JP2003270809A - 電子写真正帯電型有機感光体 - Google Patents

電子写真正帯電型有機感光体

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南精 李
Hwan-Koo Lee
桓求 李
Saburo Yokota
三郎 横田
Kyung-Yol Yon
卿烈 連
Keiri Shu
恵利 朱
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 露光電位特性が改善された電子写真正帯電型
有機感光体およびその製造法を提供する。 【解決手段】 伝導性支持体上に電荷輸送層と電荷発生
層とが順次形成された電子写真正帯電型有機感光体の電
荷発生層を形成するための組成物であり，電荷発生層形
成用組成物が電荷発生物質，結合剤及び有機溶媒よりな
り，有機溶媒中のアルコール系溶媒とアセテート系溶媒
とが１：９混合重量比から１：１混合重量比よりなる電
荷発生層形成用組成物，及び上記組成物から形成された
電荷発生層を採用している電子写真正帯電型の有機感光
体並びにその製造法とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電子写真正帯電型有
機感光体に係り，さらに詳細には電荷輸送層の損傷が抑
制された電荷発生層形成用組成物及びそれより形成され
た電荷発生層を備える二層構造の有機感光体に関する。
【０００２】
【従来の技術】電子写真画像形成時に利用する二層構造
の正帯電型有機感光体は，伝導性支持体上に電荷輸送層
と電荷発生層とが順次積層された構造を有している。と
ころで，前記電荷発生層は一般的に薄い方なので，トナ
ーまたはクリーニングブレードとの摩擦により容易に摩
耗される。従って，電荷発生層を保護するためにその上
部にオーバコート層を形成することもある。
【０００３】前述の基本的構造を有する有機感光体表面
を帯電させ，これを露光した後，トナーで電子写真画像
を形成する原理について簡単に説明すれば次の通りであ
る。有機感光体の表面に正電荷を帯電させ，レーザビー
ムを照射すると，電荷発生層から正電荷及び負電荷が発
生する。この時，正電荷は電場印加により電荷輸送層に
注入された後，伝導性支持体に移動する。
【０００４】一方，電荷発生層上に形成された負電荷
（電子）はオーバコート層表面に移動して表面電荷を中
和させるので，露光された部分の表面電位が変わって潜
像が形成される。この潜像領域にトナーが現像される
と，有機感光体の表面に画像が形成される。このように
形成された画像は紙または転写体のような受容体表面に
転写される。
【０００５】前記のような二層構造の正帯電型有機感光
体は一つの層で一連の電気的性質を全て満足させねばな
らない一層型有機感光体に比べて電荷輸送層と電荷発生
層それぞれの層の役割が分離されているために，帯電電
位及び露光電位それぞれの電気的性質を充足すべく設計
するのが容易である。特に，感光層が薄くコーティング
された状態で電場を安定的に印加でき，同じ電場強さで
も多くの電荷量を保有するようになって多量のトナーを
現像できる長所がある。
【０００６】しかし，二層構造の正帯電型有機感光体の
電荷発生層形成用組成物を電荷輸送層にコーティングす
る時，有機溶媒がその下部の電荷輸送層を一部溶解させ
るために，電荷輸送層の厚さが変化したり電荷輸送層形
成物質の湧出により電荷輸送能力が落ちる。このような
問題点を解決するために電荷発生層形成用組成物の有機
溶媒として電荷輸送層形成物質を溶解させない溶媒を使
用する方法が提案された。
【０００７】
【特許文献１】米国特許５，１１４，８１５号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかし，その方法によ
れば，電荷輸送層と電荷発生層間の界面が明確に区分さ
れてレーザビームにより電荷発生層から電荷が発生して
も電荷輸送層に注入できないために，露光された部分の
表面電位が十分に低くなく，反復使用時に露光電位が続
けて高まる短所がある。
【０００９】本発明は，上記問題点に鑑みてなされたも
のであり，その目的は，電荷発生層から電荷輸送層への
電荷注入を容易にし，露光電位特性が改善された電子写
真正帯電型の有機感光体用電荷発生層形成用組成物を提
供することである。
【００１０】本発明の他の目的は，上記電荷発生層形成
用組成物から形成された電荷発生層を採用して，光照射
部分の表面電位，すなわち露光電位を十分に下げること
により，トナー，特に湿式トナーの現像が改善された電
子写真正帯電型の有機感光体及びその製造法を提供する
ことである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め，本発明の第１の観点によれば，伝導性支持体上に電
荷輸送層と電荷発生層とが順次形成された電子写真正帯
電型有機感光体の電荷発生層を形成するための組成物で
あり，前記電荷発生層形成用組成物が電荷発生物質，結
合剤及び有機溶媒よりなり，有機溶媒中のアルコール系
溶媒とアセテート系溶媒とが１：９混合重量比から１：
１混合重量比よりなる電子写真正帯電型有機感光体の電
荷発生層形成用組成物が提供される。
【００１２】本発明の別の観点によれば，伝導性支持体
と，前記伝導性支持体上に形成された電荷輸送層と，前
記電荷輸送層上に前述の電荷発生層形成用組成物をコー
ティング及び乾燥してなる電荷発生層とを含むことを特
徴とする電子写真正帯電型有機感光体が提供される。
【００１３】本発明の第３の観点によれば，（ａ）伝導
性支持体上に電荷輸送層を形成する段階と，（ｂ）結合
剤をアルコール系溶媒，アセテート系溶媒またはそれら
混合物を利用して溶解させた後で，ここに電荷発生物質
を付加してミリングし，前記ミリングされた結果物にア
ルコール系溶媒，アセテート系溶媒またはそれら混合物
を付加及び混合して電荷発生層形成用組成物を製造する
段階と，（ｃ）前記（ａ）段階から形成された電荷輸送
層上に電荷発生層形成用組成物をコーティング及び乾燥
して電荷発生層を形成する段階とを含むことを特徴とす
る電子写真正帯電型有機感光体の製造法が提供される。
【００１４】本発明においては，電荷発生層は電荷輸送
層の上部に形成されるが，電荷発生層の形成時に，電荷
輸送層が溶解することはなく，しかも電荷発生層から電
荷輸送層への電荷注入は容易である。また，露光電位を
十分に下げることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】本発明の電子写真正帯電型の有機
感光体は，伝導性支持体上に電荷輸送層と電荷発生層と
が順次積層された構造を有している。上記電荷発生層を
形成するための組成物は，電荷発生物質，結合剤及び有
機溶媒より構成される。上記有機溶媒は，アルコール系
溶媒とアセテート系有機溶媒とよりなる。
【００１６】上記アルコール系溶媒の具体的な例とし
て，エタノール，イソプロピルアルコール，ｎ−ブタノ
ール，メタノール，１−メトキシ−２−プロパノール，
ジアセトンアルコール，イソブチルアルコール，ｔ−ブ
チルアルコールまたはその混合物があり，アセテート系
溶媒の具体的な例として，エチルアセテート，ブチルア
セテート，イソプロピルアセテート，イソブチルアセテ
ート，ｓｅｃ−ブチルアセテートまたはその混合物があ
る。
【００１７】有機溶媒の含量は，電荷発生層形成用組成
物の総含量を基準として９０重量％以上９９重量％以下
であることが好ましい。アルコール系溶媒とアセテート
系溶媒の混合重量比は，１：９から１：１の範囲である
ことが好ましい。
【００１８】ここで，上記有機溶媒の含量が９０重量％
未満の場合には電荷発生層が厚くなり，これにより暗減
衰が大きくなるなど感光体の電子写真性質が悪くなる。
９９重量％を超える場合には，電荷発生層があまりに薄
くコーティングされ，レーザビームを照射された時に発
生する電荷量の絶対値が小さく，照射された部分の露光
電位値が高くなって望ましくない。
【００１９】アセテート系溶媒に対するアルコール系溶
媒の含量が上記範囲未満の場合には，電荷輸送層上にコ
ーティング時に電荷輸送層の構成成分が溶解されてコー
ティングが不可能になり，上記範囲を超える場合には，
電荷輸送層と電荷発生層間の適切な状態の界面が明瞭に
なり，電荷注入が容易でなくなり露光電位値が高まるた
め望ましくない。
【００２０】上記電荷発生物質は，染料，顔料のように
光を吸収して電荷キャリアを生成する物質であり，メタ
ルフリーフタロシアニン（例：Ｐｒｏｇｅｎ １ｘ−フ
ォームメタルフリーフタロシアニン，Ｚｅｎｅｃａ Ｉ
ｎｃ．），チタニウムフタロシアニン，銅フタロシアニ
ン，チタニロキシフタロシアニン，ヒドロキシカリウム
フタロシアニンのような金属フタロシアニンを使用す
る。本実施の形態においては，特にチタニロキシフタロ
シアニンを使用することが好ましい。
【００２１】結合剤は，電荷発生物質を分散または溶解
できねばならない，この具体的な例としては，ポリビニ
ルブチラル，ポリカーボネート，ポリビニルアルコー
ル，ポリスチレン−コー−ブタジエン，改質アクリルポ
リマー，ポリビニルアセテート，スチレン−アルキド樹
脂，ソヤ−アルキル樹脂，ポリビニルクロライド，ポリ
ビニリデンクロライド，ポリアクリロニトリル，ポリア
クリル酸，ポリアクリルレート，ポリメタクリレート，
スチレンポリマー，アルキル樹脂，ポリアミド，ポリウ
レタン，ポリエステル，ポリスルホン，ポリエーテル及
びそれらの混合物がある。特に本実施の形態において
は，ポリビニルブチラルまたはポリビニルアルコールを
使用する。
【００２２】前述の組成物において，電荷発生物質の含
量は，電荷発生層形成用組成物中の電荷発生物質と結合
剤との総量を基準として５５重量％以上８５重量％以下
である。結合剤の含量は，電荷発生層形成用組成物中の
電荷発生物質と結合剤との総量を基準として１５重量％
以上４５重量％以下である。
【００２３】電荷発生物質の含量が上記範囲を外れる場
合には，電荷発生能力面にて望ましくない。結合剤の含
量が１５重量％未満の場合には，電荷輸送層に対して電
荷発生層の結着力が低下し，４５重量％を超える場合に
は電荷発生層で電荷発生物質の含量が相対的に低下して
電荷発生能力が落ちるので望ましくない。
【００２４】前述の電荷発生層形成用組成物を利用して
有機感光体を製造する方法を説明すれば次の通りであ
る。まず，伝導性支持体上に電荷輸送層形成用組成物を
コーティング及び乾燥して電荷輸送層を形成する。この
時，電荷輸送層形成用組成物は電荷輸送物質，結合剤及
び有機溶媒よりなる。電荷輸送物質は特別に制限されな
いが，ヒドラゾン系の化合物を使用する。電荷輸送物質
の含量は，電荷輸送層形成用組成物中の電荷輸送物質と
結合剤との総量を基準として３５重量％以上６５重量％
以下であり，結合剤の含量は電荷輸送層形成用組成物中
の電荷輸送物質と結合剤との総量を基準として３５重量
％以上６５重量％以下である。
【００２５】結合剤は，電荷輸送物質を溶解または分散
させられるものであり，主にポリカーボネート系の高分
子が使われる。そして，溶媒にはテトラヒドロフラン，
メチレンクロライド，クロロホルム，ジクロロエタン，
トリクロロエタン，クロロベンゼンなどを使用する。上
記有機溶媒の含量は電荷輸送層形成用組成物の総含量を
基準として７０重量％以上９０重量％以下であることが
好ましい。
【００２６】これと別途に，前述の電荷発生層形成用組
成物の結合剤をアルコール系溶媒，アセテート系溶媒ま
たはそれら混合物を利用して溶解させる。ここに電荷発
生物質を付加して混合させた後でミリングし，上記ミリ
ングされた結果物にアルコール系溶媒，アセテート系溶
媒またはそれら混合物を付加及び混合して，電荷発生層
形成層組成物を製造する。
【００２７】その後，電荷輸送層上に上記過程により製
造された電荷発生層形成用組成物をコーティング及び乾
燥して電荷発生層を形成することにより，本実施の形態
にかかる正帯電型二層構造の有機感光体が完成される。
この時，電荷発生層のコーティング法は特別に制限され
ないが，本実施の形態にかかる伝導性支持体がドラム形
態を有しているので，リングコーティング法，ディップ
コーティング法またはスプレーコーティング法を使用す
ることがさらに好ましい。
【００２８】本実施の形態にかかる有機感光体におい
て，電荷発生層の厚さは０．２μｍ以上１．０μｍ以下
であり，電荷輸送層の厚さは５μｍ以上２０μｍ以下で
あり，伝導性支持体は一般的に０．５ｍｍ以上２ｍｍ以
下の厚さを有する。
【００２９】本発明の有機感光体は付加層をさらに含む
ことができる。このような層は広く公示されており，例
えば電荷阻止層，オーバコート層などをさらに含む。上
記電荷阻止層は伝導性支持体と電荷輸送層間に形成され
て接着力を向上させ，伝導性支持体から電子が注入され
ることを防止する役割を果たす。オーバコート層は電荷
発生層上に形成されてこれを保護する役割を果たす。
【００３０】本実施の形態にかかる二層構造を有する正
帯電型有機感光体は，乾式または湿式トナーを利用した
電子写真画像形成工程に非常に有用に使用されうる。そ
のうち，特に湿式トナーを利用する場合には，画像固定
に低エネルギーが要求されつつも高解像度のイメージを
得られるというメリットを有している。
【００３１】
【実施例】以下，本発明を下記実施例を挙げてさらに詳
細に説明するが，本発明が下記実施例だけに限定される
ものではない。 ＜実施例１＞ポリビニルブチラル（ＢＸ−１，日本・積
水社製）０．８４ｇをエタノール１７．２ｇに溶解させ
た後で，ここにチタニロキシフタロシアニン（ＥＬＡ
７０５１，Ｈ．Ｗ．Ｓａｎｄｓ社）１．９６ｇを入れて
混合した。上記混合物をミリング装置に入れてこれを１
時間ミリングした。このようにミリングされた分散液
４．２９ｇにブチルアセテート１０．１ｇとエタノール
０．６３ｇとを入れて希釈して電荷発生層形成用組成物
を製造した。
【００３２】これと別途に，ヒドラゾン系の電荷輸送物
質であるＨＣＴＭ１（三星電子社製）２ｇとポリカーボ
ネート（ＰＣＺ２００，日本・三菱ケミカル社）２ｇを
テトラヒドロフラン１６ｇに溶解させた後で，これを濾
過（フィルタ径１μｍ）した。次に，この濾過液をアル
ミニウムドラム上にリングコーティング装置を利用して
３００ｍｍ／分の速度でコーティングして電荷輸送層を
形成した。
【００３３】上記過程により得られた電荷発生層形成用
組成物を濾過（フィルタ径５μｍ）した後，これを前記
電荷輸送層上にリングコーティング装置を利用して２０
０ｍｍ／分の速度でコーティングして電荷発生層（厚
さ：約０．３μｍ）を形成することにより有機感光体を
完成した。
【００３４】＜実施例２＞電荷発生層形成用組成物の製
造時に，ミリングされた分散液４．２９ｇにブチルアセ
テート７．２ｇ，エタノール３．５１ｇを付加したこと
を除いては，実施例１と同じ方法により実施して有機感
光体を完成した。
【００３５】＜実施例３＞電荷発生層形成用組成物の製
造時に，ミリング用溶媒としてイソプロピルアルコール
／ブタノール（９／１重量比）共溶媒１７．２ｇを使用
し，ミリングされた分散液４．２９ｇにブチルアセテー
ト７．２ｇとイソプロピルアルコール／ブタノール（９
／１重量比）共溶媒３．５１ｇとを付加したことを除い
ては，実施例１と同じ方法により実施して有機感光体を
完成した。
【００３６】＜比較例１＞電荷発生層形成用組成物の製
造時に，ミリングされた分散液４．２９ｇにエタノール
１０．７１ｇを付加したことを除いては，実施例１と同
じ方法により実施して有機感光体を製造した。
【００３７】＜比較例２＞電荷発生層形成用組成物の製
造時に，ミリング用溶媒としてエチルアセテート１７．
２ｇを使用し，ミリングされた分散液４．２９ｇにエチ
ルアセテート１０．７３ｇを使用したことを除いては，
実施例１と同じ方法により実施して有機感光体を完成し
た。
【００３８】上記実施例１から実施例３及び比較例１，
比較例２により製造された有機感光体において，電荷輸
送層を含んだ膜コーティング状態及び静電気的特性を下
記方法により評価した。その結果は表１のようである。 １）膜コーティング状態 電荷輸送層と電荷発生層の膜コーティング状態を目視で
評価する。 ２）帯電電位 ＰＤＴ ２０００（ＱＥＡ）で８ｋＶ印加時の帯電電位
を求める。 ３）露光電位 ＰＤＴ２０００（ＱＥＡ）を利用して１μＪ／ｃｍ２の
エネルギーで露光時の露光電位を求める。
【表１】
【００３９】表１から分かるように，実施例１から実施
例３により製造された有機感光体は比較例２の場合とは
異なって，電荷輸送層を含んだ全体的な膜コーティング
状態が良好であり，薄くても比較例１の場合と比較して
高い帯電電位と低い露光電位との特性を示している。そ
の結果，有機感光体の表面電荷量が大きくなるにつれて
トナーの現像量を増やすことができ，特に湿式トナーの
電子写真現象法に適用することが可能である。
【００４０】以上，添付図面を参照しながら本発明にか
かる電子写真正帯電型有機感光体の好適な実施形態につ
いて説明したが，本発明はかかる例に限定されない。当
業者であれば，特許請求の範囲に記載された技術的思想
の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得
ることは明らかであり，それらについても当然に本発明
の技術的範囲に属するものと了解される。
【００４１】
【発明の効果】本発明によれば次のような効果を得られ
る。第一に，本発明の電荷発生層形成用組成物を利用す
れば，二層構造を有する正帯電型有機感光体ドラムを製
造できる。第二に，電荷輸送層及び電荷発生層の膜厚調
節が可能になり，帯電電位及び露光電位などの有機感光
体の静電気的性質を調節するのが容易になる。第三に，
電荷輸送層と電荷発生層間に適切な界面が形成されて電
荷注入が容易になり，光照射部分の表面電位（露光電
位）を目的とするように下げられる。よって，本発明に
よる有機感光体の表面電荷量が増えて露光電位特性が改
善され，トナーの現像量を増やすことが可能で，特に湿
式現象法に有用に適用できる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 横田 三郎 大韓民国京畿道水原市八達区靈通洞963− ２番地 進興アパート554−1202 (72)発明者 連 卿烈 大韓民国京畿道城南市盆唐区ソヒョン洞 301番地 孝子村三煥アパート508−1104 (72)発明者 朱 恵利 大韓民国ソウル市江西区禾谷２洞859−16 Ｆターム(参考） 2H068 AA13 AA19 AA28 AA34 AA36 BA38 BA39 BB15 BB16 EA14 EA16 EA17 EA18 EA36 FA19 FC02

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 伝導性支持体上に電荷輸送層と電荷発生
    層とが順次形成された電子写真正帯電型有機感光体の電
    荷発生層を形成するための組成物であり，前記電荷発生
    層形成用組成物が電荷発生物質，結合剤及び有機溶媒よ
    りなり，前記有機溶媒中のアルコール系溶媒とアセテー
    ト系溶媒とが１：９混合重量比から１：１混合重量比よ
    りなることを特徴とする電子写真正帯電型有機感光体の
    電荷発生層形成用組成物。
  2. 【請求項２】 前記アルコール系溶媒がエタノール，イ
    ソプロピルアルコール，ｎ−ブタノール，メタノール，
    １−メトキシ−２−プロパノール，ジアセトンアルコー
    ル，イソブチルアルコール及びｔ−ブチルアルコールよ
    りなる一群から選択された一つ以上であり，前記アセテ
    ート系溶媒がエチルアセテート，ブチルアセテート，イ
    ソプロピルアセテート，イソブチルアセテート及びｓｅ
    ｃ−ブチルアセテートよりなる一群から選択された一つ
    以上であり，有機溶媒の含量が電荷発生層形成用組成物
    の総含量を基準として９０重量％以上９９重量％以下で
    あることを特徴とする請求項１に記載の電子写真正帯電
    型有機感光体の電荷発生層形成用組成物。
  3. 【請求項３】 前記電荷発生物質がチタニロキシフタロ
    シアニン，メタルフリーフタロシアニン，チタニウムフ
    タロシアニン，銅フタロシアニンまたはヒドロキシガリ
    ウムフタロシアニンのいずれかであり，その含量が電荷
    発生層形成用組成物中の電荷発生物質と結合剤との総量
    を基準として５５重量％以上８５重量％以下であること
    を特徴とする請求項１に記載の電子写真正帯電型有機感
    光体の電荷発生層形成用組成物。
  4. 【請求項４】 前記結合剤がポリビニルブチラルまたは
    ポリビニルアルコールであり，その含量が電荷発生層形
    成用組成物中の電荷発生物質と結合剤との総量を基準と
    して１５重量％以上４５重量％以下であることを特徴と
    する請求項１に記載の電子写真正帯電型有機感光体の電
    荷発生層形成用組成物。
  5. 【請求項５】 伝導性支持体と，前記伝導性支持体上に
    形成された電荷輸送層と，前記電荷輸送層上に電荷発生
    層形成用組成物をコーティング及び乾燥してなる電荷発
    生層とを含むことを特徴とする電子写真正帯電型有機感
    光体。
  6. 【請求項６】 乾式または湿式トナーを利用した電子写
    真画像形成時に利用されることを特徴とする請求項５に
    記載の電子写真正帯電型有機感光体。
  7. 【請求項７】 前記電荷発生層形成用組成物のアルコー
    ル系溶媒がエタノール，イソプロピルアルコール，ｎ−
    ブタノール，メタノール，１−メトキシ−２−プロパノ
    ール，ジアセトンアルコール，イソブチルアルコール及
    びｔ−ブチルアルコールよりなる一群から選択された一
    つ以上であり，前記アセテート系溶媒がエチルアセテー
    ト，ブチルアセテート，イソプロピルアセテート，イソ
    ブチルアセテート及びブチルアセテートよりなる一群か
    ら選択された一つ以上であり，有機溶媒の含量が電荷発
    生層形成用組成物の総含量を基準として９０重量％以上
    ９９重量％以下であることを特徴とする請求項５に記載
    の電子写真正帯電型有機感光体。
  8. 【請求項８】 前記電荷発生層形成用組成物の電荷発生
    物質がチタニロキシフタロシアニン，メタルフリーフタ
    ロシアニン，チタニウムフタロシアニン，銅フタロシア
    ニンまたはヒドロキシカリウムフタロシアニンであり，
    その含量が電荷発生層形成用組成物中の電荷発生物質と
    結合剤との総量を基準として５５重量％以上８５重量％
    以下であることを特徴とする請求項５に記載の電子写真
    正帯電型有機感光体。
  9. 【請求項９】 前記電荷発生層形成用組成物の結合剤が
    ポリビニルブチラルまたはポリビニルアルコールであ
    り，その含量が電荷発生層形成用組成物中の電荷発生物
    質と結合剤との総量を基準として１５重量％以上４５重
    量％以下であることを特徴とする請求項５に記載の電子
    写真正帯電型有機感光体。
  10. 【請求項１０】 （ａ）伝導性支持体上に電荷輸送層を
    形成する段階と，（ｂ）結合剤をアルコール系溶媒，ア
    セテート系溶媒またはそれら混合物を利用して溶解させ
    た後，ここに電荷発生物質を付加してミリングし，前記
    ミリングされた結果物にアルコール系溶媒，アセテート
    系溶媒またはそれら混合物を付加及び混合して電荷発生
    層形成層組成物を製造する段階と，（ｃ）前記（ａ）段
    階から形成された電荷輸送層上に電荷発生層形成用組成
    物をコーティング及び乾燥して電荷発生層を形成する段
    階とを含むことを特徴とする電子写真正帯電型有機感光
    体の製造法。
  11. 【請求項１１】 前記（ｃ）段階のコーティングはリン
    グコーティング，ディプコーティングまたはスプレーコ
    ーティング法により実施されることを特徴とする請求項
    １０に記載の電子写真正帯電型有機感光体の製造法。
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