JP5435340B2 - 蓋装置および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、蓋装置および画像形成装置に関する。

特許文献１には、プリンタカバーの開閉機構において、プリンタカバーを開位置からさらに開いたときにストッパ部が係止部から外れる程度に設定し、プリンタカバーの破壊を防止して耐久性を向上させる構成が記載されている。

特許文献２には、インクジェットプリンタのカバー開閉機構において、カバー本体が所定の回動範囲θを超える過剰な開閉動作で必要以上の負荷が掛かった際に、ヒンジ結合を開放し、カバー本体を離脱可能にする構成が記載されている。

特許文献３には、記録装置のカバー部材に大きな力が加わると、該カバー部材が、破損せずに支持部から外れ、且つカバー部材に特定の方向の力が加わった際には、カバー部材が支持部から外れないようにした構成が記載されている。

特許文献４には、ファクシミリ装置のカバー開閉機構において、カバーに予め定めた角度を超えて開く方向に過度の力が加えられると、カバーが装置本体からねじれて外れる構成が記載されている。

特開平５−１１６４２７号公報 特開２００１―２０５８９５号公報 特開２００４−３０６５２１号公報 特開２００６−２０３７７７号公報

可動範囲を超えた状態で更に開く方向に力が加わった際に支持部から外れる構造の蓋部材において、蓋部材の本体からの脱落を防止する。

請求項１に記載の発明は、本体と、前記本体に開閉可能な状態で取り付けられた開閉部材と、前記開閉部材が予め決められた開閉角度範囲を超える開方向への力を受けた際に、前記開閉部材が前記本体から外れる状態で前記開閉部材を前記本体上で支持する支持部と、前記支持部から外れた前記開閉部材の前記本体からの脱落を防止する脱落防止部材とを備え、前記開閉部材は、開閉時に回転する回転軸を備え、前記支持部は、前記回転軸を保持する溝および前記溝から前記回転軸が外れることを可能にするスリットを備え、前記脱落防止部材は、前記回転軸の周囲の一部を囲む形状を有し、前記回転軸の回転中心から前記スリットを通る直線上を含む位置であって、この直線上の位置の開方向側に設けられていることを特徴とする蓋装置である。

請求項２に記載の発明は、本体と、前記本体に開閉可能な状態で取り付けられた開閉部材と、前記開閉部材が予め決められた開閉角度範囲を超える開方向への力を受けた際に、前記開閉部材が前記本体から外れる状態で前記開閉部材を前記本体上で支持する支持部と、前記支持部から外れた前記開閉部材の前記本体からの脱落を防止する脱落防止部材とを備え、前記支持部から外れた前記開閉部材を閉める動作を防止する閉動作防止手段を備えることを特徴とする蓋装置である。

請求項３に記載の発明は、本体と、前記本体に開閉可能な状態で取り付けられた開閉部材と、前記開閉部材が予め決められた開閉角度範囲を超える開方向への力を受けた際に、前記開閉部材が前記本体から外れる状態で前記開閉部材を前記本体上で支持する支持部と、前記支持部から外れた前記開閉部材の前記本体からの脱落を防止する脱落防止部材とを備え、前記支持部は、窪みと、前記窪みに嵌め込まれる球体とを備えていることを特徴とする蓋装置である。

請求項４に記載の発明は、請求項２または３に記載の発明において、前記開閉部材は、開閉時に回転する回転軸を備え、前記脱落防止部材は、前記回転軸の周囲の一部を囲む形状を有することを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の発明において、前記脱落防止部材は、前記本体に対して復帰が可能な状態での変形が可能とされていることを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、前記本体は画像形成装置であり、前記画像形成装置は、画像形成材料を収納する収納装置が着脱自在な状態で装着される空間を備え、請求項１〜５のいずれか一項に記載の蓋装置は、前記空間に蓋をする装置であることを特徴とする画像形成装置である。

請求項１に記載の発明によれば、可動範囲を超えた状態で更に開く方向に力が加わった際に支持部から外れる構造の蓋部材において、蓋部材の本体からの脱落が防止される。

請求項２に記載の発明によれば、開閉部材が支持部から外れると、開閉部材を閉められなくなる構造が提供される。

請求項３に記載の発明によれば、開閉軸を傾ける動きに対して開閉部材が外れ難い構造が得られる。

請求項４に記載の発明によれば、開閉部材の本体からの脱落が防止されると共に、開閉部材の本体への取り付けや取り外しが容易に行える。

請求項５に記載の発明によれば、開閉部材が脱落防止部材に接触した際における脱落防止部材の破損が防止される。

請求項６に記載の発明によれば、請求項１〜５のいずれか一項に記載の発明の優位性を示す蓋装置を備えた画像形成装置が得られる。

実施形態の画像形成装置の斜視図である。 図１の一部を拡大した拡大図である。 図１の一部を拡大した概念図である。 シャフトがシャフト受けから外れた状態を示す斜視図である。 シャフトがシャフト受けから外れた状態を示す概念図である。 支持部の他の構造を示す斜視図である。 脱落防止部材の取り付け構造の他の一例を示す概念図である。

（１）第１の実施形態
（構成）
以下、本発明の一例を説明する。図１は、実施形態の画像形成装置の斜視図である。図１には、画像形成装置１００が示されている。画像形成装置１００は、外部から供給された画像データに基づき、紙媒体等の記録媒体に画像を形成し、それを出力する機能を有する。画像形成装置１００は、本体１０２に対して開閉する開閉部材１０３を備えている。開閉部材１０３は、蓋となる部材であり、その開閉は、開閉部材１０３を手で持ち、開閉操作を行うことで行われる。

画像形成装置１００は、引き出し可能な用紙収納部１０４を備えている。用紙収納部１０４に収納された記録シートである用紙に本体１０２内部において画像が形成され、画像が形成された用紙は、用紙排出面１０５に排出される。

開閉部材１０３を開けることで本体１０２には、開口１０６が形成される。開口１０６の内部には、図示されないトナーボトルが装着される。このトナーボトルは、本体１０２に対して着脱が自在であり、収納するトナーが無くなったら取り外し、新たなものを装着可能な構成とされている。このトナーボトルの交換の際に開閉部材１０３が開放され、開口１０６内部の空間へのアクセスが確保される。この開口１０６内部へのアクセスが必要でない状況においては、開閉部材１０３が閉鎖され、開口１０６内部への異物の進入が防止される。

図２は、図１の符号Ａの部分を拡大した拡大図である。図３は、図２の一部分をＸ軸正方向から見た状態を示す概念図である。図２には、開閉部材１０３を本体１０２に対して開閉自在な状態で支持する構造が記載されている。開閉部材１０３には、開閉時の回転軸となるシャフト１０７が固定されている。シャフト１０７は、シャフト受け１０８ａ、１０８ｂによって回転自在な状態で支持されている。シャフト受け１０８ａと１０８ｂは、同じ構造であり、シャフト１０７は、この２つのシャフト受け１０８ａ、１０８ｂによって、間隔をおいた２箇所において回転自在な状態で支持されている。

シャフト受け１０８ａ、１０８ｂは、樹脂により構成され、ベース部１０９と一体な構造とされている。ベース部１０９は、本体１０２に固定されている。以下、シャフト受け１０８ａ、１０８ｂについて説明する。これら２つのシャフト受けは、同じ構造であるので、ここではシャフト受け１０８ａについて説明する。

図３に示すように、シャフト受け１０８ａの上部であって、水平方向から１２０°の方向を含む位置には、シャフト１０７の軸方向に延長するスリット１１１が形成されている。スリット１１１の下には、シャフト１０７を保持する溝１２１が形成されている。この溝１２１は、図のＹ軸方向（シャフト１０７の軸方向）に延長し、シャフト１０７の外周（円周）に沿った断面の形状を有している。この構造において、シャフト１０７を溝１２１に保持させた状態で、シャフト１０７は溝１２１の内周に接触しつつ回転することが可能な構造とされている。つまり、溝１２１の外周の一部がスリット１１１を設けることで切り欠かかれた構造となっている。

溝１２１の下部からは、下方に延びるスリット１２２が形成されている。シャフト受け１０８ａは、樹脂により構成され、更にスリット１２２が形成されているので、シャフト１０７を上方（図のＹ軸正方向）からスリット１１１に押し当てると、弾性変形が生じ、スリット１１１が図３における左右方向に開く。ここで、更にシャフト１０７を下方に押し込むと、シャフト１０７がスリット１１１の下の溝１２１に収まり、樹脂の変形が元に戻り、シャフト１０７がシャフト受け１０８ａに回転自在な状態で保持される。この状態が図２、図３に示されている。ここでは、シャフト受け１０８ａに着目して説明したが、シャフト受け１０８ｂについても同様な機能により、シャフト１０７の保持が行われる。

また、シャフト受け１０８ａ、１０８ｂの間の符号１１２部分において、シャフト１０７の外径が太くなっている。この部分は、シャフト受け１０８ａ、１０８ｂに支持されている状態で、シャフト１０７がＸ軸方向に移動することを防ぐスライド防止部として機能する。

スライド防止部１１２には、回転防止部材１１３が取り付けられている。回転防止部材１１３は、開閉部材１１３と反対の方向に延長している板状の部材である。回転防止部材１１３の長さは、図２に示す状態では、シャフト１０７を回転させても、ベース部１０９に接触しない寸法とされている。したがって、受け１０８ａ、１０８ｂにシャフト１０７が支持されている図２、３の状態においては、シャフト１０７の回転を回転防止部材１１３が邪魔することはない。回転防止部材１１３の機能については後述する。

ベース部１０９から脱落防止部材１１４が、シャフト１１６を囲むように湾曲しつつ上方に延長している。脱落防止部材１１４は、シャフト１０７が、受け１０８ａ、１０８ｂから外れた際に、シャフト１０７が本体１０２から脱落し、本体１０２との係わり合いがなくなる事態を防止する部材である。この機能については後述する。脱落防止部材１１４は、樹脂製であり、受け１０８ａ、１０８ｂおよびベース部１０９と一体にモールド形成されている。脱落防止部材１１４は、樹脂の持つ弾性変形機能により、有る程度の変形が許容される構造とされている。

図３に示すように、シャフト受け１０８ａにおけるスリット（割）１１１の両側は、非対称な構造とされている。すなわち、スリット１１１の脱落防止部材１１４の側の縁１２３が、その反対側の縁１２４に比較して低くされている。また、シャフト１０７の上部を覆う面積も縁１２３の側で相対的に小さく、縁１２４の側で相対的に大きな値とされている。この構造は、シャフト受け１０８ｂにおいても同じである。

（動作）
シャフト１０７をシャフト受け１０８ａ、１０８ｂに保持させた状態において、開閉部材１０３を手で持って、開閉操作を行うと、シャフト１０７がシャフト受け１０８ａ、１０８ｂに対して摩擦しつつ回転し、開閉部材１０３が本体１０２に対して開閉する。開閉部材１０３が動く範囲（開閉範囲）は、閉めた状態（水平状態）から１２０°回転する範囲とされ、開閉部材は１２０°回転させた状態（開状態）で姿勢が保持される。それより大きく開こうとすると、開閉部材１０３の一部が本体１０２に接触し、物理的にそれより開方向に動かない構造とされている。

開閉範囲の開動作側の限界を超えるように無理に開閉部材１０３に力を加えると、シャフト受け１０８ａ、１０８ｂ上部のスリット（例えば符号１１１）の下方からシャフト１０７が上方に移動しようとする力が加わる。この結果、シャフト受け１０８ａ、１０８ｂを構成する樹脂材料の弾性変形作用により、その上部のスリット（例えば符号１１１）が開き、シャフト１０７がシャフト受け１０８ａ、１０８ｂから外れる。つまり、シャフト１０７が本体１０２から外れる。

この際、図３に示すように溝１２１上部の縁１２３と１２４の断面形状が非対称とされ、図３の右斜め上方向にシャフト１０７が外れ易い構造とされているので、シャフト１０７が外れる方向は、脱落防止部材１１４の方向に誘導される。この点は、シャフト受け１０８ｂにおいても同じである。

シャフトの回転中心からスリット１１１を通る直線上を含む位置であって、この直線上の位置から開方向側に脱落防止部材１１４が設けられており、シャフト受け１０８ａ、１０８ｂから外れたシャフト１０７は、脱落防止部材１１４があるので、本体１０２からは脱落せず、脱落防止部材１１４に引っ掛かった状態となる。この状態が、図４、図５に示されている。この状態では、シャフト１０７が脱落防止部材１１４の内側に引っ掛かっているので、開閉部材１０３が本体１０２から外れて脱落することはない。

また、開閉範囲を超えて、開閉部材１０３を無理に開方向に押した際に、その力が強いと、シャフト１０７がシャフト受け１０８ａ、１０８ｂから外れて後に、脱落防止部材１１４に勢いを持った状態で接触する。脱落防止部材１１４はシャフト受け１０８ａ、１０８ｂと同様の樹脂材料で一体的に成型されているので、シャフト１０７が勢いを持った状態で接触した際、この衝撃により脱落防止部材１１４が弾性変形し、その力が吸収される。

図４、５に示す状態から、シャフト１０７をシャフト受け１０８ａ、１０８ｂに支持させた状態（図１〜３の状態）とするには（つまり元に戻すには）、まずシャフト１０７をシャフト受け１０８ａおよび１０８ｂの上部のスリット（例えば符号１１１）に接触させ、下方に向けて力を加える。そして、このスリットの部分を弾性変形させることで、シャフト１０７を通過させ、溝１２１にシャフト１０７を保持させる。こうして、図１〜図３に示す状態とする。

また、図４、５に示す状態において、開閉部材１０３を閉じようとすると、シャフト１０７が図５の時計回り方向に回転するが、この際に回転防止部材１１３がベース部１０９に接触するので、開閉部材１０３を図５の閉じる方向に更に回転させることができず、開閉部材１０３を閉めることができない。つまり、シャフト１０７がシャフト受け１０８ａ、１０８ｂから外れた状態では、開閉部材１０３を閉めることができない。

なお、この状態において、開閉部材１０３を閉めるには、一旦、図１〜３に示す状態に戻せばよい。図１〜図３に示す状態とすることで、開閉部材１０３を閉じる操作を行っても、回転防止部材１１３がベース部１０９に接触せず、開閉部材１０３の正常な閉動作を行うことができる。

（優位性）
開閉部材１０３を設定された可動範囲を超えて無理に開けようとした場合に、シャフト１０７がシャフト受け１０８ａ、１０８ｂから外れる。これにより、シャフト１０７の破損やシャフト受け１０８ａ、１０８ｂの破損が防止される。

シャフト受け１０８ａ、１０８ｂから外れたシャフト１０７は、脱落防止部材１１４に引っかかり、本体１０２から脱落して離れることが防止される。このため、開閉部材１０３の紛失が防止される。また、画像形成装置１００は、卓上に設置されている場合が多いが、そのような場合における開閉部材１０３の画像形成装置１００からの脱落に起因する床面への衝突による破損が防止される。

また、開閉部材１０３を無理に開けようとする力が強く、勢い余ってシャフト１０７が脱落防止部材１１４に押し付けられても、その力が樹脂により構成される脱落防止部材１１４の弾性変形により吸収される。このため、無理な操作に起因するシャフト１０７の破損や脱落防止部材１１４の破損、更に脱落防止部材１１４を支える構造部分の破損が防止される。

図４、５に示すシャフト受け１０８ａ、１０８ｂからシャフト１０７が外れた状態においては、回転防止部材１１３の働きにより、シャフト１０７の閉方向の回転（図５の反時計回り方向の回転）が阻害される。このため、シャフト１０７がシャフト受け１０８ａ、１０８ｂから外れた状態での開閉部材１０３の閉動作が防止される。

脱落防止部材１１４は、シャフト１０７の周囲全てを覆っていない。このため、このシャフト１０７の周囲を覆っていない部分から、シャフト１０７を通して、シャフト受け１０８ａ、１０８ｂへのシャフト１０７の取り付け作業が行える。また、開閉部材１０３が破損する等して、開閉部材１０３を交換する際にも、この脱落防止部材１１４の隙間を利用してのシャフト１０７の取り外し、および取り付けの作業が行える。

（２）第２の実施形態
シャフトの支持構造の他の一例を説明する。図６には、開閉部材１０３（図１〜３参照）のシャフト（図２、３の符号１０７参照）の支持構造３００が示されている。図６（Ａ）は、シャフトを支持部に取り付けた状態を示す、図６（Ｂ）は、シャフトを支持部から外した（分離した）状態が示されている。

図６には、シャフト３０１が示されている。シャフト３０１は、図２、３のシャフト１０７に相当し、図６では図示省略されている開閉部材１０３（図１、２参照）に固定されている。シャフト３０１は、シャフト保持部材３０２に回転自在な状態で保持されている。シャフト保持部材３０２の下部には、凸型噛み合い部材３０３が固定されている。

凸型噛み合い部材３０３は、Ｙ軸負の方向から見て、９０°ずれた４箇所の角度位置に放射状に凸部が形成されている。凸型噛み合い部材３０３の中央部は、球形状となっている。凸型噛み合い部材３０３は、凹型噛み合い部材３０４に結合することで、本体側に取り付けられる。

すなわち、凹型噛み合い部材３０４は、樹脂により構成され、凸型噛み合い部材３０３に噛み合う形状とされている。凹型噛み合い部材３０４の噛み合う部分の中心には、球３０５が嵌る窪み３０６が形成されている。この窪み上部内側の寸法は、球３０５の直径よりも小さな寸法とされ、図６（Ｂ）に示す状態から、凸型噛み合い部材３０３を下方に押し付け、球３０５を凹型噛み合い部材３０４に押し付けると、凹型噛み合い部材３０４の上部を球３０５が押し広げ、窪み３０６に球３０５が嵌まり込む。この結果、図６（Ａ）に示す状態が得られる。

凹型噛み合い部材３０４の下部は、樹脂により形成されたベース部３０７に固定されている。ベース部３０７は、図示省略した画像形成装置の筐体に固定されている。ベース部３０７には、ベース部３０７と一体に成形された樹脂製の脱落防止部材３０８が固定されている。脱落防止部材３０８の役割は、図２、３の脱落防止部材１１４と同じである。

図６では図示省略されている開閉部材を、可動範囲を超えて更に開けようとする場合を説明する。この場合、あるレベル以上の力が加わると、球３０５が窪み３０６から外れ、凸型噛み合い部材３０３が凹型噛み合い部材３０４から外れる。その際、脱落防止部材３０８があるので、図４、５の場合と同様にシャフト３０１の装置本体からの脱落が防止される。

図６に示す支持構造は、球３０５の窪み３０６への嵌め込み構造により連結が行われる。この構造では、噛み合い構造により、凹型噛み合い部材３０４が凸型噛み合い部材３０３をＸ軸方向においても支えている。このため、図示するようにシャフト３０１を本体上で支える部分が一箇所であっても、Ｘ―Ｙ平面内でシャフト３０１を傾けようとする力にある程度耐える。

また、凸型噛み合い部材３０３と凹型噛み合い部材３０４との結合がＸ軸線上の一箇所で行われるので、シャフト３０１をＸ―Ｙ平面内で傾けようとした場合にこの結合部分に加わるテコの原理に起因する力を抑えることができる。このため、シャフト３０１をＸ―Ｙ平面内で傾けようとする力に対して凸型噛み合い部材３０３が凹型噛み合い部材３０４から外れ難い構造が得られる。

例えば開閉部材の開閉操作時において、開閉方向に対して左右にぶれる力が開閉部材に加わる場合がある。このような場合に、図６に示す構造は、容易に開閉部材が外れない構造となる。

（３）第３の実施形態
脱落防止部材の支持構造の変形例を説明する。図７は、脱落防止部材の支持構造の他の一例を示す概念図である。図７において、図３と符号が同じ部分は、第１の実施形態で説明した部分と同じである。

図７には、脱落防止部材１４０が示されている。脱落防止部材１４０は、第１の実施形態の場合と同様に樹脂により形成され、形状も第１の実施形態の場合と同じである。この例では、段落防止部材１４０がヒンジ機構１４１を介して取り付け部１４２に取り付けられている。なお、取り付け部１４２は、ベース部１０９と一体化された構造部分である。

ヒンジ機構１４１では、脱落防止部材１４０に固定された軸１４３が、回転自在な状態で取り付け部１４２に支持されている。そして、軸１４３には、捻りコイルばね１４４が装着され、脱落防止部材１４０を図の右の方向に動かした際に、捻りコイルばね１４４の反発力により、脱落防止部材１４０が元の位置（図７の状態）に戻ろうとする構造とされている。

この例では、シャフト１０７が、シャフト受け１０８ａから外れ、図４、５に示す状態となった際に、更にシャフト１０７が脱落防止部材１４０に押し付けられると、脱落防止部材１４０の弾性変形に加えて、捻りコイルばね１４４の作用により、脱落防止部材１４０が図の右回り方向に回転する。これにより、無理な操作に起因する力が吸収され、脱落防止部材１４０の破損やその支持構造の破損が生じ難い構造が得られる。

（その他の応用例）
本発明の適用は、実施形態の例示に限定されない。画像形成装置において適用可能な部位としては、記録紙を外部から供給（所謂手差しを行う）する部分の開閉部、感光体ドラムとトナーカートリッジとが一体化した画像形成ユニットの交換を行う開閉部、接続ケーブルや電子記録媒体（ＵＳＢメモリ等）を接続するコネクタが配置された部分の蓋の開閉部等が挙げられる。

本発明は、蓋装置および画像形成装置に利用することができる。

１００…画像形成装置、１０２…本体、１０３…開閉部材、１０４…用紙収納部、１０５…用紙排出面、１０６…開口、１０７…シャフト、１０８ａ…シャフト受け、１０８ｂ…シャフト受け、１０９…ベース部、１１１…スリット、１１２…スライド防止部、１１３…回転防止部材、１１４…脱落防止部材、１２１…溝、１２２…スリット、１２３…縁、１２４…縁、３００…支持構造、３０１…シャフト、３０２…シャフト保持部材、３０３…凸型噛み合い部材、３０４…凹型噛み合い部材、３０５…球、３０６…窪み、３０７…ベース部、３０８…脱落防止部材。

Claims (6)

1. 本体と、
   前記本体に開閉可能な状態で取り付けられた開閉部材と、
   前記開閉部材が予め決められた開閉角度範囲を超える開方向への力を受けた際に、前記開閉部材が前記本体から外れる状態で前記開閉部材を前記本体上で支持する支持部と、
   前記支持部から外れた前記開閉部材の前記本体からの脱落を防止する脱落防止部材と
   を備え、
   前記開閉部材は、開閉時に回転する回転軸を備え、
   前記支持部は、前記回転軸を保持する溝および前記溝から前記回転軸が外れることを可能にするスリットを備え、
   前記脱落防止部材は、前記回転軸の周囲の一部を囲む形状を有し、前記回転軸の回転中心から前記スリットを通る直線上を含む位置であって、この直線上の位置の開方向側に設けられていることを特徴とする蓋装置。
2. 本体と、
   前記本体に開閉可能な状態で取り付けられた開閉部材と、
   前記開閉部材が予め決められた開閉角度範囲を超える開方向への力を受けた際に、前記開閉部材が前記本体から外れる状態で前記開閉部材を前記本体上で支持する支持部と、
   前記支持部から外れた前記開閉部材の前記本体からの脱落を防止する脱落防止部材と
   を備え、
   前記支持部から外れた前記開閉部材を閉める動作を防止する閉動作防止手段を備えることを特徴とする蓋装置。
3. 本体と、
   前記本体に開閉可能な状態で取り付けられた開閉部材と、
   前記開閉部材が予め決められた開閉角度範囲を超える開方向への力を受けた際に、前記開閉部材が前記本体から外れる状態で前記開閉部材を前記本体上で支持する支持部と、
   前記支持部から外れた前記開閉部材の前記本体からの脱落を防止する脱落防止部材と
   を備え、
   前記支持部は、
   窪みと、
   前記窪みに嵌め込まれる球体と
   を備えていることを特徴とする蓋装置。
4. 前記開閉部材は、開閉時に回転する回転軸を備え、
   前記脱落防止部材は、前記回転軸の周囲の一部を囲む形状を有することを特徴とする請求項２または３に記載の蓋装置。
5. 前記脱落防止部材は、前記本体に対して復帰が可能な状態での変形が可能とされていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の蓋装置。
6. 前記本体は画像形成装置であり、
   前記画像形成装置は、画像形成材料を収納する収納装置が着脱自在な状態で装着される空間を備え、
   請求項１〜５のいずれか一項に記載の蓋装置は、前記空間に蓋をする装置であることを特徴とする画像形成装置。
   

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