JPH04307252A - インクジェットヘッド - Google Patents
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- JPH04307252A JPH04307252A JP3072005A JP7200591A JPH04307252A JP H04307252 A JPH04307252 A JP H04307252A JP 3072005 A JP3072005 A JP 3072005A JP 7200591 A JP7200591 A JP 7200591A JP H04307252 A JPH04307252 A JP H04307252A
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- JP
- Japan
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- opposing electrodes
- ink
- conductive ink
- pressure chamber
- inkjet head
- Prior art date
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Links
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
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- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
- B41J2002/14387—Front shooter
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2202/00—Embodiments of or processes related to ink-jet or thermal heads
- B41J2202/01—Embodiments of or processes related to ink-jet heads
- B41J2202/04—Heads using conductive ink
Landscapes
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、インクジェットプリン
タに用いるインクジェットヘッドに関するものである。 。
タに用いるインクジェットヘッドに関するものである。 。
【０００２】
【従来の技術】近年、プリンタへの要求も高速化、低騒
音化、カラー化が益々高まってきており、この意味から
インクジェットプリンタが注目されてきている。
音化、カラー化が益々高まってきており、この意味から
インクジェットプリンタが注目されてきている。
【０００３】インクジェットプリンタの方式は大別して
連続式とオンディマンド方式があり、更にオンディマン
ド方式の中にもピエゾ素子で駆動するカイザー方式、ス
テムメ方式、グールド方式や、熱にてバブルを発生させ
その体積変化にて導電性インクを飛翔させるバブルジェ
ット方式がある。
連続式とオンディマンド方式があり、更にオンディマン
ド方式の中にもピエゾ素子で駆動するカイザー方式、ス
テムメ方式、グールド方式や、熱にてバブルを発生させ
その体積変化にて導電性インクを飛翔させるバブルジェ
ット方式がある。
【０００４】このバブルを発生させる方式もヒータによ
る加熱方式と直接導電性インク自体に電流を流して発熱
させる通電方式があり、本発明は通電方式に関するもの
である。
る加熱方式と直接導電性インク自体に電流を流して発熱
させる通電方式があり、本発明は通電方式に関するもの
である。
【０００５】通電方式は米国特許３１７９０４２（１９
６５．４．２０）にて概念が示されているが、応答周波
数、飛翔の安定性、消費電力および効率等で十分でない
点がある。また、特開昭６０−１９５３９号（１９８５
．１．３１）に開示されたインクジェットヘッドでは吐
出口の直径より小さな幅の金属ストリップを配置してい
ることなどから吐出口径を小さくすることが困難であり
、当然インク滴の直径も大きくなるので高密度化には適
さない。
６５．４．２０）にて概念が示されているが、応答周波
数、飛翔の安定性、消費電力および効率等で十分でない
点がある。また、特開昭６０−１９５３９号（１９８５
．１．３１）に開示されたインクジェットヘッドでは吐
出口の直径より小さな幅の金属ストリップを配置してい
ることなどから吐出口径を小さくすることが困難であり
、当然インク滴の直径も大きくなるので高密度化には適
さない。
【０００６】以下、従来のインクジェットヘッドの一実
施例を図４、図５に基づいて説明する。図４は、従来の
一実施例におけるインクジェットヘッドの部分断面図、
図５は、図４のＡ−Ａ線断面図である。図において１は
、基盤であって、この基盤１の上面に断熱層２が積層さ
れ、この基盤１と平行に複数（図３では１個）の吐出口
３が形成されたノズルプレート４が前記基盤１と一定の
間隔を空けて設けられている。
施例を図４、図５に基づいて説明する。図４は、従来の
一実施例におけるインクジェットヘッドの部分断面図、
図５は、図４のＡ−Ａ線断面図である。図において１は
、基盤であって、この基盤１の上面に断熱層２が積層さ
れ、この基盤１と平行に複数（図３では１個）の吐出口
３が形成されたノズルプレート４が前記基盤１と一定の
間隔を空けて設けられている。
【０００７】さらに、前記断熱層２の上面に信号電極５
Ａとコモン電極５Ｂからなる対向電極５が吐出口３に対
応して一定の間隔を開けてパターン形成されている。こ
のコモン電極５Ｂと信号電極５Ａの間に電流を流すため
に電圧印加装置（図示せず）が設けられている。
Ａとコモン電極５Ｂからなる対向電極５が吐出口３に対
応して一定の間隔を開けてパターン形成されている。こ
のコモン電極５Ｂと信号電極５Ａの間に電流を流すため
に電圧印加装置（図示せず）が設けられている。
【０００８】断熱層２とノズルプレート４との間に絶縁
材からなる仕切り部６が設けられ、各吐出口３間の干渉
を防いでいる。断熱層２と仕切り部６およびノズルプレ
ート４で仕切られた空間は圧力室７であって、この圧力
室７内には信号電極５Ａ側に設けられたインク流路８か
ら導電性インクが流入するように構成されている。
材からなる仕切り部６が設けられ、各吐出口３間の干渉
を防いでいる。断熱層２と仕切り部６およびノズルプレ
ート４で仕切られた空間は圧力室７であって、この圧力
室７内には信号電極５Ａ側に設けられたインク流路８か
ら導電性インクが流入するように構成されている。
【０００９】矢印イは信号電極５Ａとコモン電極５Ｂ間
の導電性インク内を通過する電気力線を示し、Ａで示す
部分は、前記信号電極５Ａおよびコモン電極５Ｂ間の距
離ａ、電極幅ｂ、および電極厚さｃで仕切られた導電性
インクの電流通過部を示す。
の導電性インク内を通過する電気力線を示し、Ａで示す
部分は、前記信号電極５Ａおよびコモン電極５Ｂ間の距
離ａ、電極幅ｂ、および電極厚さｃで仕切られた導電性
インクの電流通過部を示す。
【００１０】なお、図３に示すように吐出口３からは電
気力線イにより電流通過部Ａの導電性インクが自己発熱
して発生する蒸気バブルによる圧力室７に圧力変化を生
じ、インク滴９が吐出する。
気力線イにより電流通過部Ａの導電性インクが自己発熱
して発生する蒸気バブルによる圧力室７に圧力変化を生
じ、インク滴９が吐出する。
【００１１】以上のように構成されたインクジェットヘ
ッドについて以下にその動作を説明する。電圧印加装置
（図示せず）により任意の信号電極５Ａに電圧を加える
と、図３および図４に示すように任意の体積抵抗率を有
する導電性インクの電流通過部Ａで電気力線イが発生し
、電流がこの電気力線イに沿って流れる。よって電流通
過部Ａの導電性インクが、Ｉ２ Ｒにより自己発熱し、
ついには沸騰が始まりバブル（図示せず）が発生する。 これにより圧力室７内の導電性インクの圧力が急激に高
まり、吐出口３からインク滴９が飛び出し、記録紙（図
示せず）に飛翔して付着し、ドットの形成を行なう。も
ちろん、消費された導電性インクは常時インク流路８か
ら補給されるので、前記信号に応じたインク滴９が連続
的に生成され、記録紙に対して任意の連続的なドット形
成が可能となる。
ッドについて以下にその動作を説明する。電圧印加装置
（図示せず）により任意の信号電極５Ａに電圧を加える
と、図３および図４に示すように任意の体積抵抗率を有
する導電性インクの電流通過部Ａで電気力線イが発生し
、電流がこの電気力線イに沿って流れる。よって電流通
過部Ａの導電性インクが、Ｉ２ Ｒにより自己発熱し、
ついには沸騰が始まりバブル（図示せず）が発生する。 これにより圧力室７内の導電性インクの圧力が急激に高
まり、吐出口３からインク滴９が飛び出し、記録紙（図
示せず）に飛翔して付着し、ドットの形成を行なう。も
ちろん、消費された導電性インクは常時インク流路８か
ら補給されるので、前記信号に応じたインク滴９が連続
的に生成され、記録紙に対して任意の連続的なドット形
成が可能となる。
【００１２】なお、断熱層２は導電性インクの自己発熱
を基盤１に逃さず効果的にバブル発生を行なわせるため
のものである。
を基盤１に逃さず効果的にバブル発生を行なわせるため
のものである。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の構成では、電流通過部Ａは理論上均一に発熱するた
め、つまり電流通過部Ａ全体を導電性インクの沸点以上
に発熱させなければならず、エネルギーの無駄が発生す
る。また、実際には対向電極５の形状のばらつきや劣化
、さらには圧力室の形状のばらつきなどにより、沸点近
くの温度になると電流通過部Ａ内のいずれかの部分に沸
騰の核ができ、それが成長するため、沸騰する部分が不
確定となりインク滴の吐出方向のばらつきや大きさに不
揃いが生じる。さらに沸騰部分のばらつきを小さくする
ために、電極間距離や電極幅を５０μ以下にしたり、電
極の端面精度を向上させたりするため、コストアップに
なるという問題点を有していた。
来の構成では、電流通過部Ａは理論上均一に発熱するた
め、つまり電流通過部Ａ全体を導電性インクの沸点以上
に発熱させなければならず、エネルギーの無駄が発生す
る。また、実際には対向電極５の形状のばらつきや劣化
、さらには圧力室の形状のばらつきなどにより、沸点近
くの温度になると電流通過部Ａ内のいずれかの部分に沸
騰の核ができ、それが成長するため、沸騰する部分が不
確定となりインク滴の吐出方向のばらつきや大きさに不
揃いが生じる。さらに沸騰部分のばらつきを小さくする
ために、電極間距離や電極幅を５０μ以下にしたり、電
極の端面精度を向上させたりするため、コストアップに
なるという問題点を有していた。
【００１４】本発明は、前記従来の問題点を解決するた
めになされたもので、導電性インクの吐出方向や大きさ
が安定し、効率の良い低コストのインクジェットヘッド
を提供することを目的としている。
めになされたもので、導電性インクの吐出方向や大きさ
が安定し、効率の良い低コストのインクジェットヘッド
を提供することを目的としている。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明のインクジェット
ヘッドは、導電性インクを吐出する複数の吐出口が形成
されたノズルプレートと、吐出口に対応して設けられた
複数の対向電極と、前記対向電極間に設けられた圧力室
と、前記対向電極に通電電圧を印加する電圧印加装置と
、圧力室内の対向電極間に突出形成され、対向電極間の
任意の一点を結ぶ直線上に少なくとも一つの凹部を形成
した絶縁性の集束部とから構成されている。
ヘッドは、導電性インクを吐出する複数の吐出口が形成
されたノズルプレートと、吐出口に対応して設けられた
複数の対向電極と、前記対向電極間に設けられた圧力室
と、前記対向電極に通電電圧を印加する電圧印加装置と
、圧力室内の対向電極間に突出形成され、対向電極間の
任意の一点を結ぶ直線上に少なくとも一つの凹部を形成
した絶縁性の集束部とから構成されている。
【００１６】
【作用】本発明は、前記の構成により、導電性インクの
電流密度が吐出口の真下の凹部において最大になるので
沸騰箇所が確定でき、インクの飛翔方向が安定するうえ
、必要な部分のインクのみが温度上昇するので消費電力
の低減を実現できる。さらには、対向電極と離れた部分
で沸騰が起こるので電極はキャビテーシヨンと熱の影響
を受けにくい。
電流密度が吐出口の真下の凹部において最大になるので
沸騰箇所が確定でき、インクの飛翔方向が安定するうえ
、必要な部分のインクのみが温度上昇するので消費電力
の低減を実現できる。さらには、対向電極と離れた部分
で沸騰が起こるので電極はキャビテーシヨンと熱の影響
を受けにくい。
【００１７】
【実施例】以下、本発明のインクジェットヘッドの一実
施例を図１から図３を参照しながら説明する。図１は、
本発明のインクジェットヘッドの一実施例を示す断面図
、図２は図１のＢ−Ｂ線断面図、図３は図２のＣ−Ｃ線
断面図である。
施例を図１から図３を参照しながら説明する。図１は、
本発明のインクジェットヘッドの一実施例を示す断面図
、図２は図１のＢ−Ｂ線断面図、図３は図２のＣ−Ｃ線
断面図である。
【００１８】図において、基盤１、断熱層２、吐出口３
、ノズルプレート４、仕切り部６、圧力室７、インク流
路８などは、前記従来のインクジェットヘッドと同じも
のであるから同一の図番を付して詳細は省略する。また
、対向電極５に通電電圧を印加すり電圧印加装置（図示
せず）も従来例の装置と同様である。
、ノズルプレート４、仕切り部６、圧力室７、インク流
路８などは、前記従来のインクジェットヘッドと同じも
のであるから同一の図番を付して詳細は省略する。また
、対向電極５に通電電圧を印加すり電圧印加装置（図示
せず）も従来例の装置と同様である。
【００１９】本実施例が、従来の実施例と相違する点は
、信号電極５Ａとコモン電極５Ｂの間の対向電極５間に
電気力線を集束する絶縁性の集束部１０が設けられてい
ることである。この集束部１０は、対向電極５間の断熱
層２上に半円柱状の突出部１０Ａ が対向電極５間を横
切るように配設され、この突出部１０Ａ の対向電極５
間の中央を結ぶ直線上に凹部１０Ｂ が形成されている
。この凹部１０Ｂ の溝は、図３に示すようにゆるやか
なＶ字溝で、両端部が図２に示すように対向電極５側に
下り傾斜している。したがって、集束部１０の全体形状
は、鞍状に形成されている。Ｆは集束部１０の凹部１０
Ｂ の最深部、ロは対向電極５間の導電性インク内を通
過する電気力線を示している。
、信号電極５Ａとコモン電極５Ｂの間の対向電極５間に
電気力線を集束する絶縁性の集束部１０が設けられてい
ることである。この集束部１０は、対向電極５間の断熱
層２上に半円柱状の突出部１０Ａ が対向電極５間を横
切るように配設され、この突出部１０Ａ の対向電極５
間の中央を結ぶ直線上に凹部１０Ｂ が形成されている
。この凹部１０Ｂ の溝は、図３に示すようにゆるやか
なＶ字溝で、両端部が図２に示すように対向電極５側に
下り傾斜している。したがって、集束部１０の全体形状
は、鞍状に形成されている。Ｆは集束部１０の凹部１０
Ｂ の最深部、ロは対向電極５間の導電性インク内を通
過する電気力線を示している。
【００２０】以上のように構成されたインクジェットヘ
ッドについてその動作を以下、説明する。電圧印加装置
（図示せず）により任意の信号電極５Ａとコモン電極５
Ｂに電位差を発生させると、図１および図２に示すよう
に任意の体積抵抗率を有する導電性インクの電流通過部
Ａで電気力線ロが対向電極５間に発生し、電流がこの電
気力線ロに沿って流れる。ただし、圧力室７中に集束部
１０が設けられているので電気力線ロが曲げられる。電
気力線ロが曲げられるとき、その曲がりの最小半径部分
において電気力線ロは最大密度となる偏りが生じる。し
たがって、対向電極５方向においては集束部１０の頂点
において最も密度が高くなる。そして、電極幅方向にお
いては電極幅中央部Ｆにおいて最も密度が高くなる。よ
って、導電性インクの電流通過部ＡのＦ部分が最も温度
が高く、ついには沸騰が始まりバブリが発生する。これ
により、圧力室７の導電性インクの圧力が急激に高まり
、吐出口３よりインク滴９が飛び出し、記録紙に飛翔し
て付着し、ドットの形成を行なう。もちろん、消費され
た導電性インクは常時インク流路８より補給されるので
、信号に応じたインク滴９が連続的に生成され、記録紙
に対して任意の連続的なドット形成が可能となる。
ッドについてその動作を以下、説明する。電圧印加装置
（図示せず）により任意の信号電極５Ａとコモン電極５
Ｂに電位差を発生させると、図１および図２に示すよう
に任意の体積抵抗率を有する導電性インクの電流通過部
Ａで電気力線ロが対向電極５間に発生し、電流がこの電
気力線ロに沿って流れる。ただし、圧力室７中に集束部
１０が設けられているので電気力線ロが曲げられる。電
気力線ロが曲げられるとき、その曲がりの最小半径部分
において電気力線ロは最大密度となる偏りが生じる。し
たがって、対向電極５方向においては集束部１０の頂点
において最も密度が高くなる。そして、電極幅方向にお
いては電極幅中央部Ｆにおいて最も密度が高くなる。よ
って、導電性インクの電流通過部ＡのＦ部分が最も温度
が高く、ついには沸騰が始まりバブリが発生する。これ
により、圧力室７の導電性インクの圧力が急激に高まり
、吐出口３よりインク滴９が飛び出し、記録紙に飛翔し
て付着し、ドットの形成を行なう。もちろん、消費され
た導電性インクは常時インク流路８より補給されるので
、信号に応じたインク滴９が連続的に生成され、記録紙
に対して任意の連続的なドット形成が可能となる。
【００２１】上記実施例では、集束部１０を鞍状に形成
したが、本発明の集束部１０は必ずしも鞍状に形成した
ものに限定されず、集束部１０の突出部１０Ａ に対向
電極５間の任意の一点を結ぶ直線上に少なくとも一つの
凹部１０Ｂ を形成したものであればよい。したがって
、集束部１０の凹部１０Ｂ は必ずしも一つに限定され
ない。
したが、本発明の集束部１０は必ずしも鞍状に形成した
ものに限定されず、集束部１０の突出部１０Ａ に対向
電極５間の任意の一点を結ぶ直線上に少なくとも一つの
凹部１０Ｂ を形成したものであればよい。したがって
、集束部１０の凹部１０Ｂ は必ずしも一つに限定され
ない。
【００２２】なお、集束部１０に形成された凹部１０Ｂ
は、導電性インクを吐出する方向と反対側の対応部分
、すなわち吐出口３の真下の集束部１０に形成すること
が望ましい。凹部１０Ｂ を吐出口３の真下に設けるこ
とによって、インク滴９の吐出方向のばらつきをなくし
、安定した飛翔をさせれことができる。
は、導電性インクを吐出する方向と反対側の対応部分
、すなわち吐出口３の真下の集束部１０に形成すること
が望ましい。凹部１０Ｂ を吐出口３の真下に設けるこ
とによって、インク滴９の吐出方向のばらつきをなくし
、安定した飛翔をさせれことができる。
【００２３】
【発明の効果】本発明のインクジェットヘッドは、上記
構成により対向電極間の任意の場所の電気力線の密度を
高めて導電性インクを沸騰させるため、沸騰にいたる導
電性インクの発熱部分の体積が小さいため消費電力が少
なく、しかも、導電性インクの沸騰部分を圧力室内の小
体積に確定できるためインク滴の吐出方向が安定し、か
つインク滴の大きさもそろっている。
構成により対向電極間の任意の場所の電気力線の密度を
高めて導電性インクを沸騰させるため、沸騰にいたる導
電性インクの発熱部分の体積が小さいため消費電力が少
なく、しかも、導電性インクの沸騰部分を圧力室内の小
体積に確定できるためインク滴の吐出方向が安定し、か
つインク滴の大きさもそろっている。
【００２４】さらには、対向電極と離れた部分で導電性
インクが沸騰を起こすので、対向電極はキャビテーショ
ンと熱の影響を受けにくく、寿命も長い。また対向電極
上でインクの沸騰が起こらないため、インクの不純物の
堆積も起こりにくく、かつ電極寸法精度の制限が少ない
ため製造コストを低減できる。
インクが沸騰を起こすので、対向電極はキャビテーショ
ンと熱の影響を受けにくく、寿命も長い。また対向電極
上でインクの沸騰が起こらないため、インクの不純物の
堆積も起こりにくく、かつ電極寸法精度の制限が少ない
ため製造コストを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例におけるインクジェットヘッ
ドの断面図である。
ドの断面図である。
【図２】図１のＢ−Ｂ線断面図である。
【図３】図２のＣ−Ｃ線断面図である。
【図４】従来のインクジェットヘッドの断面図である。
【図５】図４のＡ−Ａ線断面図である。
３ 吐出口
４ ノズルプレート
５ 対向電極
７ 圧力室
９ インク滴
１０ 集束部
１０Ａ 突出部
１０Ｂ 凹部
Claims (3)
- 【請求項１】 導電性インクを吐出する複数の吐出口
が形成されたノズルプレートと、吐出口に対応して設け
られた複数の対向電極と、前記対向電極間に設けられた
圧力室と、前記対向電極に通電電圧を印加する電圧印加
装置と、圧力室内の対向電極間に突出形成され、対向電
極間の任意の一点を結ぶ直線上に少なくとも一つの凹部
を形成した絶縁性の集束部とから構成されたことを特徴
とするインクジェットヘッド。 - 【請求項２】 集束部に形成された凹部の少なくとも
一つを導電性インクを吐出する方向と反対側の集束部の
対応部分に形成した請求項１記載のインクジェットヘッ
ド。 - 【請求項３】 対向電極間の任意の一点を結ぶ直線上
に形成された凹部の溝がＶ字溝であって、両端部が対向
電極側に下り傾斜した請求項１または請求項２記載のイ
ンクジェットヘッド。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3072005A JPH04307252A (ja) | 1991-04-05 | 1991-04-05 | インクジェットヘッド |
| US07/863,115 US5400061A (en) | 1991-04-05 | 1992-04-03 | Ink-jet printer head |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3072005A JPH04307252A (ja) | 1991-04-05 | 1991-04-05 | インクジェットヘッド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04307252A true JPH04307252A (ja) | 1992-10-29 |
Family
ID=13476871
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3072005A Pending JPH04307252A (ja) | 1991-04-05 | 1991-04-05 | インクジェットヘッド |
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-
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