JP2011148101A - Liquid storage tank, liquid ejection head unit and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は液体収容タンク、液体吐出ヘッドユニット及び画像形成装置 The present invention relates to a liquid storage tank, a liquid discharge head unit, and an image forming apparatus.
プリンタ、ファクシミリ、複写装置、プロッタ、これらの複合機等の画像形成装置として、例えばインク液滴を吐出する液体吐出ヘッド(液滴吐出ヘッド)からなる記録ヘッドを用いた液体吐出記録方式の画像形成装置としてインクジェット記録装置などが知られている。この液体吐出記録方式の画像形成装置は、記録ヘッドからインク滴を、搬送される用紙(紙に限定するものではなく、OHPなどを含み、インク滴、その他の液体などが付着可能なものの意味であり、被記録媒体あるいは記録媒体、記録紙、記録用紙などとも称される。)に対して吐出して、画像形成(記録、印字、印写、印刷も同義語で使用する。)を行なうものであり、記録ヘッドが主走査方向に移動しながら液滴を吐出して画像を形成するシリアル型画像形成装置と、記録ヘッドが移動しない状態で液滴を吐出して画像を形成するライン型ヘッドを用いるライン型画像形成装置がある。 As an image forming apparatus such as a printer, a facsimile, a copying machine, a plotter, or a complex machine of these, for example, a liquid discharge recording type image forming using a recording head composed of a liquid discharge head (droplet discharge head) that discharges ink droplets. As an apparatus, an ink jet recording apparatus or the like is known. This liquid discharge recording type image forming apparatus means that ink droplets are transported from a recording head (not limited to paper, including OHP, and can be attached to ink droplets and other liquids). Yes, it is also ejected onto a recording medium or a recording medium, recording paper, recording paper, etc.) to form an image (recording, printing, printing, and printing are also used synonymously). And a serial type image forming apparatus that forms an image by ejecting liquid droplets while the recording head moves in the main scanning direction, and a line type head that forms images by ejecting liquid droplets without moving the recording head There are line type image forming apparatuses using
なお、本願において、液体吐出記録方式の「画像形成装置」は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス等の媒体に液体を吐出して画像形成を行う装置を意味し、また、「画像形成」とは、文字や図形等の意味を持つ画像を媒体に対して付与することだけでなく、パターン等の意味を持たない画像を媒体に付与すること(単に液滴を媒体に着弾させること)をも意味する。また、「インク」とは、インクと称されるものに限らず、記録液、定着処理液、液体などと称されるものなど、画像形成を行うことができるすべての液体の総称として用い、例えば、DNA試料、レジスト、パターン材料、樹脂なども含まれる。また、「画像」とは平面的なものに限らず、立体的に形成されたものに付与された画像、また立体自体を3次元的に造形して形成された像も含まれる。 In the present application, the “image forming apparatus” of the liquid discharge recording method is an apparatus that forms an image by discharging liquid onto a medium such as paper, thread, fiber, fabric, leather, metal, plastic, glass, wood, ceramics, or the like. In addition, “image formation” means not only giving an image having a meaning such as a character or a figure to a medium but also giving an image having no meaning such as a pattern to the medium (simply It also means that a droplet is landed on a medium). “Ink” is not limited to ink, but is used as a general term for all liquids capable of image formation, such as recording liquid, fixing processing liquid, and liquid. DNA samples, resists, pattern materials, resins and the like are also included. In addition, the “image” is not limited to a planar one, but includes an image given to a three-dimensionally formed image, and an image formed by three-dimensionally modeling a solid itself.
このような、画像形成装置として用いられるインクジェット記録装置におけるインク供給方式として、記録ヘッド側にサブタンク(バッファタンク、ヘッドタンクなども同義とする。)を、装置本体側にメインタンクを配置して、メインタンクからサブタンクにインクを補充供給し、サブタンクから記録ヘッドにインクを供給する方式が知られている。 As an ink supply method in such an ink jet recording apparatus used as an image forming apparatus, a sub tank (also synonymous with a buffer tank, a head tank, etc.) is disposed on the recording head side, and a main tank is disposed on the apparatus main body side. A system is known in which ink is replenished and supplied from the main tank to the sub tank, and ink is supplied from the sub tank to the recording head.
このようなインク供給方式においては、メインタンクからサブタンクへ供給チューブを介してインクを供給し、更にサブタンク内にはインク内の不純物を濾過するフィルタを設けたものがある(特許文献1)。この場合、インクはメインタンクからサブタンクを通過して記録ヘッドに供給され、記録ヘッドから吐出されるが、供給チューブが長いと流路抵抗が大きくなり、記録ヘッドへのインクの供給不足が発生して不吐出を引き起こすことになる。そこで、全体の流路抵抗を小さくするために、サブタンクに設けるフィルタの面積を大きくし、フィルタ抵抗を小さくすることが必要になる。 In such an ink supply system, there is one in which ink is supplied from a main tank to a sub tank via a supply tube, and a filter for filtering impurities in the ink is further provided in the sub tank (Patent Document 1). In this case, the ink is supplied from the main tank to the recording head through the sub tank and discharged from the recording head. However, if the supply tube is long, the flow resistance becomes large, resulting in insufficient supply of ink to the recording head. Cause non-ejection. Therefore, in order to reduce the overall flow resistance, it is necessary to increase the area of the filter provided in the sub tank and reduce the filter resistance.
なお、フィルタとしては、円柱状に形成し、この上面部にフロートボールを収納した逆止弁を設けたフィルタユニットなども知られている(特許文献2)。 In addition, as a filter, the filter unit etc. which formed in the column shape and provided the check valve which accommodated the float ball in this upper surface part are also known (patent document 2).
近年、画像形成装置は、より小型化が求められているが、高速印刷のためには、液体吐出ヘッドのノズル数は増加傾向にあり、ノズル数の増えた液体吐出ヘッド1個に供給するインク量も増加するため、サブタンクへ貯留しなければならないインク量が増加し、サブタンクの体積は大きくなる傾向にある。一方、液体吐出ヘッドユニットの小型化のためには、サブタンクをできるだけ有効的に設置し、サブタンク全体の体積を小さくする必要がある。 In recent years, image forming apparatuses have been required to be smaller. However, for high-speed printing, the number of nozzles of a liquid discharge head has been increasing, and ink supplied to one liquid discharge head having an increased number of nozzles. Since the amount also increases, the amount of ink that must be stored in the sub tank increases, and the volume of the sub tank tends to increase. On the other hand, in order to reduce the size of the liquid discharge head unit, it is necessary to install the sub tank as effectively as possible and to reduce the volume of the entire sub tank.
しかしながら、特許文献1に開示されているような構成にあってはサブタンクが水平方向に配置されているためにサブタンクが大型化し、しかも、前述したようにインク供給経路全体の流路抵抗を下げるためにフィルタ面積を大きくすることからサブタンクが極めて大きくなるという課題がある。
However, in the configuration disclosed in
一方、サブタンク内には供給チューブやインク中の溶存気体によって経時的に気泡が侵入、発生する。この気泡を確実に排出しなければ、滴噴射曲がりや滴吐出不良が発生することになるため、サブタンク内の気泡を効率的に排出することが必要になる。 On the other hand, bubbles invade and occur in the sub tank over time due to the dissolved gas in the supply tube and ink. If these bubbles are not reliably discharged, droplet ejection bending and droplet discharge defects will occur, and it is necessary to efficiently discharge the bubbles in the sub tank.
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、フィルタを内蔵するタンクの小型化を図り、かつ、気泡排出性を向上することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to reduce the size of a tank having a built-in filter and to improve bubble discharge performance.
液体タンク
上記の課題を解決するため、本発明に係る液体収容タンクは、
液滴を吐出するヘッドに供給する液体を収容する液体収容タンクであって、
タンク本体には、前記ヘッドに供給する液体を収容する、滴吐出方向に沿う方向に配設されたフィルタ部材によって上流室と下流室に分けられた収容部と、前記収容部の下流室から液体を前記ヘッドの供給口部に供給する供給経路と、前記ヘッドの排出口部から排出される液体を外部に排出する排出経路とが設けられ、
前記収容部の上流室の最も高い部位と前記排出経路とを連通する排気経路を有し、
前記排出経路には、前記排気経路との連通部位よりも上流側に、前記液体が前記排出経路から外部へ流れようとする方向には前記液体の流れを許容し、外部から前記排出径路へ流れようとする方向には前記液体の流れを遮断する逆止弁が設けられている
構成とした。
Liquid tank In order to solve the above-mentioned problem, a liquid storage tank according to the present invention includes:
A liquid storage tank for storing liquid to be supplied to a head for discharging droplets,
The tank main body contains liquid to be supplied to the head, and is divided into an upstream chamber and a downstream chamber by a filter member disposed in a direction along the droplet discharge direction, and liquid from the downstream chamber of the storage portion. A supply path for supplying the liquid to the supply port of the head, and a discharge path for discharging the liquid discharged from the discharge port of the head to the outside,
An exhaust path that communicates the highest part of the upstream chamber of the housing portion with the discharge path;
In the discharge path, the liquid is allowed to flow in the direction in which the liquid tends to flow from the discharge path to the upstream side of the communication portion with the exhaust path, and flows from the outside to the discharge path. A check valve for blocking the flow of the liquid is provided in a direction to be attempted.
ここで、前記タンク本体の上流室の天面の最も高い部位に気泡溜まりが設けられている構成とできる。 Here, it can be set as the structure by which the bubble pool is provided in the highest site | part of the top | upper surface of the upstream chamber of the said tank main body.
また、前記タンク本体の前記下流室の天面の最も高い位置と、該天面の最も高い部位以上の前記排出径路の部位とを連通する前記フィルタの流路抵抗よりも小さい連通路が設けられている構成とできる。 In addition, a communication path smaller than the flow path resistance of the filter that connects the highest position of the top surface of the downstream chamber of the tank main body and the portion of the discharge path that is higher than the highest portion of the top surface is provided. It can be configured.
本発明に係る液体吐出ヘッドユニットは、
液滴を吐出するヘッドと、前記ヘッドに供給する液体を収容する液体収容タンクとを備える液体吐出ヘッドユニットであって、
前記ヘッドには、供給口部と排出口部とを有する共通液室が設けられ、
前記液体収容タンクには、タンク本体に、前記ヘッドに供給する液体を収容する、滴吐出方向に沿う方向に配設されたフィルタ部材によって上流室と下流室に分けられた収容部と、前記収容部の下流室から液体を前記ヘッドの供給口部に供給する供給経路と、前記ヘッドの排出口部から排出される液体を外部に排出する排出経路とが設けられ、
前記収容部の上流室の最も高い部位と前記排出経路とを連通する排気経路を有し、
前記排出経路には、前記排気経路との連通部位よりも上流側に、前記液体が前記排出経路から外部へ流れようとする方向には前記液体の流れを許容し、外部から前記排出径路へ流れようとする方向には前記液体の流れを遮断する逆止弁が設けられている
構成とした。
The liquid discharge head unit according to the present invention is
A liquid discharge head unit comprising a head for discharging droplets and a liquid storage tank for storing liquid to be supplied to the head,
The head is provided with a common liquid chamber having a supply port portion and a discharge port portion,
In the liquid storage tank, a storage portion that is divided into an upstream chamber and a downstream chamber by a filter member that is disposed in a direction along a droplet discharge direction and stores liquid to be supplied to the head in the tank main body, and the storage A supply path for supplying liquid from the downstream chamber to the supply port of the head, and a discharge path for discharging liquid discharged from the discharge port of the head to the outside,
An exhaust path that communicates the highest part of the upstream chamber of the housing portion with the discharge path;
In the discharge path, the liquid is allowed to flow in the direction in which the liquid tends to flow from the discharge path to the upstream side of the communication portion with the exhaust path, and flows from the outside to the discharge path. A check valve for blocking the flow of the liquid is provided in a direction to be attempted.
本発明に係る画像形成装置は、
液滴を吐出するヘッドと、前記ヘッドに供給する液体を収容する液体収容タンクと、前記液体収容タンクに供給する液体を収容する液体収容手段と、を備える画像形成装置において、
前記ヘッドには、供給口部と排出口部とを有する共通液室が設けられ、
前記液体収容タンクには、前記ヘッドに供給する液体を収容する、滴吐出方向に沿う方向に配設されたフィルタ部材によって上流室と下流室に分けられた収容部と、前記収容部の下流室から液体を前記ヘッドの供給口部に供給する供給経路と、前記ヘッドの排出口部から排出される液体を外部に排出する排出経路とが設けられ、
前記液体収容タンクの収容部の上流室の最も高い部位と前記液体収容タンクの排出経路と前記液体収容タンクとを通じる経路とを連通する排気経路を有し、
前記液体収容タンクの排出経路と前記液体収容タンクとを通じる経路には、前記排気経路との連通部位よりも上流側に、前記液体が前記排出経路から前記液体収容タンクへ流れようとする方向には前記液体の流れを許容し、前記排出径路へ流れようとする方向には前記液体の流れを遮断する逆止弁が設けられている
構成とした。
An image forming apparatus according to the present invention includes:
In an image forming apparatus comprising: a head that discharges liquid droplets; a liquid storage tank that stores liquid to be supplied to the head; and a liquid storage unit that stores liquid to be supplied to the liquid storage tank.
The head is provided with a common liquid chamber having a supply port portion and a discharge port portion,
The liquid storage tank stores a liquid to be supplied to the head, a storage section divided into an upstream chamber and a downstream chamber by a filter member disposed in a direction along a droplet discharge direction, and a downstream chamber of the storage section A supply path for supplying the liquid from the supply port portion of the head and a discharge path for discharging the liquid discharged from the discharge port portion of the head to the outside,
An exhaust path that communicates the highest part of the upstream chamber of the storage section of the liquid storage tank, the discharge path of the liquid storage tank, and the path through the liquid storage tank;
In a path passing between the discharge path of the liquid storage tank and the liquid storage tank, the liquid tends to flow from the discharge path to the liquid storage tank upstream of the communication portion with the exhaust path. Is configured to be provided with a check valve that allows the flow of the liquid and blocks the flow of the liquid in a direction in which the liquid flows to the discharge path.
本発明に係る液体収容タンクによれば、タンク本体には、ヘッドに供給する液体を収容する、滴吐出方向に沿う方向に配設されたフィルタ部材によって上流室と下流室に分けられた収容部と、収容部の下流室から液体をヘッドの供給口部に供給する供給経路と、ヘッドの排出口部から排出される液体を外部に排出する排出経路とが設けられ、収容部の上流室の最も高い部位と排出経路とを連通する排気経路を有し、排出経路には、排気経路との連通部位よりも上流側に、液体が排出経路から外部へ流れようとする方向には液体の流れを許容し、外部から排出径路へ流れようとする方向には液体の流れを遮断する逆止弁が設けられている構成としたので、液体収容タンクの小型化を図りつつ気泡排出性を向上することができる。 According to the liquid storage tank of the present invention, the tank main body stores the liquid to be supplied to the head, and the storage portion is divided into the upstream chamber and the downstream chamber by the filter member disposed in the direction along the droplet discharge direction. And a supply path for supplying the liquid from the downstream chamber of the storage unit to the supply port of the head, and a discharge path for discharging the liquid discharged from the discharge port of the head to the outside. It has an exhaust path that communicates the highest part with the discharge path. The discharge path has an upstream side of the communication part with the exhaust path, and the liquid flows in the direction in which the liquid flows from the discharge path to the outside. And a check valve that blocks the flow of liquid in the direction of flowing from the outside to the discharge path is provided, so that the bubble discharge performance is improved while the liquid storage tank is reduced in size. be able to.
本発明に係る液体吐出ヘッドユニットによれば、ヘッドには、供給口部と排出口部とを有する共通液室が設けられ、液体収容タンクには、タンク本体に、ヘッドに供給する液体を収容する、滴吐出方向に沿う方向に配設されたフィルタ部材によって上流室と下流室に分けられた収容部と、収容部の下流室から液体をヘッドの供給口部に供給する供給経路と、ヘッドの排出口部から排出される液体を外部に排出する排出経路とが設けられ、収容部の上流室の最も高い部位と排出経路とを連通する排気経路を有し、排出経路には、排気経路との連通部位よりも上流側に、液体が排出経路から外部へ流れようとする方向には液体の流れを許容し、外部から排出径路へ流れようとする方向には液体の流れを遮断する逆止弁が設けられている構成としたので、液体収容タンクの小型化によるヘッドユニットの小型化を図りつつ気泡排出性を向上することができ、安定した滴吐出を行なうことができる。 According to the liquid discharge head unit of the present invention, the head is provided with the common liquid chamber having the supply port portion and the discharge port portion, and the liquid storage tank stores the liquid to be supplied to the head in the tank body. An accommodating portion that is divided into an upstream chamber and a downstream chamber by a filter member disposed in a direction along the droplet discharge direction, a supply path that supplies liquid from the downstream chamber of the accommodating portion to the supply port of the head, and the head A discharge path for discharging the liquid discharged from the discharge port portion to the outside, and has an exhaust path that communicates the highest portion of the upstream chamber of the storage section with the discharge path. The liquid flow is allowed in the direction in which the liquid is going to flow from the discharge path to the upstream side of the communication part, and the liquid flow is blocked in the direction from the outside to the discharge path. A configuration with a stop valve In, while reducing the size of the head unit according to miniaturization of the liquid storage tank can improve the bubble discharge resistance, it is possible to perform stable ejection.
本発明に係る画像形成装置によれば、ヘッドには、供給口部と排出口部とを有する共通液室が設けられ、液体収容タンクには、ヘッドに供給する液体を収容する、滴吐出方向に沿う方向に配設されたフィルタ部材によって上流室と下流室に分けられた収容部と、収容部の下流室から液体をヘッドの供給口部に供給する供給経路と、ヘッドの排出口部から排出される液体を外部に排出する排出経路とが設けられ、液体収容タンクの収容部の上流室の最も高い部位と液体収容タンクの排出経路と液体収容タンクとを通じる経路とを連通する排気経路を有し、液体収容タンクの排出経路と液体収容タンクとを通じる経路には、排気経路との連通部位よりも上流側に、液体が排出経路から液体収容タンクへ流れようとする方向には液体の流れを許容し、排出径路へ流れようとする方向には液体の流れを遮断する逆止弁が設けられている構成としたので、液体収容タンクの小型化を図りつつ気泡排出性を向上することができ、安定した滴吐出を行なって高画質画像を形成できる。 According to the image forming apparatus of the present invention, the head is provided with the common liquid chamber having the supply port portion and the discharge port portion, and the liquid storage tank stores the liquid to be supplied to the head. A storage section divided into an upstream chamber and a downstream chamber by a filter member disposed in a direction along the direction of the head, a supply path for supplying liquid from the downstream chamber of the storage section to the supply port section of the head, and a discharge port section of the head An exhaust path that discharges the discharged liquid to the outside and communicates the highest part of the upstream chamber of the storage section of the liquid storage tank with the path through the discharge path of the liquid storage tank and the liquid storage tank And the liquid passage between the discharge path of the liquid storage tank and the liquid storage tank has a liquid in the direction in which the liquid is about to flow from the discharge path to the liquid storage tank, upstream of the communication portion with the exhaust path. Allow the flow of Since the check valve for blocking the flow of liquid is provided in the direction to flow to the discharge path, it is possible to improve the bubble discharge property while reducing the size of the liquid storage tank, and stably. High-quality images can be formed by discharging droplets.
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。本発明の第1実施形態について図1及び図2を参照して説明する。なお、図1は同実施形態における画像形成装置のインク供給系の説明図、図2は図1のA−A線に沿うサブタンクの断面説明図である。
液体吐出ヘッドユニット1(以下、単に「ヘッドユニット」ともいう。)は、液滴を吐出するヘッド2と、ヘッド2に供給するインクを収容する本発明に係る液体収容タンクであるサブタンク4とを備えている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is an explanatory diagram of an ink supply system of the image forming apparatus according to the embodiment, and FIG. 2 is an explanatory sectional view of a sub tank along the line AA in FIG.
The liquid discharge head unit 1 (hereinafter also simply referred to as “head unit”) includes a
ここで、ヘッド2は、液滴を吐出する複数のノズル11と、各ノズル11が連通する液室12と、各液室12にインクを供給する共通液室13と、共通液室13にインクを供給される供給口部(インク供給ポート)14と、共通液室13からインクを排出する排出口部(インク排出ポート)15などを備えている。
Here, the
タンク(サブタンク)4は、タンクケース(タンク本体)21内に、側面に形成された凹部によってヘッド2に供給するインクを収容するインク収容部22が形成されている。このインク収容部22内には、滴吐出方向に沿う方向(縦方向:垂直方向)にインクをろ過するフィルタ部材207が配設されて、インク収容部22はフィルタ上流室35とフィルタ下流室36とに分けられている。また、フィルタ下流室36からインクをヘッド2のインク供給ポート14に供給する供給ポート24と、ヘッド2のインク排出ポート15から排出されるインクを外部に排出する排出経路25とを有している。
In the tank (sub tank) 4, an
フィルタ上流室35の上部にはタンクケース21に上部に設けられるインク供給流路口部27が臨み、また、フィルタ上流室35の底面35cから天面35aへ達する隔壁202が設けられて、供給ポート24に通じる供給経路203へインク供給口部27からのインクが直接流れ込まない構成としている。これにより、インク供給流路口部27から供給されたインクは、フィルタ上流室35に流入し、フィルタ207を通過してフィルタ下流室36を通って、供給経路203へ流れ、供給ポート24からヘッド2へ供給される。なお、フィルタ下流室36と供給流路203とを連通する図示しない連通路が隔壁202の上部部分に形成されている。
In the upper part of the filter
また、インク収容部22のフィルタ上流室35の天面35aが中央部に向かって上方に傾斜する傾斜面とされ、天面35aの中央部の最も高い部位35bに気泡をトラップする上流気泡溜り部37が設けられている。さらに、上流気泡溜り部37からフィルタ上流室35と、サブタンク4の排出経路25とメインタンク(液体収容手段)5とを連通するインク戻り流路53の一部である排出経路39とを連結する排気経路40が設けられている。そして、排出経路39には、インクが排出経路39からインク戻り流路53側へ流れようとする方向にはインクの流れを許容し、サブタンク4の排出径路25へ流れようとする方向にはインクの流れを遮断する逆止弁41が、排出径路29における排気経路40との連通部位(結合点)よりも上流側(サブタンク4側)に設けられている。
In addition, the
また、サブタンク4のタンクケース21は一方が開口した部材であり、開口部には可撓性の弾性変形可能な部材としてのフィルム部材23(図1中網掛けを付して示すもの)が貼り付けられて圧力変動を吸収する構成となっている。タンクケース21は、隔壁202により仕切られたインク収容部22と供給経路203にそれぞれの部位でインクの振動による圧力を吸収するダンパ効果を得られるようになっている。
The
一方、装置本体側には、サブタンク4にインクを補充供給する交換可能なメインタンク(インクカートリッジ)5が配置されている。そして、メインタンク5からインク供給経路51を通じてインク供給用ポンプ52によりサブタンク4に送液される。また、サブタンク4の排出経路25はインク戻り経路53を介してメインタンク5に接続され、インク戻り経路53には開閉弁(バルブ)54が介装されている。
On the other hand, a replaceable main tank (ink cartridge) 5 for supplying ink to the
また、このメインタンク5は、タンク5内のインクが外気へ長時間露出し、乾燥または凝固することを防止するための大気開放管55が設けられている。この大気開放管55の流路は、細長い管状の形状になっており、管内の湿度はその長さに沿って変化するため、メインタンク5内のインクが外気と直接接することを防止することができるため、インクの乾燥または増粘や凝固することを防止するようになっている。
Further, the
このインク供給系においては、サブタンク4に収容されたインクは、供給ポート24を通じてヘッド2の一端部のインク供給ポート14から共通液室13の一端部に供給され、共通液室13に供給されたインクは、滴吐出に使用されない分がヘッド2の他端部のインク排出ポート15を通り、サブタンク4の排出経路26から排出経路29を含むインク戻り経路53を介してメインタンク5に戻る循環経路を構成する。この循環経路のインク戻り経路53とメインタンク5の間を流れるインクの流路は開閉可能な開閉弁54で止めることができる。
In this ink supply system, the ink stored in the
次に、このような循環経路を含むインク供給系において、ヘッド2のインクを充填する動作について図3に示すフロー図を参照して説明する。
まず、バルブ54を開き、インク供給経路51を通じてメインタンク5からインク供給用ポンプ52を駆動(稼動)してサブタンク4へ送液する。このインクは、サブタンク4のインク供給流路口部27からフィルタ上流室35へ流れ込む。このとき、インク収容部22内の空気は、フィルタ上流室35と排出経路39とを連結する排気経路40を通して排出されるため、フィルタ上流室35へのインク充填が開始される。
Next, in the ink supply system including such a circulation path, the operation of filling the ink of the
First, the
このフィルタ上流室35へのインクは、フィルタ上流室35の天面35aの最も高い部位(位置部分)35bから上流気泡溜り部37まで充填され、排気経路40内を通り、排出経路39へ達する。これにより、フィルタ上流室35へ流れ込んだインクは、隔壁202によって、フィルタ上流室35の底面35cから天面35aへ下から溜まり、フィルタ207を通過しフィルタ下流室36へ流れ込む。さらに、フィルタ下流室36に流れ込んだインクは、供給経路203へ供給され、供給ポート24を通ってヘッド2へ送られる。
The ink to the filter
なお、フィルタ上流室35内の空気(気泡)を効率的に排出経路39へ排出することができるように、フィルタ上流室35の天面35aの最も高い部位(位置部分)35bに上流気泡溜り部37が設けられているので、この上流気泡溜り部37の部分に気泡が集まりやすくなり、短時間に効率的に気泡を排出経路39へ排出することができる。
It should be noted that the upstream bubble reservoir is located at the highest portion (position portion) 35b of the
次に、ヘッド2へ送液されたインクは、インク供給ポート14を通じて共通液室13へ送液される。共通液室13へ流れ込んだインクの一部は、各ノズル11から排出される。さらに、共通液室13のインクは、インク排出ポート15を通してインク排出経路25から、排出経路39へ排出され、排気経路40から流れ出たインクと合流し、インク戻り経路53からメインタンク5へ戻される。
Next, the ink sent to the
ここで、インク戻り経路53内にインクが送液され、バルブ54を通過した後に、このバルブ54を閉じる。ここでは、インクが、ポンプ52によるサブタンク4へ送液の開始からバルブ54へ通過するまでの時間を予め計測しておき、この時間の経過によりバルブ54を閉じるタイミングを得ている。
Here, after the ink is fed into the
その後、インク供給用ポンプ52の圧力を調整し、ヘッド2のノズル11からインクを外部へ排出させてノズル11内の気泡を排出する。なお、このとき、記録ヘッド2のノズル面11aを図示しないキャップ部材にてキャッピングし、キャップ部材に接続された吸引手段を駆動してノズル11からインクを吸引排出させてノズル11内の気泡を排出することもできるし、これらの加圧排出と吸引排出とを併用することもできる。
Thereafter, the pressure of the
そして、インク供給ポンプ52を開放し、インクの流れを止め、メインタンク5とヘッド2のノズル11との水頭差によって発生するインクの吐出に必要な負圧を作り出す。
Then, the
その後、ここでは、図示しない弾性体、好ましくはシリコンゴム等のワイパ部材によりノズル表面をワイピングしてノズル面11aに垂れたインクを払拭し、ノズル11のメニスカスを形成させ、インク充填を完了させる。
Thereafter, the surface of the nozzle is wiped by an unillustrated elastic body, preferably a wiper member such as silicon rubber, and the ink dripping on the
このようにして、ヘッド2へインクを充填させ、常にメインタンク5からサブタンク4を通じてヘッド2にインクを供給してインク吐出可能な状態とすることができる。
In this way, the
次に、インク供給系内に混入した気泡を排出する気泡排出動作について図4に示すフロー図を参照して説明する。
印刷などにより使用されたインクを補給するために行うメインタンク5の交換時やノズル11等から、何らかの原因で各インク流路及びインク収容部22に気泡が混入し、ノズル11からの滴吐出に支障が生じた場合、これを解消するための気泡排出動作を行う。
Next, a bubble discharging operation for discharging bubbles mixed in the ink supply system will be described with reference to a flowchart shown in FIG.
When the
まず、供給用ポンプ52を稼動させサブタンク4へ送液させ、直ちにバルブ54を開く。これにより、インクは、インク供給流路口部27からフィルタ上流室35へ流入し、インク供給路51内に気泡が混入していた場合には、この気泡はフィルタ上流室35内へ流れ込み、該フィルタ上流室35上部へ溜まることになる。さらに、インクの送液によりインク収容部22内は加圧され、フィルタ上流室35の上部へ溜まった気泡は排気経路40から排出経路39へ排出される。また同時に、フィルタ下流室36からヘッド2へもインクが送液され、共通液室13内に気泡が混入していた場合には、該気泡は、インク排出経路25へ排出される。このインク排出経路25を経て排出経路39で合流したインクは、さらにインク戻り経路53に送られてメインタンク5に戻される。
First, the
こうして、バルブ54の下流に混入した全気泡が送液によって排出された後、このバルブ54を閉じる。このバルブ54を閉じるタイミングは上記インク充填シーケンスで示した、ポンプ52によるサブタンク4へ送液の開始からバルブ54へ通過するまでの時間を用いることにより、流路内の気泡を確実に排出することができる。
Thus, after all the bubbles mixed in the downstream of the
その後、インク供給用ポンプ52の圧力を調整しノズル11からインクを外部へ排出し、ノズル11内の気泡を排出する。なお、このときも、記録ヘッド2のノズル面11aを図示しないキャップ部材にてキャッピングし、キャップ部材に接続された吸引手段を駆動してノズル11からインクを吸引排出させてノズル11内の気泡を排出することもできるし、これらの加圧排出と吸引排出とを併用することもできる。
Thereafter, the pressure of the
そして、インク供給ポンプ52を開放し、インクの流れを止め、メインタンク5とヘッド2のノズル11との水頭差によって発生するインクの吐出に必要な負圧を作り出す。
Then, the
その後、ここでは、図示しない弾性体、好ましくはシリコンゴム等のワイパ部材によりノズル表面をワイピングしてノズル面11aに垂れたインクを払拭し、ノズル11のメニスカスを形成させ、気泡排出動作を完了させる。
Thereafter, here, the nozzle surface is wiped by an unillustrated elastic body, preferably a wiper member such as silicon rubber, and the ink dripping on the
このようにして、各インク流路及びインク収容部22に混入した気泡を排出することができ、インク滴吐出の回復を行うことができるようになる。
In this way, the air bubbles mixed in each ink flow path and the
また、サブタンク4の上部にはインク収容部22内のインク量が所定量以下になったことを検知するための2本の検知電極29a、29bを装着している。この検知電極29a、29bの先端には、図示しない検知信号を入力する制御部を備え、液量検知センサを構成している。この検知電極29a、29bが何れもインクに浸されている状態と少なくとも一方がインクに浸されていない状態とで検知電極29a、29b間の導通状態が変化することによってインクが所定量以下になったことを検知することができるものである。
In addition, two
この液量検知センサを用いることにより、インク収容部22内に気泡が溜まった状態を検知できる他、インク充填時、インク収容部22内が空の状態からインクが充填された状態や、インク収容部22内に気泡が溜まっている状態から気泡が排出されたことを確実に認識することができるようになる。
By using this liquid amount detection sensor, it is possible to detect a state in which bubbles are accumulated in the
そして、前述した図3又は図4で説明した充填動作、気泡排出動作のシーケンスにおいて、バルブ54を開いてからバルブ54へインク通過する間を所定の時間を基に制御を行っていたが、この液量検知センサを用いることにより、インク収容部22内のインクが充填されてから気泡がバルブ54を通過するまでの短い時間で制御を行えばよく、インクの充填性や気泡排出によるインク吐出の回復性の信頼性を上げることができる。
In the sequence of the filling operation and the bubble discharging operation described in FIG. 3 or FIG. 4 described above, the control is performed based on a predetermined time between the opening of the
このように、本実施形態においては、サブタンク4内のインク収容部22にフィルタ部材207を滴吐出方向に沿う方向(縦方向)に設けることでサブタンク4の小型化を図っている。
As described above, in this embodiment, the
そして、サブタンク4のフィルタ上流室35内の気泡を排出するために排気経路40を設け、サブタンク4からの排出経路39とを連通させる構成としている。すなわち、サブタンク4のインク収容部22内の気泡を排出するための排気経路40の排出経路を新たに設けると、液体吐出ユニット及び画像形成装置の配管が複雑になり、コストアップとなる。そこで、排気経路40と排出経路39を連結させ、インク戻り流路53への配管が1本で済むようにしている。
An
そして、上述したように、サブタンク4内にインクを初期充填するとき、排気経路40内にもインクが侵入する。排出経路39とインク戻り流路53間にはバルブ54を設けているが、該バルブ54は排出経路39と排気経路40の連結部よりも下流側にあるため、排気経路40から侵入してきたインクは、サブタンク4の排出経路25へ逆流し、ヘッド2側へ流入するおそれがある。排気経路40から流入するインクは、フィルタ207を通過する前のインクであり、インク内にノズル11や流路を詰まらせる不純物を含んでいる可能性があり、このインクがヘッド2へ供給されると、ノズル11や流路の詰まりを発生させ、ノズル11から吐出するインクの吐出不良を生じることになる。
As described above, when the ink is initially filled in the
そのため、排出経路39に、インクが排出経路25からインク戻り経路53側へ流れようとする方向にはインクの流れを許容し、インク戻り経路53側から排出径路25へ流れようとする方向にはインクの流れを遮断する逆止弁41を、排出径路25に通じる排出経路39と排気経路40の結合点(連通部位)よりも上流側(サブタンク4側)に設けている。
Therefore, the ink flow is allowed in the
この逆止弁41は、例えば一般に市販されているシンプルな構造で抵抗コストな小型のダイアフラム型逆止弁や,内部にあるボールにより動作するボール型逆止弁などを用いることができる。これにより、排気経路40から排出されるインクは、排出経路25方向へ逆流することがなくなるため、ヘッド2へはフィルタ207を通過しないインクが供給されることがなくなり、ノズル11の詰まりなどによる吐出不良を防止できる。
As this
次に、本発明の第2実施形態について図5を参照して説明する。図5は、同実施形態における液体吐出ヘッドユニットの図2のB−B線に沿う断面に相当する断面説明図である。
上記第1実施形態において、前述した図3に示すインク充填シーケンスや図4に示す気泡排出シーケンスを行うとき、インクは、サブタンク4のインク供給流路口部27からフィルタ上流室35へ流れ込み、フィルタ上流室35の気泡は排気経路40を通して排出経路39へ排出されるが、フィルタ下流室36の気泡は、フィルタ部材207がインクで濡れた状態になると、フィルタ部材207を構成する粒子や繊維等の間隙に液体のメニスカスが発生し、気泡がフィルタを通過せずに、フィルタ下流室36に残留することになる。このインク収容部22に気泡が溜まった状態では、縦方向に配置したフィルタ部材207を気泡が覆い、フィルタ部材207の実効面積を減らし、フィルタ抵抗を大きくし、ヘッド2へのインク供給を妨げ、ノズル11から吐出するインクの供給不足となり不吐出を発生させるおそれがある。また、安定吐出性を上げるためインクに溶存する空気を低減させたインクをメインタンクから供給しても、フィルタ下流室36に残留した気泡が、インク中に溶け込み、ノズル11からの滴吐出を不良を発生させるおそれがある。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a cross-sectional explanatory view corresponding to a cross section taken along line BB of FIG. 2 of the liquid ejection head unit in the same embodiment.
In the first embodiment, when the ink filling sequence shown in FIG. 3 and the bubble discharge sequence shown in FIG. 4 are performed, the ink flows from the ink supply
この場合、フィルタ下流室36内の気泡を排出させるため、インク供給ポンプ52の送液量を増やし、インク流量やインク圧力を上げて、気泡をフィルタ下流室36から排出することで、この気泡は供給経路203を通り、ヘッド2の供給口14から共通液室13、排出口15から排出経路25へと排出することができる。ただし、共通液室13内に気泡が入ることで、この気泡の一部が液室12へも流れ込みノズル11からの滴吐出不良を引き起こすことがある。
In this case, in order to discharge the bubbles in the filter
そこで、本実施形態では、インク収容部22のフィルタ下流室36の天面36aも中央部に向かって上方に傾斜する傾斜面とし、この天面36aの中央部の最も高い部位36bに下流気泡溜り部38を設け、更に下流気泡溜り部38からフィルタ下流室36と排出経路25を連通する連通経路26を設けている。このように、フィルタ下流室36内の気泡を効率的に排出経路25へ排出することができるようにフィルタ下流室の天面36aの最も高い部位(位置部分)36bに下流気泡溜り部38を設け、短時間に効率的に気泡を排出経路25へ排出できるようにしている。
Therefore, in the present embodiment, the
この場合、連通径路26の流路抵抗は、ヘッド2の供給口14からから排出口15までの流路抵抗よりも大きくしている。これは、連通経路26の流路抵抗の方が小さいと、インクの多くは連通経路26を通してそのままインク排出経路25へ流れ込み、排出経路39へと排出されることになって、共通液室13へ流れるインク量が少なくなり、ヘッド2の気泡を排出できなくなるためである。
In this case, the flow path resistance of the
さらに、この連通経路26の流路抵抗は、インクが、インク充填時にフィルタ下流室36から排出経路25へ流出する時間と、フィルタ下流室36から連通路204を経て供給流路203を通ってヘッド2へ供給された後排出経路25と連通経路26と連結する部分(連通する部位)に達する時間が、ほぼ同じくらいになる抵抗値とすると良い。
Further, the flow path resistance of the
これは、図3で説明したインクの充填シーケンスにおいて、バルブ54を閉じるタイミングをインク戻り経路53内にインクが送液された時としているが、排出経路25からインク戻り経路53内へ送液されるインクは、排出経路39からはヘッド2経由で流れてくるインクとフィルタ上流室35経由で流れてくるインクの二つの経路があるため、一方が先に排出経路25から排出経路39へ流失してインク戻り経路53内へ送液され、バルブ54を閉じてしまうと、もう一方の経路中に気泡が残留した状態となってしまうためである。
In the ink filling sequence described with reference to FIG. 3, the timing at which the
なお、排出経路25にインクが流出する時間は、ヘッド2やタンク4の各流路やフィルタ部材207の流路抵抗によって変わってくるため、連通経路26の流路抵抗値は、上記の排出経路25へインクが流出する時間から設定すると良い。
In addition, since the time for the ink to flow out to the
このように構成することで、フィルタ下流室36内に残留する気泡は、フィルタ下流室36の天面36aの最も高い部位(位置部分)36bから、連通経路26内を通り、排出経路25へ排出され、さらに排出経路39からインク戻り流路53へ排出される。なお、連通経路26を流れるインクは、フィルタ部材207を通過したインクであるため、排出経路25を逆流してもノズル11や流路を不純物で詰まらせるおそれがない。
With this configuration, air bubbles remaining in the filter
このようにして、上記排気経路40及び連通流路26により、フィルタ上流室35及びフィルタ下流室36内の気泡はそれぞれの流路から排出されるようになり、滴吐出不良を生じることなく、安定した滴吐出を行なうことができる。
In this way, the air bubbles in the filter
次に、上記各実施形態で説明したインク供給系を備える画像形成装置の全体構成の一例について図6を参照して説明する。
この画像形成装置は、上記液体吐出ヘッドユニット1からなる記録ヘッド101を、キャリッジ103に搭載して、左右の側板100A、100B間に横架した主ガイドロッド104と図示しない副ガイド部材とで摺動自在に支持している。この記録ヘッド101は、タイミングベルト105を介して主走査モータ106によって主走査方向に移動走査される。一方、被記録媒体107は記録ヘッド101のノズル面11aと対向し、記録ヘッド101の移動方向と直交する方向に搬送ローラ109によって搬送され、記録ヘッド101から画像に応じて吐出されるインク滴が付着されて画像が形成される。
Next, an example of the overall configuration of the image forming apparatus including the ink supply system described in the above embodiments will be described with reference to FIG.
In this image forming apparatus, a
記録ヘッド101へのインクの供給は、メインタンク5や大気開放管55等が納められたメインタンクユニット102からインク供給ポンプ52を経由してフレキシブルなインク供給径路51によってなされる。また、記録ヘッド101にはノズルから吐出又は排出されなかったインクをインク戻し径路53を通じてメインタンクユニット102に戻される。
Ink is supplied to the
また、記録領域外に設けられたキャップ部材111は、複数のノズル11を有するノズル面108キャッピングする弾性体、好ましくはシリコンゴム等からなる。非記録時には、記録ヘッド101がキャップ部材111の上方まで移動し、キャップ部材111が図示していないキャップ移動機構によって移動してノズル面108をキャッピングする。このキャップ部材111内には、インク吸引の際の吸引容易化、キャップ内雰囲気湿潤化等のため、インク吸収シート112が設けられている。
The
このキャップ部材111には、底面に2本のチューブ113、114が連結され、チューブ113は大気開放弁115を介して大気に連通される。チューブ114は吸引ポンプ116に接続され、キャップ部材111でノズル面108をキャッピングし、大気開放弁115を閉じた状態で、吸引ポンプ116を駆動してキャップ部材111内に負圧を発生させることで、記録ヘッド101のノズルからインクを吸引し、大気開放弁115を開放することでキャップ部材111内の空間117に溜まったインクを廃液タンク118に排出する。また、キャップ部材111は、大気開放弁115を閉じた状態でノズル面108に接触させ保持することで、記録ヘッド101のノズルの乾燥を防止する。
Two
さらに、図示していないワイパ移動機構によってワイパーブレード(ワイパ部材)119を記録ヘッド101のノズル面108に接触する高さまで移動させ、記録ヘッド101を主走査方向に移動させてワイパーブレード119によりノズル面108に付着したインクや塵埃を払拭し、ノズル面108のメニスカスの生成やクリーニングを行うことができる。
Further, a wiper blade (wiper member) 119 is moved to a height at which it contacts the
なお、上記実施形態においては、本発明を画像形成装置に適用した例で説明しているが、上記実施形態における排気経路40、排出経路39、逆止弁41をサブタンク4のタンクケースと一体で設けることによって本発明に係る液体収容タンクを構成することができ、また、本発明に係る液体収容タンクをヘッドと一体化することで本発明に係る液体吐出ヘッドユニットを構成することができる。
In the above embodiment, an example in which the present invention is applied to an image forming apparatus is described. However, the
また、上記実施形態では本発明をプリンタ構成の画像形成装置に適用した例で説明したが、これに限るものではなく、前述したように、例えば、プリンタ/ファックス/コピア複合機などの画像形成装置に適用することができ、また、狭義のインク以外の液体や定着処理液などを用いる画像形成装置にも適用することができる。 In the above-described embodiment, the present invention has been described with reference to an example in which the present invention is applied to an image forming apparatus having a printer configuration. However, the present invention is not limited to this. In addition, the present invention can also be applied to an image forming apparatus using a liquid other than the narrowly defined ink or a fixing processing liquid.
1 液体吐出ヘッドユニット
2 ヘッド
4 サブタンク
5 メインタンク
11 ノズル
13 共通液室
14 供給ポート
15 排出ポート
21 タンクケース
22 インク収容部
23 ダンパ部材(フィルム部材)
24 供給ポート
25 インク排出経路
26 連通経路
39 排出経路
40 排気経路
41 逆止弁
53 インク戻り流路
101 記録ヘッド(液体吐出ヘッドユニット)
202 隔壁部
203 供給流路
207 フィルタ部材
DESCRIPTION OF
24
202
Claims (5)
タンク本体には、前記ヘッドに供給する液体を収容する、滴吐出方向に沿う方向に配設されたフィルタ部材によって上流室と下流室に分けられた収容部と、前記収容部の下流室から液体を前記ヘッドの供給口部に供給する供給経路と、前記ヘッドの排出口部から排出される液体を外部に排出する排出経路とが設けられ、
前記収容部の上流室の最も高い部位と前記排出経路とを連通する排気経路を有し、
前記排出経路には、前記排気経路との連通部位よりも上流側に、前記液体が前記排出経路から外部へ流れようとする方向には前記液体の流れを許容し、外部から前記排出径路へ流れようとする方向には前記液体の流れを遮断する逆止弁が設けられている
ことを特徴とする液体収容タンク。 A liquid storage tank for storing liquid to be supplied to a head for discharging droplets,
The tank main body contains liquid to be supplied to the head, and is divided into an upstream chamber and a downstream chamber by a filter member disposed in a direction along the droplet discharge direction, and liquid from the downstream chamber of the storage portion. A supply path for supplying the liquid to the supply port of the head, and a discharge path for discharging the liquid discharged from the discharge port of the head to the outside,
An exhaust path that communicates the highest part of the upstream chamber of the housing portion with the discharge path;
In the discharge path, the liquid is allowed to flow in the direction in which the liquid tends to flow from the discharge path to the upstream side of the communication portion with the exhaust path, and flows from the outside to the discharge path. A liquid storage tank, characterized in that a check valve for blocking the flow of the liquid is provided in a direction to be attempted.
前記ヘッドには、供給口部と排出口部とを有する共通液室が設けられ、
前記液体収容タンクには、タンク本体に、前記ヘッドに供給する液体を収容する、滴吐出方向に沿う方向に配設されたフィルタ部材によって上流室と下流室に分けられた収容部と、前記収容部の下流室から液体を前記ヘッドの供給口部に供給する供給経路と、前記ヘッドの排出口部から排出される液体を外部に排出する排出経路とが設けられ、
前記収容部の上流室の最も高い部位と前記排出経路とを連通する排気経路を有し、
前記排出経路には、前記排気経路との連通部位よりも上流側に、前記液体が前記排出経路から外部へ流れようとする方向には前記液体の流れを許容し、外部から前記排出径路へ流れようとする方向には前記液体の流れを遮断する逆止弁が設けられている
ことを特徴とする液体吐出ヘッドユニット。 A liquid discharge head unit comprising a head for discharging droplets and a liquid storage tank for storing liquid to be supplied to the head,
The head is provided with a common liquid chamber having a supply port portion and a discharge port portion,
In the liquid storage tank, a storage portion that is divided into an upstream chamber and a downstream chamber by a filter member that is disposed in a direction along a droplet discharge direction and stores liquid to be supplied to the head in the tank main body, and the storage A supply path for supplying liquid from the downstream chamber to the supply port of the head, and a discharge path for discharging liquid discharged from the discharge port of the head to the outside,
An exhaust path that communicates the highest part of the upstream chamber of the housing portion with the discharge path;
In the discharge path, the liquid is allowed to flow in the direction in which the liquid tends to flow from the discharge path to the upstream side of the communication portion with the exhaust path, and flows from the outside to the discharge path. A liquid discharge head unit characterized in that a check valve for blocking the flow of the liquid is provided in a direction to be tried.
前記ヘッドには、供給口部と排出口部とを有する共通液室が設けられ、
前記液体収容タンクには、前記ヘッドに供給する液体を収容する、滴吐出方向に沿う方向に配設されたフィルタ部材によって上流室と下流室に分けられた収容部と、前記収容部の下流室から液体を前記ヘッドの供給口部に供給する供給経路と、前記ヘッドの排出口部から排出される液体を外部に排出する排出経路とが設けられ、
前記液体収容タンクの収容部の上流室の最も高い部位と前記液体収容タンクの排出経路と前記液体収容タンクとを通じる経路とを連通する排気経路を有し、
前記液体収容タンクの排出経路と前記液体収容タンクとを通じる経路には、前記排気経路との連通部位よりも上流側に、前記液体が前記排出経路から前記液体収容タンクへ流れようとする方向には前記液体の流れを許容し、前記排出径路へ流れようとする方向には前記液体の流れを遮断する逆止弁が設けられている
ことを特徴とする画像形成装置。 In an image forming apparatus comprising: a head that discharges liquid droplets; a liquid storage tank that stores liquid to be supplied to the head; and a liquid storage unit that stores liquid to be supplied to the liquid storage tank.
The head is provided with a common liquid chamber having a supply port portion and a discharge port portion,
The liquid storage tank stores a liquid to be supplied to the head, a storage section divided into an upstream chamber and a downstream chamber by a filter member disposed in a direction along a droplet discharge direction, and a downstream chamber of the storage section A supply path for supplying the liquid from the supply port portion of the head and a discharge path for discharging the liquid discharged from the discharge port portion of the head to the outside,
An exhaust path that communicates the highest part of the upstream chamber of the storage section of the liquid storage tank, the discharge path of the liquid storage tank, and the path through the liquid storage tank;
In a path passing between the discharge path of the liquid storage tank and the liquid storage tank, the liquid tends to flow from the discharge path to the liquid storage tank upstream of the communication portion with the exhaust path. The image forming apparatus is characterized in that a check valve that allows the flow of the liquid and blocks the flow of the liquid in a direction to flow to the discharge path is provided.
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