JP4378095B2 - 3次元シート形状処理装置、3次元シート形状表示方法、プログラム及び記憶媒体 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置、自動改札機などにおけるシート形状搬送のシミュレーションに係わり、特に、衝突に伴って変形するシート形状を動的に表示するシート形状表示方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、3次元CAD/CAM/CGシステムなどの普及により3次元形状データの利用者層が拡大するとともに、3次元形状の衝突(干渉)を検出するシミュレーションや組み立て性の検証など様々な局面で3次元形状データを有効活用する機会が増えている。CADシステムなどにより生成された3次元形状データを製造工程へ移行する前に、コンピュータ上で解析/検証するのは今やあたりまえになりつつある。同様に、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置、自動改札機などにおけるシート形状搬送のシミュレーションにおいても3次元形状データが用いられている。
しかし、シート形状の搬送設計の段階では、2次元データで十分なケースもある。このような段階では、実際にCADシステムなどでモデリングされた複雑な3次元形状データを用いることは計算量の問題から得策でなく、ケースによっては簡略化した2次元データを用いた方が良いのである。特開平9−309665号公報に示された従来技術はこのような立場に立つ技術であり、実機から取得したデータを2次元で表示する。
一方、特開平11−120220号公報に示された従来技術では、シート形状の搬送シミュレーションにおいて2次元データを用いる。複写機やプリンタの中を搬送されるシートの挙動を2次元データを用いてシミュレーションするのである。
【0003】
また、特開2002−140372公報に示された従来技術では、柔軟なシート状媒体物の搬送動作を簡易な手法によりリアルタイムで且つ3次元的に表示してシート状媒体物の搬送の挙動を3次元的に視認できるようにし、確実に把握できるようにしている。この従来技術では、設定されたシート状媒体物のサイズ情報と、設定された3次元搬送経路と、入力された移動量情報とに基づいて、3次元搬送経路に沿うシート状媒体物の3次元搬送位置を算出するとともに、シート状媒体物の形状を、幅方向と直交する面内における2次元形状として算出する。そして、算出された3次元搬送位置および2次元形状と、前記サイズ情報とに基づいて、シート状媒体物の3次元像を作成し、その3次元像をシミュレーション結果として出力する。
【特許文献1】
特開平9−309665号公報
【特許文献2】
特開平11−120220号公報
【特許文献3】
特開2002−140372公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記した特開平11−120220号公報および特開2002−140372公報に示された従来技術では、3次元モデリングでないので、簡易な3次元チェックしかおこなえない。シート形状の搬送においては、ガイド形状の微小な突起(リブ)形状によりシートのジャムなどが発生するので、搬送途上におけるシート視認性の高いことが要求され、したがって、このような設計評価においては、CADシステムなどでモデリングした3次元形状データを用いたシミュレーションが必要になってくるのである。
本発明の目的は、このような従来技術の問題を解決することにあり、具体的には、シート形状のシミュレーション結果を、3次元のCADモデルと同じ3次元座標空間内に3次元シート形状として表示することにより、仮想的な設計評価を容易且つ正確におこなうことができる3次元シート形状表示方法を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するために、本発明は主として次のような構成を採用する。
すなわち、搬送されるシートの形状を3次元で表示する3次元シート形状の表示方法において、
指定された時刻であるシート形状算出時刻毎のシート形状を算出するシミュレーションの結果を、予め取得しファイリングするステップと、
CADシステムによりモデリングされたシートが搬送路内を搬送される3次元形状のモデルの形状データを、3次元形状読み取り部が記憶媒体から読み取るステップと、
前記シミュレーションの結果であるシート形状データを、シート形状読み取り部がファイルから読み取るステップと、
前記シミュレーション時に指定されたすべての前記シート形状算出時刻について3次元シート形状の表示が終了したか否かをシートデータ取得部が判定するステップと、
前記すべてのシート形状算出時刻について前記表示が終了していないと判定したときに、前記シート形状読み取り部により読み取られたシート形状データの中から未表示であってシミュレーション時の前記シート形状算出時刻が先頭のシート形状データと前記3次元形状読み取り部により読み取られた前記3次元形状のモデルの3次元形状データを、前記シートデータ取得部が取得する取得ステップと、
前記取得したシート形状データの前記シート形状算出時刻が前記シート形状の面に印刷が行われた後か否かを前記シートデータ取得部が判定する判定ステップと、
印刷後の場合は前記シートデータ取得部が表示部に対して、印刷画像付きの前記取得したシート形状と前記取得した3次元形状のモデルとを同じ3次元座標空間に表示させ、印刷前の場合は前記シートデータ取得部が表示部に対して、前記取得したシート形状と前記取得した3次元形状のモデルを同じ3次元座標空間に表示させる表示ステップと、を備えており、
前記シートデータ取得部は、前記判定するステップ、前記取得ステップ、前記判定ステップ、及び前記表示ステップ、を前記シミュレーション時に指定されたすべての前記シート形状算出時刻についてシート形状の表示が終了するまで繰り返す3次元シート形状表示方法。
【0006】
また、本発明では、上記の3次元シート形状表示方法において、前記シミュレーションの結果が2次元のシート形状データである場合、前記シートデータ取得部が前記2次元シート形状データを3次元のシート形状データに変換するステップをもつ構成とし、さらに、前記指定されたすべてのシート形状算出時刻を早い時間順に順次変更しつつそのときの3次元シート形状を連続的に表示することにより、搬送される3次元シート形状の動画を表示する構成とし、さらに、前記指定時間毎に、前記3次元シート形状が前記3次元形状モデル中の部分と干渉する干渉部位を算出部で算出し、前記干渉部位を前記表示部の画面上に表示する構成とする。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下、図面により本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図1は本発明が実施される3次元形状処理装置のハードウェア構成図である。図示したように、この3次元形状処理装置は、プログラムに従って動作するCPU1、そのプログラムや各種データを一時的に記憶するメモリ(例えばRAM)2、前記プログラムや各種データを保存しておく外部記憶装置(例えばハードディスク装置)3、着脱可能な記憶媒体からデータを読み込む読み込み装置やキーボードやマウスなどを有して3次元形状データを含む各種データや指示を入力する入力装置4、3次元形状モデルなどを表示する表示装置5などを備える。
図2は、前記したようなハードウェアと前記プログラム(ソフトウェア)により実現される、本発明の各実施例に対応可能な3次元形状処理システムのシステム構成図である。図示したように、この実施例の3次元形状処理システムは、CADシステムなどによりモデリングされたシートが内部を搬送される3次元形状データを例えば着脱可能な記憶媒体から読み込む3次元形状読み取り部11、表示に先行しておこなわれたシミュレーション時に計算された各指定時間のシート形状のデータをファイルから読み取ったりするシート形状読み取り部12、そのシート形状読み取り部12により読み取られた各指定時間のシート形状データ中から指定時間毎にその指定時間のデータを表示用として取得する指定シートデータ取得部13、前記3次元形状読み取り部11により読み取られた3次元形状データの3次元形状モデルと前記指定シートデータ取得部13により取得されたデータの3次元のシート形状を同時に表示する表示部14、各指定時刻におけるシート形状と3次元形状モデルの各部との干渉の有無をチェックする算出部15などを備えている。なお、シート形状読み取り部12はシート形状が2次元の点列として表現されている場合、つまり、シートの幅方向と直交する断面形状が表示されている場合、シートの幅方向に長さを与えて3次元のシート形状として表現する。また、この実施例では、シート表示手段が表示装置5および表示部14により実現され、干渉算出手段が算出部15により実現される。
【0008】
図3に、本発明の第1の実施例の動作フローを示す。以下、図3に従ってこの実施例の動作フローを説明する。なお、この動作フローに先立ち、搬送されるシートの指定時間毎のシート形状を算出するシミュレーションは終了しているものとする。
まず、3次元形状読み取り部11がCADシステムなどによりモデリングされた3次元形状モデル(シートがその内部を搬送される3次元形状のモデル)の形状データを読み込む(S1)。さらに、シート形状読み取り部12がシミュレーション結果であるシート形状データをファイルから読み取る(S2)。そして、指定シートデータ取得部13が、シミュレーション時に指定されたすべてのシート形状算出時刻(指定時間)についてシート形状の表示が終了したか否かを判定し(S3)、ここでは終了していないので(S3で「いいえ」)、未表示の先頭のシート形状算出時刻のシート形状データと前記3次元形状モデルの形状データを取得する(S4)。すなわち、上記シートデータ取得部13は、シミュレーション結果が2次元のシート形状データである場合、そのシート形状データを3次元のシート形状データに変換する機能を有している。
続いて、表示部14が指定シートデータ取得部13から渡されたシート形状と3次元形状モデルを表示装置5の画面上の同じ3次元座標空間に表示させる(図6の表示例参照)(S5)。3次元形状モデルの形状データもシート形状データも同一3次元座標系のモデリングによっているのでこれが可能となる。
この後はステップS3へ戻り、すべてのシート形状算出時刻についてシート形状の表示が終了したか否かを再び判定し(S3)、終了していなければ(S3で「いいえ」)、次の算出時刻についてステップS4,S5を繰り返す。これにより、搬送されるシート形状が動画として表示される。そして、すべてのシート形状算出時刻についてシート形状の表示が終了していると判定されたならば(S3で「はい」)、この動作フローを終了させる。
なお、前述のように、画面に表示する際、図7の表示例に示したように、3次元形状モデルおよびシート形状をシート幅方向に直交する断面を表示するようにすることも可能である。また、前述のように、シート形状を動画として表示する代わりに、利用者の指示に応じて次の指定時間の表示に進むようにすることにより静止画を表示することも可能である。
こうして、この実施例によれば、シート形状のシミュレーション結果を、搬送路を含む3次元形状モデルと同じ3次元座標空間に表示することができるので、目視により、シート形状と搬送路内の突起との衝突(干渉)の有無など仮想的な設計評価を容易且つ正確におこなうことができる。
【0009】
次に、図4に示した動作フローに従って、本発明の第2の実施例について説明する。なお、図3に示したステップS1〜S3はこの実施例においても同様に実行されるので、図4にはステップS2以後に対応した部分のみを示している。
つまり、この実施例では、図3に示したステップS1,S2を実行した後、すべてのシート形状算出時刻についてシート形状の表示が終了したか否かを判定する(S3)。そして、ここでは終了していないので(S3で「いいえ」)、未表示の先頭のシート形状算出時刻について、指定シートデータ取得部13が3次元形状モデルの形状データとシート形状データを取得する(S12)。
続いて、指定時間(指定のシート形状算出時刻)から、画像印刷後のシートか否かを判定し(S13)、画像印刷後のシートであるならば(S13で「はい」)、表示部14は画像付きのシート形状と3次元形状モデルとを表示装置5の画面上の同じ3次元座標空間に表示させる(図8の表示例参照)(S14)。
それに対して、画像印刷後のシートでないと判定されたならば(S13で「いいえ」)、第1の実施例と同様にシート形状と3次元形状モデルとを同じ3次元座標空間に表示させる(S15)。
ステップS14,S15の後はステップS3へ戻り、すべてのシート形状算出時刻についてシート形状の表示が終了したか否かを再び判定し(S3)、終了していなければ(S3で「いいえ」)、次の算出時刻についてステップS12以下を繰り返す。
それに対して、すべてのシート形状算出時刻についてシート形状の表示が終了していると判定されたならば(S3で「はい」)、この動作フローを終了させる。
こうして、この実施例によれば、シートの衝突などが印刷前に生じるか印刷後に生じるかがわかり、衝突(干渉)場所の特定が容易になる。
【0010】
次に、図5に示した動作フロー従って、本発明の第3の実施例について説明する。なお、図3に示したステップS1〜S3はこの実施例においても同様に実行されるので、図5にはステップS2以後に対応した部分のみを示している。
つまり、この実施例では、図3に示したステップS1,S2を実行した後、すべてのシート形状算出時刻についてシート形状の表示が終了したか否かを判定する(S3)。そして、ここでは終了していないので(S3で「いいえ」)、未表示の先頭のシート形状算出時刻について、指定シートデータ取得部13が3次元形状モデルの形状データとシート形状データを取得する(S22)。
続いて、その時点の3次元形状モデルの形状データとシート形状データを取得した算出部15が搬送路中の突起など3次元形状モデルの一部分とシート形状の衝突(干渉)の有無を判定する(S23)。そして、衝突があれば(S23で「はい」)衝突した突起など3次元形状をハイライト表示させ、3次元形状モデル中の他の部分の3次元形状とシート形状については通常の表示をおこなう(S24)。また、衝突がなければ(S23で「いいえ」)、3次元形状モデルとシート形状を通常の表示方法で表示する(S25)。
ステップS24,S25の後はステップS3へ戻り、すべてのシート形状算出時刻についてシート形状の表示が終了したか否かを再び判定し(S3)、終了していなければ(S3で「いいえ」)、次の算出時刻についてステップS22以下を繰り返す。
それに対して、すべてのシート形状算出時刻についてシート形状の表示が終了していると判定されたならば(S3で「はい」)、この動作フローを終了させる。
こうして、この実施例によれば、シート形状と搬送路の3次元形状との衝突(干渉)の有無など仮想的な設計評価をさらに容易に且つさらに正確におこなうことができる。
なお、複数の3次元シート形状を同時に表示する構成も可能である。このような構成は、複数の紙が一度に搬送されることがある両面印刷機における複数紙の搬送シミュレーションなどに有効である。また、この際、複数のシートの色を異ならせたり、紙の表面に番号を印字したりすることにより、シートを区別し易くすることも可能である。
なお、前記したシミュレーションおよびその結果表示による設計評価は、シートが2つのゴムローラなどに挟まれて搬送されるような箇所には適用が難しいが、現場の要求は、ゴムローラの部分の干渉をチェックしたいということではなく、ガイドのリブなどにシートが干渉することによりジャムが発生する可能性があるかどうかをチェックしたいということであるので、そのような要求は満足される。
以上、本発明の実施例を説明したが、説明したような3次元シート形状表示方法に従ってプログラミングしたプログラムを着脱可能な記憶媒体に記憶し、その記憶媒体をこれまで本発明によった3次元シート形状表示をおこなえなかったパーソナルコンピュータなど情報処理装置に装着することにより、または、そのようなプログラムをネットワークを介してそのような情報処理装置へ転送することにより、そのような情報処理装置においても本発明によった3次元シート形状表示をおこなうことができる。
【0011】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、シミュレーション結果から得られる指定時間毎の3次元シート形状を、そのシートが内部を搬送される3次元形状モデルとともに表示することができるので、表示された3次元シート形状や、3次元シートと3次元形状モデル各部との位置関係から搬送異常の発生の有無を知ることができるし、3次元形状モデルのどの位置で搬送異常が発生するかわかるし、シート形状が3次元であることから、目視性も良くなる。したがって、仮想的な設計評価を容易且つ正確におこなうことができる。
また、本発明では、3次元シート形状が3次元形状モデル中のどの部分と干渉するかを算出し、算出された干渉部を画面上に示すことができるので、3次元形状モデルのどの位置で搬送異常が発生するかが、より容易且つ正確にわかり、したがって、仮想的な設計評価をより容易且つ正確におこなうことができる。
また、本発明では、シミュレーション結果が2次元のシート形状データである場合、そのシート形状データを3次元のシート形状データに変換することができるので、シミュレーション結果が2次元のシート形状データである場合でも上述した本発明の効果を得ることができる。
また、本発明では、3次元シート形状と3次元形状モデルとが同じ3次元座標空間に表示されるので、3次元シート形状と3次元形状モデルとの位置関係を精度良く示すことができ、したがって、仮想的な設計評価をより容易且つ正確におこなうことができる。
また、本発明では、3次元シート形状と3次元形状モデルの断面を表示することができるので、目視性をさらに向上させることができる。
また、本発明では、前記指定時間が3次元シート形状の面に印刷がおこなわれる後の時間である場合、その3次元シート形状の面に印刷画像が表示されるので、シートの衝突などが印刷前に生じるか印刷後に生じるかがわかり、衝突(干渉)場所の特定などが容易になる。
【0012】
また、本発明では、前記指定時間を早い時間順に順次変更しつつそのときの3次元シート形状を連続的に表示することにより、搬送される3次元シート形状の動画を表示することができるので、シート形状の異常な動きから搬送異常に気づくことができる。
また、本発明では、複数の3次元シート形状を同時に表示することができるので、複数のシートの係わり合いなども容易に知ることができ、したがって、複数のシートが一度に搬送されることがある両面印刷機における複数紙の搬送シミュレーションなどの質を上げることができる。
また、本発明では、指定時間毎に、3次元シート形状が3次元形状モデル中のどの部分と干渉するかを算出し、その干渉部を画面上に示すことができるので、上述した本発明の効果をさらに効果的に得ることができる。
また、本発明では、指定時間毎に、3次元シート形状が3次元形状モデル中の部分と干渉する干渉部を算出し、干渉発生時における3次元シート形状を表示することができるので、干渉部と干渉の状況が良くわかり、上述した本発明の効果をさらに効果的に得ることができる。
また、本発明では、3次元シート形状表示方法によった3次元シート形状表示を実行させるようにプログラミングされているプログラムを情報処理装置上で実行させることができるので、情報処理装置を用いて上述した本発明の効果を得ることができる。また、上記のプログラムを着脱可能な記憶媒体に記憶することができるので、その記憶媒体をこれまで本発明によった3次元シート形状表示をおこなえなかったパーソナルコンピュータなど情報処理装置に装着することにより、そのような情報処理装置においても上述した本発明の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明が実施される3次元形状処理装置のハードウェア構成図。
【図2】本発明の各実施例に対応可能な3次元形状処理システムのシステム構成図。
【図3】本発明の第1の実施例を示す3次元シート形状表示方法の動作フロー図。
【図4】本発明の第2の実施例を示す3次元シート形状表示方法の動作フロー図。
【図5】本発明の第3の実施例を示す3次元シート形状表示方法の動作フロー図。
【図6】本発明の第1の実施例を示す3次元シート形状表示方法の表示図。
【図7】本発明の第1の実施例を示す3次元シート形状表示方法の他の表示図。
【図8】本発明の第2の実施例を示す3次元シート形状表示方法の表示図。
【符号の説明】
1 CPU
2 メモリ
3 外部記憶装置
4 入力装置
5 表示装置
11 3次元形状読み取り部
12 シート形状読み取り部
13 指定シートデータ取得部
14 表示部
15 算出部
Claims (7)
- 搬送されるシートの形状を3次元で表示する3次元シート形状の表示方法において、
指定された時刻であるシート形状算出時刻毎のシート形状を算出するシミュレーションの結果を、予め取得しファイリングするステップと、
CADシステムによりモデリングされたシートが搬送路内を搬送される3次元形状のモデルの形状データを、3次元形状読み取り部が記憶媒体から読み取るステップと、
前記シミュレーションの結果であるシート形状データを、シート形状読み取り部がファイルから読み取るステップと、
前記シミュレーション時に指定されたすべての前記シート形状算出時刻について3次元シート形状の表示が終了したか否かをシートデータ取得部が判定するステップと、
前記すべてのシート形状算出時刻について前記表示が終了していないと判定したときに、前記シート形状読み取り部により読み取られたシート形状データの中から未表示であってシミュレーション時の前記シート形状算出時刻が先頭のシート形状データと前記3次元形状読み取り部により読み取られた前記3次元形状のモデルの3次元形状データを、前記シートデータ取得部が取得する取得ステップと、
前記取得したシート形状データの前記シート形状算出時刻が前記シート形状の面に印刷が行われた後か否かを前記シートデータ取得部が判定する判定ステップと、
印刷後の場合は前記シートデータ取得部が表示部に対して、印刷画像付きの前記取得したシート形状と前記取得した3次元形状のモデルとを同じ3次元座標空間に表示させ、印刷前の場合は前記シートデータ取得部が表示部に対して、前記取得したシート形状と前記取得した3次元形状のモデルを同じ3次元座標空間に表示させる表示ステップと、を備えており、
前記シートデータ取得部は、前記判定するステップ、前記取得ステップ、前記判定ステップ、及び前記表示ステップ、を前記シミュレーション時に指定されたすべての前記シート形状算出時刻についてシート形状の表示が終了するまで繰り返す
ことを特徴とする3次元シート形状表示方法。 - 請求項1において、
前記シミュレーションの結果が2次元のシート形状データである場合、前記シートデータ取得部が前記2次元シート形状データを3次元のシート形状データに変換するステップをもつ
ことを特徴とする3次元シート形状表示方法。 - 請求項1において、
前記指定されたすべてのシート形状算出時刻を早い時間順に順次変更しつつそのときの3次元シート形状を連続的に表示することにより、搬送される3次元シート形状の動画を表示する
ことを特徴とする3次元シート形状表示方法。 - 請求項1において、
前記指定されたすべてのシート形状算出時刻毎に、前記3次元シート形状が前記3次元形状モデル中の部分と干渉する干渉部位を算出部で算出し、前記干渉部位を前記表示部の画面上に表示する
ことを特徴とする3次元シート形状表示方法。 - 搬送されるシートの形状を3次元で表示する3次元シート形状処理装置において、
CADシステムによりモデリングされたシートが搬送路内を搬送される3次元形状のモデルの形状データを記憶媒体から読み取る3次元形状読み取り部と、
指定された時刻であるシート形状算出時刻毎のシート形状を算出するシミュレーションの結果を表すシート形状データを予めファイリングされたファイルから読み取るシート形状読み取り部と、
前記シミュレーション時に指定されたすべての前記シート形状算出時刻について前記3次元シート形状の表示が終了したか否かを判定する表示終了判定処理と、前記すべてのシート形状算出時刻について前記表示が終了していないと判定したときに、前記シート形状読み取り部により読み取られたシート形状データの中から未表示であってシミュレーション時のシート形状算出時刻が先頭のシート形状データと前記3次元形状読み取り部により読み取られた前記3次元形状のモデルの3次元形状データを取得する取得処理と、前記取得したシート形状データのシート形状算出時刻が前記シート形状の面に印刷が行われた後か否かを判定する印刷判定処理と、印刷後の場合は表示部に対して印刷画像付きの前記取得したシート形状と前記取得した前記3次元形状のモデルとを同じ3次元座標空間に表示させ、印刷前の場合は表示部に対して、前記取得したシート形状と前記取得した前記3次元形状のモデルを同じ3次元座標空間に表示させる表示処理と、前記表示終了判定処理、前記取得処理、前記印刷判定処理、及び前記表示処理をシミュレーション時に指定されたすべての前記シート形状算出時刻についてシート形状の表示が終了するまで繰り返す処理と、を実行するシートデータ取得部と、を備える
ことを特徴とする3次元シート形状処理装置。 - 搬送されるシートの形状を3次元で表示する3次元シート形状の表示をコンピュータに行わせるプログラムにおいて、
指定された時刻であるシート形状算出時刻毎のシート形状を算出するシミュレーションの結果を、予め取得しファイリングする手順と、
CADシステムによりモデリングされたシートが搬送路内を搬送される3次元形状のモデルの形状データを記憶媒体から読み取る手順と、
前記シミュレーションの結果であるシート形状データをファイルから読み取る手順と、
前記シミュレーション時に指定されたすべての前記シート形状算出時刻について3次元シート形状の表示が終了したか否かを判定する手順と、
前記すべてのシート形状算出時刻について前記表示が終了していないと判定したときに、前記読み取られたシート形状データの中から未表示であってシミュレーション時のシート形状算出時刻が先頭のシート形状データと前記読み取られた前記3次元形状のモデルの3次元形状データを取得する取得手順と、
前記取得したシート形状データの前記シート形状算出時刻が前記シート形状の面に印刷が行われた後か否かを判定する判定手順と、
印刷後の場合は表示部に対して、印刷画像付きの前記取得したシート形状と前記取得した前記3次元形状のモデルとを同じ3次元座標空間に表示させ、印刷前の場合は表示部に対して、前記取得したシート形状と前記取得した前記3次元形状のモデルを同じ3次元座標空間に表示させる表示手順と、
前記判定する手順、前記取得手順、前記判定手順、及び前記表示手順を前記シミュレーション時に指定されたすべての前記シート形状算出時刻についてシート形状の表示が終了するまで繰り返す手順と、をコンピュータに実行させる
ことを特徴とするプログラム。 - 請求項6に記載したプログラムを記憶した記憶媒体。
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