させて配設され、筐体外から取り込んだ空気を吸引するための第２のファンと、前記像担持体の軸方向における中央部において、前記第１、第２のファンによって吸引された空気を排出するための第３のファンとを有する。

本発明によれば、画像形成装置においては、筐体と、該筐体内に配設され、画像形成するための、像担持体を備えた画像形成ユニットと、前記像担持体の軸方向における一方の端部において、前記画像形成ユニットと対向させて配設され、筐体外から取り込んだ空気を吸引するための第１のファンと、前記像担持体の軸方向における他方の端部において、前記画像形成ユニットと対向させて配設され、筐体外から取り込んだ空気を吸引するための第２のファンと、前記像担持体の軸方向における中央部において、前記第１、第２のファンによって吸引された空気を排出するための第３のファンとを有する。

この場合、前記像担持体の軸方向における一方の端部に第１のファンが、前記像担持体の軸方向における他方の端部に第２のファンが、前記像担持体の軸方向における中央部に第３のファンが配設され、第１、第２のファンによって筐体外から取り込んだ空気が吸引され、第３のファンによって、前記第１、第２のファンによって吸引された空気が排出されるので、装置本体内で空気を十分に循環させることができ、装置本体内を十分に冷却することができる。

本発明の第１の実施の形態における冷却ユニットによる空気の流れを説明するための図である。 本発明の第１の実施の形態におけるプリンタの要部概略図である。 本発明の第１の実施の形態におけるプリンタの要部断面図である。 本発明の第１の実施の形態における冷却ユニットの正面図である。 本発明の第２の実施の形態におけるプリンタの要部平面図である。 本発明の第２の実施の形態における第１の排気路を示す図である。 本発明の第２の実施の形態における第２の排気路を示す図である。 本発明の第２の実施の形態における冷却ユニットによる空気の流れを説明するための図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。この場合、画像形成装置としてのプリンタについて説明する。

図２は本発明の第１の実施の形態におけるプリンタの要部概略図である。

図２において、１０はプリンタ、Ｃｓは筐体、Ｂｄはプリンタ１０の本体、すなわち、装置本体、Ｑは該装置本体Ｂｄの中央に配設された画像形成部、１１は、装置本体Ｂｄの下部に配設され、媒体としての用紙Ｐを収容する媒体収容部としての用紙カセットである。前記筐体Ｃｓは、前壁Ｗｆ、背壁Ｗｒ、頂壁Ｗｔ、及び図示されない、前壁Ｗｆ側から見て左右の側壁を備える。

そして、前記用紙カセット１１における前壁Ｗｆ側の端部、すなわち、前端に隣接させて、用紙Ｐを１枚ずつ分離させて給紙するための給紙機構が配設される。該給紙機構は、回転させられて用紙Ｐを繰り出す繰出部材としてのホッピングローラ１３、及び用紙Ｐの重送を防止する図示されない分離装置から成り、用紙Ｐは、給紙機構によって１枚ずつ分離させられて媒体搬送路としての用紙搬送路Ｒｔ１に給紙される。

該用紙搬送路Ｒｔ１には、ホッピングローラ１３に隣接させて第１の搬送部材としての給紙ローラ対ｍ１が配設され、該給紙ローラ対ｍ１より下流側に第２の搬送部材としてのレジストローラ対ｍ２が配設され、該レジストローラ対ｍ２より下流側に前記画像形成部Ｑが配設される。

該画像形成部Ｑは、所定の数の、本実施の形態においては、１個の画像形成ユニット１２、該画像形成ユニット１２が備える像担持体としての感光体ドラム１５の上方において該感光体ドラム１５と対向させて配設された露光装置としてのＬＥＤヘッド１８、及び感光体ドラム１５の下方において感光体ドラム１５と当接させて配設された転写部材としての転写ローラ２０を備える。

また、前記用紙搬送路Ｒｔ１における画像形成ユニット１２より下流側に定着装置としての定着器２２が配設される。

該定着器２２は、第１の定着部材としての加熱ローラ４３及び第２の定着部材としての加圧ローラ（バックアップローラ）４４を備え、前記加熱ローラ４３と加圧ローラ４４との間に、定着部としてのニップ部Ｎｐが形成される。

前記用紙搬送路Ｒｔ１における定着器２２より下流側には第３の搬送部材としての搬送ローラ対ｍ３が配設され、該搬送ローラ対ｍ３より下流側に第４の搬送部材としての排出ローラ対ｍ４が配設される。

前記構成のプリンタ１０において、用紙カセット１１内の用紙Ｐは、前記ホッピングローラ１３の回転に伴って１枚ずつ分離させられて用紙搬送路Ｒｔ１に繰り出され、給紙ローラ対ｍ１によって給紙され、レジストローラ対ｍ２によって斜行が矯正された後、所定のタイミングで画像形成部Ｑに供給される。

一方、該画像形成部Ｑにおいて、感光体ドラム１５の表面が、図示されない帯電ローラによって一様に帯電させられ、ＬＥＤヘッド１８によって露光されて、感光体ドラム１５の表面に潜像としての静電潜像が形成され、該静電潜像に、図示されない現像器によって現像剤としてのトナーが付着させられて現像剤像としてのトナー像が形成される。

そして、画像形成部Ｑに供給された用紙Ｐが感光体ドラム１５と転写ローラ２０との間の転写部を通過するのに伴って、感光体ドラム１５上のトナー像が転写ローラ２０によって用紙Ｐに転写される。

トナー像が転写された用紙Ｐは定着器２２に送られ、該定着器２２のニップ部Ｎｐにおいて、用紙Ｐ上のトナー像が、加熱ローラ４３によって加熱され、加圧ローラ４４によって加圧されて用紙Ｐに定着させられ、用紙Ｐに画像が形成される。

定着器２２から排出された用紙Ｐは、搬送ローラ対ｍ３によって搬送された後、排出ローラ対ｍ４によって装置本体Ｂｄ外に排出され、頂壁Ｗｔに形成されたスタッカＳｋに積載される。

ところで、前記プリンタ１０においては、装置本体Ｂｄ内の空気をファンによって装置本体Ｂｄ外に排出することにより、装置本体Ｂｄ内、特に、画像形成ユニット１２及び定着器２２を冷却するようにしている。

次に、装置本体Ｂｄ内を冷却するための冷却ユニットについて説明する。

図１は本発明の第１の実施の形態における冷却ユニットによる空気の流れを説明するための図、図３は本発明の第１の実施の形態におけるプリンタの要部断面図、図４は本発明の第１の実施の形態における冷却ユニットの正面図である。

図３において、Ｑは画像形成部、１２は画像形成ユニット、１５は感光体ドラム、２０は転写ローラ、２２は定着器、４３は加熱ローラ、４４は加圧ローラ、５１は画像形成ユニット１２及び定着器２２と対向させて配設された冷却ユニットである。

前記画像形成ユニット１２は、ユニット本体３１、及び該ユニット本体３１によって支持された現像剤収容部としてのトナーカートリッジ３２を備え、前記ユニット本体３１内に前記感光体ドラム１５が回転自在に配設され、前記トナーカートリッジ３２内にトナーが収容される。

前記画像形成ユニット１２の下方には、ユニット本体３１と対向させて前記用紙搬送路Ｒｔ１に沿ってガイド３４が配設され、該ガイド３４は用紙搬送路Ｒｔ１を搬送される用紙Ｐを案内する。

前記定着器２２は、ハウジングＨｚを備え、該ハウジングＨｚ内に前記加熱ローラ４３、加圧ローラ４４等が収容される。また、定着器２２を装置本体Ｂｄに対して着脱することができるように、ハウジングＨｚの上板４６に把手４７が形成される。該把手４７は、前記ハウジングＨｚの左右方向（加熱ローラ４３の軸方向）における中央部において上方に向けて突出させて形成される。

そして、前記用紙搬送路Ｒｔ１における画像形成部Ｑと定着器２２との間で、かつ、ユニット本体３１の下流側の端部より上方に、冷却ユニット５１が配設される。

該冷却ユニット５１は、用紙Ｐの搬送方向に対して直角の方向、すなわち、感光体ドラム１５の軸方向に延在させて形成され、断面が矩形の形状を有するフレームＦｒを備え、装置本体Ｂｄ内における前記フレームＦｒの画像形成部Ｑ側、すなわち、前方に第１の空間Ａｒ１が、前記フレームＦｒの定着器２２側、すなわち、後方に第２の空間Ａｒ２が形成される。

前記フレームＦｒは、フロントパネルＰｆ、リヤパネルＰｒ、トップパネルＰｔ、ボトムパネルＰｂ及びサイドパネルＰｓ１、Ｐｓ２を備え、リヤパネルＰｒが前記定着器２２の把手４７と対向させられ、フロントパネルＰｆが画像形成ユニット１２のトナーカートリッジ３２と対向させられ、トップパネルＰｔが前記筐体Ｃｓ（図２）の頂壁Ｗｔと対向させられ、ボトムパネルＰｂがガイド３４と対向させられ、サイドパネルＰｓ１、Ｐｓ２が筐体Ｃｓの左右の側壁と対向させられる。

前記フレームＦｒ内は、複数の、本実施の形態においては、２個の区画部としての隔壁５４、５５によって、複数の室、本実施の形態においては、３個の室Ｒｍ１～Ｒｍ３に区画される。そして、各隔壁５４、５５における外側の室Ｒｍ１、Ｒｍ２に、筐体Ｃｓ外、すなわち、装置本体Ｂｄから取り込んだ空気を吸引し、第１の空間Ａｒ１に吐出するための吸気用の二つのファンＦ１、Ｆ２（第１、第２のファン）が配設され、隔壁５４、５５における内側の室Ｒｍ３に、第１の空間Ａｒ１内の空気を吸引し、第２の空間Ａｒ２に排気し、把手４７を冷却するための排気用の一つのファンＦ３（第３のファン）が、ファンＦ１、Ｆ２によって挟まれた状態で配設される。

また、前記室Ｒｍ１、Ｒｍ２によってダクトＤｃ１、Ｄｃ２（第１、第２のダクト）が形成される。そして、前記サイドパネルＰｓ１、Ｐｓ２に、空気を吸引するためのダクト入口ｉｎ１、ｉｎ２が、前記フロントパネルＰｆに、空気を吐出するためのダクト出口ｏｕ１、ｏｕ２が形成され、該ダクト出口ｏｕ１、ｏｕ２に前記ファンＦ１、Ｆ２が配設される。

さらに、前記室Ｒｍ３によってダクトＤｃ３（第３のダクト）が形成される。そして、前記フロントパネルＰｆに、空気を吸引するためのダクト入口ｉｎ３が、前記リヤパネルＰｒに、空気を排出するためのダクト出口ｏｕ３が形成され、ダクト入口ｉｎ３とダクト出口ｏｕ３との間に前記ファンＦ３が配設される。

すなわち、本実施の形態においては、ファンＦ１、Ｆ２が感光体ドラム１５の軸方向における両端に配設され、ファンＦ３が感光体ドラム１５の軸方向における中央部に、ファンＦ１、Ｆ２によって挟まれた状態で配設され、ファンＦ１、Ｆ２は、ダクト入口ｉｎ１、ｉｎ２から吸引した空気を画像形成ユニット１２に向けて前方に吐出し、ファンＦ３は前方から吸引した空気を定着器２２の把手４７に向けて排出する。

ところで、プリンタ１０を小型化しようとすると、前記冷却ユニット５１における用紙Ｐの幅方向の寸法を小さくする必要があるが、そのために、ファンＦ１、Ｆ２とファンＦ３とを近接させた場合、第１の空間Ａｒ１に吐出された空気が、直ちにファンＦ３によって吸引され、第２の空間Ａｒ２に排出されてしまうと、冷却ユニット５１による冷却を十分に行うことができない。

そこで、本実施の形態において、各ファンＦ１～Ｆ３は、軸部の周囲に複数の羽根を有する軸流ファンから成り、ファンＦ３の羽根の外径は、ファンＦ１、Ｆ２の羽根の外径より小さくされ、ファンＦ３による単位時間当たりの送風量は、ファンＦ１、Ｆ２による単位時間当たりの送風量より少なくされる。また、ファンＦ３が取り付けられるダクト入口ｉｎ３の面積は、ファンＦ１、Ｆ２が取り付けられるダクト出口ｏｕ１、ｏｕ２の面積より小さくされる。

次に、前記各ファンＦ１～Ｆ３をいずれも稼働させたときの空気の流れについて説明する。

図１において、矢印Ａ、Ｂは左右の側壁に形成された通気孔を介して装置本体Ｂｄ外から取り込まれ、ファンＦ１、Ｆ２によって吸引され、ダクトＤｃ１、Ｄｃ２を通り、第１の空間Ａｒ１に吐出される空気の流れを示し、矢印Ｃは、ファンＦ３によって第１の空間Ａｒ１から吸引され、ダクトＤｃ３を通り、第２の空間Ａｒ２に排出される空気の流れを示す。

また、矢印Ｄは、第１の空間Ａｒ１に吐出された後、直ちにファンＦ３によって吸引され、第２の空間Ａｒ２に排出される空気の流れを示し、矢印Ｅ～Ｇは、第１の空間Ａｒ１に吐出され、第１の空間Ａｒ１内を循環し、画像形成ユニット１２を冷却した後、ファンＦ３によって吸引され、第２の空間Ａｒ２に排出される空気の流れを示す。

このとき、前述されたように、ダクト入口ｉｎ３の面積がダクト出口ｏｕ１、ｏｕ２の面積より小さくされるだけでなく、ファンＦ３による送風量が、ファンＦ１、Ｆ２による送風量より少なくされるので、第１の空間Ａｒ１に吐出された後、直ちにファンＦ３によって吸引され、第２の空間Ａｒ２に排出される空気の量は、第１の空間Ａｒ１に吐出され、第１の空間Ａｒ１内を循環し、画像形成ユニット１２を冷却した後、ファンＦ３によって吸引され、第２の空間Ａｒ２に排出される空気の量より少ない。

このことから、第１の空間Ａｒ１に吐出された空気は、第１の空間Ａｒ１内を循環し、画像形成ユニット１２を十分に冷却した後、第２の空間Ａｒ２に排出される。

このように、本実施の形態においては、前記感光体ドラム１５の軸方向における両端にファンＦ１、Ｆ２が、前記感光体ドラム１５の軸方向における中央部にファンＦ３が配設され、ファンＦ１、Ｆ２によって装置本体Ｂｄ外から取り込んだ空気が吸引され、第１、第２のファンによって吸引された空気がファンＦ３により第２の空間Ａｒ２に排出されるので、ファンＦ１、Ｆ２によって取り込まれた空気を装置本体Ｂｄ内で十分に循環させることができ、装置本体Ｂｄ内を十分に冷却することができる。

また、ファンＦ１、Ｆ２による第１の空間Ａｒ１への空気の吐出方向と、ファンＦ３による第２の空間Ａｒ２への空気の排出方向とが逆にされ、ファンＦ３による送風量がファンＦ１、Ｆ２による送風量より少なくされるので、第１の空間Ａｒ１に吐出された空気を第１の空間Ａｒ１内で十分に循環させることができ、画像形成ユニット１２を十分に冷却することができる。

そして、第１の空間Ａｒ１に吐出された後、直ちにファンＦ３によって吸引され、第２の空間Ａｒ２に排出される空気の量が少ないので、ダクト入口ｉｎ３とダクト出口ｏｕ１、ｏｕ２とを近接させて形成することができる。その結果、プリンタ１０を小型化することができる。

ところで、本実施の形態においては、ファンＦ３による単位時間当たりの送風量がファンＦ１、Ｆ２による単位時間当たりの送風量より少なくされる、すなわち、第２の空間Ａｒ２に排出される空気の量が第１の空間Ａｒ１に吐出される空気の量より少ないので、ファンＦ１～Ｆ３の稼働を開始した後、時間が経過するのに伴って、第１の空間Ａｒ１内に空気が滞留し、ファンＦ１、Ｆ２の吸引能力が低下し、画像形成ユニット１２を十分に冷却することができなくなってしまう。

そこで、前記第１の空間Ａｒ１内の空気を装置本体Ｂｄ外に排気することができるようにした本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与し、同じ構造を有することによる発明の効果については同実施の形態の効果を援用する。

図５は本発明の第２の実施の形態におけるプリンタの要部平面図、図６は本発明の第２の実施の形態における第１の排気路を示す図、図７は本発明の第２の実施の形態における第２の排気路を示す図、図８は本発明の第２の実施の形態における冷却ユニットによる空気の流れを説明するための図である。なお、図６は図５のＸ部の拡大図、図７は図５のＹ部の拡大図である。

図５において、Ｗｓ１は筐体Ｃｓ（図２）の左側の側壁、Ｌｓは該側壁Ｗｓ１のインナパネル、Ｗｓ２は筐体Ｃｓの右側の側壁、Ｒｓは該側壁Ｗｓ２のインナパネル、Ｂｄは装置本体、１２は画像形成ユニット、２２は定着装置としての定着器、Ｈｚはハウジング、４６は上板、４７は把手、５１は冷却ユニット、Ｆｒはフレーム、Ａｒ１は第１の空間、Ａｒ２は第２の空間である。

また、Ｓｄ１、Ｓｄ２は、前記側壁Ｗｓ１、Ｗｓ２より内側に取り付けられたガイド部材であり、該ガイド部材Ｓｄ１、Ｓｄ２間に、画像形成ユニット１２及び現像剤収容部としてのトナーカートリッジ３２が着脱自在に配設される。

本実施の形態においては、前記第１の空間Ａｒ１内を循環する空気の一部を装置本体Ｂｄ外に排出することができるように、側壁Ｗｓ１、Ｗｓ２とガイド部材Ｓｄ１、Ｓｄ２との間に、所定の幅の隙間が、空気を装置本体Ｂｄ外に排気するための排気流路ＣＬ１、ＣＬ２として形成される。

なお、該排気流路ＣＬ１、ＣＬ２の幅は、図６及び７に示されるように、画像形成ユニット１２及びトナーカートリッジ３２をユニット本体３１に対して着脱することができるように、画像形成ユニット１２及びトナーカートリッジ３２とガイド部材Ｓｄ１、Ｓｄ２との間に形成された隙間ＣＬ１１、ＣＬ１２より大きくされる。

また、図８に示されるように、ファンＦ１、Ｆ２の外側縁をｅｇ１、ｅｇ２としたとき、前記排気流路ＣＬ１、ＣＬ２は、外側縁ｅｇ１、ｅｇ２の延長上の線Ｌｎ１、Ｌｎ２より外側（側壁Ｗｓ１、Ｗｓ２側）に形成される。

次に、前記各ファンＦ１～Ｆ３をいずれも稼働させたときの空気の流れについて説明する。

図８において、矢印Ａ、Ｂは装置本体Ｂｄ外から取り込まれ、ファンＦ１、Ｆ２によって吸引され、ダクトＤｃ１、Ｄｃ２を通り、第１の空間Ａｒ１に吐出される空気の流れを示し、矢印Ｃは、ファンＦ３によって第１の空間Ａｒ１から吸引され、ダクトＤｃ３を通り、第２の空間Ａｒ２に排出される空気の流れを示す。

また、矢印Ｄは、第１の空間Ａｒ１に吐出された後、直ちにファンＦ３によって吸引され、第２の空間Ａｒ２に排出される空気の流れを示し、矢印Ｅ～Ｇは、第１の空間Ａｒ１に吐出され、第１の空間Ａｒ１内を循環し、画像形成ユニット１２を冷却した後、ファンＦ３によって吸引され、第２の空間Ａｒ２に排出される空気の流れを示し、矢印Ｈは、第１の空間Ａｒ１に吐出され、第１の空間Ａｒ１内を循環し、画像形成ユニット１２を冷却した後、排気流路ＣＬ１、ＣＬ２に送られ、装置本体Ｂｄ外に排気される空気の流れを示し、矢印Ｉは、第１の空間Ａｒ１から排気流路ＣＬ１、ＣＬ２に送られ、装置本体Ｂｄ外に排気される空気の流れを示す。

このように、本実施の形態においては、第１の空間Ａｒ１内の一部の空気が第１の空間Ａｒ１から排気流路ＣＬ１、ＣＬ２に送られ、装置本体Ｂｄ外に排気されるので、第１の空間Ａｒ１内に空気が滞留することがない。したがって、ファンＦ１、Ｆ２の吸引能力を向上させることができ、画像形成ユニット１２を十分に冷却することができる。

前記各実施の形態においては、ファンＦ３による単位時間当たりの送風量をファンＦ１、Ｆ２による単位時間当たりの送風量より少なくするために、ファンＦ３の羽根の外径がファンＦ１、Ｆ２の羽根の外径より小さくされるが、ファンＦ３の軸方向の寸法をファンＦ１、Ｆ２の軸方向の寸法より小さくしたり、ファンＦ３の回転数をファンＦ１、Ｆ２の回転数より低くしたりすることができる。

また、前記各実施の形態においては、プリンタ１０について説明したが、本発明を複写機、ファクシミリ装置、複合機等の画像形成装置に適用することができるだけでなく、冷却用のファンを備えた各種の装置に適用することができる。

なお、本発明は前記各実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。

１０ プリンタ
１２ 画像形成ユニット
１５ 感光体ドラム
Ｃｓ 筐体
Ｆ１～Ｆ３ ファン

Claims (6)

1. （ａ）筐体と、
   （ｂ）該筐体内に配設され、画像形成するための、像担持体を備えた画像形成ユニットと、
   （ｃ）前記像担持体の軸方向における一方の端部において、前記画像形成ユニットと対向させて配設され、筐体外から取り込んだ空気を吸引するための第１のファンと、
   （ｄ）前記像担持体の軸方向における他方の端部において、前記画像形成ユニットと対向させて配設され、筐体外から取り込んだ空気を吸引するための第２のファンと、
   （ｅ）前記像担持体の軸方向における中央部において、前記第１、第２のファンによって吸引された空気を排出するための第３のファンとを有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記第３のファンは、前記像担持体の軸方向において、前記第１、第２のファンに挟まれた状態で配設される請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記第３のファンによる送風量は、前記第１、第２のファンによる送風量より少なくされる請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記第１～第３のファンは、前記画像形成ユニットと対向させて配設されたフレーム内の、互いに区画して形成された第１～第３のダクトに配設される請求項１～３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. （ａ）前記第１、第２のダクトは、前記フレームの両端のサイドパネルにダクト入口を備え、前記フレームの前方のフロントパネルにダクト出口を備え、
   （ｂ）前記第３のダクトは、前記フレームの前方のフロントパネルにダクト入口を備え、前記フレームの後方のリヤパネルにダクト出口を備える請求項４に記載の画像形成装置。
6. 筐体の側壁と画像形成ユニットとの間に、空気を排出するための排気流路が形成される請求項１～５のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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