JP4820248B2 - 電装基板、および画像形成装置 - Google Patents

電装基板、および画像形成装置 Download PDF

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Description

本発明は、電装部品を装備した回路が形成されている電装基板、および該電装基板を用いる画像形成装置に関するものであり、特に画像形成装置に装着する際の電装基板、および画像形成装置に関する。
一般的に、複写機やプリンタあるいはファクシミリ装置等の画像形成装置において、画像形成処理等を実行するための制御ユニット(システムコントローラ)としては、CPU若しくはASICやメモリなど種々のIC(Integrated Circuit)などの電装部品を装備した回路が形成された電装基板、いわゆるプリント基板(PCB:Printed Circuit Board)が用いられている。
上述のような電装基板の画像形成装置本体への装着方法としては、従来から次のような装着方法が一般的に知られている。図10は、従来技術の電装基板とブラケットとの構造の一例を示す説明図である。図10に示すように、従来技術において、電装基板600は、側部611によってはめ込まれることで、電装基板600の裏面側にブラケット610が取付けられる。
また、制御ユニットの挿脱作業性の向上、接地性の確保および機能増設作業性の向上そして電磁波の漏洩を防止するため、次のような技術が知られている。すなわち、電装部品のリード端子が突出して半田付けされた裏面側を覆われた状態で板金製のブラケットに取付けられて、この電装基板が取付けられたブラケットが、画像形成装置本体の開口部の上下位置に設けられているガイドレールに嵌合して押圧されることで、電装基板が縦置きにされた状態で装置内部に挿入されて装着される技術が公開されている(例えば、特許文献1参照)。
特開2002−246773号公報
この従来技術では、画像形成装置本体のガイドレールに電装基板が嵌合して装着されるため、ガイドレールの溝幅と電装基板の厚さは略同一であることが必要となってくる。しかしながら、近年の電装基板は、技術の向上に伴い薄型化される傾向にあるため、制御ユニットのバージョンアップなどにより電装基板を交換する場合において、新たな電装基板が交換前の電装基板より薄い厚さとなった場合には、新たな電装基板を画像形成装置本体に装着することができない。このような場合に、新たな電装基板に合わせたブラケットを製造したり、薄型化された電装基板の厚さに合わせてガイドレールの溝幅の設計変更を行うことも考えられるが、新たなブラケットの製造や画像形成装置等の装置本体側の設計変更を行うことは困難であって労力を要するとともに、製造コストの増大を招くという問題があった。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、異なる厚さの電装基板を装着する場合に、電装基板を利用する装置の設計変更を行うことなく装着することができ、装置の設計変更等の労力と費用を軽減することができる電装基板、および画像形成装置を得ることを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、電装部品を装備した回路が形成されている電装基板において、前記電装基板を保持する溝状保持部に嵌合して保持される接地側の側縁部である第1側縁部に沿って装着され、前記第1側縁部と前記溝状保持部との隙間を埋める板状部材を備え、前記板状部材は、前記第1側縁部に沿った方向に延在し、且つ、前記電装基板の厚み方向と直交する方向に間隔をあけて配置された一対の面を有し、当該一対の面のうち、一方の面の表面積が他方の面の表面積よりも大きくされていること、を特徴とする。
また、本発明は、前記電装部品は、前記電装基板と他の機器とのインターフェース部品を含み、前記第1側縁部と直角方向の側縁部であって、前記インターフェース部品の装備側と反対側の側縁部である第2側縁部に沿って装着された板状補強部材を、さらに備えたこと、を特徴とする。
また、本発明は、前記板状補強部材は、前記第2側縁部において、前記電装部品を電気的に接続した半田面側に装着されていること、を特徴とする。
また、本発明は、前記一方の面は、前記第1側縁部に沿って複数の円弧が連続する形状に形成されていること、を特徴とする。
また、本発明は、前記電装部品は、プロセッサをさらに含み、前記板状補強部材は、前記電装基板に装備された前記プロセッサの位置まで延在して装着されていること、を特徴とする。
また、本発明は、前記板状部材は、前記電装基板に装備された前記プロセッサの位置まで延在して装着されていること、を特徴とする。
また、本発明は、前記電装部品は、メモリを接続するためのメモリ取り付け部品を、さらに含み、前記板状補強部材は、前記メモリ取り付け部品の位置まで延在し、前記メモリ取り付け部品の位置において前記板状補強部材が装着されている前記電装基板の方向と平行に屈曲して形成されていること、を特徴とする。
また、本発明は、電装部品を装備した回路が形成されている電装基板と、前記電装基板を保持する溝状保持部と、を備えた画像形成装置において、前記電装基板は、前記溝状保持部に嵌合して保持される接地側の側縁部である第1側縁部に沿って装着され、前記第1側縁部と前記溝状保持部との隙間を埋める板状部材を備え、前記板状部材は、前記第1側縁部に沿った方向に延在し、且つ、前記電装基板の厚み方向と直交する方向に間隔をあけて配置された一対の面を有し、当該一対の面のうち、一方の面の表面積が他方の面の表面積よりも大きくされていること、を特徴とする。
本発明によれば、電装基板に板状部材を備えることで、異なる厚さの電装基板を装着する場合に、電装基板を利用する装置の設計変更を行うことなく装着することができ、装置の設計変更等の労力と費用を軽減することができ、さらに、板状部材は、第1側縁部に沿った方向に延在し、且つ、電装基板の厚み方向と直交する方向に間隔をあけて配置された一対の面を有し、当該一対の面のうち、一方の面の表面積が他方の面の表面積よりも大きくされているため、電装部品からの放熱効果を上昇させることができるという効果を奏する。
また、本発明によれば、電装基板に板状補強部材を備えることで、電装基板を補強して反りを軽減することができる。さらに、板状補強部材をメモリ取り付け部品の位置まで延在させ、屈曲させることで、メモリ等の取り付けの際に掛かる負荷に対する補強ができるという効果を奏する。
また、本発明によれば、電装部品に含まれるプロセッサの位置まで板状補強部材を延在させることで、プロセッサから放熱する熱量を増加させることで、さらに、放熱効果を上昇させることができるという効果を奏する。
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる電装基板、およびその電装基板を備えた画像形成装置の最良な実施の形態を詳細に説明する。以下では、電装基板を、電気回路の配線を絶縁体からなる板の表面や内部にプリントして形成し、その上に電装部品を装備した基板であるプリント基板(PCB:Printed Circuit Board)に適用する。
(第1の実施の形態)
図1は、第1の実施の形態にかかる画像形成装置におけるプリント基板を挿入する開口部の一例を示す図である。図1に示すように、画像形成装置(装置)1000には、プリント基板を挿入するための開口部1001が設けられている。開口部1001の上下の内壁には、挿入されてきたプリント基板が嵌合することでプリント基板を保持し、装置1000の内部に向けて案内する溝状保持部材(ガイドレール)21、22が設置されている。また、プリント基板は、図1におけるα方向に挿入されることで、装置1000に装着される。なお、図1に示したプリント基板を挿入する画像形成装置の開口部は、第2の実施の形態以降においても同様である。
次に、本実施の形態にかかるプリント基板100の詳細について説明する。図2−1は、第1の実施の形態にかかるプリント基板の一例を示す正面図である。図2−2は、第1の実施の形態にかかるプリント基板の一例を示す側面図である。また、図3は、第1の実施の形態にかかるプリント基板の一例を示す斜視図である。
図2−1、図2−2、図3に示すように、プリント基板100は、コネクタ1と、インターフェース部品2と、CPU(Central Processing Unit)3と、DIMM(Dual In-line Memory Module)コネクタ4と、板状部材6と、を主に備えている。そして、プリント基板100は、ガラス繊維をエポキシ樹脂で固めたガラスエポキシ等の絶縁体からなる基板の表面に薄い銅の配線(不図示)がプリントされ、その基板に装備されたコネクタ1やインターフェース部品2等の電装部品は、端子と配線を半田付けされることで電気的に接続されている。このプリント基板100は、図3に示すα方向に押圧されることで、装置1000の開口部1001から内部へ挿入して装着される。
また、図2−2に示すように、プリンタ基板100の基板において、電装部品が装備されている面が部品面Aとし、部品面Aと逆側の面であり電装部品を電気的に接続する半田付けを行う面を半田面Bとする。
コネクタ1は、プリント基板100が、装置1000の開口部1001から挿入されて内部に装着された場合に、プリント基板100と装置1000内部の電装部品等とを接続する接続部分である。
インターフェース部品2は、装置1000に装着されたプリント基板100と、他の周辺機器との間でデータ伝送などを行う部品である。
CPU3は、装置1000の中で、内部の各装置の制御やデータの計算・加工を行なう中枢部分である。
DIMMコネクタ4は、増設メモリ用に特別に設計されたメモリ基板(メモリモジュール)を接続するためのメモリ取付け部品である。
FG(frame ground)側側縁部5は、プリント基板のグランド側、すなわち常に0Vを保っている部分である接地側の縁部である。また、FG側側縁部5は、プリンタ基板100が溝状保持部材21、22に保持される場合に、溝状保持部材21、22に嵌合する部分である。
板状部材6は、プリント基板100のFG側側縁部5に沿って半田面Bに装着されており、プリント基板100が溝状保持部材21、22に嵌合した状態で保持されている場合に、プリント基板100のFG側側縁部5と溝状保持部材21、22との隙間を埋める厚さに形成された長方形の板状の部材である。
以上のように構成されたプリント基板100が、装置1000の内部に挿入される際に溝状保持部材21、22に嵌合された状態について説明をする。図4は、プリント基板が溝状保持部材に嵌合された状態の一例を示す図である。図4に示すように、プリント基板100は、装置1000の内部に挿入される場合、部品面Aと半田面Bとが側面となるように縦置きにした状態で溝状保持部材21、22に嵌合される。
例えば、板状部材6が装着されていないプリント基板100を装置1000に装着した場合、プリント基板100のFG側側縁部5と溝状保持部材21、22との間に隙間があると、縦置きにしたプリント基板100がその隙間内を動くことがあるため不安定となり、プリント基板100の挿入時だけなく装着し終えた後でも安定して保持することができない。そうすると、装置1000側の電装部品等とコネクタ1との接続部分等にズレが生じ、うまく接続することができない場合が考えられる。図11−1は、装置に挿入して装着するプリント基板と装置側に装着されたプリント基板の接続状態の一例を示す正面図である。図11−2は、装置に挿入して装着するプリント基板と装置側に装着されたプリント基板の接続状態の一例を示す側面である。図11−1、図11−2に示すように、プリント基板700が装置に挿入して装着する厚さがVのプリント基板であり、プリント基板800が予め装置側に装着された厚さがWのプリント基板である。このように、装置側のプリント基板800の実装条件が変わらず、新たに挿入するプリント基板700が薄型化されると、図11−2のように両プリント基板の厚さに差(W−V)ができてしまい、うまく接続することができなくなる。
従って、図4に示すように、プリント基板100は、プリント基板100のFG側側縁部5と溝状保持部材21、22との隙間の厚さとを埋める厚さの板状部材6が装着されることによって、溝状保持部材21、22に対して安定した状態で嵌合されることになる。
これは、例えば、装置1000に装着されたプリント基板を交換して、新たなプリント基板100を装着する場合が考えられる。すなわち、今までは溝状保持部材21、22に隙間なくプリント基板が嵌め込まれていたが、薄型化された新たなプリント基板100を装置1000にはめ込む場合、FG側側縁部5と溝状保持部材21、22とには、以前のプリント基板より薄くなった分の隙間が開くため、その隙間を埋めるために上述した板状部材6を装着する。
このように、プリント基板100のFG側側縁部5と溝状保持部材21、22との隙間を埋める板状部材6を装着して、プリント基板100を装置1000に装着することで、薄型化されたプリント基板100を、装置1000側の溝状保持部材21、22の設計変更を行うことなく装着することができ、装置1000の設計変更等の労力と費用を軽減することができる。
(第2の実施の形態)
第1の実施の形態にかかるプリント基板は、プリント基板のFG側側縁部に沿って部材が装着されていたが、本実施の形態にかかるプリント基板は、さらに、FG側側縁部と直角方向の側縁部に沿って部材が装着されるものである。
本実施の形態にかかるプリント基板200の詳細について説明する。図5−1は、第2の実施の形態にかかるプリント基板の一例を示す正面図である。図5−2は、第2の実施の形態にかかるプリント基板の一例を示す側面図である。なお、以下では、第1の実施の形態にかかるプリント基板100と異なる構成のみを説明する。図5−1、図5−2に示すように、プリント基板200は、第1の実施の形態にかかるプリント基板100の構成に加えて、板状補強部材7を備えている。
側縁部12は、プリント基板200におけるFG側側縁部5と直角方向であって、インターフェース部品2と反対側、すなわち、コネクタ1が装備された装置1000の内部側の縁部である。
板状補強部材7は、プリント基板200の側縁部12に沿って半田面Bに装着されており、板状部材6と同じ厚さに形成された長方形の板状の部材である。なお、板状補強部材7は、溝状保持部21,22に嵌合するものではないため、必ずしも板状部材6と同一厚さに形成されている必要はない。
このように、プリント基板200の側縁部12に沿って板状補強部材7を装着することで、第1の実施の形態における効果に加え、プリント基板200を補強して側縁部12方向の反りを軽減することができる。特に、本実施の形態では、プリント基板200を画像形成装置本体に縦置きで装着しているため、側縁部12方向の反りが生じる可能性が高いが、上述の板状補強部材7をプリント基板200の側縁部12に沿って装着することにより、このような反りを確実に防止することが可能となる。
(第3の実施の形態)
第2の実施の形態にかかるプリント基板は、プリント基板のFG側側縁部に沿って長方形の板状の部材が装着されていたが、本実施の形態にかかるプリント基板は、第2の実施の形態で装着された板状の部材より断面積の大きい板状の部材を装着して、CPU等の放熱効果を増大させるものである。
本実施の形態にかかるプリント基板300の詳細について説明する。図6−1は、第3の実施の形態にかかるプリント基板の一例を示す正面図である。図6−2は、第3の実施の形態にかかるプリント基板の一例を示す側面図である。なお、以下では、第2の実施の形態にかかるプリント基板200と異なる構成のみを説明する。図6−1、図6−2に示すように、プリント基板300は、第2の実施の形態にかかるプリント基板200における板状部材6と形状が異なる板状部材8を備えている。
板状部材8は、プリント基板300のFG側側縁部5に沿って半田面Bに装着されており、プリント基板300が溝状保持部材21、22に嵌合した状態で保持されている場合に、プリント基板300のFG側側縁部5と溝状保持部材21、22との隙間を埋める厚さに形成された板状の部材である。さらに、板状部材8は、図6−1に示すように、複数の半円の弧を有する形状に形成されることで、断面積がFG側側縁部5の断面積より大きく形成されている。
このように、プリント基板300を保持するFG側側縁部5の断面積より大きい断面積の板状部材8をプリント基板300に備えることで、板状部材8の表面積が大きくなって空気に接触する面が増加するため、CPU3やコネクタ1等の電装部品から生じた熱の放熱効果を上昇させることができる。
また、板状補強部材7の断面積を大きくすることも可能である。図7−1は、第3の実施の形態にかかる他のプリント基板の一例を示す正面図である。図7−2は、第3の実施の形態にかかる他のプリント基板の一例を示す側面図である。図7−1、図7−2に示すように、プリント基板310は、第2の実施の形態にかかるプリント基板200における板状補強部材7と形状が異なる板状補強部材9を備えている。すなわち、板状補強部材9は、プリント基板310の側縁部12に沿って半田面Bに装着されており、板状部材8と同じ厚さに形成された板状の部材であり、さらに、板状部材8と同様に、複数の半円の弧を有する形状に形成されることで、断面積が板状補強部材7より大きく形成されている。
このように、板状部材だけでなく、板状補強部材7の断面積より大きい断面積の板状補強部材9をプリント基板310に備えることで、板状補強部材9の表面積が大きくなって空気に接触する面がさらに増加するため、CPU3やコネクタ1等の電装部品から生じた熱の放熱効果をさらに向上させることができる。
また、本実施の形態では、半円の弧を有する形状に形成された板状部材が装着されているが、これに限定されることなく、熱拡散用に表面積が大きくなる形状であれば、他の形状の板状部材を装着してもよい。
(第4の実施の形態)
第3の実施の形態にかかるプリント基板は、第2の実施の形態で装着された板状の部材より断面積の大きい板状の部材がプリント基板のFG側側縁部に沿って装着されるものであるが、本実施の形態にかかるプリント基板は、FG側側縁部と直角方向の側縁部に沿っても装着される部材をCPUまで延在させることにより、より一層の放熱効果を生じさせるものである。
本実施の形態にかかるプリント基板400の詳細について説明する。図8−1は、第4の実施の形態にかかるプリント基板の一例を示す正面図である。図8−2は、第4の実施の形態にかかるプリント基板の一例を示す側面図である。なお、以下では、第3の実施の形態にかかるプリント基板300と異なる構成のみを説明する。図8−1、図8−2に示すように、プリント基板400は、第3の実施の形態にかかるプリント基板300における板状補強部材7と形状が異なる板状補強部材10を備えている。
板状補強部材10は、プリント基板400の側縁部12に沿って半田面Bに装着されており、かつその中央付近がプリント基板400に装備されたCPU3の位置まで延在してCUP3を覆うように装着されている。これは、CPU3が電装部品等の中で大きな熱源であるため、板状補強部材10の面積を大きくすることでCPU3から生じた熱を放熱し易くして、プリント基板400の放熱効果を上昇させるためである。
このように、板状補強部材10をCPU3が装備された位置まで延在させることで、CPU3から放熱する熱量を増加させ、さらに、放熱効果を向上させることができる。
なお、本実施の形態では、板状補強部材10をCPU3の位置まで延在させて装着しているが、FG側側縁部5に装着されている板状部材8をCUP3の位置まで延在させて装着してもよい。
(第5の実施の形態)
第3の実施の形態にかかるプリント基板は、第2の実施の形態で装着された板状の部材より断面積の大きい板状の部材がプリント基板のFG側側縁部に沿って装着されるものであるが、本実施の形態にかかるプリント基板は、FG側側縁部と直角方向の側縁部に沿っても装着される部材がDIMMコネクタまで延在しているものである。
本実施の形態にかかるプリント基板500の詳細について説明する。図9−1は、第5の実施の形態にかかるプリント基板の一例を示す正面図である。図9−2、図9−3は、第5の実施の形態にかかるプリント基板の一例を示す側面図である。なお、以下では、第3の実施の形態にかかるプリント基板300と異なる構成のみを説明する。図9−1、図9−2、図9−3に示すように、プリント基板500は、第3の実施の形態にかかるプリント基板300における板状補強部材7と形状が異なる板状補強部材11を備えている。
板状補強部材11は、プリント基板500の側縁部12に沿って半田面Bに装着されており、かつその中央付近がプリント基板500に装備されたDIMMコネクタ4の位置まで延在しており、CUP3およびDIMMコネクタ4を覆うように装着されている。また、図9−2、図9−3に示すように、板状補強部材11は、第3の実施の形態における板状補強部材7よりも11a分厚く、DIMMコネクタ4が装備された位置において側縁部12の方向と平行に屈曲させて形成されている。これは、DIMMコネクタ4を接続する際、プリント基板500に対して図9−3のβ方向に力が加わるため、DIMMコネクタ4の下部を部分的に強化するためである。
このように、板状補強部材11をDIMMコネクタ4の位置まで延在させ、DIMMコネクタ4が装備された位置において屈曲させることで、DIMM等の取り付けの際にプリント基板500に掛かる負荷に対する補強ができ、安価でプリント基板500の強化ができる。
なお、本実施の形態では、板状補強部材11をDIMMコネクタ4の位置まで延在させて装着しているが、FG側側縁部5に装着されている板状部材8をDIMMコネクタ4の位置まで延在させて装着してもよい。
なお、第1〜5の実施の形態にかかるプリンタ基板100、200、300、310、400、500は、溝状保持部材21、22の両方に嵌合されて保持されているが、溝状保持部材21のみ設けられていた場合でも本発明を適用可能である。
第1の実施の形態にかかる画像形成装置におけるプリント基板を挿入する開口部の一例を示す図である。 第1の実施の形態にかかるプリント基板の一例を示す正面図である。 第1の実施の形態にかかるプリント基板の一例を示す側面図である。 第1の実施の形態にかかるプリント基板の一例を示す斜視図である。 プリント基板が溝状保持部材に嵌合された状態の一例を示す図である。 第2の実施の形態にかかるプリント基板の一例を示す正面図である。 第2の実施の形態にかかるプリント基板の一例を示す側面図である。 第3の実施の形態にかかるプリント基板の一例を示す正面図である。 第3の実施の形態にかかるプリント基板の一例を示す側面図である。 第3の実施の形態にかかる他のプリント基板の一例を示す正面図である。 第3の実施の形態にかかる他のプリント基板の一例を示す側面図である。 第4の実施の形態にかかるプリント基板の一例を示す正面図である。 第4の実施の形態にかかるプリント基板の一例を示す側面図である。 第5の実施の形態にかかるプリント基板の一例を示す正面図である。 第5の実施の形態にかかるプリント基板の一例を示す側面図である。 第5の実施の形態にかかるプリント基板の一例を示す側面図である。 従来技術の電装基板とブラケットとの構造の一例を示す説明図である。 装置に挿入して装着するプリント基板と装置側に装着されたプリント基板の接続状態の一例を示す正面図である。 装置に挿入して装着するプリント基板と装置側に装着されたプリント基板の接続状態の一例を示す側面図である。
符号の説明
1 コネクタ
2 インターフェース部品
3 CPU
4 コネクタ
5 FG側側縁部
6、8 板状部材
7、9、10、11 板状補強部材
12 側縁部
21 溝状保持部材
100、200、300、310、400、500 プリンタ基板
1000 装置(画像形成装置)
1001 開口部
A 部品面
B 半田面

Claims (8)

  1. 電装部品を装備した回路が形成されている電装基板において、
    前記電装基板を保持する溝状保持部に嵌合して保持される接地側の側縁部である第1側縁部に沿って装着され、前記第1側縁部と前記溝状保持部との隙間を埋める板状部材を備え
    前記板状部材は、前記第1側縁部に沿った方向に延在し、且つ、前記電装基板の厚み方向と直交する方向に間隔をあけて配置された一対の面を有し、当該一対の面のうち、一方の面の表面積が他方の面の表面積よりも大きくされていること、
    を特徴とする電装基板。
  2. 前記電装部品は、前記電装基板と他の機器とのインターフェース部品を含み、
    前記第1側縁部と直角方向の側縁部であって、前記インターフェース部品の装備側と反対側の側縁部である第2側縁部に沿って装着された板状補強部材を、さらに備えたこと、
    を特徴とする請求項1に記載の電装基板。
  3. 前記板状補強部材は、前記第2側縁部において、前記電装部品を電気的に接続した半田面側に装着されていること、
    を特徴とする請求項2に記載の電装基板。
  4. 前記一方の面は、前記第1側縁部に沿って複数の円弧が連続する形状に形成されていること、
    を特徴とする請求項1に記載の電装基板。
  5. 前記電装部品は、プロセッサをさらに含み、
    前記板状補強部材は、前記電装基板に装備された前記プロセッサの位置まで延在して装着されていること、
    を特徴とする請求項2〜4のいずれか一つに記載の電装基板。
  6. 前記電装部品は、プロセッサをさらに含み、
    前記板状部材は、前記電装基板に装備された前記プロセッサの位置まで延在して装着されていること、
    を特徴とする請求項1〜4のいずれか一つに記載の電装基板。
  7. 前記電装部品は、メモリを接続するためのメモリ取り付け部品を、さらに含み、
    前記板状補強部材は、前記メモリ取り付け部品の位置まで延在し、前記メモリ取り付け部品の位置において前記板状補強部材が装着されている前記電装基板の方向と平行に屈曲して形成されていること、
    を特徴とする請求項2〜4のいずれか一つに記載の電装基板。
  8. 電装部品を装備した回路が形成されている電装基板と、前記電装基板を保持する溝状保持部と、を備えた画像形成装置において、
    前記電装基板は、
    前記溝状保持部に嵌合して保持される接地側の側縁部である第1側縁部に沿って装着され、前記第1側縁部と前記溝状保持部との隙間を埋める板状部材を備え
    前記板状部材は、前記第1側縁部に沿った方向に延在し、且つ、前記電装基板の厚み方向と直交する方向に間隔をあけて配置された一対の面を有し、当該一対の面のうち、一方の面の表面積が他方の面の表面積よりも大きくされていること、
    を特徴とする画像形成装置。
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