TW200520957A - Printing device for flat workpieces - Google Patents

Description

200520957 (1) 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明涉及一種按申請專利範圍第1項的前言部分所 述的用來印刷平面形工件的裝置。 【先前技術】 據此這種裝置包括一塗覆輥，它在待印刷工件表面上 滾動，並根據塗覆輥本身是做成印刷滾筒還是作爲轉印輥 與印刷滾筒共同作用，直接或間接地在工件表面上印刷出 印刷圖案，此裝置還包括一與塗覆輥共同作用形成一印刷 縫隙的對輥，在印刷過程中工件穿過此縫隙。此外還存在 一輸送裝置，以將工件輸入由塗覆輥和對輥構成的印刷縫 隙或由該縫隙中將其輸出。 特別是爲了使複合木材板具有真木材的外觀，由於與 真木材貼面板或薄膜塗層相比的成本優點越來越多地直接 在複合木材板（Η ο 1 z w e r k s t 〇 f f )上印刷裝飾附圖或木紋。 然而爲了具有盡可能高質量的視覺效果，簡單的單色 印刷是不夠的。而是希望，用多色印刷將木紋或裝飾圖案 印在原料板上。這完全不僅對於複合木材是這樣；在通過 表面印刷可以改善質量的其他材料如石料或人造革的應用 場合，也可以通過多色印刷提高價値。 但是正是對於高質量的多色印刷絕對必要的是，使圖 案在工件上定位在通常在± 0 . 1 m m範圍內的非常小的公 差之內。只有這樣才能達到與常用薄膜塗層類似的視覺質 >5- 200520957 (2) 量。 然而對於這裏所述的平面形工件要比用於紙或薄膜的 機器難得多地達到這種要求。因爲這裏所述的平面形工件 不是無端地通過印刷機，由於有關平面形工件的不可彎曲 性按照紙張印刷機的模式印刷無論如何是不可能的。 【發明內容】 因此本發明的目的是，這樣地改進開頭所述類型的平 面工件印刷裝置，使得印刷圖案可以比迄今爲止更準確地 定位在工件表面上。 這個目的通過具有如申請專利範圍第1項中所述特徵 的裝置實現。 本發明有利的實施形式和改進方案在申請專利範圍第 2至2 5項中給出。 也就是說按本發明的用來改進這一類型的裝置的措施 是，沿工件輸送方向看，在印刷縫隙之前存在一用來識別 工件前邊緣或圖案起始標記位置的檢測裝置，並且該檢測 裝置設計成與輸送裝置和/或印刷滾筒這樣地共同作用， 使得工件的輸送還在到達印刷縫隙之前可加速或減速和/ 或印刷滾筒的角度位置可通過旋轉運動的加速或減速改變 ’以使印刷圖案的起始位置與工件或設定的圖案長度的前 邊緣相一致。 也就是說重要的是，借助於該檢測裝置可能確切地確 定工件或相應的圖案起始標記的前邊緣相對於在裝置的控 -6 - 200520957 (3) 制系統中已知的印刷滾筒的轉角位 考慮檢測位置和印刷縫隙之間的固 計算工件上印刷圖案起始點位置， 輸送運動短時間的制動或加速，或 時間制動或加速加以校正。當然也 合。 如果沿一直線順次設置多個分 的塗覆輥一這在多色印刷時通常是 特別有利。工件在一道工序中順次 輥之間形成的印刷縫隙，並在每個 色對其進行印刷。這種連續的直線 的控制系統穿過印刷設備進行同步 然設置一自身的連接在前面的用來 起始標記的位置的檢測裝置，並且 値對每個印刷滾筒或直接配設於它 加速或減速，以便使圖案起始位置 時校正位於規定公差之外的偏差。 號觸發對所選擇的上一級同步聯接 〇 多色印刷線的這種模組化結構 刷圖案可以達到的位置精度與順序 無關。此外這種模組化結構使得單 刷生產線移出，以便更換顔色或輥 產線內加入一簡單的間隔段，那麽: 置的位置，使得可以在 定距離的情況下精確地 必要時可以通過對工件 者通過對印刷滾筒的短 可以是這兩種措施的組 別帶一對輥和輸送裝置 這樣’那麽本發明顯得 穿過所有在塗覆輥和對 印刷縫隙內用不同的顔 處理需要借助於一上位 輸送。每個印刷縫隙仍 識別工件前邊緣或圖案 可以根據檢測的感測器 的輸送裝置進行短時間 與工件同步，並在必要 也就是說檢測裝置的信 的驅動裝置的校正動作 確保，在工件表面上印 連接的印刷裝置的數量 個印刷裝置可垂直於印 子。如果同時在印刷生 Ϊ産不必明顯中斷。 -7- 200520957 (4) 在具有多個按本發明的印刷裝置的印刷生產線中，如 果在第一塗覆輥前設一用來識別工件前邊緣或圖案起始標 記的位置的前置感測器，和一與該感測器共同作用的加速 或減速段，以使工件粗略對準第一印刷滾筒的印刷圖案位 置，那麽便特別有利。也就是說在每個其他印刷縫隙前面 模組化的校正可能性只須進行精調和精校正。 在設置在印刷生產線前面的前置行程中可設置一較長 的用於工件加速或減速的段，這本身就適合於工件的粗校 準。爲了在各種情況下保證粗校準時確定的性能，加速段 基本上可以由一在穿行過程中確定地夾緊工件的滾輥（ Kal and er )形成，並從而使由控制系統給定的位置校正量 沒有其他摩擦地傳遞到工件上。 在所述平面形工件特別是複合木材板的印刷技術中， 在到達本發明裝置中用於粗校準的前置感測器之前，複合 木材板通常首先通過生產線中多個其他加工工位。這使得 在加工生產線最前面的起點處單個工件的進料難以和印刷 生產線同步’特別是按必要的精度同步。這一方面因爲工 件的進料部位通常空間上離得遠，不必滿足精度要求。另 一方面連接在印刷線前面的加工工位在平面形工件的位置 和方位±是持續性的誤差源，因此在輸送到印刷線上時在 輸送裝置上實現非常均勻的工件序列幾乎是不可能的。 S多個印刷裝置組成的分別帶一按本發明的用於印刷 H ^ ^始點模組化校正的調節回路的印刷生產線由於對於 _ & Ϊ11達的工件反復運行的調節過程形成一有振盪能力的 _ 8 _ 200520957 (5) 系統。這裏尤其是在到達真正的印刷生產線之前的工件粗 校準使振盪幅値保持較小，並防止可能的激振。這樣印刷 縫隙的各個調節回路只須分別進行小的校正。 粗校準還防止兩個工件相互跟得太緊，以便能夠在各 個印刷縫隙處相互分開地精調整。通常粗校準用來使單個 工件之間的距離是給定圖案長度的整數倍。 也就是說優選存在的通過前置感測器的工件粗校準和 加速段使印刷生產線與通常設置在前面的加工工位脫離開 。粗校準過程特別優選這樣地工作，使該過程在原則上只 加速而不制動工件；因爲減速可能會造成生產線阻塞的危 險。 不管是塗覆輥還是對輥可以分別設置一驅動裝置，就 像迄今爲止通常所做的那樣。爲了提高圖案在工件表面上 的印刷精度以及避免不希望的圖案失真，對輥的驅動裝置 輸出比塗覆輥小的扭矩時，是有利的。這樣可以保證，塗 覆輥不打滑地在工件表面上滾動。也可以設想，對輥的驅 動裝置可以根據在某些情況下出現的圖案失真調節，以便 按要求産生或排除塗覆輥和工件之間的打滑。 印刷時圖案的長度與塗覆輥在工件上的打滑或此外還 與塗覆輥和轉印輥之間的打滑直接相關。因此在印刷時的 目標是避免打滑；但是更重要的是，如果在順序設置的印 刷縫隙中先後印刷的話，不同顔色位置正確的疊加。因此 按照本發明一種特別優選的方案將一個印刷縫隙的輥子的 驅動裝置一適宜於是塗覆輥的驅動裝置一選作主驅動裝置 -9- 200520957 (6) ，並將其扭矩取作基準値。一個印刷縫隙的所有其他與該 驅動裝置共同作用的驅動裝置便這樣地調節，使得在任何 情況下其扭矩値保持其符號不變，即扭矩値不通過零。這 可最簡單地通過一種扭矩級聯（Kaskade )實現，即通過 相對於主扭矩有意遞減地選擇所有驅動裝置的扭矩來實現 。通過防止經過零達到，驅動裝置的所有驅動（傳遞）線 路/分支（A n t r i e b s t r a n g )無間隙地運行，因爲所述驅動 段永久保持'^受拉〃狀態。由此以最簡單的方式，沒有大 的調節花費或絕對値測量便排除了在驅動線路中例如由齒 側間隙、聯軸器間隙、扭轉等等引起的造成圖案失真/變 形的擺動。由於輥子表面的撓度和工件厚度誤差而存在的 參與輥的作用半徑的波動也可以通過扭矩調節的措施不會 造成圖案長度失真，特別是在不同顔色時不會造成不同的 圖案長度失真。 爲了在側向也能保持小的印刷位置誤差，可以存在一 用於工件的側向導向件，其中工件貼合在此導向件上輸送 穿過印刷裝置。由此工件在側向得到精確定向。 此側向導向件可以由一簡單的導板，但最好是由一滾 動導軌或垂直輸送帶組成。同時如果存在用來産生垂直於 輸送方向並朝向側向導向件定向的用於工件的輸送力分量 的結構，則是有利的。這種結構例如可以是一傾斜滾動導 軌、一對輥和塗覆輥在水平軸線位置相互略微的交叉或相 對於穿行方向小的偏斜。 爲了精調工件的側向位置，印刷滾筒可以設計成軸向 -10 - 200520957 (7) 可調的。通過圖案識別系統識別在轉移到工件表面上的印 刷圖案上的所需校正値，並將其反饋給印刷滾筒的軸向調 整裝置，印刷滾筒的這種橫向調整也可以通過圖案識別系 統的回應信號自動地進行。 如果塗覆輥配備一驅動裝置，該塗覆輥是可調的，以 産生或排除塗覆輥和工件之間和/或在某些情況下印刷滾 筒和作爲轉印輥的塗覆輥之間的打滑，則可得到本發明的 另一個優點。因爲按本發明的工件前邊緣或圖案起始標記 相對於印刷圖案的位置的位置識別主要只影響在工件表面 上印刷圖案起始的位置。而所印刷的圖案長度，從而還有 圖案末端的位置取決於塗覆輥和工件表面之間相對速度， 或者在間接印刷時還取決於印刷滾筒和轉印輥之間的相對 速度。只有在這個相對速度精確地等於零時，即不存在打 滑時，印刷圖案才會以1 : 1的比例轉印到工件表面上。 由於不同的參數，如塗覆輥的印樣調整（Vordruck-Einstellung )、工件厚度誤差或塗覆輥表面的不均勻性， 會産生打滑，並由此造成印刷圖案中的不精確性。在塗覆 輥和工件之間或在印刷滾筒和某些情況下存在的轉印輕之 間按要求産生的 ''反打滑〃作用可以消除這種干擾量，並 使印刷圖案長度保持在幾乎1 : 1圖像的水平上。 與按本發明的對工件表面上印刷圖案起始位置的調整 不同，塗覆輥和工件之間或印刷滾筒和作爲轉印$昆的塗覆 輥之間爲補償印刷圖案長度的誤差而産生打滑只對τ _ _ 工件起作用；也就是說這裏是一種趨勢/傾向性校正（ -11 - 200520957 (8)

Tendenzkorrektur ) 〇 在進行印刷和通過産 能通過目測和手動進行印 果在印刷縫隙後面設置一 主要由一數位照相機組成 在一個圖像處理裝置，該 到的數位圖案作用於塗覆 誤差，那麽便得到一種將 下的自動調節系統。 如上所述，數位照相 識別側向是否符合公差， 校正。 特別是複合木材工件 印刷的厚度誤差。因此塗 存在一單獨的將印刷圖案 後塗覆輥將印刷圖案轉印 輥設計成轉印輥。印刷滾 顔料的凹陷部的雕刻/凹 到轉印輥上。這裏轉印輥 述鋼輥的橡膠外殼面磨削 因此在塗覆輥從印刷 到工件表面上時，做成轉 和工件表面接觸。 前面已經提到，爲了 生或排除打滑相應地校正以後可 刷圖案長度誤差的識別。但是如 用於識別圖案長度誤差的尤其是 的裝置，則是有利的。如果還存 圖像處理裝置借助於由照相機得 輥的調節裝置，以補償圖案長度 圖案長度誤差降低到最小程度以 機和相配的圖像處理裝置也可以 並通過印刷滾筒的軸向調整進行 具有大多不允許用印刷滾筒直接 覆輥最好不做成印刷滾筒，而是 轉印在塗覆輥上的印刷滾筒，然 到工件表面上。也就是說將塗覆 筒最好做成帶在輸墨裝置中塡裝 印輥，而雕刻輥隨後將顔料轉移 適宜於做成包有橡膠的鋼輥，所 成光滑的。 滾筒上接收印刷圖案並將其轉印 印輥的塗覆輕便同時與印刷滾筒 調整圖案長度，除了産生塗覆輥 -12- 200520957 (9) 或轉印輥和工件表面之間的打滑之外，還可選地或附加地 産生一印刷滾筒和塗覆輥或轉印輥之間的打滑。可能存在 的非預期的印刷滾筒和轉印輥之間的打滑造成輕微的印刷 圖案失真/變形。這最終導致印刷圖案長度誤差。 如果存在用來識別圖案的數位照相機以及圖像處理裝 置，所述圖像處理裝置可以對印刷滾筒和/或塗覆輥的調 節産生影響’以補償圖案長度誤差。這種措施形成一種在 印刷圖案長度上自動調節的誤差校正方法。 爲了進一步提高印刷表面的外觀質量，用三聚氰胺樹 脂塗覆該表面並將這樣印刷和塗覆的工件輸送給一後接的 壓印裝置，例如壓印輥或壓力機，可能是有利的。壓印裝 置在表面上壓出一表面結構，然而該結構必須精確對應於 此前印上的印刷圖案，以達到預期效果。 如果在按本發明的裝置中沿工件輸送方向設置至少兩 個相互隔開設置的檢測裝置，則這兩個裝置不僅可以用來 識別位置，而且也可以用來測量工件實際的輸送速度。如 果按本發明的裝置包括不止一個印刷縫隙，而是包含多個 前後順序設置的印刷縫隙或印刷裝置，其中每個印刷裝置 都按本發明設有一自身的檢測裝置，那麼爲了測量工件的 輸送速度也可以使兩個這種本來單獨設置的檢測裝置共同 作用。 【實施方式】 圖]示出總共三個做成用於間接印刷的轉印輥1的塗 -13- 200520957 (10) 覆輥，它們分別與一對輥2共同作用並構成一印刷縫隙3 ，工件4穿過此縫隙，印刷圖案分別從印刷滾筒5轉印到 轉印輥1上，並從那裏轉印到工件表面6上。 工件4在一滾動軌道7上行進，其中分別同步地驅動 轉印輥1、對輥2和印刷滾筒5，並由此還産生工件4的 輸送運動。 每個印刷縫隙3前面連接至少一個做成光學感測器的 檢測裝置8 ’以識別工件4前邊緣9的位置，其中這裏通 過印刷滾筒5和轉印輥1的短時間加速或減速進行一也許 必要的校正動作.，以便實現前邊緣9相對於印刷滾筒5角 度位置的位置。爲了也能夠即時監測在圖1中所示的印刷 生產線中實際的輸送速度，這裏分別存在兩個用來測量工 件4前邊緣9位置的檢測裝置8。 印刷滾筒5分別設一規線標記1 0，借助於該標記可 在工件表面6上用已知方法印刷一設置在印刷圖案旁邊的 標記。這種通常是一彩色十字線或彩色閃光標誌（Amp el )的規線標記使得可以很快識別圖像誤差，這特別是對於 按本發明的印刷圖案長度校正是重要的。規線標記和在某 些情況下位於它旁邊的印記也可以毫無問題地由數位照相 機測量並自動地處理。最好既在圖案起始位置也在圖案末 端加上規線標記，其中通過第一個標記可以檢測圖案起點 ，通過後一個標記檢測印刷圖案長度是否符合公差。 最後圖2表不在圖]中所不的裝置的前置行程，其中 這裏存在一用於工件4粗校準的裝置，此外還示出，在第 -14- 200520957 (11) 一個印刷裝置前連接一滾輥η，以便按要求和可重復地 進行工件4按本發明的加速或制動。 用於粗校準的裝置也具有一滾輥1 2，它確定和無摩 擦地促使工件4制動或加速。 滾輥1 1對於配設於它的第一印刷裝置起加速段或減 速段的作用，這樣不必爲了校正目的對塗覆輥或者說這裏 是轉印輥1、印刷滾筒5和對輥2的驅動裝置進行控制。 最後應該注意，特別是對於複合木材還有其他不可彎 曲的工件適宜於採用間接印刷原理，如借助於圖中所示的 實施例裏說明的那樣；這裏印刷圖案從印刷滾筒6轉移到 轉印輥1上，然後從該轉印輥上轉印到工件表面6上。然 而本發明也可以用在直接印刷中；在這種情況下取消轉印 輥1，印刷滾筒5直接用作塗覆輥，並在工件表面6上滾 動。 【圖式簡單說明】 下面借助於附圖對本發明的一個實施例加以介紹和詳 細說明。附圖表示： 圖1具有三個印刷裝置的本發明裝置的示意側視圖 圖2圖1中的裝置的前置行程的同樣側視圖。 【主要元件符號說明】 1 轉印輥 -15- 200520957 (12) 2 對輥 3 印刷縫隙 4 工件 5 印刷滾筒 ~ 6 工件表面 7 滾動軌道 8 檢測裝置 9 工件前邊緣 _ 10 規線標記 11 滾輥 1 2 滾輥 -16-

Claims (1)

1. 200520957 (1) 十、申請專利範圍 1. 一種用於印刷平面形工件的裝置，具有一塗覆輥 ’該塗覆輥在待印刷工件表面（6 )上滾動並將一印刷圖 案印在工件表面（6 )上，其中塗覆輥是一印刷滾筒（5 ) 或與一印刷滾筒（5 )共同作用的轉印輥（1 );具有一對 輥（2 )，該對輥與塗覆輥共同作用形成一個在印刷過程 中工件（4 )穿過的印刷縫隙（3 ) •，還具有一用來將工件 (4 )輸入或輸出由塗覆輥和對輥（2 )形成的印刷縫隙（ 3 )的輸送裝置（7 )，其特徵爲：沿工件（4 )的輸送方 向看，在印刷縫隙（3 )之前存在一用來識別工件前邊緣 (9 )或圖案起始標記的位置的檢測裝置（8 )，該檢測裝 置設計成這樣地與輸送裝置（7、1 1 )和/或印刷滾筒（5 )共同作用，使得在到達印刷縫隙（3 )之前便可加速或 減速工件（4 )的輸送和/或可通過旋轉運動的加速或減 速改變印刷滾筒（5 )的角度位置，以使印刷圖案的起始 位置與工件前邊緣（9 )或規定的圖案位置一致。 2. 如申請專利範圍第1項所述的裝置，其中：在一 生產線中前後順次設置多個分別帶一對輥（2 )和一輸送 裝置（7、1 1 )的塗覆輥，其中每個印刷縫隙（3 )配設一 用來識別工件前邊緣（9 )或圖案起始標記的位置的自身 的檢測裝置（8 )，而輸送裝置（7、1 1 )這樣地相互匹配 ’使得工件（4 )在一道工序內先後順次穿過所有在塗覆 輥和對輥（2 )之間形成的印刷縫隙（3 )。 3. 如申請專利範圍第2項所述的裝置，其中：在第 -17- 200520957 (2) 一個印刷縫隙（3 )之前設置一用來測量工件前邊緣（9 ) 或圖案起始標記位置的前置感測器（8 )和一與該感測器 共同作用的加速或減速段（1 2 )，以相對於第一個印刷滾 · 筒（5 )的印刷圖案位置對工件（4 )進行粗校準。 - 4.如申請專利範圍第3項所述的裝置，其中：加速 段基本上由一滾輥（1 2 )形成。 5 *如申請專利範圍第3項所述的裝置，其中：前置 感測器（8)控制一向輸送裝置（7)輸送工件（4)的進 · 料裝置。 6.如申請專利範圍第]項所述的裝置，其中：塗覆 輥和對輥（2 )分別設一驅動裝置，其中對輥（2 )的驅動 裝置産生比塗覆輥的驅動裝置小的扭矩。 7 ·如申請專利範圍第1項所述的裝置，其中·· 一印 刷縫隙（3 )的塗覆輥和對輥（2 )以及在某些情況下其他 輥子分別配備一驅動裝置，其中這樣調節所述驅動裝置， 使得一個驅動裝置規定一扭矩，而這樣調節所有其他驅動 鲁 裝置的扭矩’使得在印刷過程中不産生扭矩値符號的變化 〇 8. 如申請專利範圍第7項所述的裝置，其中：向按 主驅動裝置扭矩的規定値調節的驅動裝置分別施加至少略 低於主扭矩的扭矩。 9. 如申請專利範圍第1項所述的裝置，其中：塗覆 輥和對輥（2 )分別設有一驅動裝置，其中對輥（2 )的驅 動裝置是可調的，以産生或排除塗覆輥和工件（4 )之間 -18- 200520957 (3) 的打滑。 ίο.如申請專利範圍第1項所述的裝置，其中：存在 一用於工件（4 )的側向導向裝置。 11. 如申請專利範圍第1 〇項所述的裝置，其中：導 向件由一導板、一滾動導軌或一垂直輸送帶構成。 12. 如申請專利範圍第1 0項所述的裝置，其中：存 在用來産生~垂直於輸送方向並朝向側向導向件的用於工 件（4 )的輸送力分量的裝置。 13. 如申請專利範圍第1項所述的裝置，其中：爲了 橫向調整印刷圖案，印刷滾筒（5 )做成軸向可調的。 14·如申請專利範圍第1項所述的裝置，其中：塗覆 輥設有一驅動裝置，該驅動裝置是可調的，以産生或排除 塗覆輥和工件（4 )之間的打滑。 1 5 .如申請專利範圍第1項所述的裝置，其中：印刷 縫隙（3 )後面連接有用來識別圖案長度誤差的裝置。 1 6.如申請專利範圍第1 5項所述的裝置，其中··所 述裝置包括一數位照相機。 1 7 ·如申請專利範圍第9項所述的裝置，其中：所述 裝置包括一數位照相機，及，其中：存在一圖像處理裝置 ’該圖像處理裝置借助於由照相機得到的數位圖像對塗覆 輥和/或對輥（2 )的驅動裝置的調節産生作用，以補償 圖案長度誤差。 1 8 ·如申請專利範圍第1 4項所述的裝置，其中：所 述裝置包括一數位照相機，及，其中：存在一圖像處理裝 - 19- 200520957 (4) 置，該圖像處理裝置借助於由照相機得到的數位圖像對塗 覆輥；和/或對輕（2 )的驅動裝置的調節産生作用，以補 償圖案長度誤差。 19·如申請專利範圍第1 3項所述的裝置，其中：所 述裝置包括一數位照相機，其中：存在一圖像處理裝置， 該圖像處理裝置借助於由照相機得到的數位圖像對塗覆車昆 和/或對輥（2 )的驅動裝置的調節産生作用，以補償圖 案長度誤差’及，其中：圖像處理裝置也對印刷滾筒（5 )的軸向調整起作用。 2 0·如申請專利範圍第1項所述的裝置，其中：印刷 滾筒（5 )是一雕刻輥。 2 1·如申請專利範圍第1項所述的裝置，其中：塗覆 輥做成轉印輥（1 )並設有一驅動裝置，印刷滚筒（5 )配 備一自身的驅動裝置，並且轉印輥（1 )的驅動裝置和/ 或印刷滾筒（5 )的驅動裝置是可調的，以産生或排除印 刷滾筒（5 )和轉印輥（1 )之間的打滑。 22 .如申請專利範圍第2 1項所述的裝置，其中：所 述裝置包括一數位照相機，及，其中：圖像處理裝置借助 於由照相機得到的數位圖像對印刷滾筒（5 )和/或轉印 輥（1 )的調節産生作用，以補償圖案長度誤差。 2 3.如申請專利範圍第1項所述的裝置，其中：印刷 縫隙（3 )後面連接一壓印裝置。 2 4.如申請專利範圍第1項所述的裝置，其中：工件 (4 )由木材或複合木材組成。 200520957 (5) 25.如申請專利範圍第1至24項中任一項所述的裝置 ，其中：設有至少兩個沿工件（4 )輸送方向相互隔開設 置的檢測裝置（8 )，所述檢測裝置調整成這樣地共同作 用，使所述檢測裝置測量工件（4 )的輸送速度。

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