JP4720353B2 - カラー画像形成装置 - Google Patents

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Description

この発明は、シート状の記録媒体上に電子写真方式による印刷が可能な、カラー画像形成装置に関する。
近年、携帯電話の普及や、クレジットカードの利用拡大などに伴い、顧客に送付する請求書の印刷量が増大している。また、各企業でも売上向上を目的とした、顧客向けのコマーシャルプリントのダイレクトメールも増大している。
これら請求書やコマーシャルプリント等を印刷する装置に対しては、請求書やコマーシャルプリント等の性格から、短期間で大量に処理することが要求されると共に、請求書やコマーシャルプリント等に各顧客に合った情報を載せる必要があるので可変情報を印字できることが要求されている。このため、請求書やコマーシャルプリント等を印刷する場合には、電子写真技術を利用した連続用紙プリンターを用いるのが普通である。
一般に、請求書やコマーシャルプリント等を印刷する電子写真技術を利用した連続用紙プリンターは、黒の単色で印刷する装置として構成されている。このため、多色刷の請求書やコマーシャルプリント等を作成する場合には、事前にカラー印刷を施した連続用紙を用意し、この連続用紙に対して電子写真技術を利用した連続用紙プリンターで印刷するという手間の掛かる作業が必要となっていた。
このような多色刷の請求書やコマーシャルプリント等を作成する場合の連続用紙に対する事前印刷は、少なくとも連続用紙のロール1本単位で行わなければならないため、最終印字結果の量がロール1本単位の量に比べて少量であるものに対してこの手段を用いると用紙に無駄が生じるため不向きである。
また、この多色刷の請求書やコマーシャルプリント等を作成する手段では、違うフォームに印字しようとする度に、電子写真技術を利用した連続用紙プリンターに対して、所要のフォームに事前印刷された連続用紙を架け替える作業をしなければならない。
そこで、多色刷の請求書やコマーシャルプリント等を容易に作成できる高速連続紙カラープリンターの実用化が望まれている。
通常用いられている電子写真技術を利用したカラープリンターには、光の三原色である、イエロー(Y)、マゼンダ(M)、シアン(C)と黒を用いた、4色タンデム式電子写真印刷装置がある。
このような電子写真印刷装置では、感光体上にトナー像を形成し、電荷を帯びた転写ロールによって、用紙を、回転している感光体のトナー像が形成されている表面に押し付けるようにして搬送する動作により、用紙にトナー像を転写して用紙上に所要の画像を形成している。
従来の電子写真印刷装置では、用紙にトナー像を転写する際に、転写ロールの周速である用紙の搬送速度と、感光体の回転速度との間に速度差を設けることで、より確実に転写する手段を設けたものが提案されている(例えば、特許文献1及び特許文献2参照。)。
ここで、前述した4色タンデム式電子写真連続紙プリンターに対して、各色のトナー像を用紙に転写する際に、それぞれ転写ロールによる用紙の搬送速度と感光体の回転速度との間に速度差を設けて確実に転写する手段を適用するため、4つの感光体の速度を転写ロールによる用紙の搬送速度(用紙搬送速度)に一定の増速量を加算した所定速度に統一するように構成することが考えられる。
このように構成した4色タンデム式電子写真連続紙プリンターでは、4つの感光体によって用紙に4色のトナー像の転写を行う際に、用紙が、4つの感光体における速度差の影響を受けて搬送方向にばらついた伸びを発生するため転写部で用紙の搬送速度がばらつくことに起因して印字位置ずれを生じ、用紙上に形成されるカラー画像に色ずれが発生して見栄えが悪くなるという問題がある。
特開昭57−78576号公報 特開平2−262175号公報
本発明は、上述の問題に鑑み、電子写真方式でカラー画像を形成する際に、転写部でシート状記録媒体の搬送速度のばらつきに起因した印字位置ずれを抑制しシート状記録媒体上に良好なカラー画像を形成可能とした、カラー画像形成装置を新たに提供することを目的とする。
本発明の請求項1に記載のカラー画像形成装置は、画像を形成するためのシート状記録媒体の搬送路に沿って複数の各色用電子写真記録部を直列に並べて配置し、前記各色用電子写真記録部に設けられた感光体と転写部材との間を搬送される前記シート状記録媒体にトナー像を転写するカラー画像形成装置において、複数の前記各色用電子写真記録部から前記シート状記録媒体に働く張力を相殺するように、前記感光体の周速度が前記シート状記録媒体の搬送速度より遅く設定された単数又は複数の前記各色用電子写真記録部の組と、前記感光体の周速度が前記シート状記録媒体の搬送速度より速く設定された単数又は複数の前記各色用電子写真記録部組とを前記シート状記録媒体の搬送方向に交互に配列したことを特徴とする。
上述のように構成することにより、感光体の周速度がシート状記録媒体の搬送速度より遅く設定された単数又は複数の各色用電子写真記録部と、感光体の周速度がシート状記録媒体の搬送速度より速く設定された単数又は複数の各色用電子写真記録部の組とを、シート状記録媒体の搬送方向に交互に配列し、画像無しの転写動作において、隣接する各色用電子写真記録部の組の間でシート状記録媒体に働く張力相殺させることにより、シート状記録媒体に働く張力を安定化してシート状記録媒体の伸びを安定化し、印字ずれの発生を軽減し、適正なカラー画像を形成できる。
本発明のカラー画像形成装置によれば、電子写真方式でカラー画像を形成する際に、転写部でシート状記録媒体の搬送速度のばらつきに起因した印字位置ずれを抑制しシート状記録媒体上に良好なカラー画像を形成することができるという効果がある。
本発明の実施の形態に係わるカラー画像形成装置について、図1乃至図3により説明する。図1は、連続紙のカラー電子写真印刷装置を示す概略説明図で、この連続紙のカラー電子写真印刷装置は、未使用で長尺帯状のシート状記録媒体である連続紙10を供給する用紙送り出し部12から、画像形成済みの連続紙10をストックする用紙巻き取り部14へ至る搬送路上に、主搬送ローラ44と、4色タンデム式電子写真用の記録部(印字部)16と、定着部18と、副搬送ローラ46とを配置して構成する。
この4色の記録部16には、搬送路に沿ってマゼンダ色用電子写真記録部(第1の印字部)20、シアン色用電子写真記録部(第2の印字部)22、イエロー色用電子写真記録部(第3の印字部)24、ブラック色用電子写真記録部(第4の印字部)26を直列に並べて配置する。なお、本明細書で印字部というときには、トナー像をシート状記録媒体に転写する転写部を含むものとし、印字というときには、画像形成を含むものとし、シート状記録媒体というときには、転写媒体を含むものとする。
定着部18は、熱定着装置として構成するもので、図示しないが例えば、キセノンランプ等で強力なフラッシュライトを照射して加熱することによりトナー像を連続紙10上に定着させるよう構成し、又はプレヒータ及びヒートローラを用いて加熱することにより定着させるよう構成してもよい。
用紙送り出し部12には、未使用の連続紙10を巻装した連続紙供給ロール28を着脱可能に装填し、この連続紙供給ロール28から連続紙10を引き出して記録部16側へ供給するよう構成する。
用紙巻き取り部14には、画像形成済みの連続紙10を巻装する連続紙巻き取りロール30を取り外して持ち出し可能に装填し、定着部18から排出された画像形成済みの連続紙10を巻き取ってストックするよう構成する。
また、4色の記録部16である、マゼンダ色用電子写真記録部20、シアン色用電子写真記録部22、イエロー色用電子写真記録部24及びブラック色用電子写真記録部26は、それぞれ感光ドラムである感光体32a、32b、32c、32dと、各対応する感光体32a、32b、32c、32dをそれぞれ帯電する帯電部34a、34b、34c、34dと、感光体32a、32b、32c、32dに各色の光像を書き込んで静電潜像を形成するための露光部36a、36b、36c、36dと、感光体32a、32b、32c、32dの静電潜像を各色のトナーで現像する現像部38a、38b、38c、38dと、感光体32a、32b、32c、32d上のトナー像を連続紙10に転写する転写部材である転写ローラ40a、40b、40c、40dと、感光体32a、32b、32c、32d上の残留トナーを除去するクリーナー部42a、42b、42c、42dとを有する。
この4色の記録部16では、現像部38aにイエロー色の現像剤を装填し、現像部38bにマゼンダ色の現像剤を装填し、現像部38cにシアン色の現像剤を装填し、現像部38dにブラック色の現像剤を装填する。
さらに、この4色の記録部16では、感光体32aに露光部36aによってイエロー色に対応した画像を照射して潜像を形成し、感光体32aに露光部36bによってマゼンダ色に対応した画像を照射して潜像を形成し、感光体32aに露光部36cによってシアン色に対応した画像を照射して潜像を形成し、感光体32aに露光部36dによってブラック色に対応した画像を照射して潜像を形成する。
この後、この4色の記録部16では、感光体32aの潜像を現像部38aによってイエロー色のトナー像に形成し、感光体32bの潜像を現像部38bによってマゼンダ色のトナー像に形成し、感光体32cの潜像を現像部38bによってシアン色のトナー像に形成し、感光体32dの潜像を現像部38dによってブラック色のトナー像に形成する。
すなわち、この4色の記録部16では、感光体32aにイエロー色のトナー像が形成され、感光体32bにマゼンダ色のトナー像が形成され、感光体32cにシアン色のトナー像が形成され、感光体32dにブラック色のトナー像が形成される。
よって、用紙送り出し部12から引き出した連続紙10を4色の記録部16に搬送し、感光体32aと転写ローラ40aとの間を搬送されるときにイエロー色のトナー像が転写され、次に感光体32bと転写ローラ40bとの間を搬送されるときにマゼンダ色のトナー像が転写され、更に感光体32cと転写ローラ40cとの間を搬送されるときにシアン色のトナー像が転写され、最後に感光体32dと転写ローラ40dとの間を搬送されるときにブラック色のトナー像が転写される。
このように4色の記録部16で、それぞれイエロー色のトナー像、マゼンダ色のトナー像、シアン色のトナー像、ブラック色のトナー像が重畳して転写された連続紙10は、搬送路上を搬送されて定着部18へ至り、熱定着されて画像の形成処理を終えてから用紙巻き取り部14へ搬入され、連続紙巻き取りロール30に巻装されてストックされる。
次に、上述した連続紙のカラー電子写真印刷装置において、連続紙10にトナー像を転写する際に、転写ローラ40a、40b、40c、40dの周速である連続紙10の搬送速度と、感光体32a、32b、32c、32dの回転速度との間に速度差を設けて転写効率を向上すると共に、転写ローラ40a、40b、40c、40dによる連続紙10の搬送速度のばらつきに起因した印字位置ずれを抑制し連続紙10上に良好なカラー画像を形成するための印字ずれ防止手段について説明する。
この図1に示す連続紙のカラー電子写真印刷装置における印字ずれ防止手段では、4色の記録部16に一列に並べて配置されている連続紙10の搬送方向上流側から半数に当たる2個目までのマゼンダ色用電子写真記録部(第1の印字部)20と、シアン色用電子写真記録部(第2の印字部)22とにおける、感光体32aと32bとの感光体回転速度を、転写ローラ40aと40bとによる連続紙の搬送速度に対して相対的に、速度Δだけ遅
くなるように構成する。
また、この印字ずれ防止手段では、4色の記録部16に一列に並べて配置されている連続紙10の搬送方向下流側から半数に当たる2個目までのイエロー色用電子写真記録部(第3の印字部)24と、ブラック色用電子写真記録部(第4の印字部)26とにおける、感光体32c、32dとの感光体回転速度を、転写ローラ40c、40dとによる連続紙の搬送速度に対して相対的に、速度Δだけ早くなるように構成する。
このように構成した場合には、搬送路上で連続紙10に弛みを生じることを防止できる。
この印字ずれ防止手段では、複数の印字部における感光体の回転速度を各々搬送速度から速度Δだけ遅くし、他の印字部における感光体の回転速度を各々搬送速度から速度Δだ
け速くすることにより転写部で発生する用紙引き力を相殺し、主搬送ローラ44とマゼンダ色用電子写真記録部(第1の印字部)20との間での用紙張力を安定させることにより、連続紙10の伸びを安定させ、印字ずれの軽減と改善を図る。
このため、この印字ずれ防止手段では、複数の印字部が偶数個あるときに、その偶数の半数個づつの2組に分けて、一方の組における感光体回転速度を搬送速度から速度Δだけ
遅くし、他方の印字部における感光体回転速度を搬送速度から速度Δだけ速く設定して、
転写部で発生する用紙引き力を相殺するよう構成する。
さらに、この印字ずれ防止手段では、複数の印字部が奇数個あるときに、その奇数から1を引いた数の半数個づつの2組に分けて、一方の組又は他方の組を1を加えた総数に設定し、一方の組における感光体回転速度を搬送速度から速度Δだけ遅くし、他方の印字部
における感光体回転速度を搬送速度から速度Δだけ速く設定して、転写部で発生する用紙
引き力を相殺するよう構成する。
なお、全体で複数の印字部を、一方の単数又は複数の印字部の組と、他方の単数又は複数の組とに分け、一方の組における感光体回転速度を搬送速度から速度Δだけ遅くし、他
方の組みの印字部における感光体回転速度を搬送速度から速度Δだけ速く設定して、転写
部で発生する用紙引き力を部分的に相殺するよう構成しても良い。
また、この印字ずれ防止手段では、複数の印字部を、感光体回転速度を搬送速度から速度Δだけ遅くする組と、感光体回転速度を搬送速度から速度Δだけ早くする組とに分けた
とき、これらの組が搬送路上で搬送方向上流側と搬送方向下流側とに組毎に分けて配置する場合の他に、単数又は複数の感光体回転速度を搬送速度から速度Δだけ遅くする印字部
と単数又は複数の感光体回転速度を搬送速度から速度Δだけ早くする印字部とを、搬送方
向に沿って交互に配置して構成しても良い。
次に、上述のように構成した図1に示す連続紙のカラー電子写真印刷装置における印字ずれ防止手段に係わる作用、効果について、図2により説明する。
ここで、この印字ずれ防止手段の作用及び効果について、図1に示す印字ずれ防止手段の構成の場合を示す図2(B)と、4個の印字部全てで感光体回転速度を連続紙の搬送速度から速度Δだけ早くした構成の場合を示す図2(A)とを、対比して説明する。
図2(A)に示す、4個の印字部全てで感光体回転速度を連続紙の搬送速度から速度Δ
だけ早くした構成の場合には、連続紙10に対する印字のない状態で、連続紙10に、感光体32a、32b、32c、32dと、帯電した転写ローラ40a、40b、40c、40dとの間のニップ力により、速度差Δに比例した用紙引き力TΔが作用する。
これは連続紙のカラー電子写真印刷装置で印字するときに連続紙10に対し形成する画像無しの場合には、連続紙10が転写ローラ40a、40b、40c、40dの印加電圧により感光体32a、32b、32c、32dに吸着しようとするため、感光体32a、32b、32c、32dの回転速度にならおうとする性質があるためである。
このため、感光体32a、32b、32c、32dの回転速度を、連続紙10の搬送速度よりも速くなるように速度差を設定した場合には、形成すべき画像無しのときに、連続紙10が主搬送ローラ44によって搬送される搬送速度よりも速く送られることとなるので、連続紙10に作用する張力が増加する。
図2(A)に示す、4個の印字部全てで感光体回転速度を連続紙の搬送速度から速度Δ
だけ早くした構成の場合には、連続紙のカラー電子写真印刷装置で印字するときに最終出力が画像無しのときに連続紙10に作用する張力が1つの感光体から受ける影響の4倍(4TΔ)となる。
すなわち、この連続紙のカラー電子写真印刷装置では、連続紙10を搬送するために搬送路上における主搬送ローラ44と副搬送ローラ46との間で連続紙10に初張力T0を与えているため、図2(A)に示すように第1印字部乃至第4印字部に示す状態が重畳して、主搬送ローラ44と第1印字部(マゼンダ色用電子写真記録部20)との間に、最大でT0+4TΔの張力が発生する(図2(A)に向かって右端側のグラフに示す状態)。

これとは逆に、この連続紙のカラー電子写真印刷装置で連続紙10に対し高密度画像を形成する場合には、連続紙10と感光体32a、32b、32c、32dとの間にトナーが存在するため、感光体の回転速度に影響されることなく、用紙は自身の搬送速度を保とうとする性質がある。
このため、感光体32a、32b、32c、32dの回転速度を、連続紙10の搬送速度よりも速くなるように速度差を設定した場合には、連続紙10に対し高密度画像を形成するときに、連続紙10が主搬送ローラ44によって搬送される搬送速度に近い速度で送られることとなるので、連続紙10に作用する張力の増加が少なくなる。
例えば、この連続紙のカラー電子写真印刷装置で連続紙10に対し高密度画像を形成するときには、連続紙10を搬送するための主搬送ローラ44と副搬送ローラ46とにより連続紙10に作用させている初張力T0と略同じ張力T0が、主搬送ローラ44と第1印字部(マゼンダ色用電子写真記録部20)間に働くことになる。
よって、図2(A)に示す構成の連続紙のカラー電子写真印刷装置では、印字動作中に画像無しの印字状態から高密度画像の印字状態に移行するとき又はその逆の印字状態に移行するときに、連続紙10に作用する張力が最大4TΔも振れること(T0〜4TΔの範
囲で張力がばらつくこと)になり、この張力に比例して連続紙10の伸びも変動する。そして、連続紙のカラー電子写真印刷装置では、印字動作中に用紙の伸びがばらつくと、たとえ現像部まで正確に画像を形成していても、転写部で用紙の搬送速度のばらつくため、印字ずれが発生する。
図2(A)に示す、4個の印字部全てで感光体回転速度を連続紙の搬送速度から速度Δ
だけ早くした構成の連続紙のカラー電子写真印刷装置では、印字動作の開始時に画像無しの印字状態から始まるので、印字動作中に高密度画像の印字状態に移行する度に連続紙10に作用する張力が最大4TΔも振れる状態が頻繁に繰り返されるので、用紙張力が不安
定となり用紙の伸びも不安定となってしまうため印字ずれが発生する確率が高い。
これに対し、本実施の形態に係わる図2(B)に示す第1及び第2印字部の感光体回転速度を連続紙10搬送速度から速度Δだけ遅くし、第3及び第4印字部の感光体回転速度
を速度Δだけ速くする構成では、転写部で発生する用紙引き力TΔを相殺することになる
ので、主搬送ローラ44とマゼンダ色用電子写真記録部(第1の印字部)20との間での用紙張力が安定する。よって、用紙の伸びも安定するため、印字ずれの発生を軽減し、適正な画像を形成するように改善することができる。
すなわち、本実施の形態に係わる図2(B)に示す第1及び第2印字部の感光体回転速度を連続紙10搬送速度から速度Δだけ遅くし、第3及び第4印字部の感光体回転速度を
速度Δだけ速くする構成では、図2(B)に向かって右端側のグラフに示すように、印字
動作中に画像無しの印字状態のときに張力の変動分が増速側と減速側とで打ち消しあうため、高密度画像の印字状態のときの張力と近似した張力の値にできるので、主搬送ローラ44とマゼンダ色用電子写真記録部(第1の印字部)20との間での用紙張力を安定化して用紙の伸びを安定化し、印字ずれの発生を軽減し、適正な画像を形成できる。
次に、上述のように構成したカラー電子写真印刷装置における印字ずれ防止手段を利用し、シート状記録媒体としての中間転写ベルト(無端転写媒体)を介して用紙に画像を形成する構成について、図3により説明する。
この図3に示す中間転写ベルト48を用いたカラー画像形成装置としてのカラー電子写真印刷装置では、図1に示した連続紙のカラー電子写真印刷装置における搬送路上に在る連続紙10の代わりに、無限軌道状に形成した中間転写ベルト48の一部が配置されるように、中間転写ベルト48の巻き掛け機構を構成する。なお、本明細書では、シート状記録媒体というときには、連続紙10と中間転写ベルト48とを含むものとする。
この中間転写ベルト48の巻き掛け機構は、両端のプーリ50A、50Bとの間に、中間転写ベルト48を巻き掛け、中間転写ベルト48の一部を、4色タンデム式電子写真用の記録部(印字部)16を通る搬送路に沿って配置する。
さらに、この中間転写ベルトを用いたカラー電子写真印刷装置では、中間転写ベルト48の巻き掛け機構における一方のプーリ50Aに転接する二次転写ローラ52を配置する。
また、この中間転写ベルトを用いたカラー電子写真印刷装置では、所定サイズのシート状記録媒体である記録紙10Aを多数収納し一枚づつ記録紙を分離して搬出する用紙送り出し部54から画像形成済みの記録紙10Aをストックする用紙集積部56へ至る搬送路上に、搬送ローラ58を配置し、中間転写ベルトの巻き掛け機構における一方のプーリ50Aと、これに転接する二次転写ローラ52とを配置し、さらに定着部60を配置する。
このように構成した中間転写ベルトを用いたカラー電子写真印刷装置では、中間転写ベルト48を回転駆動するプーリ50Bと、4色タンデム式電子写真用の記録部(印字部)16における各感光体32a、32b、32c、32dとの間に速度差を設けることでより確実に転写する手段を構成すると共に、これらの間部分に例えば前述した図1に示す印字ずれ防止手段を構成することによって、第1及び第2印字部の感光体回転速度を中間転写ベルト48の搬送速度から速度Δだけ遅くし、第3及び第4印字部の感光体回転速度を
速度Δだけ速くすることにより、中間転写ベルト48に対する転写動作中に画像無し状態
のときに張力の変動分が増速側と減速側とで打ち消しあうようにして、高密度画像の状態のときの張力と近似した張力の値にし、中間転写ベルトの巻き掛け機構における他方のプーリ(二次転写ローラ52が転接していない駆動用のプーリ)50Bとマゼンダ色用電子写真記録部(第1の印字部)20との間での中間転写ベルト48の張力を安定化して、中間転写ベルト48の伸びを安定化し、転写ずれの発生を軽減し、適正な画像を形成できる。
上述のように構成した中間転写ベルトを用いたカラー電子写真印刷装置では、4色の記録部16で、それぞれイエロー色のトナー像、マゼンダ色のトナー像、シアン色のトナー像、ブラック色のトナー像が、中間転写ベルト48上に重畳して転写され、二次転写ローラ52によって、送り出し部54から搬送されてきた記録紙10A上に二次転写され、搬送路上を搬送されて定着部18で熱定着されて画像の形成処理を終えてから集積部56へ搬出されてストックされる。
なお、この図3に示す中間転写ベルトを用いたカラー電子写真印刷装置では、所定サイズの記録紙10Aを用いたが、連続紙に二次転写するように構成しても良い。
また、図3に示す中間転写ベルトを用いたカラー電子写真印刷装置における以上説明した以外の構成、作用及び効果は、前述した図1に示す連続紙のカラー電子写真印刷装置と同様であるので、同一部材には同一符号を付すこととして、その詳細な説明を省略する。
なお、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、その他種々の構成を取り得ることは勿論である。
本発明のカラー画像形成装置に係わる連続紙のカラー電子写真印刷装置の概要を示す概略構成図である。 本発明のカラー画像形成装置に設けた印字ずれ防止手段の作用及び効果の概要を例示する説明図である。 本発明のカラー画像形成装置に係わる中間転写ベルトを用いたカラー電子写真印刷装置の概要を示す概略構成図である。
符号の説明
10 連続紙
10A 記録紙
16 記録部
20 マゼンダ色用電子写真記録部
22 シアン色用電子写真記録部
24 イエロー色用電子写真記録部
26 ブラック色用電子写真記録部
32a 感光体
32b 感光体
32c 感光体
32d 感光体
40a 転写ローラ
40b 転写ローラ
40c 転写ローラ
40d 転写ローラ
44 主搬送ローラ
46 副搬送ローラ
48 中間転写ベルト
50A プーリ
50B プーリ
52 二次転写ローラ

Claims (1)

  1. 画像を形成するためのシート状記録媒体の搬送路に沿って複数の各色用電子写真記録部を直列に並べて配置し、前記各色用電子写真記録部に設けられた感光体と転写部材との間を搬送される前記シート状記録媒体にトナー像を転写するカラー画像形成装置において、
    複数の前記各色用電子写真記録部から前記シート状記録媒体に働く張力を相殺するように、前記感光体の周速度が前記シート状記録媒体の搬送速度より遅く設定された単数又は複数の前記各色用電子写真記録部の組と、前記感光体の周速度が前記シート状記録媒体の搬送速度より速く設定された単数又は複数の前記各色用電子写真記録部組とを前記シート状記録媒体の搬送方向に交互に配列したことを特徴とするカラー画像形成装置。
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