JP5069523B2 - オフセット印刷機の給水装置 - Google Patents

Description

本発明は、過剰な水上がりの防止機構を搭載したオフセット印刷機の給水装置に関するものである。

オフセット印刷機は、図６（Ａ）に示すように、大型のローラ（版胴）１と、大口径のローラ（ブランケット胴）３と、複数の小径インキローラ群４と、給水ローラ群６とで構成されている。ローラ１は、インキによって図柄などの画線を形成するために、表面にフォトレジスト処理を施したアルミニウム製の板などからなる刷版２が配設されている。大口径のローラ３は、表面にゴム製のブランケットが配設され、前記刷版２からインキを受け取り、紙に転写するゴム板を巻回したものである。小径インキローラ群４は、前記刷版２に対してインキ壺５からのインキを供給するインキ供給手段の役割をなすものである。給水ローラ群６は、刷版２の非画線部に湿し水を供給することにより、反発により非画線部にインキが付着しないようにする給水装置である。

この給水装置は、水舟９上に表面が金属（Ｃｒ）製の水元ローラ７ａが駆動モータによって回転可能に配設され、この水元ローラ７ａによって水舟９内に定水位で貯留された湿し水を水上げする。また、水元ローラ７ａには、表面がゴム製の調量ローラ８ａが軸方向に沿って線接触するように配設され、この調量ローラ８ａを水元ローラ７ａに一定圧力で従動させることにより、水元ローラ７ａの外周面に付着した一定量の湿し水を受け取り、刷版２の側に供給する。さらに、調量ローラ８ａには、更に表面が金属（Ｃｒ）製の移しローラ７ｂが線接触するように配設され、この移しローラ７ｂに、表面がゴム製の水着ローラ８ｂが線接触するように更に配設されている。そして、この水着ローラ８ｂから刷版２に対して均一に湿し水を給水するものである。

しかしながら、この給水装置は、調量ローラ８ａの両端面近傍の両側外周面で湿し水が過剰に水上げされるという問題がある。具体的には、図６（Ｂ）に示すように、水元ローラ７ａには、調量ローラ８ａを所定のニップ圧で圧接することにより、水元ローラ７ａの外周面に付着した湿し水Ａを掻き切るようにして調量している。しかし、水元ローラ７ａの中央部分では、十分な調量を図ることができるが、両端面では、表面張力と回転力が伴い、端面を伝って（回り込んで）湿し水Ｂが外周面に付着する。そのため、両端面近傍の両側外周面では過剰な湿し水が付着する。その結果、刷版２の両端面近傍にも過剰な湿し水が供給されるため、過乳化が生じることにより印刷画像品質が低下するという問題がある。

この湿し水の過剰供給領域は、調量ローラ８ａの両端面近傍の外周面において所定幅（約３０ｍｍ）のみに限られている。そのため、水元ローラ７ａおよび調量ローラ８ａの全長を、ローラ７ｂ，８ｂに対して所定寸法だけ長く形成すれば、画像品質の低下は防止できる。しかし、この場合には、オフセット印刷機自体が大型化するという問題がある。

このような湿し水の過剰な水上げを防止するようにしたオフセット印刷機の給水装置に関連する先行技術文献情報としては次のものがある。

特許第２９７７０７２号公報

この特許文献には、水舟内の湿し水に一部が浸漬するように配設した水元ローラ、および、該水元ローラに線接触するように配設した調量ローラの両端面に、接触部材としてワイパーを配設した給水装置が記載されている。これにより、端面から回り込むようにしてローラの両側外周面に湿し水が付着することを防止し、両側部での過剰な水上げを防止している。

しかしながら、この特許文献の給水装置では、水元ローラおよび調量ローラに対して接触部材を圧接する必要があるため、これらが常に摩擦により損傷を受ける。そのため、ある程度の使用期間が経過すると安定した水切りができなくなるため、接触部材を定期的に交換する必要があり、コスト高になるという問題がある。

本発明は、従来の問題に鑑みてなされたもので、消耗部品を使用することなく、端面近傍での過剰給水を確実に防止できるオフセット印刷機の給水装置を提供することを課題とするものである。

前記課題を解決するため、本発明のオフセット印刷機の給水装置は、外周面に湿し水が付着する第１ローラと、前記第１ローラに対して軸方向に沿って所定のニップ圧で略線接触するように配設され、その外周面に、前記第１ローラの外周面に付着した湿し水が転移される第２ローラと、前記第１および第２ローラに対して軸方向に沿った外側に配設され、少なくとも前記第２ローラのローラ端面において、前記第１ローラとのニップ部に向けて所定圧力で流体を供給する流体供給手段と、を備えた構成としている。

この給水装置によれば、第２ローラのローラ端面において、第１ローラとのニップ部に向けて所定圧力の流体を噴射するため、湿し水がローラ端面を伝って流動し、端面近傍の両側外周面に付着することを抑制できる。そのため、湿し水が両側部の所定領域のみ過剰に水上げされることを防止できるため、その両側部での過乳化を防止し、印刷画像の品質が低下することを防止できる。

また、ローラの端面には、固体同士が擦れることはないため、摩擦による損傷が生じることはない。その結果、使用期間が経過しても水切り精度が低下することはない。よって、常に安定した湿し水量の調整を全幅にかけて行うことができるうえ、定期的な交換作業は不要であるため、コスト高になることはない。

このオフセット印刷機の給水装置では、前記流体供給手段による流体の供給圧力を変更可能とすることが好ましい。このようにすれば、端面近傍での湿し水の給水量を加減できる。

また、前記流体供給手段による流体の供給方向を、前記第２ローラの回転方向に対して逆向きにすることが好ましい。

さらに、前記流体供給手段による流体の供給方向を、湿し水を定水位で貯留する水舟に向かうようにすることが好ましい。ここで、流体としては、気体、液体、および、気体と液体の気液混合体がある。そして、液体または気液混合体を使用する場合には、液体は湿し水とすることが好ましい。このようにすれば、流体の供給により吹き飛ばされた湿し水を水舟に戻すことができる。その結果、湿し水の無駄を防止できるとともに、湿し水がオフセット印刷機の構成部品に付着することにより影響を及ぼすことを防止できる。

さらにまた、前記第２ローラは、芯材と、該芯材の外周面を被覆する表層部材とを備え、前記流体供給手段からの流体が、少なくとも前記表層部材の端面または端面近傍の外周面に供給されることが好ましい。このようにすれば、流体供給手段による湿し水の過剰な水上げを確実に防止できる。

本発明のオフセット印刷機の給水装置では、流体供給手段によって少なくとも第２ローラのローラ端面に所定圧力の流体を噴射するため、湿し水がローラの端面を伝って外周面に付着することを抑制できる。そのため、湿し水が過剰に水上げされることによる過乳化を防止し、印刷画像の品質が低下することを防止できる。また、摩擦による損傷が生じることはないため、常に安定した湿し水量の調整を全幅にかけて行うことができるうえ、定期的な交換作業は不要であるため、コスト高になることはない。

以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。

図１および図２（Ａ），（Ｂ）は、本発明の第１実施形態に係るオフセット印刷機の給水装置を示す。まず、この給水装置は、従来と同様に、インキ供給手段によってインキが供給される刷版において、印刷する画像の非画線部に湿し水を供給するものである。

そして、本発明の給水装置は、図示しない循環供給装置から湿し水が供給される水舟１０に、湿し水を水上げして刷版に給水する給水ローラ群１８と、該給水ローラ群１８による過剰な給水を防止するための給気具３０とを配設したものである。

まず、水舟１０は、給水ローラ群１８における下端の水元ローラ１９の第１表層部材２２より長尺な上端開口の皿状をなすものである。この水舟１０には、上向きに傾斜した底壁１１の上端近傍に、横方向に延びる給水管１２が配設されている。この給水管１２には、上端面に循環供給装置に接続する接続口１３が設けられるとともに、水舟１０の反対側に位置する側壁１０ａに対向する面には、長手方向に沿って複数の給水口１４が設けられている。また、水舟１０の底壁１１には、給水管１２に対して側壁１０ａから所定間隔をもって仕切壁１５が設けられている。この仕切壁１５の上端縁には、所定間隔をもって複数の切欠部１６が設けられている。また、水舟１０の側壁１０ａには、循環供給装置に接続する排水口１７が設けられている。これにより、仕切壁１５との間には湿し水が常に定量貯留され、給水管１２からの給水に伴う余剰の湿し水だけが切欠部１６を通ってオーバーフローし、循環供給装置に排出される。

前記給水ローラ群１８は、水舟１０から刷版にかけて順次配設した水元ローラ１９と、調量ローラ２３と、移しローラ２６と、水着ローラ（図示せず）とからなる４ローラ型のものである。

前記水元ローラ１９は、金属（Ｆｅ）製の第１芯材２０の外周部に金属（Ｃｒ）製の第１表層部材２２を配設したものである。第１芯材２０は円柱状をなし、その両端面（以下「芯材端面」と称する。）２０ａには、円柱状をなすように同一軸心で突出する軸部２０ｂが設けられている。各軸部２０ｂは、水舟１０の長手方向両端の側壁１０ｂ，１０ｃから外向きに突出する寸法で形成されている。そして、一方の軸部２０ｂには、水元ローラ１９を回転駆動させるための駆動モータ２１が接続されている。第１表層部材２２は、その軸方向に沿った寸法が第１芯材２０と同一であり、水舟１０の長手方向両端の側壁１０ｂ，１０ｃ間より短いものである。そして、この水元ローラ１９は、第１表層部材２２の下部に位置する外周面２２ａの一部が、水舟１０に貯留された湿し水に浸漬するように配設される。また、本実施形態では、第１表層部材２２の円環状をなす端面（以下「表層端面」と称する。）２２ｂと前記芯材端面２０ａとで、面一の第１ローラ端面１９ａを構成する。

前記調量ローラ２３は、金属（Ｆｅ）製の第２芯材２４の外周部にゴム製の第２表層部材２５を配設したものである。第２芯材２４は、第１芯材２０と軸方向の寸法が同一の円柱状をなし、その芯材端面２４ａに軸部２４ｂを突設したものである。そして、軸部２４ｂには、いずれにも駆動モータは接続されず、水元ローラ１９の回転に従動して回転される。第２表層部材２５は、その軸方向に沿った寸法が、第１表層部材２２と同一に形成されている。そして、この調量ローラ２３は、水元ローラ１９に対して略線接触するように所定圧力（以下「ニップ圧」と称する。）で圧接され、この圧力を調節することにより、水元ローラ１９の外周面２２ａから調量ローラ２３の外周面２５ａに転移する湿し水の量を調節するように構成している。また、調量ローラ２３は、水元ローラ１９と同様に、第２表層部材２５の円環状をなす表層端面２５ｂと、第２芯材２４の芯材端面２４ａとで、面一の第２ローラ端面２３ａを構成する。

前記移しローラ２６は、水元ローラ１９と同様に、金属（Ｆｅ）製の第３芯材２７の外周部に金属（Ｃｒ）製の第３表層部材２９を配設したものである。第３芯材２７は、第２芯材２４と軸方向の寸法が同一の円柱状をなし、その芯材端面２７ａに軸部２７ｂを突設したものである。そして、一方の軸部２７ｂには、該移しローラ２６を調量ローラ２３に対して逆向きに回転駆動させるための駆動モータ２８が接続されている。また、この移しローラ２６は、第３表層部材２９の軸方向の寸法が第２表層部材２５と同一に形成され、調量ローラ２３に対して略線接触されるとともに所定のニップ圧で圧接されるように配設される。そして、この移しローラ２６は、駆動モータ２８により、調量ローラ２３とは異なる回転速度に調節して回転できる。具体的には、調量ローラ２３に対する移しローラ２６の回転数を調節することにより、これらの間で生じる摩擦係数を調節できる。その結果、調量ローラ２３の外周面２５ａから移しローラ２６の外周面２９ａに転移する湿し水の量を調節できるように構成している。また、移しローラ２６は、第３表層部材２９の円環状をなす表層端面２９ｂと、第３芯材２７の芯材端面２７ａとで、面一の第３ローラ端面２６ａを構成する。

図示しない水着ローラは、調量ローラ２３と同様に、金属（Ｆｅ）製の第４芯材の外周部にゴム製の第４表層部材を配設したものである。第４芯材は円筒状をなし、その芯材端面に軸部が突設されている。この軸部にはいずれにも駆動モータは接続されず、移しローラ２６の回転に従動して回転される。また、この水着ローラは、第４表層部材の軸方向の寸法が第３表層部材２９と同一に形成される。そして、移しローラ２６に対して所定のニップ圧で圧接されるとともに、刷版に対して所定のニップ圧で圧接され、移しローラ２６の外周面２９ａから転移された湿し水を刷版に転移させるように構成している。

このように構成した給水ローラ群１８では、従来と同様に、水元ローラ１９の第１表層部材２２の外周面２２ａに水舟１０内の湿し水が多量に付着する。そして、調量ローラ２３とのニップ圧により湿し水の転移量が調節されて、第２表層部材２５の外周面２５ａに付着される。この際、調量ローラ２３の第２ローラ端面２３ａ近傍の外周面２５ａに付着した湿し水は、表面張力と回転力により第２ローラ端面２３ａ、特に表層部材２５の表層端面２５ｂを伝って回り込み、ニップ部に対して回転方向前側の外周面２５ａの所定領域（従来の過剰付着領域）に再付着する。

そこで、本実施形態では、第１ローラである水元ローラ１９と第２ローラである調量ローラ２３のローラ端面１９ａ，２３ａにおいて、これらのニップ部に位置するように給気具３０を配設し、回り込みによる湿し水の再付着を防止および調整可能に構成している。具体的には、この給気具３０は、コンプレッサ３１により送られる流体である空気の吐出風量（圧力）を変更することのできる調整弁を備えた流体供給手段である。この給気具３０は、ローラ１９，２３において表層部材２２，２５の表層端面２２ｂ，２５ｂに対して軸方向に沿った外側に位置するように、水舟１０に対してブラケット（図示せず）を介して固定されている。そして、この給気具３０の吐出ノズル部３２による給気方向は、その中心が水元ローラ１９と調量ローラ２３とのニップ部に位置し、かつ、上方から下向きに傾斜して噴射することにより、下流側が水舟１０に向かうように構成している。なお、給気具３０の固定は水舟１０に限られず、図示しないオフセット印刷機の枠体に固定してもよい。また、本実施形態では、給気具３０による給気方向は、調量ローラ２３に対して軸方向から見て直交方向に噴射する構成としているが、調量ローラ２３の回転方向に対して逆向きに、即ち、表層端面２５ｂを伝って再付着する際の水流に対して逆向きに噴射させてもよい。

このように構成した給水装置は、給気具３０では、表層部材２２，２５の表層端面２２ｂ，２５ｂにおいてニップ部に向けて所定圧力の空気を噴射するため、堰き止めた湿し水の一部が表層端面２５ｂを伝って外周面２５ａに付着することを抑制できる。そのため、調量ローラ２３の下流側では、第２ローラ端面２３ａ近傍の外周面２５ａの両側部で湿し水が過剰に水上げされることを防止できる。その結果、過乳化を防止し、印刷画像の品質が低下することを防止できる。

また、表層部材２２，２５の表層端面２２ｂ，２５ｂでは、固体同士が擦れることはないため、摩擦による損傷が生じることはない。その結果、使用期間が経過しても水切り精度が低下することはない。よって、常に安定した湿し水量を全幅にかけて行うことができるうえ、定期的な交換作業は不要であるため、コスト高になることはない。

さらに、給気具３０は、水舟１０に向けて空気を噴射する構成としているため、吹き飛ばされた湿し水は水舟１０に戻される。その結果、湿し水の無駄を防止できるとともに、湿し水がオフセット印刷機の構成部品に付着することにより影響を及ぼすことを防止できる。

図３（Ａ），（Ｂ）は、第２実施形態の給水装置を示す。この給水装置は、給気具３０による給気位置を、第１実施形態では水元ローラ１９と調量ローラ２３のニップ部としたのに対し、第２実施形態では、下流側（第２ローラ）である調量ローラ２３において、第２芯材２４の芯材端面２４ａと第２表層部材２５の表層端面２５ｂとで構成される面一な第２ローラ端面２３ａとした点でのみ、第１実施形態と相違している。

この第２実施形態の給水装置では、第１実施形態と同様に、調量ローラ２３の表層部材２５の表層端面２５ｂを伝って、湿し水がニップ部に対して回転方向前側の外周面２５ａ両側部に過剰に付着することを防止できるため、印刷品質の低下を防止できる。しかも、定期的な交換作業が不要であるため、コスト高になることを防止できる。

図４（Ａ），（Ｂ）は、本発明の参考例の給水装置を示す。この給水装置は、給気具３０による給気位置を、調量ローラ２３において、第２ローラ端面２３ａ近傍の外周面２５ａとした点でのみ、第１実施形態と相違している。そして、この参考例では、吐出ノズル部３２による給気方向は、上方から下向きに傾斜して噴射することにより、水舟１０に向かうように構成している。

このように構成した参考例では、各実施形態と同様に、調量ローラ２３の表層部材２５の表層端面２５ｂを伝って、湿し水がニップ部に対して回転方向前側の外周面２５ａ両側部に過剰に付着することを妨げることができるため、印刷品質の低下を防止できる。しかも、定期的な交換作業が不要であるため、コスト高になることを防止できる。

本願の発明者らは、本発明の実施形態の効果を確認するために、小森コーポレーション製の印刷機（リスロン４２６）を使用し、湿し水の給水量を測定する実験を行った。この印刷機の給水装置は、前記実施形態と同様に、水元ローラ１９、調量ローラ２３、移しローラ２６および水着ローラの４本を使用したものである。そして、この装置に対して給気具３０を装着し、図６（Ａ）における刷版２の表面で、湿し水の付着量を測定した。

まず、第１の実験では、給気具３０による空気の供給の有無に影響が及ばない中央部を基準値として測定した。そして、給気具３０を使用しない従来例、ローラ端面１９ａ，２３ａのニップ部に給気を行う第１実施形態、第２ローラ端面２３ａに給気を行う第２実施形態、ローラ端面２３ａ近傍の外周面２５ａに給気を行う参考例、４種で版面端部上の水膜測定を行い、基準値と比較した。また、給気具３０による給気は、３．８ｍ／ｓの風量で行った。

その結果は、図５（Ａ）に示すように、十分に給水量を調整できる基準値である中央部では、刷版２の表面に0.93μｍの水膜が形成されていた。これに対して、給気具３０を使用しない従来の形態では、刷版２の表面端部に1.35μｍの水膜が形成されていた。一方、ローラ端面１９ａ，２３ａのニップ部に向けて空気の噴射を行う第１実施形態では、刷版２の表面端部に0.93μｍの水膜が形成されていた。また、第２ローラ端面２３ａに向けて空気の噴射を行う第２実施形態では、刷版２の表面端部に1.11μｍの水膜が形成されていた。さらに、第２ローラ端面２３ａ近傍の両側外周面２５ａに向けて空気の噴射を行う参考例では、刷版２の表面端部に1.27μｍの水膜が形成されていた。

この結果から、本発明のように空気を供給することにより、第２ローラ端面２３ａ近傍での過剰な水上げを確実に減少できるという効果を確認できた。

次に、発明者等は、風量と水膜量との関係を確認するための第２の実験を行った。この第２の実験は、第２実施形態の構成で、給気具３０による風量としては、最も小さい小風量（３．８ｍ／ｓ）と、中間である中風量（７．５ｍ／ｓ）と、最も大きい大風量（２５．０ｍ／ｓ）とで行った。

その結果は、図５（Ｂ）に示すように、小風量で動作させた際には、刷版２の表面端部に1.11μｍの水膜が形成されていた。また、中風量で動作させた際には、刷版２の表面端部に1.00μｍの水膜が形成されていた。さらに、大風量で動作させた際には、刷版２の表面端部に0.96μｍの水膜が形成されていた。

この結果から、給水装置による刷版２への給水量は、給気具３０の風量を調節することにより調節が可能であることを確認できた。

これら第１および第２の実験結果からすると、水元ローラ１９と調量ローラ２３のローラ端面１９ａ，２３ａのニップ部に空気を供給する形態が、最も効率的に湿し水の過剰供給を防止できると言える。そして、その給水量は、給気量を調節することにより調節が可能である。勿論、給気量は、小さい方が消費電力や異音の発生を抑制できるため、最も効果的である。但し、これらを考慮することなく、印刷画像の品質のみを考慮すれば、第２実施形態の構成でも十分に効果を得ることができる。

なお、本発明のオフセット印刷機の給水装置は、前記実施形態の構成に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。

例えば、前記実施形態では、給水装置を構成する給水ローラ群１８を４ローラ型により構成したが、３ローラ型で構成してもよい。この場合、水元ローラ１９は表面がゴム製、調量ローラ２３は表面が金属製であり、この調量ローラ２３にゴム製の水着ローラが線接触するように配設される。

また、前記実施形態では、流体供給手段である給気具３０は、水元ローラ１９と調量ローラ２３とのローラ端面１９ａ，２３ａにおけるニップ部に流体を供給するように構成したが、第１ローラとしての調量ローラ２３と、第２ローラとしての移しローラ２６または水着ローラとのローラ端面におけるニップ部に供給するように構成してもよい。

さらに、前記実施形態では、流体供給手段は空気を供給する給気具３０により構成したが、液体または気体と液体とを混合した気液混合体を供給する構成としてもよい。この場合には、液体は湿し水とし、水舟１０内に混入しても不都合が生じないようにすることが好ましい。

さらにまた、前記各実施形態では、各ローラ１９，２３，２６において、芯材端面２０ａ，２４ａ，２６ａと表層端面２２ｂ，２５ｂ，２９ｂとからなるローラ端面１９ａ，２３ａ，２６ａを面一に構成したが、ローラ端面１９ａ，２３ａ，２６ａは、芯材端面２０ａ，２４ａ，２６ａが表層端面２２ｂ，２５ｂ，２９ｂより外側に突出する構成であってもよい。この場合でも、湿し水は、表層端面２２ｂ，２５ｂ，２９ｂを伝って外周面２２ａ，２５ａ，２９ａに再付着するため、給気具３０による給気は、表層端面２２ｂ，２５ｂ，２９ｂに行う構成とすれば、前記と同様の作用および効果を得ることができる。

本発明の第１実施形態に係るオフセット印刷機の給水装置を示す斜視図である。 図１の給水装置を示し、（Ａ）は側方断面図、（Ｂ）は正面断面図である。 第２実施形態の給水装置を示し、（Ａ）は側方断面図、（Ｂ）は正面断面図である。 参考例の給水装置を示し、（Ａ）は側方断面図、（Ｂ）は正面断面図である。 （Ａ）は第１の実験結果を示すグラフ、（Ｂ）は第２の実験結果を示すグラフである。 （Ａ）はオフセット印刷機の構成を示す概略図、（Ｂ）は従来の給水装置の問題点を説明するための概略図である。

符号の説明

１０…水舟
１８…給水ローラ群
１９…水元ローラ（第１ローラ）
１９ａ…第１ローラ端面
２０…芯材
２０ａ…芯材端面
２２…第１表層部材
２２ａ…外周面
２２ｂ…表層端面
２３…調量ローラ（第２ローラ）
２３ａ…第２ローラ端面
２４…芯材
２４ａ…芯材端面
２５…第２表層部材
２５ａ…外周面
２５ｂ…表層端面
２６…移しローラ
３０…給気具（給気手段）

Claims (5)

1. 外周面に湿し水が付着する第１ローラと、
   前記第１ローラに対して軸方向に沿って所定のニップ圧で略線接触するように配設され、その外周面に、前記第１ローラの外周面に付着した湿し水が転移される第２ローラと、
   前記第１および第２ローラに対して軸方向に沿った外側に配設され、少なくとも前記第２ローラのローラ端面において、前記第１ローラとのニップ部に向けて所定圧力で流体を供給する流体供給手段と、
   を備えたことを特徴とするオフセット印刷機の給水装置。
2. 前記流体供給手段による流体の供給圧力を変更可能としたことを特徴とする請求項１に記載のオフセット印刷機の給水装置。
3. 前記流体供給手段による流体の供給方向を、前記第２ローラの回転方向に対して逆向きにしたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のオフセット印刷機の給水装置。
4. 前記流体供給手段による流体の供給方向を、湿し水を定水位で貯留する水舟に向かうようにしたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のオフセット印刷機の給水装置。
5. 前記第２ローラは、芯材と、該芯材の外周面を被覆する表層部材とを備え、前記流体供給手段からの流体が、少なくとも前記表層部材の端面または端面近傍の外周面に供給されることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のオフセット印刷機の給水装置。

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