KR102116257B1 - 이동유닛, 이동유닛을 구비하는 스캐너 및 화상형성장치 - Google Patents

이동유닛, 이동유닛을 구비하는 스캐너 및 화상형성장치 Download PDF

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KR102116257B1 KR1020200011227A KR20200011227A KR102116257B1 KR 102116257 B1 KR102116257 B1 KR 102116257B1 KR 1020200011227 A KR1020200011227 A KR 1020200011227A KR 20200011227 A KR20200011227 A KR 20200011227A KR 102116257 B1 KR102116257 B1 KR 102116257B1
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Abstract

본 발명은 스캐너 등에 내장되어 스캐닝모듈 등을 왕복이동시키는 이동유닛에 관한 것으로서,
바디프레임(10)과; 상기 바디프레임(10)의 바닥면에 결합되어 작업방향을 따라 내부공간부(26)를 형성하는 가이드프레임(20); 및 상기 가이드프레임(20)에 기어맞물림식으로 결합되어 외부신호에 따라 왕복이동하는 유닛프레임(30)으로 이루어진 이동유닛으로서, 상기 가이드프레임(20)의 제1내벽면에 형성되는 제1랙(22)과; 상기 가이드프레임(20)의 제2내벽면에 형성되어 상기 제1랙(22)과 마주하는 제2랙(24); 상기 유닛프레임(30)의 하부면에 결합되어 상기 제1랙(22)의 톱니면과 맞물리는 제1피니언(32); 및 상기 유닛프레임(30)의 하부면에 결합되어 상기 제2랙(24)의 톱니면과 맞물리는 제2피니언(34)을 더 구비함으로써;
상기 유닛프레임의 제1피니언 및 제2피니언이 상기 가이드프레임의 내부공간을 따라 왕복이동함으로써, 상기 유닛프레임의 틸트현상이 원천적으로 봉쇄되어 화상 품질이 일정하게 유지되도록 한 것이다.

Description

이동유닛, 이동유닛을 구비하는 스캐너 및 화상형성장치{Movable unit, Scanner and Image forming apparatus including Movable unit}
본 발명은 스캐너 등에 내장되어 스캐닝모듈 등을 왕복이동시키는 이동유닛에 관한 것으로, 특히 상기 이동유닛의 구조를 개선하여 이동대상물의 틸팅 현상을 방지하여 화상 품질을 일정하게 유지시킬 수 있도록 한 이동유닛, 이동유닛을 구비하는 스캐너, 이동유닛을 구비하는 화상형성장치에 관한 것이다.
일반적으로, 화상형성장치는 광을 주사하여 원고에 기록된 화상을 스캐닝하고 이 스캔닝된 화상데이터를 저장하거나 또는 입력된 화상데이터에 대응하는 화상을 인쇄용지에 출력하는 것으로서, 이 화상형성장치로는 복사기나 프린터나 스캐너나 팩스나 복합기 등이 널리 알려져 있다.
특히, 상기 화상형성장치에 있어서 원고에 기록된 화상을 스캐닝하는 스캐닝모듈이나 인쇄매체에 잉크화상을 형성하는 잉크카트리지의 경우, 상기 스캐닝모듈이나 잉크카트리지를 왕복이동시켜야 하며, 벨트를 이용하는 벨트방식이나 랙/피니언을 이용하는 기어방식이 공지되어 있다.
예컨대, 도 1 및 2에서와 같이, 스캐너(100)는 바디프레임(110)에 고정되어 작업방향으로 연장되는 가이드프레임(115)와, 상기 가이드프레임(115)의 양측면에 형성된 랙기어(116), 및 상기 랙기어(116)에 피니언기어(220,241)를 통해 결합되어 왕복이동하는 유닛프레임(210)을 포함한다.
따라서, 도 2에서와 같이, 상기 스캐너(100)의 제어부(120)를 작동하는 경우, 상기 가이드프레임(115)의 랙기어(116)에 기어맞물림식으로 결합된 상기 유닛프레임(210)이 동시에 작동하여, 이 과정에서 상기 유닛프레임(210)이 상기 가이드프레임(115)의 상부면을 따라 전진 또는 후진하게 된다.
그런데, 선행문헌은 상기 가이드프레임(115)의 양측면(랙기어)에 상기 유닛프레임의 피니언기어(220,241)가 맞물리는 방식으로서, 상기 유닛프레임(210)이 경로를 이탈하거나 또는 스캐닝모듈이 비스듬하게 움직일 우려가 있으며, 이에 의해 상기 스캐너의 정상적인 화질을 기대하기가 어려웠다.
즉, 상기 선행문헌은 상기 피니언기어(220,241)가 상기 랙기어(116)를 따라 구동하는 과정에서 회전모멘트가 작용하여 상기 스캐닝모듈(260)이 상기 피니언기어의 회전과 반대방향으로 돌아가고, 이에 의해 상기 스캐닝모듈이 틸팅상태로 화상을 읽으므로 상기 화상의 품질이 저하되는 것이다.
(선행문헌 0001) KR 제10-1239956호(B1)(2013.02.27.자 등록) (선행문헌 0002) KR 제10-0785085호(B1)(2007.12.05.자 등록) (선행문헌 0003) KR 제10-0597002호(B1)(2006.06.28.자 등록) (선행문헌 0004) KR 제10-1297720호(B1)(2013.08.12.자 등록) (선행문헌 0005) KR 제10-0889150호(B1)(2009.03.10.자 등록)
이에, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 상기 이동유닛의 구조를 개선하여 이동대상물의 틸팅 현상을 방지하여 화상 품질을 일정하게 유지시킬 수 있도록 한 이동유닛, 이동유닛을 구비하는 스캐너, 이동유닛을 구비하는 화상형성장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 바디프레임과; 상기 바디프레임의 바닥면에 분할형의 제1몸체 및 제2몸체가 배치되어 내부공간부를 형성하고, 상기 제1몸체 및 상기 제2몸체의 사이에 작업방향(C)을 형성하는 가이드프레임; 상기 가이드프레임에 기어맞물림식으로 결합되어 외부신호에 따라 왕복이동하는 유닛프레임; 및 상기 가이드프레임의 외벽면에 밀착되어 외부하중을 흡수하는 하나 또는 복수의 버퍼부재; 로 이루어진 이동유닛으로서, 상기 가이드프레임의 제1내벽면에 형성되는 제1랙과; 상기 가이드프레임의 제2내벽면에 형성되어 상기 제1랙과 마주하는 제2랙; 상기 유닛프레임의 하부면에 결합되어 상기 제1랙의 톱니면과 맞물리는 제1피니언; 및 상기 유닛프레임의 하부면에 결합되어 상기 제2랙의 톱니면과 맞물리는 제2피니언을 더 구비하고, 상기 유닛프레임의 상기 제1피니언 및 상기 제2피니언이 상기 가이드프레임의 제1랙 및 제2랙에 각각 맞물린 상태에서 상기 제1피니언 및 상기 제2피니언이 상기 내부공간부를 따라 이동하고, 상기 제1피니언 및 상기 제2피니언은 하나의 구동원에 의해 구동하고, 상기 제1피니언 및 상기 제2피니언은 동일한 피치로 형성한 것을 특징으로 한다.
이상과 같이, 본 발명은 적어도 다음의 효과를 포함한다.
첫째, 상기 유닛프레임의 제1피니언 및 제2피니언이 상기 가이드프레임의 내부공간부를 따라 따라 왕복이동함으로써, 상기 유닛프레임의 틸트현상을 원천적으로 봉쇄하여화상의 품질이 항상 일정하게 유지된다.
둘째, 상기 바디프레임에 상기 가이드프레임이 일체로 형성되지 않아 분리가 가능하므로, 상기 가이드프레임의 불량이 발생하더라도 판전체를 교환하지 않다고 분해가 가능하여 분해조립성이 향상된다.
셋째, 상기 유닛프레임의 하부측에 구동원(스테핑모터)을 장착하여 상기 제1,2피니언을 작동함으로써, 상기 유닛프레임의 크기를 줄일 수 있음은 물론 상기 바디프레임의 컴팩트화가 가능해진다.
도 1은 종래 기술에 따른 스캐너용 바디프레임에 가이드프레임이 설치된 상태를 도시한 사시도,
도 2는 종래 기술에 따른 도 1의 측단면도,
도 3은 본 발명에 따른 스캐너용 바디프레임에 가이드프레임이 설치된 상태를 도시한 개략도,
도 4a 내지 4c는 본 발명에 따른 스캐너용 바디프레임과 가이드프레임과 유닛프레임의 결합상태를 도시한 개략도,
도 5는 본 발명에 따른 스캐너의 구성부품을 도시한 개략적인 분해도이다.
이하, 본 발명에 따른 일 실시예를 설명한다.
본 실시예에서는 상기 이동유닛의 적용범위로서 스캐너에 한정하여 설명하였지만, 그 밖에도 복사기나 프린터나 팩스나 복합기와 같은 화상형성장치에 구성하더라도 본원의 기술범주에 포함됨은 당연하다.
도 3 내지 5에서와 같이, 본 발명은 바디프레임(10)과, 상기 바디프레임(10)의 바닥면에 결합되어 작업방향(C)을 따라 내부공간부(26)를 형성하는 가이드프레임(20); 및 상기 가이드프레임(20)에 기어맞물림식으로 결합되어 외부신호에 따라 왕복이동하는 유닛프레임(30)으로 이루어진 이동유닛으로서,
상기 가이드프레임(20)의 제1내벽면에 형성되는 제1랙(22)과; 상기 가이드프레임(20)의 제2내벽면에 형성되어 상기 제1랙(22)과 마주하는 제2랙(24); 상기 유닛프레임(30)의 하부면에 결합되어 상기 제1랙(22)의 톱니면과 맞물리는 제1피니언(32); 및 상기 유닛프레임(30)의 하부면에 결합되어 상기 제2랙(24)의 톱니면과 맞물리는 제2피니언(34)을 더 구비하고, 상기 유닛프레임(30)의 상기 제1피니언(32) 및 상기 제2피니언(34)이 상기 가이드프레임(20)의 제1랙(22) 및 제2랙(24)에 맞물린 상태에서 상기 가이드프레임의 내부공간부(26)를 따라 이동한다.
도 3 내지 5는 본 발명에 따른 스캐너(1) 및 상기 스캐너(1)의 내장부품을 개략적인 사시도에 해당하며, 상기 바디프레임(10)의 내부구조 및 상기 가이드프레임(20)의 설치구조가 명확하게 드러나도록 상기 원고가 놓여지는 플라텐을 포함한 구성요소들을 삭제한 상태로 도시하였다.
여기서, 상기 스캐너(1)는 박스형상을 갖는 바디프레임(10)과, 상기 바디프레임(10)의 바닥면에 결합된 상태에서 작업방향(C)을 따라 소정크기의 내부공간부(26)를 형성하는 사각형상의 가이드프레임(20), 및 상기 가이드프레임(20)에 결합되어 외부신호에 따라 이동하는 유닛프레임(30)을 포함한다.
그리고, 상기 바디프레임(10)은 상기 스캐너(1)의 전체하중을 지지함은 물론 외관을 이루는 것으로서, 상기 바디프레임(10)의 상부측에 투명한 유리재질의 플라텐(미도시)이 배치되며, 상기 바디프레임(10)은 상기 가이드프레임(20)을 포함한 각종 내장품들을 수용하는 소정크기의 수용공간이 형성된다.
상기 바디프레임(10)은 사각형상으로 형성된 것으로 한정하였으나, 그 밖에도 다양한 형상으로 형성되더라도 본원의 기술범주에 포함된다.
그리고, 상기 가이드프레임(20)은 상기 바디프레임(10)에 결합되어 상기 유닛프레임(30)을 안내하는 것으로서, 제1몸체와 제2몸체를 분할하여 형성함이 바람직하지만, 상기 제1몸체와 상기 제2몸체를 일체로 형성하고 내부공간부(26)를 형성하였다면 본원의 기술범주에 포함된다.
상기 가이드프레임(20)은 제1내벽면 및 제2내벽면을 더 포함하여 구성되며, 특히 상기 제1내벽면에 일정간격을 두고 규칙적으로 톱니면이 형성되는 제1랙(22) 및, 상기 제2내벽면에 일정간격을 두고 규칙적으로 톱니면이 형성되어 상기 제1랙(22)과 마주하는 제2랙(24)을 포함한다.
상기 내부공간부(26) 내에서 상기 제1내벽면 및 상기 제2내벽면이 상호 마주하도록 형성되며, 상기 제1내벽면은 상기 가이드프레임(20)의 일측에 상기 작업방향(C)을 따라 형성된 면을 의미하고, 상기 제2내벽면은 상기 가이드프레임(20)의 타측에 상기 제1내벽면과 마주하는 면을 의미한다.
상기 제1랙(22) 및 상기 제2랙(24)은 상기 가이드프레임(20)의 제1내벽면 및 제2내벽면의 단차부에 형성함이 바람직하지만, 상기 단차부를 배제하더라도 본원의 기술범주에 포함됨은 당연하다.
상기 내부공간부(26)는 원고의 작업방향(C)에 대응하는 길이를 의미하며, 특히 상기 스캐너(1)의 전체 길이에 해당할 수도 있다.
그리고, 상기 유닛프레임(30)은 상기 가이드프레임(20)의 상부측에 구비되어 외부신호에 따라 왕복이동하는 것으로서, 상기 스캐닝모듈(50)을 지지하는 지지판(38)과, 상기 지지판(38)에 회전가능하게 결합되어 상기 제1랙(22)의 톱니면과 맞물리는 제1피니언(32), 및 상기 유닛프레임(30)에 회전가능하게 결합되어 상기 제2랙(24)의 톱니면과 맞물리는 제2피니언(34)을 포함한다.
상기 제1피니언(32)과 상기 제2피니언(34)은 아이들기어(33)를 통해 서로 반대방향으로 회전하도록 형성함이 바람직하다.
상기 제1피니언(32) 및 상기 제2피니언(34)은 동일한 형상 및 동일한 피치를 갖도록 형성함이 바람직하다.
상기 아이들기어(33)는 상기 제2피니언(34)로부터 발생하는 회전동력을 상기 제1피니언(32)에 전달하는 기능을 수행한다.
상기 유닛프레임(30)은 상기 제1피니언(32) 및 상기 제2피니언(34)을 구동하는 모터와 같은 구동원(36)을 더 포함하며, 상기 유닛프레임(30)의 하부측에 상기 구동원(36)을 장착하여 공간활용도를 극대화함이 바람직하다.
상기 구동원(36)의 구동축에는 웜기어(36-5)가 구비되며, 상기 웜기어(36-5)는 상기 제2피니언(34)에 형성된 톱니면과 맞물림한다.
상기 구동원(36)으로는 스테핑모터가 바람직하고, 특히 상기 구동원(36)에 의해 발생하는 회전동력이 상기 제2피니언(34)과 상기 아이들기어(33)와 상기 제1피니언(33)을 거쳐 전달되게 함으로써, 상기 제1피니언(32) 및 상기 제2피니언(34)로부터 발생하는 회전모멘트를 최소화함이 바람직하다.
상기 제1랙(22)와 상기 제2랙(24)은 호환성을 고려하여 상호 동일한 형상으로 형성함이 바람직하고, 상기 제1피니언(32)과 상기 제2피니언(34)도 역시 호환성을 고려하여 동일한 형상으로 형성함이 바람직하다.
그리고, 상기 가이드프레임(20)을 구성함에 있어서, 상기 가이드프레임(20)의 외벽면에 밀착되어 외부하중을 흡수함은 물론 상기 유닛프레임(30)의 이동루트를 안내하는 적어도 하나의 버퍼부재(40)를 구비함으로써, 상기 유닛프레임(30)의 작동과정에서 발생하는 진동을 흡수함이 바람직하다.
그리고, 상기 스캐닝모듈(50)은 상기 유닛프레임(30)에 탑재된 상태에서 상기 유닛프레임(30)과 함께 상기 가이드프레임(20)을 따라 이동하는 것으로서, 상기 스캐닝모듈(50)의 기능 및 작동구조는 공지 기술에 해당하므로 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
한편, 본 발명에 따른 스캐너(1)는 상기 유닛프레임(30)의 이동을 제어하는 제어부(미도시)를 포함함은 물론, 사용자나 호스트 장치로부터 작업명령(예; 스캐닝 명령)을 입출력하는 인터페이스부를 포함할 수 있다.
상기 인터페이스부는 엘시디패널이나 및 입력키를 포함할 수 있고, 필요에 따라서 유에스비 포트, 시리얼 포트, 병렬 포트, 네트워크 인터페이스 카드 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
즉, 상기 제어부에 의해 인터페이스부의 신호가 수신되면, 상기 구동원(36)이 온 또는 오프되며, 이 과정에서 상기 유닛프레임(30)이 전진 또는 후진 또는 정지하므로 상기 스캐닝모듈(50)이 작동 또는 정지한다.
이하, 본 발명에 따른 작용을 설명한다.
먼저, 본 발명에 따른 상기 구동유닛에 작동신호를 입력하면, 상기 제어부의 출력신호에 따라 상기 구동원(36)이 정방향으로 구동하고, 상기 구동원(36)의 웜기어(36-5)에 의해 상기 제2피니언(34)이 회전한다.
이 경우, 상기 구동원(36)의 웜기어에 의해 상기 제2피니언(34)이 반시계 방향으로 회전하는 경우, 상기 제2피니언(34)에 아이들기어(33)를 통해 연결된 상기 제1피니언(32)은 시계방향으로 회전하게 된다.
즉, 상기 구동원(36)에 의해 상기 제2피니언(34)이 전회전하면, 상기 제2피니언(34)에 아이들기어(33)를 통해 연결된 상기 제1피니언(32)이 역회전하므로, 상기 유닛프레임(30)의 회전모멘트가 없어진다.
이때, 상기 구동원(36)의 동력을 먼저 상기 제2피니언(24)이 전달받아 회전하는 것으로 한정하였으나, 상기 구동원(36)에 의해 상기 제1피니언(22)이 먼저 동력을 전달받더라도 본원의 기술범주에 포함된다.
이어서, 상기 유닛프레임(30)의 제1피니언(32) 및 제2피니언(34)이 상기 제1랙(22) 및 제2랙(24)을 따라 이동하며, 이 과정에서 상기 가이드프레임(20)의 내부공간부(26)를 따라 세팅속도로 이동한다.
특히, 상기 제1피니언(32) 및 상기 제2피니언(34)이 서로 반대방향으로 회전하면서 상기 내부공간부(26)를 따라 이동하므로, 상기 유닛프레임(30)의 회전모멘트가 상쇄되어 틸트각도가 없어지는 것이다.
게다가, 상기 가이드프레임(20)의 외벽면에 상기 버퍼부재(40)가 밀착된 상태로 배치되므로, 상기 제1피니언(32) 및 상기 제2피니언(34)의 회전과정에서 회전모멘트가 발생하더라도 흡수되어 제거되는 것이다.
따라서, 상기 유닛프레임(30)이 작업방향(스캐닝방향)을 따라 이동하는 과정에서 틸팅현상이 방지되어 상기 작업방향(C)에 대하여 항상 수직상태로 유지되고, 이로 인해 상기 화상의 품질이 일정하게 유지된다.
한편, 상기 구동원(36)에 역회전신호를 출력하는 경우, 상기 유닛프레임(30)의 초기위치로 리턴하게 된다.
즉, 상기 제어부에 의해 상기 유닛프레임(30)이 작업위치에 해당하는 만큼 이동하는 것으로 감지하는 경우, 상기 제2피니언(34)이 시계방향으로 회전하므로, 상기 제1피니언(32)은 반시계방향으로 회전한다.
이 경우, 상기 유닛프레임(30)이 상기 내부공간부(26)를 따라 세팅속도로 리턴함에 있어서, 상기 제1피니언(32) 및 상기 제2피니언(34)의 회전모멘트가 상쇄되므로 상기 유닛프레임(30)의 틸트현상이 최소화된다.
한편, 상기 가이드프레임(20)의 제1랙(22) 또는 제2랙(24)이 마모되거나 손상되더라도, 상기 제1랙(22) 또는 상기 제2랙(24) 중 어느 하나를 선택하거나 또는 동시에 교환함으로써 조립성을 향상할 수 있다.
이때, 본원에서는 상기 유닛프레임(30)의 탑재대상으로서 스캐닝모듈(50)에 한정하였으나, 이에 한정하지 않고 잉크카트리지나 독취장치를 포함한 모든 이동물을 탑재하였더라도 본원의 기술범주에 포함된다.
이상에서 설명된 본 발명의 일 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예가 본원의 기술범주에 포함될 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것이 아니며 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 할 것이다,
* 도면 중 주요부분에 대한 설명 *
1 : 스캐너 10 : 바디프레임
20 : 가이드프레임 22 : 제1랙
24 : 제2랙 26 : 내부공간부
30 : 유닛프레임 32 : 제1,2피니언
33 : 아이들기어 34 : 제2피니언
36 : 구동원 36-5 : 웜기어
38 : 지지판 40 : 버퍼부재
50 : 스캐닝모듈

Claims (11)

  1. 바디프레임(10)과;
    상기 바디프레임(10)의 바닥면에 분할형의 제1몸체 및 제2몸체가 배치되어 내부공간부(26)를 형성하고, 상기 제1몸체 및 상기 제2몸체의 사이에 작업방향(C)을 형성하는 가이드프레임(20);
    상기 가이드프레임(20)에 기어맞물림식으로 결합되어 외부신호에 따라 왕복이동하는 유닛프레임(30); 및
    상기 가이드프레임(20)의 외벽면에 밀착되어 외부하중을 흡수하는 하나 또는 복수의 버퍼부재(40);
    로 이루어진 이동유닛으로서,
    상기 가이드프레임(20)의 제1내벽면에 형성되는 제1랙(22)과;
    상기 가이드프레임(20)의 제2내벽면에 형성되어 상기 제1랙(22)과 마주하는 제2랙(24);
    상기 유닛프레임(30)의 하부면에 결합되어 상기 제1랙(22)의 톱니면과 맞물리는 제1피니언(32); 및
    상기 유닛프레임(30)의 하부면에 결합되어 상기 제2랙(24)의 톱니면과 맞물리는 제2피니언(34)을 더 구비하고,
    상기 유닛프레임(30)의 상기 제1피니언(32) 및 상기 제2피니언(34)이 상기 가이드프레임(20)의 제1랙(22) 및 제2랙(24)에 각각 맞물린 상태에서 상기 제1피니언(32) 및 상기 제2피니언(34)이 상기 내부공간부(26)를 따라 이동하고, 상기 제1피니언(32) 및 상기 제2피니언(34)은 하나의 구동원(36)에 의해 구동하고,
    상기 제1피니언(32) 및 상기 제2피니언(34)은 동일한 피치로 형성한 것을 특징으로 하는 이동유닛.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서, 상기 제1피니언(32) 및 상기 제2피니언(34)은 아이들기어(33)를 통해 서로 반대방향으로 회전하는 이동유닛.
  5. 삭제
  6. 제 1항에 있어서, 상기 제1랙(22) 및 상기 제2랙(24)은,
    상기 가이드프레임(20)의 제1내벽면 및 상기 가이드프레임(20)의 제2내벽면에 각각 구비된 단차부에 형성된 이동유닛.
  7. 삭제
  8. 제 1항에 있어서, 상기 구동원(36)은,
    상기 유닛프레임(30)의 하부측에 장착된 이동유닛.
  9. 제 1항에 있어서, 상기 구동원(36)은,
    스테핑모터인 이동유닛.
  10. 청구항 1, 4, 6, 8, 9 중 어느 한 항에 기재된 이동유닛을 구비하는 스캐너.
  11. 청구항 1, 4, 6, 8, 9 중 어느 한 항에 기재된 이동유닛을 구비하는 화상형성장치.
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