JP3712039B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、帯電ローラ等の帯電部材を感光体に接触させることでこの感光体を帯電し、帯電した感光体上に静電潜像を形成することにより画像を形成する画像形成装置の技術分野に属し、特に、帯電部材に付着したトナー等の異物を除去するための帯電部材の清掃部材を備えた画像形成装置の技術分野に属する。
【0002】
【従来の技術】
静電複写機やプリンタ等の画像形成装置は感光体を帯電する帯電装置を備えており、この帯電装置として、従来、コロナ帯電が広く利用されている。しかし、このコロナ帯電はオゾンや窒素酸化物が発生して感光体などの表面に付着するので、画像欠陥を起こすという問題がある。
【0003】
そこで、帯電装置として、電圧を印加した例えばウレタンゴム等からなる帯電部材を感光体に接触させて感光体を帯電させるという接触帯電方式が、例えば特開昭63−149668号公報において提案されている。このような接触帯電方式の帯電によれば、前述のコロナ帯電で発生する問題が解消される。
しかしながら、接触帯電方式は帯電部材が感光体に接触していることから、クリーニング装置からすり抜けた感光体上のトナーや現像器から飛散したトナー等の異物が帯電部材の表面に付着してしまう。このため、感光体の帯電不良が引き起こされ、画像劣化が発生してしまう。
【0004】
このようなことから、帯電部材の表面に付着したトナー等の異物を取り除くための清掃部材を備えた画像形成装置が、例えば特許第2853208号公報や特開平07−128954号公報等において提案されている。これらの画像形成装置の清掃部材は常時帯電部材に接触していると、帯電部材の表面が傷ついて帯電不良を起こしてしまうので帯電部材に対して離接可能に設けられていて、通常は帯電部材から離間され、必要時に帯電部材に接触して異物を除去するようにされている。この清掃部材を備えた画像形成装置によれば、帯電部材の表面が清掃され、感光体の帯電が良好になる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、特許第2853208号公報に記載されている画像形成装置にも見られるように、感光体、現像器、およびクリーニング装置を1つのプロセスカートリッジに収容し、このプロセスカートリッジを画像形成装置本体の所定の場所に脱着可能に装着し、感光体等が劣化したときにプロセスカートリッジを交換するようにした画像形成装置が多々提案されている。
帯電部材の清掃部材を備えるとともに脱着式のプロセスカートリッジを用いた従来の画像形成装置においては、いずれも、清掃部材が画像形成装置本体に設けられている。
【0006】
しかしながら、このように清掃部材が画像形成装置本体に設けられた場合、
(1) 清掃部材は帯電部材に付着したトナー等の異物を取り除くことが目的であるため、例えば清掃部材の帯電部材への接触荷重や接触位置等の清掃条件の最適化が必要となるが、清掃部材が画像形成装置本体に設けられていることから、この清掃条件がばらついてしまうので清掃条件の最適化が困難であり、その結果、帯電部材の寿命が短くなってしまう。例えば、接触荷重が強すぎると帯電部材の表面を傷つけることになり、また接触荷重が弱すぎるとトナー等の異物を除去する能力が低下してしまう。
(2) プロセスカートリッジの交換と別動作で清掃装置を交換することになるので、交換の手間などユーザに対する負担が大きい。
という問題がある。
【0007】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、清掃条件の最適化をより確実にかつより簡単に図ることができるとともに、ユーザに対する交換作業等の負担を軽減することのできる画像形成装置を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために、請求項1の発明は、静電潜像が形成される感光体と、この感光体に接触して感光体を帯電する帯電部材と、この帯電部材に対して離接可能に設けられて前記帯電部材を清掃する清掃部材と、前記清掃部材を前記帯電部材に対して離接動作させる駆動手段とを少なくとも備えている画像形成装置において、前記清掃部材が、前記帯電部材の清掃時以外では前記帯電部材から離間されているとともに、前記帯電部材の清掃時には前記帯電部材に当接されるようになっており、前記帯電部材に対する前記清掃部材の離接動作の方向は、前記帯電部材の軸方向かつ径方向の斜めの方向に設定されており、前記感光体、前記帯電部材、前記清掃部材、および前記駆動手段が、1つのプロセスカートリッジに収容されているとともに、前記駆動手段が前記帯電部材の一端側に配設されていることを特徴としている。
【0009】
【作用】
このように構成された本発明の画像形成装置においては、感光体、帯電部材、清掃部材、および駆動手段が1つのプロセスカートリッジ内に収容される。これにより、帯電部材と清掃部材との位置精度がきわめて安定になり、清掃部材が帯電部材により確実にかつほぼ均等に接触されるようになる。したがって、帯電部材と清掃部材との間の清掃条件の最適化がより確実にかつ簡単に図られるようになる。
【0010】
また、駆動手段が清掃部材と同じプロセスカートリッジ内に収容されることにより、駆動手段が画像形成装置本体側に設けられる場合に比べて、清掃部材をプロセスカートリッジ内に収容しても駆動手段と清掃部材との間のメカ的な連結が必要としなくなり、画像形成装置本体側の電源に接続するための電気的な接続のみで済むようになる。したがって、帯電部材に対する清掃部材の離接動作という動きがあるにもかかわらず、清掃条件を安定かつ簡単にでき、帯電部材の表面に付着したトナー等の異物をより一層確実に除去することができる。しかも、電気的接続のみであることから、駆動手段と清掃部材との間の構造が簡単になり、コストが低減する。
【0011】
このように帯電部材の表面の異物がより確実に除去されるようになるので、清掃部材および駆動手段を収容したプロセスカートリッジの寿命が延びるようになる。
更に、清掃部材および駆動手段が感光体や帯電部材と同一のプロセスカートリッジ内に収容されることで、それらの交換が同時にかつ簡単に行われるようになり、ユーザの負担が軽減される。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて、本発明の実施の形態について説明する。
図1は、本発明の画像形成装置の実施の形態の一例が適用されたフルカラ−の中間転写型の画像形成装置を模式的に示す図である。
図1に示すように、この例の画像形成装置1は、感光体(以下、OPCともいう)2、帯電装置3、露光装置4、現像装置5、中間転写装置6、およびクリーニング装置7を備えているとともに、図示しないが中間転写装置6の転写ベルト6aに転写された中間転写画像を転写紙等の転写材に転写する転写装置および転写材に転写された転写画像を定着する定着装置を備えている。
【0013】
帯電装置3、露光装置4、現像装置5、中間転写装置6、およびクリーニング装置7は、従来の画像形成装置と同様にOPC2の周囲にこれらの順に図において時計回りに配設されている。そして、OPC2、帯電装置3、現像装置5、およびクリーニング装置7が1つのプロセスカ−トリッジ8(図1には、プロセスカ−トリッジ8が模式的に示されている)内に収容されている。
【0014】
図2に詳細に示すように、この例の画像形成装置1では、OPC2がプロセスカ−トリッジ8内に収容され、このプロセスカ−トリッジ8の枠体8aに回転可能に支持されている。また、同様に帯電装置3もプロセスカ−トリッジ8内に収容されている。この帯電装置3は、OPC2に接触してこのOPC2を帯電するために枠体8aに回転可能に支持された帯電ローラ等の帯電部材9、この帯電部材9の表面を清掃する清掃部材10、図において上下左右方向に移動可能に設けられ、清掃部材10を保持する保持部材11、プロセスカ−トリッジ枠体8aに固定された保持部材11を支持する支持台12、保持部材11と支持台12との間に位置しかつ保持部材11の長手方向に所定の間隔を置いて縮設されて、保持部材11を介して清掃部材9を帯電部材9から引き離す方向へ常時付勢する一対のばね13,14、清掃部材10を帯電部材9に対して接触または離間するために保持部材11を駆動する駆動手段15を備えている。
【0015】
支持台12に対向する保持部材11の下面には、一対の突出部16,17が保持部材11の長手方向に所定の間隔を置いてかつ支持台12に向かって突設されている。これらの突出部16,17は、それらの下面16a,17aがともに平坦な面とされているとともにそれらの図において右側面16b,17bがともに互いに同じ傾斜角の左下がりの緩やかな傾斜面とされている。また、保持部材11に対向する支持台12の上面にも、同様に一対の突出部18,19が支持台12の長手方向に、一対の突出部16,17の間隔と同じ所定の間隔を置いてかつ保持部材11に向かって突設されている。これらの突出部18,19は、突出部16,17の長手方向の断面形状と左右逆向きで同じ断面形状にされており、したがって、それらの上面18a,19aがともに平坦な面とされているとともにそれらの図において左側面18b,19bがともに右側面16b,17bの傾斜角と同じ傾斜角の左下がりの緩やかな傾斜面とされている。このとき、一対のばね13,14も、これらの右側面16b,17bおよび左側面18b,19bの傾斜とほぼ同じ傾斜で保持部材11と支持台12との間に縮設されている。
【0016】
そして、保持部材11は図2に示すように清掃部材10を帯電部材9に接触させる接触位置と、図3に示すように清掃部材10を帯電部材9から離間させる離間位置との間で移動可能となっている。接触位置では、支持台12の突出部18,19の上面18a,19aの上に、それぞれ保持部材11の突出部16,17の下面16a,17aが載った状態となっており、保持部材11が支持台12に安定した状態で支持されている。これにより、保持部材11が清掃部材10を安定にかつ確実に帯電部材9に接触させるようになっている。また、離間位置では、支持台12の突出部18,19の左側面18b,19bの傾斜面の上に、保持部材11の突出部16,17の右側面16b,17bがともに載った状態となっており、保持部材11が支持台12にほぼ安定した状態で支持されるようになっている。なお、この離間位置では、右側面16b,17bを左側面18b,19bに接触させた状態で、保持部材11の突出部16,17の下面16a,17aを支持台12の床面12a上に支持させるようにすることもできる。
これらの保持部材11、支持台12,およびばね13,14によって、清掃部材10を帯電部材9に対して接触または離間させる離接手段20が構成されている。
【0017】
なお、この例の画像形成装置では、ばね13,14および突出部16,17;18,19をいずれも一対設けるものとしているが、これらはいずれも1つ以上任意の数だけ設けることができる。その場合、清掃部材10の帯電部材9への押圧が帯電部材9の軸方向にできるだけ均一となるようにすることが望ましい。また、保持部材11の突出部16,17と支持台12の突出部18,19の両方に傾斜面を設けているが、これらの傾斜面は保持部材11および支持台12のいずれか一方に設けるようにすることもできる。
【0018】
図4に示すように、保持部材11を駆動する駆動手段15は、プロセスカ−トリッジ枠体8aに固定されるハウジング21、ハウジング21内に収容されたモータ22、このモータ22の回転軸22aに取り付けられた第1ギア23、ハウジング21内に回転可能に設けられた駆動力伝達軸24、この駆動力伝達軸24の図において左端に第1ギア23と噛合するように取り付けられ、第1ギア23より大径の第2ギア25、駆動力伝達軸24の第2ギア25と反対側に設けられた雄ねじ部26、およびハウジング21に回転不能にかつ軸方向に移動可能に、このハウジング21を貫通して設けられ、雄ねじ部26に螺合された雌ねじ部27aを有するとともに保持部材11の左端が連結される連結部27bを有する連結部材27とを備えている。連結部材27の連結部27bと保持部材11の左端とは、具体的に図示しないが周知の構造で図において上下方向のみに相対移動可能に連結されている。なお、雄ねじ部26を連結部材27側に設け、雌ねじ部27aを駆動力伝達軸24側に設けることもできる。
【0019】
図示状態では、連結部材27はハウジング21から最も進出した位置となっており、この連結部材27の進出位置では保持部材11および清掃部材10は図2に示す接触位置に設定されている。そして、モータ22が連結部材27の引き込み方向に駆動されると、モータ22の回転は第1および第2ギア23,25で減速されて雄ねじ部26に伝達されてこの雄ねじ部26が回転し、連結部材27がハウジング21内に引き込まれる。この連結部材27の引き込みにより、保持部材11が左方へ移動し、保持部材11の突出部16,17の下面16a,17aが支持台12の突出部18,19の上面18a,19aから外れる。すると、保持部材11は、一対のばね13,14のばね力により下方つまり支持台12の方へ引かれる。このとき、保持部材11は、突出部16,17の右側面16b,17bの傾斜面が突出部18,19の左側面18b,19bの傾斜面に接触案内されながら、左方かつ下方へ移動する。これにより、清掃部材10は帯電部材9に対して軸方向かつ斜め下方に移動して、帯電部材9から離間するようになる。連結部材27が設定量引き込まれると、モータ22が停止し、連結部材27は引込位置となり、この連結部材27の引込位置では保持部材11および清掃部材10は図3に示す離間位置に設定されるようになっている。
【0020】
更に、連結部材27の引込位置から進出位置に設定するには、モータ22を逆方向に回転駆動すれば、連結部材27がハウジング21から進出し、保持部材11が右方へ移動する。このとき、保持部材11は、突出部16,17の右側面16b,17bの傾斜面が突出部18,19の左側面18b,19bの傾斜面に案内されながら、上方かつ右方へ移動する。連結部材27が最大に進出すると、モータ22が停止し、連結部材27は図2に示す進出位置となり、この連結部材27の進出位置では保持部材11および清掃部材10は図2に示す接触位置に設定されるようになっている。
【0021】
現像装置5は、従来のフルカラーの画像形成装置の現像器と同様に、イエロー、マゼンタ、シアン、および黒の各現像器28,29,30,31を備えており、これらの各現像器28,29,30,31はOPCの外周に沿って配設されている。その場合、各色の現像器28,29,30,31の配設順序は、前述の順序に限定されることなく任意に設定される。なお、以下の説明では、説明の便宜上、前述の色の順序、つまり、イエロー、マゼンタ、シアン、および黒の順で各現像器28,29,30,31が配設されているものとする。
【0022】
クリーニング装置7も、従来のフルカラーの画像形成装置と同様にクリーナハウジング32およびクリーニングブレード33を備えている。その場合、クリーナハウジング32は、図示のようにプロセスカートリッジ8の枠体8aと一体に形成されている。なお、クリーナハウジング32は枠体8aと別体に形成し、この枠体8aに取り付けるようにすることもできる。
【0023】
このように、この例の画像形成装置1では、OPC2、帯電部材9、帯電部材9の清掃部材10、帯電部材9に対して清掃部材10を離接する離接手段20、離接手段20を駆動する駆動手段15,現像装置5、およびクリーニング装置7が、1つのプロセスカートリッジ8内に収容されている(なお、現像装置5およびクリーニング装置7がプロセスカートリッジ8内に収容されていることが図示されていないが、これらはこの例でも従来と同様の方法でプロセスカートリッジ8内に収容されている)。
なお、図2および図3に示されている符号34,35は、いずれも画像形成装置本体側の電源にモータ22を電気的に接合する導電線である。
【0024】
このように構成されたこの例の画像形成装置1の作動について説明する。
まず、通常時は、清掃部材10は図3に示す離間位置に設定されて帯電部材9から離間している。画像形成にあたり、従来の一般的な画像形成装置と同様に帯電部材9でOPC2の表面に帯電させた後、露光装置4で画像がOPC2上の帯電された部分に静電潜像として露光される。そして、このOPC2上の静電潜像がイエロー、マゼンタ、シアン、および黒の各現像器28,29,30,31で順に現像されて可視像化され、更に、OPC2上の現像画像が中間転写装置6に一次転写されて転写装置(不図示)に送られ、この転写装置で色合わせが行われて転写材(不図示)に転写された後、定着装置(不図示)で定着することにより、転写材上に所望の画像が得られるようになる。
【0025】
そして、現像画像が転写材に転写された後、OPC2上に残留する残余トナーはクリーニング装置7のクリーニングブレード33によって除去され、クリーナハウジング32に収容される。こうして、画像形成装置1により、画像形成が終了し、OPC2が除電された後、次の画像形成のため、OPC2が帯電部材9によって再び帯電され、以下同様の画像形成工程が行われる。
【0026】
ところで、転写後、OPC2上に残留する残余トナーはクリーニングブレード33によってOPC2から除去されてクリーナハウジング32に収容されるようになっているが、その一部は除去されずに、クリーニングブレード33をすり抜けて帯電部材9の方へ移動し、この帯電部材9に付着するようになる。また、所定期間画像形成が行われている間に現像器から飛散したトナーも帯電部材9に付着する場合や、感光体2周辺の飛び散っているちりやほこりが帯電部材9に付着する場合がある。このため、この例の画像形成装置1では、定期的に清掃工程が行われ、帯電部材9に付着した異物が清掃部材10によって除去される。
【0027】
この清掃工程では、まず、モータ22が所定回転方向に駆動されて、前述のようにして清掃部材10が図2に示す接触位置に設定されて帯電部材9に接触する。この状態で、帯電部材9が回転され、帯電部材9に付着した異物が清掃部材10によって除去される。清掃部材10によって除去された異物は、プロセスカートリッジ8内のクリーナハウジング32内に収容されるか、プロセスカートリッジ8内にクリーナハウジング32とは別に収容部を設けた場合はその収容部に収容される。帯電部材3の回転が所定時間行われると、帯電部材3が停止された後、再びモータ22が逆回転方向に駆動され、清掃部材10が帯電部材3から離間し、図3に示す離間位置に設定される。こうして、清掃工程が終了する
【0028】
そして、感光体2等の交換時期が来た場合、プロセスカートリッジ8が画像形成装置本体から取り外され、新しいプロセスカートリッジ8が画像形成装置本体に装着される。したがって、このとき清掃部材10も交換されるので、清掃部材10を改めて交換する必要がなくなる。その場合、清掃部材10もほぼ交換時期となっている場合が多いので、清掃部材10を一緒に交換してもほとんど無駄になることはない。
【0029】
このように、この例の画像形成装置1によれば、OPC2、帯電部材9、帯電部材9の清掃部材10、および帯電部材9に対して清掃部材10を離接する離接手段20、この離接手段20を駆動する駆動手段15が1つのプロセスカートリッジ8内に収容されているので、帯電部材9と清掃部材10との位置精度をきわめて安定させることが可能となる。これにより、清掃部材10を帯電部材9により確実にかつほぼ均等に接触されることができるので、清掃部材10による帯電部材9の清掃をより確実に行うことができる。しかも、帯電部材9と清掃部材10との位置精度を安定できることで、これらの位置精度をそれほど高精度にする必要はなく、帯電部材9および清掃部材10の取付を簡単にできる。
【0030】
また、駆動手段15がプロセスカートリッジ8内に収容されることで、駆動手段15が画像形成装置本体側に設けられる場合に比べて、清掃部材10をプロセスカートリッジ8内に収容しても駆動手段15と清掃部材10との間のメカ的な連結を必要としなく、画像形成装置本体側の電源に接続するための電気的な接続のみで済むようになる。したがって、帯電部材9に対する清掃部材10の離接動作という動きがあるにもかかわらず、清掃条件を安定かつ簡単にでき、帯電部材9の表面に付着したトナー等の異物をより一層確実に除去することができる。しかも、駆動手段15と清掃部材10との間の構造を簡単にでき、コストを低減できる。
このように帯電部材9の表面の異物をより確実に除去できることで、清掃部材10および駆動手段15を収容したプロセスカートリッジ8の寿命を延ばすことが可能となる。
【0031】
更に、従来から明らかなように、OPC2、清掃部材10等は半永久的に使用できるものではなく、画像形成装置1の使用状況によってそれぞれ任意のタイミングで交換する必要があるが、清掃部材10をOPC2や帯電部材9と同一のプロセスカートリッジ8内に収容することで、それらの交換が同時にかつ簡単に行うことができるようになり、ユーザの負担を軽減できる。
更に、この例の画像形成装置1によれば、駆動手段15が保持部材11を軸方向に移動させる軸力が大きいが、モータ22と、雄ねじ部26および雌ねじ部27aからなる回転運動を直進運動に切り換える機構とを用いることで大きな軸力が得られるので、例えば電磁ソレノイド等の他の駆動手段を用いるより、モータ22を小型にでき、省スペースに有効となる。
【0032】
なお、前述の例の画像形成装置1では、OPC2、帯電部材9、清掃部材10、離接手段20、駆動手段15、現像装置5、およびクリーニング装置7を、1つのプロセスカートリッジ8内に収容するものとしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、少なくともOPC2、帯電部材9、清掃部材10、離接手段20、および駆動手段15を1つのプロセスカートリッジ8内に収容することもできる。
また、前述の例では、本発明をフルカラーの画像形成装置に適用して説明しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、少なくとも感光体、この感光体を帯電する帯電部材、この帯電部材の清掃部材、およびプロセスカートリッジを備える画像形成装置であれば、どのような画像形成装置にも適用することができる。
【0033】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の画像形成装置によれば、感光体、帯電部材、清掃部材、および駆動手段を1つのプロセスカートリッジ内に収容するようにしているので、帯電部材と清掃部材との位置精度をきわめて安定させることができる。したがって、清掃部材を帯電部材により確実にかつほぼ均等に接触させることができる。これにより、帯電部材と清掃部材との間の清掃条件の最適化をより確実にかつ簡単に図ることができるようになる。
【0034】
また、駆動手段を清掃部材と同じプロセスカートリッジ内に収容することにより、駆動手段が画像形成装置本体側に設けられる場合に比べて、清掃部材をプロセスカートリッジ内に収容しても駆動手段と清掃部材との間のメカ的な連結を不要にでき、画像形成装置本体側の電源等との電気的な接続のみで済ませることができる。したがって、帯電部材に対する清掃部材の離接動作という動きがあるにもかかわらず、清掃条件をより一層安定かつ簡単にでき、帯電部材の表面に付着したトナー等の異物をより一層確実に除去することができる。しかも、電気的接続のみであることから、駆動手段と清掃部材との間の構造を簡単にでき、コストを低減することができる。
【0035】
そして、このように帯電部材の表面の異物をより確実に除去できるようになるので、清掃部材および駆動手段を収容したプロセスカートリッジの寿命を延ばすことができるようになる。
更に、清掃部材および駆動手段を感光体や帯電部材と同一のプロセスカートリッジ内に収容することで、それらの交換を同時にかつ簡単に行うことができるようになり、ユーザの負担を軽減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の画像形成装置の実施の形態の一例が適用されたフルカラ−の中間転写型の画像形成装置を模式的に示す図である。
【図2】 図1に示す画像形成装置に用いられている、プロセスカートリッジ内に収容された感光体、帯電部材、清掃部材、および駆動手段を示し、清掃部材が帯電部材に接触された状態を示す図である。
【図3】 図1に示す画像形成装置に用いられている、プロセスカートリッジ内に収容された感光体、帯電部材、清掃部材、および駆動手段を示し、清掃部材が帯電部材から離間された状態を示す図である。
【図4】 図1に示す画像形成装置に用いられている、清掃部材の駆動手段を示す図である。
【符号の説明】
1…画像形成装置、2…感光体(OPC)、3…帯電装置、4…露光装置、5…現像装置、6…中間転写装置、7…クリーニング装置、8…プロセスカートリッジ、8a…プロセスカートリッジ8の枠体、9…帯電部材、10…清掃部材、11…保持部材、12…支持台、13,14…ばね、15…駆動手段、16,17,18,19…突出部、20…離接手段、21…ハウジング、22…モータ、23…第1ギア、24…駆動力伝達軸、25…第2ギア、26…雄ねじ部、27…連結部材、27a…雌ねじ部、27b…連結部
Claims (1)
- 静電潜像が形成される感光体と、この感光体に接触して感光体を帯電する帯電部材と、この帯電部材に対して離接可能に設けられて前記帯電部材を清掃する清掃部材と、前記清掃部材を前記帯電部材に対して離接動作させる駆動手段とを少なくとも備えている画像形成装置において、
前記清掃部材が、前記帯電部材の清掃時以外では前記帯電部材から離間されているとともに、前記帯電部材の清掃時には前記帯電部材に当接されるようになっており、前記帯電部材に対する前記清掃部材の離接動作の方向は、前記帯電部材の軸方向かつ径方向の斜めの方向に設定されており、
前記感光体、前記帯電部材、前記清掃部材、および前記駆動手段が、1つのプロセスカートリッジに収容されているとともに、前記駆動手段が前記帯電部材の一端側に配設されていることを特徴とする画像形成装置。
Priority Applications (5)
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---|---|---|---|
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