KR101050316B1 - Control method of driving power of thermal print head - Google Patents

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Abstract

본 발명은 명세표 인자시 써멀프린트헤드에 최초 공급되는 구동전류를 쵸핑제어하여 소비전류의 피크치를 제한함으로써 써멀프린트헤드의 손상을 방지할 수 있도록 하는 써멀프린트헤드의 구동전원 제어회로에 관한 것이다.The present invention relates to a driving power supply control circuit of a thermal print head which can prevent damage to the thermal print head by chopping control of a driving current initially supplied to the thermal print head upon specification sheet printing.

이를 실현하기 위한 본 발명은, 써멀프린트헤드 인자구동시 스위칭수단을 도통시켜 충전수단에 충전된 전류로 써멀프린트헤드에 고전류를 공급하도록 하는 써멀프린트헤드의 구동전원 제어방법에 있어서, 상기 써멀프린트헤드가 구비된 시스템의 초기 전원투입후 써멀프린트헤드에 최초 인자신호를 출력하기 이전에 상기 스위칭수단을 제어하여 상기 충전수단에 쵸핑제어를 통해 전원을 충전하고, 이후 써멀프린트헤드의 최초 인자구동부터 매 인자구동시마다 상기 스위칭수단을 쵸핑제어하여 상기 충전수단에 충전되는 전원으로 써멀프린트헤드의 구동을 제어하도록 하는 발명임
According to an aspect of the present invention, there is provided a method of controlling a power supply of a thermal print head in which a thermal current is supplied to a thermal print head with a current charged in a charging means by conducting a switching means when driving the thermal print head. After the initial power-up of the system equipped with the switching means to control the switching means before outputting the initial print signal to the thermal print head to the charging means through the chopping control, and then from the initial print drive of the thermal print head The invention is to control the driving of the thermal print head by the power charged to the charging means by the chopping control of the switching means at every print drive.

써멀프린터, 써멀프린트헤드, 쵸핑, 과전류Thermal Printer, Thermal Printhead, Chopping, Overcurrent

Description

써멀프린트헤드의 구동전원 제어방법{Power control method for thermal print head} Power control method for thermal print head             

도 1은 종래 써멀프린트헤드의 구동전원 제어회로도,1 is a driving power supply control circuit diagram of a conventional thermal print head;

도 2는 본 발명의 구현을 위한 써멀프린트헤드의 구동전원 제어회로도,2 is a driving power supply control circuit diagram of a thermal print head for implementing the present invention;

도 3은 종래 써멀프린트헤드의 최초 인자시 구동전원의 전압 및 전류 파형도,3 is a voltage and current waveform diagram of a driving power supply at the time of initial printing of a conventional thermal print head;

도 4는 본 발명에 따른 써멀프린트헤드의 최초 인자시 구동전원의 전압 및 전류 파형도를 나타낸다.
Figure 4 shows the voltage and current waveform diagram of the drive power supply upon initial printing of the thermal print head according to the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

10 -- 제어부, 12 -- 써멀프린트헤드(TPH),10-control unit, 12-thermal printhead (TPH),

14 -- 버퍼, 16 -- 스위칭부,14-buffer, 16-switch,

18 -- 제2충전부, 20 -- 과전압방지부,18-secondary charging unit, 20-overvoltage protection unit,

22 -- 제1충전부.22-First charging part.

본 발명은 명세표 인자시 써멀프린터헤드에 최초 공급되는 구동전류를 쵸핑제어하여 소비전류의 피크치를 제한함으로써 써멀프린트헤드의 손상을 방지할 수 있도록 하는 써멀프린터헤드의 구동전원 제어회로에 관한 것이다.
The present invention relates to a driving power supply control circuit of a thermal printer head which can prevent damage to the thermal print head by chopping control of the driving current initially supplied to the thermal printer head upon printing the specification table.

일반적으로 써멀 프린터는 비충격식 프린터의 일종으로서, 열에 반응하는 특수한 종이인 감열지를 사용하여 감열 헤드인 써멀프린트헤드로 열을 종이에 주어 발색시켜 문자나 그림을 나타내는 인자 장치를 일컫는 바, 감열 헤드 자체 내에 인쇄 도트에 해당하는 발열체가 있어서 이 발열체에 전압이 인가되어 전류가 흐르게 되면 발열체가 열을 받게 되어 감열지에 열을 가하여 인쇄하게 된다. 이러한 써멀 프린터는 기존에는 팩스에 많이 채용되었으나 근래에 들어서는 명세표 프린트, 저널 프린트, 또는 각종 티켓 프린터 등에도 많이 채용되고 있다.
In general, a thermal printer is a type of non-impact printer, which uses thermal paper, which is a special paper that reacts to heat, to a thermal print head, which is a thermal head. Since there is a heating element corresponding to a printing dot in itself, when a voltage is applied to the heating element and a current flows, the heating element receives heat and heats the thermal paper to print. Such thermal printers have been widely used in fax machines, but in recent years, they have been widely used in printing specification tables, journal prints, and various ticket printers.

도 1은 종래 써멀프린트헤드의 개략적 구동회로를 도시한 것으로, 제어부(10)는 써멀프린트헤드(12)와 함께 써멀프린트헤드(12)가 채용된 써멀프린터의 전반적인 동작을 제어하여 감열지에 문자를 인자하도록 하는 작용을 하는 것이며, 써멀프린트헤드(12)는 제어부(10)의 제어에 따라 공급되는 전원에 의거 발열체가 발열하여 감열지에 각종 문자, 숫자 혹은 화상 등을 인쇄하는 작용을 한다.1 illustrates a schematic driving circuit of a conventional thermal print head, and the controller 10 controls the overall operation of the thermal printer employing the thermal print head 12 together with the thermal print head 12 to insert characters into the thermal paper. The thermal print head 12 functions to print various letters, numbers, or images on the thermal paper by generating heat by the power source supplied under the control of the control unit 10.

이러한 종래 써멀프린트헤드(12)의 구동에 있어서 제어부(10)에서는 써멀프 린트헤드(12)가 문자를 인자하는데 필요한 시간동안 일정한 레벨의 전원을 지속적으로 공급하도록 되어 있다. 즉, 제어부(10)에서는 써멀프린트헤드(12)가 인자하도록 제어할 때 버퍼(14)를 통해 스위칭소자로서 사용되는 전계효과트랜지스터(FET1)를 지속적으로 온상태로 유지시켜 써멀프린트헤드의 도트를 가열하여 인자하도록 하고 있다.In the driving of the conventional thermal print head 12, the control unit 10 is configured to continuously supply a constant level of power for a time required for the thermal print head 12 to print characters. That is, the controller 10 continuously maintains the field effect transistor FET1 used as the switching element through the buffer 14 to control the thermal print head 12 to print, thereby keeping the dots of the thermal print head. It is heated and printed.

그러나, 첨부 도 1에 도시된 써멀프린트헤드의 구동회로는 인자시 소비전류가 그리 크지 않은 간단한 장치에 사용될 수 있으나, 보다 고품질의 인자가 요구되는 장치에서는 써멀프린트헤드에서 소비되는 전류가 많으므로 도 2에 도시된 바와 같이 초기 인자시 많은 전류를 필요로 하므로 미리 캐패시터에 충전시켜 사용하고 있다.However, although the driving circuit of the thermal printhead shown in FIG. 1 can be used in a simple device in which the current consumption is not very large at printing, in a device requiring a higher quality printing, the current is consumed in the thermal printhead. As shown in Fig. 2, since a large amount of current is required during initial printing, the capacitor is charged and used in advance.

첨부된 도 2를 살펴보면, 써멀프린트헤드의 전반적인 동작을 제어하는 제어부(10)의 출력단에는 버퍼(14)를 통해 스위칭부(16)가 연결되고, 상기 스위칭부(16)의 출력단에는 제2충전부(18)를 통해 써멀프린트헤드(12)가 연결되며, 상기 스위칭부(16)의 전원단에는 정전압공급부(20)를 통해 구동전원(Vcc)이 연결되는 한편, 상기 정전압부(20)에서 상기 스위칭부(16)의 구동전원단으로 연결되는 전원라인에는 제1충전부(22)가 연결된 구조로 이루어져, 시스템에 초기 전원이 투입될 때 정전압공급부(20)를 통해 제1충전부(22)에 일정 전원이 충전되어 있게 된다. 이때 정전압공급부(20)는 전계효과트랜지스터(FET2)의 스위칭을 통해 전원을 공급하게 되며, 상기 전계효과트랜지스터(FET2)의 게이트측에는 제너다이오드(ZD1)가 연결되어 전계효과트랜지스터(FET2)의 출력측에서 항상 일정한 전원을 공급할 수 있도록 이루어져 있으므로 스위칭부(16)의 전원단에는 항상 안정된 전압이 인가되어 있는 상태이다. 이와 같은 상태에서 제어부(10)에서 써멀프린트헤드(12)를 구동하기 위한 신호가 출력되면 스위칭부(16)에서 스위칭소자로 사용되고 있는 전계효과트랜지스터(FET3)가 도통됨에 따라 구동전원(Vcc)은 도통된 전계효과트랜지스터(FET3)를 통해 써멀프린트헤드(12)에 인가된다.Referring to FIG. 2, a switching unit 16 is connected to an output terminal of the controller 10 that controls the overall operation of the thermal print head through a buffer 14, and a second charging unit is connected to an output terminal of the switching unit 16. The thermal print head 12 is connected through 18, and a driving power supply Vcc is connected to a power supply terminal of the switching unit 16 through a constant voltage supply unit 20. The power line connected to the driving power supply terminal of the switching unit 16 has a structure in which the first charging unit 22 is connected to the first charging unit 22 through the constant voltage supply unit 20 when initial power is supplied to the system. The power will be charged. At this time, the constant voltage supply unit 20 supplies power through switching of the field effect transistor FET2, and a zener diode ZD1 is connected to the gate side of the field effect transistor FET2, and thus, at the output side of the field effect transistor FET2. Since a constant power is always provided, a stable voltage is always applied to the power supply terminal of the switching unit 16. In this state, when a signal for driving the thermal print head 12 is output from the controller 10, the driving power source Vcc is driven as the field effect transistor FET3 used as the switching element is turned on in the switching unit 16. It is applied to the thermal print head 12 through the conducted field effect transistor FET3.

그러나 전계효과트랜지스터(FET3)와 써멀프린트헤드(12)사이에는 써멀프린트헤드(12)의 구동시 충분한 전류를 공급하기 위한 제2충전부(18)가 연결되어 있기 때문에 초기 인자신호발생시 제2충전부(18)가 구동전원을 과도하게 끌어당겨 과도한 피크전류가 발생하게 된다.However, since the second charging unit 18 is supplied between the field effect transistor FET3 and the thermal print head 12 to supply sufficient current when the thermal print head 12 is driven, the second charging unit ( 18) excessively attracts the driving power, causing excessive peak current.

도 3은 이와 같은 종래 써멀프린트헤드 구동전원 제어방법에 따른 피크전류발생을 나타내는 파형도로서, 도면에서 상측 파형은 써멀프린트헤드의 구동전원(Vcc)의 전압변동을 나타내는 파형도이며, 하측 파형은 써멀프린트헤드의 구동전원(Vcc)의 전류변동을 나타내는 파형도이다. 도 3의 파형도에서 알 수 있는 바와 같이 초기 인자신호가 발생되는 순간 과도한 전류가 흐르면서 써멀프린트헤드의 구동전원(Vcc)은 다소 낮아졌다가 다시 원상태로 복귀되고 있는 바, 이와 같은 인자초기 발생되는 과전류로 인하여 써멀프린트헤드가 손상될 우려가 있으며, 써멀프린트헤드의 구동전원(Vcc)라인의 전압이 강하되어 해당 전원라인에 연결된 타 부품의 작용에 영향을 줄 수 있으며, 또한 과전류로 인하여 퓨즈가 단선될 수 있는 문제점이 있었다.
FIG. 3 is a waveform diagram illustrating peak current generation according to the conventional thermal print head driving power control method. In the drawing, the upper waveform is a waveform diagram showing the voltage variation of the driving power supply Vcc of the thermal print head. It is a waveform diagram which shows the current variation of the drive power supply Vcc of a thermal print head. As can be seen from the waveform diagram of FIG. 3, when the initial printing signal is generated, excessive current flows and the driving power supply Vcc of the thermal print head is slightly lowered and then returned to its original state. This may damage the thermal print head, and the voltage of the driving power supply (Vcc) line of the thermal print head may drop, affecting the action of other components connected to the corresponding power line, and the fuse may be disconnected due to overcurrent. There was a problem that could be.

본 발명은 상기한 제반 사정을 감안하여 발명한 것으로, 명세표 인자를 위해 사용되는 써멀프린트헤드에 초기 구동전원 투입시 발생되는 과전류를 방지할 수 있도록 전원을 스위칭하여 전류쵸핑제어로 소비전류의 피크치를 제한하도록 하는 써멀프린트헤드의 구동전원 제어방법을 제공하고자 함에 그 목적이 있다.
The present invention has been invented in view of the above-described circumstances, and the power supply is switched to prevent overcurrent generated when the initial driving power is supplied to the thermal print head used for the specification table. It is an object of the present invention to provide a driving power control method of a thermal print head.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 써멀프린트헤드의 구동전원 제어방법은, 써멀프린트헤드 인자구동시 스위칭수단을 도통시켜 충전수단에 충전된 전류로 써멀프린트헤드에 고전류를 공급하도록 하는 써멀프린트헤드의 구동전원 제어방법에 있어서, 상기 써멀프린트헤드가 구비된 시스템의 초기 전원투입후 써멀프린트헤드에 최초 인자신호를 출력하기 이전에 상기 스위칭수단을 제어하여 상기 충전수단에 쵸핑제어를 통해 전원을 충전하고, 이후 써멀프린트헤드 인자구동시 일정 듀티비를 가지면서 적정시간동안 반복되는 펄스형태의 인자신호로 상기 스위칭수단을 쵸핑제어하여 상기 충전수단에 충전되는 전원으로 써멀프린트헤드의 구동을 제어하도록 함을 특징으로 한다.
The driving power control method of the thermal print head according to the present invention for achieving the above object, the thermal print head to supply a high current to the thermal print head with a current charged in the charging means by conducting the switching means during thermal print head printing operation In the driving power control method of the control method, after the initial power-up of the system equipped with the thermal print head, the switching means is controlled before outputting the initial printing signal to the thermal print head to charge the power through the chopping control to the charging means. Afterwards, when the thermal print head is driven, the chopping control of the switching means is performed with a pulse type printing signal having a certain duty ratio and repeated for a suitable time so as to control the driving of the thermal print head with the power charged to the charging means. It is characterized by.

이하, 본 발명의 바람직한 일실시예에 대하여 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in more detail.

본 발명을 구현하기 위해서는 앞서 설명된 도 2에 도시된 바와 같은 써멀프린트헤드의 구동전원 제어회로를 사용하므로, 설명의 중복을 피하기 위해 상세한 설명은 생략한다. 다만, 제어부(10)에서 써멀프린트헤드(12)를 구동하는 방법은 후술되는 바와 같이 상이하게 이루어져 있다.Since the driving power control circuit of the thermal print head as shown in FIG. 2 described above is used to implement the present invention, the detailed description is omitted to avoid duplication of description. However, the method of driving the thermal print head 12 in the control unit 10 is made differently as will be described later.

즉, 써멀프린트헤드(12)가 장착되는 써멀 프린터의 전반적인 동작을 제어하는 제어부(10)는 써멀프린트헤드(12)로 인자신호를 출력하여 명세표에 각종 문자나 숫자 혹은 그래픽 등을 인자하게 되며, 이때 써멀프린트헤드(12)에서는 많은 양의 전류를 필요로 하므로 써멀프린트헤드(12)에 구동전원을 인가하기 이전에 써멀프린트헤드(12)가 인자시 필요로 하는 충분한 전원을 제2충전부(18)에 먼저 충전하여 사용하게 된다.That is, the controller 10 for controlling the overall operation of the thermal printer in which the thermal print head 12 is mounted outputs a printing signal to the thermal print head 12 to print various letters, numbers or graphics in the specification table. In this case, since the thermal print head 12 requires a large amount of current, sufficient power is required for the thermal print head 12 to print before the driving power is applied to the thermal print head 12. ) Will be used first.

본 발명에서는 이를 위해 써멀프린트헤드(12)가 장착되는 시스템에 초기 전원이 투입될 때 정전압공급부부(20)를 통해 제1충전부(22)에 일정 전원이 충전된다. 그리고 앞서 설명된 바와 같이 전계효과트랜지스터(FET2)의 스위칭을 통해 전원을 공급하는 정전압공급부(20)에서 상기 전계효과트랜지스터(FET2)의 게이트측에 제너다이오드(ZD1)가 연결되어 전계효과트랜지스터(FET2)의 출력측에서 항상 일정한 전원을 공급할 수 있도록 이루어져 스위칭부(16)의 전원단에는 항상 안정된 전압이 인가되어 있는 상태이다. In the present invention, when the initial power is input to the system in which the thermal print head 12 is mounted, the predetermined power is charged to the first charging unit 22 through the constant voltage supply unit 20. As described above, the zener diode ZD1 is connected to the gate side of the field effect transistor FET2 in the constant voltage supply unit 20 that supplies power through the switching of the field effect transistor FET2, and thus the field effect transistor FET2. It is possible to always supply a constant power at the output side of the) is a state in which a stable voltage is always applied to the power supply terminal of the switching unit (16).

이와 같이 제1충전부(22)에 일정 전원이 충전되어 있고 스위칭부(16)의 전원단에 일정 전압이 인가되어 있는 상태에서, 써멀프린트헤드(12)의 구동을 통해 인쇄용지에 인자를 하기 위하여 제어부(10)에서 일정 듀티비를 가지면서 적정시간동안 반복되는 펄스형태의 인자신호가 발생되면 스위칭부(16)에 있는 전계효과트랜지스터(FET3)가 반복적으로 스위칭되게 되고, 전계효과트랜지스터(FET3)가 도통되는 순간에 구동전원(Vcc)이 제2충전부(18)에 충전된다. 즉 일정 듀티비를 갖는 펄스신호로서 쵸핑제어된 상태로 스위칭부(16)의 스위칭을 제어함에 의해 스위칭온시간에 정전압부(20)로부터 제2충전부(18)로 공급되는 전류량이 급격히 증가되다가 스위칭오프시간이 도래하여 전류흐름이 차단되고, 다시 스위칭온시간이 되어 전류가 증가하기 시작하는 과정을 반복함으로써 과전류의 흐름이 제한되어진다. 이때 제2충전부(18)에는 적정량의 전원이 충전되어 있는 상태이므로 전계효과트랜지스터(FET3)가 도통되는 초기에 급격한 전원을 끌어오지 않게 되므로 써멀프린트헤드(12)로는 과전류가 흘러가지 않게 된다.In this state, while the predetermined power is charged in the first charging unit 22 and a predetermined voltage is applied to the power supply terminal of the switching unit 16, in order to print on the printing paper by driving the thermal print head 12. When the control unit 10 generates a pulse type printing signal having a certain duty ratio and is repeated for a predetermined time, the field effect transistor FET3 in the switching unit 16 is repeatedly switched, and the field effect transistor FET3 The driving power source Vcc is charged to the second charging unit 18 at the moment when conduction is conducted. That is, by controlling the switching of the switching unit 16 in a chopping-controlled state as a pulse signal having a certain duty ratio, the amount of current supplied from the constant voltage unit 20 to the second charging unit 18 during the switching on time increases rapidly and then switches. The current flow is blocked by the off time, and the flow of overcurrent is restricted by repeating the process of increasing the current by the switching on time. At this time, since the appropriate amount of power is charged in the second charging unit 18, since the sudden power is not drawn at the initial stage when the field effect transistor FET3 is conducted, overcurrent does not flow into the thermal print head 12.

도 4는 본 발명에 따른 써멀프린트헤드의 최초 인자시 구동전원의 전압 및 전류 파형도를 나타내는 것이다.Figure 4 shows the voltage and current waveform diagram of the drive power supply upon initial printing of the thermal print head according to the present invention.

도면에서 상측 파형은 써멀프린트헤드의 인자시 구동전원(Vcc)의 전압변동을 나타내는 파형도이며, 하측 파형은 써멀프린트헤드의 인자시 구동전원(Vcc)의 전류변동을 나타내는 파형도이다. 도 4의 파형도에서 알 수 있는 바와 같이 명세표에 인쇄하기 위해 초기 인자신호가 발생되는 순간부터 인자될 때까지의 일정시간 동안 쵸핑제어된 신호가 제2충전부(18)에 발생되게 되지만, 도 3에 도시된 바와 같은 급격한 피크전류가 발생되지 않는다. 또한 써멀프린트헤드(12)의 구동전원(Vcc)도 미소한 변동은 있지만 비교적 안정된 상태를 유지하고 있다.In the drawing, the upper waveform is a waveform diagram showing the voltage variation of the driving power supply Vcc when the thermal print head is printed, and the lower waveform is a waveform diagram showing the current variation of the driving power supply Vcc when the thermal print head is printed. As can be seen from the waveform diagram of FIG. 4, the chopping-controlled signal is generated in the second charging unit 18 for a predetermined time from the moment of generating the initial printing signal to the printing for printing on the specification table. A sharp peak current as shown in Fig. 1 does not occur. In addition, the drive power supply Vcc of the thermal print head 12 also maintains a relatively stable state although there is a slight variation.

상기한 바와 같이 본 발명에 의하면, 명세표 인자용의 써멀프린트헤드에 과전류가 흐르지 않아 과전류로 인한 헤드손상을 방지할 수 있음과 아울러 퓨즈 단선을 방지할 있고, 저전류 소비로 인해 써멀프린트헤드 구동전원을 발생시키는 전원공급장치에 무리가 가지 않게 되며, 써멀프린트헤드 구동전원의 전압강하를 방지하여 주변 회로의 오동작을 방지할 수 있는 장점이 있다.
As described above, according to the present invention, an overcurrent does not flow through the thermal printhead for specification table printing, thereby preventing head damage due to an overcurrent, preventing fuse blown, and a low current consumption. There is an advantage in that the power supply device that generates the power supply, and prevents a malfunction of the peripheral circuit by preventing the voltage drop of the thermal print head drive power supply.

본 발명은 써멀프린트헤드의 구동전원 제어방법의 바람직한 일실시예에 대한 기술사상을 예시도면에 의거하여 설명하였지만, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명의 특허청구범위를 한정하는 것은 아니다. 본 발명은 이 기술분야의 통상 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다. Although the present invention has been described with reference to the accompanying drawings, the technical idea of a preferred embodiment of a method for controlling a driving power source of a thermal print head is described by way of example, and the claims of the present invention are exemplarily described. It is not limited. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and imitations can be made without departing from the scope of the technical idea of the present invention.

Claims (1)

써멀프린트헤드 인자구동시 스위칭수단을 도통시켜 충전수단에 충전된 전류로 써멀프린트헤드에 고전류를 공급하도록 하는 써멀프린트헤드의 구동전원 제어방법에 있어서, 상기 써멀프린트헤드가 구비된 시스템의 초기 전원투입후 써멀프린트헤드에 최초 인자신호를 출력하기 이전에 상기 스위칭수단을 제어하여 상기 충전수단에 쵸핑제어를 통해 전원을 충전하고, 이후 써멀프린트헤드 인자구동시 일정 듀티비를 가지면서 써멀프린트헤드가 문자를 인자하는데 필요한 시간동안 반복되는 펄스형태의 인자신호로 상기 스위칭수단을 쵸핑제어하여 상기 충전수단에 충전되는 전원으로 써멀프린트헤드의 구동을 제어하도록 함을 특징으로 하는 써멀프린트헤드의 구동전원 제어방법.A driving power control method of a thermal print head for supplying a high current to a thermal print head with a current charged in a charging means by conducting a switching means when the thermal print head is driven, the initial power supply of a system equipped with the thermal print head. After controlling the switching means to charge the charging means through the chopping control before outputting the first print signal to the thermal print head, the thermal print head has a certain duty ratio when the thermal print head is driven. A method of controlling the driving power of a thermal print head, characterized in that for controlling the driving of the thermal print head by the power charged in the charging means by chopping control of the switching means with a pulse-shaped printing signal repeated for a time required to print the power. .
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