JP4262318B2 - プリンタ装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明はプリンタ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
電子映像機器の進展に伴い、インクジェット方式や熱転写方式の記録ヘッドを用いた画像記録が多く行われている。特に、高速記録を目的としたヘッドの大型化やマルチヘッド化が進んでいる。
【0003】
しかしながら、例えばインクジェット式画像記録による印刷の場合、印刷ヘッドのノズル一個一個から吐出されるインクの量および吐出方向にはばらつきがあるため、そのばらつきが見かけ上スジ等の印刷ムラとなることがある。なお、この印刷ムラはヘッドの大型化、マルチヘッド化において顕著となる。このため、印刷された画像上に印刷ヘッドの幅で周期的なスジ状のムラが生じ、これが画像品質を著しく劣化させる要因となっていた。また、このムラが長時間の記録に際して経時的に変化するという問題も生じていた。
【0004】
特開平3−162977号公報はこのような濃度ムラを補正する一方法を開示している。
すなわち、図16に示すように、印刷画像データを2値化処理部2において2値化してヘッド3により印刷するにあたって、2値化処理部2の前段にムラ補正テーブル1を設け、このムラ補正テーブル1を用いて印刷画像データを補正するものであり、印刷ヘッドの各ノズル毎にばらつきを補正することにより濃度ムラ補正を行うことを可能としている。さらに、濃度ムラは同じノズルでも印刷すべき画像データの階調により異なることを考慮して、画像データの階調に応じた補正も行っている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上記した特開平3−162977号公報においては、ヘッドの各ノズル毎に補正を行うにあたり、濃度ムラ検出チャートを用いて各ノズルの階調特性を測定し、これを補正する階調補正特性を各ノズル分記憶している。しかし、階調はたとえば8ビットの場合には256階調もあり、全てのノズルに対して各階調毎に補正データを記憶するためにはかなりの記憶容量を必要とする。また、256階調の濃度むら検出チャートを用いて濃度むらを検出することは少なからぬ時間を要してしまう。
【0006】
本発明のプリンタ装置はこのような課題に着目してなされたものであり、その目的とするところは、濃度ムラ補正に要する補正データを記憶するための記憶容量を削減するとともに、濃度ムラ検出時間を削減することができるプリンタ装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の第1の態様に係るプリンタ装置は、画像データを印刷するためのk個の記録素子を有するヘッドと、上記k個の記録素子から印刷において駆動される記録素子を選択する記録素子選択部と、印刷に先立って上記画像データを補正するための画像データ補正部と、を具備し、上記画像データ補正部は、上記画像データが持つn階調のうち、ある1つの階調に対応する記録素子毎の補正データを記憶する濃度ムラ補正基準パターン記憶部と、上記画像データの各階調毎に補正係数を1つ記憶する階調別補正係数記憶部と、上記記録素子選択部によって選択された記録素子に対応する画像データの階調を検出する階調検出部と、上記階調検出部によって検出された階調に対応する補正係数を上記階調別補正係数記憶部から読み出す補正係数読み出し部と、上記記録素子選択部によって選択された記録素子の濃度ムラ補正データを上記濃度ムラ補正基準パターンから読み出す濃度ムラ補正データ読み出し部と、上記補正係数読み出し部から読み出された補正係数と、上記濃度ムラ補正データ読み出し部から読み出された濃度ムラ補正データとを用いて、検出された階調に対応する、選択された記録素子の補正データを生成する補正データ生成部と、を含む。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。図1はプリンタ装置のヘッドの中の記録素子としての任意のノズルの階調特性を表わしており、横軸は印刷画像データの階調を表わす信号値であり、縦軸は対応する印刷濃度値を表わしている。また、実線は濃度ムラがない場合の特性を示し、点線は濃度ムラがある場合の特性を示している。濃度ムラがある場合に信号値d1の信号を入力するとその印刷濃度はe1になる。濃度ムラがない場合にはe2という印刷濃度になる。したがって、濃度ムラがあっても印刷濃度がe2になるようにするためには、印刷画像データの信号値d1を補正信号値d2としてヘッドに供給すればよいことがわかる。
【0012】
図2は上記した補正信号値d2を生成するための本発明の実施形態の概略を説明するための構成図である。印刷画像データは2値化処理部に送られる前に濃度ムラ補正部100にて濃度ムラ補正処理が施される。すなわち、階調検出部としての濃度ムラ補正データ選択部102は、入力された印刷画像データの階調を検出し、検出した階調に対応する選択信号を出力する。濃度ムラ補正データ記憶部104は各ノズル毎に所定の濃度ムラ補正データを記憶するための記憶部と、記録素子選択部としてのノズル位置指定部105からのノズル指定信号と、濃度ムラ補正データ選択部102からの選択信号とに基づいて、上記記憶部に記憶された濃度ムラ補正データを選択的に読み出すための読み出し部を具備している。ここで、濃度ムラ補正データ記憶部104は後述するように、印刷画像データの階調、ここでは256階調よりも小さな階調(ここでは1、又は5階調)に対応する濃度ムラ補正データしか記憶していない。
【0013】
検出された階調に対応する濃度ムラ補正データが第1の補正データとして濃度ムラ補正データ記憶部104から読み出され、補正データ変換部103はこの読み出された濃度ムラ補正データを次の補正演算部101における補正演算に適した第2の補正データに変換する。補正演算部101はこの変換された第2の補正データを用いて印刷画像データに対する補正演算を行なう。
【0014】
ここで濃度ムラ補正データ記憶部104に記憶される濃度ムラ補正データは以下のようにして取得される。すなわち、濃度ムラ量検出部107は、後述する濃度ムラ検出用チャートを用いて濃度ムラ量を検出する。濃度ムラ補正データ算出部106は検出された濃度ムラ量から濃度ムラ補正データを算出する。この濃度ムラ補正データの算出は工場での装置の製作時やヘッドの交換が行われる際に行われ、その都度、濃度ムラ補正データ記憶部104の濃度ムラ補正データが更新される。
【0015】
また、濃度ムラ量検出部107により濃度ムラ量を検出する場合には図3に示すような構成を用いて所定の階調の濃度ムラ量を検出する。まず、濃度ムラ検出用チャート作成部50は図4に示すような濃度ムラ検出用チャートを作成する。この場合、本実施形態では印刷画像データが持つ階調、例えば256階調よりも少ない階調、ここでは5階調の濃度ムラ検出用チャートを作成する。これによって従来のように256階調の濃度ムラ検出用チャートを作成する場合と比較して濃度ムラ検出時間を大きく削減することができる。この濃度ムラ検出用チャートは、各階調ともヘッドが4回走査する幅の画素数で作成される(走査毎の幅が図4の一点鎖線で示されている)。従ってヘッドが、例えば256個のノズルからなる場合、各階調は紙搬送方向に対して256×4=1024画素となる。
【0016】
次に、作成した濃度ムラ検出用チャートを濃度ムラ補正を行ないたいプリンタ51に入力して印刷する。印刷時は濃度ムラ補正演算が行われないようにプリンタ51の濃度ムラ補正部が制御される。次に、プリンタ51で印刷された濃度ムラ検出用チャートの印刷画像をフラットべッドスキャナ等の画像読取部52で読取り、得られた印刷画像データを入力画像データとして濃度ムラ量検出部107に入力する。濃度ムラ量検出部107のマーカー位置検出部53では、図4に示すマーカー56の位置が検出され、回転補正部54にて画像の回転補正が行われる。この回転補正は、画像読取部52の走査方向に対して濃度ムラ検出用チャートが傾いて配置されることを補正するものである。投影演算部55は回転補正された画像データに対してヘッド走査方向(主走査方向)に投影演算を行ない、さらに、これを各階調毎に走査回数で平均化して、階調毎の濃度ムラ量として出力する。
【0017】
濃度ムラ補正データ算出部106は、算出した所定階調nの濃度ムラ量の平均M(n)(図5参照)を算出して、各ノズルの濃度値di(n)に対してその濃度ムラ補正データCi(n)を
Ci(n) =M(n) /di(n)
として算出する。ここでiはノズルの位置を示し、256個のノズルからなるヘッドの場合はi=1〜256である。また、nは階調を示し、8ビット階調の場合にはn=1〜256である。
【0018】
この濃度ムラ補正データは濃度ムラ補正部100に送られ、以下に述べる方法で濃度ムラの補正が行われる。
なお、濃度ムラ検出用チャートは図6に示すようなものを利用してもよい。プリンタ51にて印刷している時に、搬送系の誤差で印刷方向がずれていく場合が有る。そこで、図6に示すように各階調のパターンの上下にマーカー57を配置すれば、搬送系の誤差があってもより正確に濃度ムラ量を検出することができる。なお、図6では各濃度で2回印刷して、さらに精度を向上させるようにしている。
【0019】
以下に本発明の第1実施形態を説明する。一般に濃度ムラ補正データは印刷画像データの階調に応じて異なるものであるが、本出願人は、基準となるある階調の濃度ムラ補正データに、階調に応じた所定の補正係数を単純に乗算することによって、他の任意の階調の濃度ムラ補正データを算出することができることを実験的に見出した。
【0020】
図7はこのような実験結果を考慮した第1実施形態に係るプリンタ装置の構成図である。第1実施形態における濃度ムラ補正データ記憶部204は階調別補正係数記憶部204aと、濃度ムラ補正基準パターン記憶部204bとから構成されている。濃度ムラ補正基準パターン記憶部204bは図8(a)に示すような、基準となる1つの階調の濃度ムラ補正基準パターンのみを記憶しており、横軸はノズル位置を示し、縦軸は濃度ムラ補正データを示している。ここでは濃度ムラ補正基準パターンとして濃度ムラが最も目立つ(大きい)階調の濃度ムラ補正データを用いている。他の階調の濃度ムラ補正データのパターンはこの基準パターンと比較してその振幅は異なるが形状が類似することがわかっており、これより、他の階調の濃度ムラ補正データは濃度ムラ補正基準パターンに所定の補正係数を乗算することにより得られる。
【0021】
また、階調別補正係数記憶部204aは図8(b)に示すようなテーブルを記憶しており、横軸は印刷画像データの階調値を示し、縦軸は階調別補正係数を示す。ここでは濃度ムラ補正基準パターンの階調値に対応する補正係数を1とし、階調値が基準パターンよりシフトするにしたがって補正係数が小さくなるように定められている。
【0022】
なお、階調別補正係数記憶部204aは印刷画像データの階調に応じて、対応する補正係数を読み出す読み出し部を有し、濃度ムラ補正基準パターン記憶部204bは、後述するノズル指定信号に応じて特定のノズル位置の濃度ムラ補正データを読み出す読み出し部を有しているものとする。
【0023】
補正係数選択部202は印刷画像データの階調を検出し、検出した階調に対応する選択信号を出力する。そして、この選択信号に対応する補正係数が階調別補正係数記憶部204aから読み出され、補正データ変換部203に供給される。また、ノズル位置指定部205からの指定信号に対応するノズル位置の濃度ムラ補正データが濃度ムラ補正基準パターン記憶部204bから読み出されて補正データ生成部としての補正データ変換部203に供給される。
【0024】
補正データ変換部203は乗算器203aと1加算器203bと1減算器203cとから構成されている。乗算器203aは、濃度ムラ補正データ記憶部204から読み出された濃度ムラ補正データから1減算器203cで1減算した濃度ムラ補正データに、階調別補正係数記憶部204aから読み出された補正係数をを乗算する。そして、乗算器203aでの乗算結果に1加算器203bで1加算して得られる補正データが補正演算部201に供給される。補正演算部201はこの補正データに基づいて印刷画像データに対する補正演算を行なう。この実施形態では、印刷画像データに対して乗算器201aにて補正データが乗算される。
【0025】
上記した第1実施形態によれば、1階調のみの濃度ムラ補正データを記憶するのみなので記憶容量を大きく削減することができる。
以下に本発明の第2実施形態を説明する。
【0026】
図9は本発明の第2実施形態の構成を示す図である。本実施形態の濃度ムラ補正データ記憶部304は階調1乃至5までの5つの階調に対応する濃度ムラ補正データを記憶するための濃度ムラ補正データ記憶部304a〜304eと、後述する選択信号及びノズル位置指定信号に応じて任意の濃度ムラ補正データを読み出す図示せぬ読み出し部とを具備する。この読み出し部は読み出し時に、図10に示すような、印刷画像データの階調(横軸)と利用される補正データ(縦軸)との関係を示すテーブルを参照する。
【0027】
濃度ムラ補正データ選択部302は印刷画像データの階調を検出して、検出した階調に対応する選択信号を出力する。次に、この選択信号と、ノズル位置指定部305からの指定信号とに応じて、検出された階調の両隣りの2つの階調に対応する2つの補正データが濃度ムラ補正データ記憶部304から読み出される。すなわち図10において、階調D(この階調Dは階調2と階調3とをm対nに内分する点となっている)に対応して階調2と階調3の補正データが第1の補正データとして読み出される。
【0028】
補正データ変換部303は階調2と階調3の濃度ムラ補正データを用いて階調Dに対応する濃度ムラ補正データ(第2の補正データ)を補間演算により生成する。すなわち、図11に示すように、階調2と階調3の濃度ムラ補正データをm対nに内分する点の値を算出して階調Dの濃度ムラ補正データCiとする。このような濃度ムラ補正データCiは、
Ci=(m×Ci(3)+n×Ci(2))/(m+n)
により求めることができる。ここで、iはノズルの位置を示し、Ci(3)はノズルiの階調3の濃度ムラ補正データであり、Ci(2)はノズルiの階調2の濃度ムラ補正データである。
【0029】
このように、本実施形態では、まず、検出された階調の両隣りの2つの階調に対応する2つの補正データを読み出し、次に、この2つの補正データを用いた補間演算により任意の階調(256階調)に対応する濃度ムラ補正データを求める。但し、階調1未満の階調が検出された場合は階調1の濃度ムラ補正データを採用し、階調5を越える階調が検出された場合は階調5の濃度ムラ補正データを採用するようにする。そして、補正データ変換部303からの補正データが補正演算部301に供給される。補正演算部301では、前実施形態と同様にして、乗算器301aにて印刷画像データに補正データが乗算される。
【0030】
上記した第2実施形態によれば、5階調に対応する濃度ムラ補正データのみを記憶し、他の階調については補間演算により算出するようにしたので、濃度ムラ補正に要する補正データを記憶するための記憶容量を削減することができ、かつ、より精度の高い濃度ムラ補正を行なうことができる。
【0031】
以下に本発明の第3実施形態を説明する。図12は本発明の第3実施形態に係るプリンタ装置の構成を示す図である。第3実施形態の構成は上記した第2実施形態の構成をより簡単にしたものであり補正データ変換部を有していない。本実施形態の濃度ムラ補正データ記憶部404は階調1乃至5までの5つの階調に対応する濃度ムラ補正データを記憶するための濃度ムラ補正データ記憶部404a〜404eと、後述する選択信号及びノズル位置指定信号に応じて任意の濃度ムラ補正データを読み出す図示せぬ読み出し部とを具備する。この読み出し部は読み出し時に、図13に示すような、印刷画像データの階調(横軸)と利用される補正データ(縦軸)との関係を示すテーブルを参照する。このテーブルによれば、例えば階調1と階調2の中間の階調から、階調2と階調3の中間までの階調には階調2の濃度ムラ補正データが対応し、階調2と階調3の中間の階調から、階調3と階調4の中間までの階調には階調3の濃度ムラ補正データが対応し、階調3と階調4の中間の階調から、階調4と階調5の中間までの階調には階調4の濃度ムラ補正データが対応している。さらに、階調1と階調2の中間の階調より下の階調には階調1の濃度ムラ補正データが、階調4と階調5の中間の階調から最大階調(ここでは256階調)までには階調5の濃度ムラ補正データが対応している。上記濃度ムラ補正データは、図2に示した濃度ムラ量検出部107で検出された濃度ムラ量に基づいて濃度ムラ補正データ算出部106で算出することにより得られるものである。
【0032】
濃度ムラ補正データ選択部402は印刷画像データの階調を検出して、検出した階調に対応する選択信号を出力する。次に、この選択信号と、ノズル位置指定部405からの指定信号とに応じて、検出された階調に応じた補正データが濃度ムラ補正データ記憶部404から読み出される。例えば検出された階調が、階調1と階調2の中間の階調から階調2と階調3の中間までの階調に入る場合は階調2の補正データが読み出される。
【0033】
このようにして濃度ムラ補正データ記憶部404から読み出された濃度ムラ補正データは補正演算部401に供給される。補正演算部401はこの濃度ムラ補正データを用いて印刷画像データに対する補正演算を行なう。この実施形態では、印刷画像データに対して乗算器401aにて補正データが乗算される。
【0034】
上記した第3実施形態によれば、上記した第2実施形態と比較して濃度ムラ補正の精度は劣るが、補正データ変換部を有していないので構成がより簡単になる。
【0035】
以下に本発明の第4実施形態を説明する。上記した第1乃至第3実施形態では濃度ムラ補正部を2値化処理部の前段に設けていたが、第4実施形態では図14に示すように2値化処理部501の内部に濃度ムラ補正部を設けて印刷画像データに対する濃度ムラ補正を行なうことを特徴とする。濃度ムラ補正の方法は上記した第1、第2、第3の実施形態のうち任意の実施形態の方法を採用することができる。
【0036】
図14において、濃度ムラ補正データ記憶部504には、濃度ムラ量検出部507で検出された濃度ムラ量に基づいて濃度ムラ補正データ算出部506で算出された濃度ムラ補正データが印刷画像データの階調(ここでは256階調)よりも少ない階調(1又は5階調)分だけ記憶されている。
【0037】
濃度ムラ補正データ選択部502は印刷画像データの階調を検出し、検出された階調に対応する選択信号を出力する。この選択信号と、ノズル位置指定部505からのノズル指定信号に基づいて、濃度ムラ補正データ記憶部504から検出された階調に対応する濃度ムラ補正データが読み出されて補正データ変換部503に供給され誤差拡散部508での処理に適した補正データに変換される。第3実施形態の方法を採用する場合には濃度ムラ補正データ記憶部504の補正データが誤差拡散部508へ供給される。
【0038】
以下に誤差拡散部508における誤差拡散処理について説明する。2値化処理は誤差拡散法やディザ法により行われるのが一般的である。誤差拡散法は階調画像を2値化処理することにより生ずる誤差を注目画素の近傍画素に拡散させることにより階調を表現する。図15に示すように、誤差拡散部508はしきい値計算部508aと、面素濃度計算部508bと、2値化部508cと、誤差量計算部508dとから構成されている。
【0039】
ここで、印刷画像データをDinとし、2値化部508cでの2値化処理により生じる誤差量(誤差量計算部508dにおいて計算される)をErとして表す。画素濃度計算部508bでは、この印刷画像データDinと誤差量Erから以下の式により注目画素の濃度値Valを計算する。
【0040】
Val=Din+Weight×Er
ここで、Weightは誤差拡散させる画素への重み係数を表す。そして、しきい値計算部508aで計算されるしきい値Thとこの濃度値Valの値が2値化部508cで計算され、
Val>Thの時に Dout=1
Val<Thの時に Dout=0
が出力される(Doutは2値化部508cの出力である)。そして、誤差量Erの更新が次式に基づいて行われる。
【0041】
Er=Val×Dout−Ki×Dout
ここで、Kiは各ノズルの吐出量に対応してあらかじめ計測されたノズル毎の濃度ムラ補正データである。一般にはKi=一定としているが、これは各ノズルの吐出量を一定と考えているためである。濃度ムラが生じる場合にはこの吐出量が各ノズル毎に変化すると考えられるため、上記のように誤差量Erの計算に上記濃度ムラ補正データKiを含めることによりノズル毎の特性を反映させている。
【0042】
上記した第4実施形態によれば、2値化処理部501の中で濃度ムラ補正演算を行なうようにしたので、第1〜第3実施形態のように補正演算部を別途設ける必要がなくなり、安価で小型なプリンタ装置を実現することができる。
【0043】
なお、実験によれば前述した濃度ムラのパターンはプリンタの使用環境、つまり気温や湿度により変化することが判明した。そこで、前述した濃度ムラの補正データは気温や湿度に応じて作成して、濃度ムラ補正時にその環境に応じた補正データを用いるようにしてもよい。
【0044】
図17は本発明の第1実施形態の変形例である。温度湿度計606はプリンタ周辺の気温と湿度を計測するためのものである。そして、濃度ムラ補正の基準パターンは濃度ムラ補正基準パターン記憶部604bに所定の温度と湿度毎に記憶されている。例えば、気温15度、湿度20%、気温20度、湿度40%、気温25度、湿度60%、気温30度、湿度80%の4つの環境のデータが記憶されている。そして、基準パターン選択部607では温度湿度計606で検出した気温と湿度から、記憶してある気温と湿度の組み合せのどれに近いかを判定して選択信号を濃度ムラ補正基準パターン記憶部604bに送る。濃度ムラ補正基準パターン記憶部604bでは、基準パターン選択部607から送られてくる選択信号とノズル位置指定部605から送られてくる指定信号に対応する濃度ムラ補正データが読み出される。以下の処理は第1実施形態と同様である。
このように、プリンタの使用環境に応じて濃度ムラ補正データを切り替えることでより高精度な濃度ムラ補正が可能となる。
【0045】
【発明の効果】
本発明によれば、濃度ムラ補正データを記憶するための記憶容量を削減することができ、かつ、濃度ムラ検出時間を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】プリンタ装置のヘッドの中の任意のノズルの階調特性を表わす図である。
【図2】本発明の実施形態の概略を説明するための構成図である。
【図3】濃度ムラ量検出部での濃度ムラ量検出に用いられる構成を示す図である。
【図4】濃度ムラ検出用チャートの一例を示す図である。
【図5】ノズルの位置と階調nの濃度ムラ量との関係を示す特性図である。
【図6】濃度ムラ検出用チャートの他の例を示す図である。
【図7】本発明の第1実施形態に係るプリンタ装置の構成を示す図である。
【図8】(a)は濃度ムラ補正データ基準パターンを示す図であり、(b)は階調値に対応する階調別補正係数を示す図である。
【図9】本発明の第2実施形態に係るプリンタ装置の構成を示す図である。
【図10】印刷画像データの階調と利用される補正データとの関係を示す図である。
【図11】印刷画像データの階調iに対応する補正データCiを求める方法を説明するための図である。
【図12】本発明の第3実施形態に係るプリンタ装置の構成を示す図である。
【図13】印刷画像データの階調と利用される補正データとの関係を示す図である。
【図14】本発明の第4実施形態に係るプリンタ装置の構成を示す図である。
【図15】図14に示す誤差拡散部の構成を示す図である。
【図16】従来の濃度ムラ補正について説明するための図である。
【図17】本発明の第1実施形態の変形例を示す図である。
【符号の説明】
100…濃度ムラ補正部、
101、201…補正演算部、
102…濃度ムラ補正データ選択部、
103、203…補正データ変換部、
104、204…濃度ムラ補正データ記憶部、
105、205…ノズル位置指定部、
106…濃度ムラ補正データ算出部、
107…濃度ムラ量検出部。
202…補正係数選択部、
204a…階調別補正係数記憶部、
204b…濃度ムラ補正基準パターン記憶部。
Claims (1)
- 画像データを印刷するためのk個の記録素子を有するヘッドと、
上記k個の記録素子から印刷において駆動される記録素子を選択する記録素子選択部と、
印刷に先立って上記画像データを補正するための画像データ補正部と、を具備し、
上記画像データ補正部は、
上記画像データが持つn階調のうち、ある1つの階調に対応する記録素子毎の補正データを記憶する濃度ムラ補正基準パターン記憶部と、
上記画像データの各階調毎に補正係数を1つ記憶する階調別補正係数記憶部と、
上記記録素子選択部によって選択された記録素子に対応する画像データの階調を検出する階調検出部と、
上記階調検出部によって検出された階調に対応する補正係数を上記階調別補正係数記憶部から読み出す補正係数読み出し部と、
上記記録素子選択部によって選択された記録素子の濃度ムラ補正データを上記濃度ムラ補正基準パターンから読み出す濃度ムラ補正データ読み出し部と、
上記補正係数読み出し部から読み出された補正係数と、上記濃度ムラ補正データ読み出し部から読み出された濃度ムラ補正データとを用いて、検出された階調に対応する、選択された記録素子の補正データを生成する補正データ生成部と、
を含むことを特徴とするプリンタ装置。
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