JP3281483B2 - 現像装置及びプロセスカートリッジ及び画像形成装置 - Google Patents

現像装置及びプロセスカートリッジ及び画像形成装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は静電複写機やプリンタ等
のトナーを用いて画像を形成する装置に用いられる現像
装置及びプロセスカートリッジ及び画像形成装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】プリンタ等の画像形成装置は、帯電器に
よって一様に帯電させた像担持体に選択的な露光をして
潜像を形成し、現像器によって前記潜像をトナーで顕像
化すると共に、該トナーによる像を記録媒体に転写して
画像記録を行う。このような装置にあっては、各部材の
メンテナンスは専門のサービスマンが行い、ユーザには
不便を伴うことがあった。
【０００３】そこで、前記像担持体、帯電装置、現像装
置、クリーニング装置等を一体構造にまとめてカートリ
ッジ化することにより、ユーザが前記カートリッジを装
置本体に装填することによって、トナーの補給や寿命に
達した像担持体の部品交換可能とし、メンテナンスを容
易にしたものが実用化されている。
【０００４】このような装置にあっては、前記カートリ
ッジを装置本体に装着し、該カートリッジ内に設けられ
たトナー収納部より、内蔵されたトナーを使いきるまで
徐々に現像スリーブや像担持体に供給するものである。
【０００５】ところで、前記プロセスカートリッジにお
ける現像装置は、開口部をシール部材によってシールし
た（若しくは開口部をシール部材でシールした開口規制
部材を取り付けてシールした）トナー収納容器と、前記
シール部材を間に介在させて超音波溶着等によって現像
フレームを結合して構成する。そして前記プロセスカー
トリッジを使用するときに、前記シール部材を引き抜き
除去して前記開口を開封し、開封されたトナー収納装置
から現像装置本体へトナーを流出させて補給する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記現
像装置をトナー収納容器と現像フレームを結合して枠体
を構成するものがあるが、両者を正確に位置決めしなけ
ればトナーの供給がスムーズに行えず、またトナー漏れ
を生ずる可能性があった。
【０００７】本発明は従来の前記課題を解決するもので
あり、その目的とするところは、トナー収納容器と現像
フレームの合体結合を容易且つ確実に行い得る、更には
トナー漏れをより確実に防止し得る現像装置及び前記現
像装置を用いたプロセスカートリッジ及び前記プロセス
カートリッジを装着可能な画像形成装置を提供すること
にある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明に係る代表的な構成は、像担持体と、開口部を
備えトナーを収納するトナー収納容器と、前記開口部を
開封可能にシールするシール部材と、前記像担持体上に
形成された潜像をトナーで現像する現像手段を備える現
像フレームと、を有し、使用開始に当たって引き抜くた
めの前記シール部材の自由端を突出させた状態で前記ト
ナー収納容器と前記現像フレームとを溶着して構成され
る、画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッ
ジにおいて、前記シール部材の自由端が突出する側であ
って前記トナー収納容器又は前記現像フレームの一方に
設けられる凸部及び他方に設けられ前記凸部が差し込ま
れる凹部を備え、前記トナー収納容器と前記現像フレー
ムとを溶着する際の相互の位置規制を行うガイドを有
し、引き抜き時に前記シール部材の短手方向端部をガイ
ドする前記凸部の領域を曲線的な形状とすることを特徴
とする。また、前記プロセスカートリッジを装着可能な
画像形成装置を提供することにある。
【０００９】
【作用】前記構成にあっては、ガイドによって、トナー
収納容器と現像フレームの合体工程を位置ズレを生じさ
せることなくスムーズに行うことができ、シール部材の
引き抜き抵抗を大きくすることなくシール部材の引き抜
き方向を良好に規制することができる。
【００１０】
【実施例】次に本発明に係る一実施例として、現像装置
を有するプロセスカートリッジを装着可能な画像形成装
置について、図面を参照して具体的に説明する。
【００１１】〔第１実施例〕図１乃至図８を参照して第
１実施例を説明する。尚、図１はトナー収納容器と現像
フレームを分離した状態説明図であり、図２はプロセス
カートリッジを装着した画像形成装置の構成説明図、図
３はプロセスカートリッジの構成説明図であり、図４及
び図５はプロセスカートリッジの装着構成説明図、図６
乃至図８はシール部材の引き出し部分の構成説明図であ
る。
【００１２】ここでは説明の順序として、まず図２乃至
図５を参照してプロセスカートリッジ及びこれを装着し
た画像形成装置の全体構成を説明し、次に図１及び図６
乃至図８を参照してトナー収納容器と現像フレームとの
結合構成について説明する。
【００１３】｛全体構成｝この画像形成装置Ａは、図２
に示すように、光学系１から画像情報に基づいたレーザ
ー光像を照射して像担持体である感光体ドラムにトナー
像を形成する。そして前記トナー像の形成と同期して、
記録媒体２をカセット３ａからピックアップローラ３ｂ
及び給送ローラ３ｃ、搬送ローラ３ｄ、レジストローラ
３ｅ等からなる搬送手段３で搬送し、且つプロセスカー
トリッジＢとしてカートリッジ化された画像形成部にお
いて、前記感光体ドラムに形成したトナー像を転写手段
としての転写ローラ４に電圧印加することによって記録
媒体２に転写し、その記録媒体２をガイド板３ｆでガイ
ドして定着手段へと搬送する。この定着手段５は駆動ロ
ーラ５ａ及びヒータ５ｂを内蔵する定着ローラ５ｃから
なり、通過する記録媒体２に熱及び圧力を印加して転写
トナー像を定着する。そしてこの記録媒体２を排出ロー
ラ対３ｇ，３ｈで搬送し、反転搬送経路を通して排出部
６へと排出する如く構成している。尚、この画像形成装
置Ａは手差しトレイ３ｉ及びローラ３ｊによって手差し
給送も可能である。
【００１４】一方、前記画像形成部を形成するプロセス
カートリッジＢは、図２及び図３に示すように、感光層
を有する感光体ドラム７を回転し、その表面を帯電手段
である帯電ローラ８へ電圧印加によって一様に帯電し、
前記光学系１からの光像を開口部９を介して感光体ドラ
ム７に露光して潜像を形成し、現像手段10によって現像
するように構成している。
【００１５】前記現像手段10は、トナー溜め内のトナー
をトナー送り部材10ａで送り出し、固定磁石10ｂを内蔵
した現像ローラ10ｃを回転させると共に、現像ブレード
10ｄによって摩擦帯電電荷を付与したトナー層を現像ロ
ーラ10ｃの表面に形成し、そのトナーを前記潜像に応じ
て感光体ドラム７へ転移させることによってトナー像を
形成して可視像化するものであり、現像装置となるもの
である。そして転写ローラ４に前記トナー像と逆極性の
電圧を印加してトナー像を記録媒体２に転写した後は、
クリーニングブレード11ａによって感光体ドラム７に残
留したトナーを掻き落とすと共に、スクイシート11ｂに
よってすくい取り、廃トナー溜め11ｃへ集めるクリーニ
ング手段11によって感光体ドラム７上の残留トナーを除
去するように構成している。
【００１６】尚、前記感光体ドラム７等の各部品は、ト
ナーを収納するトナー収納容器12ａと現像ローラ10ｃ等
の現像部材を保持する現像フレーム12ｂとを溶着して一
体的に構成し、且つこれに感光体ドラム７やクリーニン
グブレード11ａ等を保持するクリーニング容器12ｃを結
合して構成したカートリッジ枠体に収納してカートリッ
ジ化され、装置本体13に設けたカートリッジ装着手段に
対して着脱可能に装着される。
【００１７】前記カートリッジ装着手段は、軸14を中心
にして開閉部材15を開くと、図４及び図５に示すよう
に、カートリッジ装着スペースの左右内側面にカートリ
ッジ装着ガイド部材16が対向して取り付けてあり、この
左右ガイド部材16にはプロセスカートリッジＢを挿入す
るときのガイドとなるガイド部16ａが対向して設けてあ
る。このガイド部16ａに沿ってプロセスカートリッジＢ
を挿入し、開閉部材15を閉じることによってプロセスカ
ートリッジＢを画像形成装置Ａに装着する。この装着に
よって感光体ドラム７の長手方向端部に取り付けたドラ
ムギア（図示せず）が装置本体13に設けてある駆動伝達
ギアＧと噛合して感光体ドラム７へ駆動力が伝達可能と
なるものである。
【００１８】｛トナー容器と現像フレームの結合構成｝
次に現像装置の枠体を構成するトナー容器12ａと現像フ
レーム12ｂの結合構成について説明する。
【００１９】図６に示すように、トナー収納容器12ａに
は開口部12a1が形成してあり、その開口部12a1の周囲に
はフランジ12a2が形成してある。前記開口部12a1はシー
ル部材17によって開封可能にシールするものであるが、
本実施例では前記シール部材17を開口規制部材18に取り
付け、この開口規制部材18を前記フランジ12a2に取り付
けて開口部12a1をシールするようにしている。そしてシ
ール後のトナー収納容器12ａに現像フレーム12ｂを結合
するものである。
【００２０】前記シール部材17は、カバー部材であるカ
バーフィルム17ａに、可撓性部材であるテアテープ17ｂ
を溶着等して一体的に構成した引き裂きシール部材とし
て構成している。前記カバーフィルム17ａとしては容器
開口部の気密性を充分に保つことが出来ると共に、一方
向への引き裂き性を有する、一軸延伸されたフィルム
材、又はシート材を利用することが出来、例えば一軸延
伸ポリエチレン、一軸延伸ポリプロピレン、一軸延伸発
泡ポリプロピレン等で構成する。
【００２１】またテアテープ17ｂはカバーフィルム17ａ
を引き裂くのに充分な強度をもっていることが必要であ
り、カバーフィルム17ａの約３倍程度の引張強度をもつ
ことが望ましい。その材質としては、例えば二軸延伸ポ
リエステル、二軸延伸ポリプロピレン、ポリスチレン、
二軸延伸ナイロン等の各種フィルム又はシート材が好ま
しく用いられる。
【００２２】前記カバーフィルム17ａに対してテアテー
プ17ｂを溶着して一体的にしてシール部材17を構成す
る。
【００２３】前記シール部材17を取り付ける開口規制部
材18は、トナー収納容器12ａから現像ローラ10ｃへトナ
ーが供給される際に、開口幅を規制するものであり、厚
さが約 0.3mm〜２mm程度のポリエステル板やポリスチレ
ン板、ナイロン板、ＡＢＳ板等のプラスチック板をシー
ト成型し、後に開口部18ａを中抜きして作成するか、或
いは通常のモールド成型によって枠状に作成する。この
開口規制部材18に前記シール部材17をコロナ放電処理等
によって熱シールして開口部18ａをシールし、シール後
の開口規制部材18を前記トナー収納容器12ａのフランジ
12a1に熱溶着して取り付ける。
【００２４】前記のようにして開口部12a1をシールした
トナー収納容器12ａに現像フレーム12ｂを結合し、長手
方向両側を超音波溶着等して両者を一体化する。これに
より、トナー収納容器12ａと現像フレーム12ｂの長手方
向側からはトナー漏れが生ずるおそれがなくなる。しか
し、短手方向側はシール部材17を露出させ、開封時にテ
アテープ17ｂを引き抜くために溶着出来ない。そのため
にトナー収納容器12ａと現像フレーム12ｂとの結合短手
側からトナーが漏れないようにするために、図１に示す
ように、現像フレーム12ｂの裏面短手側には発泡ポリウ
レタン、発泡ポリエチレン、発泡ポリプロピレン等から
なる端部シール19が貼着してある。
【００２５】この端部シール19は通常は２mm〜５mm程度
の厚さを有し、現像フレーム12ｂをトナー収納容器12ａ
と合体した後は約１／２〜１／３程度の厚さに圧縮さ
れ、これによってシール部材17の開封後のトナー漏れを
防止している。
【００２６】そして本実施例にあっては、前記トナー収
納容器12ａと現像フレーム12ｂとの合体に際して両者の
合体を容易にし、且つテアテープ17ｂの引き抜き方向性
を良くするために、図１に示すように、トナー収納容器
12ａのテアテープ引き抜き側の一方角部に外壁部材20を
設け、現像フレーム12ｂのテアテープ引き抜き側端部に
嵌合ガイド凸部21を設けている。また、トナー収納容器
12ａには前記ガイド凸部21が嵌合し得る肉抜き凹部22が
設けてある。
【００２７】前記外壁部材20はトナー収納容器12ａと一
体的に形成してあり、ガイド凸部21は現像フレーム12ｂ
と一体的に形成してある。そして前記外壁部材20のテア
テープ側端部と、ガイド凸部21のテアテープ側端部と
は、テアテープ17ｂの幅と略同じ（若干広い）間隔を隔
てている。従って、トナー収納容器12ａと現像フレーム
12ｂとを結合すると、前記外壁部材20とガイド凸部21は
テアテープ17ｂの短手方向（幅方向）端部よりも約１mm
〜3mm 程度離れた位置にある。
【００２８】このため、テアテープ17ｂを斜めに引き抜
こうとしたときに、外壁部材20とガイド凸部21がテアテ
ープ17ｂの短手方向端部をガイドするようになり、テア
テープ17ｂを適切な開封方向へスムーズに引き抜くこと
が可能となる。尚、前記凸部21のテアテープ17ｂ側は曲
線的に、所謂Ｒ部21ａを形成しておくことがテアテープ
17ｂの引き抜き抵抗を小さくする上で好ましい。
【００２９】更に、前記外壁部材20とガイド凸部21及び
肉抜き凹部22は、トナー収納容器12ａと現像フレーム12
ｂとを合体するときの嵌合ガイドとなる。即ち、トナー
収納容器12ａと現像フレーム12ｂとを結合したときに、
現像フレーム12ｂのコーナー部が前記外壁部材24に嵌合
するように突き当たり、また現像フレーム12ｂのガイド
凸部21がトナー収納容器12ａの凹部22に嵌合する。この
ために、トナー収納容器12ａと現像フレーム12ｂの合体
結合がスムーズに行えると共に、位置ズレを生ずること
がない。更に、現像フレーム12ｂのコーナー部は外壁部
材24の内側になり、該部材20によって保護されるように
なるために、プロセスカートリッジＢの物流時に落下等
しても前記コーナー部への衝撃が緩和される。
【００３０】また、この実施例にあっては、図１に示す
ように、テアテープ17ｂの自由端が突出する側の端部シ
ール部材21よりもテアテープ17ｂを引き抜く方向下流側
にアゴ凸部23を設けている。このアゴ凸部23は現像フレ
ーム12ｂに一体的に形成してある。
【００３１】前記アゴ凸部23はテアテープ17ｂの引き抜
き領域に設けてあり、トナー収納容器12ａと現像フレー
ム12ｂとを結合した状態で、図７に示すように、アゴ凸
部23とトナー収納容器12ａとの隙間がテアテープ17ｂを
引き抜くに際して開封強度を上昇させない程度に可能な
限り狭く形成してある。これにより、テアテープ17ｂを
引き抜く際に、前記隙間からトナーが漏れ難くなり、カ
ートリッジのトナーシール性が向上する。
【００３２】尚、前記アゴ凸部23とトナー収納容器12ａ
との隙間は、テアテープ17ｂの引き抜き性を損なわず、
且つ前記隙間からのトナー漏れを防止するために、約
0.4mm〜 0.8mm程度に、より好ましくは約 0.4mm〜 0.6m
m程度に設定するのが好ましく、本実施例では0.55mmに
設定している。
【００３３】またこの実施例では、トナー収納容器12ａ
と現像フレーム12ｂとの合体位置決めをより確実にする
ために、図１に示すように、トナー収納容器12ａの下端
に嵌合孔12a3を設けると共に、現像フレーム12ｂの下端
には前記嵌合孔12a3に嵌入し得るボス12b1を設けてい
る。
【００３４】〔他の実施例〕前述した第１実施例では、
嵌合ガイドとしてトナー収納容器12ａに外壁部材20を設
け、現像フレーム12ｂに嵌合ガイド凸部21を設けたが、
この外壁部材20及びガイド凸部21はトナー収納容器12ａ
又は現像フレーム12ｂの何れか一方に設けるようにして
もよい。
【００３５】また第１実施例では、外壁部材20をトナー
収納容器12ａのテアテープ引き抜き側の一方側角部のみ
に設けたが、図８に示すように、トナー収納容器12ａの
テアテープ引き抜き側の両側角部に設けるようにしても
よい（図８（ａ）は平面説明図、（ｂ）は側面説明図で
ある）。このようにすると、テアテープ17ｂの引き抜き
ガイド及びトナー収納容器12ａと現像フレーム12ｂの嵌
合ガイドとなるばかりでなく、現像フレーム12ｂのコー
ナー部の保護効果がより高まる。
【００３６】また、前記外壁部材20の代わりに前記嵌合
ガイド凸部21及び肉抜き凹部22をテアテープ17ｂの短手
方向両側に設けるようにしても、トナー収納容器12ａと
現像フレーム12ｂの合体結合を容易にし、且つ位置ズレ
を防止することが出来る。
【００３７】また嵌合ガイドとなる外壁部材20、ガイド
凸部21、アゴ凸部23はトナー収納容器12ａや現像フレー
ム12ｂと別部材で構成し、これをトナー収納容器12ａ又
は現像フレーム12ｂに接着等して取り付けて嵌合ガイド
を構成しても、同様の効果を得ることが出来る。
【００３８】また前述した第１実施例では、トナー収納
容器12ａの開口領域を規制する開口規制部材18を取り付
け、この開口規制部材18にシール部材17を取り付けるよ
うにした例を示したが、本発明におけるシール部材17は
必ずしも開口規制部材18を設ける必要はなく、直接トナ
ー収納容器12ａの開口部にシール部材17を取り付けるよ
うにしてもよい。
【００３９】またシール部材17も前述した第１実施例で
は、カバーフィルム17ａとテアテープ17ｂとを一体的に
構成し、テアテープ17ｂによってカバーフィルム17ａを
引き裂くようにした例を示したが、シール部材は剥離シ
ール部材である所謂イージーピールフィルムによって構
成してもよい。
【００４０】またプロセスカートリッジを構成する像担
持体としては、前記感光体ドラムに限定されることな
く、例えば次のものが含まれる。まず感光体としては光
導電体が用いられ、光導電体としては例えばアモルファ
スシリコン、アモルファスセレン、酸化亜鉛、酸化チタ
ン及び有機光導電体（ＯＰＣ）等が含まれる。また前記
感光体を搭載する形状としては、例えばドラム状、ベル
ト状等の回転体及びシート状等が含まれる。尚、一般的
にはドラム状又はベルト状のものが用いられており、例
えばドラムタイプの感光体にあっては、アルミ合金等の
シリンダー上に光導電体を蒸着又は塗工等を行ったもの
である。
【００４１】また現像方法としても、公知の２成分磁気
ブラシ現像法、カスケード現像法、タッチダウン現像
法、クラウド現像法等の種々の現像法を用いることが可
能である。
【００４２】また帯電手段の構成も、前述した第１実施
例では所謂接触帯電方法を用いたが、他の構成として従
来から用いられているタングステンワイヤーの三方周囲
にアルミ等の金属シールドを施し、前記タングステンワ
イヤーに高電圧を印加することによって生じた正又は負
のイオンを感光体ドラムの表面に移動させ、該ドラムの
表面を一様に帯電する構成を用いても良いことは当然で
ある。
【００４３】尚、前記帯電手段としては前記ローラ型以
外にも、ブレード型（帯電ブレード）、パッド型、ブロ
ック型、ロッド型、ワイヤ型等のものでも良い。
【００４４】また感光体ドラムに残存するトナーのクリ
ーニング方法としても、ブレード、ファーブラシ、磁気
ブラシ等を用いてクリーニング手段を構成しても良い。
【００４５】また前述したプロセスカートリッジとは、
像担持体としての例えば電子写真感光体等と、少なくと
も現像手段を備えたものである。従って、そのプロセス
カートリッジの態様としては、前述した実施例のもの以
外にも、例えば像担持体と現像手段と帯電手段とを一体
的にカートリッジ化し、装置本体に着脱可能にするも
の。像担持体と現像手段とクリーニング手段とを一体的
にカートリッジ化し、装置本体に着脱可能とするもの。
像担持体と現像手段とを一体的にカートリッジ化し、装
置本体に着脱可能とするもの等がある。
【００４６】更に前述した実施例では画像形成装置とし
てレーザービームプリンタを例示したが、本発明はこれ
に限定する必要はなく、例えば電子写真複写機、ファク
シミリ装置、或いはワードプロセッサ等の他の画像形成
装置に使用することも当然可能である。
【００４７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ガイドによって、トナー収納容器と現像フレームの合体
工程を位置ズレを生じさせることなくスムーズに行うこ
とができ、シール部材の引き抜き抵抗を大きくすること
なくシール部材の引き抜き方向を良好に規制することが
できる。
【００４８】
【００４９】
【００５０】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例に係るトナー収納容器と現
像フレームを分離した斜視説明図である。
【図２】プロセスカートリッジを装着した画像形成装置
の構成説明図である。
【図３】プロセスカートリッジの構成説明図である。
【図４】プロセスカートリッジの装着構成説明図であ
る。
【図５】プロセスカートリッジの装着構成説明図であ
る。
【図６】トナー収納容器と開口規制部材及びシール部材
の分離斜視説明図である。
【図７】端部シールよりもシール部材の引き抜き方向下
流側に設けた凸部の説明図である。
【図８】（ａ）はトナー収納容器の角部に設けた外壁部
材の平面説明図であり、（ｂ）はその側面説明図であ
る。
【符号の説明】
１…光学系、２…記録媒体、３…搬送手段、４…転写ロ
ーラ、５…定着手段、６…排出部、７…感光体ドラム、
８…帯電ローラ、９…開口部、10…現像手段、10ａ…ト
ナー送り部材、10ｂ…磁石、10ｃ…現像ローラ、10ｄ…
現像ブレード、11…クリーニング手段、12ａ…トナー収
納容器、12a1…開口部、12a2…フランジ、12a3…嵌合
孔、12ｂ…現像フレーム、12b1…ボス、12ｃ…クリーニ
ング容器、13…装置本体、14…開閉部材、15…軸、16…
ガイド部材、17…シール部材、17ａ…カバーフィルム、
17ｂ…テアテープ、18…開口規制部材、18ａ…開口、19
…端部シール、20…外壁部材、21…嵌合ガイド凸部、21
ａ…Ｒ部、22…凹部、23…アゴ凸部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−94266（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−57765（ＪＰ，Ｕ) 実開 平１−113252（ＪＰ，Ｕ) 実開 平３−90255（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G03G 15/08

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 像担持体と、開口部を備えトナーを収納
    するトナー収納容器と、前記開口部を開封可能にシール
    するシール部材と、前記像担持体上に形成された潜像を
    トナーで現像する現像手段を備える現像フレームと、を
    有し、使用開始に当たって引き抜くための前記シール部
    材の自由端を突出させた状態で前記トナー収納容器と前
    記現像フレームとを溶着して構成される、画像形成装置
    本体に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、 前記シール部材の自由端が突出する側であって前記トナ
    ー収納容器又は前記現像フレームの一方に設けられる凸
    部及び他方に設けられ前記凸部が差し込まれる凹部を備
    え、前記トナー収納容器と前記現像フレームとを溶着す
    る際の相互の位置規制を行うガイドを有し、 引き抜き時に前記シール部材の短手方向端部をガイドす
    る前記凸部の領域を曲線的な形状とすることを特徴とす
    るプロセスカートリッジ。
  2. 【請求項２】 前記ガイドは前記トナー収納容器又は前
    記現像フレームに設けられる外壁部材を備え、前記外壁
    部材及び前記凸部によって前記シール部材の短手方向両
    端部をガイドすることを特徴とする請求項１のプロセス
    カートリッジ。
  3. 【請求項３】 請求項１又は２の前記プロセスカートリ
    ッジを装着する装着手段を有し、記録媒体に画像を形成
    することを特徴とする画像形成装置。
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