JP6107758B2 - ローラ式搬送装置 - Google Patents

Description

本発明は、被搬送物を搬送するローラを備えたローラ式搬送装置に関する。

従来技術として、例えば特許文献１に記載されているように、搬送ローラを回転させることにより被搬送物を搬送するローラ式搬送装置が知られている。従来技術では、搬送ローラが被搬送物と接触した状態で回転することにより、搬送ローラと被搬送物との摩擦力を利用して被搬送物を搬送する。このような搬送装置は、例えば印画紙、フィルム等を搬送する機能を備えたプリンタ等に搭載されている。従来技術では、被搬送物との摩擦力を確保するために、搬送ローラの表面に一定の配列パターンで突起を設けている。

特許第３２７１０４８号公報

上述した従来技術では、搬送ローラの表面に一定の配列パターンで突起を設けている。しかしながら、このような構成では、搬送ローラが回転するときに、配列パターンの周期性に応じて、被搬送物に対する突起の相対位置が周期的に変化し、これに伴って搬送ローラと被搬送物との摩擦力が周期的に変動することがある。このため、従来技術では、搬送ローラを一定の状態で回転させても、摩擦力の変動より被搬送物の搬送量が周期的に変動する現象（搬送量むら）が発生し、搬送量むらにより不具合が生じるという問題がある。具体例を挙げると、例えば被搬送物に画像を印画するプリンタ等においては、搬送量むらが生じると、突起の間隔（突起間ピッチ）に起因する周期的な濃淡が画像に発生し、画質が低下する。

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、搬送ローラの突起間ピッチに起因する周期的な搬送むらを抑制し、印刷装置等における画像の濃度むらを改善することが可能なローラ式搬送装置を提供することにある。

本発明に係るローラ式搬送装置は、軸線を有する円柱状に形成され、被搬送物を搬送するときに軸線を中心として回転するローラ本体と、ローラ本体の外周面に設けられ、被搬送物と接触する突起部と、を備え、突起部は、ローラ本体の外周面を軸方向において区分することにより設定された複数の突起形成領域にそれぞれ複数個ずつ配置し、かつ、個々の突起形成領域では、当該複数個の突起部をローラ本体の周方向に分散して配置し、個々の突起部は、ローラ本体の軸方向に沿って一列に並べられた複数個の突起により構成され、複数の突起形成領域のうち少なくとも１つの突起形成領域に配置された各突起部の周方向の配列パターンは、他の何れかの突起形成領域に配置された各突起部の配列パターンに対して周方向にずらす構成としている。
また、本発明に係るローラ式搬送装置は、軸線を有する円柱状に形成され、被搬送物を搬送するときに軸線を中心として回転するローラ本体と、ローラ本体の外周面に設けられ、被搬送物と接触する突起部と、を備え、突起部は、ローラ本体の外周面を軸方向において区分することにより設定された複数の突起形成領域にそれぞれ複数個ずつ配置し、かつ、個々の突起形成領域では、当該複数個の突起部をローラ本体の周方向に分散して配置し、複数の突起形成領域のうち少なくとも１つの突起形成領域に配置された各突起部の周方向の配列パターンは、他の何れかの突起形成領域に配置された各突起部の配列パターンに対して周方向にずれ、１つの突起形成領域の配列パターンを基準として他の突起形成領域の配列パターンを周方向にずらす量であるオフセット量は、突起形成領域毎に異なるように設定してなる構成としている。
また、本発明に係るローラ式搬送装置は、軸線を有する円柱状に形成され、被搬送物を搬送するときに軸線を中心として回転するローラ本体と、ローラ本体の外周面に設けられ、被搬送物と接触する突起部と、を備え、突起部は、ローラ本体の外周面を軸方向において区分することにより設定された複数の突起形成領域にそれぞれ同じ複数個ずつ配置し、かつ、個々の突起形成領域では、当該複数個の突起部をローラ本体の周方向に一定の間隔で分散して配置し、複数の突起形成領域のうち少なくとも１つの突起形成領域に配置された各突起部の周方向の配列パターンは、他の何れかの突起形成領域に配置された各突起部の配列パターンに対して周方向にずれ、１つの突起形成領域の配列パターンを基準として他の突起形成領域の配列パターンを周方向にずらす量であるオフセット量Ｘは、突起形成領域毎に単位オフセット量Ｚｎずつ異なるように設定し、単位オフセット量Ｚｎは、突起形成領域の個数ｎと、個々の突起形成領域における周方向の突起間ピッチｄとに基いて、Ｚｎ＝ｄ／ｎの式により設定してなる構成としている。

本発明によれば、個々の突起形成領域の突起間ピッチに起因する摩擦力の変動を複数の突起形成領域間で打ち消すことができる。そして、摩擦力の変動が生じる周波数を高周波化し、被搬送物の位置変動の周波数も高周波化することができる。従って、搬送ローラの突起間ピッチに起因する周期的な搬送むらを抑制し、ローラ式搬送装置の性能を向上させることができる。特に、プリンタ等の印画装置においては、画像の濃度むらを目立たなくして改善し、画質を向上させることができる。

本発明の実施の形態１によるローラ式搬送装置を示す斜視図である。 ｎ個の突起形成領域を設定した場合において、ローラ本体の外周面を展開して示す展開図である。 ２個の突起形成領域を設定した場合において、ローラ本体の外周面を展開して示す展開図である。 ２個の突起形成領域を設定した場合において、被搬送物の速度変動振幅の周波数特性を示す特性線図である。 ２個の突起形成領域を設定した場合において、被搬送物の位置変動振幅の周波数特性を示す特性線図である。 ３個の突起形成領域を設定した場合において、被搬送物の速度変動振幅の周波数特性を示す特性線図である。 ３個の突起形成領域を設定した場合において、被搬送物の位置変動振幅の周波数特性を示す特性線図である。

実施の形態１．
以下、図１から図７を参照して、本発明の実施の形態１について説明する。なお、本実施の形態では、ローラ式搬送装置をプリンタ等の印画装置に適用した場合を例示する。また、本実施の形態において、記載または図示された各要素の個数、数量、範囲等の具体値は、特に断りがない限り、本発明を限定するものではない。

図１は、本発明の実施の形態１によるローラ式搬送装置を示す斜視図である。この図に示すように、ローラ式搬送装置は、一対の搬送ローラ１、支持部２、駆動部３等を備えている。各搬送ローラ１は、軸線を有する円柱状に形成され、軸線が互いに平行に配置された状態で、支持部２により回転可能に支持されている。駆動部３は、各搬送ローラ１を互いに逆方向に回転駆動するものである。ローラ式搬送装置の作動時には、駆動部３が作動することにより、各搬送ローラ１が軸線を中心として回転する。これにより、各搬送ローラ１は、紙等の被搬送物を挟持しつつ、後述の突起部１１と被搬送物とが接触したときに生じる摩擦力を利用して、被搬送物を回転方向に搬送する。

次に、搬送ローラ１の構成について説明する。搬送ローラ１は、円柱状のローラ本体１０と、ローラ本体１０の外周面に設けられた複数個の突起部１１とを備えている。図２は、ローラ本体１０の外周面を展開して示す展開図である。この図の上下方向、左右方向は、それぞれローラ本体１０の周方向、軸方向に相当している。なお、本明細書において、「周方向」及び「軸方向」とは、特に断りがない限り、搬送ローラ１（ローラ本体１０）の周方向及び軸方向を意味するものとする。

図２に示すように、個々の突起部１１は、複数個の突起１１Ａ，１１Ｂにより構成されている。なお、図２では、１個の突起部１１を５個の突起１１Ａ，１１Ｂ（具体的には、３個の突起１１Ａと、２個の突起１１Ｂ）により構成する場合を例示している。各突起１１Ａ，１１Ｂは、例えばゴム等の樹脂材料により形成され、予め設定された突出寸法をもってローラ本体１０の外周面から突出している。また、突起１１Ａは、例えば１つの頂点が周方向に向いた三角形状の輪郭を有している。一方、突起１１Ｂは、突起１１Ａと同様の輪郭を有しているが、頂点の向きが周方向において突起１１Ａと逆向きに配置されている。１個の突起部１１を構成する突起１１Ａ，１１Ｂは、軸方向に沿って等間隔で並べられ、突起１１Ａと突起１１Ｂとが軸方向において交互に並ぶように配置されている。

また、ローラ本体１０の外周面には、図１及び図２に示すように、突起部１１を軸方向に分散して配置するときの基準となる複数の突起形成領域Ａが設定されている。各突起形成領域Ａは、ローラ本体１０の外周面を軸方向において複数の領域に区分することにより設定され、互いに軸方向の異なる位置に配置されている。なお、図１では、３つの突起形成領域Ａを軸方向に間隔をもって設定する場合を例示している。また、図２では、ｎ個の突起形成領域Ａ（Ａ１，Ａ２，Ａ３，…，Ａｎ）を設定する場合を例示している。本発明において、突起形成領域Ａの個数ｎは、２以上の任意の整数に設定してよいものである。

突起部１１は、各突起形成領域Ａにそれぞれ複数個ずつ配置されている。また、個々の突起形成領域Ａでは、複数個の突起部１１が周方向に分散して配置されている。より具体的に述べると、突起部１１は、各突起形成領域Ａにそれぞれ同じ個数ずつ配置され、かつ、個々の突起形成領域Ａにおいて周方向に一定の間隔で配置されている。なお、本実施の形態では、図２に示すように、例えば突起部１１の周方向の長さ寸法である周方向長さｄと、突起部１１同士の周方向の離間距離である突起間ピッチｄとを等しい値に設定してもよい。また、１つの突起形成領域Ａに配置された各突起部１１の面積を合計した総突起面積は、各突起形成領域Ａ間で互いに等しくなるように設定されている。

また、個々の突起形成領域Ａに配置された突起部１１の周方向の配列パターンは、他の突起形成領域Ａに配置された突起部１１の配列パターンに対して周方向にずらして配置されている。具体例を挙げると、例えば図２において、各突起形成領域Ａ１〜Ａｎは、それぞれ同じ個数の突起部１１が周方向に等間隔で配置された配列パターンを有している。しかし、各突起形成領域Ａ１〜Ａｎの配列パターンは、全ての突起形成領域間で突起１１の周方向位置が互いに異なるように、周方向にずらして設定されている。

換言すれば、各突起形成領域Ａのオフセット量Ｘは、突起形成領域Ａ毎に異なる値となるように設定されている。なお、オフセット量Ｘとは、１つの突起形成領域Ａ（例えば、突起形成領域Ａ１）の配列パターンを基準として、他の突起形成領域Ａの配列パターンを周方向にずらす移動量（周方向の寸法）を表したものである。なお、本明細書では、「突起形成領域Ａに配置された各突起部１１の周方向の配列パターン」のことを、「突起形成領域Ａの配列パターン」と省略して記載することがある。また、「突起形成領域Ａの配列パターンのオフセット量Ｘ」のことを、「突起形成領域Ａのオフセット量Ｘ」と省略して記載することがある。

また、全ての突起形成領域Ａに対してオフセット量Ｘが小さい領域から順番に番号を付け場合において、各突起形成領域Ａのオフセット量Ｘは、番号が大きくなる毎に単位オフセット量Ｚｎずつ増加するように設定されている。単位オフセット量Ｚｎは、突起形成領域Ａの個数ｎと、個々の突起形成領域Ａにおける突起間ピッチｄとに基いて、下記（１）式により設定される。即ち、上記のように番号付けした任意の突起形成領域Ａの番号をｍ、当該突起形成領域Ａのオフセット量をＸｍとすれば、ｍ番目の突起形成領域Ａのオフセット量Ｘｍは、単位オフセット量Ｚｎに基いて、下記（２）式により設定される。

Ｚｎ＝ｄ／ｎ ・・・（１）
Ｘｍ＝Ｚｎ＊（ｍ−１） ・・・（２）

なお、上記（２）式において、番号ｍは１〜ｎの範囲の整数であり、ｍ＝１の突起形成領域とは、基準の突起形成領域に相当している。また、図２では、突起形成領域Ａ１を基準の突起形成領域とし、突起形成領域Ａｎのオフセット量Ｘを基準の突起形成領域に対して単位オフセット量Ｚｎだけ増加させた構成を例示している。この図では、突起形成領域Ａ１，Ａｎ間に位置する他の突起形成領域の図示を省略している。

次に、図３を参照して、２個の突起形成領域Ａが存在する場合（ｎ＝２）の具体例について説明する。図３は、２個の突起形成領域を設定した場合において、ローラ本体の外周面を展開して示す展開図である。この場合には、前記（１），（２）の式により、単位オフセット量Ｚ２＝ｄ／２となり、２番目の突起形成領域Ａのオフセット量Ｘ２は、単位オフセット量Ｚ２と等しくなる。従って、図３に示すように、例えば突起形成領域Ａ２の各突起部１１の周方向一側（図中の下側）のエッジは、突起形成領域Ａ１の各突起部１１間の隙間の中間位置に配置された状態となる。

このように、上記構成によれば、全ての突起部１１を搬送ローラ１の軸方向からみた投影図において、突起間ピッチｄで離間した任意の２個の突起部１１の間には、他の突起形成領域Ａに属する（ｎ−１）個の突起部１１のエッジが単位オフセット量Ｚｎずつ離間した状態で均等に配置される。

次に、図４から図７を参照して、本実施の形態によるローラ式搬送装置の動作及び効果について説明する。図４は、被搬送物の速度変動振幅の周波数特性を示す特性線図である。図５は、被搬送物の位置変動振幅の周波数特性を示す特性線図である。これらの図は、搬送ローラ１に２つの突起形成領域Ａ１，Ａ２を設定した場合（ｎ＝２）について例示している。また、図６及び図７は、３つの突起形成領域が存在する場合について、図４及び図５と同様の特性線を示したものである。なお、図４から図７中に示す点線は、従来技術のローラ式搬送装置により得られる特性を示している。従来技術とは、複数の突起形成領域を備えていないものである。

搬送ローラ１の回転時には、各突起形成領域Ａにおいて、周方向に離間した複数個の突起部１１が被搬送物と順次接触する。即ち、１つの突起形成領域Ａに着目すると、ある突起部１１が被搬送物から離れた後に、搬送ローラ１が突起間ピッチｄだけ回転すると、次の突起部１１が被搬送物に接触する。被搬送物には、突起部１１との接触時に大きな摩擦力が作用するので、接触の有無によって摩擦力の変動が生じる。この結果、従来技術では、図４及び図５に示すように、被搬送物の速度及び位置が突起間ピッチｄに対応する周波数で変動する。この変動は、画像に濃度むらを生じさせ、画質を低下させる原因となる。

これに対し、本実施の形態では、各突起形成領域Ａの配列パターンを互いに周方向にずらしている。この結果、個々の突起形成領域Ａの突起間ピッチに起因する摩擦力の変動を複数の突起形成領域Ａ間で打ち消すことができる。そして、摩擦力の変動が生じる周波数を高周波化し、被搬送物の位置変動の周波数も高周波化することができる。これにより、画像に生じる濃度むらの変動を、視覚的に目立ちにくい高周波の変動にすることができる。また、被搬送物の位置ｘ、速度ｖ及び振動数ｆの間には、ｘ＝ｖ／（２πｆ）という関係があるので、被搬送物の位置が変動するときの振幅を減少させ、濃度むらの度合いを軽減することができる。

具体例を挙げると、２つの突起形成領域Ａを設けた場合には、図４及び図５に示すように、被搬送物の位置の変動周波数を２倍に高周波化し、変動の振幅を１／２に減少させることができる。また、３つの突起形成領域Ａを設けた場合には、図６及び図７に示すように、被搬送物の位置の変動周波数を３倍に高周波化し、変動の振幅を１／３に減少させることができる。更に言えば、ｎ個の突起形成領域Ａを設けることにより、位置の変動周波数をｎ倍に高周波化し、変動の振幅を１／ｎに減少させることができる。このため、ｎを大きくするほど、高い効果を得ることができる。

従って、本実施の形態によれば、搬送ローラ１の突起間ピッチに起因する周期的な搬送むらを抑制し、ローラ式搬送装置の性能を向上させることができる。特に、プリンタ等の印画装置においては、画像の濃度むらを目立たなくして改善し、画質を向上させることができる。また、本実施の形態によれば、次のような課題を解決することができる。一般に、搬送むらを抑制するためには、突起間ピッチを狭くすることが好ましいが、突起間ピッチを狭くするためには、加工上の制約等から突起を低くする必要がある。一方、突起の機能性を考慮すると、突起には一定の高さが必要となる。

これに対し、本実施の形態では、個々の突起形成領域Ａにおいて、突起部１１の高さを確保するのに十分な突起間ピッチｄを実現することができる。そして、この状態で、各突起形成領域Ａの突起間ピッチｄを合成した全体の突起間ピッチを、単位オフセット量Ｚｎに相当する寸法まで狭くすることができる。

また、本実施の形態では、個々の突起部１１を、ローラ本体１０の軸方向に沿って一列に並んだ複数個の突起１１Ａ，１１Ｂにより構成している。これにより、突起部１１を軸方向において広い範囲に分散することができる。従って、１個の突起部１１から被搬送物に付加される摩擦力を広範囲に分散しつつ、当該摩擦力の強さを適度に調整することができ、搬送ローラ１により被搬送物を安定的に引込むことができる。

また、個々の突起部１１は、三角形状の突起１１Ａと、逆三角形状の突起１１Ｂとを軸方向において交互に配置することにより構成している。これにより、通常の搬送動作により搬送ローラ１を正方向に回転させる場合には、被搬送物に対する突起部１１の接触面積を突起１１Ａの頂点部分から徐々に増加させることができる。また、例えば紙詰まり等により搬送ローラ１を逆回転させる場合には、両者の接触面積を突起１１Ｂの頂点部分から徐々に増加させることができる。従って、何れの方向に回転させる場合でも、被搬送物に対する突起部１１の摩擦力を徐々に増加させ、被搬送物を安定的に引込むことができる。

また、本実施の形態では、突起部１１を各突起形成領域Ａにそれぞれ同じ個数ずつ配置し、かつ、個々の突起形成領域Ａにおいて周方向に一定の間隔で配置している。これにより、搬送ローラ１の回転時には、軸方向及び周方向（回転方向）において、被搬送物に対して均等な摩擦力を安定的に付加することができる。特に、全ての突起形成領域Ａ間で総突起面積を等しくすることにより、上記効果を顕著に発揮することができる。

また、各突起形成領域Ａの配列パターンのオフセット量Ｘを、突起形成領域Ａ毎に異なるように設定したので、突起部１１の周方向位置を全ての突起形成領域Ａ間で互い異ならせることができる。これにより、各突起形成領域Ａの突起間ピッチに起因する摩擦力の変動を周方向に効率よく分散させることができる。特に、本実施の形態では、各突起形成領域Ａのオフセット量Ｘを、単位オフセット量Ｚｎずつ異なるように設定している。これにより、各突起形成領域Ａの配列パターンを単位オフセット量Ｚｎずつ均等にずらして、軸方向からみた各突起部１１の周方向位置を均等化することができる。従って、各突起形成領域Ａの突起間ピッチに起因する摩擦力の変動を最も効率よく軽減することができる。

なお、前記実施の形態１では、全ての突起形成領域Ａからなる突起形成領域全体の軸方向の中間位置を基準として、各突起形成領域Ａの配列パターンを軸方向の一側と他側とで対称となるように構成してもよい。これにより、搬送ローラ１の軸方向の両側において、被搬送物に対して摩擦力を均等に付加することができ、搬送動作を更に安定的に行うことができる。

また、実施の形態１では、全ての突起形成領域Ａの配列パターンを相互に異ならせる構成とした。しかし、本発明では、必ずしも全ての突起形成領域Ａの配列パターンを異ならせる必要はなく、少なくとも２つの突起形成領域Ａの配列パターンを周方向にずらす構成とすればよいものである。また、実施の形態１では、各突起形成領域Ａに突起部１１を３個ずつ配置したが、本発明はこれに限らず、１つの突起形成領域Ａには、２個の突起部１１または４個以上の突起部１１を配置してもよい。また、１つの突起形成領域Ａに配置された突起部１１の個数が突起形成領域Ａ間で異なる構成としてもよい。

また、本発明において、突起１１Ａ，１１Ｂの形状は、三角形状に限定されるものではなく、四角形等の他の任意の形状に設定してよいものである。また、１個の突起部１１は、複数形状の突起により構成してもよいし、全て同形状の突起により構成してもよい。また、各突起１１Ａ，１１Ｂは、軸方向に対して斜めに並べる構成としてもよい。更には、１個の突起部１１を単一の突起により構成してもよい。

また、実施の形態１では、プリンタ等の印画装置に適用する場合を例示した。しかし、本発明はこれに限らず、搬送ローラを回転させて被搬送物を搬送する装置であれば、プリンタ以外の各種のローラ式搬送装置に適用することができる。

１ 搬送ローラ，２ 支持部，３ 駆動部，１０ ローラ本体，１１ 突起部，１１Ａ，１１Ｂ 突起，Ａ，Ａ１，Ａ２，Ａｎ 突起形成領域，Ｘ，Ｘ２，Ｘｍ オフセット量，Ｚｎ，Ｚ２ 単位オフセット量

Claims (6)

1. 軸線を有する円柱状に形成され、被搬送物を搬送するときに前記軸線を中心として回転するローラ本体と、
   前記ローラ本体の外周面に設けられ、被搬送物と接触する突起部と、を備え、
   前記突起部は、前記ローラ本体の外周面を軸方向において区分することにより設定された複数の突起形成領域にそれぞれ複数個ずつ配置し、かつ、個々の突起形成領域では、当該複数個の突起部を前記ローラ本体の周方向に分散して配置し、
   個々の前記突起部は、前記ローラ本体の軸方向に沿って一列に並べられた複数個の突起により構成され、
   前記複数の突起形成領域のうち少なくとも１つの突起形成領域に配置された前記各突起部の周方向の配列パターンは、他の何れかの突起形成領域に配置された前記各突起部の配列パターンに対して周方向にずらす構成としたローラ式搬送装置。
2. 軸線を有する円柱状に形成され、被搬送物を搬送するときに前記軸線を中心として回転するローラ本体と、
   前記ローラ本体の外周面に設けられ、被搬送物と接触する突起部と、を備え、
   前記突起部は、前記ローラ本体の外周面を軸方向において区分することにより設定された複数の突起形成領域にそれぞれ複数個ずつ配置し、かつ、個々の突起形成領域では、当該複数個の突起部を前記ローラ本体の周方向に分散して配置し、
   前記複数の突起形成領域のうち少なくとも１つの突起形成領域に配置された前記各突起部の周方向の配列パターンは、他の何れかの突起形成領域に配置された前記各突起部の配列パターンに対して周方向にずれ、
   １つの突起形成領域の配列パターンを基準として他の突起形成領域の配列パターンを周方向にずらす量であるオフセット量は、前記突起形成領域毎に異なるように設定してなるローラ式搬送装置。
3. 前記突起部は、前記複数の突起形成領域にそれぞれ同じ個数ずつ配置し、かつ、個々の突起形成領域において周方向に一定の間隔で配置してなる請求項１または２に記載のローラ式搬送装置。
4. 軸線を有する円柱状に形成され、被搬送物を搬送するときに前記軸線を中心として回転するローラ本体と、
   前記ローラ本体の外周面に設けられ、被搬送物と接触する突起部と、を備え、
   前記突起部は、前記ローラ本体の外周面を軸方向において区分することにより設定された複数の突起形成領域にそれぞれ同じ複数個ずつ配置し、かつ、個々の突起形成領域では、当該複数個の突起部を前記ローラ本体の周方向に一定の間隔で分散して配置し、
   前記複数の突起形成領域のうち少なくとも１つの突起形成領域に配置された前記各突起部の周方向の配列パターンは、他の何れかの突起形成領域に配置された前記各突起部の配列パターンに対して周方向にずれ、
   １つの突起形成領域の配列パターンを基準として他の突起形成領域の配列パターンを周方向にずらす量であるオフセット量Ｘは、前記突起形成領域毎に単位オフセット量Ｚｎずつ異なるように設定し、
   前記単位オフセット量Ｚｎは、前記突起形成領域の個数ｎと、個々の突起形成領域における周方向の突起間ピッチｄとに基いて、Ｚｎ＝ｄ／ｎの式により設定してなるローラ式搬送装置。
5. １つの突起形成領域に配置された前記各突起部の面積を合計した総突起面積は、前記各突起形成領域間で互いに等しくなるように設定してなる請求項１から４のうち何れか１項に記載のローラ式搬送装置。
6. 前記各突起形成領域の配列パターンは、全ての突起形成領域からなる突起形成領域全体の軸方向の中間位置を基準として、軸方向の一側と他側とで対称となるように構成してなる請求項１から５のうち何れか１項に記載のローラ式搬送装置。

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