JP3201311U - ディスペンサ - Google Patents

Abstract

【課題】液体の吐出を確実に検出することができ、動作不良や作業ミス等を正確に把握して対処することが可能で、信頼性に優れ、吐出量のバラツキを抑えて常に略一定の液体を吐出させることができ、吐出の安定性、正確性に優れ、自動化が容易で生産性、歩留りを向上させることができ、品質保証の信頼性に優れたディスペンサを提供する。【解決手段】吐出ヘッド２のノズル部３に配設された吐出確認センサー４と、吐出ヘッド２のノズル部３の上流側に連結された空気供給部５と、を有し、吐出ヘッド２のノズル部３から吐出対象に液体を吐出させた後、空気供給部５からノズル部３に空気を供給してノズル部３に残留している液体を吐出対象に吐出させてから吐出確認センサー４で液体の吐出確認を行う。【選択図】図１

Description

本考案は、吐出ヘッドから所定量の液体を確実に吐出させることができ、吐出の開始及び完了を正確に検出して作業ミスをなくすことができ、自動化が容易なディスペンサに関するものである。

従来、各種の液体の吐出にはディスペンサが用いられている。ディスペンサでの液体の吐出は圧力や加圧時間或いはバルブの開閉時間等によって管理することができるが、用途によっては液体の吐出量を正確に制御する必要があり、様々な構造上の工夫や制御の方法が検討されている。
例えば（特許文献１）には、液体を溜めておくバレルと、バレルに第１の弁を介して連通し液体を満たす定量容器と、定量容器に第２の弁を介して連通し液体を吐出するニードルと、定量容器に第３の弁を介して連通し液体をニードルへ押し出す空圧装置を備えたディスペンサが開示されている

特開平５−３３７４２０号公報

しかしながら、上記従来の技術は以下のような課題を有していた。
（１）（特許文献１）のディスペンサは、吐出する液体を一旦、定量容器に溜めた後、空圧装置から圧力を加えることにより、一定量の液体をニードルから吐出させようとするものであるが、定量容器からニードルに押出された全ての液体をニードル内に残すことなく確実に吐出させることは困難であり、吐出量にバラツキが発生し易く、正確性、安定性に
欠けると共に、残留した液体の液だれや糸引き等が発生することがあり、取扱い性に欠けるという課題を有していた。
（２）また、定量容器の容積は一定であり、予め設定した量の液体しか吐出することができないため、吐出する液体の量に応じて複数のディスペンサを用意しなければならず、取扱い性、汎用性、量産性に欠けるという課題を有していた。
（３）ニードルから実際に液体が吐出されたかどうかを確認する手段がなく、動作不良や作業ミス等が発生しても把握することができず、動作の安定性、確実性、信頼性に欠け、自動化が困難であるという課題を有していた。

本考案は上記課題を解決するもので、液体の吐出の開始及び完了を確実に検出することができ、動作不良や作業ミス等を正確に把握して対処することが可能で、信頼性に優れ、吐出量のバラツキを抑えて常に略一定の液体を吐出させることができ、吐出の安定性、正確性に優れ、自動化が容易で生産性、歩留りを向上させることができ、品質保証の信頼性に優れたディスペンサの提供を目的とする。

課題を解決するための手段及びそれによって得られる作用、効果

上記課題を解決するために本考案のディスペンサは、以下の構成を有している。
本考案の請求項１に記載のディスペンサは、吐出ヘッドと、前記吐出ヘッドを制御する制御部と、を有するディスペンサであって、前記吐出ヘッドのノズル部に配設された吐出確認センサーと、前記吐出ヘッドの前記ノズル部の上流側に連結された空気供給部と、を有し、前記吐出ヘッドの前記ノズル部から吐出対象に液体を吐出させた後、前記空気供給部から前記ノズル部に空気を供給して前記ノズル部に残留している液体を前記吐出対象に吐出させてから前記吐出確認センサーで液体の吐出確認を行う構成を有している。
この構成により、以下のような作用、効果を有する。
（１）吐出ヘッドのノズル部に配設されノズル部からの液体の吐出の完了を検出する吐出確認センサーと、吐出ヘッドのノズル部の上流側に連結された空気供給部と、を有し、吐出ヘッドのノズル部から吐出対象に液体を吐出させた後、空気供給部からノズル部に空気を供給してノズル部に残留している液体を吐出対象に吐出させてから吐出確認センサーで液体の吐出確認を行うことにより、ノズル部からの液体の吐出確認を確実に行うことができ、動作不良の発見や作業ミスの防止が容易で、液体の吐出不良による生産性、歩留りの低下を確実に防止することができ、信頼性に優れる。
（２）吐出確認センサーによりノズル部からの液体の吐出確認を行うことができるので、吐出確認センサーによる吐出確認の結果を制御部にフィードバックすることにより、液体が確実に吐出されたことを確認してから次の吐出動作を行うことができ、自動化が容易で、連続作業の確実性、効率性に優れる。
（３）吐出確認センサーによりノズル部からの液体の吐出確認を行うことができるので、作業者等が目視でノズル部を確認できない場合でも、ノズル部から液体が吐出されたことを確実に把握して次の動作を行うことができ、作業性、取扱い性に優れる。
（４）吐出ヘッドのノズル部の上流側に連結された空気供給部を有するので、ノズル部から液体が吐出された後にノズル部に空気を供給することにより、吐出動作後にノズル部に残留している液体を残すことなくノズル部から吐出させることができ、液体の吐出量にバラツキが発生し難く、吐出の安定性、確実性に優れ、生産性や歩留りを向上させることができる。
（５）空気供給部からノズル部に空気を供給してノズル部に残留している液体を強制的に吐出させるので、液体の物性等の影響を受け難く、ノズル部に残留している液体を確実に吐出させることができ、吐出量の正確性、安定性に優れると共に、液だれや糸引き等を防止することができ、取扱い性に優れる。

ここで、ディスペンサは、制御部によって吐出ヘッドからの液体の吐出を制御する。吐出ヘッドにはバルブが内蔵されており、制御部からの指示でバルブを開閉することにより、先端のノズル部から液体を吐出することができる。バルブの開閉時間を制御するだけで容易に吐出量を変更することができ、吐出量の管理が容易で汎用性に優れる。尚、バルブの種類は適宜、選択することができ、ニードルバルブや電磁弁等が好適に用いられるが、ディスペンサの吐出ヘッドの構造は、吐出する液体の種類（物性等）に応じて、適宜、選択することができる。
吐出確認センサーは、ノズル部における液体の有無を検出するものが好適に用いられる。ノズル部における液体の有無を検出することによって、制御部で液体の吐出の有無を判定することができる。特に、ノズル部の内部における気体と液体の屈折率の違いを利用して、光の反射又は透過により、液体の有無を検出する光学式のセンサーは、ノズル部の外から非接触で液体の有無を検出することができ、着脱が容易でコンタミも発生せず、取扱い性、信頼性に優れ、好ましい。
空気供給部は吐出ヘッドのノズル部に空気を供給できるものであればよいが、そのタイミングは制御部によって制御される。制御部からの指示により吐出ヘッドに液体が送られ、吐出動作が行われた後に、制御部から空気供給部に指示してノズル部に空気を供給することができる。

請求項２に記載の考案は、請求項１に記載のディスペンサであって、前記制御部からの吐出指示に対し、前記吐出ヘッドの前記ノズル部に液体が存在することを前記吐出確認センサーで検出した時に前記制御部が液体の吐出が開始したものと判定し、次いで前記ノズル部が空であることを前記吐出確認センサーで検出した時に前記制御部が液体の吐出が完了したものと判定する構成を有している。
この構成により、請求項２の作用、効果に加え、以下のような作用、効果を有する。
（１）制御部からの吐出指示に対し、吐出ヘッドのノズル部に液体が存在することを吐出確認センサーで検出した時に制御部が液体の吐出が開始したものと判定し、次いでノズル部が空であることを吐出確認センサーで検出した時に制御部が液体の吐出が完了したものと判定することにより、吐出指示後にノズル部が空の状態（ノズル部に液体が存在しない状態）からノズル部に液体が存在する状態に変化した時点で、ノズル部に液体が供給されて液体の吐出が開始されたことを検知すると共に、ノズル部に液体が存在する状態からノズル部が空の状態（ノズル部に液体が存在しない状態）に変化した時点で、液体の吐出が完了したことを検知することができるので、液体の吐出の開始と完了を正確に把握することができ、動作の確実性、信頼性に優れ、自動化を容易に行うことができる。
（２）制御部からの吐出指示に対し、吐出ヘッドのノズル部に液体が存在することを吐出確認センサーで検出した時に制御部が液体の吐出が開始したものと判定するので、吐出指示に対してノズル部に液体が存在することを吐出確認センサーで検出できない時は、吐出ヘッドに液体が供給されておらず、液体の吐出が開始されていないものと判断して、吐出不良を直ちに把握することができ、吐出不良検出の正確性に優れる。
（３）ノズル部が空であることを吐出確認センサーで検出した時に制御部が液体の吐出が完了したものと判定することにより、液体の影響を受けることなく、ノズル部からの液体の吐出の完了を正確に検出することができ、吐出確認の確実性、信頼性を向上させることができ、自動化が容易で動作の安定性に優れる。
（４）吐出確認センサーでノズル部が空であることを検出した時に制御部が液体の吐出が完了したものと判定するので、ノズル部に液体が残留している場合も液体の吐出が完了していないと判断することができ、液体の吐出量不足を防止することが可能で、液体の吐出確認の正確性、信頼性に優れる。
（５）吐出確認センサーにより、ノズル部からの液体の吐出の開始を検出した後に、液体の吐出の完了を判定するので、ノズル部に液体が供給されないままノズル部が空の状態が続いている場合に、誤って液体の吐出が完了したものと判定することがなく、液体の吐出管理の確実性、信頼性を向上させることができる。

ここで、吐出確認センサーにより、ノズル部における液体の有無を検出できるので、ノズル部が空の状態（ノズル部に液体が存在しない状態）からノズル部に液体が存在する状態に変化すれば、ノズル部に液体が供給されて液体の吐出が開始されたものと判定することができ、ノズル部に液体が存在する状態からノズル部が空の状態（ノズル部に液体が存在しない状態）に変化すれば、液体の吐出が完了したものと判定することができる。
このとき、制御部からの指示により、空気供給部からノズル部に空気を供給した後、吐出確認センサーからの信号を制御部で受信することにより、ノズル部からの液体の吐出の完了を正確に検出することができる。

請求項３に記載の考案は、請求項１又は２に記載のディスペンサであって、前記制御部が、前記吐出確認センサーによる検出結果に基づいて前記ノズル部からの液体の吐出が完了したものと判定した時に前記吐出ヘッドへの液体の供給を指示し、前記ノズル部からの液体の吐出が完了していないものと判定した時にアラームを発する構成を有している。
この構成により、請求項１又は２の作用、効果に加え、以下のような作用、効果を有する。
（１）制御部が、吐出確認センサーによる検出結果に基づいてノズル部からの液体の吐出が完了したものと判定した時に吐出ヘッドへの液体の供給を指示し、ノズル部からの液体の吐出が完了していないものと判定した時にアラームを発することにより、ノズル部から所定量の液体が吐出された時だけ、次の吐出動作に移り、吐出不良が発生した時は作業者や監視者にアラームで知らせることができるので、液体が吐出されない状態や液体の吐出量が不足している状態のまま次の工程が行われることを防止して、確実に所定量の液体を吐出させることができ、液体の吐出を正確に管理することが可能で、容易に自動化を行うことができ、動作の確実性、信頼性に優れる。

ここで、アラームは、作業者や監視者に吐出不良の発生を知らせることができればよいが、光や音等で発報するものが好適に用いられる。アラームは制御部で直接、発報してもよいし、制御部に接続した監視部で発報してもよい。監視部を設けることにより、作業者だけでなく、作業現場から離れた場所で監視者等が作業状態を確認しながら確実に作業を行うことができ、信頼性に優れる。

実施の形態１のディスペンサの構成を示す模式図 実施の形態１のディスペンサの動作を示すフローチャート

本考案のディスペンサについて、以下図面を参照しながら説明する。なお、本考案は以下に説明する実施の形態に限定されるものではない。
（実施の形態１）
図１は実施の形態１のディスペンサの構成を示す模式図である。
図１中、１は吐出対象に所定量の液体を吐出するために用いられる実施の形態１のディスペンサ、２はディスペンサ１の吐出ヘッド、２ａは吐出ヘッド２に内蔵された電磁弁等のバルブ、３は吐出ヘッド２の先端に配設されたノズル部、４はノズル部３の根元側に配設されノズル部３の内部の液体の有無によって液体の吐出の有無を検出する光学式のセンサー等を用いた吐出確認センサー、５は吐出ヘッド２のノズル部３の上流側に連結されたディスペンサ１の空気供給部、６はノズル部３の上流側と空気供給部５を接続する空気供給管、７は吐出ヘッド２を制御するディスペンサ１の制御部、８は空気供給部５や後述する吐出制御部９を制御して吐出ヘッド２に吐出動作を行わせる制御部７のメイン制御盤、９はメイン制御盤８からの指示により吐出ヘッド２のバルブ２ａの開閉等を行う制御部７の吐出制御部、１０は吐出制御部９及び吐出ヘッド２に接続され吐出制御部９からの指示により吐出ヘッド２に液体を供給するタンク、１１は吐出制御部９とタンク１０を接続しタンク１０から吐出ヘッド２に液体を圧送するためにタンク１０内を加圧する加圧用配管、１２はタンク１０と吐出ヘッド２を接続しタンク１０から吐出ヘッド２に液体を供給する液体供給管である。
尚、図１中の破線は信号線である。

以上のように構成された実施の形態１のディスペンサの動作について説明する。
図２は実施の形態１のディスペンサの動作を示すフローチャートである。
まず、制御部７のメイン制御盤８から吐出制御部９へ吐出指示が行われる（Ｓ１：吐出指示ステップ）。
次に、メイン制御盤８から吐出指示を受けた吐出制御部９は、吐出ヘッド２へバルブ２ａの開放を指示し（Ｓ２：バルブ開放ステップ）、バルブ２ａの開放時間の計測を開始する（Ｓ３：バルブ開放時間計測ステップ）。バルブ２ａが開放されるとタンク１０から吐出ヘッド２へ液体が圧送されて（Ｓ４：液体圧送ステップ）、吐出ヘッド２のノズル部３から吐出対象に対して液体が吐出される（Ｓ５：液体吐出ステップ）。このとき、吐出確認センサー４で液体の吐出が開始されたか否かを確認する（Ｓ６：液体吐出開始確認ステップ）。吐出確認センサー４により、それまで空の状態（液体が存在しない状態）であったノズル部３が空のまま（液体が存在しない状態）であることを検出した時は、ノズル部３に液体が供給されていないものと判断し、ノズル部３からの液体の吐出が開始されていないものと判定して、制御部７のメイン制御盤８から光や音等でアラームを発し（Ｓ７：不吐出報知ステップ）、動作を停止する。作業者はアラームの原因を調査し、必要な対応を行ってから作業を再開する。

液体吐出開始確認ステップにおいて、吐出確認センサー４により、それまで空の状態（液体が存在しない状態）であったノズル部３に液体が存在することを検出した時は、ノズル部３に液体が供給されたものと判断し、制御部７のメイン制御盤８でノズル部３からの液体の吐出が開始されたものと判定する。
制御部７の吐出制御部９はバルブ２ａの開放から予め設定した所定の時間が経過したか確認し（Ｓ８：バルブ開放時間確認ステップ）、所定の時間が経過した時に所定量の液体がタンク１０から吐出ヘッド２へ供給されたものと判断し、吐出ヘッド２へバルブ２ａの閉止を指示して（Ｓ９：バルブ閉止ステップ）、バルブ２ａを閉止したことをメイン制御盤８に通知する（Ｓ１０：バルブ閉止通知ステップ）。尚、バルブ２ａの開閉時間を制御するだけで容易に液体の吐出量を変更することができ、吐出量の管理が容易で汎用性に優れる。
バルブ２ａの閉止を通知されたメイン制御盤８は空気供給部５に吐出ヘッド２への空気供給を指示する（Ｓ１１：空気供給指示ステップ）。
空気供給部５からの空気供給が行われたら、吐出確認センサー４で液体の吐出が完了したか否かを確認する（Ｓ１２：液体吐出確認ステップ）。

液体吐出確認ステップにおいて、空気供給指示後に吐出確認センサー４によりノズル部３が空ではないことを検出した時は、ノズル部３に残留していた液体が吐出されていないものと判断し、制御部７のメイン制御盤８から光や音等でアラームを発して（Ｓ１３：吐出不良報知ステップ）、動作を停止する。作業者はアラームの原因を調査し、必要な対応を行ってから作業を再開する。
液体吐出確認ステップにおいて、空気供給指示後に吐出確認センサー４によりノズル部３が空であることを検出した時は、ノズル部３に残留していた液体が吐出されたものと判断し、制御部７のメイン制御盤８でノズル部３からの液体の吐出が完了したものと判定して、監視部１３へ液体の吐出の完了を通知する（Ｓ１４：液体吐出完了通知ステップ）。
尚、アラームは制御部７又は監視部１３のいずれかで発報してもよいし、両方で発報してもよい。
液体吐出の完了を通知された監視部１３は制御部７のメイン制御盤８へ次の液体吐出の開始を指示し（Ｓ１５：液体吐出開始指示ステップ）、吐出指示ステップＳ１に戻る。監視部１３を有することにより、作業者だけでなく、作業現場から離れた場所で監視者等が作業状態を確認しながら確実に作業を行うことができ、信頼性に優れるが、監視部１３は必ずしも設けなくてもよい。
以上の動作を繰り返すことにより、液体の吐出作業を確実かつ連続的に行うことができ、作業を容易に自動化することができる。例えば、エンジンの焼付き防止用の潤滑油等の塗布に用いることができる。
尚、本実施の形態では、制御部７のメイン制御盤８から吐出制御部９へ吐出指示を行う場合について説明したが、吐出ヘッド２にスイッチを設け、作業者がスイッチを操作することによって吐出制御部９へ吐出指示を行うようにしてもよい。

以上のように構成された実施の形態１のディスペンサは、以下の作用を有する。
（１）吐出ヘッドのノズル部に配設されノズル部からの液体の吐出の完了を検出する吐出確認センサーと、吐出ヘッドのノズル部の上流側に連結された空気供給部と、を有し、吐出ヘッドのノズル部から吐出対象に液体を吐出させた後、空気供給部からノズル部に空気を供給してノズル部に残留している液体を吐出対象に吐出させてから吐出確認センサーで液体の吐出確認を行うことにより、ノズル部からの液体の吐出確認を確実に行うことができ、動作不良の発見や作業ミスの防止が容易で、液体の吐出不良による生産性、歩留りの低下を確実に防止することができ、信頼性に優れる。
（２）吐出確認センサーによりノズル部からの液体の吐出確認を行うことができるので、吐出確認センサーによる吐出確認の結果を制御部にフィードバックすることにより、液体が確実に吐出されたことを確認してから次の吐出動作を行うことができ、自動化が容易で、連続作業の確実性、効率性に優れる。
（３）吐出確認センサーによりノズル部からの液体の吐出確認を行うことができるので、作業者等が目視でノズル部を確認できない場合でも、ノズル部から液体が吐出されたことを確実に把握して次の動作を行うことができ、作業性、取扱い性に優れる。
（４）吐出ヘッドのノズル部の上流側に連結された空気供給部を有するので、ノズル部から液体が吐出された後にノズル部に空気を供給することにより、吐出動作後にノズル部に残留している液体を残すことなくノズル部から吐出させることができ、液体の吐出量にバラツキが発生し難く、吐出の安定性、確実性に優れ、生産性や歩留りを向上させることができる。
（５）空気供給部からノズル部に空気を供給してノズル部に残留している液体を強制的に吐出させるので、液体の物性等の影響を受け難く、ノズル部に残留している液体を確実に吐出させることができ、吐出量の正確性、安定性に優れると共に、液だれや糸引き等を防止することができ、取扱い性に優れる。
（６）制御部からの吐出指示に対し、吐出ヘッドのノズル部に液体が存在することを吐出確認センサーで検出した時に制御部が液体の吐出が開始したものと判定し、次いでノズル部が空であることを吐出確認センサーで検出した時に制御部が液体の吐出が完了したものと判定することにより、吐出指示後にノズル部が空の状態（ノズル部に液体が存在しない状態）からノズル部に液体が存在する状態に変化した時点で、ノズル部に液体が供給されて液体の吐出が開始されたことを検知すると共に、ノズル部に液体が存在する状態からノズル部が空の状態（ノズル部に液体が存在しない状態）に変化した時点で、液体の吐出が完了したことを検知することができるので、液体の吐出の開始と完了を正確に把握することができ、動作の確実性、信頼性に優れ、自動化を容易に行うことができる。
（７）制御部からの吐出指示に対し、吐出ヘッドのノズル部に液体が存在することを吐出確認センサーで検出した時に制御部が液体の吐出が開始したものと判定するので、吐出指示に対してノズル部に液体が存在することを吐出確認センサーで検出できない時は、吐出ヘッドに液体が供給されておらず、液体の吐出が開始されていないものと判断して、吐出不良を直ちに把握することができ、吐出不良検出の正確性に優れる。
（８）ノズル部が空であることを吐出確認センサーで検出した時に制御部が液体の吐出が完了したものと判定することにより、液体の影響を受けることなく、ノズル部からの液体の吐出の完了を正確に検出することができ、吐出確認の確実性、信頼性を向上させることができ、自動化が容易で動作の安定性に優れる。
（９）吐出確認センサーでノズル部が空であることを検出した時に制御部が液体の吐出が完了したものと判定するので、ノズル部に液体が残留している場合も液体の吐出が完了していないと判断することができ、液体の吐出量不足を防止することが可能で、液体の吐出確認の正確性、信頼性に優れる。
（１０）吐出確認センサーにより、ノズル部からの液体の吐出の開始を検出した後に、液体の吐出の完了を判定するので、ノズル部に液体が供給されないままノズル部が空の状態が続いている場合に、誤って液体の吐出が完了したものと判定することがなく、液体の吐出管理の確実性、信頼性を向上させることができる。
（１１）制御部が、吐出確認センサーによる検出結果に基づいてノズル部からの液体の吐出が完了したものと判定した時に吐出ヘッドへの液体の供給を指示し、ノズル部からの液体の吐出が完了していないものと判定した時にアラームを発することにより、ノズル部から所定量の液体が吐出された時だけ、次の吐出動作に移り、吐出不良が発生した時は作業者や監視者にアラームで知らせることができるので、液体が吐出されない状態や液体の吐出量が不足している状態のまま次の工程が行われることを防止して、確実に所定量の液体を吐出させることができ、液体の吐出を正確に管理することが可能で、容易に自動化を行うことができ、動作の確実性、信頼性に優れる。

本考案により、液体の吐出の開始及び完了を確実に検出することができ、動作不良や作業ミス等を正確に把握して対処することが可能で、信頼性に優れ、吐出量のバラツキを抑えて常に略一定の液体を吐出させることができ、吐出の安定性、正確性に優れ、自動化が容易で生産性、歩留りを向上させることができ、品質保証の信頼性に優れたディスペンサの提供を行って、各種工場等における作業性、量産性の向上に貢献することができる。

１ ディスペンサ
２ 吐出ヘッド
２ａ バルブ
３ ノズル部
４ 吐出確認センサー
５ 空気供給部
６ 空気供給管
７ 制御部
８ メイン制御盤
９ 吐出制御部
１０ タンク
１１ 加圧用配管
１２ 液体供給管

Claims (3)

1. 吐出ヘッドと、前記吐出ヘッドを制御する制御部と、を有するディスペンサであって、
   前記吐出ヘッドのノズル部に配設された吐出確認センサーと、前記吐出ヘッドの前記ノズル部の上流側に連結された空気供給部と、を有し、前記吐出ヘッドの前記ノズル部から吐出対象に液体を吐出させた後、前記空気供給部から前記ノズル部に空気を供給して前記ノズル部に残留している液体を前記吐出対象に吐出させてから前記吐出確認センサーで液体の吐出確認を行うことを特徴とするディスペンサ。
2. 前記制御部からの吐出指示に対し、前記吐出ヘッドの前記ノズル部に液体が存在することを前記吐出確認センサーで検出した時に前記制御部が液体の吐出が開始したものと判定し、次いで前記ノズル部が空であることを前記吐出確認センサーで検出した時に前記制御部が液体の吐出が完了したものと判定することを特徴とする請求項１に記載のディスペンサ。
3. 前記制御部が、前記吐出確認センサーによる検出結果に基づいて前記ノズル部からの液体の吐出が完了したものと判定した時に前記吐出ヘッドへの液体の供給を指示し、前記ノズル部からの液体の吐出が完了していないものと判定した時にアラームを発することを特徴とする請求項１又は２に記載のディスペンサ。

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