(57)【要約】【課題】液体カートリッジの加圧動作と噴射ヘッドの吸引動作を同じポンプで行い、ポンプの稼働時間を短縮してポンプ寿命を確保するとともに廃液を加圧系にまわさない液体噴射装置を提供する。【解決手段】記録紙に向かってインクを噴射する記録ヘッド３０と、記録ヘッド３０に供給するインクが封入されたインクパック２４が収容されたインクカートリッジ９と、上記記録ヘッド３０のノズル面をキャップするキャップ部材１１ａの内部空間を吸引するポンプ２７と、上記ポンプ２７をインクカートリッジ９内の加圧手段として機能させるようポンプ２７の排出側をインクカートリッジに接続する接続経路１３と、上記吸引動作によってポンプ２７から排出される廃液を廃液回収タンク２２に導入し、インクカートリッジ９を加圧するためにポンプ２７から排出される加圧空気を接続経路１３の下流側に向かって導入するための切換弁１４とを備えた。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
噴射対象物に向かって液体を噴射する噴射ヘッドと、噴射ヘッドに供給する液体が封入された可撓性の液体パックが収容された液体カートリッジと、
上記噴射ヘッドのノズル面をキャップするキャップ部材の内部空間を吸引するポンプと、
上記ポンプを液体カートリッジ内の加圧手段として機能させるようポンプの排出側を液体カートリッジに接続する接続経路と、
上記吸引動作によってポンプから排出される廃液を廃液回収手段に導入し、液体カートリッジを加圧するためにポンプから排出される加圧空気を接続経路の下流側に向かって導入するための切換弁とを備えたことを特徴とする液体噴射装置。
【請求項２】
上記接続経路に設けられて液体カートリッジを加圧するための加圧空気を蓄える貯圧タンクをさらに備え、上記切換弁は、上記吸引時にポンプから排出される廃液を廃液回収手段に導入し、貯圧タンクの貯圧時にポンプから排出される加圧空気を貯圧タンクに導入するよう切り換える請求項１記載の液体噴射装置。
【請求項３】
上記貯圧タンクと液体カートリッジの連通状態を開閉することにより、上記ポンプの稼動状態に関わらず、貯圧タンクから液体カートリッジの加圧を可能とする圧力調整弁が設けられている請求項２記載の液体噴射装置。
【請求項４】
上記貯圧タンクの圧力を検知する第１圧力センサを備え、上記第１圧力センサで検知した圧力が所定圧より低いときに圧力調整弁を閉じるとともに切換弁を貯圧タンク側に切り換えて貯圧タンクを貯圧する請求項３記載の液体噴射装置。
【請求項５】
上記液体カートリッジの圧力を検知する第２圧力センサを備え、上記第２圧力センサで検知した圧力が所定圧より低いときに圧力調整弁を開けて液体カートリッジを加圧する請求項３または４記載の液体噴射装置。
【請求項６】
電源投入時、噴射対象物への液体噴射動作開始時、吸引動作開始時のうち少なくともいずれかにおいて液体カートリッジの加圧動作を実行し、この加圧動作中に貯圧タンクの圧力が低下したときに貯圧動作を実行する請求項２〜４のいずれか一項に記載の液体噴射装置。
【請求項７】
貯圧タンクへの貯圧動作を開始する際、噴射対象物への噴射動作中であるときは、噴射動作の終了を待って貯圧動作を実行する請求項２〜６のいずれか一項に記載の液体噴射装置。
【請求項８】
貯圧タンクへの貯圧動作を開始する際、クリーニング動作中であるときは、クリーニング動作の終了を待って貯圧動作を実行する請求項２〜７のいずれか一項に記載の液体噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として印刷データに対応してノズルからインク滴を吐出させて記録媒体にドットを形成させるインクジェット式記録装置として用いられる液体噴射装置に関し、詳しくは、液体カートリッジに空気圧を印加する加圧動作と、噴射ヘッドから液体を吸引排出する吸引動作とを同じポンプで行うようにした液体噴射装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ターゲットに対して液体を噴射する液体噴射装置としては、記録媒体に対してインクを噴射するインクジェット式記録装置が知られている。このような、インクジェット式記録装置は、一般にキャリッジ上に搭載されて記録用紙の幅方向に移動するインクジェット式記録ヘッドと、記録用紙を記録ヘッドの移動方向に対して直行する方向に相対的に移動させる紙送り手段が備えられ、印刷データに基づいて記録ヘッドよりインク滴を吐出させることにより記録用紙に対して印刷が行われる。
【０００３】
一方、例えばオフィス向けまたは業務用に提供されるこの種の記録装置においては、比較的大量の印刷に対応させるために、大容量のインクカートリッジを配備する必要が生じ、このためにインクカートリッジを、例えば装置本体側に配置されたカートリッジホルダに装填させる形式の記録装置が提供されている。そして、記録ヘッドが搭載されたキャリッジ上にはサブタンクが配置され、上記各インクカートリッジから各サブタンクに対してインク補給チューブを介してそれぞれインクを補給し、さらに各サブタンクからそれぞれ記録ヘッドに対してインクを供給するように構成されている。
【０００４】
また、昨今においてはより大きな紙面に対して印刷を行うことが可能な、キャリッジの走査距離の長い大型の記録装置が要求されている。このような記録装置においては、スループットを向上させるために、記録ヘッドにおいてはますます多ノズル化が図られている。さらに、スループットを向上させるために、印刷を実行しながらインクカートリッジからキャリッジに搭載された各サブタンクに対して逐次インクを補給することを可能とし、各サブタンクからそれぞれ記録ヘッドに対してインクを安定して供給するような記録装置が求められる。
【０００５】
このような記録装置においては、インクカートリッジからサブタンクに対して、それぞれのインクに対応してインク補給チューブを接続する必要があり、キャリッジの走査距離が大きいために必然的にチューブの引き回し距離が増大する。しかも上述したとおり、記録ヘッドにおいては多ノズル化が図られているために、インクの消費量が多く、インクカートリッジからサブタンクに接続された各インク補給チューブ内においてインクの動圧（圧力損失）が高まり、サブタンクに対するインクの補給量が不足するという技術的課題を抱えている。
【０００６】
このような課題を解決するための一つの手段として、例えばインクカートリッジ側に空気圧を印加し、インクカートリッジからサブタンクに対して空気圧によって強制的なインク流を発生させることで、サブタンクに対して必要十分なインクを補給する構成が採用されている。
【０００７】
上述したような構成の記録装置に用いられるインクカートリッジとしては、外郭を構成するケースが気密状態となるように成形され、その内部にインクを封入した可撓性素材により形成されたインクパックが収納された構成を好適に採用することができる。このような構成におけるインクカートリッジにおけるインクパックは、ケース内に印加される加圧空気によってインクが押し出され、キャリッジに搭載された記録ヘッド側にインクが送り出されるように作用する。
【０００８】
一方、インクジェット式記録装置では、インクの噴射不良を解消するために、増粘したインク等を記録ヘッドから強制的に排出したり、記録ヘッド内に滞留した気泡を強制的に排出して吐出不良を未然に防止するための、いわゆるクリーニング動作を適宜行っている。このクリーニングには、記録ヘッドのノズル形成面をキャッピング部材でキャップし、上記キャッピング部材の内部空間に対して吸引ポンプで負圧を与えることにより、ノズル開口から強制的にインクを吸引排出するものである。
【０００９】
上述したような従来のインクジェット式記録装置では、インクの供給および回復動作を行うために、加圧動作を行うポンプと、記録ヘッドから排出された排インクを回収するポンプとが少なくとも２個必要である。
【００１０】
そこで、インク袋を加圧変形させて記録ヘッドにインクを押し流すための加圧動作と、記録ヘッドから押し流された排インクを回収するインク回収動作とを同一のポンプで行うようにしたインクジェット式記録装置が提案されている（例えば下記の特許文献１）。
【特許文献１】特開２００１−１６２８３８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上記特許文献１の記録装置では、吸引と加圧の双方にポンプを使用するうえ、加圧時には常にポンプを回転駆動しなければならないので、ポンプの消耗が激しいという問題がある。特に、インクジェット式記録装置のポンプとしては、例えばチューブポンプのように、ゴム等の弾性部材を使用した体積変化を利用した形式のものが多用され、寿命の点で厳しいことから、加圧時に常時回転させることによるポンプの消耗が問題となる。また、記録ヘッドから吸引された廃液がカートリッジの加圧系にも回ってしまうため、廃液の経路が複雑になって廃液漏れに対する信頼性が低下し、その対策が必要になるうえ、廃液タンクの寿命予測が困難になるという新たな問題が発生する。
【００１２】
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、液体カートリッジに空気圧を印加する加圧動作と、噴射ヘッドから液体を吸引排出する吸引動作とを同じポンプで行い、ポンプの稼働時間を大幅に短縮してポンプ寿命を確保するとともに、廃液を加圧系にまわさない液体噴射装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するため、本発明の液体噴射装置は、噴射対象物に向かって液体を噴射する噴射ヘッドと、噴射ヘッドに供給する液体が封入された可撓性の液体パックが収容された液体カートリッジと、上記噴射ヘッドのノズル面をキャップするキャップ部材の内部空間を吸引するポンプと、上記ポンプを液体カートリッジ内の加圧手段として機能させるようポンプの排出側を液体カートリッジに接続する接続経路と、上記吸引動作によってポンプから排出される廃液を廃液回収手段に導入し、液体カートリッジを加圧するためにポンプから排出される加圧空気を接続経路の下流側に向かって導入するための切換弁とを備えたことを要旨とする。
【００１４】
本発明の液体噴射装置によれば、液体カートリッジに空気圧を印加する加圧動作と、噴射ヘッドから液体を吸引排出する吸引動作とを同じポンプを兼用して行うことから、ポンプ数を減らし、装置コストを低減できるほか、ポンプの設置スペースも小さくて済んで装置を小型化できる。また、上記吸引動作によってポンプから排出される廃液を廃液回収手段に導入し、液体カートリッジを加圧するためにポンプから排出される加圧空気を接続経路の下流側に向かって導入するための切換弁を備えていることから、噴射ヘッドから吸引された廃液が液体カートリッジの加圧系に回らずに、廃液回収手段だけに導入されるため、廃液の経路が複雑になることがなく、廃液漏れに対する信頼性が確保されるうえ、廃液タンクの寿命予測も確実に行える。
【００１５】
本発明において、上記接続経路に設けられて液体カートリッジを加圧するための加圧空気を蓄える貯圧タンクをさらに備え、上記切換弁は、上記吸引時にポンプから排出される廃液を廃液回収手段に導入し、貯圧タンクの貯圧時にポンプから排出される加圧空気を貯圧タンクに導入するよう切り換える場合には、噴射ヘッドの吸引時と貯圧タンクの貯圧時にポンプを稼動させればすむことから、ポンプの稼働時間を大幅に短縮してポンプ寿命を確保することができる。
【００１６】
本発明において、上記貯圧タンクと液体カートリッジの連通状態を開閉することにより、上記ポンプの稼動状態に関わらず貯圧タンクから液体カートリッジの加圧を可能とする圧力調整弁が設けられている場合には、ポンプを稼動させることなく液体カートリッジの加圧が行えるため、ポンプの稼働時間を大幅に短縮してポンプ寿命を確保することができる。また、ポンプを稼動させることなく圧力調整弁の開閉操作だけで液体カートリッジの加圧ができるため、ポンプの稼動の可否に関わらず必要なときに液体カートリッジの加圧を行うことができ、ポンプの稼働時間を大幅に短縮してポンプ寿命を確保することができる。
【００１７】
本発明において、上記貯圧タンクの圧力を検知する第１圧力センサを備え、上記第１圧力センサで検知した圧力が所定圧より低いときに圧力調整弁を閉じるとともに切換弁を貯圧タンク側に切り換えて貯圧タンクを貯圧する場合には、貯圧タンクの貯圧が必要なときにポンプを稼動すればよく、ポンプの稼働時間を確実に短縮してポンプ寿命を確保することができる。
【００１８】
上記液体カートリッジの圧力を検知する第２圧力センサを備え、上記第２圧力センサで検知した圧力が所定圧より低いときに圧力調整弁を開けて液体カートリッジを加圧する場合には、液体カートリッジの加圧が必要なときにポンプを稼動させることなく液体カートリッジの加圧ができるため、ポンプの稼働時間を確実に短縮してポンプ寿命を確保することができる。
【００１９】
本発明において、電源投入時、噴射対象物への液体噴射動作開始時、吸引動作開始時のうち少なくともいずれかにおいて液体カートリッジの加圧動作を実行し、この加圧動作中に貯圧タンクの圧力が低下したときに貯圧動作を実行する場合には、液体カートリッジの加圧動作中に貯圧タンクの貯圧が必要になったときに、ポンプを稼動すればよく、ポンプの稼働時間を確実に短縮してポンプ寿命を確保することができる。
【００２０】
本発明において、貯圧タンクへの貯圧動作を開始する際、噴射対象物への噴射動作中であるときは、噴射動作の終了を待って貯圧動作を実行する場合には、噴射動作中はキャップ部材内に液体が溜まっていることがあるため、貯圧動作においてインクが貯圧タンク内に導入されてしまうのを防止できる。
【００２１】
本発明において、貯圧タンクへの貯圧動作を開始する際、クリーニング動作中であるときは、クリーニング動作の終了を待って貯圧動作を実行する場合には、クリーニング動作中はキャップ部材で液体を吸引しているため、貯圧動作においてインクが貯圧タンク内に導入されてしまうのを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
つぎに、本発明の実施の形態を詳しく説明する。
【００２３】
以下、本発明を具体化した液体噴射装置としてのインクジェット式記録装置の一実施形態を説明する。
【００２４】
図１は、記録装置の基本構成を平面図で示したものである。符号１はキャリッジ１を示し、このキャリッジ１はキャリッジモータ２によって駆動されるタイミングベルト３を介し、走査ガイド部材４に案内されて紙送り部材５の長手方向、すなわち噴射対象物としての記録紙の幅方向である主走査方向に往復移動されるように構成されている。そして、図には示していないが、キャリッジ１には、紙送り部材５に対向する面に後述するインクジェット式の記録ヘッド３０が搭載されている。
【００２５】
また、キャリッジ１には記録ヘッド３０にインクを供給する際にインクの圧力を減圧して調整するための圧力調整部７ａ〜７ｄが搭載されている。この圧力調整部７ａ〜７ｄは、この実施の形態においては、その内部において各インクを一時的に貯留するために、それぞれのインクに対応して４個具備されている。そして、この各圧力調整部７ａ〜７ｄには、装置本体に配置されたカートリッジ装着部としてのカートリッジホルダ８に装着されたインクカートリッジ９ａ〜９ｄから、可撓性のインク補給チューブ１０をそれぞれ介して、ブラック、イエロー、マゼンタおよびシアンの各インクが供給されるように構成されている。
【００２６】
なお、メインタンクすなわち液体カートリッジとしてのインクカートリッジ９ａ〜９ｄは、その外郭構成が偏平状に形成されており、上記カートリッジホルダ８において、偏平状の面がそれぞれ垂直方向に向くように、いわゆる縦置き状態で装着されている。
【００２７】
一方、上記キャリッジ１の移動経路上における非印字領域（ホームポジョン）には、記録ヘッド３０のノズル形成面を封止することができるキャッピング手段１１が配置されており、さらにこのキャッピング手段１１の上面には、上記記録ヘッド３０のノズル形成面を封止し得るゴム等の可撓性素材により形成されたキャップ部材１１ａが配置されている。そして、キャリッジ１がホームポジョンに移動したときに、上記キャップ部材１１ａによって、記録ヘッド３０のノズル形成面をキャップすることができるように構成されている。
【００２８】
このキャップ部材１１ａは、記録装置の休止期間中において記録ヘッド３０のノズル形成面を封止し、ノズル開口２５の乾燥を防止する蓋体として機能する。また、このキャップ部材１１ａには、後述するポンプ２７（チューブポンプ）におけるチューブの一端が接続され、ポンプ２７による負圧を記録ヘッド３０に作用させて、記録ヘッド３０からインクを吸引排出させるクリーニング動作が実行されるように構成されている。そして、キャッピング手段１１の印字領域側に隣接して、ゴムなどの弾性素材によるワイピング部材１２が配置されていて、必要に応じて記録ヘッド３０のノズル形成面を払拭して清掃することができるように構成されている。
【００２９】
図２および図３は、キャリッジ１に搭載されて液体としてインクを噴射する記録ヘッド３０と、その上部に装着される圧力調整部７ａ〜７ｄとを示したものである。
【００３０】
上記記録ヘッド３０は、噴射する液体を濾過するフィルタ３２を備えたフィルタケース３３と、上記フィルタケース３３の下面に取り付けられたヘッド本体３４とを備えて構成されている。
【００３１】
上記フィルタケース３３の上面には、４本の中空状のインク供給針３１が直立状態に配置されており、上記フィルタケース３３内に形成された各インク連絡流路３５は、それぞれ各インク供給針３１内のインク流路に連通されている。各インク供給針３１の頂部にはインク導入孔３１ａが形成されており、圧力調整部７ａ〜７ｄからのインクは、このインク導入孔３１ａを介してインク供給針３１内に導入され、上記インク連絡流路３５を介してヘッド本体３４に供給され、各ノズル開口２５から噴射される。上記ノズル開口２５は、４つの圧力調整部７ａ〜７ｄすなわち４つのインクカートリッジ９ａ〜９ｄに対応して４つのノズル列を形成しており、各ノズル列からインクカートリッジ９ａ〜９ｄに対応したインクを噴射する。
【００３２】
上記各インク供給針３１は圧力調整部７ａ〜７ｄの配置状態に合わせて所定の間隔を隔てて並ぶよう配置されている。一方、ヘッド本体３４がインクの供給を受ける幅寸法はそれよりも小さいため、内側に配置されたインク連絡流路３５よりも外側に配置されたインク連絡流路３５の方が流路の傾斜角が大きくなっている。
【００３３】
上記圧力調整部７の中には自己封止弁（減圧弁）３７が収容されている。この自己封止弁３７の動作により、インクカートリッジ９ａ〜９ｄからインク補給チューブ１０を通じ、インク供給針３１を通って記録ヘッド３０側に送られるインクの圧力を減圧して調整する。たとえばキャリッジ１の加減速に伴ってインク補給チューブ１０内のインクに圧力変動が生じた場合にインク滴の吐出が不安定になるので、圧力調整部７ａ〜７ｄはインクの圧力変動を抑制する。
【００３４】
図４は、上記記録装置のインクカートリッジ９から記録ヘッド３０に至るインク供給路、およびポンプ２７の吸引経路およびインクカートリッジ９の加圧経路の構成を模式的に示したものである。
【００３５】
上記インクカートリッジ９は、その外郭ケースとしてのカートリッジケース２０が気密状態に形成されており、その内部には可撓性素材により形成されてインクが封入された液体パックとしてのインクパック２４が収納されている。そして、カートリッジケース２０とインクパック２４とで形成される空間が圧力室２３を構成しており、この圧力室２３内に加圧空気が供給されるように構成されている。
【００３６】
この構成により、各インクカートリッジ９ａ〜９ｄに収納された各インクパック２４は、それぞれ加圧空気による加圧を受け、各インクカートリッジ９ａ〜９ｄから各圧力調整部７ａ〜７ｄに対して所定の圧力によるインク流が発生するようになされる。
【００３７】
なお、上記各インクカートリッジ９ａ〜９ｄにおいて加圧されたインクは、それぞれ各インク補給バルブ２６および各インク補給チューブ１０をそれぞれ介して、キャリッジ１に搭載された各圧力調整部７ａ〜７ｄ（図４においては代表して符号７として示しており、以下において代表して単に符号７として説明する場合もある。）に供給されるように構成されている。
【００３８】
そして、各圧力調整部７から記録ヘッド３０に対してインクが供給され、記録ヘッド３０の図示しないアクチュエータに供給される印刷データに基づいて、記録ヘッド３０のノズル形成面に形成されたノズル開口２５より、噴射対象物としての記録紙に向かってインク滴が吐出されるように作用する。
【００３９】
上記記録ヘッド３０のノズル形成面は、上述したキャップ部材１１ａでキャップされ、キャップ部材１１ａの内部空間を吸引するポンプにより、記録ヘッド３０内部のインクが吸引され排出されるように構成されている。
【００４０】
上記ポンプ２７は、この例ではチューブポンプが採用されており、上記キャップ部材１１ａの内部と連通した可撓性のチューブが円弧状に配置され、その内周部を押圧部材が転動してチューブを順次押し潰すことにより、キャップ部材１１ａの内部を負圧にして記録ヘッド３０のインクを吸引するものである。
【００４１】
そして、上記ポンプ２７をインクカートリッジ９内の加圧手段として機能させるようポンプ２７の排出側をインクカートリッジ９に接続する接続経路１３が設けられている。また、上記接続経路１３の途中には、ポンプ２７による記録ヘッド３０の吸引動作によってポンプ２７から排出される廃液を廃液回収手段としての廃液回収タンク２２に導入し、インクカートリッジ９を加圧するためにポンプ２７から排出される加圧空気を接続経路１３の下流側に向かって送る切換弁１４が設けられている。
【００４２】
すなわち、上記切換弁１４は、ポンプ２７から排出される流体を、廃液回収タンク２２側に流すか、インクカートリッジ９側に流すかを切り換える。上記キャップ部材１１ａが記録ヘッド３０のノズル形成面をキャップしてポンプ２７が記録ヘッド３０の吸引動作を行うときには、切換弁１４を廃液回収タンク２２側に切り換え、記録ヘッド３０から排出されたインクを廃液回収タンク２２に回収する。また、上記キャップ部材１１ａが記録ヘッド３０のノズル形成面から外されてポンプ２７が加圧空気を下流側に送るときには、切換弁１４をインクカートリッジ９側に切り換え、加圧空気を送る。
【００４３】
また、上記接続経路１３の切換弁１４より下流側すなわちインクカートリッジ９側には、インクカートリッジ９を加圧するための加圧空気を蓄える貯圧タンク２１が設けられている。したがって、上記切換弁１４は、上記吸引時にポンプ２７から排出されるインクを廃液回収タンク２２に導入し、貯圧タンク２１を所定の圧力まで貯圧する時にポンプ２７から排出される加圧空気を貯圧タンク２１に導入するよう切り換える。
【００４４】
さらに、上記接続経路１３の貯圧タンク２１よりも下流側すなわちインクカートリッジ９側には、上記貯圧タンク２１とインクカートリッジ９の連通状態を開閉することにより、上記ポンプ２７の稼動状態に関わらず、貯圧タンク２１からインクカートリッジ９の加圧を可能とする圧力調整弁１５が設けられている。すなわち、貯圧タンク２１が所定の加圧可能圧力以上の圧力であれば、ポンプ２７を稼動させなくても圧力調整弁１５を開けるだけでインクカートリッジ９の加圧が可能である。
【００４５】
また、上記接続経路１３の貯圧タンク２１と圧力調整弁１５の間には、上記貯圧タンク２１の圧力を検知する第１圧力センサ１６が設けられている。そして、上記第１圧力センサ１６で検知した圧力が所定圧すなわちインクカートリッジ９を加圧するための加圧可能圧力より低いときに圧力調整弁１５を閉じるとともに切換弁１４を貯圧タンク２１側に切り換えて貯圧タンク２１を貯圧する貯圧動作を実行するようになっている。
【００４６】
さらに、上記接続経路１３の圧力調整弁１５とインクカートリッジ９の間には、上記インクカートリッジ９の圧力を検知する第２圧力センサ１７が設けられている。そして、上記第２圧力センサ１７で検知した圧力が所定圧すなわち記録ヘッド３０に対してインクを供給するための供給可能圧力より低いときに圧力調整弁１５を開けてインクカートリッジ９を加圧する加圧動作を実行するようになっている。なお、この加圧動作のときは、切換弁１４を廃液回収タンク２２側に切り換えておいてもいいし、切換弁１４を貯圧タンク２１側に切り換えておいてもよい。
【００４７】
そして、上記加圧動作は、記録装置への電源投入時、噴射対象物への液体噴射動作すなわち印刷動作時、吸引動作時のうち少なくともいずれかにおいて実行し、この加圧動作中に貯圧タンク２１の圧力が低下したときに貯圧動作を実行することができる。
【００４８】
図５は、上記記録装置のシステム構成の一例を示すブロック図である。
【００４９】
ここで説明する印刷制御手段４６、キャリッジ制御手段４７、加圧制御手段５０、ヘッド駆動手段４８、クリーニング制御手段４９、紙送り制御手段５２は、本発明において制御手段として機能するものである。
【００５０】
図において、４４はホストコンピュータであり、プリンタドライバ４５が内蔵され、このプリンタドライバ４５のユーティリティ上で入力装置（図示せず）からの入力によって記録紙のサイズ，モノクロ／カラー印刷の選択，記録モードの選択，フォント等のデータおよび印字指令等を入力しうるように構成されている。
【００５１】
印字指令の入力により、プリンタドライバ４５からは印刷制御手段４６に対して液体噴射データである印刷データが送出されるようになっている。また、印刷制御手段４６は印刷データに基づいてビットマップデータを生成し、ヘッド駆動手段４８により駆動信号を発生させて記録ヘッド３０のアクチュエータである圧電振動子に入力し、記録ヘッド３０からインク滴を吐出させるようになっている。このとき、印刷制御手段４６からの指示により紙送り制御手段５２は図示しない紙送りモータを制御して記録紙の副走査方向への移動制御を行う。また、印刷制御手段４６からの指示によりキャリッジ制御手段４７はパルスモータであるキャリッジモータ２を制御してキャリッジ１の主走査方向への往復移動制御を行う。
【００５２】
上記ヘッド駆動手段４８は、駆動手段として機能するもので、印刷データに基づく駆動信号のほかに、図示しないフラッシング制御手段からのフラッシング指令信号を受けてフラッシングのための駆動信号を記録ヘッド３０に出力する。このフラッシング動作により、フラッシングボックスとしてのキャップ部材１１ａに対してノズルから印字とは無関係のインクを噴射することにより、ノズル近傍の増粘インクを排出して記録ヘッド３０の噴射特性を回復する。
【００５３】
ここで、ノズルの吐出能力が低下するメカニズムについて説明すると、印刷実行中は記録ヘッド３０のノズル面がキャップ部材１１ａから開放された状態となり、加えてキャリッジ１で往復移動されている。このような状態でインクの吐出がなければ、ノズルの開口部に存在するインクから溶媒が蒸発して徐々にその粘度が高くなり、吐出能力が低下するのである。そして、印刷中に頻繁にインク滴を吐出しているノズルは、新しいインクが順次供給されて目詰まりはあまり生じないが、インク滴を吐出する機会が少ないノズルでは目詰まりを生じやすい。したがって、インクの吐出量が少なく空送時間が長いノズルほど増粘が進行し、その程度はノズル毎にばらつきがある。
【００５４】
なお、この例では、噴射ヘッドが噴射する液体がインクであり、インクの増粘によりノズルの噴射能力が低下する場合を説明したが、噴射特性の低下するメカニズムは、噴射する液体の種類によって異なる場合があり、本発明は、低下したノズルの噴射特性を液体の噴射で回復しうるものであれば、インクに限らず種々の液体を噴射する装置に適用できる趣旨である。
【００５５】
キャリッジ制御手段４７は、印刷動作中にキャリッジ１を主走査方向に往復移動させる移動制御を行うほか、所定のフラッシングタイミングにおいてキャリッジ１を印刷領域以外のフラッシングポジションに移動させ、記録ヘッド３０をキャップ部材１１ａに対面させてフラッシング動作を行う位置に移動する移動制御を行う。
【００５６】
また、上記キャリッジ制御手段４７は、装置の電源オフのときや吸引動作を行う際には、記録ヘッド３０をキャップ部材１１ａの位置に移動させる移動制御を行う。
【００５７】
上記記録ヘッド３０の吸引動作は、プリンタ本体を最初に使用するときに、最初にカートリッジ９を装着した際、記録ヘッド３０や圧力調整部７等の流路にインクを最初に充填する初期充填動作の際に実行される。また、インクカートリッジ９を交換したときや、使用していたインクカートリッジ９を一旦取り外して再装填するときには、交換や再装填に伴って記録ヘッド３０の流路内に空気が混入して正常な吐出ができなくなるため、混入した気泡を記録ヘッド３０から強制吸引して除去するために実行される。
【００５８】
上記吸引動作は、プリンタ本体を使用せずに放置しているときは、キャップ部材１１ａでノズル形成面を封止した状態であっても、図示しない放置タイマで計測した放置時間（前回の電源オフから今回の電源オンまでの時間）が長いと徐々にノズルの開口部に存在するインクから溶媒が蒸発してその粘度が高くなり、吐出能力が低下するので、それを回復するクリーニングのために電源オン時に、クリーニング制御手段４９による制御によりクリーニングモードによる吸引が実行される。また、印刷動作を継続していると、流路内に残存した気泡が徐々に内部のフィルタ上流部に溜まることがあるため、定期的に気泡を強制吸引して除去するクリーニングのため、クリーニング制御手段４９による制御によりクリーニングモードによる吸引が実行されることもある。
【００５９】
上記各吸引動作は、初期充填時、インクカートリッジ９の交換時、クリーニング時での吸引等、状況によって吸引条件が異なる場合があるため、クリーニング制御手段４９による制御でポンプ２７の回転数や稼働時間を制御することにより、所定の吸引モードでの吸引が実行される。
【００６０】
そして、上記吸引動作は、クリーニング制御手段４９により、つぎのように制御される。すなわち、キャリッジ１をキャップ部材１１ａに対面させる位置に移動させるとともに、キャップ部材１１ａを図示しないメンテナンスモータの動作により例えばカム機構等により上昇させて記録ヘッド３０のノズル形成面をキャップ部材１１ａで封止する。さらに、切換弁１４を廃液回収タンク２２側に切り換えて、メンテナンスモータによって駆動されるポンプ２７の作用によりキャップ部材１１ａ内を吸引してノズルからインク等を強制的に排出させる。吸引されたインクは、切換弁１４を介して廃液回収タンク２２内に回収される。
【００６１】
所定時間の吸引を行った後、図示しない弁機構によりキャップ部材１１ａ内を大気開放した状態でポンプ２７を駆動して空吸引を行ってキャップ部材１１ａ内の空間に残存したインクを排出する。その後、キャップ部材１１ａを下降させると、この状態ではノズル形成面にインクが付着しているため、メンテナンスモータの駆動によりワイピング部材１２をその先端部がノズル形成面に接触し得る位置まで上昇させたのち、キャリッジ１を移動制御することにより、ノズル形成面に付着したインクをワイピング部材１２で払拭することが行われる。
【００６２】
一方、上記貯圧タンク２１への貯圧動作は、第１圧力センサ１６で検知した貯圧タンク２１の圧力がインクカートリッジ９を加圧するための加圧可能圧力より低い場合に、キャップ部材１１ａを記録ヘッド３０のノズル形成面から外し、圧力調整弁１５を閉じるとともに切換弁１４を貯圧タンク２１側に切り換えて、ポンプ２７を駆動することにより、キャップ部材１１ａから空気だけが吸引されて貯圧タンク２１に送られて貯圧することが行われる。第１圧力センサ１６で検知した貯圧タンク２１の圧力が上記加圧可能圧力以上に達したときにポンプ２７を停止する。
【００６３】
また、貯圧タンク２１からインクカートリッジ９への加圧動作は、第２圧力センサ１７で検知したインクカートリッジ９の圧力が記録ヘッド３０に対してインクを供給するための供給可能圧力より低いときに圧力調整弁１５を開け、切換弁１４を貯圧タンク２１側に切り換え、貯圧タンク２１内の加圧空気をインクカートリッジ９に導入して加圧することにより行われる。第２圧力センサ１７で検知したインクカートリッジ９の圧力が上記供給可能圧力以上に達したときに圧力調整弁１５を閉じる。
【００６４】
上記貯圧動作における第１圧力センサ１６で検知した圧力値の読み取り、ポンプ２７、キャッピング手段１１、切換弁１４、圧力調整弁１５の動作は、加圧制御手段５０により制御される。また、加圧動作における第２圧力センサ１７で検知した圧力値の読み取り、切換弁１４、圧力調整弁１５の動作は、加圧制御手段５０により制御される。
【００６５】
図６は、上記記録装置において、電源オン時にインクカートリッジ９の加圧動作を行うときの処理動作の一例を示すフローチャートである。
【００６６】
まず、電源オン時の初期状態では、切換弁１４は貯圧タンク２１側を閉、廃液回収タンク２２側を開に設定され、圧力調整弁１５は閉弁されている。そして、第２圧力センサ１７で検知した圧力値を読み取り、インクカートリッジ９内の圧力が所定の閾値よりも高いか低いかを判断する（Ｓ１）。Ｓ１において、インクカートリッジ９内の圧力値が所定の閾値よりも高い場合は、このシーケンスを終了し、インクカートリッジ９内の圧力値が所定の閾値よりも低い場合は、Ｓ２に進み、後述するインクカートリッジ９の加圧動作を実行する。
【００６７】
図７はインクカートリッジ９の加圧動作の詳細を示すフローチャートであり、図８は貯圧タンク２１の貯圧動作の詳細を示すフローチャートである。この加圧動作および貯圧動作は、上記Ｓ２において実行される。
【００６８】
図７のカートリッジ加圧動作では、第２圧力センサ１７で検知したインクカートリッジ９内の圧力が所定の閾値よりも低い場合に開始されるものであり（図６のＳ１、図９のＳ４２およびＳ４５、図１０のＳ５１およびＳ５４）、まず、第１圧力センサ１６で検知した圧力値を読み取り、貯圧タンク２１内の圧力が所定の閾値よりも高いか低いかを判断する（Ｓ１１）。Ｓ１１において、貯圧タンク２１内の圧力値が所定の閾値よりも高い場合はＳ１３以降に進んでインクカートリッジ９の加圧を行い、貯圧タンク２１内の圧力値が所定の閾値よりも低い場合は、Ｓ１２に進み貯圧動作を実行する。
【００６９】
Ｓ１１において貯圧タンク２１内の圧力値が所定の閾値よりも高い場合は、圧力調整弁１５を開き貯圧タンク２１内の加圧空気をインクカートリッジ９内に導入してインクカートリッジ９の加圧を開始する（Ｓ１３）。つぎに、Ｓ１４で第２圧力センサ１７でインクカートリッジ９内の圧力値を検知し、インクカートリッジ９内の圧力値が所定の閾値よりも低い間はそのまま加圧を継続し、インクカートリッジ９内の圧力値が所定の閾値よりも高くなったときに、Ｓ１５において圧力調整弁１５を閉弁してこのシーケンスを終了する。
【００７０】
一方、Ｓ１１において、貯圧タンク２１内の圧力値が所定の閾値よりも低い場合は、後述する貯圧動作を実行する。
【００７１】
図８の貯圧動作では、第１圧力センサ１６で検知した貯圧タンク２１内の圧力が所定の閾値よりも低い場合に開始されるものであり（図７のＳ１１）、まず、Ｓ２１において印字中であるか否かを判断し、印字中の場合は印字の終了を待ち、印字が終了していればＳ２２に進む。印字中は定期的にフラッシング動作やクリーニング動作が実行されるため、キャップ部材１１ａ内にインクが溜まっていることがあり、そのまま貯圧動作を実行するとインクが貯圧タンク２１内に導入されてしまうおそれがあるからである。
【００７２】
Ｓ２２ではクリーニング動作中であるか否かを判断し、クリーニング動作中の場合はクリーニング動作の終了を待ち、クリーニング動作が終了していればＳ２３に進む。クリーニング中であれば、キャップ部材１１ａが記録ヘッド３０をキャップして吸引をおこなっており、インクが貯圧タンク２１内に導入されてしまうからである。
【００７３】
印字およびクリーニングが終了していれば、Ｓ２３において圧力調整弁１５を閉弁し、引き続きＳ２４において切換弁１４を貯圧タンク２１側を開、廃液回収タンク２２側を閉に切り換える。つぎに、Ｓ２５においてキャップ部材１１ａを記録ヘッド３０のキャップ状態から開放し、Ｓ２６でポンプ２７を稼動させる。これにより、空で開放されたキャップ部材１１ａ内を吸引することになるので、空気だけが貯圧タンク２１に導入されて加圧空気が貯留される。
【００７４】
つぎに、Ｓ２７において第１圧力センサ１６により貯圧タンク２１内の圧力値を検知して圧力値が所定の閾値に達しなければそのまま吸引を継続し、貯圧タンク２１内の圧力値が所定の閾値に達した場合Ｓ２８に進み、切換弁１４を貯圧タンク２１側を閉、廃液回収タンク２２側を開に切り換える。つぎに、Ｓ２９においてキャップ部材１１ａを記録ヘッド３０のキャップ状態とし、このシーケンスを終了する。
【００７５】
図９は、上記記録装置において、印刷動作開始時にインクカートリッジ９の加圧動作を行うときの処理動作の一例を示すフローチャートである。
【００７６】
まず、印刷開始時の初期状態では、切換弁１４は貯圧タンク２１側を閉、廃液回収タンク２２側を開に設定され、圧力調整弁１５は閉弁されている。そして、Ｓ４１において印字データを受信すると、第２圧力センサ１７で検知したインクカートリッジ９内の圧力値が所定の閾値よりも高いか低いかを判断する（Ｓ４２）。Ｓ４２においてインクカートリッジ９内の圧力値が所定の閾値よりも低い場合は、Ｓ４３に進み、図７および図８で説明した加圧動作および貯圧動作を実行する。
【００７７】
一方、Ｓ４２においてインクカートリッジ９内の圧力値が所定の閾値よりも高い場合は、印刷動作を開始する（Ｓ４４）。印刷動作中も、第２圧力センサ１７で検知したインクカートリッジ９内の圧力値が所定の閾値よりも高いか低いかを判断し（Ｓ４５）。インクカートリッジ９内の圧力値が所定の閾値よりも低くなった場合は、Ｓ４６に進み、図７および図８で説明した加圧動作および貯圧動作を実行する。この場合、貯圧動作を行う場合は印刷を一時中断し、キャップ部材１１ａをノズル面から外すとともに切換弁１４を廃液回収タンク２２側に切り換えた状態でポンプ２７を稼動する空吸引を行ってから貯圧動作を開始するのが好ましい。このようにすることにより、キャップ部材１１ａ内にフラッシング吐出等されたインクを空吸引で廃液回収タンク２２に回収してから貯圧を行えるため、貯圧タンク２１側にインクがまわらない。一方、インクカートリッジ９内の圧力値が所定の閾値よりも高いままの場合は、印刷動作を継続し、印刷動作を終了して（Ｓ４７）、このシーケンスを終了する。
【００７８】
図１０は、上記記録装置において、クリーニング動作開始時にインクカートリッジ９の加圧動作を行うときの処理動作の一例を示すフローチャートである。
【００７９】
まず、クリーニング動作開始時の初期状態では、切換弁１４は貯圧タンク２１側を閉、廃液回収タンク２２側を開に設定され、圧力調整弁１５は閉弁されている。そして、Ｓ５１において第２圧力センサ１７で検知したインクカートリッジ９内の圧力値が所定の閾値よりも高いか低いかを判断する。Ｓ５１においてインクカートリッジ９内の圧力値が所定の閾値よりも低い場合は、Ｓ５２に進み、図７および図８で説明した加圧動作および貯圧動作を実行する。
【００８０】
一方、Ｓ５１においてインクカートリッジ９内の圧力値が所定の閾値よりも高い場合は、クリーニング動作を実行する（Ｓ５３）。クリーニング動作終了後、第２圧力センサ１７で検知したインクカートリッジ９内の圧力値が所定の閾値よりも高いか低いかを判断し（Ｓ５４）。インクカートリッジ９内の圧力値が所定の閾値よりも低くなった場合は、Ｓ５５に進み、図７および図８で説明した加圧動作および貯圧動作を実行する。一方、クリーニング動作後にインクカートリッジ９内の圧力値が所定の閾値よりも高いままの場合は、このシーケンスを終了する。
【００８１】
以上のように、上述した各動作により、上記第１圧力センサ１６は、ポンプ２７によって貯圧タンク２１に導入された空気圧を検知し、切換弁１４の開閉およびポンプ２７の稼動を制御する。すなわち、貯圧タンク２１内の圧力が所定の圧力値に達したことを検出した場合には、切換弁１４を廃液回収タンク２２側に切り換え、貯圧タンク２１内の圧力が定められた圧力以下となったことを検出した場合には、切換弁１４を貯圧タンク２１側に切り換えるとともにポンプ２７を稼動するように制御する。したがって、この繰り返しによって上述した貯圧タンク２１内の空気圧は所定の範囲に維持される。
【００８２】
また、上述した各動作により、上記第２圧力センサ１７は、貯圧タンク２１によってインクカートリッジ９に導入された空気圧を検知し、圧力調整弁１５の開閉を制御する。すなわち、インクカートリッジ９内の圧力が所定の圧力値に達したことを検出した場合には、圧力調節弁１５を閉弁し、インクカートリッジ９内の圧力が定められた圧力以下となったことを検出した場合には、圧力調節弁１５を開弁するように制御する。したがって、この繰り返しによって上述した各インクカートリッジ９ａ〜９ｄに加わる空気圧は所定の範囲に維持される。
【００８３】
本実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
【００８４】
すなわち、インクカートリッジ９に空気圧を印加する加圧動作と、記録ヘッド３０からインクを吸引排出する吸引動作とを同じポンプ２７を兼用して行うことから、ポンプ２７数を減らし、装置コストを低減できるほか、ポンプ２７の設置スペースも小さくて済んで装置を小型化できる。また、上記吸引動作によってポンプ２７から排出される廃液を廃液回収タンク２２に導入し、インクカートリッジ９を加圧するためにポンプ２７から排出される加圧空気を接続経路１３の下流側に向かって導入するための切換弁１４を備えていることから、記録ヘッド３０から吸引された廃液がインクカートリッジ９の加圧系に回らずに、廃液回収タンク２２だけに導入されるため、廃液の経路が複雑になることがなく、廃液漏れに対する信頼性が確保されるうえ、廃液回収タンク２２の寿命予測も確実に行える。
【００８５】
また、上記接続経路１３に設けられてインクカートリッジ９を加圧するための加圧空気を蓄える貯圧タンク２１をさらに備え、上記切換弁１４は、上記吸引時にポンプ２７から排出される廃液を廃液回収タンク２２に導入し、貯圧タンク２１の貯圧時にポンプ２７から排出される加圧空気を貯圧タンク２１に導入するよう切り換えるため、記録ヘッド３０の吸引時と貯圧タンク２１の貯圧時にポンプ２７を稼動させればすむことから、ポンプ２７の稼働時間を大幅に短縮してポンプ２７寿命を確保することができる。
【００８６】
また、上記貯圧タンク２１とインクカートリッジ９の連通状態を開閉することにより、上記ポンプ２７の稼動状態に関わらず貯圧タンク２１からインクカートリッジ９の加圧を可能とする圧力調整弁１５が設けられているため、ポンプ２７を稼動させることなくインクカートリッジ９の加圧が行えるため、ポンプ２７の稼働時間を大幅に短縮してポンプ２７寿命を確保することができる。また、ポンプ２７を稼動させることなく圧力調整弁１５の開閉操作だけでインクカートリッジ９の加圧ができるため、ポンプ２７の稼動の可否に関わらず必要なときにインクカートリッジ９の加圧を行うことができ、ポンプ２７の稼働時間を大幅に短縮してポンプ２７寿命を確保することができる。
【００８７】
また、上記貯圧タンク２１の圧力を検知する第１圧力センサ１６を備え、上記第１圧力センサ１６で検知した圧力が所定圧より低いときに圧力調整弁１５を閉じるとともに切換弁１４を貯圧タンク２１側に切り換えて貯圧タンク２１を貯圧するため、貯圧タンク２１の貯圧が必要なときにポンプ２７を稼動すればよく、ポンプ２７の稼働時間を確実に短縮してポンプ２７寿命を確保することができる。
【００８８】
上記インクカートリッジ９の圧力を検知する第２圧力センサ１７を備え、上記第２圧力センサ１７で検知した圧力が所定圧より低いときに圧力調整弁１５を開けてインクカートリッジ９を加圧するため、インクカートリッジ９の加圧が必要なときにポンプ２７を稼動させることなくインクカートリッジ９の加圧ができるため、ポンプ２７の稼働時間を確実に短縮してポンプ２７寿命を確保することができる。
【００８９】
また、電源投入時、噴射対象物へのインク噴射動作開始時すなわち印刷開始時、吸引動作すなわちクリーニング動作開始時のうち少なくともいずれかにおいてインクカートリッジ９の加圧動作を実行し、この加圧動作中に貯圧タンク２１の圧力が低下したときに貯圧動作を実行するため、インクカートリッジ９の加圧動作中に貯圧タンク２１の貯圧が必要になったときに、ポンプ２７を稼動すればよく、ポンプ２７の稼働時間を確実に短縮してポンプ２７寿命を確保することができる。
【００９０】
また、貯圧タンク２１への貯圧動作を開始する際、印刷動作中であるときは、印刷動作の終了を待って貯圧動作を実行するため、印刷動作中はキャップ部材１１ａ内にインクが溜まっていることがあるため、貯圧動作においてインクが貯圧タンク２１内に導入されてしまうのを防止できる。
【００９１】
また、貯圧タンク２１への貯圧動作を開始する際、クリーニング動作中であるときは、クリーニング動作の終了を待って貯圧動作を実行するため、クリーニング動作中はキャップ部材１１ａでインクを吸引しているため、貯圧動作においてインクが貯圧タンク２１内に導入されてしまうのを防止できる。
【００９２】
なお、本発明は、上記各実施形態に限定するものではなく、以下のような変更例を包含する趣旨である。
【００９３】
上記各実施形態において、記録ヘッド３０は、液体を噴射させる駆動素子である圧力発生素子として、圧電振動子を利用した液体噴射装置に適用することもできるし、発熱素子を利用したタイプの液体噴射装置に適用することもできる。
【００９４】
また、本発明の加圧動作の方法をコンピュータ装置に実行させるプログラムを、記録媒体に記録して提供したり、通信ネットワークを介して提供したりすることもできる。
【００９５】
また、液体噴射装置の代表例としては、上述したような画像記録用のインクジェット式記録ヘッドを備えたインクジェット式記録装置があるが、本発明は、その他の液体噴射装置として、例えば液晶ディスプレー等のカラーフィルタ製造に用いられる色材噴射ヘッドを備えた装置、有機ＥＬディスプレー、面発光ディスプレー（ＦＥＤ）等の電極形成に用いられる電極材（導電ペースト）噴射ヘッドを備えた装置、バイオチップ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッドを備えた装置、精密ピペットとしての試料噴射ヘッドを備えた装置等、各種の液体噴射装置に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】本発明にかかるインクジェット式記録装置の一例を示した平面図である。
【図２】記録ヘッドの流路構造を示す図である。
【図３】記録ヘッドと圧力調整部を示す一部破断断面図である。
【図４】上記記録装置におけるインク供給路を示した模式図である。
【図５】上記記録装置のシステム構成を示す機能ブロック図である。
【図６】カートリッジ加圧動作の第１例を示すフローチャートである。
【図７】カートリッジ加圧動作の詳細を示すフローチャートである。
【図８】貯圧動作の詳細を示すフローチャートである。
【図９】カートリッジ加圧動作の第２例を示すフローチャートである。
【図１０】カートリッジ加圧動作の第３例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００９７】
１  キャリッジ，２  キャリッジモータ，３  タイミングベルト，４  走査ガイド部材，５  紙送り部材，７  圧力調整部，７ａ〜７ｄ  圧力調整部，８  カートリッジホルダ，９  インクカートリッジ，９ａ〜９ｄ  インクカートリッジ，１０  インク補給チューブ，１１  キャッピング手段，１１ａ  キャップ部材，１２  ワイピング部材，１３  接続経路，１４  切換弁，１５  圧力調整弁，１６  第１圧力センサ，１７  第２圧力センサ，２０  カートリッジケース，２１  貯圧タンク，２２  廃液回収タンク，２３  圧力室，２４  インクパック，２５  ノズル開口，２６  インク補給バルブ，２７  ポンプ，３０  記録ヘッド，３１  インク供給針，３１ａ  インク導入孔３２  フィルタ３３  フィルタケース，３４  ヘッド本体，３５  インク連絡流路，３７  自己封止弁，４４  ホストコンピュータ，４５  プリンタドライバ，４６  印刷制御手段，４７  キャリッジ制御手段，４８  ヘッド駆動手段，４９  クリーニング制御手段，５０  加圧制御手段，５２  紙送り制御手段，
【図１】
2007203562.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2007203562.tif 000008
【図７】
2007203562.tif 000009
【図８】
2007203562.tif 000010
【図９】
2007203562.tif 000011
【図１０】
2007203562.tif 000012