(57)【要約】      （修正有）【課題】効率的であって迅速に応答し、液体インクイメージ生成機器内の液体インクフロー制御に適した逆止弁装置が必要とされている。【解決手段】高剪断ボール型逆止弁装置５００は、弁室５１２の形状を定める弁ハウジング５１０を含む。弁室５１２は、所望の断面寸法と、入口端と、出口端とを有する。高剪断ボール型逆止弁装置はさらに、弁ハウジングに接続される入口部材５３０を含ボール受けおよびシーリング部５３４は、所望の第１のジュロメータ硬度値を有し、所望の直径を有し弁室５１２内に可動状態で配置される弁ボールと、弁室の出口端に位置する出口開口部とを含む。出口開口部５４０は、矩形形状であり、弁ボールに比較的高い剪断応力を生ぜしめる逆方向の流体フローパターンを生じさせるために、弁ボールの直径より若干大きい寸法を有している。【選択図】図１
2004225892.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高剪断ボール型逆止弁装置であって、
（ａ）所望の断面寸法と、入口端と、出口端とを有する弁室の形状を定める弁ハウジングと、
（ｂ）前記弁ハウジングに接続し、入口開口部と、前記入口開口部を囲み第１の所望のジュロメータ硬度値を有するボール受けおよびシーリング部とを含む入口部材と、
（ｃ）所望の直径を有し前記弁室内に可動状態で配置される弁ボールと、
（ｄ）前記弁室の前記出口端に位置する出口開口部であって、矩形形状を有し、前記弁ボール上に比較的高い剪断応力を有する逆方向の流体フローパターンを生じさせるために前記弁ボールの前記直径より若干大きい寸法を有する出口開口部と、
を備え、前記逆方向の流体フローパターンにより前記弁ボールを迅速に前記出口開口部から遠ざけ前記ボール受けおよびシーリング部に押しつけて前記入口開口部を遮断することを特徴とする高剪断ボール型逆止弁装置。
【請求項２】
溶融液体インクのフローを制御する溶融液体インクフロー制御アセンブリであって、
（ａ）第１の分量の溶融液体インクを保管する第１の保管リザーバと、
（ｂ）前記第１の保管リザーバに接続し、第２の分量の溶融液体インクを保管する第２の保管リザーバと、
（ｃ）前記第１の保管リザーバから前記第２の保管リザーバ内へ至りそこを通過する前記溶融液体インクのフローを制御するフロー制御手段であって、前記第２の保管リザーバに加圧する背圧加圧手段と、前記第１の保管リザーバおよび前記第２の保管リザーバの間に設けられる高剪断ボール型逆止弁装置とを含むフロー制御手段と、
を有し、
前記高剪断ボール型逆止弁装置は、
弁ハウジングと、
前記弁ハウジング内に設けられる弁ボールと、
前記弁ボール上に比較的高い剪断応力を生ぜしめる逆方向の流体フローパターンを生じさせるための矩形形状を有する出口開口部と、
を備え、前記逆方向の流体フローパターンにより前記弁ボールを弁開放位置から弁遮断位置まで迅速に移動させ、迅速かつ正確な液体インクフロー制御を可能にすることを特徴とする溶融液体インクフロー制御アセンブリ。
【請求項３】
相変化インクイメージ生成機器であって、
（ａ）前記イメージ生成機器の全てのサブシステムおよび構成品の動作を制御する制御サブシステムと、
（ｂ）イメージング表面を含む可動イメージング部材と、
（ｃ）前記制御サブシステムに接続され、溶融液体相変化インクの液滴を前記イメージング表面上へ吐出してイメージを形成するプリントヘッドシステムと、
（ｄ）相変化インクの固相片を加熱および溶融して溶融液体インクを生成する溶融器アセンブリと、
（ｅ）前記溶融液体インクのフローを制御する溶融液体インクフロー制御アセンブリと、を有し、
前記溶融液体インクフロー制御アセンブリは、
（ｉ）第１の分量の前記溶融液体インクを保管する第１の保管リザーバと、
（ｉｉ）前記第１の保管リザーバに接続し、第２の分量の前記溶融液体インクを保管する第２の保管リザーバと、
（ｉｉｉ）前記第１の保管リザーバから前記第２の保管リザーバ内へ至りそこを通過する前記溶融液体インクのフローを制御するフロー制御手段であって、前記第２の保管リザーバに加圧する背圧加圧手段と、前記第１の保管リザーバおよび前記第２の保管リザーバの間に設けられる高剪断ボール型逆止弁装置とを含むフロー制御手段と、
を有し、
前記高剪断ボール型逆止弁装置は、
弁ハウジングと、
前記弁ハウジング内に設けられる弁ボールと、
前記弁ボールに比較的高い剪断応力を生ぜしめる逆方向の流体フローパターンを生じさせるための矩形形状を有する出口開口部と、
を備え、前記逆方向の流体フローパターンにより、前記弁ボールを弁開放位置から弁遮断位置まで迅速に移動させ、迅速かつ正確な液体インクフロー制御を可能にすることを特徴とする相変化インクイメージ生成機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的に弁装置に関し、特に高剪断ボール型逆止弁装置およびそれを含む溶融液体インクフロー制御アセンブリおよび相変化液体インクイメージ生成機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
フローラインにおいて流体の逆流を防止する、ボールタイプの逆止弁装置などの従来技術の弁装置は周知である。従来技術の弁装置における典型的な問題の１つは、それらの弁装置が通常は高圧の用途のために設計されており、フラッパまたはボールシーリング部材に重力またはスプリングリターン装置が設けられていることである。そのため、低圧フロー状態での変化には迅速かつ正確に応答しないうえ、そのような状態では良好なシーリングが実現できないので、極低圧作動の用途ではよい機能を発揮しない。フロー制御またはフロー状態の変化に迅速かつ正確に応答できないことは、従来技術の弁装置を、たとえば相変化インクイメージ生成機器などのインクイメージ生成機器における液体インクフローの制御に用いることが受け入れられないものとしてしまう。
【０００３】
通常、相変化インクイメージ生成機器またはプリンタで用いる相変化インクは、常温では固体であるが、より高い機器／プリンタ動作温度では、溶融または溶解した液相として存在する（そして、液滴または噴流として吐出できる）。そのような高い動作温度にて、溶融または液体の相変化インクの液滴または噴流は、プリンタのプリントヘッド装置から印刷媒体上に吐出される。その吐出は、最終的なイメージ受容基体に直接に行ってもよいし、あるいは間接的に、イメージング部材上に実施した後、最終イメージ受容媒体へ転写することもできる。いずれの場合も、インク液滴が印刷媒体の表面に接触したとき、それらは迅速に凝固して所定パターンの凝固インク滴の形態でイメージを形成する。かかる溶融インクは、通常、溶融ステーションとプリントヘッド装置との間で、たとえば逆止弁などを含むデバイスを用いて正確に移送および制御される必要がある。
【０００４】
相変化インクイメージ生成機器またはプリンタ、およびそれを用いてイメージ受容シート上にイメージを生成する工程の一例が、１９９２年１２月１３日にティタリントンらに発行された特許文献１に開示されている。その開示によれば、相変化インク印刷工程は、固体状の相変化インクを溶融し溶融液体の相変化インクを得るように固体状の相変化インクの温度を上昇させるステップを含む。さらに、液状の相変化インクの液滴をイメージング表面上に、インクジェットプリントヘッドなどの装置を用いてパターン状に塗布するステップを含む。該工程は続いて、イメージング表面上の相変化インク液滴を凝固させるステップ、イメージ受容基体に転写し、相変化インクをその基体に定着させるステップを含む。
【０００５】
従来、相変化インクの固体形状は、「スティック」、「ブロック」、「バー」、または「ペレット」であり、たとえば、特許文献２（矩形ブロック、円筒ブロック）、特許文献３（円筒ブロック）、特許文献４（六角バー）、および特許文献５（段付き構造を有するテーパブロック）に開示されるとおりである。固体形状のさらなる例は、２００２年２月１９日に発行された非特許文献１などの意匠特許にも開示されている。使用時には、「スティック」、「ブロック」、「バー」、または「ペレット」の各固まり形状物は、加熱された溶融装置に投入される。溶融装置は、「スティック」、「ブロック」、「バー」、または「ペレット」を、溶融または相変化させて、上述の印刷のためのプリントヘッドのリザーバ（貯液部）内に直接供給する。
【０００６】
【特許文献１】米国特許第５，３７２，８５２号明細書
【特許文献２】米国特許第４，６３６，８０３号明細書
【特許文献３】米国特許第４，７３９，３３９号明細書
【特許文献４】米国特許第５，０３８，１５７号明細書
【非特許文献１】米国意匠特許第Ｄ４５３，７８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来、相変化インクイメージ生成機器またはプリンタ（特にカラーイメージを生成するもの）は、スループットが低いと考えられており、典型的には１分当たりプリント３０枚未満のレート（ＰＰＭ；prints per minute）にてイメージを生成する。「スティック」、「ブロック」、「バー」、または「ペレット」形状の固体相変化インクを用いる各相変化インクイメージ生成機器またはプリンタのスループットレート（ＰＰＭ）は、それらの「スティック」、「ブロック」、「バー」、または「ペレット」形状を、どれだけ早く液体に溶融できるかに直接に依存する。生成されるイメージの画質は、その溶融速度と、相変化インク液の制御に使用されるフロー制御逆止弁などのサブシステムおよびデバイスに依存する。
【０００８】
したがって、効率的かつ迅速に応答し、液体インクイメージ生成機器内の液体インクフロー制御に適する逆止弁装置が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、液体インクイメージ生成機器において液体インクのフローを迅速かつ正確に制御するのに適した、高剪断ボール型逆止弁装置を提供する。高剪断ボール型逆止弁装置は、弁室の形状を定める弁ハウジングを含む。弁室は、所望の断面寸法と、入口端と、出口端とを有する。高剪断ボール型逆止弁装置はさらに、弁ハウジングに接続する入口部材と、入口開口部と、入口開口部を囲むボール受けおよびシーリング部とを含む。ボール受けおよびシーリング部は、所望の第１のジュロメータ硬度値を有する。高剪断ボール型逆止弁装置はまた、所望の直径を有し弁室内に可動状態で配置される弁ボールと、弁室の出口端に位置する出口開口部とを含む。出口開口部は、矩形形状を有し、弁ボール上に比較的高い剪断応力を生ぜしめる逆方向のフローパターンを生じさせるため、弁ボールの直径より若干大きい寸法を有している。その比較的高い剪断応力は、弁ボールを迅速に出口開口部から遠ざけてボール受けおよびシーリング部に押しつけ、入口開口部を遮断する。
【００１０】
また、本発明に係る溶融液体インクフロー制御アセンブリは、溶融液体インクのフローを制御する溶融液体インクフロー制御アセンブリであって、（ａ）第１の分量の溶融液体インクを保管する第１の保管リザーバと、（ｂ）前記第１の保管リザーバに接続し、第２の分量の溶融液体インクを保管する第２の保管リザーバと、（ｃ）前記第１の保管リザーバから前記第２の保管リザーバ内へ至りそこを通過する前記溶融液体インクのフローを制御するフロー制御手段であって、前記第２の保管リザーバに加圧する背圧加圧手段と、前記第１の保管リザーバおよび前記第２の保管リザーバの間に設けられる高剪断ボール型逆止弁装置とを含むフロー制御手段とを備える。
【００１１】
また、本発明に係る相変化インクイメージ生成機器は、（ａ）前記イメージ生成機器の全てのサブシステムおよび構成品の動作を制御する制御サブシステムと、（ｂ）イメージング表面を含む可動イメージング部材と、（ｃ）前記制御サブシステムに接続され、溶融液体相変化インクの液滴を前記イメージング表面上へ吐出してイメージを形成するプリントヘッドシステムと、（ｄ）相変化インクの固相片を加熱および溶融して溶融液体インクを生成する溶融器アセンブリと、（ｅ）前記溶融液体インクのフローを制御する溶融液体インクフロー制御アセンブリとを有し、溶融液体インクフロー制御アセンブリは、高剪断ボール型逆止弁装置を含む。
【発明の効果】
【００１２】
上記のように、本発明に係る高剪断ボール型逆止弁装置によれば、弁室の出口開口部は、矩形形状を有し、弁ボール上に比較的高い剪断応力を生ぜしめる逆方向のフローパターンを生じさせるため、弁ボールの直径より若干大きい寸法を有している。その比較的高い剪断応力は、弁ボールを迅速に出口開口部から遠ざけてボール受けおよびシーリング部に押しつけ、弁室の入口開口部を遮断する。かかる逆方向の流体フローパターンにより、前記弁ボールを弁開放位置から弁遮断位置まで迅速に移動させ、迅速かつ正確な溶融液体インクフロー制御を可能にする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下の本発明の詳細な説明において、添付の図を参照する。図１〜図４および図６〜図７に、本発明の高剪断ボール型逆止弁装置５００およびフロー制御アセンブリ４００を詳細に示す。図示のとおり、フロー制御アセンブリ４００は、低圧リザーバ４０４と高圧リザーバ４１４との間に位置する高剪断ボール型逆止弁装置５００と、高圧リザーバ４１４内に逆流圧を生成する背圧加圧手段４６０とを含む。高剪断ボール型逆止弁装置５００は、溶融液体相変化インク（溶融液体インク）を、低圧リザーバ４０４から高圧リザーバ４１４およびそれより後段へ一方向のみに流しつつ、低圧リザーバ４０４への逆流を防止するよう機能する。
【００１４】
概要を説明すると、高剪断ボール型逆止弁装置５００は、弁室５１２の形状を定める弁ハウジング５１０を含む。弁室５１２は、所望の寸法の断面５１２Ａと、入口開口部５３２を含む入口端と、出口開口部５４０を含む出口端とを有する。高剪断ボール型逆止弁装置５００はさらに、弁ハウジング５１０に接続される入口部材５３０を含み、入口開口部５３２と、ボール受けおよびシーリング部５３４と、入口開口部５３２を囲むボール受座兼シール５３６とを有する。ボール受けおよびシーリング部５３４は、所望の第１の低いジュロメータ（ｄｕｒｏｍｅｔｅｒ：一定の圧力で試験片に侵入する針の深さで計る硬度計）硬度値を有する。高剪断ボール型逆止弁装置５００はまた、弁室５１２内に可動状態で配置される弁ボール５２０を含む。出口開口部５４０は、流体が開口部のコーナー部を通って弁ボール５２０の周囲を通過できるような矩形形状、たとえば正方形形状などを有し、それにより弁ボール５２０に比較的高い剪断応力がかかる。逆止弁を遮断するための高圧側または高圧源が作動されるときは、上記と同様だが逆方向の流体フローパターンが生じ、弁ボール５２０に比較的高い剪断応力が印加され、それにより弁ボール５２０は、迅速に出口開口部５４０から遠ざけられてボール受座兼シール５３６に押しつけられ、入口開口部５３２を遮断する。
【００１５】
詳細には、高剪断ボール型逆止弁装置５００は、弁ハウジング５１０と、高ジュロメータ値を有するフルオロカーボンから成る弁ボール５２０と、低ジュロメータ値を有するシリコンから成る供給チューブの入口部材５３０の入口開口部５３２とを含む。供給チューブの入口部材５３０を通じて、溶融液体インクは（低圧リザーバ４０４から）弁ハウジング５１０内へ流れる。
【００１６】
弁ボール５２０は、低圧で作動可能なように比較的軽量であり、弁ハウジング５１０内かつボール受座兼シール５３６の下流において溶融液体インク中で自由に浮遊できる程度に、溶融液体インクより比較的低い密度を有する。弁ボール５２０はたとえば、第２の比較的高いジュロメータ硬度値を有するフルオロエラストマで製作される。弁ボール５２０はまた、入口開口部５３２より若干大きい直径を有する。
【００１７】
入口部材５３０の供給チューブの入口開口部５３２は、高ジュロメータ値を有し研削されたフルオロカーボンの弁ボール５２０のための、ボール受座兼シール５３６として機能する。弁本体または弁ハウジング５１０は、矩形の断面５１２Ａで正方形の流体出口開口部５４０を有し、溶融液体インクの流れに影響を及ぼして、コーナー部のフローパターン５１８によって弁ボール５２０上に高い圧力勾配を生じさせる。弁ボール５２０上の高い圧力勾配は、弁ハウジング内のボール受座兼シール５３６に弁ボール５２０を戻すためのリターンスプリングを設ける必要をなくす。漏れを防止し、低圧下でのシーリング条件を確かなものとするために、ボール受座兼シール５３６は、入口開口部５３２の内径側に、シャープかつ滑らかに切削された縁部を有する。入口部材５３０は、液体による濡れや高い動作温度によって膨張しない材料で製作される。ボール受座兼シール５３６は、約２７，５７８Ｐａ（＝４ｐｓｉ）（背圧加圧手段４６０からの背圧）から約０Ｐａ（低下方向で）の低圧範囲で機能するよう設計される。それにより、高剪断ボール型逆止弁装置５００は順方向のフローにおいて、下流の容器および上流の容器内の液体高さが水平または同じになるように機能し続けることができる。
【００１８】
インクイメージ生成機器１０において、プリントヘッドアセンブリ３２，３４（図４）から特定の色のためのインク補充が要求される際には、ソレノイド弁４６２（図７）および背圧加圧手段４６０のエアポンプ４６４が、導管４６６を通じて約２７，５７８〜３４，４７３Ｐａ（＝４〜５ｐｓｉ）の気圧を供給するよう作動される。この気圧は、当該特定色のインクを収容する高圧リザーバ４１４の個別セグメント４１４Ａ，４１４Ｂ，４１４Ｃ，または４１４Ｄに供給される。その約２７，５７８〜３４，４７３Ｐａ（＝４〜５ｐｓｉ）の気圧は、高剪断ボール型逆止弁装置５００の矩形（正方形）の出口開口部５４０内へ初期の逆方向のフローのために、セグメント内の溶融液体インクを下方に押し進める。同時にそのインクを、当該特定の１つの排出開口部４１９Ａ，４１９Ｂ，４１９Ｃ，４１９Ｄ（それぞれ各ＣＹＭＫのカラーインク用）（図６）の中に押し進め、それを通して、フィルタアセンブリ４２０の当該特定のフィルタセグメント（図示せず）内に押し進める。
【００１９】
そのような初期の逆方向のフローの間、高剪断ボール型逆止弁装置５００の普通の正方形の出口開口部５４０は、矩形のフローパターン５１８を生成し、直ちに、ストップキャップ５２４から後退方向への速度を発生させつつ、４つの全コーナー上で対称的に弁ボール５２０を吸い込む。設計によって、ストップキャップ５２４またはその周辺からボール受座兼シール５３６までの弁ボール５２０の移動距離「ｘ」は比較的短く作られ、２ｍｍまたはそれ以下である。したがって、弁ボール５２０において比較的かつ有意に高い剪断速度（＝速度／距離）が発生し、弁ボール５２０は、シリコンラバーから成るボール受座兼シール５３６に接触する弁遮断位置Ｐ２（図３）まで迅速に押し戻され、その結果、ボールによるシーリングが実現する。弁ボール５２０上に生じた圧力勾配は、ボール質量を克服するのに十分であり、また、ボール受座兼シール５３６に対する遮断力またはシーリング力は、１０９７ｍＮ（＝１１２グラム重）であった。
【００２０】
このようなボールの受けとめおよびシーリングは、低圧リザーバ４０４からの順方向フロー、および高圧リザーバ４１４からの弁ハウジング５１０への逆方向フローの両方を、迅速かつ直ちに遮断する。しかしながら同時に、「ボールシール」によって、この高い圧力の全てが、高圧リザーバ４１４からフィルタアセンブリへの、溶融液体インクの順方向かつ正確なフローにふり向けられる。それによりインクは、フィルタアセンブリ４２０を通過してプリントヘッドシステム３０へ押し進められる。比較的高い剪断速度が生じるため、２７，５７８〜３４，４７３Ｐａ（＝４〜５ｐｓｉ）の供給圧力は、約１０マイクロ秒未満で、１０ｍｇ未満のインク逆流を伴って、弁ボール５２０に遮断をなさしめ、またはボールシールを形成させる。
【００２１】
弁開放位置Ｐ１（図２）において、低圧リザーバ４０４から弁ハウジング５１０を通過する最少インク流量は、約８０ｍｌ／秒である。それは、２４９Ｐａ（＝１インチ水圧）における約２００ロームのオリフィス絞りに相当する。ここでローム（Ｌｏｈｍ）とは流れの抵抗を示す値で、Ｌｏｈｍ＝１００／「流れ」、で表され、１ロームは、２６．７℃（＝８０°Ｆ）、１７２，３６７Ｐａ（＝２５ｐｓｉ）の水を０．３７８５ｍ３（＝１００ガロン）流すときの流れの抵抗である。上記のような流れは、低圧および高圧リザーバの間の液体インクの高さを水平にするためのリフレッシュ時間を５秒とするのに適している。
【００２２】
入口部材５３０はたとえば、ショアＡ値約４０の比較的低いジュロメータ硬度値を有するソフトシリコンラバーチューブを用いることができる。弁室５１２内に位置し入口開口部５３２を有するシリコンラバーチューブである入口部材５３０の排出端が、弁ボール５２０のためのボール受座兼シール５３６を形成する。したがってボール受けおよびシーリング部５３４の端部は、弁ボール５２０が弁遮断位置Ｐ２ある時に弁ボール５２０と接触して良好な低圧シールを形成するために、滑らかに切削されていなければならない。
【００２３】
弁ボール５２０は、ソフトシリコンラバーチューブの入口部材５３０の値より大きいショアＡ値約８５という、望ましい第２のジュロメータ硬度値を有するフルオロエラストマ（ＶＩＴＯＮ；デュポン社の商標）などのフルオロカーボン材料で製作される。弁室５１２の矩形（すなわち正方形）の断面５１２Ａは、溶融液体インクが弁ボール５２０の周囲および正方形の穴または弁室５１２のコーナー部を通して流れるコーナーフローパターンを形成するのに適する。
【００２４】
弁ボール５２０の直径５２２（たとえば５．５４ｍｍ＝０．２１８インチ）は、正方形の弁室５１２の断面５１２Ａ（たとえば５．８４ｍｍ＝０．２３０インチ）より若干小さく作られる。それにより、約０．３ｍｍ（＝０．００６インチ）の極めて狭いフロー経路のみが、弁ボール５２０の両側（たとえば上下）に許される。したがって初期の逆方向フローの間、狭い各フロー経路（たとえばボールの上側）は、弁ボール５２０上に大きな圧力勾配および剪断応力をそれぞれ発生させる。これは、弁ボール５２０をストップキャップ５２４（高圧リザーバの背板に取り付けられている）から弁遮断位置までボール受座兼シール５３６に向かって押しやる。
【００２５】
低圧リザーバ４０４からの入口側において、弁ハウジング５１０の低圧側における入口開口部５３２の直径は、約３ｍｍである。低圧リザーバ４０４内の液体インクの高さは、弁ボール５２０を弁遮断位置Ｐ２（ボール受座兼シール５３６に押しつけられた位置）から移動させるための約３７３Ｐａ（＝１．５インチ水圧）を生じさせるのに十分な高さである。それによりインクは、弁ハウジング５１０の正方形断面５１２Ａのコーナー周辺を流れることができる。弁ボール５２０の直径は約５．５ｍｍであり、弁室５１２の高さＤｃおよび幅Ｄｃはそれぞれ、弁ボール５２０の直径５２２より若干大きいので、２００ローム未満のロームレベルの流れ抵抗に対して有意に大きいコーナー形状となっている。
【００２６】
高圧の出口側において、上述のとおり、背圧加圧手段４６０を作動させることが必要である。その手段が作動され、たとえば２７，５７８（＝４ｐｓｉ）が印加されると、弁ハウジング５１０の矩形コーナー部において弁ボール５２０周囲に高剪断フローが生成される。圧力勾配（正方形の出口開口部５４０からであって矩形の弁ハウジング５１０内において）は、印加される圧力（２７，５７８Ｐａ＝４ｐｓｉ）の約９０％が弁ボール５２０上にかかるような状態である。それにより比較的高い剪断速度が発生し、迅速に弁ボール５２０を、弁開放位置Ｐ１（ストップキャップ５２４に押しつけられる位置）から、ソフトシリコンラバーのボール受座兼シール５３６に押しつけられる弁遮断位置Ｐ２まで押し戻す。
【００２７】
図４に、本発明に係る実施の形態の高速相変化インクイメージ生成機器またはプリンタ１０などのイメージ生成機器を示す。図示のとおりインクイメージ生成機器１０は、以下に説明するところの機器の作動サブシステムや構成品が全て直接的または間接的に搭載されるフレーム１１を含む。まず、高速相変化インクイメージ生成機器またはプリンタ１０は、ドラムの形で示されるイメージング部材１２を含む。支持されたエンドレスベルトの形であっても同等に用いることができる。イメージング部材１２は、方向１６に移動可能なイメージング表面１４を有し、その表面上に相変化インクイメージが形成される。
【００２８】
高速相変化インクイメージ生成機器またはプリンタ１０はさらに、固体状のカラー相変化インクを供給する少なくとも１色の供給源２２を有する相変化インク供給サブシステム２０を含む。相変化インクイメージ生成機器またはプリンタ１０は、多色イメージ生成機器であるので、インク供給サブシステム２０は、相変化インクの４つの異なる色ＣＹＭＫ（シアン、イエロー、マゼンタ、ブラック）に相当する４つの供給源２２，２４，２６，２８を含む。相変化インク供給サブシステム２０はさらに、固体状の相変化インクを液状に溶融または相変化させて、その液状インクを、少なくとも１つのプリントヘッドアセンブリ３２を含むプリントヘッドシステム３０に供給する、溶融および制御装置（図５）を含む。相変化インクイメージ生成機器またはプリンタ１０は、高速、すなわち高スループットの多色イメージ生成機器であるので、プリントヘッドシステム３０は図示のとおり、４つの別個のプリントヘッドアセンブリ３２，３４，３６，３８を含む。
【００２９】
さらに示すとおり、高速相変化インクイメージ生成機器またはプリンタ１０は、基体供給および取扱システム４０を含む。基体供給および取扱システム４０はたとえば、基体供給源４２，４４，４６，４８を含む。たとえば、供給源４８は裁断済みシートの形態などのイメージ受容基体を保管および供給する、大容量の用紙供給器またはフィーダである。いずれの場合も、基体供給および取扱システム４０は、基体プレヒータ５２と、基体とイメージ用ヒータ５４と、溶着デバイス６０とを有する基体取扱および処理システム５０を含む。図示されるように、高速相変化インクイメージ生成機器またはプリンタ１０はさらに、原稿保持トレイ７２を含む原稿フィーダ７０、原稿シートフィードおよび回収デバイス７４、原稿露光および走査システム７６を備えることもできる。
【００３０】
機器またはプリンタ１０の様々なサブシステム、構成品、および機能の動作ならびに制御は、コントローラまたは電子サブシステム（ＥＳＳ）８０を用いて行われる。ＥＳＳまたはコントローラ８０はたとえば、中央処理装置（ＣＰＵ）８２、電子記憶部８４、および表示器またはユーザインタフェース（ＵＩ）８６を含む自己完結型の専用ミニコンピュータである。ＥＳＳまたはコントローラ８０はたとえば、センサ入力および制御手段８８や、画素配置および制御手段８９を含む。さらにＣＰＵ８２は、走査システム７６か、あるいはオンラインまたはワークステーション接続部９０などのイメージ入力源と、プリントヘッドアセンブリ３２，３４，３６，３８との間のイメージデータフローを読取り、読込み、処理し、管理する。このように、ＥＳＳまたはコントローラ８０は、機器の印刷動作を含む他の全ての機器サブシステムおよび機能の動作および制御のためのマルチタスクメインプロセッサである。
【００３１】
動作時には、生成すべきイメージに関するイメージデータが、走査システム７６から、あるいはオンラインまたはワークステーション接続部９０を通じて、コントローラ８０に送られ、プリントヘッドアセンブリ３２，３４，３６，３８に出力される。さらに、コントローラ８０は、たとえばユーザインタフェース８６からの操作者による入力からの、関連するサブシステムおよび構成品の制御を決定あるいは受信の少なくとも１つを行い、それらの制御を実行する。その結果、適切な色の固体相変化インクが溶融され、プリントヘッドアセンブリ３２，３４，３６，３８に供給される。また、イメージング表面１４に関する画素配置制御が実行され、各イメージデータに対応した所望のイメージが形成される。さらに受容基体が、供給源４２，４４，４６，４８のいずれかから供給され、基体取扱および処理システム５０の手段によって、イメージング表面１４上でのイメージ形成とタイミングおよび位置を合わせて処理される。最終的にイメージは、転写ニップ９２においてイメージング表面１４上から受容基体上へ転写された後、溶着デバイス６０で溶着される。
【００３２】
上述のとおり、高剪断ボール型逆止弁装置が提供され、これは液体インクイメージ生成機器において液体インクのフローを迅速かつ正確に制御するのに適している。高剪断ボール型逆止弁装置は、弁室の形状を定める弁ハウジングを含む。弁室は、所望の断面と、入口端と、出口端とを有する。高剪断ボール型逆止弁装置はさらに、弁ハウジングに接続される入口部材を含み、これは入口開口部と、入口開口部を囲むボール受けおよびシーリング部とを有する。ボール受けおよびシーリング部は、所望の第１のジュロメータ硬度値を有する。高剪断ボール型逆止弁装置はまた、所望の直径を有し弁室内に可動状態で配置される弁ボールと、弁室の出口端に位置する出口開口部とを含む。出口開口部は、矩形形状であり、弁ボールに比較的高い剪断応力を生ぜしめる逆方向の流体フローパターンを生じさせるために、弁ボールの直径より若干大きい寸法を有している。その比較的高い剪断応力は、それにより弁ボールを迅速に出口開口部から遠ざけてボール受けおよびシーリング部に押しつけ、入口開口部を遮断する。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明に係る実施の形態において、フロー制御アセンブリの高剪断ボール型逆止弁装置を示す斜視略図であって、弁装置の正方形の出口開口部を表す。
【図２】本発明に係る実施の形態において、高剪断ボール型逆止弁装置の開放位置を示す図である。
【図３】本発明に係る実施の形態において、高剪断ボール型逆止弁装置の遮断位置を示す図である。
【図４】本発明に係る実施の形態において、フロー制御アセンブリを含む、高速相変化インクイメージ生成機器またはプリンタを示す立面略図である。
【図５】本発明に係る実施の形態において、溶融液体インク保管および供給アセンブリと、本発明によるフロー制御アセンブリの高剪断ボール型逆止弁とを含む、固体相変化インク溶融および供給システムを示す斜視図である。
【図６】本発明に係る実施の形態において、フロー制御アセンブリの高剪断ボール型逆止弁を含む、溶融液体インク保管および供給アセンブリの下部を示す分解図である。
【図７】本発明に係る実施の形態において、高圧リザーバの内部を示す略図である。
【符号の説明】
【００３４】
１０  インクイメージ生成機器またはプリンタ、１２  イメージング部材、２０  インク供給サブシステム、３０  プリントヘッドシステム、４０  基体供給および取扱システム、５０  基体取扱および処理システム、８０  コントローラ、４００  フロー制御アセンブリ、４０４  低圧リザーバ、４１４  高圧リザーバ、４６０  背圧加圧手段、５００  高剪断ボール型逆止弁装置、５１０  弁ハウジング、５１２  弁室、５１２Ａ  断面寸法、５１８  コーナー部のフローパターン、５２０  弁ボール、５３０  入口部材、５３２  入口開口部、５３４  ボール受けおよびシーリング部、５３６  ボール受座兼シール、５４０  出口開口部。
【図１】
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【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】
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【図７】
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【外国語明細書】
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