JP2017173620A - 現像カートリッジ - Google Patents

Abstract

【課題】ギアに欠け歯部を設けずに、突起の回転を止めることができる現像カートリッジを提供すること。
【解決手段】現像カートリッジ１は、所定の方向に延びる第１軸Ａ１について回転可能な第１ギア６と、第１ギア６と噛み合う第２ギア７であって、所定の方向に延びる第２軸Ａ２について回転可能な第２ギア７と、所定の方向に延びる突起８であって、第２ギア７とともに回転可能な突起８とを備える。第１ギア６は、第２ギア７と噛み合う第１位置から、第２ギア７との噛み合いが解除される第２位置まで、第２ギア７から離れる方向へ移動可能である。
【選択図】図２

Description

本開示は、現像カートリッジに関する。

従来、現像ローラを備える現像カートリッジが知られている。現像カートリッジは、画像形成装置に対して着脱可能である。

例えば、特許文献１に開示されるように、現像カートリッジは、第１位置から第２位置まで回転可能なギアと、ギアに設けられる突起とを備える。突起は、ギアと共に回転し、画像形成装置のレバーと接触する。レバーは、突起との接触により移動する。画像形成装置は、レバーの移動を検知して現像カートリッジの仕様を判断する。また、ギアは、欠け歯部を有する。欠け歯部と、ギアに駆動力を伝える駆動ギアとが向かい合うことにより、ギアと駆動ギアとの噛み合いが外れる。これにより、ギアの回転が止まる。ギアの回転が止まると、突起の回転も止まる。

特開２０１３−５４０５６号公報

上記した現像カートリッジにおいて、ギアに欠け歯部を設ける以外の構造で、突起の回転を止めることが望まれている。

そこで、本開示の目的は、突起とともに回転するギアに欠け歯部を設けずに、突起の回転を止めることができる現像カートリッジを提供することにある。

（１）本開示の現像カートリッジは、第１ギアと、第２ギアと、突起とを備える。第１ギアは、所定の方向に延びる第１軸について回転可能である。第２ギアは、第１ギアと噛み合う。第２ギアは、所定の方向に延びる第２軸について回転可能である。突起は、所定の方向に延びる。突起は、第２ギアとともに回転可能である。

第１ギアは、第２ギアと噛み合う第１位置から、第２ギアとの噛み合いが解除される第２位置まで、第２ギアから離れる方向へ移動可能である。

このような構成によれば、第１ギアを、第２ギアから離れる方向へ移動させることにより、第１ギアと第２ギアとの噛み合いを解除することができる。

これにより、突起とともに回転する第２ギアに欠け歯部を設けずに、第２ギアおよび突起の回転を止めることができる。
（２）第１ギアは、所定の方向において、第１位置から第２位置まで移動可能であってもよい。
（３）第１ギアは、所定の方向と交差する方向において、第１位置から第２位置まで移動可能であってもよい。
（４）現像カートリッジは、第１ギアを第２位置に固定するストッパを、さらに備えてもよい。
（５）現像カートリッジは、現像剤を収容可能なカートリッジであってもよい。

本発明の現像カートリッジは、突起とともに回転する第２ギアに欠け歯部を設けずに、突起の回転を止めることができる。

図１は、第１実施形態の現像カートリッジを示す斜視図である。 図２は、第１実施形態の現像カートリッジに設けられるギア列を分解した斜視図である。 図３は、第１実施形態において、第１ギアの移動を説明するための説明図であって、第１ギアが第１位置に位置した状態を示す。 図４は、図３とともに第１ギアの移動を説明するための説明図であって、第１ギアが第２位置に位置した状態を示す。 図５は、第１実施形態の変形例を説明する説明図であって、第１ギアが第１位置に位置した状態を示す。 図６は、図５とともに第１実施形態の変形例を説明する説明図であって、第１ギアが第２位置に位置した状態を示す。 図７は、第２実施形態の現像カートリッジに設けられるギア列を分解した斜視図である。 図８は、第２実施形態において、第１ギアの移動を説明する説明図であって、第１ギアが第１位置に位置した状態を示す。 図９は、図８に続いて、第１ギアの移動を説明する説明図であって、第１ギアが第１位置から回転した状態を示す。 図１０は、図９に続いて、第１ギアの移動を説明する説明図であって、第１ギアが第２位置に位置した状態を示す。

［第１実施形態］
１．現像カートリッジ１の概略
図１を参照して、現像カートリッジ１の概略について説明する。

現像カートリッジ１は、現像剤を収容可能なカートリッジである。現像カートリッジ１は、筐体２と、現像ローラ３とを備える。現像ローラ３は、所定の方向に延びる回転軸について、回転可能である。

１．１ 筐体２
筐体２は、所定の方向に延びる。筐体２は、現像剤を収容可能である。現像剤は、例えば、トナーである。なお、以下の説明において、筐体２の内側および外側に言及するときは、現像剤が収容される側が、筐体２の内側である。また、現像剤が収容される内側と反対側が、筐体２の外側である。

なお、筐体２の内側には、アジテータが設けられる。アジテータは、筐体２内の現像剤を撹拌するとともに、筐体２内の現像剤を現像ローラ３へ送るための構成である。アジテータ４は、所定の方向に延びる回転軸について回転可能なアジテータシャフト４（図２参照）と、アジテータシャフト４から延びる羽根とを備える。

１．２ 現像ローラ３
現像ローラ３は、筐体２の一端部に位置する。現像ローラ３は、所定の方向に延びる。現像ローラ３の周面の一部は、筐体２の外側に露出している。

２．現像カートリッジ１の詳細
次いで、現像カートリッジ１の詳細について説明する。

現像カートリッジ１は、図１および図２に示すように、上記した筐体２および現像ローラ３に加え、カップリング５と、第１ギア６と、第２ギア７と、突起８と、ギアカバー９とを備える。

２．１ カップリング５
カップリング５は、所定の方向において、筐体２の一方側の外面に位置する。カップリング５は、所定の方向に延びる軸について回転可能である。カップリング５は、継手５Ａと、カップリングギア５Ｂとを備える。

継手５Ａは、現像カートリッジ１が画像形成装置に装着されたときに、画像形成装置から駆動力を受けるための構成である。継手５Ａは、所定の方向において、カップリング５の一方側の端部に位置する。継手５Ａは、所定の方向において、カップリングギア５Ｂに対して筐体２の反対側に位置する。継手５Ａは、画像形成装置の駆動入力部と係合可能である。継手５Ａが画像形成装置の駆動入力部と係合することにより、カップリング５は、画像形成装置の駆動入力部から駆動力を受けることが可能となる。

カップリングギア５Ｂは、所定の方向において、継手５Ａと筐体２との間に位置する。カップリングギア５Ｂは、継手５Ａとともに回転可能である。カップリングギア５Ｂは、複数のギア歯を有する。複数のギア歯は、カップリングギア５Ｂの周面に設けられる。

なお、現像カートリッジ１は、カップリングギア５Ｂと接続される図示しないギア列を備える。図示しないギア列は、所定の方向において、筐体２の一方側の外面に位置し、現像ローラ３およびアジテータシャフト４に駆動力を伝える。

２．２ 第１ギア６
図２および図３に示すように、第１ギア６は、所定の方向において、筐体２の他方側の外面に位置する。第１ギア６は、所定の方向において、筐体２に対して、カップリング５（図１参照）と反対側に位置する。第１ギア６は、アジテータシャフト４に取り付けられる。アジテータシャフト４は、所定の方向において、一端部と、他端部とを備える。他端部は、所定の方向において、一端部よりもカップリング５から離れている。詳しくは、第１ギア６は、アジテータシャフト４の他端部に取り付けられる。

第１ギア６は、所定の方向において、一端部と、他端部とを有する。他端部は、所定の方向において、一端部に対して筐体２の反対側に位置する。第１ギア６は、第１穴６Ａと、第２穴６Ｂとを有する。第１穴６Ａは、所定の方向において、第１ギア６の一端部から第１ギア６の他端部へ向かって凹む。第２穴６Ｂは、所定の方向において、第１ギア６の他端部から第１ギア６の一端部へ向かって凹む。第１穴６Ａと第２穴６Ｂとは、連通してもよい。

第１穴６Ａには、アジテータシャフト４の他端部が挿入される。これにより、第１ギア６は、アジテータシャフト４の他端部に取り付けられる。アジテータシャフト４の他端部の周面は、Ｄ形状を有する。詳しくは、アジテータシャフト４の他端部の周面は、一部が平面Ｓ１（図２参照）であり、残りの部分が円弧面Ｓ２（図２参照）である。また、第１穴６Ａは、アジテータシャフト４の他端部の形状にフィットする形状を有する。これにより、アジテータシャフト４の他端部が第１穴６Ａに挿入された状態で、第１ギア６は、アジテータシャフト４とともに回転可能である。これにより、第１ギア６は、画像形成装置からの駆動力を受けて回転可能である。詳しくは、画像形成装置からカップリング５（図１参照）に入力された駆動力は、カップリングギア５Ｂと接続される図示しないギア列を介して、アジテータシャフト４に伝わり、さらに、アジテータシャフト４を介して、第１ギア６に伝わる。これにより、第１ギア６は、画像形成装置からの駆動力を受けて回転する。第１ギア６は、所定の方向に延びる第１軸Ａ１について回転可能である。また、第１ギア６は、アジテータシャフト４に対して、所定の方向に移動可能である。

第２穴６Ｂには、ギアカバー９に設けられるシャフト１２が挿入される。シャフト１２は、所定の方向において、アジテータシャフト４に対して、筐体２の反対側に位置する。シャフト１２は、所定の方向において、アジテータシャフト４から離れている。シャフト１２は、ギアカバー９と一体的に構成される。詳しくは、シャフト１２は、所定の方向において、ギアカバー９の内面からアジテータシャフト４に向かって延びる。シャフト１２は、ギアカバー９に連続する一端部と、一端部よりもアジテータシャフト４に近い他端部とを有する。シャフト１２は、突起１２Ａを備える。突起１２Ａは、シャフト１２の他端部に位置する。突起１２Ａは、シャフト１２の周面から突出する。突起１２Ａは、シャフト１２の径方向に延びる。第１ギア６は、さらに、溝６Ｃを有する。溝６Ｃは、第２穴６Ｂの内面に位置する。溝６Ｃは、所定の方向に延びる螺旋形状を有する。溝６Ｃは、所定の方向において、一端部と、他端部とを有する。他端部は、所定の方向において、一端部に対して筐体２の反対側に位置する。第１ギア６が第１位置に位置する場合に、溝６Ｃの一端部には、シャフト１２の突起１２Ａが嵌まる。螺旋形状の溝６Ｃに突起１２Ａが嵌まることにより、第１ギア６は、回転したときに、所定の方向に移動可能である。具体的には、第１ギア６は、回転したときに、筐体２に近づく方向へ移動可能である。これにより、第１ギア６は、所定の方向において、図３に示す第１位置から、図４に示す第２位置まで移動可能である。なお、第１ギア６の回転方向が、第１の実施形態の第１ギア６の回転方向の逆方向になると、溝６Ｃの螺旋方向も逆方向となる。これにより、第１ギア６は、回転したときに、筐体２に近づく方向へ移動可能である。

さらに、第１ギア６は、複数のギア歯６Ｄを有する。複数のギア歯６Ｄは、第１ギア６の周面に位置する。複数のギア歯６Ｄは、第１ギア６の回転方向に並ぶ。第１ギア６が第１位置に位置する場合、第１ギア６のギア歯６Ｄは、第２ギア７のギア歯７Ｂと噛み合う。第１ギア６が第２位置に位置する場合、第１ギア６のギア歯６Ｄは、第２ギア７のギア歯７Ｂから所定の方向に離れる。これにより、第１ギア６が第２位置に位置する場合、第１ギア６のギア歯６Ｄと第２ギア７のギア歯７Ｂとの噛み合いが解除される。

２．３ 第２ギア７
図２および図３に示すように、第２ギア７は、所定の方向において、筐体２の他方側の外面に位置する。第２ギア７は、所定の方向において、筐体２に対して、カップリング５（図３参照）と反対側に位置する。第２ギア７は、貫通穴７Ａを有する。貫通穴７Ａは、所定の方向において、第２ギア７を貫通する。貫通穴７Ａには、筐体２の他方側の外面に設けられるシャフト１１が挿入される。第２ギア７は、シャフト１１に取り付けられる。第２ギア７は、第２ギア７の周囲に、複数のギア歯７Ｂを有する。複数のギア歯７Ｂは、第２ギア７の回転方向に並ぶ。第２ギア７は、第１ギア６と噛み合う。詳しくは、第２ギア７の複数のギア歯７Ｂは、第１ギア６の複数のギア歯６Ｄと噛み合う。これにより、第２ギア７は、第１ギア６から駆動力を受けて、シャフト１１について回転可能である。第２ギア７は、所定の方向に延びる第２軸Ａ２について回転可能である。

２．４ 突起８
突起８は、所定の方向において、第２ギア７に対して、筐体２の反対側に位置する。突起８は、貫通穴７Ａの周囲に位置する。突起８は、所定の方向に延びる。突起８は、所定方向において、第２ギア７から延びる。すなわち、突起８は、第２ギア７と一体的に構成される。これにより、突起８は、第２ギア７とともに、シャフト１１について回転可能である。突起８は、具体的には、１つ設けられる。なお、突起８は、複数、設けられてもよい。

２．５ ギアカバー９
ギアカバー９は、図１に示すように、所定の方向において、筐体２に対して、カップリング５と反対側に位置する。ギアカバー９は、所定の方向において、筐体２の他方側の外面に取り付けられる。ギアカバー９は、第１ギア６および第２ギア７を覆う。ギアカバー９は、開口１３を有する。開口１３は、所定の方向と交差する方向において、ギアカバー９の壁を貫通する。突起８およびシャフト１１は、開口１３から露出する。これにより、突起８は、シャフト１１について回転したときに、開口１３を介して、一旦、ギアカバー９の外側に出た後、開口１３を介して、ギアカバー９の内側に入る。

３．現像カートリッジ１の動作
次いで、図３および図４を参照して、現像カートリッジ１の動作について説明する。

図３に示すように、現像カートリッジ１が画像形成装置に装着されたときには、第１ギア６は、第１位置に位置している。

次いで、画像形成装置の駆動入力部からカップリング５（図１参照）に駆動力が入力されると、駆動力は、カップリング５から図示しないギア列およびアジテータシャフト４を介して第１ギア６に伝わる。これにより、第１ギア６が回転する。第１ギア６が回転すると、第１ギア６から駆動力を受けて、第２ギア７が回転する。すると、突起８が、第２ギア７とともに回転し、シャフト１１の周面に沿って移動する。突起８は、開口１３（図１参照）を介して、ギアカバー９の外側に出た後、開口１３（図１参照）を介して、ギアカバー９の内側に入る。

ここで、第１ギア６は、溝６Ｃの一端部に突起１２Ａが嵌まっていることにより、回転するにつれて、所定の方向において、筐体２に近づく方向へ移動する。一方、第２ギア７は、所定の方向に移動しないで、回転する。つまり、第１ギア６は、所定の方向において、第２ギア７から離れる方向へ移動する。

これにより、突起８がギアカバー９の内側に入った後、所定の方向における第１ギア６の移動に伴って、第１ギア６と第２ギア７との噛み合いが解除される。第１ギア６と第２ギア７との噛み合いが解除されることにより、第２ギア７が停止する。第２ギア７が停止することにより、突起８も停止する。なお、第１ギア６と第２ギア７との噛み合いが解除されるタイミングは、所望の信号パターンに応じて、適宜、調整可能である。

そして、図４に示すように、シャフト１２の突起１２Ａが溝６Ｃの他端部に嵌まる位置まで、第１ギア６が移動すると、第１ギア６は、所定の方向への移動を停止する。このときの第１ギア６の位置が、第２位置である。なお、第２実施形態では、第１ギア６は、第２位置において、アジテータシャフト４とともに回転し続ける。

なお、画像形成装置は、現像カートリッジ１が画像形成装置に装着された後、所定の時間内に、突起８がギアカバー９の外側に出たことを検知した場合、例えば、現像カートリッジ１が新品であると判断する。

また、画像形成装置は、現像カートリッジ１が画像形成装置に装着された後、所定の時間、突起８がギアカバー９の外側に出たことを検知しなかった場合、現像カートリッジ１が旧品であると判断する。

４．作用効果
現像カートリッジ１によれば、図３および図４に示すように、第１ギア６を、所定の方向において、第２ギア７から離れる方向へ移動させることにより、第１ギア６と第２ギア７との噛み合いを解除することができる。

これにより、突起８とともに回転する第２ギア７に欠け歯部を設けずに、第２ギア７および突起８の回転を止めることができる。

また、第１ギア６が第２位置に位置したときには、第１ギア６は、所定方向において、第２ギア７から離れている。

そのため、第１ギア６が第２位置に位置しているときには、第１ギア６が回転しても、第１ギア６のギア歯６Ｄは、第２ギア７のギア歯７Ｂと噛み合うことができない。

その結果、突起とともに回転するギアに欠け歯部を設ける構成と比べて、第２ギア７の回転を確実に止めることができる。

５．変形例
図５および図６に示すように、第１ギア６は、回転したときに、筐体２から離れる方向へ移動して、第２ギア７との噛み合いを解除してもよい。詳しくは、溝６Ｃの螺旋形状を、上記した第３実施形態の溝６Ｃとは逆の螺旋形状にする。これにより、第１ギア６は、回転したときに、筐体２から離れる方向へ移動する。なお、第１ギア６の回転方向が、変形例の第１ギア６の回転方向の逆方向になると、溝６Ｃの螺旋方向も逆方向となる。これにより、第１ギア６は、回転したときに、筐体２から離れる方向へ移動可能である。なお、第１ギア６の回転方向が、変形例の第１ギア６の回転方向の逆方向になると、溝６Ｃの螺旋方向も逆方向となる。これにより、第１ギア６は、回転したときに、筐体２から離れる方向に移動可能である。

また、上記した第１実施形態において、突起８の数および形状は、突起８が回転したときに所望の信号パターンを形成するように、変更可能である。例えば、現像カートリッジ１は、第２ギア７の回転方向に互いに間隔を隔てて、複数の突起８を備えてもよい。また、第２ギア７の回転方向において、突起８の長さを変更することもできる。

突起８が回転することにより形成される信号パターンは、例えば、現像剤の収容量などの現像カートリッジ１の情報に対応させることができる。
［第２実施形態］
図７から図１０を参照して、第２実施形態の現像カートリッジ２０について説明する。なお、現像カートリッジ２０において、現像カートリッジ１と同じ部材には、同じ符号を付し、説明を省略する。

１．現像カートリッジ２０の構成
現像カートリッジ２０は、図７に示すように、第２ギア７と噛み合う第１ギア２１と、第１ギア２１とアジテータシャフト４とを接続する接続部材２２とを備える。第１ギア６は、所定の方向と交差する方向において、接続部材２２とともに回転可能な第１位置（図２１参照）から、接続部材２２との接続が解除される第２位置（図２３参照）まで移動可能である。第１ギア２１が第１位置に位置する場合、第１ギア２１は、第２ギア７と噛み合う。第１ギア２１が第２位置に位置する場合、第１ギア２１と第２ギア７との噛み合いが解除される。

詳しくは、図７に示すように、接続部材２２は、所定の方向において、第１ギア２１とアジテータシャフト４との間に位置する。接続部材２２は、所定の方向において、一端部と、他端部とを備える。他端部は、所定の方向において、一端部よりも筐体２から離れている。接続部材２２の一端部は、アジテータシャフト４の他端部に取り付けられる。接続部材２２は、アジテータシャフト４とともに回転可能である。接続部材２２の他端部は、溝２２Ａを有する。溝２２Ａは、接続部材２２の径方向に延びる。接続部材２２の径方向において、溝２２Ａの両方の端部は、それぞれ、開放されている。

第１ギア２１は、複数のギア歯２１Ａと、係合部２１Ｂと、溝２１Ｃとを備える。複数のギア歯２１Ａは、第１ギア２１の周面に位置する。複数のギア歯２１Ａは、第１ギア２１の回転方向に沿って並ぶ。係合部２１Ｂは、所定の方向において、複数のギア歯２１Ａよりも接続部材２２の近くに位置する。係合部２１Ｂは、所定の方向において、接続部材２２に向かって突出する。係合部２１Ｂは、第１ギア２１の径方向に延びる。係合部２１Ｂは、接続部材２２の溝２２Ａに嵌まる。これにより、第１ギア２１は、係合部２１Ｂが溝２２Ａに嵌まった状態で、接続部材２２とともに回転可能である。また、第１ギア２１は、溝２２Ａの両方の端部がそれぞれ開放されていることにより、接続部材２２に対して、溝２２Ａが延びる方向にスライド可能である。溝２１Ｃは、所定の方向において、複数のギア歯２１Ａに対して、係合部２１Ｂの反対側に位置する。溝２１Ｃは、第１ギア２１の径方向において、係合部２１Ｂが延びる方向に延びる。第１ギア２１の径方向において、溝２１Ｃの端部は、開放されている。図８に示すように、溝２１Ｃには、ギアカバー９に設けられるシャフト２４が挿入される。シャフト２４は、ギアカバー９と一体的に構成されている。詳しくは、シャフト２４は、ギアカバー９の内面から延びる。そして、第１ギア２１は、ばね２３により、第２ギア７から離れる方向へ押圧されている。第１ギア２１は、ばね２３が第１ギア２１を押圧する方向と、溝２１Ｃが延びる方向とが交差する場合（図８参照）には、溝２１Ｃにシャフト２４が嵌まっていることにより、ばね２３の押圧力に抗して、第１位置に位置する。また、第１ギア２１は、ばね２３が第１ギア２１を押圧する方向と、溝２１Ｃが延びる方向とが一致した場合（図９参照）には、ばね２３の押圧力により、第１位置から第２位置へ移動可能となる。

２．現像カートリッジ２０の動作
現像カートリッジ２０が画像形成装置に装着されたときには、第１ギア２１は、図８に示すように、第１位置に位置する。

そして、画像形成装置からカップリング５（図１参照）に駆動力が入力されると、駆動力は、カップリング５から図示しないギア列およびアジテータシャフト４を介して、接続部材２２（図７参照）に伝わる。これにより、第１ギア２１が、接続部材２２とともに回転する。すると、第１ギア２１から駆動力を受けて、第２ギア７が回転する。また、突起８（図７参照）が、第２ギア７とともに回転し、シャフト１１の周面に沿って移動する。

そして、図９に示すように、第１ギア２１が回転するにつれて、溝２１Ｃが回転し、溝２１Ｃが延びる方向と、ばね２３が第１ギア２１を押圧する方向とが一致すると、図１０に示すように、ばね２３の押圧力により、第１ギア２１が、第１位置から第２位置まで、第２ギア７から離れる方向へ移動する。

すると、第１ギア２１が第２ギア７から離間し、第１ギア２１と第２ギア７との噛み合いが解除される。第１ギア２１と第２ギア７との噛み合いが解除されることにより、第２ギア７が停止する。第２ギア７が停止することにより、突起８も停止する。

なお、第１ギア２１が第２位置に位置した後、第１ギア２１は、ばね２３の押圧力により、第１位置への移動を止められる。すなわち、ばね２３は、第１ギア２１を第２位置に位置させた後、第１ギア２１を第２位置に固定するストッパとして機能する。

第２実施形態においても、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

１ 現像カートリッジ
６ 第１ギア
７ 第２ギア
８ 突起
２０ 現像カートリッジ
２１ 第１ギア
２３ ばね
Ａ１ 第１軸
Ａ２ 第２軸

Claims (5)

1. 所定の方向に延びる第１軸について回転可能な第１ギアと、
   前記第１ギアと噛み合う第２ギアであって、前記所定の方向に延びる第２軸について回転可能な第２ギアと、
   前記所定の方向に延びる突起であって、前記第２ギアとともに回転可能な突起と
   を備え、
   前記第１ギアは、前記第２ギアと噛み合う第１位置から、前記第２ギアとの噛み合いが解除される第２位置まで、前記第２ギアから離れる方向へ移動可能であることを特徴とする現像カートリッジ。
2. 前記第１ギアは、前記所定の方向において、前記第１位置から前記第２位置まで移動可能であることを特徴とする請求項１に記載の現像カートリッジ。
3. 前記第１ギアは、前記所定の方向と交差する方向において、前記第１位置から前記第２位置まで移動可能であることを特徴とする請求項１に記載の現像カートリッジ。
4. 前記現像カートリッジは、前記第１ギアを前記第２位置に固定するストッパを、さらに備えることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の現像カートリッジ。
5. 前記現像カートリッジは、現像剤を収容可能なカートリッジであることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の現像カートリッジ。
   

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