JP4689265B2 - 現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、複写機、ファクシミリ、レーザプリンタやこれらの複合機の現像装置、プロ
セスカートリッジ及び画像形成装置に関する。

現像ローラと、この表面に現像剤を供給する回転搬送部材を備え、回転搬送部材から現
像ローラに供給される現像剤の量をブレードなどの部材で規制する現像装置が特許文献１
に記載されている。

特開２０００−３０５３５９号公報

従来の現像剤の規制手法では、回転搬送部材によって現像ローラに向かって搬送される
現像剤を、規制部を設けて均一となるようにしているが、この規制部に対する現像剤の供
給にバラツキがあると現像ローラに安定した現像剤の供給が難しく、現像剤の供給のバラ
ツキは回転搬送部材に起因している。
本発明は、現像ローラ表面に現像剤を供給する回転搬送体を備えた現像装置において、
従来技術とは異なる視点で、回転搬送体に起因する現像剤ムラを低減することを目的とす
る。

上記目的を設定するため、本発明では、現像剤を担持する現像ローラと、現像ローラの表面に現像剤を供給する回転搬送部材を備え、現像ローラは、回転搬送部材の斜め上方に位置するとともに、回転搬送部材に対向する表面が上方から下方に向うように回転し、回転搬送部材は現像ローラと同方向に回転する現像装置において、現像ローラの下方に位置し、現像ローラの表面に担持される現像剤を規制する第１の段部と、第１の段部と回転搬送部材の間であって、第１の段部よりも低く、この第１の段部の現像ローラの回転方向上流側の角部から回転搬送部材の下側への接線よりもその一部が回転搬送部材側に突出する第２の段部とを有し、第２の段部の、回転搬送部材側に突出した部分における回転搬送部材側の端部が、現像ローラの真下よりも回転方向下流側に位置していることを特徴としている。

本発明によれば、回転搬送部材から直接第１の段部へ向かう現像剤の流れが、第２の段
部により阻止されるので、回転搬送部材から搬送される現像剤が、一旦第２の段部により
整流されて、その後第１の段部へ移動することとなり、回転搬送部材に起因する現像剤の
ムラを低減することができる。

以下、この発明を適用した画像形成装置の実施形態の一例として、電子写真方式のプリ
ンタ（以下、単にプリンタという）について説明する。なお、作像部に関してはプロセス
カートリッジとして説明する。

まず、本プリンタの基本的な構成について説明する。図１は、本プリンタの概略構成図
である。図１において、符号１００はプリンタ本体を示す。プリンタ本体１００は、イエ
ロー、マゼンタ、シアン、ブラック（以下、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋと記す）のトナー像を生成す
るための４つのプロセスカートリッジ６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋを備えている。各プロセス
カートリッジは、現像剤として互いに異なる色のＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナーを用いるが、それ
以外は同様の構成とされている。

Ｙトナー像を生成するためのプロセスカートリッジ６Ｙを例に、プロセスカートリッジ
の構成を説明する。図２に示すように、プロセスカートリッジ６Ｙは、ドラム状の感光体
１Ｙ、ドラムクリーニング装置２Ｙ、図示しない除電装置、帯電装置４Ｙ、現像装置５Ｙ
等を備えている。このプロセスカートリッジ６Ｙは、プリンタ本体１００に脱着可能であ
り、一度に消耗部品を交換できるようになっている。

帯電装置４Ｙは、図示しない駆動手段によって図中時計回りに回転される感光体１Ｙの
表面を一様に帯電させる。一様に帯電された感光体１Ｙの表面は、レーザ光Ｌによって露
光走査されてＹ用の静電潜像を担持する。このＹの静電潜像は、Ｙトナーを用いる現像装
置５ＹによってＹトナー像に現像され、中間転写ベルト８上に中間転写される。ドラムク
リーニング装置２Ｙは、中間転写工程を経た後の感光体１Ｙ表面に残留したトナーを除去
する。除電装置は、クリーニング後の感光体１Ｙの残留電荷を除電し、除電により、感光
体１Ｙの表面が初期化されて次の画像形成に備えられる。

他のプロセスカートリッジ６Ｍ，６Ｃ，６Ｋにおいても、同様にして感光体１Ｍ，１Ｃ
，１Ｋ上にＭ，Ｃ，Ｋの各トナー像が形成され、中間転写ベルト８上に中間転写される。
先に示した図１においてプロセスカートリッジ６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋの図中下方には露
光装置７が配設されている。潜像形成手段たる露光装置７は、画像情報に基づいて発した
レーザ光Ｌを、プロセスカートリッジ６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋにおけるそれぞれの感光体
に照射して露光する。この露光により、感光体１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ上にＹ，Ｍ，Ｃ，
Ｋ用の静電潜像が形成される。なお露光装置７は、光源から発したレーザ光Ｌを、モータ
によって回転駆動したポリゴンミラーで走査しながら、複数の光学レンズやミラーを介し
て感光体に照射するものである。

露光装置７の図中下側には、収容手段としての紙収容カセット２６、これらに組み込ま
れた給紙ローラ２７、レジストローラ対２８など有する給紙手段が配設されている。紙収
容カセット２６は、記録体たる転写紙Ｐが複数枚重ねて収納しており、それぞれの一番上
の転写紙Ｐには給紙ローラ２７が当接している。給紙ローラ２７が図示しない駆動手段に
よって図中反時計回りに回転されると、一番上の転写紙Ｐがレジストローラ対２８のロー
ラ間に向けて給紙される。レジストローラ対２８は、転写紙Ｐを挟み込むべく両ローラを
回転駆動するが、挟み込んですぐに回転を一旦停止させる。そして、転写紙Ｐを適切なタ
イミングで後述の２次転写ニップに向けて送り出す。かかる構成の給紙手段においては、
給紙ローラ２７と、レジストローラ対２８との組合せによって搬送手段が構成されている
。この搬送手段は、転写紙Ｐを紙収容カセット２６から後述の２次転写ニップまで搬送す
るものである。

プロセスカートリッジ６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋの図中上方には、中間転写体たる中間転
写ベルト８を張架しながら無端移動せしめる中間転写ユニット１５が配設されている。こ
の中間転写ユニット１５は、中間転写ベルト８の他、４つの１次転写バイアスローラ９Ｙ
，９Ｍ，９Ｃ，９Ｋ、クリーニング装置１０などを備えている。この中間転写ユニット１
５は、２次転写バックアップローラ１２、クリーニングバックアップローラ１３、テンシ
ョンローラ１４なども備えている。中間転写ベルト８は、これら３つのローラ１２，１３
，１４に張架されながら、少なくとも何れか１つのローラの回転駆動によって図中反時計
回りに無端移動される。１次転写バイアスローラ９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ，９Ｋは、このように
無端移動せしめられる中間転写ベルト８を感光体１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋとの間に挟み込
んでそれぞれ１次転写ニップを形成している。これらは中間転写ベルト８の裏面（ループ
内周面）にトナーとは逆極性（例えばプラス）の転写バイアスを印加する方式のものであ
る。

１次転写バイアスローラ９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ，９Ｋを除くローラは、全て電気的に接地さ
れている。中間転写ベルト８は、その無端移動に伴ってＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の１次転写ニッ
プを順次通過していく過程で、感光体１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ上のＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナー
像が重ね合わせて１次転写される。これにより、中間転写ベルト８上に４色重ね合わせト
ナー像（以下、４色トナー像という）が形成される。２次転写バックアップローラ１２は
、２次転写ローラ１９との間に中間転写ベルト８を挟み込んで２次転写ニップを形成して
いる。中間転写ベルト８上に形成された４色トナー像は、この２次転写ニップで転写紙Ｐ
に転写される。２次転写ニップを通過した後の中間転写ベルト８には、転写紙Ｐに転写さ
れなかった転写残トナーが付着している。これはクリーニング装置１０によってクリーニ
ングされる。

２次転写ニップにおいては、転写紙Ｐが互いに順方向に表面移動する中間転写ベルト８
と２次転写ローラ１９との間に挟まれて、レジストローラ対２８側とは反対方向に搬送さ
れる。２次転写ニップから送り出された転写紙Ｐは、定着装置２０のローラ間を通過する
際に熱と圧力とにより、表面に転写された４色トナー像が定着される。

その後、転写紙Ｐは、排紙ローラ対２９のローラ間を経て機外へと排出される。プリン
タ本体１００の上面には、スタック部３０が形成されており、排紙ローラ対２９によって
機外に排出された転写紙Ｐが、このスタック部３０に順次スタックされる。なお、このス
タック部３０の下側には各色のトナーボトル３２Ｙ、３２Ｍ，３２Ｃ，３２Ｋが設けられ
ている。符号３１はトナーボトル保持台である。

次に本発明の特徴的構成を備えた現像装置について形成する。各現像装置の構成も搬送するトナーの色が異なる以外は、同一構成を採っているので、ここでは、図2に示すプロセスカートリッジ６Ｙに装着されている現像装置５Ｙを例に説明する。

現像装置５Ｙは、その現像装置本体６０Ｙの内部に、磁界発生手段を備え、磁性粒子と
トナーを含む二成分系現像剤を表面担持して搬送する現像剤担持体としての現像ローラ５
１Ｙと、現像ローラ５１Ｙの表面に現像剤を供給する回転搬送部材としての搬送スクリュ
ー５２Ｙ，５３Ｙと、現像ローラ５１Ｙの下方に位置し、現像ローラ５１Ｙの表面に担持
されて搬送される現像剤の層厚を規制する現像剤規制部材であり第１の段部としてのドク
ター５４Ｙと、ドクター５４Ｙと搬送スクリュー５３Ｙの間に配置された第２の段部とし
ての貯留部５５Ｙと、本体駆動歯車５６Ｙとを備えている。

本体駆動歯車５６Ｙは、搬送スクリュー５２Ｙ，５３Ｙ及び現像ローラ５１Ｙの各端部
に設けた歯車と連結されているとともに、駆動源となる駆動モータ７０Ｙとも図示しない
駆動伝達機構を介して連結されており、駆動モータ７０Ｙが制御部８０によって駆動され
ると、現像ローラ５１Ｙを搬送スクリュー５３Ｙに向かって下向きの回転となる反時計周
りに回転させるとともに、搬送スクリュー５２Ｙ，５３Ｙを現像ローラ５１Ｙと同方向に
それぞれ回転させる回転駆動部をなしている。

現像ローラ５１Ｙは、現像装置本体６０Ｙ内に形成された第１の部屋５７Ｙに回転自在に収容され、搬送スクリュー５３Ｙの斜め上方に配置されている。搬送スクリュー５２Ｙ，５３Ｙは、現像剤を収容する場所を第２の部屋５８Ｙに回転自在に収納されている。第２の部屋５８Ｙには、トナーを第２の部屋５８Ｙに取り込むためのトナー補給口５９Ｙと、第１の部屋５７Ｙとの連通口６１Ｙとが形成されている。トナー補給口５９Ｙには、一端がトナーボトル３２Ｙと接続されたトナー搬送パイプ４３Ｙの他端が接続されている。第２の部屋５８Ｙには現像剤のトナー濃度を検知するための図示しない濃度検知センサが配置されていて、濃度検知センサでトナー濃度不足を検知すると、トナーボトル３２Ｙからトナーが補給されるようになっている。

第２の部屋５８Ｙは、搬送スクリュー５２Ｙ側と搬送スクリュー５３Ｙとを、その一部を開口された隔壁６３Ｙで仕切られている。連通口６１Ｙは、搬送スクリュー５３Ｙの位置する第２の部屋５８Ｙと第１の部屋５７Ｙとを仕切る内壁６４Ｙに形成されている。

ドクター５４Ｙは、内壁６４Ｙとは異なる部材で構成されていて、現像ローラ５１Ｙの
表面との間に僅かな隙間を形成すように、現像装置本体６０Ｙに形成された取付部６５Ｙ
にネジ等で装着されている。本形態において、現像装置本体６０Ｙは樹脂剤で成形されて
いて、ドクター５４Ｙは耐磨耗性に富むゴム材で成形されている。ドクター５４Ｙは、現
像ローラ５１Ｙの真下よりも搬送スクリュー５３Ｙと反対側に位置するように、すなわち
、搬送スクリューから遠ざかる側に配置されている。

貯留部５５Ｙは、図3に示すように、現像ローラ５１Ｙの真下に位置し、現像ローラ５１Ｙと対向するように現像装置本体６０Ｙと一体的に形成されている。貯留部５５Ｙは、ドクタ−５４Ｙよりもその位置が低く、ドクター５４Ｙから搬送スクリュー５３Ｙの下側への接線Ｏよりも搬送スクリュー５３Ｙ側に位置するように内壁６４Ｙに一体的に形成されている。本形態において、貯留部５５Ｙは略水平面をなし、その水平方向への幅、すなわち搬送スクリュー５３Ｙからドクター５４Ｙへの現像剤の流れ方向への幅Ｗ１が、ドクター５４Ｙの幅Ｗよりも長く設定されている。

貯留部５５Ｙは、現像ローラ５１Ｙの真下よりも搬送スクリュー５３Ｙ側から現像ロー
ラ５１Ｙの真下よりも搬送スクリュー５３Ｙと反対側まで延設している。本形態において
、現像ローラ５１Ｙの真下とは、現像ローラ５１Ｙの回転中心から垂直に降ろした線Ｏ１
と交差する位置を指す。この位置において、現像ローラ５１Ｙの表面と貯留部５５Ｙとの
間隔は最も狭くなり、線Ｏ１を基準にして現像ローラ５１Ｙの回転方向の上流側及び下流
側に向かうにつれて現像ローラ５１の表面と貯留部５５Ｙとの間隔が徐々に広くなるよう
になる。

このような構成の現像装置５Ｙによると、第２の部屋５８Ｙ内の現像剤は、補給されたトナーと当初から収納されている現像剤とが搬送スクリュー５２Ｙで攪拌されて搬送スクリュー５２Ｙの軸線方向に搬送され、隔壁６３Ｙに設けた図示しない開口から搬送スクリュー５３Ｙ側に導入される。導入された現像剤は、搬送スクリュー５３Ｙの回転により、同スクリューによって軸線方向に搬送されつつ掻き上げられる。掻き揚げられた現像剤は、連通口６１Ｙからドクター５４Ｙへと搬送される。この時、ドクター５４と連通口６１Ｙとの間には貯留部５５Ｙが形成され、かつ貯留部５５Ｙが接線Ｏよりも搬送スクリュー５３Ｙ側に配置されているので、図４に示すように、掻き上げられて本来ドクター５４Ｙに向かうはずの現像剤が一旦、貯留部５５Ｙ上に堆積することで整流される。このため、ドクター５４Ｙへは貯留部５５Ｙ上に堆積されて整流された現像剤が供給搬送され、供給された現像剤はドクター５４Ｙによって一定の層厚（量）とされて現像ローラ５１Ｙに供給される。このため、搬送スクリュー５３Ｙからの現像剤の搬送にバラツキがある場合でもドクター５４Ｙに対しては安定した量の現像剤が供給されるので、現像剤のムラを低減することができる。

本形態においては、ドクター５４Ｙが現像ローラ５１Ｙの真下よりも搬送スクリュー５
３Ｙと反対側に位置するように構成したので、現像ローラ５１Ｙの下方に貯留部５５を配
置する空間が形成されるので、確実に貯留部５５Ｙを形成できるとともに、ドクター５４
Ｙを現像装置本体６０Ｙに取り付ける際の取付部６５Ｙのスペースも確保することができ
る。

貯留部５５Ｙの幅Ｗ１がドクター５４Ｙの幅よりも長いので、貯留部５５Ｙ上に堆積さ
れてドクター５４Ｙへと搬送される現像剤の量は、ドクター５４Ｙから現像ローラ５１Ｙ
に供給される量よりも多く確保されることになり、ドクター５４Ｙに対しては安定した量
の現像剤の供給を行え、現像剤のムラを低減することができる。

貯留部５５Ｙは、現像ローラ５１Ｙの真下よりも搬送スクリュー５３Ｙ側から現像ロー
ラ５１Ｙの真下よりも搬送スクリュー５３Ｙと反対側へと延設しているので、現像ローラ
５１Ｙとの距離が小さくなってから大きくなるまでの間、すなわち、現像ローラ５１Ｙが
、図中矢印ａ１で示す下向き回転から矢印ａ２で示す上向きに回転する間、現像剤を整流
しているため、堆積された現像剤と搬送スクリュー５３Ｙで掻き上げられる現像剤との循
環性が良く、より整流作用が高まり、安定した供給量とともにトナー濃度の安定化にも貢
献することができる。

図５に示す形態は、貯留部５５Ｙを、現像ローラ５１Ｙの真下よりも、搬送スクリュー
５３Ｙと反対側に面する、すなわち遠ざかる方向に配置したことを特徴とし、これ以外の
構成は図１から図３に示した現像装置５Ｙと同様の構成を採る。

このように、貯留部５５Ｙを現像ローラ５１Ｙの真下よりも搬送スクリュー５３Ｙと反
対側に面するように配置すると、現像ローラ５１Ｙとの距離が最も小さいところである現
像ローラ５１Ｙの真下から、現像ローラ５１Ｙとの距離が次第に大きくなる矢印ａ２で示
す上向きに回転する領域で、現像剤を整流することになるので、堆積された現像剤と搬送
スクリュー５３Ｙで掻き上げられる現像剤との循環性が良く、より整流作用が高まり、ド
クター５４Ｙに対する安定した供給量とともにトナー濃度の安定化にも貢献することがで
きる。

図６に示す形態は、貯留部５５Ｙを、搬送スクリュー５３Ｙ側へ傾斜した傾斜面とした
ことを特徴とし、これ以外の構成は、図１から図３に示した現像装置５Ｙと同様の構成を
採る。

このように、貯留部５５Ｙを、搬送スクリュー５３Ｙ側へ傾斜した傾斜面とすると、搬
送スクリュー５３Ｙによって掻き上げられた現像剤が、貯留部５５Ｙが水平の場合よりも
貯留部５５Ｙに乗り易くなって、現像剤の流れに対する圧損を低減されるので、貯留部５
５Ｙ及びドクター５４Ｙに対する現像剤の供給量低下を防止することができる。

上記各形態において、ドクター５４Ｙを貯留部５５Ｙと個別な材質とし、さらに貯留部５５Ｙを現像装置本体６０Ｙの内壁６４Ｙと一体的に形成した形態として説明したが、ドクター５４Ｙと貯留部５５Ｙの材質や形成形態についてはこのように形態に限定されるものではない。

例えば図７に示す現像装置５Ｙでは、ドクター５４Ｙ及び貯留部５５Ｙの双方を内壁６
４Ｙと一体的に形成している。このような構成とすると、現像装置本体６０Ｙの成形時か
らドクター５４Ｙと貯留部５５Ｙとの位置関係を所定の関係とすることができ、ドクター
５４Ｙを個別に内壁６４Ｙに形成した取付部６５Ｙに装着する作業の削減や、取付作業の
バラツキがなくなる。

図８に示す現像装置５Ｙは、ドクター５４Ｙと貯留部５５Ｙとを内壁６４Ｙと個別な材
質で形成した形態を示す。この場合、ドクター５４Ｙの取付部６５Ｙを貯留部５５Ｙと一
体的に形成し、この取付部６５Ｙにドクター５４Ｙを予め装着してから現像装置５Ｙの内
壁６４Ｙに装着する。このため、貯留部５５Ｙとドクターとの位置関係を、現像装置５Ｙ
内という狭い空間ではなく、現像装置５Ｙの外部で調整することができるので、調整作業
がやり易く、また、微調整も容易に行える。

図９に示す現像装置５Ｙは、ドクター５４Ｙと貯留部５５Ｙとを一体で成形し、内壁６
４Ｙと個別な材質で形成し、内壁６４Ｙに対して着脱可能とした形態を示す。この場合、
ドクター５４Ｙと貯留部５５Ｙとが１部品で構成されるので、両者の取付け作業による誤
差がなくなるとともに、ドクター５４Ｙの交換時に貯留部５５も一緒に交換することがで
きるので、部品交換してもドクター５４Ｙと貯留部５５Ｙの位置関係が一定の関係に保持
できる。

本発明の一実施の形態を示す画像形成装置の全体構成図である。 現像装置を備えたプロセスカートリッジの内部構成を示す拡大図である。 現像装置に設けた第１の段部と第２の段部の構成を示す拡大図である。 図３に示す第１の段部と第２の段部による現像剤の動作を示す拡大図である。 第２の段部の位置を変更した現像装置の構成を示す拡大図である。 第２の段部が傾斜している現像装置の構成を示す拡大図である。 第１の段部と第２の段部を現像装置本体と一体的に設けた現像装置の構成を示す拡大図である。 第１の段部と第２の段部が現像装置本体と個別に設けた現像装置の構成を示す拡大図である。 第１の段部と第２の段部とを一体化して現像装置本体と個別に設けた現像装置の構成を示す拡大図である。

符号の説明

５（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ） 現像装置
６（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ） プロセスカートリッジ
５１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ） 現像ローラ
５３（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ） 回転搬送部材
５６（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ） 回転駆動部
５４（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ） 第１の段部
５５（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ） 第２の段部
６０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ） 現像装置本体
６４（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ） 内壁
Ｏ 接線

Claims (11)

1. 現像剤を担持する現像ローラと、前記現像ローラの表面に現像剤を供給する回転搬送部材を備え、前記現像ローラは、前記回転搬送部材の斜め上方に位置するとともに、前記回転搬送部材に対向する表面が上方から下方に向うように回転し、前記回転搬送部材は前記現像ローラと同方向に回転する現像装置において、
   前記現像ローラの下方に位置し、前記現像ローラの表面に担持される現像剤を規制する第１の段部と、
   前記第１の段部と前記回転搬送部材の間であって、第１の段部よりも低く、この第１の段部の前記現像ローラの回転方向上流側の角部から前記回転搬送部材の下側への接線よりもその一部が前記回転搬送部材側に突出する第２の段部とを有し、
   前記第２の段部の、前記回転搬送部材側に突出した部分における前記回転搬送部材側の端部が、前記現像ローラの真下よりも回転方向下流側に位置していることを特徴とする現像装置。
2. 請求項１記載の現像装置において、
   第２の段部は、現像装置本体の内壁により形成され、
   第１の段部は、前記現像装置の内壁とは異なる部材により形成されていることを特徴とする現像装置。
3. 請求項１記載の現像装置において、
   第１の段部と第２の段部を、前記現像装置の内壁と一体的に形成したことを特徴とする現像装置。
4. 請求項１記載の現像装置において、
   第１の段部と第２の段部とを、前記現像装置の内壁と異なる部材で形成したことを特徴とする現像装置。
5. 請求項１記載の現像装置において、
   第１の段部と第２の段部とを一体的に、前記現像装置の内壁と異なる部材で形成したことを特徴とする現像装置。
6. 請求項１又は２記載の現像装置において、
   第２の段部は、第１の段部よりも前記回転搬送部材から前記第１の段部へ向かう現像剤の流れ方向に長いことを特徴とする現像装置。
7. 請求項１ないし６の何れかに記載の現像装置において、
   第２の段部は、水平又は前記回転搬送部材側へ傾斜していることを特徴とする現像装置。
8. 請求項１ないし７の何れかに記載の現像装置において、
   前記現像装置の内壁によって前記回転搬送部材の上部が覆われ、その一部が開口した連通口を有することを特徴とする現像装置。
9. 請求項１ないし８の何れか記載の現像装置を装着したことを特徴とするプロセスカートリッジ。
10. 請求項１ないし８の何れか記載の現像装置を具備したことを特徴とする画像形成装置。
11. 請求項９記載のプロセスカートリッジを具備したことを特徴とする画像形成装置。

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