JP2006188013A - 記録ヘッド位置調整構造、インクジェット記録装置及び記録ヘッド位置調整方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】記録ヘッドの位置調整を行う際に記録ヘッドのノズルからのインクの吐出方向における位置ずれを防止して、仮止め時の位置で記録ヘッドを固定できるようにし、高精彩な画像記録を実現できる記録ヘッド位置調整構造、インクジェット記録装置及び記録ヘッド位置調整方法を提供する。
【解決手段】長手方向に沿ってインクを吐出する複数のノズルが列状に形成された記録ヘッド10をモジュールベース6に固定する位置を調整する記録ヘッド位置調整構造において、ノズルからのインクの吐出方向における記録ヘッド10の移動を規制する吐出方向位置規制機構であるテーパ状規制部材としての先端基準ピン12を備える。
【選択図】図3
【解決手段】長手方向に沿ってインクを吐出する複数のノズルが列状に形成された記録ヘッド10をモジュールベース6に固定する位置を調整する記録ヘッド位置調整構造において、ノズルからのインクの吐出方向における記録ヘッド10の移動を規制する吐出方向位置規制機構であるテーパ状規制部材としての先端基準ピン12を備える。
【選択図】図3
Description
本発明は、記録ヘッド位置調整構造、インクジェット記録装置及び記録ヘッド位置調整方法に関するものである。
従来、簡易かつ安価に画像を記録できる画像記録手段として、インクジェット方式を用いた画像プリンタが数多く用いられている。インクジェット方式を用いた画像プリンタ(以下、「インクジェット記録装置」と言う。)は、例えばピエゾ素子等の圧電素子やヒータ等を用いて、記録ヘッドのノズルからインクを微小な液滴として紙等の記録媒体に向けて吐出し、記録媒体にインクを浸透若しくは定着させながら記録媒体を所定の方向に移動させることにより順次記録媒体上に画像記録を行うものである。
このようなインクジェット記録装置においては、記録ヘッドの位置が正確に固定されていなければ、インクが適切な位置に着弾せず、位置ずれを起こす等、高精彩な画像記録を行うことができない。そこで、従来から、インクジェット記録装置の記録ヘッド取付け部に記録ヘッドを取り付ける位置を調整する位置調整機構を設けることが行われている(例えば、特許文献1及び特許文献2参照)。
特開2000−190465号公報
特開2004−90493号公報
しかしながら、例えば、記録ヘッド取付け部に取付けた記録ヘッドの位置調整を行う際には、一旦記録ヘッドを固定している部材を緩めて仮止めした状態で位置の微調整を行う必要があるが、この際、記録ヘッドが記録ヘッド取付け部から浮き上がりを生じるおそれがある。この点、特許文献1及び特許文献2に示されているような従来の位置調整機構では、記録ヘッドのノズル列方向の傾き等を調整することは行われているが、ノズルからのインクの吐出方向における位置規制は行われていない。このため、従来の位置調整機構では記録ヘッドの浮き上がりを防止することができない。
そして、記録ヘッドの位置調整が完了した後、このような浮き上がりを生じたまま再度記録ヘッドを固定する部材を締めると、仮止め時に正確に調整を行っても記録ヘッドを固定したときには位置ずれが生じてしまう。記録ヘッドがこのような位置ずれを生じた状態では高精彩な画像記録を行うことができない。このため、記録ヘッドの精密な位置調整を行うために何度も調整作業をやり直す必要が生じ、作業工数が増えるという不都合があった。
特に、近年では、記録スピードを上げることによって生産性を向上させるため、記録ヘッドの多ノズル化が求められている。このため、1色について複数の記録ヘッドを備え、例えばこれらの記録ヘッドを千鳥状に配置することにより1つの長大な記録ヘッドを用いるのと同様の多ノズル化を実現することも提案されている。
しかし、このように記録ヘッドの数が多くなると、それぞれの記録ヘッドの位置ずれをなくすために何度も調整作業をやり直すことは一層作業工数を増やすこととなり、記録ヘッドの精密な調整を行うことがより困難となるという問題があった。
そこで、本発明は上記した点を鑑みてなされたものであり、記録ヘッドの位置調整を行う際に記録ヘッドのノズルからのインクの吐出方向における位置ずれを防止して、仮止め時の位置で記録ヘッドを固定できるようにし、高精彩な画像記録を実現できる記録ヘッド位置調整構造、インクジェット記録装置及び記録ヘッド位置調整方法を提供することを目的とするものである。
前記課題を解決するため、請求項1に記載の発明に係る記録ヘッド位置調整構造は、長手方向に沿ってインクを吐出する複数のノズルが列状に形成された記録ヘッドを取付けベースに固定する位置を調整する記録ヘッド位置調整構造において、
前記ノズルからのインクの吐出方向における前記記録ヘッドの移動を規制する吐出方向位置規制機構を備えることを特徴とする。
前記ノズルからのインクの吐出方向における前記記録ヘッドの移動を規制する吐出方向位置規制機構を備えることを特徴とする。
請求項1に記載の発明によれば、吐出方向位置規制機構によってノズルからのインクの吐出方向における記録ヘッドの移動を規制して記録ヘッドの浮き上がりを規制するようになっている。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の記録ヘッド位置調整構造において、前記吐出方向位置規制機構は、前記記録ヘッドの前記ノズルの列方向における一端面に当接するように配置され、前記ノズルの列方向の前記記録ヘッドの位置を調整するものであることを特徴とする。
請求項2に記載の発明によれば、吐出方向位置規制機構によって、インクの吐出方向における記録ヘッドの位置を規制するとともにノズルの列方向の記録ヘッドの位置を調整するようになっている。
請求項3に記載の発明は、請求項1又は請求項2に係る記録ヘッド位置調整構造において、前記吐出方向位置規制機構は、前記ノズルからのインクの吐出方向に向かって径が細くなるテーパ状に形成されたテーパ状規制部材を備えたことを特徴とする。
請求項3に記載の発明によれば、ノズルからのインクの吐出方向に向かって径が細くなるテーパ状規制部材によってノズルからのインクの吐出方向における記録ヘッドの位置を規制するようになっている。
請求項4に記載の発明は、請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の記録ヘッド位置調整構造において、前記前記吐出方向位置規制機構は、前記記録ヘッドを一定範囲で伸縮可能なばねを介して前記取付けベースに対して固定する固定部材を備えたことを特徴とする。
請求項4に記載の発明によれば、吐出方向位置規制機構の固定部材は、一定範囲で伸縮可能なばねを介して取付けベースに対して記録ヘッドを固定するようになっている。
請求項5に記載の発明は、請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の記録ヘッド位置調整構造において、支軸と支軸に対して偏心固定されたカム部材によって構成され前記ノズル列方向の前記記録ヘッドの角度を調整するノズル列方向調整部材を備え、
前記ノズル列方向調整部材は、前記カム部材の周面一端部が前記記録ヘッドのノズル列方向における側面に当接するように配置され、前記支軸の回転により偏心量を変更可能であり、前記カム部材の少なくとも前記周面の一部に前記支軸の軸線と平行にローレットを形成したことを特徴とする。
前記ノズル列方向調整部材は、前記カム部材の周面一端部が前記記録ヘッドのノズル列方向における側面に当接するように配置され、前記支軸の回転により偏心量を変更可能であり、前記カム部材の少なくとも前記周面の一部に前記支軸の軸線と平行にローレットを形成したことを特徴とする。
請求項5に記載の発明によれば、ノズル列方向調整部材のカム部材の周面の一部に形成されたローレットにより偏心量を把握しながら記録ヘッドのノズル列方向の角度を調整するようになっている。
請求項6に記載の発明は、請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の記録ヘッド位置調整構造において、同色のインクを吐出する前記記録ヘッドを前記取付けベースに複数配置したことを特徴とする。
請求項6に記載の発明によれば、取付けベースに同色のインクを吐出する記録ヘッドを複数配置するようになっている。
請求項7に記載の発明は、請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の記録ヘッド位置調整構造において、前記記録ヘッドの交換時に、前記記録ヘッドは、前記モジュールユニットごと交換されることを特徴とする。
請求項7に記載の発明によれば、記録ヘッドをモジュールユニットごと交換できるようになっている。
請求項8に記載の発明は、所定の方向に搬送される記録媒体に対してノズルからインクを吐出する記録ヘッドと、
前記記録ヘッドを取付けベースに固定する位置を調整する請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の記録ヘッド位置調整構造とを備えたことを特徴とする。
前記記録ヘッドを取付けベースに固定する位置を調整する請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の記録ヘッド位置調整構造とを備えたことを特徴とする。
請求項8に記載の発明によれば、請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の記録ヘッド位置調整構造によって記録ヘッドを取付けベースに固定する位置を調整するようになっている。
請求項9に記載の発明は、請求項8に記載のインクジェット記録装置において、前記記録ヘッドを前記記録媒体の搬送方向と直交する主走査方向に沿って移動可能なヘッド移動機構を備え、
前記記録ヘッドは、前記ヘッド移動機構によって主走査方向に往復移動しながら記録を行うシリアルプリント方式であることを特徴とする。
前記記録ヘッドは、前記ヘッド移動機構によって主走査方向に往復移動しながら記録を行うシリアルプリント方式であることを特徴とする。
請求項9に記載の発明によれば、記録ヘッドをヘッド移動機構によって主走査方向に往復移動しながらシリアルプリント方式で記録を行うようになっている。
請求項10に記載の発明は、請求項8に記載のインクジェット記録装置において、前記記録ヘッドは、前記ノズルが前記記録媒体の搬送方向と直交する方向に延在して列状に形成され、前記記録媒体を搬送方向に搬送しながら前記ノズルからインクを吐出することにより記録を行うラインプリント方式であることを特徴とする。
請求項10に記載の発明によれば、記録媒体を搬送方向に搬送しながら、ノズルが記録媒体の搬送方向と直交する方向に延在して列状に形成されたラインプリント方式の記録ヘッドによって記録を行うようになっている。
請求項11に記載の発明は、請求項8から請求項10のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置において、前記インクは、25℃の粘度が、10〜50mPa・sで、表面張力が20〜40mN/mであることを特徴とする。
請求項11に記載の発明によれば、25℃の粘度が、10〜50mPa・sで、表面張力が20〜40mN/mの高粘度で濡れ性の悪いインクを用いて画像記録を行うようになっている。
請求項12に記載の発明は、請求項8から請求項11のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置において、前記インクは、活性化エネルギー線硬化性化合物を含んでおり、活性化エネルギーが紫外線であることを特徴とする。
請求項12に記載の発明によれば、活性化エネルギー線硬化性化合物を含んでおり、活性化エネルギーが紫外線であるインクを用いて画像記録を行うようになっている。
請求項13に記載の発明は、吐出方向位置規制機構によって前記ノズルからのインクの吐出方向における前記各記録ヘッドの移動を規制することを特徴とする。
請求項13に記載の発明によれば、吐出方向位置規制機構によってノズルからのインクの吐出方向における記録ヘッドの移動を規制するようになっている。
請求項14に記載の発明は、請求項13に係る記録ヘッド位置調整方法において、前記ノズルからのインクの吐出方向に向かって径が細くなるテーパ状に形成されたテーパ状規制部材によって、前記ノズルからのインクの吐出方向における前記記録ヘッドの位置を規制することを特徴とする。
請求項14に記載の発明によれば、ノズルからのインクの吐出方向に向かって径が細くなるテーパ状規制部材によってノズルからのインクの吐出方向における記録ヘッドの位置を規制するようになっている。
記録ヘッドの位置がずれていると画像記録を行ったときに画質に大きな影響を及ぼすが、請求項1に記載の発明によれば、記録ヘッドの位置調整を行う際に記録ヘッドを固定する部材を緩めた場合でも記録ヘッドのノズルからのインクの吐出方向における位置ずれを防止して、仮止め時の位置で記録ヘッドを固定できるようにする。このため、正確に記録ヘッドの位置調整を行うことができ、高精彩な画像記録を行うことができるとの効果を奏する。
請求項2に記載の発明によれば、吐出方向位置規制機構が記録ヘッドのノズルの列方向における一端面に当接するように配置されているので、記録ヘッドの位置調整時に記録ヘッドを固定する部材を緩めた場合でも吐出方向位置規制機構によって記録ヘッドの浮き上がりを防止し、同時に記録ヘッドのノズル方向の位置調整をも行うことができる。このため、記録ヘッドの浮き上がりを防止するための部材と記録ヘッドのノズル方向の位置調整を行う部材とを別個に設ける必要がなく、部品点数を減少させることができるとともに、調整の工数を減らして容易かつ確実に記録ヘッドの位置調整を行うことができるとの効果を奏する。
請求項3に記載の発明によれば、インクの吐出方向に向かって径が細くなるテーパ状規制部材を用いて記録ヘッドの位置調整を行うので、テーパ状規制部材によって記録ヘッドをインクの吐出方向に向かって押えることにより記録ヘッドが浮き上がることを防止することができる。これにより、記録ヘッドの位置調整時に記録ヘッドを固定する部材を緩めた場合でも記録ヘッドのインクの吐出方向における位置ずれを防止して高精彩な画像記録を行うことができるとの効果を奏する。
請求項4に記載の発明によれば、記録ヘッドを一定範囲で伸縮可能なばねを介して取付けベースに固定するので、記録ヘッドの位置調整時等に記録ヘッドを取付けベースに固定するねじを緩めて仮止めの状態にした場合にも記録ヘッドがばねによって押えられるため大きく動くことがない。このため、記録ヘッドの位置調整時に誤って記録ヘッドの位置がずれることを防止し、仮止めした適切な位置で確実に記録ヘッドを固定することができるとの効果を奏する。
請求項5に記載の発明によれば、カム部材の偏心量を変更することにより記録ヘッドのノズル方向の角度調整を行うため、角度の微調整を容易に行うことができる。また、カム部材の周面に形成されたローレットにより、カム部材の偏心量を正確に把握することができ、記録ヘッドのノズル方向の角度を正確に調整して高精彩な画像記録を行うことができるとの効果を奏する。
請求項6に記載の発明によれば、同色のインクを吐出する複数の記録ヘッドを一つのモジュールユニットを搭載させることにより、同色のインクを吐出する記録ヘッドの数が増加した場合においても、個々の記録ヘッドの位置を調整する調整工程を簡略化できる。このため、記録ヘッドの着脱作業及び着脱に伴う調整作業を容易にし、作業時間を短縮させて使い勝手の向上を図りつつ、記録ヘッドの位置を正確に調整することにより高精細な画像を得ることができるとの効果を奏する。
請求項7に記載の発明によれば、記録ヘッドごとに記録ヘッドを交換する場合に比べて、記録ヘッドを1つ1つ取り外し及び取り付ける必要がなく作業工程数を減らすことができる。このため、記録ヘッド交換時の作業を容易にし、作業に要する時間を大幅に短縮させることができるとの効果を奏する。
記録ヘッドの位置がずれていると画像記録を行ったときに画質に大きな影響を及ぼすが、請求項8に記載の発明によれば、記録ヘッドの位置調整を行う際に記録ヘッドを固定する部材を緩めた場合でも記録ヘッドのノズルからのインクの吐出方向における位置ずれを防止して、仮止め時の位置で記録ヘッドを固定できるようにする。このため、正確に記録ヘッドの位置調整を行うことができ、高精彩な画像記録を行うことができるとの効果を奏する。
請求項9に記載の発明によれば、記録ヘッドをキャリッジに搭載して往復走査させながら画像記録を行うシリアルプリン方式の場合でも、記録ヘッドの位置を容易かつ正確に調整して高精彩な画像記録を行うことができるとの効果を奏する。
請求項10に記載の発明によれば、長尺な記録ヘッドを用いるラインプリン方式で画像記録を行うインクジェット記録装置の場合でも、記録ヘッドの位置を容易かつ正確に調整して高精彩な画像記録を行うことができるとの効果を奏する。
請求項11に記載の発明によれば、粘性が高く、濡れ性が悪いインクであるので、インクを記録媒体に着弾させた後に不用意にインク滴が広がったり、滲ませたりすることがない。したがって、あらゆる記録媒体においても高精細な画像を得ることができるとの効果を奏する。
請求項12に記載の発明によれば、紫外線を照射することで、インクを効率よく硬化させることができるので、記録媒体を問わず、樹脂フィルム等のインク吸収性の乏しい記録媒体においても請求項8から請求項11に記載の手段と併せることにより高精細な画像を得ることができるとの効果を奏する。
記録ヘッドの位置がずれていると画像記録を行ったときに画質に大きな影響を及ぼすが、請求項13に記載の発明によれば、記録ヘッドの位置調整を行う際に記録ヘッドを固定する部材を緩めた場合でも記録ヘッドのノズルからのインクの吐出方向における位置ずれを防止して、仮止め時の位置で記録ヘッドを固定できるようにする。このため、正確に記録ヘッドの位置調整を行うことができ、高精彩な画像記録を行うことができるとの効果を奏する。
請求項14に記載の発明によれば、インクの吐出方向に向かって径が細くなるテーパ状規制部材を用いて記録ヘッドの位置調整を行うので、テーパ状規制部材によって記録ヘッドをインクの吐出方向に向かって押えることにより記録ヘッドが浮き上がることを防止することができる。これにより、記録ヘッドの位置調整時に記録ヘッドを固定する部材を緩めた場合でも記録ヘッドのインクの吐出方向における位置ずれを防止して高精彩な画像記録を行うことができるとの効果を奏する。
以下、図1から図7を参照しつつ、本発明に係る記録ヘッド位置調整構造及びこれを備えるインクジェット記録装置の一実施形態について説明する。
まず、図1に示すように、本実施形態において、インクジェットプリンタは、シリアルヘッド方式のインクジェットプリンタであり、プリンタ本体1と、プリンタ本体1を下方から支持する支持台2とを備えている。プリンタ本体1には、記録媒体Pを非記録面から支持するプラテン22がプリンタ本体1の長手方向に延在するように配設されている。プラテン22の設けられている領域は、画像記録を行う記録領域とされ、記録媒体Pは図示しない搬送機構によりプラテン22の上を所定の搬送方向である副走査方向Bに搬送されるようになっている。
プラテン22の上方であって記録媒体Pの副走査方向Bの上流にはプリンタ本体1の長手方向に延在する棒状のガイドレール3が設けられている。このガイドレール3には、キャリッジ4が支持されており、キャリッジ4は図示しない駆動機構により副走査方向Bと直交する主走査方向Aをガイドレール3に沿って往復移動するようになっている。
また、キャリッジ4には、図2及び図3に示すような複数のモジュールユニット5が主走査方向Aに沿ってイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色ごとに順に搭載されており、モジュールユニット5の長手方向が主走査方向Aと直交する副走査方向Bに沿うように配置されている(図4及び図5参照)。なお、インクジェット記録装置で使用されるインクは例示したものに限定されず、例えば、ライトイエロー(LY)、ライトマゼンタ(LM)、ライトシアン(LC)、その他白インクや透明インク等の各色のインクを使用することもできる。この場合には、各色に対応した記録ヘッドを搭載したモジュールユニットが設けられる。
モジュールユニット5には、取付けベースとしての薄板状のモジュールベース6が備えられている。モジュールベース6の副走査方向Bの一側面には凸部7(図2参照)が、副走査方向Bの他側面であって凸部7に対向する位置には凹部8(図3参照)が形成されている。また、モジュールベース6の主走査方向Aと平行な側面のうち副走査方向Bの上流側端縁には、V字状の凹部9が形成されており、凹部9と反対側端縁における副走査方向Bの角には、凹部27が形成されている。凹部27を形成している主走査方向Aと平行な側面の一部はモジュールベース6の長手に対して45度の角度となるように形成されている。
各モジュールベース6には、同色のインクを吐出する複数の記録ヘッド10が副走査方向Bに沿って千鳥状に配設されている。記録ヘッド10の記録媒体Pに対向する面には、インクを吐出する複数のノズル(図示せず)が副走査方向Bに沿って形成されている。なお、本実施形態において、一つのモジュールベース6には、3つの記録ヘッド10が搭載されている。なお、一つのモジュールベース6に搭載される記録ヘッド10の数はこれに限定されず、さらに多くの記録ヘッドが搭載されるようにしてもよいし、1つの記録ヘッドのみが搭載されるようにしてもよい。
また、図3に示すように、記録ヘッド10の副走査方向Bに平行な一側面であって副走査方向B上流側には、V字状凹部28を有する位置決め部11が形成されている。
モジュールベース6上であって、V字状凹部28と対向する位置には、吐出方向位置規制機構を構成するテーパ状規制部材としての先端基準ピン12が立設されており、先端基準ピン12とV字状凹部28が係合するようになっている。
図3及び図6(a)に示すように、先端基準ピン12は、ノズルからのインク吐出方向である図3及び図6(a)における下方に向かって径が細くなるようなテーパ状に形成されており、モジュールベース6の上面に対して上下に移動可能に構成されている。先端基準ピン12のテーパ状が形成されている部分を記録ヘッド10の位置決め部11に係合させた状態で、先端基準ピン12を下降させると、先端基準ピン12の周面によって記録ヘッド10が副走査方向Bに押し出され、記録ヘッド10を副走査方向Bに僅かに移動させることができる。また、先端基準ピン12を上昇させると、副走査方向Bと反対方向に記録ヘッド10を僅かに移動させることができるようになっている。このように、先端基準ピン12のモジュールベース6に対する上下位置を調整することにより、副走査方向Bにおける記録ヘッド10の位置を決めて、副走査方向Bにおける記録ヘッド10の位置を微調整することができるようになっている。
また、先端基準ピン12の周面が上方に行くに従って位置決め部11の側にせり出していることにより、位置決め部11を上方から押え、記録ヘッド10のインク吐出方向である上下方向の移動を規制して、記録ヘッド10がモジュールベース6から浮き上がることを防止するようになっている。
また、位置決め部11には、モジュールベース6に貫通する図示しない孔が設けられており、この孔に対応して位置決め部11をモジュールベース6に固定する固定部材40が設けられている。
図6(b)に示すように、固定部材40は、上端部にねじ山43の形成されたねじ軸部42とねじ軸部42に巻装された圧縮ばね41とを備えており、ねじ軸部42を位置決め部11の孔に挿入することにより位置決め部11をモジュールベース6に固定するようになっている。圧縮ばね41は巻き直径がねじ軸部42の直径よりも大きくねじ山43の直径よりも小さくなっており、圧縮ばね41とねじ軸部42との間には遊びが設けられている。圧縮ばね41は、位置決め部11の上面とねじ山43との間で伸縮可能となっており、ねじ軸部42を回転させて固定部材40を緩めた際にも圧縮ばね41によって位置決め部11をモジュールベース6に対して押圧するようになっている。
また、記録ヘッド10の副走査方向Bに平行な側面のうち、位置決め部11が形成されている側と反対の側面であって副走査方向B下流側には、平板状のヘッド固定部14が形成されている。ヘッド固定部14のうち、副走査方向B下流側の端面は、記録ヘッド10の側面に対してほぼ45度の角度をなすように形成されている。モジュールベース6上には、記録ヘッド10をモジュールベース6に取り付けたときにヘッド固定部14の副走査方向Bの下流側の端面と対向する位置に、ヘッド固定部14の副走査方向B下流側の端面と対応するように形成された押し付け固定部材15が備えられている。押し付け固定部材15は、図示しない圧縮ばねにより副走査方向Bと反対の方向に付勢されており、押し付け固定部材15は、ヘッド固定部14を一定方向に押し付けながら固定するようになっている。押し付け固定部材15は、先端基準ピン12及び偏心ピン13により位置の微調整が行われた状態の記録ヘッド10をヘッド固定部14を押し付けることにより、記録ヘッド10に対して均一な方向に力を分散させながら押し付けることができ、記録ヘッド10をモジュールベース6に位置決め固定させることができるようになっている。
また、各記録ヘッド10は、各ノズル列の配列方向や記録ヘッド10毎のノズルピッチなどについて位置調整なされた状態で、モジュールベースに6に固定されるようになっており、これにより、複数の記録ヘッド10が搭載されたモジュールベース6を1つの記録ヘッドとして機能させることができるようになっている。
さらに、ヘッド固定部14には、モジュールベース6に貫通する図示しない孔が設けられており、この孔に対応してヘッド固定部14をモジュールベース6に固定する固定部材40が設けられている。
本実施形態において、前記位置決め部11及びヘッド固定部14に設けられた固定部材40は、テーパ状規制部材としての先端基準ピン12とともに、記録ヘッド10のインク吐出方向である上下方向の移動を規制する吐出方向位置規制機構を構成しており、固定部材40と先端基準ピン12とにより、記録ヘッド10の位置調整時に固定部材40を緩めた仮止め状態の場合にも記録ヘッド10がモジュールベース6から浮き上がることを防止するようになっている。なお、固定部材40はここに例示した位置に設けられるものに限定されず、記録ヘッド10をモジュールベース6に固定するためにさらに多くの固定部材を設けるようにしてもよい。この場合には、全ての固定部材をねじ軸部42と圧縮ばね41とを備える構成とする。
また、モジュールベース6上であって、記録ヘッド10の副走査方向Bに平行な一側面のうち、副走査方向Bの下流側には、記録ヘッド10のノズル列方向の位置を調整するノズル列方向調整部材としての偏心ピン13が設けられている。
図6(c)に示すように、偏心ピン13は、カム部材131に図示しない支軸である中心軸が偏心固定されているピンであり、モジュールベース6の上面に対して回転可能に取り付けられている。偏心ピン13のカム部材131を記録ヘッド10の側面に接触させた状態で偏心ピンを回転させることにより、その偏心量に応じて、記録ヘッド10を主走査方向Aに僅かに移動させることができるようになっている。このように、偏心ピン13の軸と記録ヘッド10との距離を調整することにより、主走査方向Aにおける記録ヘッド10の位置を微調整することができるようになっている。
なお、図6(c)に示すように、偏心ピン13のカム部材131の周面には溝状のローレット132が中心軸の軸線と平行に複数形成されている。
一般にローレットには、ローレットが形成される部材の中心軸の軸線と平行に形成される縦目のローレットや、中心軸の軸線に対して斜めに形成されたローレット等、種々の種類があるが、本実施形態においては、カム部材131の周面に中心軸の軸線と平行に縦目のローレット132が形成される。ローレット132は、偏心ピン13の偏心量に合せて形成されており、例えば、偏心ピン13をローレット132の溝1つ分回転させることにより記録ヘッド10の主走査方向Aにおける位置を20μm移動させることができるようになっている。なお、ローレット132の溝1つ分の偏心量はここに例示したものに限定されず、偏心ピン13をローレット132の溝1つ分回転させたときに記録ヘッド10をどの程度移動させるかによって偏心量が規定され、これに応じたローレット132が形成される。このローレット132には、ローレット132に噛み合うように凸部の形成された板バネ133が当接している。板バネ133がカム部材131を押えることにより偏心ピン13の偏心量を保持させることができるとともに、偏心ピン13を回転させた際に板バネ133の凸部がローレット132の溝と噛合いながら順次移動することにより、調整作業を行うユーザにクリック感を与え、偏心ピン13の偏心量が把握できるようになっている。
そして、モジュールベース6と、このモジュールベース6に搭載された記録ヘッド10と、記録ヘッド10の位置の微調整を行うための位置決め部11と先端基準ピン12と偏心ピン13とヘッド固定部14と押し付け固定部材15とによりモジュールユニット5が形成されている。
図5に示すように、キャリッジ4の副走査方向Bの上流側には、モジュールベース6の側面に設けられた先端基準ピン12と同様の4つの先端基準ピン16,16,16,16が立設されており、モジュールベース6に形成された凹部9と係合して、モジュールベース6に搭載された位置決め部11及びV字状凹部28と同様の機構によりモジュールユニット5の副走査方向Bにおける位置の微調整を行うようになっている。
また、キャリッジ4の副走査方向Bの下流側には、モジュールユニット5の凹部27を形成している副走査方向Bと平行な側面の一部に係合する4つの偏心ピン17,17,17,17が設けられている。偏心ピン17は、モジュールベース6に設けられた偏心ピン13と同様であり、モジュールユニット5をキャリッジ4に搭載させた際に、モジュールベース6の凹部27に係合させて先端基準ピン16によりモジュールユニット5の副走査方向Bにおける位置決めをした状態で、モジュールユニット5の副走査方向Bの下流側一端の位置を主走査方向Aに移動させて、主走査方向Aにおけるモジュールユニット5の位置の微調整を行うようになっている。なお、偏心ピン13と同様、偏心ピン17の側面に形成されたローレット(図示せず)にローレットに噛み合うように凸部の形成された板バネ(図示せず)をはめ込ませて、押さえることにより偏心ピン17の偏心量を保持させることができるとともに、偏心ピン17を回転させた際に板バネの凸部がローレットの溝と噛合いながら順次移動することにより、調整作業を行うユーザにクリック感を与え、偏心ピン17の偏心量が把握できるようになっている。
また、キャリッジ4の副走査方向Bの下流側であって、モジュールユニット5の凹部27を形成している主走査方向Aと平行な側面のうち、モジュールユニット5の長手に対して45度の角度となるように形成された部分と対向する位置には、この側面と対応するように形成された押し付け固定部材18が備えられており、押し付け固定部材18は、モジュールユニット5を押し付けながら固定するようになっている。押し付け固定部材18は、モジュールベース6に設けられた押し付け固定部材15と同様であり、先端基準ピン16及び偏心ピン17により位置調整がなされた状態のモジュールユニット5を押し付けることによりモジュールユニット5に対して均一な方向に力を分散させるように押し付けながら、キャリッジ4に位置決め固定させることができるようになっている。
さらに、モジュールユニット5は複数の固定ねじ19,19,19…により、キャリッジ4に固定されるようになっている。
また、キャリッジ4の主走査方向Aにおける両側部には、ノズルから記録媒体Pに吐出されたインクに対して紫外線を照射してインクを硬化させる紫外線照射装置20が設けられている。紫外線照射装置20の内部には副走査方向Bに沿って図示しない紫外線光源とこの紫外線照射装置から照射される紫外線を反射させるための図示しない反射部材が備えられている。なお、本実施形態における紫外線光源は、高圧水銀ランプであるが、紫外線を照射するものであればよく、インクジェット記録装置の構成に応じて、低圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、熱陰極管、冷陰極管、LEDのうちいずれを使用してもよい。
また、紫外線照射装置20とモジュールユニット5の間には、紫外線照射装置20から照射された紫外線が記録媒体などに反射して記録ヘッド10付近に入射することを防止する光トラップ21が備えられている。光トラップ21は、副走査方向Bに沿って延在し、かつ、記録媒体に向かって開口する箱型に形成されており、その内面は、紫外線照射装置20から照射された紫外線が記録媒体等で反射した反射光を受ける光トラップ21の紫外線受光面となっている。
また、キャリッジ4の移動可能な範囲であって記録領域の外側一端には、図示しないインク供給路を介して、キャリッジ4に各色のインクを供給するインクタンク23が設けられている。
ここで、本実施形態に用いられるインクについて説明する。インクを硬化させる際、インクに含まれる重合性化合物を重合反応させるが、本実施形態において画像記録に用いられるインクは、重合性化合物として活性化エネルギー線硬化性化合物を含んでおり、重合反応を開始させる活性化エネルギーとして紫外線を使用した紫外線硬化性インクである。
紫外線硬化性インクには、重合性化合物として、ラジカル重合性化合物を含むラジカル硬化性インクとカチオン重合性化合物を含むカチオン硬化性インクとに大別されるが、どちらのインクも本実施の形態に用いられるインクとして適用可能であり、ラジカル硬化性インクとカチオン硬化性インクとを複合させたハイブリッド型インクを本実施の形態に用いられるインクとして適用してもよい。
しかしながら、酸素による重合反応の阻害が少ない又は無いカチオン硬化性インクのほうが機能性・汎用性に優れるため、本実施の形態では、特に、カチオン硬化性インクを用いている。本実施の形態に用いられるカチオン硬化性インクは、具体的に、少なくともオキセタン化合物,エポキシ化合物,ビニルエーテル化合物などのカチオン重合性化合物と、光カチオン開始剤と、色材とを含む混合物であり、上記の紫外線の被照射により硬化する性質を具備するものである。
また、本実施形態におけるインクは、25℃での粘度が、10〜50[mPa・s]で、表面張力が20〜40[mN/m]の液体であり、いわゆる粘性が高く、濡れ性が悪いインクとされている。
なお、高精細な画像記録を可能とするためには、インクの粘度を下げて1ドットが2〜20plの微小な液滴として吐出されるようにすることが望ましく、例えば、前記インク流路にヒータ(図示せず)を配設して、インクが吐出される前にインクを加熱し粘度を下げるようにすることが好ましい。
また、本実施の形態に用いられる記録媒体Pとしては、通常のインクジェット記録装置に適用される普通紙、再生紙、光沢紙などの各種紙、各種布地、各種不織布、樹脂、金属、ガラスなどの材質からなるものが適用可能である。また、記録媒体Pの形態としては、ロール状、カットシート状、板状などが適用可能である。
次に、本実施形態における記録ヘッド位置調整方法及びインクジェット記録装置の作用について説明する。
本実施形態において、インクジェット記録装置は、その使用前に、記録ヘッドが搭載されていない状態のキャリッジ4に、モジュールユニット5の取り付けを行うようになっている。
最初に、モジュールベース6に搭載された同色インクを吐出する複数の記録ヘッド10の位置決め部11に設けられた固定部材40のねじ軸部42を緩める。この際、位置決め部11は圧縮ばね41によって上方から押圧されて、記録ヘッド10が大きく移動しないように規制され仮止め状態となる。先端基準ピン12によって記録ヘッド10がモジュールベース6から浮き上がることを防止しつつ、先端基準ピン12を回転させることにより記録ヘッド10の副走査方向Bにおける位置の微調整を行う。その後、記録ヘッド10を移動させたい量に相当する偏心量だけローレット132の溝が移動するように偏心ピン13を回転させ、これにより主走査方向Aにおける記録ヘッド10の位置の微調整を行う。この状態でヘッド固定部14を押し付け固定部材15が押し付けて固定し、記録ヘッド10が適切な位置に調整される。さらに、固定部材40のねじ軸部42を締めることにより、仮止め状態で調整された適切な位置に記録ヘッド10が固定される。これにより、モジュールユニット5の組み立てが完了する。
このように位置調整がなされた各色のモジュールユニット5を、図7に示すようにキャリッジ4に搭載し、凹部9及び先端基準ピン16により副走査方向Bにおけるモジュールユニット5の位置の微調整を行う。その後、モジュールユニット5の副走査方向Bにおけるモジュールユニット5の位置を定めた状態で、偏心ピン17により主走査方向Aにおけるモジュールユニット5の位置の微調整を行い、モジュールユニット5を押し付け固定部材18が押し付けて固定する。同様に、キャリッジ4に全てのモジュールユニット5を取り付ける(図5参照)。
インクジェット記録装置に所定の画像情報が送られ、この画像情報に応じて記録媒体Pが記録領域におけるキャリッジ4の所定の位置まで搬送されると、キャリッジ4はガイドレール3に沿って記録領域に移動し、記録媒体の直上を往復移動し始める。
そして、キャリッジ4の移動中に、画像情報に基づいて記録ヘッド10を動作させ、各ノズルから記録媒体に向けてインクを吐出させるとともに、紫外線照射装置20から記録媒体Pに向かって紫外線を照射させてインクを硬化させる。このとき、キャリッジ4の移動方向の記録ヘッド10よりも下流側にある紫外線照射装置20から照射される紫外線により、記録ヘッド10から吐出されたインクは速やかに硬化され、記録媒体上に定着される。
その後、インクジェット記録装置が前記各動作を繰り返すことにより、記録媒体上に画像が形成される。
以上のように、本実施形態におけるインクジェット記録装置では、先端基準ピン12が下方に行くに従って径が小さくなるテーパ状に形成されているので、先端基準ピン12の周面が上方に行くに従って位置決め部11の側にせり出しており、位置決め部11を上方から押えるようになっている。これにより、記録ヘッド10の位置調整を行う際に固定部材40を一旦緩めた場合にも記録ヘッド10がモジュールベース6から浮き上がって位置ずれを生じることがない。このため、仮止め状態で調整された適切な位置に記録ヘッド10を固定することができるようになっている。
また、偏心ピン13にローレット132が形成されているので、ユーザが、ローレット132の溝にはめ込まれる板ばねのクリック感によって容易に偏心ピン13の偏心量を把握することができるようになっている。
また、同色のインクを吐出する複数の記録ヘッド10をモジュールユニット5ごとにキャリッジ4に搭載させて、同色のインクを吐出する複数の記録ヘッド10をキャリッジ4に一度に搭載させることができるので、キャリッジ4上に搭載される同色のインクを吐出する記録ヘッド10の数が増加した場合においても、キャリッジ4に搭載する調整部材や出荷時や故障時におけるキャリッジ4上での調整工程を省くことができる。
また、予めモジュールユニット5単位で同色インクを吐出する複数の記録ヘッド10の位置を調整しておき、この調整がなされたモジュールユニット5をキャリッジ4に取り付けるので、出荷時や交換時等、キャリッジ4に記録ヘッド10を取り付ける際に、キャリッジ4上の狭い空間において、記録ヘッド10の位置調整を行う調整工程を省くことができる。
また、記録ヘッド10はモジュールユニット5に千鳥状に配置されることにより、複数の記録ヘッド10を記録ヘッド10の2個分の幅でモジュールユニット5に配置させることできるので、モジュールユニット5の幅を増やさず複数の記録ヘッド10を搭載させることができ、このモジュールユニット5をキャリッジ4に搭載させることにより、キャリッジ4の幅を増やさずに複数の記録ヘッド10を搭載させて、キャリッジ4上における記録ヘッド10の省スペース化を図ることができる。
なお、本実施形態においては、モジュールユニット5を組み立てて、モジュールユニット5内における記録ヘッド10の位置の調整を行ってからキャリッジ4に取り付けるようにしたが、市販品としてすでにモジュールユニット5内での記録ヘッド10の位置の調整がなされたモジュールユニット5をキャリッジ4に取り付けてもよい。この場合、さらに記録ヘッド10をキャリッジ4に取り付ける作業時間を短縮させることができる。
また、本実施形態においては、記録ヘッド10を取付けベースとしてのモジュールベース6上に配置し、記録ヘッド10の位置の調整をモジュールユニット5内において行うものとしたが、キャリッジの底面部を取付けベースとし、記録ヘッド位置調整構造をキャリッジの底面部に設けて記録ヘッドを直接キャリッジに固定しその位置調整を行うようにしてもよい。このようにすることにより、部品点数を減らすことができ、装置コストを低減させることができる。
また、本実施形態においては、記録ヘッド10のインク吐出方向における位置規制を行う吐出方向位置規制機構として、下方に行くにしたがって径が小さくなるテーパ状規制部材である先端基準ピン12を設けたが、吐出方向位置規制機構の形状は、記録ヘッドの浮き上がりを防止できるような形状のものであればここに例示したものに限定されない。例えば、位置決め部11に対して突き当たる部分が上方に行くにしたがって位置決め部11に向かってせり出すように傾斜した傾斜面を有する部材を記録ヘッドのノズル列方向に沿って移動可能に設けてもよい。この場合には、前記傾斜面を位置決め部11に対して突き当てることによって位置決め部11を上方から押圧し記録ヘッド10が浮き上がるのを防止することができる。
また、本実施形態においては、位置決め部11とモジュールベース6とを固定する固定部材40を、ねじ山43の形成されたねじ軸部42と圧縮ばね41とによって構成されるものとしたが、固定部材40の構成はここに例示したものに限定されない。例えば、スペーサに圧縮ばねを巻装し、このスペーサにねじ軸部を挿入する構成としてもよい。この場合、圧縮ばねはスペーサの範囲内で伸縮可能であり、ねじ軸部を回転させて固定部材40を緩めた際にも圧縮ばねによって位置決め部11がモジュールベース6に対して押圧される。
また、本実施形態においては、吐出方向位置規制機構は、テーパ状規制部材としての先端基準ピン12と固定部材40とによって構成されるものとしたが、吐出方向位置規制機構は、テーパ状規制部材のみによって構成するものとしてもよい。この場合には、位置決め部11又はヘッド固定部14をモジュールベース6に固定するために、圧縮ばね41を備えない一般的なねじを用いるようにしてもよい。
また、本実施形態においては、記録ヘッド10の副走査方向Bに平行な一側面であって副走査方向Bの上流側に位置決め部11を形成し、記録ヘッド10の副走査方向Bに平行な側面のうち位置決め部11が形成されている側と反対の側面であって副走査方向Bの下流側にヘッド固定部14を形成するものとしたが、位置決め部11及びヘッド固定部14を設ける位置はこれに限定されない。例えば、本実施形態とは逆に、記録ヘッド10の副走査方向Bに平行な一側面であって副走査方向Bの下流側に位置決め部11を形成し、記録ヘッド10の副走査方向Bに平行な側面のうち位置決め部11が形成されている側と反対の側面であって副走査方向Bの上流側に平板状のヘッド固定部14を形成してもよい。。
また、本実施形態においては、記録ヘッド位置調整構造をシリアルプリント方式の記録ヘッド10を用いたインクジェット記録装置に適用したが、図8に示すように、記録ヘッド位置調整構造は、記録媒体の搬送方向Xに直交する方向に図示しないノズル列が形成されたラインプリント方式の記録ヘッド50に適用することも可能である。この場合、例えば、同色のインクを吐出する記録ヘッド50が取り付けベース51の上に千鳥状に複数配置される。
そして、図8に示すように、記録ヘッド50を取り付ける取付けベース51上であって、記録ヘッド50のノズル列方向の一端側に、記録ヘッド50の位置決め部52に当接するように吐出方向位置規制機構であるテーパ状規制部材としての先端基準ピン53を設けるようにする。また、ねじ軸部と圧縮ばね(いずれも図示せず)とを備える固定部材40が位置決め部52の上等に複数設けられ、記録ヘッド50を取付けベース51に固定するようにする。前記複数の固定部材40とテーパ状規制部材としての先端基準ピン53とによって記録ヘッド10のインク吐出方向である上下方向の移動を規制する吐出方向位置規制機構が構成され、記録ヘッド50の位置調整時に固定部材40を緩めた仮止め状態の場合にも、固定部材40と先端基準ピン53とにより記録ヘッド10がモジュールベース6から浮き上がることを防止するようになっている。なお、固定部材40はここに例示した位置に設けられるものに限定されず、記録ヘッド50を取付けベース51に固定するためにさらに多くの固定部材を設けるようにしてもよい。この場合には、全ての固定部材をねじ軸部と圧縮ばねとを備える構成とする。さらに、記録ヘッド50の他端側であって、記録媒体の搬送方向Xの上流側、下流側いずれかの側面に記録ヘッド50のノズル列方向の位置を調整するノズル列方向調整部材としてローレット54の形成されたカム部材55を有する偏心ピン56を設けるようにする。
このような構成とすることにより、先端基準ピン53を上昇させると先端基準ピン53の設けられている側に記録ヘッド50をわずかに移動させることができ、逆に先端基準ピン53を下降させると先端基準ピン53の設けられている側とは反対側に記録ヘッド50を押出すことができる。また、固定部材40を緩めた仮止めの状態でも、先端基準ピン53の周面によって位置決め部52を下方に押圧することができ、さらに、固定部材40を緩めた状態でも圧縮ばねによって記録ヘッドが押圧されるので、記録ヘッド50が取付けベース51から浮き上がるのを防止することができる。これにより、ラインプリント方式の記録ヘッド50を用いた場合にも、仮止め時に調整を行った適切な位置に記録ヘッド50を正確に固定することができ、記録ヘッド50の位置調整を容易に行うことができる。
なお、図8において、ラインプリント方式の記録ヘッド50を千鳥状に5つ配置したものを例示したが、記録ヘッドの配置の仕方及びは位置される記録ヘッドの数はここに例示したものに限定されない。また、図8においては、同色のインクを吐出する記録ヘッド50が配置された取付けベース51を1つ例示したが、シリアルプリント方式のインクジェット記録装置の場合と同様、複数色のインクを用いて画像記録を行うインクジェット記録装置の場合には、各色のインクを吐出する記録ヘッド50をそれぞれ搭載した取付けベース51がインクジェット記録装置に複数搭載される。なお、この場合、取付けベース51は、各色のインクを吐出する記録ヘッド50ごとにモジュールユニット化され、モジュールユニットごとに記録ヘッド50の交換、取り付け等を行うように構成してもよいし、一つの取付けベース51に各色のインクを吐出する記録ヘッド50が直接搭載されるように構成してもよい。
その他、本発明が上記実施の形態に限らず適宜変更可能であるのは勿論である。
4 キャリッジ
5,25 モジュールユニット
6 モジュールベース
10 記録ヘッド
12,16 先端基準ピン
13,17 偏心ピン
14 ヘッド固定部
15,18 押し付け固定部材
副走査方向B
主走査方向A
5,25 モジュールユニット
6 モジュールベース
10 記録ヘッド
12,16 先端基準ピン
13,17 偏心ピン
14 ヘッド固定部
15,18 押し付け固定部材
副走査方向B
主走査方向A
Claims (14)
- 長手方向に沿ってインクを吐出する複数のノズルが列状に形成された記録ヘッドを取付けベースに固定する位置を調整する記録ヘッド位置調整構造において、
前記ノズルからのインクの吐出方向における前記記録ヘッドの移動を規制する吐出方向位置規制機構を備えることを特徴とする記録ヘッド位置調整構造。 - 前記吐出方向位置規制機構は、前記記録ヘッドの前記ノズルの列方向における一端面に当接するように配置され、前記ノズルの列方向の前記記録ヘッドの位置を調整するものであることを特徴とする請求項1に記載の記録ヘッド位置調整構造。
- 前記吐出方向位置規制機構は、前記ノズルからのインクの吐出方向に向かって径が細くなるテーパ状に形成されたテーパ状規制部材を備えたことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の記録ヘッド位置調整構造。
- 前記吐出方向位置規制機構は、前記記録ヘッドを一定範囲で伸縮可能なばねを介して前記取付けベースに対して固定する固定部材を備えた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記録ヘッド位置調整構造。
- 支軸と支軸に対して偏心固定されたカム部材によって構成され前記ノズルの列方向の前記記録ヘッドの角度を調整するノズル列方向調整部材を備え、
前記ノズル列方向調整部材は、前記カム部材の周面一端部が前記記録ヘッドのノズル列方向における側面に当接するように配置され、前記支軸の回転により偏心量を変更可能であり、前記カム部材の少なくとも前記周面の一部に前記支軸の軸線と平行にローレットを形成した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記録ヘッド位置調整構造。 - 同色のインクを吐出する前記記録ヘッドを前記取付けベースに複数配置したことを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の記録ヘッド位置調整構造。
- 前記記録ヘッドの交換時に、前記記録ヘッドは、前記モジュールユニットごと交換されることを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の記録ヘッド位置調整構造。
- 所定の方向に搬送される記録媒体に対してノズルからインクを吐出する記録ヘッドと、
前記記録ヘッドを取付けベースに固定する位置を調整する請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の記録ヘッド位置調整構造とを備えたこと特徴とするインクジェット記録装置。 - 前記記録ヘッドを前記記録媒体の搬送方向と直交する主走査方向に沿って移動可能なヘッド移動機構を備え、
前記記録ヘッドは、前記ヘッド移動機構によって主走査方向に往復移動しながら記録を行うシリアルプリント方式であることを特徴とする請求項8に記載のインクジェット記録装置。 - 前記記録ヘッドは、前記ノズルが前記記録媒体の搬送方向と直交する方向に延在して列状に形成され、前記記録媒体を搬送方向に搬送しながら前記ノズルからインクを吐出することにより記録を行うラインプリント方式であることを特徴とする請求項8に記載のインクジェット記録装置。
- 前記インクは、25℃の粘度が、10〜50mPa・sで、表面張力が20〜40mN/mであることを特徴とする請求項8から請求項10のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置。
- 前記インクは、活性化エネルギー線硬化性化合物を含んでおり、活性化エネルギーが紫外線であることを特徴とする請求項8から請求項11のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置。
- 吐出方向位置規制機構によって前記ノズルからのインクの吐出方向における前記各記録ヘッドの移動を規制することを特徴とする記録ヘッド位置調整方法。
- 前記ノズルからのインクの吐出方向に向かって径が細くなるテーパ状に形成されたテーパ状規制部材によって、前記ノズルからのインクの吐出方向における前記記録ヘッドの位置を規制することを特徴とする請求項13に記載の記録ヘッド位置調整方法。
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