JP4479338B2 - インクジェットプリンタ - Google Patents

Description

本発明は、インクジェットプリンタ、特にインク流路内に分離した気泡を分離・滞留させ、この気泡を外部に排出することができるインクジェットプリンタに関する。

製品として薄さを確保するために、キャリッジとしての厚さを薄くしたい、つまりインクタンクをキャリッジに搭載しない構成としたいという要求がある。その要求を満たすためには、キャリッジ外、例えばプリンタフレームにインクタンクを設け、そのインクタンクのインクを、インク供給チューブを介して、キャリッジ上の記録ヘッドに供給する必要がある。

このようなインク供給チューブを用いるインクジェットプリンタでは、チューブを構成する材料の特性から、空気がチューブを透過してインク中に溶解することを避けられない。そのため記録ヘッドの上流側に気泡貯留室を設け、この気泡貯留室においてインク中から分離して気泡を除去する、いわゆる排気パージが必要になる。

インク供給チューブを用いるインクジェットプリンタにおける気泡の除去技術として、記録ヘッドの上部にマニホールド（気泡貯留室に相当）を設け、静止位置側にインクタンクと循環ポンプとを設け、この循環ポンプを駆動させて気泡を除去するように構成したものが知られている（例えば特許文献１参照）。

この特許文献１に記載の技術では、インクを循環させるために循環ポンプからインクタンクへの戻りチューブが必要となり、装置が大型化・複雑化するという課題がある。

また、インク供給チューブ内で気泡として分離した空気を、キャリッジに搭載したタンクの上部に蓄積し、排気ポンプにより排出し、また、排出後に排気弁によりタンクを密閉するものも知られている（例えば特許文献２参照）。

本発明者は、そのようなインクジェットプリンタにおいて、排気弁構造をできるだけ簡単にしたいという要求を満たすべく研究を重ねた結果、気泡貯留室に連通する排気通路の一部である通路孔内に、その通路孔の軸線方向に沿って弁体を設け、操作部材によってその弁体を変位させることにより、排気通路を連通したり連通遮断したりすることで、気泡貯留室内の気泡を簡単に排出することを可能にした排気弁手段を開発した。
特開２０００−１０３０８４号公報（段落００２６〜００３１及び図１参照） 特開２００２−２４０３１０号公報（段落０００６〜００１８及び図５参照）

そのように操作部材にて、弁体を移動させる構造では、弁体を移動させて弁開放状態とし、バッファタンク内の気泡を排気する際、気泡と一緒に排出されるインクの一部が、排気弁手段の内部あるいはそれを操作する操作部材の周りなどに残留する場合がある。そして、そのような残留したインクは、記録ヘッドの移動時（あるいは記録時）に、記録媒体上に落下するおそれがある。

本発明は、排気パージの際に排気弁手段の内部に残留したインクを除去して、記録ヘッドの移動時（あるいは記録時）に記録媒体上に残留インクが落下するのを回避したインクジェットプリンタを提供する。

請求項１の発明は、ノズルからインクを噴射して被記録媒体に記録を行う記録ヘッドと、その記録ヘッドが搭載され往復移動するキャリッジと、前記記録ヘッドに供給されるインクを貯えるインクタンクと、そのインクタンクから前記記録ヘッドにインクを供給するインク流路と、前記インク流路を通じて供給されたインクを貯留するバッファタンクと、前記バッファタンク内で分離した空気を排気通路を通じて外部に排気可能である排気弁手段とを備えるインクジェットプリンタにおいて、前記排気弁手段を開閉する弁開閉手段と、前記排気弁手段の排気口を密閉可能であるキャップ部材と、前記排気弁手段の排気口を密閉する第１の位置と、前記排気弁手段の排気口から離隔する第２の位置との間で、前記キャップ部材を移動させる第１の移動手段と、前記キャップ部材に接続される吸引ポンプと、前記排気弁手段の前記排気口と通じる大気連通孔と、前記大気連通孔と前記排気口が連通する第１の状態と、前記大気連通孔と前記排気口が連通しない第２の状態とを切り替える連通切替部材と、前記キャリッジ、前記弁開閉手段、前記第１の移動手段、前記吸引ポンプおよび前記連通切替部材を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記キャリッジにより前記記録ヘッドが記録を行わない待機位置に移動させられたときに、前記第１の移動手段により前記キャップ部材を前記第１の位置に移動させ、前記弁開閉手段により前記排気弁手段を弁開放状態にさせるとともに、前記連通切替部材により前記大気連通孔と前記排気口が前記第２の状態になるように切り替えさせ、前記吸引ポンプにより前記バッファタンク内で分離した空気を排気通路を通じて外部に排気する第１の排気動作と、前記キャリッジにより前記記録ヘッドが前記待機位置に移動させられたときに、前記第１の移動手段により前記キャップ部材を前記第１の位置に移動させ、前記弁開閉手段により前記排気弁手段を弁閉止状態にさせるとともに、前記連通切替部材により前記大気連通孔と前記排気口が前記第１の状態となるように切り替えさせ、前記吸引ポンプにより前記
大気連通孔を通じて外部から導入される大気とともに前記排気弁手段の内部を排気する第２の排気動作とを行わせることを特徴とする。つまり、本発明は、バッファタンクの気泡を除去する第１の排気動作に加えて、その排気動作により排気弁手段の内部に残るインクを除去する第２の排気動作を行うものである。

このようにすれば、記録ヘッドが記録を行わない待機位置に移動したときに、キャップ部材を第１の位置に移動させ、排気弁手段の排気口を密閉させる。その状態で、まず排気弁手段を弁開放状態としてバッファタンク内で分離した空気を排気通路を通じて外部に排気する第１の排気動作が行われる。それから弁閉止状態として、外部から導入される大気とともに前記排気弁手段の内部を排気する第２の排気動作が行われ、第１の排気動作の際に、排気弁手段の内部に残留したインクが除去される。
よって、第１の排気動作（排気パージ）の際に、排気弁手段の内部に残留したインクが第２の排気動作によって除去され、記録ヘッドの移動時（あるいは記録時）に記録媒体上に残留インクが落下するのが回避される。

請求項２の発明は、請求項１記載のインクジェットプリンタにおいて、前記バッファタンクが、複数種類のインクごとに貯留部を有し、前記排気通路および前記排気弁手段は、前記各貯留部ごとに存在し、前記排気弁手段は、弁体の前記排気通路方向の移動により開閉されるものであり、かつ前記排気弁手段のケーシングに前記排気通路方向に移動可能に係止され前記排気弁手段の弁体に対応する複数の操作部を有する操作部材を備え、前記排気弁手段は、可動部材を有しこの可動部材により前記操作部材を前記方向に移動させる第２の移動手段を備え、前記キャップ部材は、前記第１の位置において前記操作部材よりも前記排気通路の下流側に位置し、前記第２の排気動作は、前記操作部材の周りも含めて排気する構成とする。

このようにすれば、排気弁手段のケーシングに排気通路方向に移動可能に操作部材が設けられ、操作部材が前記排気弁手段の弁体に対応する複数の操作部を有するので、第２の移動手段の可動部材により前記操作部材を前記方向に移動させることで、複数の排気弁手段が簡単に同時に開閉される。また、第２の排気動作によって、排気弁手段の内部及び操作部材の周りも排気され、それらに残留したインクが除去される。

請求項３の発明は、請求項２記載のインクジェットプリンタにおいて、前記排気弁手段のケーシングにガイド孔部が設けられる一方、前記操作部材に前記ガイド孔部にスライド可能に係合する係合部が設けられ、前記ガイド孔部に、前記第１の排気動作時に閉じられる大気連通孔が設けられている構成とする。

このようにすれば、操作部材の係合部が、（排気弁手段のケーシングに設けられる）ガイド孔部にスライド可能に係合することで、係合部とスライド孔部との係合関係で操作部材の移動が案内される。よって排気弁手段の開閉が円滑に行われる。また、そのガイド孔部に第１の排気動作時に閉じられる大気連通孔を設けることで、第１の排気動作に影響を与えることなく、第２の排気動作の際に前記大気連通孔を通じて大気を外部から導入することができる。

請求項４の発明は、請求項２または３記載のインクジェットプリンタにおいて、前記操作部材が、一部の排気弁手段に対してのみ設けられ、残部の排気弁手段に対しては、前記弁体に対応する操作部を有する別の操作部材が設けられている構成とする。この場合、別の操作部材は、移動手段の可動部材によって移動させる必要はなく、移動手段によって直接移動させるものであってもよい。

このようにすれば、排気弁手段を、流通抵抗などに応じて、一部の排気弁手段と残部の排気弁手段とにグループ分けすることで、排気弁手段を、各グループごとに最適の態様で、第１および第２の排気を行うことができる。

請求項５の発明は、請求項２または３記載のインクジェットプリンタにおいて、前記操作部材の係合部が、前記操作部材の中央に配置されている構成とする。

このようにすれば、操作部材の移動を案内する係合部が、操作部材の中央に配置されているので、操作部材が、移動の際に傾いたりすることなく、バランスよく移動する。

請求項６の発明は、ノズルからインクを噴射して被記録媒体に記録を行う記録ヘッドと、その記録ヘッドが搭載され往復移動するキャリッジと、前記記録ヘッドに供給されるインクを貯えるインクタンクと、そのインクタンクから前記記録ヘッドにインクを供給するインク流路と、前記インク流路を通じて供給されたインクを貯留するバッファタンクと、前記バッファタンク内で分離した空気を排気通路を通じて外部に排気可能である排気弁手段とを備えるインクジェットプリンタにおいて、前記排気弁手段を開閉する弁開閉手段と、前記排気弁手段の排気口を密閉可能であるキャップ部材と、前記排気弁手段の排気口を密閉する第１の位置と、前記排気弁手段の排気口から離隔する第２の位置と、前記第１の位置と前記第２の位置との間の第３の位置とに前記キャップ部材を移動させる第１の移動手段と、前記キャップ部材に接続される吸引ポンプと、前記弁開閉手段、前記第１の移動手段および前記吸引ポンプを制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記キャリッジにより前記記録ヘッドが記録を行わない待機位置に移動させられたときに、前記第１の移動手段により前記キャップ部材を前記第１の位置に移動させ、前記排気弁手段を弁開放状態として前記バッファタンク内で分離した空気を排気通路を通じて外部に排気する第１の排気動作と、前記キャリッジにより前記記録ヘッドが前記待機位置に移動させられたときに、前記第１の移動手段により前記キャップ部材を前記第３の位置に移動させ、前記キャップ部材と前記排気弁手段との隙間を通じて外部から導入される大気とともに前記排気弁手段の内部を排気する第２の排気動作とを行わせることを特徴とする。

このようにすれば、キャップ部材を排気弁手段の排気口から少し離れた位置として、それらの隙間から導入される大気とともに前記排気弁手段の内部を排気する第２の排気動作を行うので、大気を外部から導入するために排気弁手段のケーシングに大気連通孔などを設ける必要がなくなる。

本発明は、上記のように、バッファタンク内で分離した空気を排気通路を通じて外部に排気する第１の排気動作を行った後に、排気弁手段の排気口をキャップ部材により密閉した状態で前記排気弁手段を弁閉止状態として、外部から導入される大気とともに前記排気弁手段の内部を排気する第２の排気動作を行うようにしているので、第１の排気動作によって排気弁手段の内部に残っているインクを第２の排気動作によって除去することが可能となり、記録ヘッドの移動時（あるいは記録時）に記録媒体上に残留インクが落下するのを回避することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に沿って詳細に説明する。

図１は本発明に係るインクジェットプリンタの主たる構成要素を示す概略構成図、図２はインクジェットプリンタヘッドの底面図、図３は記録ヘッド、補強フレーム、ヘッドホルダ、及びバッファタンクの分解斜視図である。

図１〜図３に示すように、インクジェットプリンタ１００は、インクジェットプリンタヘッド１として、ノズル孔からインクを吐出するインクジェット式でかつ薄板形状である記録ヘッド１１と、この記録ヘッド１１が搭載され合成樹脂材料により形成されるヘッドホルダ１２とを備える。このヘッドホルダ１２は、用紙Ｐ（被記録媒体）に対して移動するキャリッジとして機能する。インクタンク（図示せず）からインク供給チューブ１３ａ〜１３ｄ（インク流路）を介して、ヘッドホルダ１２に搭載されたバッファタンク１４に供給されて一時的に貯留され、それからそのバッファタンク１４を経て記録ヘッド１１にインクを供給するように構成されている。なお、前記インクタンクは、プリンタフレーム（図示せず）に着脱可能に載置され、記録ヘッド１１に供給する大量のインクを貯留するものである。具体的に図示していないが、フルカラー記録のために、複数のインクタンク（個別の色、即ち、ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー用のインクタンク）が前記プリンタフレームに設けられている。

ヘッドホルダ１２は、前記プリンタフレームの前後において平行に設けられフレーム左右方向に延びる後側ガイド部材２Ａと前側ガイド部材２Ｂとにスライド移動可能に支持されている。後側ガイド部材２Ａは、スライド移動方向と直交する断面をほぼＬ字形に形成され、前側ガイド部材２Ｂは、スライド移動方向に延びる水平な面を有している。そして、このヘッドホルダ１２に、駆動プーリ３Ａと従動プーリ３Ｂとの間に巻き掛けられたエンドレスのタイミングベルト４の一部が連結され、駆動プーリ３Ａを駆動モータ５で回転駆動することで、ヘッドホルダ１２がタイミングベルト４を介してガイド部材２Ａ，２Ｂに沿ってフレーム左右方向に往復移動する構成とされている。ヘッドホルダ１２の上側部分はカバー２４にて覆われている。なお、具体的に図示しないが、周知の用紙搬送機構により、用紙Ｐは記録ヘッド１１の下面側でヘッドホルダ１２の移動方向と直交する方向（図１の矢印Ａ方向）に、記録可能な状態で搬送される。また、前記プリンタフレーム内には、後述するメンテナンスユニット７０（ノズル面のクリーニングを行い、また、色毎にインクを選択的に吸引するための回復処理、及びバッファタンク１４内の気泡（空気）を除去する除去処理を行う）のほか、図示しないインク受け部（記録動作中に定期的にノズルの目詰まり防止のためのインク吐出（フラッシング）を行う）が配設されている。

記録ヘッド１１の下面には、図２（記録ヘッド１１を下面からみた図）において左側からブラックインク（ＢＫ）用のノズル１６ａの２列と、シアンインク（Ｃ）用のノズル１６ｂの列と、イエローインク（Ｙ）用のノズル１６ｃの列と、マゼンタインク（Ｍ）用のノズル１６ｄの列とが、ヘッドホルダ１２の移動方向（主走査方向）と直交する方向に長く形成されている。そして、用紙Ｐの上面に対向するように各ノズル１６ａ〜１６ｄが下向きにて露出している。

記録ヘッド１１の一端側には、図３に示すように、キャビティユニット１７のインク供給口１８ａ〜１８ｄが、上面に列状に開口して各インク色（本実施形態では４色）毎に設けられている。これらインク供給口１８ａ〜１８ｄから延びる各インク供給チャンネルを介してインクが分配され、圧電アクチュエータ１９の駆動によりノズル１６ａ〜１６ｄからインクを吐出させるように構成されている。ブラックインク（ＢＫ）用のインク供給口１８ａは、シアンインク（Ｃ）用、イエローインク（Ｙ）用及びマゼンタインク（Ｍ）用のインク供給口１８ｂ〜１８ｄよりも開口面積が大きく形成されている。

記録ヘッド１１においては、平面視で圧電アクチュエータ１９の外形状をキャビティユニット１７の外形状よりも小さくし、キャビティユニット１７の背面に圧電アクチュエータ１９を積層した際に、インク供給口１８ａ〜１８ｄを含む圧電アクチュエータ１９周囲のキャビティユニット１７の背面が記録ヘッド１１の背面側において露出するようにしている。

圧電アクチュエータ１９の上面には、そのアクチュエータ１９に電圧を印加するフレキシブルフラットケーブル２０が固定されている。フレキシブルフラットケーブル２０は、ドライバＩＣ２１を備え、バッファタンク１４の上側に設けられたプリント基板２２（図５参照）に電気的に接続される。プリント基板２２は、他のフレキシブルフラットケーブル２０’（図１参照）を介してプリンタフレーム側のプリント基板（図示せず）に接続される構成となっている。ドライバＩＣ２１は発熱するので、それを冷却するためにアルミニウム合金製のヒートシンク２３がドライバＩＣ２１に押し付けられ（図６参照）、ドライバＩＣ２１がヒートシンク２３を介して自然冷却される。

図４〜図６に示すように、バッファタンク１４は、本体ケース２５の内部を仕切壁にて区画することで、インク色毎に独立した複数の気泡貯留室（貯留部）、つまりブラックインク（ＢＫ）用の気泡貯留室３１ａ、シアンインク（Ｃ）用の気泡貯留室３１ｂ、イエローインク（Ｙ）用の気泡貯留室３１ｃ及びマゼンタインク（Ｍ）用の気泡貯留室３１ｄを備えている。

バッファタンク１４の本体ケース２５は、上面を開放した箱状の下ケース２６と、その下ケース２６の上面を覆って下ケース２６に固定された上ケース２７とから構成される。下ケース２６及び上ケース２７は共に合成樹脂材料にて射出成形されたものであり、超音波溶着等にて液密的に結合されている。これら両ケース２６，２７が結合されることによって気泡貯留室３１ａ〜３１ｄが形成される。なお、気泡貯留室３１ａ〜３１ｄは、それらがそれぞれ１つの単独の室で形成されている場合だけでなく、それぞれの室が分割された複数の室から構成される場合も含まれる。そして、各気泡貯留室３１ａ〜３１ｄは、それらの端部において各インク色毎のインク流出口３２ａ〜３２ｄに連通している。

ヘッドホルダ１２の底側の壁である底板１２ａは、記録ヘッド１１の背面とほぼ平行であり、この底板１２ａの下面に記録ヘッド１１が接着されている。また、ヘッドホルダ１２の底板１２ａの上側には、インクを一時的に貯えるバッファタンク１４と、このバッファタンク１４の気泡貯留室３１ａ〜３１ｄ内の空気を排気するための排気弁手段１５とが搭載されている。なお、排気弁手段１５は、気泡貯留室３１ａ〜３１ｄごとに設けられている。

インク流出口３２ａ〜３２ｄは、下ケース２６の下面に並んで位置し、底板１２ａよりも下方に突出した位置で、下向きに開口している。一方、キャビティユニット１７（記録ヘッド１１）は、上面に各インク色毎のインク供給チャンネル（マニホールド）の端部と連通した複数のインク供給口１８ａ〜１８ｄを、各インク流出口３２ａ〜３２ｄと対向した位置に備えている。各気泡貯留室３１ａ〜３１ｄのインク流出口３２ａ〜３２ｄは、補強フレーム３３に設けたインク通路孔３３ｂ〜３３ｅを貫通し、記録ヘッド１１の各インク供給口１８ａ〜１８ｄに、ゴムパッキン等の弾性シール材３４を介して連通している。

この記録ヘッド１１は、その背面に枠状の補強フレーム３３を介在させて、ヘッドホルダ１２の下側に固定される。補強フレーム３３は、記録ヘッド１１の背面に沿った偏平な薄板形状で、補強フレーム３３内の中央開口部３３ａの大きさは、平面視で圧電アクチュエータ１９の外形状よりも僅かに大きく、かつキャビティユニット１７の外形状よりも小さく形成されている。補強フレーム３３は、その中央開口部３３ａ内に圧電アクチュエータ１９とフレキシブルフラットケーブル２０とを位置させるように、キャビティユニット１７の背面に接着固定される。

この補強フレーム３３は、金属製（例えばＳＵＳ４３０）で、キャビティユニット１７よりも厚く、かつ剛性が大きく形成されている。補強フレーム３３は、キャビティユニット１７のインク供給口１８ａ〜１８ｄに対応する補強フレーム３３の一端側の位置に、バッファタンク１４のインク流出口３２ａ〜３２ｄと、キャビティユニット１７のインク供給口１８ａ〜１８ｄとを接続する４つのインク通路孔３３ｂ〜３３ｅが列状に穿設されている。

記録ヘッド１１と補強フレーム３３との間の段差を解消し記録ヘッド１１を保護するために、記録ヘッド１１の周囲に位置する平面視コ字形状の保護カバー５１が、補強フレーム３３に取り付けられている。

また、補強フレーム３３の隅部にはネジ穴３３ｆ，３３ｇが設けられている。そして、このネジ穴３３ｆ，３３ｇに対応させて、バッファタンク１４の外周面に外周方向に突出するフランジ状の取付部１４ａを設け、各取付部１４ａにそれぞれ取付穴１４ｂが穿設されている。そして、締結部材としてネジ２８が、各取付穴１４ｂを通じて、ネジ穴３３ｆ，３３ｇにそれぞれ螺合され、これにより底板１２ａの下面に接着固定された補強フレーム３３の上面にバッファタンク１４が固定される。

インク流出口３２ａ〜３２ｄが設けられている部位とは反対側の部位に、バッファタンク１４（詳しくはバッファタンク１４の上ケース２７）の側面からフランジ状のタンク延長部２７ａが側方に突出している。そのタンク延長部２７ａには、図３及び図４に示すように各インク色毎のインク流路、すなわちブラックインク（ＢＫ）用、シアンインク（Ｃ）、イエローインク（Ｙ）用及びマゼンタインク（Ｍ）用の各インク流路３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄが独立して形成され、それらの下流端が気泡貯留室３１ａ〜３１ｄにそれぞれ連通されている。上ケース２７のタンク延長部２７ａの下側には、そのタンク延長部２７ａに対応して、ヘッドホルダ１２のホルダ延長部１２ｂが設けられている。このホルダ延長部１２ｂは、バッファタンク１４が収納される箱形状のホルダ本体１２ｃの上端部から、タンク延長部２７ａに対応して延びている。両延長部２７ａ，１２ｂの先端部分に対して、各インク色毎のインク流路を有するチューブジョイント３６がばね３７により弾性的に取り付けられている。これにより、インク流路３５ａ〜３５ｄの上流端がチューブジョイント３６内部の各インク流路に連通している。

そしてチューブジョイント３６は、内部の各インク流路に連通するチューブ接続口部３６ａ〜３６ｄを有し、このチューブ接続口部３６ａ〜３６ｄに、一端部が前記インクタンクに連通するインク供給チューブ１３ａ〜１３ｄの他端部が着脱可能に接続されている。また、チューブジョイント３６には、プリント基板２２とプリンタフレーム側のプリント基板（図示せず）とを接続するためのフレキシブルフラットケーブル２０’を係止する係止部３６ｅが一体に設けられている。

また、上ケース２７の上面側には、それぞれ気泡貯留室３１ａ〜３１ｄの上部空間部に一端部が連通する排気通路４１ａ〜４１ｄが各インク色毎に（４つ）独立して凹み形成されている。この排気通路４１ａ〜４１ｄの他端部は、本体ケース２５を横切って延び、排気弁手段１５に連通している。なお、各排気通路４１ａ〜４１ｄは、それらの開放上面を可撓性膜４３で覆うことで画定されている。

続いて、バッファタンク１４内で分離した空気を排気通路４１ａ〜４１ｄを通じて外部に排気可能である排気弁手段１５について、図６〜図８に沿って説明する。

排気弁手段１５のケーシングは、複数の排気弁手段１５に対して一連の形状をなし、下ケース２６の一側に一体に形成された下ケーシング２６ｇと、その下ケーシング２６ｇの上部を覆うように上ケース２７の一側を延長して一体形成された上ケーシング２７ｈとからなる。下ケーシング２６ｇに形成される排気孔４２ａ〜４２ｄは、上下方向に長くかつ上下に開口するもので、相互に平行に延び、インク色毎に（４つ）形成されている。各排気孔４２ａ〜４２ｄは、それぞれ、上側の大径孔部４２Ａと、下側に位置する小径孔部４２Ｂとを有し、それらが連通口４２Ｃを通じて連通している。上ケース２７の排気通路４１ａ〜４１ｄは、上ケーシング２７ｈまで延び、排気孔４２ａ〜４２ｄの各大径孔部４２Ａの上端に連通している。

弁体４４は、大径の弁部４４ａと、その下端に一体に連接される小径のバルブロッド４４ｂと、このバルブロッド４４ｂに被嵌（嵌合）されたリング状のシール材４４ｃとを備える。弁部４４ａは、バルブロッド４４ｂよりも大径とされ、シール材４４ｃが弁部４４ａに接触している。弁部４４ａは、シール材４４ｃを介して、大径孔部４２Ａの底面であり小径孔部４２Ｂの上端開口部である連通口４２Ｃの周囲の開口端面４２Ｄと対向する。そして、排気孔４２ａ〜４２ｄの大径孔部４２Ａには大径の弁部４４ａが、小径孔部４２Ｂにはバルブロッド４４ｂが、それぞれ空気（気体）の流通を可能にする隙間を残して挿入される。これにより、弁体４４が排気通路方向（排気通路の一部である排気孔４２ａ〜４２ｄの延びる方向）において排気孔４２ａ〜４２ｄ内に移動可能に支持されている。弁体４４は、後述するように弁開放時に押し上げピン部７６ｂ（操作部）によって押し上げられるため、バルブロッド４４ｂの下端が小径孔部４２Ｂの下端開口部近傍まで延びている。なお、シール材４４ｃとしては、ゴム状の弾性体のパッキン等が好適であり、この実施形態では、シール材４４ｃとしてＯリングが用いられる。

大気に連通する連通口４２Ｃの開口端面４２Ｄが弁座面となり、この開口端面４２Ｄと弁部４４ａとの間にシール材４４ｃが配置される。よって、連通口４２Ｃは、シール材４４ｃを介して、弁部４４ａによって開閉される。

また、大径孔部４２Ａの内部には、連通口４２Ｃを閉塞する方向に弁体４４（弁部４４ａ）を付勢する付勢手段として、コイルスプリング４５が嵌挿されている。コイルスプリング４５の上端部は上ケース２７の係合凸部２７ｂの外側に嵌合され、下端部は弁部４４ａ上側の凹部４４ａａ内に嵌挿されている。そして、コイルスプリング４５によって、シール材４４ｃが開口端面４２Ｄに当接する方向に弁体４４（弁部４４ａ）が付勢され、後述する押し上げピン部７６ｂによる押し上げ力が弁体４４に作用しない通常時は、排気弁手段１５は、連通口４２Ｃが閉じる弁閉止状態となる。

弁体４４は、具体的には図７（ａ）（ｂ）に示すように、弁体４４の移動方向（排気通路方向（排気通路の延びる方向））と直交する方向に関して、バルブロッド４４ｂの切断面が、この切断面と前記移動方向に伸びる軸線とが交差して作る交点部４４ｅから５つ（複数）の突出面部４４ｆが放射状に突出して構成される。そして、前記切断面の外形形状が交点部４４ｅを中心とする回転対称形であり、バルブロッド４４ｂは、突出面部４４ｆと同数の溝部４４ｄを備える。溝部４４ｄは、バルブロッド４４ｂの全長にわたって形成されている。ここで、突出面部４４ｆの数は、５つに限らず、回転対称形で、複数であればよい。

このバルブロッド４４ｂに形成された（５つの）溝部４４ｄが、弁部４４ａとシール材４４ｃとが離れたとき、バルブロッド４４ｂとシール材４４ｃとの間に空気の流れを許容する通路として機能する。

メンテナンスユニット７０は、図６に示すように、記録ヘッド１１のノズル１６ａ〜１６ｄの開口面を密閉可能である第１のキャップ部材７１と、排気弁手段１５の排気口（すなわち各小径孔部４２Ｂの下端開口）を密閉可能である第２のキャップ部材７２とを備える。これらは、一定間隔を存して一体に連結されている。なお、キャップ部材７２は、各排気弁手段１５の下端開口を個別に密閉可能である構成としてもよい。

両キャップ部材７１，７２は、公知のメンテナンスユニットと同様の構造の第１の移動装置７３Ａにより上下動する構成とされている。メンテナンスのために記録ヘッド１１のノズル面を密閉する第１のキャップ部材７１と、排気弁手段１５の開口端（開口端付近に設けられる操作部材７６を含めて）を密閉する第２のキャップ部材７２とを、１つの移動装置７３Ａで移動させることができるようになり、それらを密閉するキャッピング動作と、それらから離れるキャッピング解除動作とを行う機構が簡単になる。

この移動装置７３Ａは、後述する制御手段８２による制御によって、記録ヘッド１１（ヘッドホルダ１２）が、記録を行わない待機位置に移動したことを位置検出センサ８３によって検出されると、待機位置にある記録ヘッド１１のノズル面及び排気弁手段１５の排気口をそれぞれ密閉する第１の位置までキャップ部材７１，７２を上昇させ、記録ヘッド１１が他の位置（待機位置以外の位置）にあるときは、前記第１の位置より下降（後退）して記録ヘッド１１のノズル面及び排気弁手段１５の排気口から離隔する第２の位置に下降させている。

また、第１のキャップ部材７１は、公知のメンテナンスユニットと同様に吸引ポンプ７４に接続され、吸引ポンプ７４の駆動によりノズル１６ａ〜１６ｄから増粘したインクや異物が吸引除去される。

図８及び図９に示すように、各排気弁手段１５を操作する操作部材７６は、各排気弁手段の小径孔部４２Ｂに対応して突出した複数の押し上げピン（操作部）７６ｂを、各排気弁手段１５の配列方向に延びる基部７６ａから突出して形成され、下ケーシング２６ｇ内に移動可能に設けられている。つまり、各排気弁手段１５の下端開口を相互に連通させる凹部２６ｃが下ケーシング２６ｇに形成され、この凹部２６ｃ内に操作部材７６の基部７６ａが収容され、押し上げピン部７６ｂが各小径孔部４２Ｂ内に排気通路方向に移動可能なるように挿入されている。各押し上げピン部７６ｂは、前記方向の移動によって弁体４４を押して連通口４２Ｃを開放することにより、排気弁手段１５を弁開放状態とする。なお、操作部材７６の基部７６ａの外周と凹部２６ｃの内周との間、及び各ピン部７６ｂの外周と排気孔４２ａ〜４２ｄの内周との間には、隙間が形成され、その隙間を通じて各排気孔４２ａ〜４２ｄは、下ケーシング２６ｇの下面に開放されている。基部７６ａの下面の幅（キャリッジ移動方向の幅、すなわち図６のおいて表れる幅）は、各排気孔４２ａ〜４２ｄの同方向の径よりも大きく形成されている。

また、操作部材７６（基部７６ａ）は、それの下部が凹部２６ｃから露出しているが、露出する下面（一面）は、それと並んで設けられている記録ヘッド１１のノズル面（ノズル１６ａ〜１６ｄが開口する面）とほぼ同一面上にある。それらがほぼ同一面上にあることから、ノズル面と操作部材７６の下面とを連続してクリーニング（払拭）することを容易にし、また、ヘッドホルダ１２の移動時に用紙Ｐとの干渉の問題は生じない。

また、操作部材７６の中央には、押し上げピン部７６ｂと平行に突出する係合部７６ｃが設けられている。一方、下ケーシング２６ｇに排気孔４２ａ〜４２ｄの中心軸線と平行にガイド孔部２６ａが設けられている。このガイド孔部２６ａに係合部７６ｃが空気流通可能な隙間をもってスライド可能に係合して、それらの係合関係で操作部材７６が排気通路方向に案内されつつ移動する構成とされている。そして、係合部７６ｃの大径頭部が、ガイド孔部２６ａの上端開口部の外縁に当接することで、操作部材７６が下ケーシング２６ｇに保持されるので、操作部材７６はヘッドホルダ１２と一緒に移動することになる。つまり、操作部材７６は、下ケーシング２６ｇの下部に内蔵されている。

このガイド孔部２６ａの上端には、大気（外気）に連通される大気連通孔２６ｂが形成され、排気パージ時には、操作部材７６に設けられ押し上げピン部７６ｂよりさらに上方に延びる閉塞部７６ｄによってシール部７６ｅを介して大気連通孔２６ｂが閉塞される（図９参照）構成とされている。

この操作部材７６（押し上げピン部７６ｂ）は、弁開閉手段７３Ｂ（第２の移動手段）の可動部材７３ａによって上下動する構成とされている。この可動部材７３ａは、第２のキャップ部材７２の底部を貫通して上下スライド可能に支持され、操作部材７６のほぼ中央部を押す（押し上げる）ことで、操作部材７６を傾けることなく移動させる。

そして、記録ヘッド１１が記録を行わない待機位置に移動し、キャップ部材７１，７２が、それぞれ上昇して、キャップ部材７１が記録ヘッド１１のノズル面を密閉し、キャップ部材７２が凹部２６ｃを囲む下ケーシング２６ｇの下面に密着、即ち排気弁手段１５の排気口を密閉したとき、第２の移動手段７３Ｂによりバルブロッド４４ｂが、操作部材７６の押し上げピン部７６ｂによって上方に押し上げられる。このとき、シール材４４ｃは、図９に示すように、弁部４４ａと一緒に移動し、排気孔４２ａ〜４２ｄは溝部４４ｄを通じて連通状態となり、つまり連通口４２Ｃが開放され、弁開放状態となる。この弁開放状態では、気泡貯留室３１ａ〜３１ｄの気泡が排気通路４１ａ〜４１ｄから排気孔４２ａ〜４２ｄ、第２のキャップ部材７２及び吸引ポンプ７４を介して、大気へ排気可能となるのである。なお、例えばシール材４４ｃが接触する開口端面４２Ｄとそのシール材４４ｃとの間にインクが付着することにより、弁開放時に、バルブロッド４４ｂだけが上昇し、シール材４４ｃが開口端面４２Ｄ上に残るという現象が生じても、前述したように溝部４４ｄを通じて連通口４２Ｃが開放されているので、排気は可能である。よって、気泡貯留室３１ａ〜３１ｄ内に気泡（空気）が溜まり続けるということがなく、その気泡（空気）が記録ヘッド１１の方に移動することもないので、正常な記録（印字）が妨げられることもない。なお、シール材４４ｃ（Ｏリング）の周辺に残ったインクが増粘して排気弁手段１５が開放しない等の不具合に対しては、上記待機位置において、排気弁手段１５の下端開口を常時キャッピングすることで回避できる。また、大気連通孔２６ｂを迷路状として、乾燥防止と吸引との両立を図ることも可能である。

第２のキャップ部材７２は、第１のキャップ部材７１と共通の流路を介して吸引ポンプ７４に接続されている。そして排気弁手段１５の排気口を密閉した状態で、吸引ポンプ７４の駆動により各気泡貯留室３１ａ〜３１ｄ内に蓄積した気泡が一括して吸引され大気に排出することが可能となる。

このように、インクタンクからインク供給チューブ１３ａ〜１３ｄを通して記録ヘッド１１に供給されるインクを、そのインク流路の途中となる気泡貯留室３１ａ〜３１ｄ内に一旦貯留することで、インク中から気泡を分離浮上させ、気泡貯留室３１ａ〜３１ｄの上部に蓄積した気泡を吸引ポンプ７４により排出することができる。

第１のキャップ部材７１と第２のキャップ部材７２は、切替弁７５により択一的に吸引ポンプ７４に接続される。第１のキャップ部材７１と第２のキャップ部材７２とが、移動装置７３Ａの作動により記録ヘッド１１のノズル面及び排気弁手段１５の排気口を同時に密閉し、メンテナンスが行われる。望ましいメンテナンスの手順は次の通りである。まず第２のキャップ部材７２を通して気泡貯留室３１ａ〜３１ｄの上部に蓄積した気泡を排出し、その後、第１のキャップ部材７１を通してノズル１６ａ〜１６ｄからインクを吸引除去する。ここで、第２のキャップ部材７２により気泡の排出を行うのは、仮に第１のキャップ部材７１のみで記録ヘッド１１側から気泡貯留室３１ａ〜３１ｄの気泡を排出しようとすると、多量のインクを排出しなければならないが、上記のようにすることで、少ないインク排出量で、気泡の排出及び記録ヘッドの回復処理を行うことができるからである。

また、メンテナンスは、気泡貯留室３１ａ〜３１ｄの気泡の排出及びノズル１６ａ〜１６ｄからのインク吸引を順に行うだけでなく、ノズル１６ａ〜１６ｄからのインク吸引のみ、または気泡貯留室３１ａ〜３１ｄの気泡の排出のみを、それぞれ単独で行うこともできる。

上述した排気動作の制御は、メンテナンスユニット７０（第１の移動手段７３Ａ、第２の移動手段（弁開閉手段）７３Ｂ、吸引ポンプ７４、切替弁７５および位置検出センサ８３）に接続される制御手段８２によって行われる（図６参照）。つまり、記録ヘッド１１が待機位置に移動したことが位置検出センサ８３によって検出されると、第１の移動手段７３Ａによってキャップ部材７２を（キャップ部材７１と一緒に）第１の位置に移動させる。それとともに第２の移動手段７３Ｂによって操作部材７６を排気通路方向に移動させて、弁体４４を開方向に移動させ、４つの排気弁手段１５を同時に弁開放状態とする。また、同時に大気連通孔２６ｂも閉塞部７６ｄによって閉状態とする。この状態で、吸引ポンプ７４を駆動して、バッファタンク１４内で分離した空気を排気通路４１ａ〜４１ｄを通じて外部に排気する第１の排気動作を行う。この第１の吸引動作の終了後、可動部材７３ａを下降させて操作部材７６を重力あるいはコイルスプリング４５により下降させ各排気弁手段１５を弁閉止状態としてバッファタンク１４内と外部との連通を遮断し、大気連通孔２６ｂを通じて外部から導入される大気とともに排気弁手段１５の内部（具体的には連通口４２Ｃ下流側）及び凹部２６ｃ内を排気する第２の排気動作を行わせる。これにより、連通口４２Ｃや小径孔部４２Ｂ、操作部材７６の周りなどに残ったインクが大気とともに吸引される。この後、切替弁７５が切り替えられ、記録ヘッド１１のノズル面を通じての吸引動作が行われ、図示しないが公知の払拭部材（ワイパーブレード）により、ノズル面、操作部材７６の下面、その操作部材７６の下面周りの下ケーシング２６ｇの下面が払拭され、インクが除去される。

記録ヘッド１１が、待機位置以外の位置にあって記録が行われている通常時には、排気弁手段１５は、弁閉止状態にある。このとき、上記のように排気弁手段の内部及び操作部材７６の周りにはインクは残っていないから、記録中に落下するようなことはない。

前記実施の形態のほか、本発明は次のように構成することも可能である。

(i)前記実施の形態では、排気弁手段１５の弁体４４が上下方向に移動する場合について説明しているが、弁体の移動方向は上下方向に限られず、上下方向以外の他の方向とすることもできる。

(ii)第２の排気動作時に外部から大気を導入するために大気連通孔２６ｂは必ずしも設ける必要はなく、例えば図１０に示すように、前記第１の排気動作の後、第２のキャップ部材７２を下ケーシング２６ｇの下面から微小間隙Ｓをあける位置まで下降させて第２の排気動作を行わせる。つまり、その微小間隔Ｓを通して大気を吸引しながら、連通口２４Ｃ及び凹部２６ｃ内に残るインクを除去する構成とすることも可能である。なお、操作部材７６’の係合部７６ｃ’には、貫通孔７６ｃａを設け、前記第２のキャップ部材７２が下ケーシング２６ｇの下面から離れた後であって第２の排気動作を行う前に、大気圧が貫通孔７６ｃａを通じて操作部材７６’の上側にも作用するようにして操作部材７６’が下降するのを容易にしている。

(iii)操作部材７６の係合部（案内部）は、操作部材７６の中央部に設けるほか、図１１に示すように、操作部材７６''の両端に係合部７６ｃ''を対称に設け、ガイド孔部２６ａ''にスライド可能に係合させることもできる。この場合、図示しないが、図８に示す構成と同様に、大気連通孔２６ｂ’’に対向する閉塞部７６ｂを設け、排気弁手段１５を開放したとき、大気連通孔を閉塞させる。また、操作部材７６’’の各押し上げピン部７６ｂ’’を、小径孔部４２Ｂの内周に沿って摺動可能な大きさに形成することで、その複数箇所の摺動により操作部材７６’’を傾くことなく、上下動することができる。この場合、各押し上げピン部７６ｂ’’と小径孔部４２Ｂの内周との間に、排気通路を確保するために、押し上げピン部７６ｂ’’の断面形状は、バブルロッド４４ｂの断面形状と同様に外周に溝部を有する。

(iv)１つの操作部材にてすべての排気弁手段を開閉させる必要はなく、例えば図１２に示すように、１つの操作部材７６'''は一部の排気弁手段（図１２において左側の３つの排気弁手段）に対してのみ設け、残部の排気弁手段（図１２において右側の１つの排気弁手段）に対しては、別の操作部材８２を設け、そして、操作部材７６’’’と操作部材８２は、それぞれ異なる移動手段７３ａ、８４によってそれぞれ独立して操作する構成とすることができる。この図１２の場合、インクの消費量が多い黒インクに対するインク供給チューブ、気泡貯留室、排気通路が、消費量が少ない他の色のインクに対するそれよりも流路抵抗を小さく設定されているため、その流路抵抗の相違に対応した最適の態様で排気を行うことができるように、排気弁手段を２つのグループに分け、排気を別々に行うようにしている。ここで、キャップ部材７２’は、前記一部の排気弁手段を密閉する部分と前記残部の排気弁手段を密閉する部分とが隔壁部７２ａによって仕切られ、切替弁８１によっていずれかの部分を選択的に吸引ポンプに接続することで、個別に独立して排気を行うことができる構成とされている。係合部７６ｃ'''がガイド孔部２６ａ'''にスライド可能に係合している点、操作部材７６'''が下ケースの凹部２６ｃ'''内に動作可能に収納されている点は前述した実施の形態と同一である。操作部材８２は、図１２の紙面において直交する方向の両端において、図示しないが操作部材７６と同様に係合部を有し、ガイド孔部にスライド可能に係合して支持されている。

(v)吸引ポンプ７４の吸引動作に代えて、インクタンク側から、インクに正圧を加えて、ノズル１６ａ〜１６ｄから増粘したインクや異物を吸引除去したり、気泡貯留室３１ａ〜３１ｄの気泡を排出することもできる。あるいは、吸引動作とインクヘの正圧印加を併用することもできる。

本発明に係るインクジェットプリンタの主たる構成要素を示す概略構成図である。 インクジェットプリンタヘッドの底面図である。 記録ヘッド、補強フレーム、ヘッドホルダ、及びバッファタンクの分解斜視図である。 本発明に係るインクジェットプリンタヘッドを、一部を断面で示す平面図である。 図４のV-V線における断面図である。 図４のVI-VI線における断面図である。 （ａ）（ｂ）はそれぞれ弁体の実施の形態を示し、（ａ）は一部断面正面図、（ｂ）は底面図である。 図４のVIII-VIII線における断面図である。 動作説明図である。 別の実施の形態を示す図９と同様の図である。 さらに別の実施の形態を示す図８と同様の図である。 変形例についての実施の形態を示す図８と同様の図である。

符号の説明

Ｐ 用紙
１００ インクジェットプリンタ
１１ 記録ヘッド
１２ ヘッドホルダ
１４ バッファタンク
１５ 排気弁手段
１６ａ〜１６ｄ ノズル
２６ａ ガイド孔部
２６ｂ 大気連通孔
２６ｃ 凹部
２６ｇ 下ケーシング
３１ａ〜３１ｄ 気泡貯留室（貯留部）
４１ａ〜４１ｄ 排気通路
４２ａ〜４２ｄ 排気孔
４４ 弁体
７１ 第１のキャップ部材
７２ 第２のキャップ部材
７３Ａ 第１の移動装置
７３ａ 可動部材
７３Ｂ 第２の移動装置
７６ 操作部材
７６ａ 基部
７６ｂ 押し上げピン部（操作部）
７６ｃ 係合部
８４ 操作部材

Claims (6)

1. ノズルからインクを噴射して被記録媒体に記録を行う記録ヘッドと、その記録ヘッドが搭載され往復移動するキャリッジと、前記記録ヘッドに供給されるインクを貯えるインクタンクと、そのインクタンクから前記記録ヘッドにインクを供給するインク流路と、前記インク流路を通じて供給されたインクを貯留するバッファタンクと、前記バッファタンク内で分離した空気を排気通路を通じて外部に排気可能である排気弁手段とを備えるインクジェットプリンタにおいて、
   前記排気弁手段を開閉する弁開閉手段と、
   前記排気弁手段の排気口を密閉可能であるキャップ部材と、
   前記排気弁手段の排気口を密閉する第１の位置と、前記排気弁手段の排気口から離隔する第２の位置との間で、前記キャップ部材を移動させる第１の移動手段と、
   前記キャップ部材に接続される吸引ポンプと、
   前記排気弁手段の前記排気口と通じる大気連通孔と、
   前記大気連通孔と前記排気口が連通する第１の状態と、前記大気連通孔と前記排気口が連通しない第２の状態とを切り替える連通切替部材と、
   前記キャリッジ、前記弁開閉手段、前記第１の移動手段、前記吸引ポンプおよび前記連通切替部材を制御する制御手段と、を備え、
   前記制御手段は、
   前記キャリッジにより前記記録ヘッドが記録を行わない待機位置に移動させられたときに、前記第１の移動手段により前記キャップ部材を前記第１の位置に移動させ、前記弁開閉手段により前記排気弁手段を弁開放状態にさせるとともに、前記連通切替部材により前記大気連通孔と前記排気口が前記第２の状態になるように切り替えさせ、前記吸引ポンプにより前記バッファタンク内で分離した空気を排気通路を通じて外部に排気する第１の排気動作と、
   前記キャリッジにより前記記録ヘッドが前記待機位置に移動させられたときに、前記第１の移動手段により前記キャップ部材を前記第１の位置に移動させ、前記弁開閉手段により前記排気弁手段を弁閉止状態にさせるとともに、前記連通切替部材により前記大気連通孔と前記排気口が前記第１の状態となるように切り替えさせ、前記吸引ポンプにより前記大気連通孔を通じて外部から導入される大気とともに前記排気弁手段の内部を排気する第２の排気動作とを行わせることを特徴とするインクジェットプリンタ。
2. 前記バッファタンクは、複数種類のインクごとに貯留部を有し、
   前記排気通路および前記排気弁手段は、前記各貯留部ごとに存在し、
   前記排気弁手段は、弁体の前記排気通路方向の移動により開閉されるものであり、かつ前記排気弁手段のケーシングに前記排気通路方向に移動可能に係止され前記排気弁手段の弁体に対応する複数の操作部を有する操作部材を備え、
   前記排気弁手段は、可動部材を有しこの可動部材により前記操作部材を前記方向に移動させる第２の移動手段を備え、前記キャップ部材は、前記第１の位置において前記操作部材よりも前記排気通路の下流側に位置し、前記第２の排気動作は、前記操作部材の周りも含めて排気することを特徴とする請求項１記載のインクジェットプリンタ。
3. 前記排気弁手段のケーシングにガイド孔部が設けられる一方、前記操作部材に前記ガイド孔部にスライド可能に係合する係合部が設けられ、前記ガイド孔部に、前記第１の排気動作時に閉じられる大気連通孔が設けられていることを特徴とする請求項２記載のインクジェットプリンタ。
4. 前記操作部材は、一部の排気弁手段に対してのみ設けられ、
   残部の排気弁手段に対しては、前記弁体に対応する操作部を有する別の操作部材が設けられていることを特徴とする請求項２または３記載のインクジェットプリンタ。
5. 前記操作部材の係合部は、前記操作部材の中央に配置されていることを特徴とする請求項３または４記載のインクジェットプリンタ。
6. ノズルからインクを噴射して被記録媒体に記録を行う記録ヘッドと、その記録ヘッドが搭載され往復移動するキャリッジと、前記記録ヘッドに供給されるインクを貯えるインクタンクと、そのインクタンクから前記記録ヘッドにインクを供給するインク流路と、前記インク流路を通じて供給されたインクを貯留するバッファタンクと、前記バッファタンク内で分離した空気を排気通路を通じて外部に排気可能である排気弁手段とを備えるインクジェットプリンタにおいて、
   前記排気弁手段を開閉する弁開閉手段と、
   前記排気弁手段の排気口を密閉可能であるキャップ部材と、
   前記排気弁手段の排気口を密閉する第１の位置と、前記排気弁手段の排気口から離隔する第２の位置と、前記第１の位置と前記第２の位置との間の第３の位置とに前記キャップ部材を移動させる第１の移動手段と、
   前記キャップ部材に接続される吸引ポンプと、
   前記弁開閉手段、前記第１の移動手段および前記吸引ポンプを制御する制御手段と、を備え、
   前記制御手段は、
   前記キャリッジにより前記記録ヘッドが記録を行わない待機位置に移動させられたときに、前記第１の移動手段により前記キャップ部材を前記第１の位置に移動させ、前記排気弁手段を弁開放状態として前記バッファタンク内で分離した空気を排気通路を通じて外部に排気する第１の排気動作と、
   前記キャリッジにより前記記録ヘッドが前記待機位置に移動させられたときに、前記第１の移動手段により前記キャップ部材を前記第３の位置に移動させ、前記キャップ部材と前記排気弁手段との隙間を通じて外部から導入される大気とともに前記排気弁手段の内部を排気する第２の排気動作とを行わせることを特徴とするインクジェットプリンタ。

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