JPH0457503B2 - - Google Patents
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- JPH0457503B2 JPH0457503B2 JP58177282A JP17728283A JPH0457503B2 JP H0457503 B2 JPH0457503 B2 JP H0457503B2 JP 58177282 A JP58177282 A JP 58177282A JP 17728283 A JP17728283 A JP 17728283A JP H0457503 B2 JPH0457503 B2 JP H0457503B2
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- Japan
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- liquid
- electrode
- heat generating
- resistor
- potential
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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
- B41J2/14016—Structure of bubble jet print heads
Landscapes
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔技術分野〕
本発明は発熱によつて飛翔液滴を形成し記録を
行う液体噴射記録装置に関する。
行う液体噴射記録装置に関する。
第１図ａは従来の液体噴射記録ヘツドの一例を
示す平面断面図であり、第１図ｂは第１図ａにお
けるＡ−Ａ断面図である。同図において、基板１
上には発熱手段、すなわち電気−熱変換部（以
下、発熱部と記す）２と導電部３とが形成され、
その上に、図示されていないが、保護膜が形成さ
れている。発熱部２の各々は溝付板４により仕切
られて熱作用室５と液供給室６とが形成されてい
る。熱作用室５の一端には吐出口７があり、液体
はここから噴射される。噴射される液体は、吐出
口７とは反対側に設けられた液供給パイプ８を通
して供給され、液供給室６および熱作用室５を満
たしている。
示す平面断面図であり、第１図ｂは第１図ａにお
けるＡ−Ａ断面図である。同図において、基板１
上には発熱手段、すなわち電気−熱変換部（以
下、発熱部と記す）２と導電部３とが形成され、
その上に、図示されていないが、保護膜が形成さ
れている。発熱部２の各々は溝付板４により仕切
られて熱作用室５と液供給室６とが形成されてい
る。熱作用室５の一端には吐出口７があり、液体
はここから噴射される。噴射される液体は、吐出
口７とは反対側に設けられた液供給パイプ８を通
して供給され、液供給室６および熱作用室５を満
たしている。
吐出口７からの液体の噴射は発熱部２の発熱に
よつて引き起こされる。所望の位置の発熱部２
は、その発熱部２が接続している導電部３に所定
のパルス電圧が印加されることによつて発熱す
る。この電圧が印加されると、熱によつて発熱部
２の近傍にある液体は瞬時のうちに気化し、その
気泡は熱作用室５内で急激に成長する。この圧力
によつて吐出口７側にある液体は吐出口７から急
速に押し出され、飛翔液滴となつて記録部材に付
着し記録が行われることとなる。次いで、印加電
圧がオフされると気泡は急速に収縮し、消滅す
る。
よつて引き起こされる。所望の位置の発熱部２
は、その発熱部２が接続している導電部３に所定
のパルス電圧が印加されることによつて発熱す
る。この電圧が印加されると、熱によつて発熱部
２の近傍にある液体は瞬時のうちに気化し、その
気泡は熱作用室５内で急激に成長する。この圧力
によつて吐出口７側にある液体は吐出口７から急
速に押し出され、飛翔液滴となつて記録部材に付
着し記録が行われることとなる。次いで、印加電
圧がオフされると気泡は急速に収縮し、消滅す
る。
このように動作する液体噴射ヘツドにおいて
は、発熱手段（発熱部２および導電部３）が液体
と接触しないように保護膜が設けられている。第
２図は、第１図ｂに示された液体噴射記録ヘツド
の発熱部２の近傍を拡大して、より詳細に示した
断面図である。同図において、基板１上には抵抗
体９と電極１０が形成されており、抵抗体９だけ
の部分が第１図における発熱部２に、抵抗体９と
電極１０の重なつた部分が第１図における導電部
３にそれぞれ対応している。これら発熱手段とし
ての抵抗体９と電極１０は保護膜１１によつて液
体１２から保護されている。
は、発熱手段（発熱部２および導電部３）が液体
と接触しないように保護膜が設けられている。第
２図は、第１図ｂに示された液体噴射記録ヘツド
の発熱部２の近傍を拡大して、より詳細に示した
断面図である。同図において、基板１上には抵抗
体９と電極１０が形成されており、抵抗体９だけ
の部分が第１図における発熱部２に、抵抗体９と
電極１０の重なつた部分が第１図における導電部
３にそれぞれ対応している。これら発熱手段とし
ての抵抗体９と電極１０は保護膜１１によつて液
体１２から保護されている。
抵抗体９および電極１０は液体１２に接触する
と、酸化反応や電気分解等の化学反応によつて変
質が生ずる結果、抵抗値が変化したり断線したり
する危険がある。そのために保護膜１１が設けら
れている。この保護膜１１が完全なものであれば
問題はなく、抵抗体９および電極１０は液体１２
と完全に分離され、抵抗体９の高寿命は保証され
る。
と、酸化反応や電気分解等の化学反応によつて変
質が生ずる結果、抵抗値が変化したり断線したり
する危険がある。そのために保護膜１１が設けら
れている。この保護膜１１が完全なものであれば
問題はなく、抵抗体９および電極１０は液体１２
と完全に分離され、抵抗体９の高寿命は保証され
る。
しかしながら、このような理想的な保護膜を形
成するのは事実上極めて困難である。通常の製造
工程においては、不可避的に第２図に示されるよ
うな数ミクロン以下の微小な欠陥点１３が保護膜
１１に生じてしまう。また、抵抗体９の発熱部２
の発熱による熱ストレスやすでに述べたように気
泡の発生、消滅にともなう衝撃等によつても保護
膜１１には欠陥点１３が生じることがわかつてい
る。欠陥点１３が存在すると、液体１２と抵抗体
９および電極１０とが接触し、電気化学的反応が
生じるが、その反応速度は、抵抗体９や電極１０
の種類、抵抗体９の発熱温度、そして液体中の導
電イオンの種類等によつて大きく異なつている。
しかし、通常、発熱部２に欠陥点１３が生じる
と、105〜106回程度のパルス電圧が印加されただ
けで抵抗体９の発熱部２が破壊され断線してしま
い実用的な耐久力を有さない。実用に供するには
すくなくとも108回程度パルス電圧が印加されて
も抵抗体９（特に発熱部２）や電極１０に損傷が
生じない耐久性が必要である。
成するのは事実上極めて困難である。通常の製造
工程においては、不可避的に第２図に示されるよ
うな数ミクロン以下の微小な欠陥点１３が保護膜
１１に生じてしまう。また、抵抗体９の発熱部２
の発熱による熱ストレスやすでに述べたように気
泡の発生、消滅にともなう衝撃等によつても保護
膜１１には欠陥点１３が生じることがわかつてい
る。欠陥点１３が存在すると、液体１２と抵抗体
９および電極１０とが接触し、電気化学的反応が
生じるが、その反応速度は、抵抗体９や電極１０
の種類、抵抗体９の発熱温度、そして液体中の導
電イオンの種類等によつて大きく異なつている。
しかし、通常、発熱部２に欠陥点１３が生じる
と、105〜106回程度のパルス電圧が印加されただ
けで抵抗体９の発熱部２が破壊され断線してしま
い実用的な耐久力を有さない。実用に供するには
すくなくとも108回程度パルス電圧が印加されて
も抵抗体９（特に発熱部２）や電極１０に損傷が
生じない耐久性が必要である。
このように保護膜１１に欠陥点１３が存在する
と、抵抗体９の発熱部２の寿命が短くなり、その
結果、ヘツドの寿命も短くなる。なぜならば、ひ
とつの抵抗体が破壊された時点がそのヘツドの寿
命でもあるからである。しかし、すでに述べたよ
うに欠陥点１３を完全に除去することは極めて困
難である。また、保護膜１１の膜厚を大きくする
ことは熱効率の低下、入力信号に対する熱応答性
の悪化等の理由から避けねばならない。したがつ
て、従来の記録ヘツドの製造で、短寿命のヘツド
が数ある中に混入することは避けられず、そのた
めに商品信頼性も著しく低下させるという問題点
を有していた。
と、抵抗体９の発熱部２の寿命が短くなり、その
結果、ヘツドの寿命も短くなる。なぜならば、ひ
とつの抵抗体が破壊された時点がそのヘツドの寿
命でもあるからである。しかし、すでに述べたよ
うに欠陥点１３を完全に除去することは極めて困
難である。また、保護膜１１の膜厚を大きくする
ことは熱効率の低下、入力信号に対する熱応答性
の悪化等の理由から避けねばならない。したがつ
て、従来の記録ヘツドの製造で、短寿命のヘツド
が数ある中に混入することは避けられず、そのた
めに商品信頼性も著しく低下させるという問題点
を有していた。
本発明は、以上の如き従来技術に鑑みなされた
ものであり、その目的とするところは発熱手段の
保護膜に従来と同レベルの欠陥点が存在していた
としても実用に供しうる高寿命をもつ液体噴射記
録装置を提供することにある。
ものであり、その目的とするところは発熱手段の
保護膜に従来と同レベルの欠陥点が存在していた
としても実用に供しうる高寿命をもつ液体噴射記
録装置を提供することにある。
〔発明の要旨〕
上記目的を達成するために本発明による液体噴
射記録装置は液体に電位をあたえる電極を設け、
液体の電極を制御することで液体中の導電性イオ
ン（アニオン、カチオン、H+，OH-など）が欠
陥点を通して抵抗体や電極と電気化学的反応を起
こすことを抑制することを特徴とする。
射記録装置は液体に電位をあたえる電極を設け、
液体の電極を制御することで液体中の導電性イオ
ン（アニオン、カチオン、H+，OH-など）が欠
陥点を通して抵抗体や電極と電気化学的反応を起
こすことを抑制することを特徴とする。
以下、本発明の実施例を図面を用いて詳細に説
明する。
明する。
第３図は、本発明による液体噴射記録装置の一
実施例の概略的構成図、第４図は本実施例の配線
図である。電極１０の一端は電源１４によつて電
圧Vhが印加され、抵抗体９の発熱部２を介した
電極１０の他端はスイツチングトランジスタ１５
に接続されている。スイツチングトランジスタ１
５は所定の信号によりオン状態あるいはオフ状態
となり、抵抗体９の発熱部２にパルス状の電圧を
供給する動作を行なう。ここまでの構成は従来と
同様であるが、本発明では、液体１２に接触して
電極１６を設け、電源１７によつて電圧Vinkを
液体１２に印加している。
実施例の概略的構成図、第４図は本実施例の配線
図である。電極１０の一端は電源１４によつて電
圧Vhが印加され、抵抗体９の発熱部２を介した
電極１０の他端はスイツチングトランジスタ１５
に接続されている。スイツチングトランジスタ１
５は所定の信号によりオン状態あるいはオフ状態
となり、抵抗体９の発熱部２にパルス状の電圧を
供給する動作を行なう。ここまでの構成は従来と
同様であるが、本発明では、液体１２に接触して
電極１６を設け、電源１７によつて電圧Vinkを
液体１２に印加している。
図示されるような電極１６を有さない従来の液
体噴射記録ヘツドでは、保護膜１１に欠陥点１３
が存在すると液体１２の電位は電源１４が供給す
る電圧Vhとほぼ同レベルとなる。そのために電
圧Vhが加わつている発熱部２のＡ部分は液体１
２との電位差がほとんどなく、その結果液体１２
と抵抗体９あるいは電極１０との電気化学的反応
はそれほど急速に進行することはなかつた。しか
しＢ部分の電位は、スイツチングトランジスタ１
５がオン状態となると、接地電圧Vgの近くまで
下降するために、液体１２との間にほぼVh−Vg
ほどの電位差が生じてしまう。そのために、欠陥
点１３がＢ部分近傍に存在する場合はその欠陥点
１３を通して電流が流れやすくなり、その結果抵
抗体９と液体１２との間に電気化学的反応が急速
に進行し、最後には抵抗体９が破壊されて断線と
いう事態にいたる。
体噴射記録ヘツドでは、保護膜１１に欠陥点１３
が存在すると液体１２の電位は電源１４が供給す
る電圧Vhとほぼ同レベルとなる。そのために電
圧Vhが加わつている発熱部２のＡ部分は液体１
２との電位差がほとんどなく、その結果液体１２
と抵抗体９あるいは電極１０との電気化学的反応
はそれほど急速に進行することはなかつた。しか
しＢ部分の電位は、スイツチングトランジスタ１
５がオン状態となると、接地電圧Vgの近くまで
下降するために、液体１２との間にほぼVh−Vg
ほどの電位差が生じてしまう。そのために、欠陥
点１３がＢ部分近傍に存在する場合はその欠陥点
１３を通して電流が流れやすくなり、その結果抵
抗体９と液体１２との間に電気化学的反応が急速
に進行し、最後には抵抗体９が破壊されて断線と
いう事態にいたる。
しかしながら欠陥点よる電気化学的反応の進行
については、まだ十分に解明されたわけではな
い。ただ確かなことは、上述したように液体１２
の電位が高く抵抗体９（あるいは電極１０）の電
位が低い場合には液体１２から抵抗体９（あるい
は電極１０）へ電流が流れやすく、逆の場合、す
なわち抵抗体９（あるいは電極１０）の電位の方
が液体１２の電位より高い場合は電流が流れにく
い、という点がある。
については、まだ十分に解明されたわけではな
い。ただ確かなことは、上述したように液体１２
の電位が高く抵抗体９（あるいは電極１０）の電
位が低い場合には液体１２から抵抗体９（あるい
は電極１０）へ電流が流れやすく、逆の場合、す
なわち抵抗体９（あるいは電極１０）の電位の方
が液体１２の電位より高い場合は電流が流れにく
い、という点がある。
したがつて、液体１２の電位の方が高ければ抵
抗体９（あるいは電極１０）との電気化学的反応
は速やかに進行し、逆に抵抗体９（あるいは電極
１０）の電位が液体１２の電位より高いか、ある
いはあまり差がない場合は電流が流れにくいため
に電気化学的反応はあまり進行しない。その結
果、抵抗体９（特に発熱部２）や電極１０の寿命
が長くなる。本発明はこの現象を利用したもので
ある。
抗体９（あるいは電極１０）との電気化学的反応
は速やかに進行し、逆に抵抗体９（あるいは電極
１０）の電位が液体１２の電位より高いか、ある
いはあまり差がない場合は電流が流れにくいため
に電気化学的反応はあまり進行しない。その結
果、抵抗体９（特に発熱部２）や電極１０の寿命
が長くなる。本発明はこの現象を利用したもので
ある。
第３図および第４図における電極１６は液体１
２に電位を与えるために設けられている。このた
めに電極１６の電位Vinkを電源１７によつて調
整することで液体１２の電位を調整し、液体１２
と抵抗体９（あるいは電極１０）の電気化学的反
応が抑制される状態をつくりだすことが可能とな
る。
２に電位を与えるために設けられている。このた
めに電極１６の電位Vinkを電源１７によつて調
整することで液体１２の電位を調整し、液体１２
と抵抗体９（あるいは電極１０）の電気化学的反
応が抑制される状態をつくりだすことが可能とな
る。
次に、第５図ないし第１１図を用いて電極１６
の取り付け場所の具体例を示す。
の取り付け場所の具体例を示す。
電極１６は液体電位の制御を行える部位であれ
ばどこに設けても一向にさしつかえないが液体の
電位制御の容易さから考えて抵抗体の発熱部２か
ら約１mm以内の場所に取り付けるのが望ましい。
発熱部２からあまり離れると、液体の電気抵抗な
どによつて所望の電位に設定することが困難にな
つてくる。また、電極１６を発熱手段の上にある
保護膜１１をはさんだ一などのあまりに近い場所
に取り付けると、保護膜１１の絶縁破壊等の原因
となる可能性がある。したがつて、発熱手段と電
極１６の間には少なくとも液体が介在し、かつ１
mm以上離れない場所に電極１６を取り付けること
が最も望ましいこととなる。
ばどこに設けても一向にさしつかえないが液体の
電位制御の容易さから考えて抵抗体の発熱部２か
ら約１mm以内の場所に取り付けるのが望ましい。
発熱部２からあまり離れると、液体の電気抵抗な
どによつて所望の電位に設定することが困難にな
つてくる。また、電極１６を発熱手段の上にある
保護膜１１をはさんだ一などのあまりに近い場所
に取り付けると、保護膜１１の絶縁破壊等の原因
となる可能性がある。したがつて、発熱手段と電
極１６の間には少なくとも液体が介在し、かつ１
mm以上離れない場所に電極１６を取り付けること
が最も望ましいこととなる。
この点を考慮すると、第５図に示されるように
熱作用室５の上壁に電極１６を取り付ける場合
は、発熱部近傍に電極が形成でき、しかも上壁に
メツキ等の手段で電極形成した後にヘツドを組立
てることで工程の煩雑さ等の不都合が生じないと
いう利点がある。また熱作用室５の側壁面に取り
付けることも同様に望ましい。
熱作用室５の上壁に電極１６を取り付ける場合
は、発熱部近傍に電極が形成でき、しかも上壁に
メツキ等の手段で電極形成した後にヘツドを組立
てることで工程の煩雑さ等の不都合が生じないと
いう利点がある。また熱作用室５の側壁面に取り
付けることも同様に望ましい。
その他考えられる取り付け場所を第６図ないし
第１０図に示す。
第１０図に示す。
第６図に示されるようにオリフイス面に電極１
６を取り付けてもよいし、第７図に示されるよう
に液供給室６の上壁や、第８図に示されるように
液供給パイプ８に電極１６を取り付けてもよい。
６を取り付けてもよいし、第７図に示されるよう
に液供給室６の上壁や、第８図に示されるように
液供給パイプ８に電極１６を取り付けてもよい。
また、電極１６は板状である必要はなく、第９
図に示されるように棒状の電極１６を液供給室６
に差し込んでもよい。
図に示されるように棒状の電極１６を液供給室６
に差し込んでもよい。
また第５図ないし第９図に示したような発熱部
２と平行に液体が吐出する方式の液体噴射記録ヘ
ツドではなく、第１０図に示されるような発熱部
２と垂直に液体が吐出する方式の液体噴射記録ヘ
ツドの場合も同様に液体に電位を与えることがで
きる。
２と平行に液体が吐出する方式の液体噴射記録ヘ
ツドではなく、第１０図に示されるような発熱部
２と垂直に液体が吐出する方式の液体噴射記録ヘ
ツドの場合も同様に液体に電位を与えることがで
きる。
第１０図において、発熱部２の上方に吐出口７
があり、吐出口７はオリフイス板１９に設けられ
ている。液体は図示されていない供給パイプから
供給され、液供給室６と熱作用室５を満たしてい
る。この方式のヘツドでは、通常オリフイス板１
９が金属製であるために、オリフイス１９をその
まま液体に電位を与える電極として使用すること
ができる。オリフイス板１９が金属でなければ、
すでに述べたように熱作用室５あるいは液供給室
６に電極１６を設ければよい。
があり、吐出口７はオリフイス板１９に設けられ
ている。液体は図示されていない供給パイプから
供給され、液供給室６と熱作用室５を満たしてい
る。この方式のヘツドでは、通常オリフイス板１
９が金属製であるために、オリフイス１９をその
まま液体に電位を与える電極として使用すること
ができる。オリフイス板１９が金属でなければ、
すでに述べたように熱作用室５あるいは液供給室
６に電極１６を設ければよい。
以上、詳細に説明したように本発明による液体
噴射記録装置は液体の電位を与える電極を熱作用
室の壁面に設けることで液体の電位制御が極めて
容易となり、発熱手段の保護膜に欠陥点が存在し
ていても抵抗体および電極の寿命を伸ばすことが
できるという大きな効果を有する。
噴射記録装置は液体の電位を与える電極を熱作用
室の壁面に設けることで液体の電位制御が極めて
容易となり、発熱手段の保護膜に欠陥点が存在し
ていても抵抗体および電極の寿命を伸ばすことが
できるという大きな効果を有する。
第１図ａは液体噴射記録ヘツドの従来例の一部
破断の平面図、第１図ｂは第１図ａにおけるＡ−
Ａ断面図、第２図は第１図ｂにおける発熱部近傍
を拡大した部分断面図、第３図は本発明による液
体噴射記録装置の一実施例の概略的基本構成図、
第４図は本実施例の配線図、第５図ないし第１０
図は液体に電位を与えるための電極の取付け位置
を示した液体噴射記録装置の概略的断面図であ
る。 ２……発熱部、９……抵抗体、１０……電極、
１１……保護膜、１２……液体、１３……欠陥
点、１６……電極。
破断の平面図、第１図ｂは第１図ａにおけるＡ−
Ａ断面図、第２図は第１図ｂにおける発熱部近傍
を拡大した部分断面図、第３図は本発明による液
体噴射記録装置の一実施例の概略的基本構成図、
第４図は本実施例の配線図、第５図ないし第１０
図は液体に電位を与えるための電極の取付け位置
を示した液体噴射記録装置の概略的断面図であ
る。 ２……発熱部、９……抵抗体、１０……電極、
１１……保護膜、１２……液体、１３……欠陥
点、１６……電極。
Claims (1)
- １ 発熱手段を有し該発熱手段による熱作用によ
つて液体を吐出させる液体噴射記録装置におい
て、前記液体に電位を与えるための電極を熱作用
室壁面に設けたことを特徴する液体噴射記録装
置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17728283A JPS6067162A (ja) | 1983-09-26 | 1983-09-26 | 液体噴射記録装置 |
| US06/652,888 US4626875A (en) | 1983-09-26 | 1984-09-21 | Apparatus for liquid-jet recording wherein a potential is applied to the liquid |
| DE19843435163 DE3435163A1 (de) | 1983-09-26 | 1984-09-25 | Vorrichtung zur fluessigkeitsstrahlaufzeichnung |
| GB08424301A GB2148195B (en) | 1983-09-26 | 1984-09-26 | Liquid-jet recording apparatus |
| HK684/91A HK68491A (en) | 1983-09-26 | 1991-08-29 | Apparatus for liquid-jet recording |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17728283A JPS6067162A (ja) | 1983-09-26 | 1983-09-26 | 液体噴射記録装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6067162A JPS6067162A (ja) | 1985-04-17 |
| JPH0457503B2 true JPH0457503B2 (ja) | 1992-09-11 |
Family
ID=16028307
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17728283A Granted JPS6067162A (ja) | 1983-09-26 | 1983-09-26 | 液体噴射記録装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6067162A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3179042A (en) * | 1962-06-28 | 1965-04-20 | Sperry Rand Corp | Sudden steam printer |
-
1983
- 1983-09-26 JP JP17728283A patent/JPS6067162A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3179042A (en) * | 1962-06-28 | 1965-04-20 | Sperry Rand Corp | Sudden steam printer |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6067162A (ja) | 1985-04-17 |
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