JP6374617B2 - Cylindrical printing jig and printing apparatus using cylindrical printing jig - Google Patents
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Description
本発明は、テーブル移動型の印刷装置に使用する取り外し自由な円筒印刷用治具及びその円筒印刷用治具を用いる印刷装置に関する。 The present invention relates to a detachable cylindrical printing jig used in a table moving type printing apparatus and a printing apparatus using the cylindrical printing jig.
汎用の印刷装置を利用して曲面印刷を行うための印刷用治具が従来知られている(特許文献1参照)。また円筒状部分を有する立体物への印刷を行う、被印刷体保持部材を備えたインクジェットプリンタが従来知られている(特許文献2参照)。また、複数の異なる形状の被印刷物を一括して印刷できる立体形状印刷物用印刷用治具が従来知られている(特許文献3参照)。 A printing jig for performing curved surface printing using a general-purpose printing apparatus is conventionally known (see Patent Document 1). Further, an ink jet printer having a printing body holding member that performs printing on a three-dimensional object having a cylindrical portion is conventionally known (see Patent Document 2). Further, a printing jig for a three-dimensional printed material capable of printing a plurality of different shapes of printed materials at once is known (see Patent Document 3).
従来の此種の治具は、プリンタ装置専用に治具を設けてテーブルを交換するなど大がかりな作業が必要であったり、また、プリンタ装置テーブルの駆動を用いるものでも、駆動のための構造を改良して付加するなど、プリンタ装置への取り付けが大変な作業であり簡単にできないという問題点がある。
また、プリンタ装置に治具を取り付けるだけでは、円筒の上面部分にしか印刷はできないため円筒の周面全体に印刷を行う場合には円筒を回転させるための機構が必要であり、また、多種の径の円筒に対応するのに複雑な機構を必要とするなどの問題点がある。そして円筒や板状のシートなど対象物を変更しながら印刷を行うためにはできるだけ簡単に装置に装着できることが必要である。
本発明は、上記問題点を解決することを目的とし、テーブル移動型のプリンタに使用する円筒印刷用治具において、プリンタへの取り付けや取り外しが自由に簡単にでき、また取り付けが自由で簡単であり、多種の径の円筒に対応できるようにしたものである。This type of conventional jig requires a large-scale work such as replacing the table by providing a jig dedicated to the printer device, and even when using a printer device table drive, it has a structure for driving. There is a problem that attachment to the printer device is a difficult task and cannot be easily performed.
In addition, if only a jig is attached to the printer device, printing can be performed only on the upper surface portion of the cylinder. Therefore, when printing is performed on the entire peripheral surface of the cylinder, a mechanism for rotating the cylinder is necessary. There is a problem that a complicated mechanism is required to cope with a cylinder with a diameter. In order to perform printing while changing an object such as a cylinder or a plate-like sheet, it is necessary to be able to mount the apparatus as easily as possible.
The present invention aims to solve the above-mentioned problems, and in a cylindrical printing jig used for a table moving type printer, it can be easily attached to and detached from the printer, and the attachment is free and simple. There are various cylinders with different diameters.
上記目的を達成するため、本発明は、移動式のテーブルを備えた印刷装置に用いられる円筒印刷用治具であって、印刷装置の機体に脱着可能に固定可能な基部20と、該基部20とは別体の可動部24と、該可動部24が前記基部20に対して前記テーブルの搬送方向へ移動しないように連結する連結機構と、前記可動部24に配備され前記テーブルに前記可動部24の重量により接触し前記テーブルの移動を円筒型印刷媒体の回転に変換するローラ機構とを備えたことを特徴とする。
また本発明は、前記ローラ機構を、前記可動部24に回転自在に連結し前記テーブルと接触する第1の回転ローラ30と、前記可動部24に回転自在に連結し、前記第1の回転ローラ30又は該第1の回転ローラ30と連動するローラ31とで円筒型印刷媒体を載置するための第2の回転ローラ32とで構成したことを特徴とする。
また本発明は、前記可動部24に、前記テーブルに接触するように前記ローラ機構と所定の間隔を存して補助輪36を回転自在に軸支したことを特徴とする。
また本発明は、前記連結機構を、一方側が、前記基部20に回転自在に連結し、他方側が前記テーブルの移動方向と平行な方向に前記可動部24に設けられた案内部46にスライド自在に連結する第1のリンク部22と、一方側が前記可動部24の一方側に回転自在に連結し、他方が前記第1のリンク部22の中間部に回転自在に連結する第2のリンク部40とで構成したことを特徴とする。
また本発明は、前記可動部24を互いに平行な一対の細長状の板部材から成る側枠部24a,24bにより構成し、一対の側枠部24a,24b間に前記第1の回転ローラ30と第2の回転ローラ32を回転自在に掛架し、一対の側枠部24a,24b間に前記第1のリンク部22の自由端側をこれに突設した軸部44と側枠部24a,24b側の前記テーブルの移動方向に平行な方向に伸びる案内部46を介してスライド自在に掛架し、一対の側枠部24a,24bの各々に前記第2のリンク部40を回転自在に軸支したことを特徴とする。
また本発明は、前記一対の側枠部24a,24b間に補強部26,27,28を架設したことを特徴とする。
また本発明は、前記可動部24に、前記テーブル面に対して垂直な方向に直線状に延びる長穴54とねじ52のうちのいずれか一方を設け、前記基部20に前記長穴54とねじ52のうちのいずれか他方を設け、前記長穴54に前記基部20又は側枠部24に螺合するねじ50の軸部をスライド自在に嵌合し、前記ねじ50により前記可動部24を前記基部20に固定可能としたことを特徴とする。
また本発明は、移動式のテーブルを備えた印刷装置であって、基部20と、該基部20とは別体の可動部24と、該可動部24が前記基部20に対して前記テーブルの搬送方向へ移動しないように連結する連結機構と、前記テーブルに前記可動部24の重量により接触し前記テーブルの移動を円筒型印刷媒体の回転に変換する前記可動部24に配備されたローラ機構とから構成される円筒印刷用治具を備え、該円筒印刷用治具の前記基部20を機体に脱着可能に固定可能としたことを特徴とするものである。
また本発明は、前記連結機構が、前記可動部24を前記基部20に昇降自在に連結する構成であることを特徴とする。In order to achieve the above object, the present invention is a cylindrical printing jig used in a printing apparatus having a movable table, and a
Further, according to the present invention, the roller mechanism is rotatably connected to the
Further, the present invention is characterized in that the
Further, according to the present invention, one side of the connection mechanism is rotatably connected to the
Further, according to the present invention, the
Further, the present invention is characterized in that reinforcing
Further, according to the present invention, the
Further, the present invention is a printing apparatus including a movable table, and includes a
Further, the present invention is characterized in that the connecting mechanism is configured to connect the
本発明は、プリンタ装置に治具の一部を固定して、あとは可動部をテーブルに載せるだけの構造であるため、取り付け取り外しが自由で簡単であり、しかも治具に載せる円筒の径が変わってもテーブルの高さをその径に合わせて調整するだけで簡単に対応することが可能である。しかも、テーブル移動型の印刷装置のテーブルに治具を載せるだけでテーブルの移動の力を利用して円筒の円周全面への印刷対応が可能であり、しかも治具を外せばそのまま通常のテーブル移動型の印刷装置としてすぐに使用が可能になる。 Since the present invention has a structure in which a part of the jig is fixed to the printer device and the movable part is simply placed on the table, the attachment and removal are free and simple, and the diameter of the cylinder placed on the jig is small. Even if it changes, it is possible to cope with it simply by adjusting the height of the table according to its diameter. In addition, it is possible to print on the entire circumference of the cylinder by using the force of moving the table just by placing the jig on the table of the table moving type printing device. It can be used immediately as a mobile printing device.
以下に本発明の実施の形態を添付した図面を参照して詳細に説明する。
図3は、インクジェットプリンタ2に、円筒印刷用治具4を装着した状態の外観説明図を示している。プリンタ2の機体6には、インクジェット型の印刷ヘッド8を、主走査方向(Y軸方向)に案内するヘッド案内レール10が架設されている。印刷ヘッド8は、ヘッドキャリッジに一体的に形成され、該ヘッドキャリッジは、ヘッド案内レール10に移動自在に連結している。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 3 is an explanatory view of the appearance of the
プリンタ2の機体6には、テーブル12が設けられ、該テーブル12(図1参照)は、機体6の前後方向(X軸方向)に移動可能なX軸移動体14に昇降機構16(図1参照)を介して支持されている。X軸移動体14は、機体6に配設されたX軸ガイド18に沿って移動可能に取り付けられ、コントローラの制御によりX軸方向に移動するように構成されている。プリンタ2の機体6には、テーブル昇降ハンドル(図示省略)が設けられ、このハンドルを操作することで、テーブル12の高さをヘッド8の主走査方向(Y軸方向)に対して平行を保持した状態で変えることができ、印刷対象物とインクジェットヘッドとの距離を個々の対象物の高さに対して調整することができるようにされている。
The
上記プリンタ2は、治具4を外した状態では、通常の平坦な面を有するメディアへの印刷を行うために使用される。メディアへの印刷では、テーブル12上にメディアをセットし、コントローラの制御により、、テーブル12をX軸方向に移動させながら、印刷ヘッド8を、ヘッド案内レール10に沿ってY軸方向に往復移動させ、印刷ヘッド8から紫外線硬化型インクをメディアの頂部の印刷施行エリアに吐出して、メディアの印刷施行エリアに印刷を行う。またメディアの印刷施行エリアの幅aに対しノズル8aの幅が広い場合にはノズル8aの使用する範囲をメディアの印刷施行エリアの幅aに対応する範囲bに設定してもよい。なお一定の厚みがあるメディアへの印刷を行う場合には、テーブルを下げ印刷ヘッド8とメディア62との距離を調整して印刷を行う。ヘッドキャリッジには、紫外線照射装置(図示省略)が装備され、印刷時、メディアの印刷面に紫外線が照射される。なおインクは印刷対象物との組み合わせにより必要なものを使用すればよく、紫外線硬化型インクに限定されるものではない。
The
治具4は、図4に示すように、矩形の板部材から成る基部20と、矩形の板部材から成る第1のリンク部22と、一対の互いに平行な側枠部24a,24bからなる可動部24と、板部材から成る補強部26と、軸状の補強部27,28と、断面円形の第1の回転ローラ30と、断面円形の第2の回転ローラ32と、左右各一対の補助輪36,38と、第2の左右一対の第2のリンク部40とから構成されている。基部20の一方には、基部20を、プリンタ2の機体6の前部壁6aに脱着可能に固定するためのクランプ機構41が設けられている。
As shown in FIG. 4, the
基部20の両側部には、取付片が直角方向に形成され、これに第1のリンク部22の一方の両側部が回転自在に軸42に支えられている。第1のリンク部22の他方は、左右に突出する軸44が側枠部24の、テーブル12の前後移動方向に長い長穴から成る案内部46にスライド自在に嵌合している。可動部24の互いに平行な側枠部24a,24b間には、板状の補強部26の両側部と、軸状の補強部27,28の両端が連結している。
Mounting pieces are formed at right angles on both sides of the
側枠部24a,24b間には、第1の回転ローラ30と第2の回転ローラ32が互いに所定の段差と間隔を有して、回転自在に掛架されている。なお本実施形態では印刷時のテーブルの搬送方向において下流側の第1の回転ローラ30が下方にあり第2の回転ローラ32が上方に配置してあるが、これは印刷時に印刷対象である円筒物が第2の回転ローラ32を乗り越えないようにするためにこの様な位置関係にしてあるが、必要に応じて位置は調整すればよく構造としてはこれに限定されるものでは無い。側枠部24a,24bの前後には、補助輪36,38が回転自在に軸支されている。第2のリンク部40の各一方は、側枠部24a,24bの前方に回転自在に軸48により支持され、第2のリンク部40の各他方は、第1のリンク部22の中間部の側部に回転自在にそれぞれ軸50により支持されている。
Between the
基部20の横幅は、テーブル12に合わせて設定されている。基部20には、その後方の両側部に立ち上がり部が形成され、この立ち上がり部に形成されたねじ穴に螺合するねじ52の軸部が側枠部24a,24bに形成された長穴54にスライド自在に嵌合している。昇降ガイド用の長穴54は側枠部24a,24bをローラ30、補助輪38又は補助輪36を介して自重によりテーブル12に平行に載置した状態において、テーブル12面に対して垂直方向にまっすぐ伸びるように設定されている。なお、長穴54を基部20側に設け、ねじ52を側枠部24側に設けてもよい。
The width of the
テーブル12の高さ調整時、ねじ52の軸部はテーブル12の上下動に伴って、長穴54に沿ってスライドし、上下動する。テーブル12の高さの調整が完了したところで、ねじ52を締め、可動部24を基部20に固定する。
第1の回転ローラ30は、第2の回転ローラ32よりも大径に形成され、テーブル12面との間に摩擦が生じるようにゴム面から成る摩擦面が表面に設けられており、またその摩擦面はメディア62に接触しメディア62に回転を与えることにも使用されている。When adjusting the height of the table 12, the shaft portion of the
The first
互いに平行な同一平面上に位置する側枠部24a,24bの下面24cに対して回転ローラ30及び補助輪36,38の各下面の突出量は同一に設定され、テーブル12上の可動部24の補助輪36と回転ローラ30は、可動部24の自重により、テーブル12に接触し、可動部24はテーブル12上に水平に支持されるように補助輪36と回転ローラ30の取り付け位置が設定されている。またテーブル12上の可動部24の補助輪38と回転ローラ30は、可動部24の重量により、テーブル12に接触し可動部24はテーブル12上に水平に支持されるように補助輪36と回転ローラ30の取り付け位置が設定されている。第2の回転ローラ32は、その下面が第1の回転ローラ30の下面よりも高く設定され、テーブル12面には接触しないように構成されている。
The protruding amounts of the lower surfaces of the
側枠部24a,24bに形成された案内部46の長手方向は、側枠部24a,24bの長手方向即ちテーブル24のX軸方向の搬送方向に対して平行な方向に設定されている。一方、長穴54は垂直な方向即ちテーブル12の昇降方向に対して平行な方向に設定されている。治具4を、プリンタ2の機体6に固定するには、まず最初にハンドルを操作し装置のテーブル12を印刷ヘッド8に対して治具が入る程度に下げておく。治具を付けた後にテーブルを下げても良いが、間違ってヘッドが印刷領域に移動した時に治具に当たらないように最初に下げておく方が良い。次に治具4の基部20を、プリンタ2の機体6の上面に配置し、基部20の係止板60を基板6の前部壁6aの背面に配置し、クランプ機構41のクランプ軸56をレバー58を操作して機体6の壁面に圧接することで、治具4は、機体6の前部壁6aに固定される。この固定は、レバー58を操作して、クランプ軸56を後退させることにより簡単に解除することができる。尚、クランプ機構41は、どのような構成のものでも用いることが可能であり、内部構造の説明は省略する。また装置の機体6にネジなどで固定するようにしても良く、簡単に着脱できて固定ができれば特にどの様な構造を用いても良い。
本実施形態においては、図1に示すように、リンク機構の軸42,50間距離と、軸48,50間距離と、軸50,44間距離は同一に設定され、軸48は軸42の直下に配置されている。The longitudinal direction of the
In the present embodiment, as shown in FIG. 1, the distance between the
治具4の基部20をプリンタ2の機体6に固定すると、可動部24は、自重により、補助輪36と回転ローラ30を介して、又は補助輪38と回転ローラ30を介してテーブル12上に載置される。この状態において、第1の回転ローラ30と第2の回転ローラ32の間の部分に、丁度印刷ヘッド8のインク吐出経路の直下に位置するようにローラ30,32の位置が設定されている。なおローラ30,32の位置は印刷メディア62が円筒である場合、印刷装置にて対応できる範囲内の直径(テーブルの上下動で対応できる範囲)において、たとえメディア62の直径が大きかったり小さかったりしてもメディア62の印刷ヘッド8の直下の位置は同じになるように設定されている。円筒の被印刷物であるメディア62をローラ30,32に載せ、メディア62表面の印刷高さを位置決めするには、プリンタ2のテーブル高さ調整ハンドルを操作し、目盛りを見ながらテーブル12を上下動させる。
When the
尚、プリンタ2に高さ自動調整機構を設け、メディアの高さをセンサで検出し、高さ調整を自動的に行う構成であっても良い。また印刷面の位置の高さ(上限位置)を規制する部材を装置に設け、その規制面にメディア62を当接させるまでテーブル12を上げ印刷面の位置決めを行うようにしてもよい。テーブル12を図1(B)に示すように、上昇させるとリンク機構の連結軸50は、回転軸42を中心として回転しながら上昇し、軸44は、案内部46に沿って図中、右方向にスライド移動する。テーブル12を最上昇位置に上昇すると、連結軸48は、回転軸42と高さが一致し、軸部44は、案内部46の右に移動する。テーブル12を上昇位置から下降すると、連結軸50は、回転軸42を中心として回転しながら下降し、軸44は、長穴46に沿って図中、左方向にスライド移動する。
The
テーブル24の上下動に伴い、連結軸48は、直線方向に沿って上下動し、このテーブル24に対しては、図1中、左右の移動は阻止される。そのため、メディア62の高さ調整時に、メディア62の位置が、印刷ヘッド8の移動経路の直下からX軸方向即ち、テーブル24の搬送方向にずれることがない。
図1において、軸部44が、案内部46のガイド面に沿って左右方向(X軸方向)に移動自在なため、可動部24は、テーブル12の上下動と連動して、テーブル12に対して水平な状態を保持したまま上下動が可能である。As the table 24 moves up and down, the connecting
In FIG. 1, since the
しかるに、テーブル12の上下動のとき、可動部24が、図1中、左右にずれようとすると、この可動部24の左右にずれようとする荷重は、リンク部40を介して、リンク部22の中間部の軸50を押し上げ又は押し下げる方向に作用する。リンク部22が、このリンク部40の押し上げ又は押し下げ方向の荷重によって、軸42を中心として回転することができれば、軸48即ち可動部24がX軸方向にずれてしまうことになる。しかるにリンク部22は、軸44が図中、左右方向(X軸方向)に延びる案内部46の長穴に嵌合しているので、案内部46に対して上下に移動できない。
However, when the
そのためリンク部22の軸42を中心とする回転は、可動部24の重量と可動部24に形成された案内部46のガイド面によって阻止され、軸48がテーブルの上下動に伴ってX軸方向に移動することはなく、軸48の基部20に対するX軸上の位置即ち、回転ローラ30,32の印刷ヘッド移動経路に対するX軸上の位置は変化しない。
図5(A)(B)(C)(D)は、テーブル位置と印刷範囲の関係を示している。
図5(A)は、テーブル12がプリンタ2の奥に移動した状態を示している。テーブル12は、可動部24の後方の補助輪36に接触する位置に示しているが、さらに後方の外れた位置からテーブル12を移動させる構造の場合には、補助輪36のさらに後方の可動部24の先端部分にテーブル12に乗り上げるための補助輪を設けておいてもよい。本件の構造ではテーブル12が可動部24から外れた位置にあっても、リンク機構の軸44が可動部24にぶつかることなくテーブル12をスムーズに動かすことができる。Therefore, the rotation of the
5A, 5B, 5C, and 5D show the relationship between the table position and the print range.
FIG. 5A shows a state where the table 12 has moved to the back of the
図5(B)は、印刷中のテーブル12の位置を示している。印刷中は、第1の回転ローラ30と補助輪36が可動部24の自重によりテーブル12に接触する。テーブル12の図中、矢方向で示すX軸方向の移動に伴い、第1の回転ローラ30は、テーブル12との可動部24の自重による接触摩擦で回転し、これによりメディア62が回転し、第2の回転ローラ32が第1の回転ローラ32とつれ回りする。
FIG. 5B shows the position of the table 12 during printing. During printing, the first
印刷ヘッド8は、メディア62上をY軸方向にインクを吐出しながら往復移動し、メディア62の表面に印刷が行われる。メディア62の頂上部分の印刷範囲の印刷が終了するとテーブル12が前方方向に移動し、その移動により第1の回転ローラ30が回転しメディア62の次の印刷範囲が頂上部分に搬送される。この作業を繰り返してメディア62の周面への印刷を行う。本実施形態では、メディア62の全周に印刷が可能なようにテーブル12の印刷時の移動範囲が設定されており、移動テーブル12の搬送距離が直接メディア周面の搬送距離となるため、メディア62の円周(装置に載せる最大値)以上の距離を第1の回転ローラ30の印刷を行う位置から前方の補助輪38までの距離としている。このように図5(A)でのメディア62の径をdとした場合に、テーブル12が図5(B)の印刷開始位置から印刷終了位置まで移動すると、少なくともd×πの距離が必要になる。そのため、装置で対応できる最大のメディア径dに対応する円周の長さと同じかそれを超えるようにこの距離を設定しておけば、図5(C)のように可動部24がテーブル12上に3点で乗りあげる場合があっても、印刷は終了しており印刷に影響が出ることはない。
The
図5(C)は、印刷終了後にテーブル12が前方に移動された時点の状態を示し、テーブル12は、可動部24の前方の補助輪38に接触し、可動部24は、補助輪36,38と第1の回転ローラ30の3点でテーブル12に接触する。尚、この3点接触状態では印刷は終了しているため、3点で接触しても印刷への影響はないのは前述の通りである。
図5(D)は、印刷終了後、テーブル12が更に前方に移動した状態を示し、テーブル12は、補助輪38と第1の回転ローラ30の2点に接触する。なお図5(A)〜(D)においては、テーブル12の搬送距離を大きく取っているが、本構造では、回転ローラ30に接触した後にメディア62への印刷が行われているため、必要なテーブル12の搬送距離は図5(B)に記載されている印刷開始位置から印刷終了位置までの範囲だけとなるので、効率よく印刷を行いたい場合には、その必要な搬送距離の範囲内だけでテーブル12を移動させるように制御をしてもよい。
なお本実施形態ではヘッドのY軸方向の移動により印刷を行う装置について説明を行ったが、ライン型インクジェットヘッドを用いる場合にはヘッドをY軸方向に移動させることなくテーブルの移動だけでメディア62を連続的に回転させて印刷を行う事も可能であり、本発明の主旨を超えない範囲で構造はいろいろと選択すればよい。FIG. 5C shows a state when the table 12 is moved forward after the printing is finished. The table 12 contacts the
FIG. 5D shows a state in which the table 12 has moved further forward after the printing is completed, and the table 12 contacts two points of the
In the present embodiment, an apparatus for performing printing by moving the head in the Y-axis direction has been described. However, when a line-type inkjet head is used, the medium 62 is moved only by moving the table without moving the head in the Y-axis direction. It is also possible to carry out printing by continuously rotating and the structure may be selected in various ways within a range not exceeding the gist of the present invention.
また、可動部24に配備されテーブル12に可動部24の重量により接触しテーブル12の移動を円筒型印刷媒体62の回転に変換するローラ機構は上記実施形態に示す、第1の回転ローラ30と第2の回転ローラ32の一対のローラの構成に限定されるものではなく、図6に示すように、可動部24に第1のローラ30とは別にローラ31を回転自在に設け、該ローラ31を無端ベルト64あるいはギアなどの動力伝達手段により第1の回転ローラ30に連結し、ローラ31を第1の回転ローラ30と連動して回転するように構成し、該連動する回転ローラ31と第2の回転ローラ32とで円筒型印刷媒体62を支持するようにしてもよく、種々の構成を採用することができる。
In addition, the roller mechanism that is arranged in the
なお、図3に示す本実施例では、基部20及びリンク部22の板部材をテーブルの横幅にあわせているが、リンク機構が作用すれば左右に分離している構造でも良く、その場合は、クランプ機構41をそれぞれに設けて機体6に取り付けるようにしても良い。また、リンク機構を治具4の幅方向の中央付近に設けるような構造にしても良く、その場合は、機体6の取り付け場所も中央部分の一箇所になるなど、本発明は図示した構成や構成部材に限らず、その趣旨を損なわない範囲の変更が可能である。
In the present embodiment shown in FIG. 3, the plate members of the
2 インクジェットプリンタ
4 円筒印刷用治具
6 機体
8 印刷ヘッド
8a ノズル
10 ヘッド案内レール
12 テーブル
14 X軸移動体
16 昇降機構
18 X軸ガイド
20 基部
22 第1のリンク部
24 可動部
26 補強部
27 補強部
28 補強部
30 第1の回転ローラ
31 連動回転ローラ
32 第2の回転ローラ
36 補助輪
38 補助輪
40 第2のリンク部
41 クランプ機構
42 軸
44 軸
46 案内部
48 軸
50 軸
52 ねじ
54 長穴
56 クランプ機構
58 レバー
60 係止板
62 メディア
64 無端ベルト2
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