JP5200779B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、静電力で搬送ベルトに吸着された記録部材にインク液滴を吐出して画像を形成する画像形成装置に関し、特に、静電力の印加制御に特徴を備える画像形成装置に関する。

プリンタ、ファクシミリ、複写装置等の画像形成部にインクジェット記録装置を適用する場合がある。インクジェット記録装置は、一般的には、インク液滴を吐出する記録ヘッドを記録部材（例えば用紙）の搬送方向に対して直交する方向に、印刷媒体の幅に応じて間欠的に移動させ、用紙の搬送とインク液滴の吐出を交互に繰り返すことによって記録部材に画像を形成する。

高画質化のためには、記録部材に対するインク液滴の着弾位置精度を高める必要があるが、インクジェット記録装置では搬送する記録部材の表面にわずかな凹凸があっても印字精度が低下する。このため、インクジェット記録装置では、記録ヘッドと印刷媒体の距離を一定に保つことが要請されている。

そこで、インクジェット記録装置では無端状の搬送ベルトの表面に正負極の電荷を交互に印加することで発生する静電力により、搬送ベルトに記録部材を吸着し、搬送ベルトからの浮きを防止する搬送方法が利用されている（例えば、特許文献１参照。）。

ところで、このような静電力による吸着方法では、搬送ベルトに局所的な高圧電圧が印可され絶縁破壊が生じ、搬送ベルトにピンホールができてしまう場合があった。そこで、特許文献１では、搬送ベルト上に印加する正負極の電荷の帯電周期長に応じて搬送速度を変化させることによって、電圧が立ち上がるまでに要する時間を確保して、搬送ベルトにピンホールが生じることを防止している。
特開２００５−３１３３４８号公報

しかしながら、特許文献１記載のインクジェット記録装置は、印加する正負極の印加電圧の周期（印加時間）を制御すること、すなわちソフトカウントにより帯電制御を実現している。このため、ソフトカウントによる帯電制御では、ソフト暴走時に局所的に帯電し続け、ピンホールが発生する可能性があるという問題があった。

また、処理負荷が大きい動作をインクジェット記録装置が実行している間などは、制御に遅延や誤動作が発生する場合があるため、この場合も局所的に帯電し続けるおそれがある。特に、搬送ベルトに傷や汚れがあるとピンホールの形成が促進されるため、負荷が大きい処理の実行中という単発的な電荷の印加でもピンホールが形成されるおそれがある。

本発明は、上記課題に鑑み、ソフトウェア制御に依存せずに搬送ベルトにピンホールが発生することを防止する画像形成装置を提供することを目的とする。

上記課題に鑑み、本発明は、静電力で搬送ベルトに吸着された記録部材にインク液滴を吐出して画像を形成する画像形成装置において、 搬送ベルトを帯電させる帯電荷印加部と、前記帯電荷印加部のオン／オフを制御する帯電制御部と、搬送ベルトの所定の変位毎にパルスを出力するエンコーダ・センサと、定期的にクロック信号を出力するクロック信号出力部と、前記クロック信号により所定時間の経過を、前記パルスにより搬送ベルトの移動量をそれぞれ検出し、前記所定時間における前記移動量が閾値以上か否かを判定する、ハードウェアにより実装された移動判定部と、を有し、前記移動判定部により前記移動量が閾値以上でないと判定されると、前記帯電制御部は 前記帯電荷印加部をオフに制御する、ことを特徴とする。

ソフトウェア制御に依存せずに搬送ベルトにピンホールが発生することを防止する画像形成装置を提供することができる。

以下、本発明を実施するために最良の形態について、図面を参照しながら説明する。

本実施例の画像形成装置は、ソフトカウントでなくＲＴＣ（Real Time Clock）３７が生成するリアルタイムクロック信号（以下、ＲＴＣ信号という）により時間を計測し、副走査エンコーダ４５が計測する信号から移動距離を検出する。したがって、ソフトウェアが暴走しても一定時間が経過したことと、その一定時間における記録部材（以下、単に用紙１８という）の移動距離を検出できるので、同じ位置を局所的に帯電してピンホールを生じさせることを事前に防止することができる。

本実施形態では、インクジェット記録装置１００における用紙１８の搬送を例に説明するが、同様な構成で用紙１８を搬送する画像形成装置に好適に適用できる。

〔インクジェット記録装置１００の構成〕
図１は、インクジェット記録装置１００の主要な構造を示す上面図の一例を示す。インクジェット記録装置１００は、図示しない左右の側板に横架したガイドロッド１４でキャリッジ２１を保持し、主走査モータ１５によって、駆動プーリ１６と従動プーリ１７間に張架したタイミングベルト１２を駆動して主走査方向に往復移動させる。

キャリッジ２１には、例えばイエロー(Y)、シアン(C)、マゼンタ(M)、ブラック(K)の各色のインク液滴を吐出する４個の液吐出ヘッドから成る記録ヘッド２２が搭載されている。液吐出ヘッドは、複数のインク吐出口(ノズル)を形成したノズル列を主走査方向と直行する方向(副走査方向に略平行)に配列し、インク吐出口方向を鉛直下方に向けている。なお、図では独立した複数の液滴吐出ヘッドによる記録ヘッド２２を示したが、各色のインク録液を吐出する複数のノズル列を有する1又は複数のヘッドを用いる構成とすることもできる。また、色の数及び配列順序は図示したものに限られない。

記録ヘッド２２のインク液滴の吐出機構としては、圧電素子などの圧電アクチュエータ、発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いて液体の膜沸騰による相変化を利用するサーマルアクチュエータ、温度変化による金属相変化を用いる形状記憶合金アクチュエータ、静電力を用いる静電アクチュエータなど、液滴を吐出するための圧力を発生する圧力発生手段を備えたものを適宜使用できる。

また、スリットを形成したエンコーダスケール１３を主走査方向に沿って設け、キャリッジ２１はエンコーダスケール１３に沿って移動する。キャリッジ２１は、エンコーダスケール１３のスリットを検出する主走査エンコーダ５２を有し、主走査エンコーダ５２がスリットの通過を検出することで、主走査方向におけるキャリッジ２１の位置を検知するリニアエンコーダを構成している。

一方、インクジェット記録装置１００は、用紙１８を搬送するために、用紙１８を静電吸着して記録ヘッド２２に対向する位置を通過して排紙方向に搬送する搬送ベルト１１を備えている。搬送ベルト１１は無端状ベルトであり、搬送ローラ１９とテンションローラ２０との間に張架されて、副走査方向及びその反対方向（両面印刷の場合）に周回する。そして、搬送ベルト１１が周回移動しながら帯電ローラ２３によって帯電（電荷付与）される。

図２は、インクジェット記録装置１００のうち、帯電ローラ２３と搬送ベルト１１の概略図の一例を示す。図２はインクジェット記録装置１００の正面図に相当する。搬送ベルト１１は、１層構造のベルトでも良く、又は複層（２層以上の）構造のベルトでもよい。１層構造の搬送ベルト１１の場合には、用紙１８や帯電ローラ２３に接触するので、層全体を絶縁材料で形成している。また、複層構造の搬送ベルト１１の場合には、用紙１８や帯電ローラ２３に接触する側は絶縁層で形成し、用紙１８や帯電ローラ２３と接触しない側は導電層で形成することが好ましい。

帯電ローラ２３は、搬送ベルト１１の表層（絶縁層）に接触し、搬送ベルト１１の回動に従動して回転する。この帯電ローラ２３には、後述するように、ＨＶＰ(High Voltage Power)４１により正負極の高電圧が印可され、これにより搬送ベルト１１は周開方向に正極と負極とが帯状に繰り返し帯電する。

給紙トレイから用紙１８が１枚ずつ分離して給紙されると、用紙１８は搬送ベルト１１とカウンタローラとの間に挟まれて搬送され、給紙トレイの奥側から鉛直上方に搬送方向が転換される。

搬送ベルト１１は、ＨＶＰ４１により周回方向（副走査方向）に、プラスとマイナスの電荷が所定の幅で帯状に交互に印加されているので、搬送ベルト上に用紙１８が給送されると、用紙１８が搬送ベルト１１に静電力で吸着され、搬送ベルト１１の周回移動に伴って用紙１８が副走査方向に搬送される。

図３は、インクジェット記録装置１００の制御部３０のブロック説明図の一例を示す。制御部３０は、ＣＰＵ３１等がバスを介して接続されたコンピュータとして実装される。すなわち、ＣＰＵ３１、ＲＯＭ３２、ＲＡＭ３３、ＮＶＲＡＭ（Non Volatile RAM）３４、ＲＴＣ３７、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）３８、Ｉ／Ｏ３９、ホストＩ／Ｆ３５、を有する。また、制御部３０はインクジェット記録装置１００のアクチュエータを制御する、副走査モータ制御部４４、駆動波形制御部４７、主走査モータ制御部５１、維持モータ制御部５４、供給モータ制御部５６、を有し、各制御部は入出力インターフェイスを介して各アクチュエータと接続されている。また、制御部３０には、ユーザとのインターフェイスを提供する操作／表示部３６が接続されている。

ＣＰＵ３１は、インクジェット記録装置１００の全体を統括的に制御する。ＣＰＵ３１はＲＯＭ３２に記憶されたプログラムを実行して、記録部材への印刷データの形成を実行する。ＣＰＵ３１は、ホストＩ／Ｆ３５を介してＰＣ（Ｐｅｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）から受信した印刷データに基づき印刷モード（画質、両面印刷の有無、集約印刷の有無等）を解析し、ＡＳＩＣ３８等に印刷を要求する。印刷データは、ＰＣ側のプリンタドライバでビットマップデータに展開される場合と、インクジェット記録装置１００側で展開される場合があるが、本実施形態ではどちらでもよい。

ＲＯＭ３２は不揮発メモリで実装され、ＣＰＵ３１が実行するプログラム、駆動波形データ等を記憶している。ＲＡＭ３３は、画像データやプログラムを一時格納する、ＣＰＵ３１のメインメモリである。ＮＶＲＡＭ３４は、インクジェット記録装置１００の主電源が遮断されている間もデータを保持するための不揮発性メモリである。

ＲＴＣ３７は、時計用のＩＣであって、電源から電力供給され定期的に時刻をカウントするためのＲＴＣ信号を生成し、システム時計（現在時刻）を記憶している。そして、ＲＴＣ３７は主電源が切断された後も、二次電源で駆動しシステム時計を保持している。また、ＲＴＣ３７は、ソフトウェアの動作状態に関係なくＲＴＣ信号を生成する。

ＡＳＩＣ３８は、印刷データに画像処理を施して、各種信号処理、装置全体を制御するための入出力信号を処理する。ＡＳＩＣ３８は、ビットマップデータで階調表現された印刷データにディザ処理などのインクジェット方式に好適な画像処理を施す。そして、印刷データに対応した画素値に応じて各色のインク毎にインク液滴の大きさを決定する。吐出量が３段階（小、中、大）の場合、吐出しない場合を含めて各ノズル毎に４つの状態を指示できればよいので各インク液滴（画素ドット）毎に、２ビットの信号を生成する。また、これらの信号は、記録ヘッド２２の主走査方向への走査速度や記録ヘッド２２の応答速度に適切な順番に並び替えられる。

また、ＡＳＩＣ３８が有するＨＶＰ制御部６１は、ＨＶＰによる高圧出力のＯＮ／ＯＦＦを制御する。ＨＶＰ制御部６１については詳しくは後述する。

Ｉ／Ｏ３９は、図示しない各種デジタルセンサの入力や、図示しない各種センサからの出力をデジタル値に変換するＡ/Ｄ変換機能を有する。また、上記のホストＩ／Ｆ３５は、例えばＵＳＢのインターフェイスである。

操作／表示部３６は、電源キー、強制排紙キー、キャンセルキー、反転キー、警告ランプ等、ＰＣがなくても直接、インクジェット記録装置１００をユーザが操作できるＵＩ（User Interface）である。この他、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等の表示部を有し、エラーメッセージ等を表示できることが好適となる。

駆動波形制御部４７は、記録ヘッド２２によるインクの吐出を制御するための駆動波形を生成する。駆動波形制御部４７は、ＡＳＩＣ３８が生成した信号を受信し、信号に対応するＲＯＭ３２に記憶された駆動波形のパターンデータを読み出し、主走査方向の１行に相当する信号に対応した駆動波形を生成する。

そして、記録ヘッド駆動部４８は、駆動波形を選択的に記録ヘッド２２の圧力発生手段に印加して記録ヘッド２２のインク吐出口からインクを吐出する。

主走査モータ制御部５１は、ＣＰＵ３１から与えられる目標値と、主走査エンコーダ５２が検出したキャリッジ２１の位置情報に基づき制御値を決定し、主走査モータ１５を駆動することで、主走査方向の位置を制御する。

副走査モータ制御部４４は、ＣＰＵ３１から与えられる目標値と、副走査エンコーダ４５が検出した搬送ベルト１１の位置情報に基づき制御値を決定し、副走査モータ４６を駆動することで、搬送ベルト１１の副走査方向の位置を制御する。

維持モータ制御部５４は、記録ヘッド２２が維持ユニットで、ノズルの開口部を外気から遮断した状態で待機する際、記録ヘッド２２のノズル開口部のインクの乾燥を防止するため、吸引ポンプや記録ヘッド２２のキャップを装着／解除するカム軸を駆動する維持モータ５５の制御を行う。

供給モータ制御部５６は、インクカートリッジからインクを記録ヘッド２２に供給する供給モータ５７を制御する。

ＨＶＰ４１は、帯電ローラ２３に高圧ＡＣ電圧を供給することで、搬送ベルト１１を帯電させ静電力を付与し、搬送ベルト１１に用紙１８を吸着させる。

〔搬送ベルト１１の帯電〕
続いて、搬送ベルト１１の帯電について詳細に説明する。図４は、インクジェット記録装置１００の高圧印加部の上面図を、図５は、インクジェット記録装置１００の高圧印加部の側面図をそれぞれ示す。

印字データを受信するとＣＰＵ３１は、印字データをＲＡＭ３３に格納し、給紙トレイから用紙１８を給紙を開始する。インクジェット記録装置１００は、給紙ローラ（半月コロ）と、給紙ローラに対向し摩擦係数の大きな材質からなる分離パッドを有し、給紙トレイから用紙１８を１枚ずつ分離給送する。

分離給送に伴い、副走査モータ制御部４４は、副走査モータ４６を駆動して搬送ベルト１１を周回移動させると共に、センサにより用紙１８の分離給送を検出し（用紙１８の先端を検出し）、副走査エンコーダ４５により用紙１８の位置を検出する。この位置情報（以下、用紙位置情報という）は、副走査モータ制御部４４からＡＳＩＣ３８に送出される。

ＡＳＩＣ３８が有するＨＶＰ制御部６１は、副走査エンコーダ４５が取得した用紙位置情報に応じて、高圧出力制御信号をＨＶＰ４１へ送信する。ＨＶＰ４１は、ＡＣ高圧電圧を生成し、帯電ローラ２３を帯電させる。帯電ローラ２３は搬送ベルト１１と接しており、搬送ベルト１１は帯電ローラ２３によって帯電される。

搬送ベルト１１の回転に従動して帯電ローラ２３が回転しながら、ＨＶＰ４１により正負極の高電圧が交互に印可されるので、図示するように搬送ベルト１１は周回方向に正極と負極とが帯状に繰り返し帯電する。

搬送ベルト１１上に正負の電化が交互に帯電することで用紙１８と搬送ベルト１１の間に静電力による吸着力が発生する。また、正負極の電荷が搬送ベルト１１に行き渡るので、正負極の電荷を相殺し、用紙１８上の表面電位を減少させ、インク液滴の着弾位置のズレやインクミストの逆流の原因となる電界を弱めることができる。

搬送ベルト１１上に用紙１８が給送されると、用紙１８が搬送ベルト１１に静電力で吸着され、搬送ベルト１１の周回移動に伴って用紙１８が副走査方向に搬送される。最終的に、印字データの画像が形成されると用紙１８は排紙トレイに排紙される。

〔ピンホールの形成メカニズム〕
ここで、従来の帯電制御ではピンホールが形成されうる点について、図６のフローチャート図に基づき詳細に説明する。

ＨＶＰ制御部６１は、レジスタの設定を参照してＨＶＰ４１の高圧出力をＯＮにする（Ｓ１０）。レジスタの設定とは、例えば印刷データを受信したことを示すフラグであり、ＣＰＵ３１によりＡＳＩＣ３８の所定のレジスタが設定される。また、ＨＶＰ制御部６１は、ＨＶＰ４１を高圧出力にした際の、副走査エンコーダ４５が検出した副走査位置の位置情報を取得する（Ｓ２０）。副走査位置の位置情報は、搬送ベルト１１の基準位置からの副走査方向の変位量が取得可能であればそれを用い、基準位置からの変位量が検出できなければパルスのカウント値を用いる。

従来は、ソフトタイマによって時間の経過を計測するのでソフトタイマによる経過時間を取得する（Ｓ３０）。ＨＶＰ制御部６１は、一定時間が経過するまで待機し、一定時間が経過すると（Ｓ４０のＹｅｓ）、再度、副走査エンコーダ４５の副走査位置の位置情報を取得する（Ｓ５０）。

高圧出力をＯＮした時の位置情報と、今回取得した副走査位置の位置情報を比較する（Ｓ６０）。両者の差が閾値以上の場合（Ｓ６０のＹｅｓ）、副走査モータ４６は動作中と判断できるので、ＨＶＰ制御部６１は、高圧出力をＯＮのまま、ステップＳ６０で比較した際の副走査位置の位置情報を記憶する（Ｓ２０）。このステップＳ２０〜Ｓ６０の処理の繰り返しにより、搬送ベルト１１を帯電させることができる。

一方、ステップＳ６０の判定において、高圧出力をＯＮした時の副走査位置の位置情報と、今回取得した位置情報の差が、閾値未満の場合（Ｓ６０のＮｏ）、搬送ベルト１１が移動していないことになるので、ＨＶＰ４１の高圧出力をＯＦＦにする（Ｓ７０）。

ついで、ＨＶＰ制御部６１は、高圧出力をＯＦＦにした際の副走査方向の位置情報を取得する（Ｓ８０）。

そして、再度、ソフトタイマによって時間の経過を計測し（Ｓ９０）、一定時間が経過するまで待機し、一定時間が経過すると（Ｓ１００のＹｅｓ）、再度、副走査エンコーダ４５により副走査位置の位置情報を取得する（Ｓ１１０）。

高圧出力をＯＦＦした時の位置情報と、今回取得した副走査位置の位置情報を比較する（Ｓ１２０）。閾値以上の場合（Ｓ１２０のＹｅｓ）、副走査モータ４６は動作中と判断できるので、ＨＶＰ制御部６１は、ＨＶＰ４１による高圧出力をＯＮにする。

閾値未満の場合（Ｓ１２０のＮｏ）、搬送ベルト１１は停止状態と判断でき、高圧出力をＯＦＦのままにする。このステップＳ９０〜Ｓ１２０の処理の繰り返しにより、高圧電圧のＯＦＦ制御を行う。

以上の一連の処理によりＨＶＰ４１の高圧出力を制御しているが、ソフト暴走時や処理負荷の大きい動作時の制御を考慮していなかったため、ソフトタイマによる計時や、副走査位置の位置情報の比較に誤判定が生じ、一定位置に帯電を継続する場合があり得る。高圧電圧の局所的な印加により、ピンホールが発生すると、搬送精度、印字精度に影響を与えるため、本実施形態のインクジェット記録装置１００は、ピンホール発生を防止するフェールセーフ制御を備える。

〔ソフトカウントを用いない帯電制御〕
ソフトカウントを用いないフェールセーフを実現する回路が副走査エンコーダプリセット回路６２である。副走査エンコーダプリセット回路６２を用いたフェールセーフ制御について図７のフローチャート図と、図８のカウンタ値の時間変化を示す図により説明する。

まず、ＨＶＰ制御部６１は、レジスタの設定を参照してＨＶＰ４１による高圧出力をＯＮにする（Ｓ２１０）。そして、ＨＶＰ４１による高圧出力をＯＮにした際に、カウンタにプリセット値を設定する（Ｓ２２０）。カウンタは例えばレジスタであり、副走査エンコーダ４５が１つパルスを出力する毎に値が１つずつ減少する。図８に示すように、プリセット値は副走査エンコーダ４５のパルスが検出されている間は、カウンタ値が時間の経過と共に減少する。

ところで、副走査エンコーダプリセット回路６２は、副走査エンコーダ４５のパルスだけでなく、ＲＴＣ３７が出力するＲＴＣ信号を取得しており、ＲＴＣ信号をカウンタしている。これにより、時間計測が可能になっている。

また、ＯＳが起動した状態では、ＯＳはＣＰＵが出力するシステムクロックを元に時間を計測する。したがって、システムクロックを元に短い一定時間Ｔを計測してもよい。この場合、システムクロック信号では短周期する過ぎることがあるので、システムクロック信号をそのままカウントするのでなく、システムクロック信号を分周した低速クロック単位で時間を計測する。分周する場合、ＲＴＣ３７、ＨＶＰ制御部６１又は不図示の回路がシステムクロック信号を分周する。

副走査エンコーダプリセット回路６２は、副走査エンコーダ４５からのパルスを検出する毎に、カウンタに記憶された値を１つ減少させる（Ｓ２３０）。

そして、副走査エンコーダプリセット回路６２は、一定時間Ｔが経過すると、カウンタ値が判定閾値Ｙより小さいか否かを判定する（Ｓ２４０）。判定閾値Ｙは、プリセット値とソフトウェアが暴走していなければ一定時間Ｔの間に副走査エンコーダ４５が出力するであろうパルス数に基づき、予め定められている。

副走査エンコーダプリセット回路６２は、カウンタ値が判定閾値Ｙより小さい場合（Ｓ２４０のＹｅｓ）、カウンタをプリセットする（Ｓ２５０）。図８の、正常と示された一定時間Ｔの間では、カウンタ値が判定閾値Ｙより小さくなっているので、カウンタは一定時間Ｔ毎にプリセットされる。このステップＳ１３０〜Ｓ１５０の処理の繰り返しにより、パルスが検出されている間は、カウンタがプリセットされるので、ＨＶＰ４１による高圧出力のＯＮ制御が継続される。

ステップＳ１４０において、副走査エンコーダプリセット回路６２は、ＲＴＣ信号に基づき一定時間Ｔが経過したか否かを判定し、一定時間Ｔが経過してもカウンタ値が判定閾値Ｙ以上の場合（Ｓ２４０のＮｏ）、副走査エンコーダ４５がパルスを出力しないこと、すなわち搬送ベルト１１が停止していることを検出する（Ｓ２６０）。図８の不良と示した領域では、副走査エンコーダ４５のパルスが途中から検出されなくなり、カウンタ値が途中から一定になったまま一定時間Ｔが経過している。このため、ＨＶＰ制御部６１は、ＨＶＰ４１による高圧出力をＯＦＦにする（Ｓ２７０）。

そして、副走査エンコーダプリセット回路６２は、高圧出力をＯＦＦにする際、カウンタにプリセット値を設定する（Ｓ２８０）。

副走査エンコーダプリセット回路６２は、副走査エンコーダ４５からのパルスを検出する毎に、カウンタに記憶された値を１つ減少させる（Ｓ２９０）。

同様に、副走査エンコーダプリセット回路６２は、ＲＴＣ信号に基づき一定時間Ｔが経過したか否かを判定し、一定時間Ｔが経過すると、カウンタ値が判定閾値Ｙより小さいか否かを判定する（Ｓ３００）。

カウンタ値が判定閾値Ｙより小さい場合（Ｓ３００のＹｅｓ）、搬送ベルト１１が動作開始したと判定し、ＨＶＰ４１による高圧出力をＯＮにする（Ｓ３２０）。

一方、一定時間Ｔが経過してもカウンタ値が判定閾値Ｙ以上の場合（Ｓ３００のＮｏ）、カウンタをプリセットする（Ｓ３１０）。したがって、高圧出力はＯＦＦのままとなる。このステップＳ２８０〜Ｓ３２０の処理の繰り返しにより、高圧電圧を継続してＯＦＦに制御できる。

以上のように、副走査エンコーダプリセット回路６２は、ＲＴＣ３７が出力するＲＴＣ信号及び副走査エンコーダ４５のパルスをカウントし、カウンタ値を判定閾値Ｙと比較するだけで構成できるので、ハードウェアのみで搬送ベルト１１の停止を検出できる。したがって、ソフトウェアが暴走したり、負荷の大きい処理を実行していても、搬送ベルト１１の状態をハード的に検知して、必要なときは高圧出力をＯＦＦにすることができる。

ところで、図７では、ＨＶＰ４１の高圧出力を「ＯＮからＯＦＦ」に設定する際、及び、「ＯＦＦからＯＮ」に設定する際、のいずれにおいても副走査エンコーダプリセット回路６２というハードウェアで実装したが、いずれか一方をソフトにより実行してもよい。

図９は、ＨＶＰ４１の高圧出力を「ＯＮからＯＦＦ」に設定する際のみ、ハードウェアにより制御するフローチャート図の一例を示す。なお、図９において図７と同一ステップには同一の符号を付しその説明は省略する。

図９では、ステップＳ２１０〜Ｓ２７０までの処理しかないが、処理手順は図７と同様である。すなわち、図９では高圧出力ＯＦＦからＯＮ制御はハードウェア（副走査エンコーダプリセット回路６２）により行う。しかしながら、高圧出力ＯＦＦからＯＮ制御は、ソフトウェアにより実行する。これは、高圧出力ＯＦＦからＯＮの制御は、ソフトウェアが暴走等しても搬送ベルト１１に局所的な高圧が印可されず実害が少ないからである。このような実装例では、高圧出力し続けてしまう状況を回避しつつ、副走査エンコーダプリセット回路６２の回路規模を削減することができる。

なお、高圧出力ＯＦＦからＯＮの制御を実行するソフトウェア（プログラム）は、図６のステップＳ８０〜Ｓ１３０を実行するものであり、予めＲＯＭに記憶されている。ＣＰＵ３１は、ＨＶＣ制御部６１から高圧出力の「ＯＮからＯＦＦ」制御があったことを通知されると、かかるプログラムを起動して高圧出力ＯＦＦからＯＮへ制御する。

本実施例では、実施例１で説明したプリセットなしに、局所的な高圧の印可を防止できるインクジェット記録装置１００について説明する。

図１０は、本実施例のインクジェット記録装置１００の制御部３０のブロック説明図の一例を示す。なお、図１０において図３と同一ステップには同一の符号を付しその説明は省略する。図１０において、ＨＶＰ制御部６１はエンコーダパルスカウンタ／時間カウンタ回路（以下、単にＥＴカウンタ回路という）を有する。ＥＴカウンタ回路６３は、副走査エンコーダプリセット回路６２と同様に、副走査エンコーダ４５のパルスをカウントし、ＲＴＣ３７が出力するＲＴＣ信号をカウントするが、一定時間Ｔにおける副走査方向の移動距離と予め記憶する判定閾値Ｘとを比較して、搬送ベルト１１の停止を検出する。すなわち、一定時間の経過毎にカウンタにプリセット値をプリセットする必要がない。

ＥＴカウンタ回路６３を用いたフェールセーフ制御について図１１のフローチャート図と、図１２の副走査方向の移動距離の時間変化を示す図により説明する。

まず、ＨＶＰ制御部６１は、レジスタの設定を参照してＨＶＰ４１による高圧出力をＯＮにする（Ｓ１１０）。そして、ＨＶＰ４１による高圧出力をＯＮにした際に、副走査位置の位置情報を取得する（Ｓ３２０）。

ＥＴカウンタ回路６３は、ＲＴＣ３７が出力するＲＴＣ信号により時間を計測して（Ｓ３３０）、一定時間が経過したか否かを判定する（Ｓ３４０）。時間的に平行して、ＥＴカウンタ回路６３は副走査エンコーダ４５が出力するパルスをカウントする（Ｓ３３５）。すなわち、時間と副走査位置の位置情報を共に得られる。この副走査位置の位置情報は、パルスをカウントするための初期値（＝０）としてもよい。パルスをカウントするだけで搬送ベルト１１が移動したか否か及び移動距離の情報が得られるからである。

図１２に示す正常な領域では、一定時間Ｔが経過すると副走査方向の移動距離は判定閾値Ｘ以上となる。

一定時間Ｔが経過すると（Ｓ３４０のＹｅｓ）、ＥＴカウンタ回路６３は、副走査エンコーダ４５が出力したパルス数に基づき移動距離が判定閾値Ｘ以上か否かを判定する（Ｓ３５０）。例えばレジスタに記憶されたステップＳ３２０の副走査位置の位置情報と現在の位置情報の差と、判定閾値Ｘを比較すればよいので、この判定はハードウェア回路により容易に実装できる。このＳ３１０〜Ｓ３６０の処理の繰り返しにより、高圧出力のＯＦＦ制御が実現できる。

移動距離が判定閾値Ｘ以上の場合（Ｓ３５０のＹｅｓ）、搬送ベルト１１が周回移動しているので、高圧出力をＯＮ制御のまま、副走査エンコーダ４５が検出するパルスから副走査位置の位置情報を取得する（Ｓ３２０）。同様に、パルスのカウンタをゼロに初期化してもよいし、このときのパルス値を記憶しておいてもよい。

移動距離が判定閾値Ｘ未満の場合（Ｓ３５０のＮｏ）、搬送ベルト１１が停止しているので、ＨＶＰ制御部６１は高圧出力をＯＦＦにする（Ｓ３６０）。図１２の不良の領域に示すように、一定時間Ｔの間の副走査方向の移動距離がＸ未満だと、高圧出力がＯＦＦになる。これにより、局所的に高圧が印可されることを防止できる。

ついで、ＨＶＰ４１の高圧出力をＯＦＦにした際に、ＥＴカウンタ回路６３は副走査位置の位置情報を取得する（Ｓ３７０）。

ＥＴカウンタ回路６３は、ＲＴＣ３７が出力するＲＴＣ信号により時間を計測して（Ｓ３８０）、一定時間が経過したか否かを判定する（Ｓ３９０）。そして、一定時間Ｔが経過すると（Ｓ３９０のＹｅｓ）、ＥＴカウンタ回路６３は副走査エンコーダ４５が出力するパルスをカウントし現在の副走査位置の位置情報を取得する（Ｓ４００）。ＥＴカウンタ回路６３は、高圧制御をＯＦＦした時からの移動距離が判定閾値Ｘ以上か否かを判定する（Ｓ４１０）。

移動距離が判定閾値Ｘ以上でない場合（Ｓ４１０のＮｏ）、高圧出力がＯＦＦされたまま、ＥＴカウンタ回路６３は、副走査エンコーダ４５が検出するパルスから副走査位置の位置情報を取得する（Ｓ３８０）。

移動距離が判定閾値Ｘ以上の場合（Ｓ４１０のＹｅｓ）、ＨＶＰ制御部６１は、高圧制御をＯＮにする（Ｓ４２０）。このステップＳ３７０〜Ｓ４２０の処理の繰り返しにより、高圧出力のＯＮ制御が実現される。

以上のように、ＥＴカウンタ回路６３は、ＲＴＣ３７が出力するＲＴＣ信号により一定時間を計測し、副走査エンコーダ４５のパルスから移動距離を計測して、搬送ベルト１１の状態を検知できるので、ハードウェアのみで搬送ベルト１１の停止を検出できる。したがって、ソフトウェアが暴走したり、負荷の大きい処理を実行していても、搬送ベルト１１の状態をハード的に検知して、必要なときは高圧出力をＯＦＦにすることができる。

ところで、実施例１と同様に、ＨＶＰ４１の高圧出力の「ＯＮからＯＦＦ」への設定と、「ＯＦＦからＯＮ」への設定、のいずれか一方をソフトにより実行してもよい。

図１３は、ＨＶＰ４１の高圧出力を「ＯＮからＯＦＦ」に設定する際のみ、ハードウェアにより制御するフローチャート図の一例を示す。なお、図１３において図１１と同一ステップには同一の符号を付しその説明は省略する。

図１３では、ステップＳ３１０〜Ｓ３６０までの処理しかないが、処理手順は図１１と同様である。すなわち、図１３では高圧出力ＯＦＦからＯＮ制御はハードウェア（副走査エンコーダプリセット回路６２）により行う。しかしながら、高圧出力ＯＦＦからＯＮ制御は、ソフトウェアにより実行する。これは、高圧出力ＯＦＦからＯＮの制御は、ソフトウェアが暴走等しても搬送ベルト１１に局所的な高圧が印可されず実害が少ないからである。このような実装例では、高圧出力し続けてしまう状況を回避しつつ、副走査エンコーダプリセット回路６２の回路規模を削減することができる。

実施例１，２では、ソフトウェアが暴走してもハード的に、搬送ベルト１１にピンホールが形成されることを防止するインクジェット記録装置１００について説明したが、本実施例では搬送ベルト１１の傷や汚れを検出して、その部分の高圧の印加を回避するインクジェット記録装置１００について説明する。なお、本実施例ではかかる制御のみについて説明するが、本実施例のインクジェット記録装置１００は、実施例１又は２の構成を備える。

図１４は、インクジェット記録装置１００の制御部３０のブロック説明図の一例を、図１５はインクジェット記録装置１００の主要な構造を示す上面図の一例を示す。図１４において図３と同一部には同一の符号を付しその説明は省略し、図１５において図１と同一部には同一の符号を付しその説明は省略する。

図１４に示すインクジェット記録装置１００は、制御部３０に光学センサ５９が接続されている点で図３と異なる。光学センサ５９は、例えば、光を放出してその反射強度を検出するセンサ、又は、撮像素子と画像処理回路等により構成される。

図１５に示すように、光学センサ５９は、記録ヘッド２２と共にキャリッジ２１に搭載されているので、主走査方向の全領域をカバーする。また、搬送ベルト１１が周回するので搬送ベルト１１の全領域を光学的に走査することができる。

搬送ベルト１１の表面はほぼ一様な構造であるので、つなぎ目などの特定領域を除けば、光の反射強度や、エッジ強度などは一様と考えてよい。例えば、反射強度を検出する光センサの場合、所定値以上の強度変化が検出されると、その部分に傷又は汚れがあると判定する。また、撮像素子で搬送ベルト１１を撮影する場合、エッジ数が所定値以上の部分に傷又は汚れがあると判定する。

傷や汚れは用紙１８が搬送ベルト１１に吸着していると検出が困難なので、傷や汚れの検出は印刷を開始する前、例えばインクジェット記録装置１００の主電源がオンに通電された際に実行される。

ここで、帯電ローラ２３は搬送ベルト１１の全面に高圧を印可するので、主走査方向のどこに傷又は汚れが存在するかは問題とならない。したがって、副走査方向における傷又は汚れの位置を検出すればよい。副走査方向には搬送ベルト１１が周回するので、所定の基準位置を定め、その基準位置から副走査エンコーダ４５のパルス数により傷又は汚れの位置を特定する。この作業は、ＨＶＰ制御部６１が実行してもよいしＣＰＵ３１が実行してもよい。例えば、ＨＶＰ制御部６１が有する特定部位検出回路６４は、光学センサ５９からの信号と副走査エンコーダ４５からのパルスに基づき傷や汚れの位置を検出する。検出結果は、例えばＲＡＭ３３又はＮＶＲＡＭ３４に記憶される。ＨＶＰ制御部６１はＲＡＭ３３に記憶された傷や汚れの位置を回避して、ＨＶＰ４１をオンに制御して搬送ベルト１１に帯電させる。

図１６は、傷や汚れの検出と、傷や汚れの位置を回避した高圧出力のＯＮ／ＯＦＦ制御の手順を示すフローチャート図の一例である。

インクジェット記録装置１００が起動すると、特定部位検出回路６４は搬送ベルト１１を間欠的に空回し（Ｓ４１０）、停止した間に光学センサ５９を主走査方向に走査することを繰り返し、搬送ベルト１１の全周の傷や汚れを検出する（Ｓ４２０）。特定部位検出回路６４は、基準位置を基準に傷や汚れの位置をＲＡＭ３３又はＮＶＲＡＭ３４に記憶する。ＮＶＲＡＭ３４に記憶しておけば、起動時に毎回この処理を実行する必要がなく、定期的（例えば、１週間毎〜１ヶ月毎）に実行すればよくなり使い勝手が向上する。

ついで、画像形成が始まると（Ｓ４３０）。ＨＶＰ制御部６１はＲＡＭ３３に傷や汚れの位置情報を読み出し、傷や汚れの有無に応じて（Ｓ４４０）、高圧出力をＯＮ（Ｓ４５０）、ＯＦＦする（Ｓ４６０）。すなわち、ＨＶＰ制御部６１は、副走査エンコーダ４５が出力するパルスに基づき、帯電ローラ２３に接している搬送ベルト１１の位置を検出し、その位置に傷や汚れがあることがＲＡＭ３３に登録されていれば、その部位のみ高圧出力をＯＦＦにする。帯電ローラ２３に接している搬送ベルト１１の位置は、光学センサ５９の走査位置に対する相対位置として既知である。

以上の制御により、搬送ベルト１１上の傷や汚れを回避してＨＶＰ４１が高圧出力できるので、ピンホールの形成を防止できる。特定部位検出回路６４をＨＶＰ制御部６１が実装すれば、傷や汚れの位置の記憶から高圧出力のＯＮ／ＯＦＦ制御までハード的に実装できる。

実施例３では、高圧出力のＯＮ／ＯＦＦ制御について説明したが、本実施例では帯電後の用紙１８の給送制御について説明する。搬送ベルト１１の傷や汚れのない部分にのみ帯電させても、用紙１８を給送する際には帯電された部位が給紙トレイに接近したタイミングで吸着させる必要がある。

本実施例では、新たに給紙モータに給紙の開始を指示するトリガ信号を供給する。トリガ信号により給紙モータが給紙を開始することで、搬送ベルト１１の帯電された部位に用紙１８を吸着できる。

図１７は、インクジェット記録装置１００の制御部３０のブロック説明図の一例を、図１８（ａ）（ｂ）はインクジェット記録装置１００の側面図の一例をそれぞれ示す。図１７において図１４と同一部には同一の符号を付しその説明は省略し、図１８（ａ）（ｂ）において図５と同一部には同一の符号を付しその説明は省略する。

図１７のインクジェット記録装置１００のＨＶＰ制御部６１は、給紙開始指示回路６５を有する。給紙開始指示回路６５について説明する。図１８（ａ）に示すように、搬送ベルト１１に傷や汚れが点在している場合、この部位を避けて用紙１８を搬送ベルト１１に吸着させる。用紙１８の搬送領域が限られるため、用紙１８の給送までに時間がかかるが、吸着力が確保できるので、用紙１８の凹凸が低減され印字精度が向上する。

図１８（ｂ）に示すように、傷Ｋの直後から搬送ベルト１１を帯電させる場合を考える。実施例３で説明した特定部位検出回路６４により傷Ｋの位置は検出されているので、ＨＶＰ制御部６１は傷Ｋの直後から搬送ベルト１１を帯電させる。図では、帯電ローラ２３から移動距離ａの長さに渡り、正極と負極の交互に帯電されている。

一方、用紙１８の先端は、移動距離ａの起点（すなわち傷Ｋの直後）から搬送ベルト１１に吸着されることが好ましい。したがって、搬送ローラ１９が帯電ローラ２３から移動距離ａだけ移動する時間に基づき、用紙１８が給紙モータトレイから移動距離ｂだけ移動するように、トリガ信号を給紙モータに供給すればよい。これにより、用紙１８を傷Ｋの直後から吸着できる。帯電ローラ２３が搬送ベルト１１を帯電するタイミングは傷Ｋの位置により定まってしまうので、給紙モータにトリガ信号を供給するタイミングを制御する。

図１９は、給紙モータにトリガ信号を供給するタイミングを定めるタイミングチャートの一例を示す図である。時刻ｔ１で給紙モータにトリガ信号を供給すると、時刻ｔ２までの時間Ｔｂの間に用紙１８が移動距離ｂだけ移動する。このとき、時刻ｔ２では搬送ローラ１９が移動距離ａだけ移動していなければならない。

傷Ｋの手前から帯電させるため、ＨＶＰ制御部６１が高圧出力をＯＮ制御した時から時刻ｔ２までの移動距離ａを、搬送ベルト１１が移動する時間をＴａとする。傷Ｋが帯電ローラ２３を通過してからの移動距離ａは、搬送速度と時間により一意に決定されるので、搬送ベルト１１が移動距離ａだけ移動する時間Ｔａも一意に定まる。また、給紙ローラを駆動する給紙モータにトリガ信号を供給してから、用紙１８の先端が搬送ローラ１９に到着するまでの移動距離ｂは固定値としてよいので、移動距離ｂを移動する時間Ｔｂは給紙モータの給送速度により一意に定まる。

時間Ｔａ、Ｔｂは上記のように既知であるので、「時間Ｔｂ−時間Ｔａ」が算出でき、高圧出力のＯＮ制御から「時間Ｔｂ−時間Ｔａ」だけ遡った時刻が時刻ｔ１に対応する。以上から、給紙開始指示回路６５は、高圧出力をＯＮ制御する時刻から「時間Ｔｂ−時間Ｔａ」だけ遡った時刻になると、トリガ信号を給紙モータに供給する。

高圧出力をＯＮ制御する時刻は、ＲＡＭ３３に記憶された傷や汚れの位置情報と搬送ベルト１１の搬送速度から算出される。例えば、図１８（ｂ）の汚れＧの直後から帯電する場合、距離Ｌ（ＲＡＭ３３の位置情報から明らか）と、搬送速度Ｖ（既知）から高圧出力がＯＮになるまでの時間（Ｌ／Ｖ）が明らかとなり、その時間（Ｌ／Ｖ）から「時間Ｔｂ−時間Ｔａ」だけ手前の時刻に、給紙開始指示回路６５は、トリガ信号を給紙モータに供給する。

図２０は、ＨＶＰ制御部６１が高圧をＯＮするタイミングを制御する手順を示すフローチャート図の一例である。

インクジェット記録装置１００が起動すると、特定部位検出回路６４は搬送ベルト１１を間欠的に空回し（Ｓ５１０）、停止した間に光学センサ５９を主走査方向に走査することを繰り返し、搬送ベルト１１の全周の傷や汚れを検出する（Ｓ５２０）。特定部位検出回路６４は、基準位置を基準に傷や汚れの位置をＲＡＭ３３に記憶する。

ついで、印字動作が始まると（Ｓ５３０）。ＨＶＰ制御部６１はＲＡＭ３３に傷や汚れの位置情報を読み出し、給紙開始指示回路６５は、傷や汚れがあるか否かを判定する（Ｓ５４０）。傷等がない場合（Ｓ５４０のＮｏ）、傷等を避けた帯電制御が不要なので、給紙開始指示回路６５はタイミングを制御することなくトリガ信号を給紙モータに供給する（Ｓ５５０）。

また、傷等がある場合（Ｓ５４０のＹｅｓ）、給紙開始指示回路６５は、傷や汚れの位置と搬送ベルト１１の搬送速度から高圧出力がＯＮ制御されるまでの時間を算出し、それと時間Ｔａ、Ｔｂからトリガ信号を供給するタイミングを決定する（Ｓ５６０）。

そして、ＨＶＰ制御部６１は、実施例３と同様に傷等の有無に応じて高圧の印加をＯＮ／ＯＦＦする（Ｓ５７０）。

以上の制御により、搬送ベルト１１上の傷や汚れを回避して、高圧出力でき、高圧出力した部分に用紙１８が吸着されるように給紙のタイミングを制御できる。搬送ベルト１１に用紙１８を密着させることができるので印字精度が向上する。

インクジェット記録装置の主要な構造を示す上面図の一例である。 インクジェット記録装置のうち、帯電ローラと搬送ベルトの概略図の一例である。 インクジェット記録装置の制御部のブロック説明図の一例である。 インクジェット記録装置の高圧印加部の上面図の一例である。 インクジェット記録装置の高圧印加部の側面図の一例である。 従来の帯電制御ではピンホールが発生しうる処理手順を示すフローチャート図の一例である。 副走査エンコーダプリセット回路を用いたフェールセーフ制御を示すフローチャート図の一例である。 カウンタ値の時間変化を示す図の一例である。 ＨＶＰの高圧出力を「ＯＮからＯＦＦ」に設定する際のみ、ハードウェアにより制御するフローチャート図の一例である。 インクジェット記録装置の制御部のブロック説明図の一例である（実施例２）。 ＥＴカウンタを用いたフェールセーフ制御を示すフローチャート図の一例である（実施例２）。 副走査方向の移動距離の時間変化を示す図の一例である。 ＨＶＰの高圧出力を「ＯＮからＯＦＦ」に設定する際のみ、ハードウェアにより制御するフローチャート図の一例である（実施例２）。 インクジェット記録装置の制御部のブロック説明図の一例である（実施例３）。 インクジェット記録装置の主要な構造を示す上面図の一例である（実施例３）。 傷や汚れの検出と、傷や汚れの位置を回避した高圧出力のＯＮ／ＯＦＦの手順を示すフローチャート図の一例である。 インクジェット記録装置の制御部のブロック説明図の一例である（実施例４）。 インクジェット記録装置の側面図の一例である（実施例４）。 給紙モータにトリガ信号を供給するタイミングを定めるタイミングチャートの一例を示す図である。 ＨＶＰ制御部が高圧出力をＯＮするタイミングを制御する手順を示すフローチャート図の一例である。

符号の説明

１１ 搬送ベルト
２２ 記録ヘッド
２３ 帯電ローラ
３０ 制御部
３８ ＡＳＩＣ
４１ ＨＶＰ
４５ 副走査エンコーダ
６１ ＨＶＰ制御部
６２ 副走査エンコーダプリセット回路
６３ エンコーダパルスカウンタ／時間カウンタ回路（ＥＴカウンタ回路）
６４ 特定部位検出回路
６５ 給紙開始指示回路
１００ インクジェット記録装置

Claims (9)

1. 静電力で搬送ベルトに吸着された記録部材にインク液滴を吐出して画像を形成する画像形成装置において、
   搬送ベルトを帯電させる帯電荷印加部と、
   前記帯電荷印加部のオン／オフを制御する帯電制御部と、
   搬送ベルトの所定の変位毎にパルスを出力するエンコーダ・センサと、
   定期的にクロック信号を出力するクロック信号出力部と、
   前記クロック信号により所定時間の経過を、前記パルスにより搬送ベルトの移動量をそれぞれ検出し、前記所定時間における前記移動量が閾値以上か否かを判定する、ハードウェアにより実装された移動判定部と、を有し、
   前記移動判定部により前記移動量が閾値以上でないと判定されると、前記帯電制御部は 前記帯電荷印加部をオフに制御する、
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 搬送ベルトの略全面を走査して、搬送ベルトの傷又は汚れを検出する特定部位検出部と、
   前記特定部位検出部が検出した傷又は汚れの搬送方向の位置を記憶する記憶部と、を有し、
   前記帯電制御部は、傷又は汚れがある部位と前記帯電荷印加部とが近接する際、前記帯電荷印加部をオフに制御する、ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記帯電制御部により、傷又は汚れがある部位を避けて帯電された搬送ベルトの帯電領域に記録部材が吸着されるよう、給紙トレイから搬送ベルトへ給送を開始するタイミングを制御する給紙開始指示部、を有することを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
4. 前記移動判定部は、前記所定時間毎に初期カウント値を記憶させ、前記パルスの検出毎に１つずつ値が小さくなるカウンタ回路を有し、
   前記所定時間経過後の前記カウンタ回路の値が判定閾値Y未満の場合に、前記移動量が閾値以上であると判定する、ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
5. 前記移動判定部は、前記パルスの検出に基づき前記所定時間における搬送ベルトの前記移動量を検出し、
   前記所定時間毎の前記移動量が判定閾値X以上の場合に、前記移動量が閾値以上であると判定する、ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
6. 前記帯電荷印加部がオフの状態で、前記移動判定部により前記移動量が閾値以上であると判定された場合、前記帯電制御部は前記帯電荷印加部をオンに制御する、
   ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
7. ハードウェアにより実装された前記移動判定部が、前記移動量が閾値以上であると判定し、
   前記移動判定部とは別に、前記クロック信号により所定時間の経過を、前記パルスにより搬送ベルトの移動量をそれぞれ検出し、前記所定時間における前記移動量が閾値以上か否かを判定する、ソフトウェアにより実装された判定手段を有する、
   ことを特徴とする請求項６記載の画像形成装置。
8. 前記クロック信号出力部が出力するクロック信号は、時計用のＩＣが生成するリアルタイムクロック信号であり、
   前記移動判定部は、前記リアルタイムクロック信号により所定時間の経過を検出する、
   ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
9. 前記クロック信号出力部が出力するクロック信号は、ＣＰＵが生成するシステムクロック信号であり、
   前記移動判定部は、システムクロック信号を分周して生成した低速クロック信号により所定時間の経過を検出する、
   ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。

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