JP4443254B2 - Image reading device - Google Patents
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Description
本発明は、デジタル複写機やイメージスキャナ等に用いられる、原稿を走査して読み取る画像読取装置に関する。 The present invention relates to an image reading apparatus that is used in a digital copying machine, an image scanner, or the like to scan and read a document.
従来、ミラースキャン方式の複写機などにおいては、原稿読取部のコンタクトガラス上に原稿を載置し、コンタクトガラスの下方に設けられた光源や走行ミラー等の走査手段を所定の駆動装置で原稿面と平行に移動させることにより、原稿画像を読み取る機構のものが広く用いられている。 2. Description of the Related Art Conventionally, in a mirror scanning type copying machine, an original is placed on a contact glass of an original reading unit, and a scanning unit such as a light source or a traveling mirror provided below the contact glass is scanned with a predetermined driving device. A mechanism for reading a manuscript image by moving it in parallel is widely used.
図4に、従来の画像読取装置の概略図を示す。100は原稿であり、原稿100は図示しない原稿保持部材、即ち装置本体102の上部に取り付けられているコンタクトガラス上に原稿面を下に向けて載置されている。また、コンタクトガラスの下方の装置本体102内部には一対の案内部材としての案内レール103を互いに平行に固定してある。更に、この案内レール103はコンタクトガラスと平行になっている。
FIG. 4 is a schematic diagram of a conventional image reading apparatus.
104は光源、ミラー(共に図示せず)等から成る照明ユニット(第1の走査手段)、105はミラー105a等から成るミラーユニット(第2の走査手段)であり、駆動用ワイヤーやベルト等の動力伝達手段(図示せず)により案内レール103上を矢印A、Bの方向に往復移動可能に保持されている。装置本体102の前後方向のフレーム間には板状の支持部材(以下、ISUベースという)106が取り付けられており、ISUベース106の上面には集光レンズ107及び読取手段としての光電変換素子(以下、CCDという)108が搭載されている。
このようにして、コンタクトガラス、照明ユニット104、ミラーユニット105、集光レンズ107及びCCD108の各部品相互の位置が決定される。上記構成においては、照明ユニット104の光源により原稿100を照明するとともに、照明ユニット104は所定の速度で矢印A方向に移動し、ミラーユニット105は照明ユニット104の1/2の速度で同方向に移動する。その結果、照明ユニット104の照明により形成された画像光Dはミラーユニット105により集光レンズ107に導かれ、集光された後CCD108上に結像される。結像された画像光DはCCD108において画素分解され、各画素の濃度に応じた電気信号に変換されて画像の読み取りが行われる。
In this manner, the positions of the contact glass, the
図5は従来の画像読取装置の駆動機構を示す斜視図である。図4と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。同図において、画像読取装置は照明ユニット104、ミラーユニット105から成る走査手段を備えており、各ユニット104、105は、その両端部において走査方向(矢印A方向)に配設された案内レール103によって摺動可能に保持されている。
FIG. 5 is a perspective view showing a driving mechanism of a conventional image reading apparatus. Portions common to those in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. In the figure, the image reading apparatus is provided with scanning means comprising an
照明ユニット104には露光ランプ104aと、この露光ランプ104aの照射による原稿からの反射光をコンタクトガラス(図示せず)と平行な方向に反射する第1ミラー104bが搭載されている。ミラーユニット105には第2ミラー105a、第3ミラー105bが搭載されており、第1ミラー104bからの反射光は第2ミラー105a及び第3ミラー105bを介して集光レンズ107(図4参照)に入射し、光電変換素子108(図4参照)上に原稿画像を結像する。
The
次に、照明ユニット104及びミラーユニット105を往復運動させるための駆動機構について説明する。40は照明ユニット104及びミラーユニット105を駆動するパルスモータであり、ここでは速度制御が容易でコスト面でも有利なステッピングモータを用いている。パルスモータ40は平ギヤ41及びタイミングベルト42a、42bを介してシャフト43を回転駆動する。このシャフト43の両端部にはワイヤードラム44a、44bが固定されている。なお、ここではワイヤードラム44bは図示していない。
Next, a drive mechanism for reciprocating the
ワイヤードラム44aとプーリ45a、45c、45e、及びワイヤードラム44bとプーリ45b、45d、45fの間には、それぞれ駆動用ワイヤー46a、46bが掛け渡されている。駆動用ワイヤー46a、46bの一端は装置本体102に設けられたワイヤー係止部47a、47bに係止されている。駆動用ワイヤー46a、46bの他端はワイヤーテンションバネ48を介して装置本体102の図示しない側面に固定されており、駆動用ワイヤー46a、46bに適度の張力を与えている。
図6は、画像読取装置の駆動機構を側面(図5の矢印B方向)から見た概略図である。説明の便宜のため、案内レール103やパルスモータ40、平ギヤ41、タイミングベルト42a、42b等は図示を省略している。また、ここでは駆動用ワイヤー46b側についてのみ示したが、駆動用ワイヤー46a側についても全く同様に説明される。
FIG. 6 is a schematic view of the drive mechanism of the image reading apparatus as viewed from the side (in the direction of arrow B in FIG. 5). For convenience of explanation, the
同図に示すように、駆動用ワイヤー46bはワイヤードラム44bに所定量巻き付けられており、ワイヤードラム44bから走査方向(図5の矢印A方向)に延びる一端はプーリ45bに掛け渡されて方向を変え、プーリ45dに掛け渡されて再度方向を変えた後、ワイヤー係止部47bに係止される。一方、反対方向に延びる他端はプーリ45fに掛け渡されて方向を変え、プーリ45dに掛け渡されて再度方向を変えた後、ワイヤーテンションバネ48を介して図示しない装置本体102に固定される。照明ユニット104は、プーリ45b及びプーリ45dの間において駆動用ワイヤー46bに固定されており、ミラーユニット105は、プーリ45dに固定されている。ここで、プーリ45b、45fは装置本体に固定されているが、プーリ45dはミラーユニット105と共に往復運動可能となっている。
As shown in the figure, the
この構成において、原稿読み取り時にパルスモータ40、平ギヤ41、タイミングベルト42a、42b(図5参照)によってワイヤードラム44bが矢印C方向に回転駆動されると、駆動用ワイヤー46bは矢印D方向に移動し、照明ユニット104及びミラーユニット105もこれに追随して同一方向に移動する。このとき、プーリ45dが動滑車の役目を果たすため、ミラーユニット105は、照明ユニット104に対して1/2の速度で同一方向へ移動する。さらに、読み取り終了後はワイヤードラム44bを逆回転させて照明ユニット104及びミラーユニット105を元の位置に復帰させる。
In this configuration, when the
上記の画像読取装置においては、近年、ワイヤー駆動用モータの小型化及び低コスト化の観点から、モータの主流が従来のDCサーボモータからステッピングモータ等のパルスモータへと変わりつつある。これに伴い、アナログ方式の画像読取装置においては問題とならなかった、ステッピングモータの各相ごとの移動に伴い発生する振動(ゴギング振動)が、ギヤ列やタイミングベルト等の駆動伝達手段を介してワイヤー駆動プーリに伝達され、さらに駆動用ワイヤーを介して照明ユニット及びミラーユニットから成る走査手段に伝播される。そのため、走査手段全体或いはミラーに微振動が発生して読み取られた画像に規則的な濃淡(ジッター)が現れ、正常な読み取り画像が得られず画質が劣化するという問題点があった。 In the image reading apparatus described above, in recent years, the mainstream of a motor is changing from a conventional DC servo motor to a pulse motor such as a stepping motor from the viewpoint of miniaturization and cost reduction of a wire driving motor. Along with this, vibration (gogging vibration) generated by the movement of each phase of the stepping motor, which was not a problem in the analog image reading apparatus, is transmitted via drive transmission means such as a gear train and a timing belt. It is transmitted to the wire drive pulley and further propagated to the scanning means comprising the illumination unit and the mirror unit via the drive wire. For this reason, there is a problem that regular shading (jitter) appears in the scanned image due to the occurrence of slight vibrations in the entire scanning means or in the mirror, and a normal scanned image cannot be obtained and the image quality deteriorates.
そこで、走査手段の微振動を防止する方法が種々提案されており、特許文献1には、照明ユニットのキャリッジと光源を支持する光源支持体との間に弾性部材を介在させて固定することにより、キャリッジ上の光源に伝わる振動を低減する方法が開示されている。また、特許文献2には、ミラーユニットのミラー背面に、鉄、ガラス等の防振部材を貼り付けてミラーの剛性を上げることにより、固有振動数を変化させて共振を防止する方法が開示されている。
Therefore, various methods for preventing micro-vibration of the scanning means have been proposed, and
しかしながら、特許文献1、2の方法においては、いずれもキャリッジの重量が重くなるため、走査手段を駆動する駆動モータの負荷が大きくなって駆動モータの寿命を低下させるおそれがあり、部品点数や組み立て工程の増加によるコストアップも問題となる。また、キャリッジと駆動用ワイヤーとが直接接続される構成のため、モータから発せられる微振動が駆動用ワイヤーを介してキャリッジに伝達されてしまう。
本発明は、上記問題点に鑑み、ミラーや走査手段のキャリッジ等の重量を増加させたり剛性を上げたりすることなく、モータから駆動伝達手段を介して走査手段に伝播される振動を低減し、読み取り画像の劣化を確実に防止する画像読取装置を提供することを目的とする。 In view of the above problems, the present invention reduces vibrations propagated from the motor to the scanning means via the drive transmission means without increasing the weight of the mirror or the carriage of the scanning means or increasing the rigidity. An object of the present invention is to provide an image reading apparatus that reliably prevents deterioration of a read image.
上記目的を達成するために本発明は、原稿を照明する光源と原稿からの反射光を画像光として導くミラーとを備えた第1の走査手段と、前記画像光の光路を変更するミラーを備えた第2の走査手段と、前記第1及び第2の走査手段を駆動用ワイヤーを介して駆動する駆動手段と、を備え、前記第1の走査手段をワイヤー固定部材により前記駆動用ワイヤーに固定し、前記第2の走査手段をプーリにより前記駆動用ワイヤーに連結して、一定の走査速度で移動させて原稿画像を読み取る画像読取装置において、前記駆動用ワイヤーは、前記第1の走査手段と、前記第1の走査手段の長手方向両端に摺動可能に取り付けられた前記ワイヤー固定部材との間に挟持されており、前記第1の走査手段及び前記ワイヤー固定部材と前記駆動用ワイヤーとの間に弾性部材を介在させて、前記駆動用ワイヤーを前記第1の走査手段及び前記ワイヤー固定部材と接触させずに固定したことを特徴としている。 In order to achieve the above object, the present invention includes a first scanning unit including a light source that illuminates an original and a mirror that guides reflected light from the original as image light, and a mirror that changes an optical path of the image light. Second scanning means, and driving means for driving the first and second scanning means via a driving wire, and the first scanning means is fixed to the driving wire by a wire fixing member. The second scanning unit is connected to the driving wire by a pulley and moved at a constant scanning speed to read the original image. The driving wire is connected to the first scanning unit. , the longitudinal ends are sandwiched between the wire fixing member slidably mounted on said first scanning means and the wire fixing member and the drive wire of the first scanning means An elastic member is interposed between, is characterized by fixing the said driving wire without contact with the first scanning means and the wire fixing member.
また本発明は、上記構成の画像読取装置において、前記第1の走査手段及び前記ワイヤー固定部材は、固定用ビスにより連結されており、前記駆動用ワイヤー及び前記弾性部材は前記固定用ビスの締結により所定の圧力で挟持されることを特徴としている。 According to the present invention, in the image reading apparatus having the above configuration, the first scanning unit and the wire fixing member are connected by a fixing screw, and the driving wire and the elastic member are fastened by the fixing screw. It is characterized by being clamped by predetermined pressure.
また本発明は、上記構成の画像読取装置において、前記弾性部材は、前記ワイヤー固定部材の摺動部と前記固定用ビスとの間に配置されており、前記駆動用ワイヤーを囲み、且つ前記固定用ビス方向に開口する断面コ字状に配設されることを特徴としている。 According to the present invention, in the image reading apparatus having the above-described configuration, the elastic member is disposed between the sliding portion of the wire fixing member and the fixing screw , surrounds the driving wire, and fixes the fixing member. It is characterized by being arranged in a U-shaped cross-section that opens in the direction of the machine screw.
本発明の第1の構成によれば、弾性部材を介在させて駆動用ワイヤーを第1の走査手段やワイヤー固定部材と弾性的に固定することにより、キャリッジやミラー等の部品の剛性を上げたり、モータの負荷を増加させたりすることなく、モータから駆動用ワイヤーを介して第1の走査手段に伝播される振動を抑制し、高画質な画像の読み込みが可能となる。 According to the first configuration of the present invention, the rigidity of parts such as a carriage and a mirror can be increased by elastically fixing the drive wire to the first scanning means and the wire fixing member through the elastic member. Without increasing the load on the motor, vibration transmitted from the motor to the first scanning means via the drive wire can be suppressed, and high-quality images can be read.
また、本発明の第2の構成によれば、上記第1の構成の画像読取装置において、固定用ビスの締結により弾性部材及び駆動用ワイヤーを所定の圧力で挟持することとしたので、初期加速で弾性部材が慣性力により変形し、その後弾性部材が復元することにより第1の走査手段に振動が生じるおそれがなくなる。 According to the second configuration of the present invention, in the image reading apparatus having the first configuration, the elastic member and the driving wire are clamped at a predetermined pressure by fastening the fixing screw. Thus, the elastic member is deformed by the inertial force, and then the elastic member is restored, so that there is no possibility that the first scanning means vibrates.
また、本発明の第3の構成によれば、上記第2の構成の画像読取装置において、ワイヤー固定部材の摺動部と固定用ビスとの間に、駆動用ワイヤーを囲み、且つ固定用ビス方向に開口する断面コ字状の弾性部材を配設したことにより、固定用ビスの締結により駆動用ワイヤー及び弾性部材を効果的に圧着可能となる。 According to the third configuration of the present invention, in the image reading apparatus having the second configuration , the driving wire is enclosed between the sliding portion of the wire fixing member and the fixing screw, and the fixing screw is used. By disposing the elastic member having a U-shaped cross section that opens in the direction, the driving wire and the elastic member can be effectively crimped by fastening the fixing screw.
以下に本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図1は、本発明の画像読取装置の照明ユニット(第1の走査手段)を装置側面(図5の矢印C方向)から見た図である。従来例の図5と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。図1において、1は照明ユニット104のキャリッジである。キャリッジ1には、原稿を照明する光源104a、第1ミラー104bが付設されている。光源104aは、接点部材3により両端をキャリッジ1に設けられた支持部に支持されており、第1ミラー104bは、両端をキャリッジ1の下部に支持されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a view of the illumination unit (first scanning unit) of the image reading apparatus of the present invention as viewed from the side of the apparatus (in the direction of arrow C in FIG. 5). Portions common to FIG. 5 of the conventional example are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. In FIG. 1,
案内レール103の上面と接するキャリッジ1の下端部には、それぞれ接触子4が設けられており、各接触子4の案内レール103との接触面は球面となっている。また、照明ユニット104を案内レール103に沿って駆動する駆動用ワイヤー46a、46bが、キャリッジ1の左右に突設された鍔部1a、1bと、鍔部1a、1bの上方に上下に摺動可能に取り付けられたワイヤー固定金具5(ワイヤー固定部材)との間に挟持されている。なお、ワイヤー固定金具5はキャリッジ1と別体に設けることもできる。
A contact 4 is provided at the lower end portion of the
鍔部1a、1bとワイヤー固定金具5とは固定用ビス6により連結されており、固定用ビス6の締結により駆動用ワイヤー46a、46bはキャリッジ1と固定され、照明ユニット104を案内レール103に沿って走査方向(図の紙面方向)に往復運動させる。鍔部1a、1b及びワイヤー固定金具5と、駆動用ワイヤー46a、46bとの間には弾性部材7が配設されている。
The
図2は、図1におけるワイヤー固定部分(図1の円A内)の拡大図である。なお、ここでは照明ユニット104の片側(図1の右側)についてのみ説明するが、反対側(図1の左側)についても全く同様に説明される。同図において、弾性部材7は駆動用ワイヤー45bを囲むように断面コ字状に配設されており、コ字状の開口部は固定用ビス6の方向に向けられている。この構成により、駆動用ワイヤー46bはキャリッジ1及びワイヤー固定金具5と直接接触することがなく、パルスモータ40(図4参照)から発せられる微振動が駆動用ワイヤー46bを介してキャリッジ1に直接伝達されるのを防止する。
FIG. 2 is an enlarged view of a wire fixing portion (inside circle A in FIG. 1) in FIG. Here, only one side of the illumination unit 104 (right side in FIG. 1) will be described, but the opposite side (left side in FIG. 1) will be described in exactly the same manner. In the figure, the
また、弾性部材7は、固定用ビス6の締結によりキャリッジ1の鍔部1bとワイヤー固定金具5との間に圧着されているため、照明ユニット104を高速で移動させた場合でも、初期加速で弾性部材7が慣性力により変形し、その後の弾性部材7の復元力により照明ユニット104に振動が生じるおそれがなくなる。従って、本実施形態の構成を採用することにより、原稿読み取り時における照明ユニット104の振動を効果的に防止することができる。
Further, since the
なお、ここでは駆動用ワイヤー46bは、キャリッジ1の鍔部1bとワイヤー固定金具5により上下方向に挟持されているが、左右方向に挟持する構成としてもよい。また、キャリッジ1及びワイヤー固定金具5を弾性変形可能に一体形成しておき、固定用ビス6の締結により変形させて駆動用ワイヤー46b及び弾性部材7を圧着挟持する構成とすることもできる。
Here, the
キャリッジ1の鍔部1a、1bとワイヤー固定金具5との固定方法はビス固定に限られるものではなく、リベットやハトメを用いた固定やカシメ、溶接による固定等、種々の固定方法が使用可能であるが、本実施形態のように固定用ビスを用いることにより、駆動用ワイヤー46b及び弾性部材7を挟持する圧力を調整することができ、さらに弾性部材7が経時劣化した場合に交換が容易となるためより好ましい。
The fixing method of the
弾性部材7の材質としては、例えばブチルゴム、ネオプレンゴム、ウレタンゴム等の低反発性の制振ゴムが振動を減衰する上で効果的であるが、これに限定されるものではない。また、ここでは弾性部材7を駆動用ワイヤー46bの周囲に断面コ字状に配設しているが、駆動用ワイヤー46bがキャリッジ1及びワイヤー固定金具5と直接接触しない構成であればこれに限定されず、例えば図3(a)のように駆動用ワイヤー46bの上下にのみ配設しても良く、図3(b)、(c)のように駆動用ワイヤー46bの全周を囲むように配設しても良い。
As a material of the
しかし、弾性部材7を、開口部を固定用ビス6の方向に向けて駆動用ワイヤー46bの周囲に断面コ字状に配設する本実施形態の構成とすることにより、固定用ビス6の締め付けによる圧力が弾性部材7を介して駆動用ワイヤー46bに効率良く伝わり、弾性部材7及び駆動用ワイヤー46bを効果的に圧着挟持することができるとともに、キャリッジ1の側面に駆動用ワイヤー46bが直接接触することもないためより好ましい。
However, the fastening of the fixing
本発明は、原稿を照明する光源と原稿からの反射光を画像光として導くミラーとを備えた第1の走査手段と、画像光の光路を変更するミラーを備えた第2の走査手段と、第1及び第2の走査手段を駆動用ワイヤーを介して駆動する駆動手段と、を備え、第1の走査手段をワイヤー固定部材により駆動用ワイヤーに固定し、第2の走査手段をプーリにより駆動用ワイヤーに連結して、一定の走査速度で移動させて原稿画像を読み取る画像読取装置において、駆動用ワイヤーは、第1の走査手段と、第1の走査手段の長手方向両端に摺動可能に取り付けられたワイヤー固定部材との間に挟持されており、第1の走査手段及びワイヤー固定部材と駆動用ワイヤーとの間に弾性部材を介在させて、駆動用ワイヤーを第1の走査手段及びワイヤー固定部材と接触させずに固定したこととする。 The present invention includes a first scanning unit that includes a light source that illuminates a document and a mirror that guides reflected light from the document as image light, a second scanning unit that includes a mirror that changes the optical path of the image light, Driving means for driving the first and second scanning means via a driving wire, the first scanning means is fixed to the driving wire by a wire fixing member, and the second scanning means is driven by a pulley. In an image reading apparatus that is connected to a wire for scanning and moves at a constant scanning speed and reads a document image, the driving wire is slidable on both ends of the first scanning means and the first scanning means in the longitudinal direction. The drive wire is sandwiched between the attached wire fixing member and an elastic member is interposed between the first scanning means and the wire fixing member and the driving wire, and the driving wire is connected to the first scanning means and the wire. Fixed part And it is fixed without contact with.
これにより、キャリッジやミラー等の部品の剛性を上げたり、重量を増加させてモータの負荷を増加させたりすることなく、モータから駆動用ワイヤーを介して第1の走査手段に伝播される振動を抑制し、高画質な画像の読み込みが可能な画像読取装置を低コストで提供する。 As a result, vibrations propagated from the motor to the first scanning means via the drive wire without increasing the rigidity of the parts such as the carriage and the mirror or increasing the weight to increase the load on the motor. An image reading apparatus capable of suppressing and reading high-quality images is provided at low cost.
また、固定用ビスの締結により弾性部材及び駆動用ワイヤーを所定の圧力で挟持することにより、読み取り開始時の初期加速で弾性部材が慣性力により変形し、その後弾性部材が復元することにより第1の走査手段に振動が生じるおそれがなくなるため、第1の走査手段の振動をより一層効果的に防止することができる。 Further, by holding the elastic member and the driving wire at a predetermined pressure by fastening the fixing screw, the elastic member is deformed by an inertial force at the initial acceleration at the start of reading, and then the elastic member is restored to restore the first. Since there is no possibility that the scanning means vibrates, the vibration of the first scanning means can be more effectively prevented.
また、ワイヤー固定部材の摺動部と固定用ビスとの間に、駆動用ワイヤーを囲み、且つ固定用ビス方向に開口する断面コ字状の弾性部材を配設したことにより、固定用ビスの締結による駆動用ワイヤー及び弾性部材をより効果的に圧着するとともに、駆動用ワイヤーがキャリッジに接触するおそれがない。 Between the fixing screw and sliding portion of the wire fixing member surrounds the drive wire, and by a U-shaped section of the elastic member to open the fixing screw direction is disposed, the fixing screw The driving wire and the elastic member by fastening are more effectively crimped, and there is no possibility that the driving wire contacts the carriage.
1 キャリッジ
1a、1b 鍔部
3 接点部材
4 接触子
5 ワイヤー固定金具
6 固定用ビス
7 弾性部材
40 パルスモータ
41 平ギヤ
42a、42b タイミングベルト
43 シャフト
44a、44b ワイヤードラム
45a、45b、45c、45d、45e、45f プーリ
46a、46b 駆動用ワイヤー
47a、47b ワイヤー係止部
100 原稿
102 装置本体
103 案内レール
104 照明ユニット(第1の走査手段)
104a 光源
104b 第1ミラー
105 ミラーユニット(第2の走査手段)
105a 第2ミラー
105b 第3ミラー
DESCRIPTION OF
105a
Claims (3)
前記駆動用ワイヤーは、前記第1の走査手段と、前記第1の走査手段の長手方向両端に摺動可能に取り付けられた前記ワイヤー固定部材との間に挟持されており、前記第1の走査手段及び前記ワイヤー固定部材と前記駆動用ワイヤーとの間に弾性部材を介在させて、前記駆動用ワイヤーを前記第1の走査手段及び前記ワイヤー固定部材と接触させずに固定したことを特徴とする画像読取装置。 A first scanning unit including a light source for illuminating the document and a mirror for guiding reflected light from the document as image light; a second scanning unit including a mirror for changing an optical path of the image light; And a driving means for driving the second scanning means via a driving wire, the first scanning means is fixed to the driving wire by a wire fixing member, and the second scanning means is fixed by a pulley. In an image reading apparatus that is connected to the driving wire and moves at a constant scanning speed to read a document image,
The driving wire is sandwiched between the first scanning unit and the wire fixing member slidably attached to both longitudinal ends of the first scanning unit, and the first scanning unit And an elastic member interposed between the wire fixing member and the driving wire, and the driving wire is fixed without contacting the first scanning means and the wire fixing member. Image reading device.
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