JPS6136876B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6136876B2 JPS6136876B2 JP14736681A JP14736681A JPS6136876B2 JP S6136876 B2 JPS6136876 B2 JP S6136876B2 JP 14736681 A JP14736681 A JP 14736681A JP 14736681 A JP14736681 A JP 14736681A JP S6136876 B2 JPS6136876 B2 JP S6136876B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ink
- nozzle
- water
- polyhydric alcohol
- viscosity
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Landscapes
- Duplication Or Marking (AREA)
- Inks, Pencil-Leads, Or Crayons (AREA)
- Ink Jet (AREA)
Description
本発明は複数のノズルを有するドロツプ・オ
ン・デマンド型インクジエツト記録方法に係り、
特にノズルが目詰まりしにくく、且つ高速記録を
可能にするインク組成物を用いたインクジエツト
記録方法に関する。 従来、ドロツプ・オン・デマンド型インクジエ
ツト記録方法に於ては、特公昭56−18316等で知
られているように40〜80〔wt％〕の多価アルコ
ールと1.5〜11〔wt％〕の水溶性染料及び残分の
水を主成分とするインクが用いられていた。そし
て該組成のインクは、ノズルの周囲やインクの温
度が20〜25〔℃〕の範囲に於て、比較的ノズルの
目詰まりが発生しにくく、インク噴射も安定して
いることは良く知られている。しかしながら、イ
ンクジエツト・プリンタに於ては周囲温度の変化
によりインクの温度が変るとその粘度が増減して
噴射障害を起こすため、通常はインクの温度が約
35〔℃〕程度にコントロールされている。そのた
めノズル近傍の気温が局部的に上昇するので、こ
の傾域の相対湿度が低下する。従つて上記インク
温度のコントロールを行うことにより運転中のノ
ズル目詰まりが起き易くなり、特に印字条件によ
り頻繁にインク噴射がなされるノズル或るいはま
れにしかインク噴射がなされないノズル等複数の
ノズルを有するマルチノズル方式のオン・デマン
ド型ヘツドの場合、まれにしかインク噴射がなさ
れないノズルに於て、インク中の水分の蒸発に伴
なうインク粘度の上昇に起因する噴射障害が多発
するという問題がある。即ち、例えば冬期暖防さ
れた20〔℃〕の室内で湿度が約20〔％RH〕、夏期
冷防された25〔℃〕の室内で湿度が約70〔％
RH〕であるとすると、35〔℃〕にコントロール
されたプリント・ヘツドのノズル付近では湿度が
それぞれ8.3〔％RH〕，39〔％RH〕に低下する。
そしてこのように湿度が低下した場合、従来のイ
ンクに於ては、急激にノズル内のインク粘度が増
し（水分蒸発のため）噴射不能におちいり、例え
ば特公昭56―18396の実施例１に示されたエチレ
ンングリコール64〔wt％〕、水31.9〔wt％〕，ニ
グロシン4.0〔wt％〕、ジオキシン0.1〔wt％〕か
らなるインクを用い、20〔℃〕18〔％RH〕の環
境条件に於て、ヘツド筐体及びインクを35〔℃〕
に保持して噴射試験を行つた結果、噴射休止時間
５〜７〔分〕で噴射不能に陥つた。なお初期の噴
射速度３〔ｍ／sec〕である。 又通常ドロツプ・オン・デマンド型プリント・
ヘツドに於ては、噴射時の残留振動を低減して印
字速度を上げるためには、インク粘度を４〜20
〔cSt〕程度にするのが良いとされているが、発明
者等の実験では３〜10〔cSt〕程度が良く、それ
以上の粘度では噴射時に過大な圧力パルスを印加
する必要があるために振動時間が長くなり印字に
むらや気泡の吸引による噴射障害を生ずる。そし
て更に又10〔cSt〕以上で印字されたインクは、
紙の上で著しくにじむために印字品位が低下する
という不都合もあつた。 本発明は上記問題点に鑑み、インク組成中に於
ける吸湿性多価アルコールと水の配合比を選択
し、且つ該インク組成中に更にＮ―メチルピロリ
ドンを加えることにより、ノズル目詰まりを起し
にくく、しかも高速印字に適したインクジエツト
記録方法を提供することを目的とする。 以下本発明を、第１図に示す多価アルコールに
於ける平衡含水率と相対湿度の関係図、第２図に
示すインク噴射状態の断面模式図及び、第３図に
示すインク物性とメニスカス振動の関係図を用
い、且つ実施例を用いて詳細に説明する。 本発明は、第１にプリント・ヘツドやヘツド内
のインクが35〔℃〕に保持された場合、通常のオ
フイス内で夏期の比較的高湿度の季節に於ても、
ノズル近傍が40〔％RH〕以下の低湿度になるこ
とに注目し、このような低湿度下でもインク組成
が変化しにくいように、予めインク物質中に於け
る多価アルコールの組成比を水の組成比の４
〔倍〕以上にする。この根拠は、代表的な多価ア
ルコールに於ける平衡含水率と相対湿度との関係
を示す第１図から明らかなように、40〔％RH〕
以下の相対湿度に於ては平衡含水率が20〔wt
％〕を超えないことによる。なお図に於てはＡ，
Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇはそれぞれエチレングリ
コール、グリセリン，ヂエチレングリコール，プ
ロピレングリコール，トリエチレングリコール，
ヂプロピレングリコール，ヘキシレングリコール
のグラフを示している。従つて上記多価アルコー
ルに対する水の配合比を選ぶことにより、プリン
タ運転中噴射信号がしばらくの間印加されなくて
もノズル内のインク組成がほとんど変化しないこ
とが理解されよう。 本発明の第２の視点は、第２図に示すように圧
力室１の充されているインクをノズル２から噴射
した時、ノズル２内のインクに於けるメニスカス
３が振動し、メニスカス３が振動している間に次
のインク粒子４を噴射しようとすると、メニスカ
ス振動の影響で噴出粒子の速度が変化したり、メ
ニスカス振動が増幅されてノズルから圧力室内に
空気を引き込み噴射障害を起こしたりする。従つ
て或る程度振動が減衰してからでないと次のイン
ク粒子を噴射できない。そこでこの振動減衰時間
が短い程印字速度は速くなる。第３図はこのメニ
スカス振動の減衰時間τとインクの動粘度νの関
係を示したもので、この図からメニスカス振動の
減衰時間τを短かくするためのインクの動粘度ν
は３〜10〔cSt〕、望ましくは４〜８〔cSt〕が良
いことがわかる。 ところが、多価アルコールと水（水〔wt
％〕／多価アルコール〔wt％〕＜１／４）及び染料を 主成分とするインクに於て動粘度を８〔cSt〕
（at35〔℃〕）にすることは不可能ではないが、使
用し得るアルコールの種類が極度に制限されてし
まう。即ち通常用いられる多価アルコール中で最
も粘度の低いエチレングリコールであれば可能で
ある。しかしこのエチレングリコールは多価アル
コールであるにもかわらず高い蒸気圧を持つてい
るので、それ自体が蒸発し易いという欠点があ
る。又グリセリンやトリエタノールアミン等蒸気
圧の低い多価アルコールは粘度が高く、８
〔cSt〕以下の粘度のインクを調節することは困難
である。 そこで発明者等は、多価アルコールと多価アル
コールの１／４以下の水を主成分とする系に他の粘度 低減剤を加えることで粘度の低減を図つた。そし
てこの粘度低減剤の要件として(1)粘度が低いこ
と，(2)蒸気圧が低いこと，(3)水及び多価アルコー
ルに任意に溶解すること，(4)低害性であることの
４〔点〕を掲げ、これらの要件を満たすものとし
てＮ―メチルピロリドンを選んだ。これが本発明
の第２の要点である。なおＮ―メチルピロリドン
は非較的染料を溶解し易い溶媒ではあるが、通常
水や多過アルコールよりは染料の溶解能力が劣
る。従つてＮ―メチルペロリドンの組成比が大き
過ぎると必要量の染料を溶解することができなく
なる。 又更に粘度（at35〔℃〕も４〔cSt〕以下にな
るので、組成比は10〜40〔wt％〕程度が適切で
ある。 以上説明した各要件を踏まえて調整したインク
組成の実施例を、次の第１表〜第４表に示す。
ン・デマンド型インクジエツト記録方法に係り、
特にノズルが目詰まりしにくく、且つ高速記録を
可能にするインク組成物を用いたインクジエツト
記録方法に関する。 従来、ドロツプ・オン・デマンド型インクジエ
ツト記録方法に於ては、特公昭56−18316等で知
られているように40〜80〔wt％〕の多価アルコ
ールと1.5〜11〔wt％〕の水溶性染料及び残分の
水を主成分とするインクが用いられていた。そし
て該組成のインクは、ノズルの周囲やインクの温
度が20〜25〔℃〕の範囲に於て、比較的ノズルの
目詰まりが発生しにくく、インク噴射も安定して
いることは良く知られている。しかしながら、イ
ンクジエツト・プリンタに於ては周囲温度の変化
によりインクの温度が変るとその粘度が増減して
噴射障害を起こすため、通常はインクの温度が約
35〔℃〕程度にコントロールされている。そのた
めノズル近傍の気温が局部的に上昇するので、こ
の傾域の相対湿度が低下する。従つて上記インク
温度のコントロールを行うことにより運転中のノ
ズル目詰まりが起き易くなり、特に印字条件によ
り頻繁にインク噴射がなされるノズル或るいはま
れにしかインク噴射がなされないノズル等複数の
ノズルを有するマルチノズル方式のオン・デマン
ド型ヘツドの場合、まれにしかインク噴射がなさ
れないノズルに於て、インク中の水分の蒸発に伴
なうインク粘度の上昇に起因する噴射障害が多発
するという問題がある。即ち、例えば冬期暖防さ
れた20〔℃〕の室内で湿度が約20〔％RH〕、夏期
冷防された25〔℃〕の室内で湿度が約70〔％
RH〕であるとすると、35〔℃〕にコントロール
されたプリント・ヘツドのノズル付近では湿度が
それぞれ8.3〔％RH〕，39〔％RH〕に低下する。
そしてこのように湿度が低下した場合、従来のイ
ンクに於ては、急激にノズル内のインク粘度が増
し（水分蒸発のため）噴射不能におちいり、例え
ば特公昭56―18396の実施例１に示されたエチレ
ンングリコール64〔wt％〕、水31.9〔wt％〕，ニ
グロシン4.0〔wt％〕、ジオキシン0.1〔wt％〕か
らなるインクを用い、20〔℃〕18〔％RH〕の環
境条件に於て、ヘツド筐体及びインクを35〔℃〕
に保持して噴射試験を行つた結果、噴射休止時間
５〜７〔分〕で噴射不能に陥つた。なお初期の噴
射速度３〔ｍ／sec〕である。 又通常ドロツプ・オン・デマンド型プリント・
ヘツドに於ては、噴射時の残留振動を低減して印
字速度を上げるためには、インク粘度を４〜20
〔cSt〕程度にするのが良いとされているが、発明
者等の実験では３〜10〔cSt〕程度が良く、それ
以上の粘度では噴射時に過大な圧力パルスを印加
する必要があるために振動時間が長くなり印字に
むらや気泡の吸引による噴射障害を生ずる。そし
て更に又10〔cSt〕以上で印字されたインクは、
紙の上で著しくにじむために印字品位が低下する
という不都合もあつた。 本発明は上記問題点に鑑み、インク組成中に於
ける吸湿性多価アルコールと水の配合比を選択
し、且つ該インク組成中に更にＮ―メチルピロリ
ドンを加えることにより、ノズル目詰まりを起し
にくく、しかも高速印字に適したインクジエツト
記録方法を提供することを目的とする。 以下本発明を、第１図に示す多価アルコールに
於ける平衡含水率と相対湿度の関係図、第２図に
示すインク噴射状態の断面模式図及び、第３図に
示すインク物性とメニスカス振動の関係図を用
い、且つ実施例を用いて詳細に説明する。 本発明は、第１にプリント・ヘツドやヘツド内
のインクが35〔℃〕に保持された場合、通常のオ
フイス内で夏期の比較的高湿度の季節に於ても、
ノズル近傍が40〔％RH〕以下の低湿度になるこ
とに注目し、このような低湿度下でもインク組成
が変化しにくいように、予めインク物質中に於け
る多価アルコールの組成比を水の組成比の４
〔倍〕以上にする。この根拠は、代表的な多価ア
ルコールに於ける平衡含水率と相対湿度との関係
を示す第１図から明らかなように、40〔％RH〕
以下の相対湿度に於ては平衡含水率が20〔wt
％〕を超えないことによる。なお図に於てはＡ，
Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇはそれぞれエチレングリ
コール、グリセリン，ヂエチレングリコール，プ
ロピレングリコール，トリエチレングリコール，
ヂプロピレングリコール，ヘキシレングリコール
のグラフを示している。従つて上記多価アルコー
ルに対する水の配合比を選ぶことにより、プリン
タ運転中噴射信号がしばらくの間印加されなくて
もノズル内のインク組成がほとんど変化しないこ
とが理解されよう。 本発明の第２の視点は、第２図に示すように圧
力室１の充されているインクをノズル２から噴射
した時、ノズル２内のインクに於けるメニスカス
３が振動し、メニスカス３が振動している間に次
のインク粒子４を噴射しようとすると、メニスカ
ス振動の影響で噴出粒子の速度が変化したり、メ
ニスカス振動が増幅されてノズルから圧力室内に
空気を引き込み噴射障害を起こしたりする。従つ
て或る程度振動が減衰してからでないと次のイン
ク粒子を噴射できない。そこでこの振動減衰時間
が短い程印字速度は速くなる。第３図はこのメニ
スカス振動の減衰時間τとインクの動粘度νの関
係を示したもので、この図からメニスカス振動の
減衰時間τを短かくするためのインクの動粘度ν
は３〜10〔cSt〕、望ましくは４〜８〔cSt〕が良
いことがわかる。 ところが、多価アルコールと水（水〔wt
％〕／多価アルコール〔wt％〕＜１／４）及び染料を 主成分とするインクに於て動粘度を８〔cSt〕
（at35〔℃〕）にすることは不可能ではないが、使
用し得るアルコールの種類が極度に制限されてし
まう。即ち通常用いられる多価アルコール中で最
も粘度の低いエチレングリコールであれば可能で
ある。しかしこのエチレングリコールは多価アル
コールであるにもかわらず高い蒸気圧を持つてい
るので、それ自体が蒸発し易いという欠点があ
る。又グリセリンやトリエタノールアミン等蒸気
圧の低い多価アルコールは粘度が高く、８
〔cSt〕以下の粘度のインクを調節することは困難
である。 そこで発明者等は、多価アルコールと多価アル
コールの１／４以下の水を主成分とする系に他の粘度 低減剤を加えることで粘度の低減を図つた。そし
てこの粘度低減剤の要件として(1)粘度が低いこ
と，(2)蒸気圧が低いこと，(3)水及び多価アルコー
ルに任意に溶解すること，(4)低害性であることの
４〔点〕を掲げ、これらの要件を満たすものとし
てＮ―メチルピロリドンを選んだ。これが本発明
の第２の要点である。なおＮ―メチルピロリドン
は非較的染料を溶解し易い溶媒ではあるが、通常
水や多過アルコールよりは染料の溶解能力が劣
る。従つてＮ―メチルペロリドンの組成比が大き
過ぎると必要量の染料を溶解することができなく
なる。 又更に粘度（at35〔℃〕も４〔cSt〕以下にな
るので、組成比は10〜40〔wt％〕程度が適切で
ある。 以上説明した各要件を踏まえて調整したインク
組成の実施例を、次の第１表〜第４表に示す。
【表】
【表】
【表】
【表】
次に上記実施例に示したインクを用いた際の効
果を、円筒状ピエゾ振動子を用いてなるドロツ
プ・オン・デマンド型ヘツドを使用して確認した
結果について述べる。 なお上記確認試験に於て、ノズル目詰まりにつ
いては第５表に示した条件で、又印字品質に関し
ては第６表に示す条件で試験を行つた。
果を、円筒状ピエゾ振動子を用いてなるドロツ
プ・オン・デマンド型ヘツドを使用して確認した
結果について述べる。 なお上記確認試験に於て、ノズル目詰まりにつ
いては第５表に示した条件で、又印字品質に関し
ては第６表に示す条件で試験を行つた。
【表】
【表】
そして上記確認試験の結果、ノズルが目詰まり
して噴射不能に陥るまでの時間は、実施例１，
３，４即ち第１，第３，第４表のインクでは30〜
50〔分〕、実施例２即ち第２表のインクでは40〜
60〔分〕、従来に比べて10〔倍〕近く耐休止時間
が延長される。 又記録紙上でのインクドツトの径は150〜190
〔μｍφ〕であり、８〔dot／mm〕程度の高解像記
録を行つた際にも線と線の間がにじみによつてつ
ぶれることはなく、充分な印字品質を実現でき
る。 更に上記記録時における噴射インク粒子の振舞
をストロボスコピツク法を用いて観察したとこ
ろ、何れのインクの場合も2.5〜３〔ＫHz〕で繰
り返えし駆動した際に於けるインク粒子の半径、
速度とも変化は10〔％〕以内に止どまり、且つ10
〔分〕以上連続噴射しても直径、粒子速度に変化
がないことが確かめられた。従つて従来に比べて
２〜３〔倍〕以上の高速印字が可能となる。 なお上記インクは何れも強い吸湿性を有してい
るので、作製保管時には空気中からの吸湿を防止
するため窓器に栓をする必要がある。又プリンタ
の休止時には、ノズルの周囲温度が低下し湿度も
上昇する（特に夏期）。 従つてインクがノズルを介して吸湿し、インク
の粘度が所定の値より低下し、駆動パルスを印加
した際のメニスカス振動が大きくなり前述したよ
うにノズルから空気を引き込む障害が起き易くな
る。従つてプリンタ休止時には、ノズルにキヤツ
プを施こすことが望ましい。更に又インクには一
般に防黴剤が添加されているが、インク窓器やプ
リンタ・ヘツド内を充分に殺菌し、且つインク内
の黴胞子等を１〔μｍ〕程度のフイルタによつて
別することにより防黴剤を使わなくても黴の発
生は防止される。 以上説明したように本発明によれば、低湿度下
に於てもノズル内のインク組成の変化が少なく、
且つ高速印字に適した粘度を保つインクによつて
印字がなされるので、インクジエツト記録に於け
るインクの乾燥によるノズルの目詰まりが防止で
きると同時に印字品質、記録速度の向上が図れ
る。
して噴射不能に陥るまでの時間は、実施例１，
３，４即ち第１，第３，第４表のインクでは30〜
50〔分〕、実施例２即ち第２表のインクでは40〜
60〔分〕、従来に比べて10〔倍〕近く耐休止時間
が延長される。 又記録紙上でのインクドツトの径は150〜190
〔μｍφ〕であり、８〔dot／mm〕程度の高解像記
録を行つた際にも線と線の間がにじみによつてつ
ぶれることはなく、充分な印字品質を実現でき
る。 更に上記記録時における噴射インク粒子の振舞
をストロボスコピツク法を用いて観察したとこ
ろ、何れのインクの場合も2.5〜３〔ＫHz〕で繰
り返えし駆動した際に於けるインク粒子の半径、
速度とも変化は10〔％〕以内に止どまり、且つ10
〔分〕以上連続噴射しても直径、粒子速度に変化
がないことが確かめられた。従つて従来に比べて
２〜３〔倍〕以上の高速印字が可能となる。 なお上記インクは何れも強い吸湿性を有してい
るので、作製保管時には空気中からの吸湿を防止
するため窓器に栓をする必要がある。又プリンタ
の休止時には、ノズルの周囲温度が低下し湿度も
上昇する（特に夏期）。 従つてインクがノズルを介して吸湿し、インク
の粘度が所定の値より低下し、駆動パルスを印加
した際のメニスカス振動が大きくなり前述したよ
うにノズルから空気を引き込む障害が起き易くな
る。従つてプリンタ休止時には、ノズルにキヤツ
プを施こすことが望ましい。更に又インクには一
般に防黴剤が添加されているが、インク窓器やプ
リンタ・ヘツド内を充分に殺菌し、且つインク内
の黴胞子等を１〔μｍ〕程度のフイルタによつて
別することにより防黴剤を使わなくても黴の発
生は防止される。 以上説明したように本発明によれば、低湿度下
に於てもノズル内のインク組成の変化が少なく、
且つ高速印字に適した粘度を保つインクによつて
印字がなされるので、インクジエツト記録に於け
るインクの乾燥によるノズルの目詰まりが防止で
きると同時に印字品質、記録速度の向上が図れ
る。
第１図は多価アルコールに於ける平衡含水率と
相対湿度の関係図、第２図はインク憤射状態の断
面模式図で、第３図はインク物性とメニスカス振
動の関係図である。 図に於て、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇはそれ
ぞれエチレングリコール，グリセリン，チエチレ
ングリコール，プロピレングリコール，トリエチ
レングリコール，ヂプロピレングリコール，ヘキ
シレングリコールのグラフ、τはメニスカス振動
の減衰時間、νはインクの動粘度、１は圧力室、
２はノズル、３はメカニスカス、４はインク粒子
を示す。
相対湿度の関係図、第２図はインク憤射状態の断
面模式図で、第３図はインク物性とメニスカス振
動の関係図である。 図に於て、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇはそれ
ぞれエチレングリコール，グリセリン，チエチレ
ングリコール，プロピレングリコール，トリエチ
レングリコール，ヂプロピレングリコール，ヘキ
シレングリコールのグラフ、τはメニスカス振動
の減衰時間、νはインクの動粘度、１は圧力室、
２はノズル、３はメカニスカス、４はインク粒子
を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 電気機械変換手段によりインク粒子を噴射し
て記録を行うドロツプ・オン・デマンド型インク
ジエツトプリンタを使用して記録を行うに際し
て、水、多価アルコール、Ｎ―メチルピロリドン
及び前記三物質の混合液に溶解し得る染料を主成
分とし、水の重量組成比が多価アルコールの組成
比に対して1/4以下で、35〔℃〕における動粘度
が４〜８（cSt）であるインク組成物を用い、プ
リントヘツドの少なくとも一部と、圧力室内のイ
ンク組成物の温度とを30〔℃〕以上に保持して記
録を行うことを特徴とするインクジエツト記録方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14736681A JPS5849762A (ja) | 1981-09-18 | 1981-09-18 | インクジェット記録方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14736681A JPS5849762A (ja) | 1981-09-18 | 1981-09-18 | インクジェット記録方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5849762A JPS5849762A (ja) | 1983-03-24 |
| JPS6136876B2 true JPS6136876B2 (ja) | 1986-08-20 |
Family
ID=15428585
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14736681A Granted JPS5849762A (ja) | 1981-09-18 | 1981-09-18 | インクジェット記録方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5849762A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0662000B2 (ja) * | 1986-06-20 | 1994-08-17 | キヤノン株式会社 | インクジエツト記録方法 |
| US5144333A (en) * | 1989-06-09 | 1992-09-01 | Ciba-Geigy Corporation | Process for the storage of information in an organic recording layer |
| JP4446420B2 (ja) * | 2001-09-25 | 2010-04-07 | 株式会社リコー | 画像形成に用いられる処理液 |
-
1981
- 1981-09-18 JP JP14736681A patent/JPS5849762A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5849762A (ja) | 1983-03-24 |
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