(57)【要約】【課題】組立容易で構造が簡単な袋体を用いたインクカートリッジ。【解決手段】インクカートリッジ（１００）は、第１の流体槽（１０８）を画定する筐体（１０２）と、第２の流体槽（１０６Ａ、１０６Ｂ）を画定し、前記第１の流体槽内に配置され、互いに対向する第１の壁部材（１２６Ａ、１２６Ｂ）と第２の壁部材（１３２Ａ、１３２Ｂ）とを含む膨縮性袋体（１２８Ａ、１２８Ｂ）を備える。前記第１の壁部材は、形状記憶を有する材料から組立てられ、それによって、前記第１の壁部材を前記第２の壁部材に関して第１の位置に偏倚する。【選択図】　図３
2004142457.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
　インクカートリッジであって、
　第１の流体槽を画定する筐体と、
　第２の流体槽を画定し、前記第１の流体槽内に配置され、互いに対向する第１の壁部材と第２の壁部材とを含む、膨縮性袋体であって、前記第１の壁部材は、形状記憶を有する材料から組立てられ、それによって、前記第１の壁部材を前記第２の壁部材に関して第１の位置に偏倚する、膨縮性袋体とを備えることを特徴とするインクカートリッジ。
【請求項２】
　前記膨縮性袋体によって画定される前記第２の槽は大気に晒されていることを特徴とする、請求項１に記載のインクカートリッジ。
【請求項３】
　前記第１の壁部材は押出し成形ポリエチレン部材を含むことを特徴とする、請求項１に記載のインクカートリッジ。
【請求項４】
　前記第１の壁部材は、前記第２の壁部材に面する内面を画定し、さらに、前記押出し成形ポリエチレン部材は、前記内面上に形成した空気チャネルを画定することを特徴とする、請求項３に記載のインクカートリッジ。
【請求項５】
　液体インクカートリッジにおいて用いる膨縮性袋体であって、
　互いに対向する第１の壁部材と第２の壁部材とを画定する形状になった合成シートであって、形状記憶を有する材料から製造され、それによって、前記第１および第２の壁部材を互いに関して第１の位置に偏倚する、合成シートを含むことを特徴とする、膨縮性袋体。
【請求項６】
　前記合成シートはポリエチレンの押出し成形品であることを特徴とする、請求項５に記載の膨縮性袋体。
【請求項７】
　前記第１の壁部材および前記第２の壁部材は、それぞれ前記第１の位置にあり、前記壁部材は互いに関して凹形の形状であることを特徴とする、請求項５に記載の膨縮性袋体。
【請求項８】
　前記合成シートは主要面によって画定され、前記合成シートはさらに、前記主要面の上方に突出する空気チャネルセグメントを含むことを特徴とする、請求項５に記載の膨縮性袋体。
【請求項９】
　前記空気チャネルセグメントは、前記主要面に関して凸凹で外に面した表面を特徴とする、請求項８に記載の膨縮性袋体。
【請求項１０】
　前記合成シートは、第１の周辺によって画定される第１の合成シートであり、前記膨縮性袋体はさらに、第２の周辺によって画定される第２の合成シートを含み、さらに、
　前記第１の合成シートおよび前記第２の合成シートは、前記第１および第２の周辺に沿って取り付けられ、
　前記第１の合成シートは第１の厚さによって画定され、該第１の厚さは約５ミル〜約１５ミルの間であり、
　前記第２の合成シートは第２の厚さによって画定され、該第２の厚さは約１ミル〜約３ミルの間であることを特徴とする、請求項５に記載の膨縮性袋体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　本発明は、液体インク画像形成装置において用いる液体インクカートリッジに関し、より詳細には、膨縮性袋体を有するインクカートリッジに関する。
【背景技術】
【０００２】
　画像形成装置は、主に、液体インク画像形成装置とドライトナー画像形成装置という、２つの異なる構成で提供される。本明細書において用いる場合の「画像形成装置」は、画像形成媒体（紙等）のシート上に画像を形成するよう構成された任意のタイプの装置を含み、プリンタ、写真複写機、ファクシミリ、およびそれらの組合せ（すなわち、いわゆる「多機能プリンタ」）を含む。液体インク画像形成装置は、通常「インクジェット画像形成装置」として知られている。プリントヘッドから画像形成媒体のシート上に液体インクの小滴が発射されて画像を形成するからである。インクジェット画像形成装置には、インク供給システムによって液体インクが供給される。インク供給システムは、通常、使い捨ての交換可能なカートリッジか、または画像形成装置内にあり、より大きな槽から定期的に補充されるタンクのどちらかである。
【０００３】
　どちらのタイプのインク供給システムを用いるかに関係なく、主要な目的のひとつは、無関係のインクがプリントヘッドから滴るすなわち「垂れる」のを低減する（そして好ましくはなくす）ことである。この目的を達成するのに、２つの主なデザインが用いられている。第１のデザインは、毛管フォームを用いて液体インクを閉じ込めるというものであり、該フォームの毛細管作用は、プリントヘッドからインクを滴らせてしまうまたは垂らしてしまう重力に打ち勝つのに十分であるようにされる。第２のデザインは、負圧システムを用いてわずかな負圧（すなわち、周囲の大気圧よりもわずかに低い圧力）を液体インクに与え、それによって、プリントヘッドが動作するまでインク流を槽内へと偏倚し、その後インクを槽から押し出すというものである。インク供給システムにおける別の主な目的は、いかなる伴出空気も液体インクに入らないようにする（好ましくはなくす）、ということである。伴出空気が液体インクに入ってしまうと、画像形成装置の性能および結果として生じる画像の品質に悪影響を及ぼす可能性がある。より一般的なタイプの負圧システムのひとつは、インク槽内に配置された膨縮性バッグすなわち袋体を利用する。そのようなシステムを図１に示す（後述）。このような従来技術の袋体は通常、一般に成形板の形状になっている別個の金属ばねを含み、この金属ばねは、袋体の壁部材同士を、互いに近づく向きまたは互いから遠ざかる向きに偏倚させようとする。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
　上記したような従来技術のデザインは、一般的に、インクカートリッジのプリントヘッドからのインク垂れを低減するまたはなくすのに効果的である。しかし、袋体の壁同士を互いに関して所定位置に偏倚するのに用いる金属ばね部材は、時には組立中に袋体をパンクさせてカートリッジを役に立たなくしてしまう可能性がある。さらに、ばね部材が別個であると、袋体システムのデザインおよび構造がさらに複雑になってしまう。
【０００５】
　したがって、同様の従来技術の装置から得られる利点を実現するが、個々に関連する欠点および不利益は回避する、液体インク画像形成装置において用いる液体インク封入システムおよび供給システムが必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
　一実施形態において、インクカートリッジは、第１の流体槽を画定する筐体と、第２の流体槽を画定する膨縮性袋体とを備える。膨縮性袋体は、第１の流体槽内に配置され、互いに対向する第１、第２の壁部材とを含む。第１の壁部材は、形状記憶を有する材料から組立てられ、それによって、第１の壁部材を第２の壁部材に関して第１の位置に偏倚させる。
【０００７】
　別の実施形態における、液体インクカートリッジで用いる膨縮性袋体の形成方法では、形状記憶を有する材料から組立てられる合成シートを用意し、略「Ｕ」字形に該シートを曲げて、互いに対向する第１の壁部材と第２の壁部材とを形成する。それぞれの壁部材は、２つの側縁と１つの上縁とを有する。第１の壁部材は、側縁および上縁に沿って第２の壁部材に封止されており、それによって、膨縮性袋体を形成する。
【発明の効果】
【０００８】
　本発明により、別個の金属ばね部材等の組立が不要で、組立容易で構造が簡単な袋体システムおよびそれを用いたインクカートリッジが得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
　次に、これらおよび他の態様および実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。まず、上述のように、画像形成装置において用いる所定の従来技術のインクカートリッジは、液体インクを画像形成媒体のシートに施すのに用いるプリントヘッドへのインク流の管理を容易にする、袋体（膨縮性袋体か、または縮むことのできる袋体のどちらか）を含む。従来技術の袋体は、液体インク自体を収容するか、カートリッジからインクが消費されるにつれて液体インクに取って代わる空気を収容するかのどちらかに用いることができる。さらに、このような従来技術の袋体は通常、概して成形板の形状になっている別個の金属ばねを含む。この金属ばねは、袋体の壁部材同士を、互いに近づく向きまたは互いから遠ざかる向きに偏倚しようとする。また上述のように、このような金属ばねの使用にはいくつか短所がある。本発明は、液体インクカートリッジにおいて用いる袋体を提供する。該袋体は、形状記憶特性を有する壁部材を含み、それによって、従来技術の金属ばねをなくすことができる。本明細書において、「膨縮性袋体」とは、意図される使用中に膨張するよう意図された袋体と、ならびに意図される使用中に縮むよう意図された袋体とを含むものとする。すなわち、「膨縮性袋体」とは、第２の壁部材と柔軟性を有する第１の壁部材とを有する、流体（液体インクや空気等）を収容する可変容積容器を意味する。第１および第２の壁部材を互いに対して動かし、それによって容器の容積を変えることができる。
【００１０】
　図１は、上部１３と下部１２とを有する筐体１１を含む従来技術のインクカートリッジ１０の側断面図である。上部１３と下部１２とは通常、接着または溶融することによって組立中に接合される。筐体下部１２は、インク槽１４を画定しプリントヘッド１５を支持する。直立管１６によって、インクがインク槽１４からプリントヘッド１５に入ることができる。直立管１６は、部分的に、プリントヘッド１５からインク槽１４に流入する空気に抵抗するファインメッシュから組立てられてもよい。インクカートリッジ１０はさらに、膨縮性袋体型の負圧システム２０を含む。負圧システム２０は取付具２２によって支持され、取付具２２は、筐体上部１３によって支持されている。したがって、インクカートリッジ１０の組立中、筐体上部１３と筐体下部１２とを一緒に接合するときに、筐体下部１２のインク槽１４内に負圧システム２０が配置される。
【００１１】
　図１に示す負圧システム２０は、２つの膨縮性袋体２８Ａ、２８Ｂを含む。膨縮性袋体２８Ａ、２８Ｂはそれぞれ、ポリエチレンフィルム等の、柔軟性を有し不浸透性であるフィルムからできており、袋体が空気を収容することができるようになっている。より具体的には、袋体２８Ａ、２８Ｂの組立において、第１のポリエチレンフィルム３０を第２のポリエチレンフィルム３２の上に置き、次にフィルム同士を、その開放周縁に沿って互いに封止する。次に、接着したフィルム３０、３２を略半分に曲げ、側壁３０Ａ、３２Ａを有する第１の膨縮性袋体２８Ａと、側壁３０Ｂ、３２Ｂを有する第２の膨縮性袋体２８Ｂとを形成する。曲げた袋体センブリ２０を、取付具２２に固定する。取付具２２の通気路開口部２４によって、周囲空気が膨縮性袋体２８Ａ、２８Ｂ内へと動くことができる。袋体２８Ａ、２８Ｂの組立中、金属ばね２６もまた、外側フィルム層３０に固定される。これは、熱および／または接着剤を用いることによって行うことができる。したがって、フィルム／ばねアセンブリが図１に示す形状に「曲げ」られると、ばね２６によって、袋体２８Ａに関連する第１のばね部材２６Ａと、袋体２８Ｂに関連する第２のばね部材２６Ｂとが形成される。ばね２６は、外側フィルム層３０を「Ａ」および「Ｂ」方向で偏倚し、それにより袋体２８Ａ、２８Ｂそれぞれの端３４Ａ、３４Ｂが、筐体下部１２の内壁に押しつけられるようになっている。しかし内側フィルム層３２は、「Ｃ」および「Ｄ」方向で内側に自由に動くことができる。最初に袋体２８Ａ、２８Ｂを筐体１１内に取り付けるとき、内側フィルム層３２は外側フィルム層３０に接触している。インク槽１４からインクが消費されるにつれて、インク槽内の圧力は低下し、内側フィルム層３２Ａ、３２Ｂはそれぞれ「Ｃ」および「Ｄ」方向で動く。インク槽１４内の圧力が低下するにつれてこの２つのフィルム層３０、３２が分離するのを容易にするために、それぞれの袋体に通気路を挿入してもよい（袋体２８Ａに通気路３６Ａ、および袋体２８Ｂに通気路３６Ｂ）。通気路３６Ａ、３６Ｂは、通気路開口部２４と液通しており、それによって、周囲空気が袋体２８Ａ、２８Ｂに流入することができる。より具体的には、通気路３６Ａ、３６Ｂ内にはそれぞれ、縦方向チャネル２５Ａ、２５Ｂ（隠れ線で示す）が形成されている。袋体２８Ａ、２８Ｂが初期の収縮した位置にあり、内側フィルム層３２の上部３２Ｕが通気路３６Ａ、３６Ｂに接触している場合には、チャネル２５Ａ、２５Ｂによって、空気が「Ｐ」方向で、袋体２８Ａ、２８Ｂの下部２８Ｌ内へと動くことができる。通気路３６Ａ、３６Ｂが設けられていない場合には、袋体２８Ａ、２８Ｂの下部２８Ｌが袋体の上部２８Ｕから遮断されてしまう可能性がある。通気路３６Ａ、３６Ｂは、空気が袋体２８Ａ、２８Ｂの上部２８Ｕから袋体の下部２８Ｌ内へと動くチャネル２５Ａ、２５Ｂを設けることによって、袋体の下部２８Ｌの遮断を防止する。
【００１２】
　動作中において、液体インクカートリッジ１０のインク槽１４からインクがなくなるにつれて、膨縮性袋体２８Ａ、２８Ｂが膨張して、なくなったインクが作り出す空隙を満たし、槽１４内に残っているインクの圧力が低くなり過ぎてプリントヘッド１５からインクが流出しない、ということが起こらないようにしている。より具体的には、袋体外壁３０Ａ、３０Ｂはそれぞれ、「Ａ」および「Ｂ」方向で偏倚されるが、袋体内壁３２Ａ、３２Ｂはそれぞれ、「Ｃ」および「Ｄ」方向で自由に動くことができ、したがって、袋体２８Ａ、２８Ｂが膨張する、すなわち膨らむことができる。
【００１３】
　図２に移って、図１の膨縮性袋体２８Ａ、２８Ｂを構成する特定の構成要素の側断面図を示す。内側フィルム層３２、空気通路３６Ａ、３６Ｂ、リリース膜４２、外側フィルム層３０、およびアーム２６Ａ、２６Ｂを有するばね部材２６が含まれている。これらの構成要素は、積み重ねて組み立てられ、袋体構成要素の端３４Ａ、３４Ｂにおいて、およびフィルム層３０、３２の縁に沿って固定される（熱または接着剤によって等）。組み立てた各構成要素のスタックを、次に「Ｆ」方向で「曲げ」て、図１に示すインク圧力制御システム２０を形成するが、図１においては、ばね２６のアーム２６Ａ、２６Ｂがその「休止」位置から押し縮められている（すなわち、アーム２６Ａ、２６Ｂが、互いに近づくよう図１の「Ｃ」および「Ｄ」方向で押されている）、ということが異なる。ばね２６には空気穴３８が形成され、外側フィルム層３０には別の空気穴４０が形成されている。組み立てた袋体構成要素を取付具２２（図１）内に固定すると、空気穴３８、４０（図２）が通気路開口部２４（図１）と整列して、フィルム層３０と３２との間の領域に空気が流入できるようにする。外側フィルム層３０と内側フィルム層３２との間の、後に外層３０が取付具（２２、図１）に熱によって取り付けられる領域内に、シリコンをコーティングした、または含浸した小片であるリリース小片４２が配置され、熱による取付工程中に２つのフィルム層３０、３２が互いにくっついてしまわないようにしている。
【００１４】
　図１および図２に示す袋体構成要素（例えば、外側フィルム層３０、内側フィルム層３２、ばね２６、および通気路３６Ａ、３６Ｂ）の厚さは、図では誇張されて、構成要素の視覚化を容易にしている、ということが理解されよう。実際には、このような構成要素は通常非常に薄い。例えば、フィルム層３０、３２は通常、厚さが１．２ミル（３０μｍ）のポリエチレンフィルムであり、金属ばね部材２６は厚さがわずか５〜１０ミル（１２７−２５４μｍ）に過ぎなくてもよい。
【００１５】
　別の配置において、インクカートリッジの筐体によって画定される槽（図１の槽１４等）内に直接インクを配置して膨縮性袋体を大気圧の空気に晒すのではなく、この２つの構成要素の機能を逆にして、膨縮性袋体内にインクを配置し、インクカートリッジ内部を大気圧に晒すようにしてもよい。この場合、凸状の金属ばねシステムを膨縮性袋体内に配置して、それによりばねが袋体にわずかに外向きの力を加え、したがって、インクがなくなるときに、袋体内のインクにわずかな負圧がかかり続けるようになっている。（例えば、米国特許番号第６，２０６，５１５号を参照されたい。）この場合、袋体は使用中縮みやすいために、より適切には「収縮性袋体」として規定され得る。しかし、図１の膨張性エアバッグ袋体２８Ａ、２８Ｂと、直前で説明したシステムの収縮性インク袋体とは、すべて「袋体」であり、「膨張性」という用語および「収縮性」という用語は、袋体の意図される使用中の動きを単に表現しているに過ぎない。実際には、「膨縮性袋体」という用語が両方のシステムに適切である。図１の空気袋体２８Ａ、２８Ｂは、その意図される使用中に膨張し、インク袋体は、インクカートリッジ内に配置して使い始める前に、空の位置から充填位置へと膨張するからである。
【００１６】
　次に、インクカートリッジ１００の第１の実施形態を示す側断面図である図３に移る。インクカートリッジ１００は、下部１０１に取り付けた上部１０３を有する筐体１０２を含む。筐体１０２は、第１の流体槽１０８を画定しており、第１の流体槽１０８は、この場合液体インクを収容するよう意図されている。インクカートリッジ１００はさらに、プリントヘッド１０５と直立管１０７とを含む。直立管１０７によって、液体インクがインク槽１０８からプリントヘッド１０５に入ることができる。インクカートリッジ１００には、空気／圧力制御システム１２０が設けられており、空気／圧力制御システム１２０は、第１の膨縮性袋体１２８Ａと第２の膨縮性袋体１２８Ｂとを含む。図６に関して以下により十分に説明するように、インクカートリッジ１００の動作には、膨縮性袋体が２つ必要なわけではなく、単一の膨縮性袋体のみを用いてもよい、ということが理解されよう。図３の空気／圧力制御システム１２０は、取付具１２２によって第１の流体槽１０８内に支持され、取付具１２２は、筐体１０２の上部１０３によって支持されている。膨縮性袋体１２８Ａ、１２８Ｂはそれぞれ、第２の流体槽１０６Ａ、１０６Ｂを画定しており、流体槽１０６Ａ、１０６Ｂは、この場合、周囲空気を収容するよう意図されている。取付具１２２の空気入口開口部１２４によって、周囲空気が袋体１２８Ａ、１２８Ｂに入ることができ、それによって、第２の流体槽１０６Ａ、１０６Ｂを大気に晒している。
【００１７】
　膨縮袋体１２８Ａは、外壁部材１２６Ａと内壁部材１３２Ａである、互いに対向する第１の壁部材と第２の壁部材とから形成されている。壁部材１２６Ａと１３２Ａは、端１３４Ａにおいて、ならびに壁部材１２６Ａ、１３２Ａの側面に沿って一緒に接合される（熱および／または接着剤によって等）。図３においては、壁部材１２６Ａの側面と１３２Ａの側面とを間隔を置いて配置して示しているが、これは、図３の断面図が袋体１２８Ａ、１２８Ｂの中央を通るものであり、壁部材１２６Ａ、１３２Ａがその縁のところで接合される、という事実のためである。第１の壁部材１２６Ａは、第１の形状記憶を有する材料から組立てられ、それによって、第１の壁部材１２６Ａを第２の壁部材１３２Ａに関して第１の位置に（図３において、「Ａ」方向の位置に）偏倚する。同様に、袋体１２８Ｂは、外壁部材１２６Ｂと内壁部材１３２Ｂである、互いに対向する第３の壁部材と第４の壁部材とから形成されている。壁部材１２６Ｂ、１３２Ｂは、袋体１２８Ａの壁部材１２６Ａ、１３２Ａに関して上述した方法で、端１３４Ｂにおいて、ならびにその側面に沿って接合される。袋体１２８Ｂの第３の壁部材１２６Ｂは、第１の形状記憶を有する材料から組立てられ、それによって、第１の壁部材１２６Ｂを第４の壁部材１３２Ｂに関して第１の位置に（図３において、「Ｂ」方向の位置に）偏倚する。「形状記憶」という用語は、第１の係止位置から第２の応力をかけた位置へと弾性的に変形可能で、第２の位置にある場合には第１の位置に戻るよう偏倚される部材を意味する。このようにして、形状記憶を有する材料から組立てられる膨縮性袋体壁部材は、従来技術の袋体において用いる従来技術の金属ばね部材の意図される機能を果たすことができる。図３に示す例において、第２および第４の壁部材１３２Ａ、１３２Ｂは、好ましくは、第１および第３の壁部材１３６Ａ、１３６Ｂの第１の形状記憶よりも小さい第２の形状記憶を有する材料から組立てられる。より好ましくは、第２および第４の壁部材１３２Ａ、１３２Ｂは、実質的に形状記憶を有さず、比較的薄い材料（第１および第３の壁部材１２６Ａ、１２６Ｂを組立てる材料の厚さと比較して）から組立てられる。例えば、第１および第３の壁部材１２６Ａ、１２６Ｂは、厚さが約５〜１５ミル（１２７−３８１μｍ）の間のポリエチレンの押出し成形品から組立てられてもよく、第２および第４の壁部材１３２Ａ、１３２Ｂは、厚さが約１〜２ミル（２５−５０μｍ）の間のポリエチレンシートから組立てられてもよい。
【００１８】
　図３においてわかるように、第１および第３の壁部材１２６Ａ、１２６Ｂは、第１の壁部材要素１２６等の一体成形品から組立てられてもよい。例えば、第１の壁部材要素１２６は、押出し成形ポリエチレン部材であってもよい。第１の壁部材要素１２６を組立てるのに用いる、選択された材料の特性、要素１２６を製造するのに用いる押出し成形工程、および、任意の押出し成形後の仕上げを利用して、第１の壁部材１２６Ａ、１２６Ｂに所望の形状記憶特性を与えてもよい。例えば、直立管の特性に基づいて、インクがプリントヘッド１０５から垂れないようにするために、第１の槽１０８内のインクをどのような圧力範囲に維持するべきかがわかる。その場合には、インクカートリッジ１００の動作中に第１および第３の壁部材１２６Ａ、１２６Ｂを好ましい位置に維持するために、第１の壁部材要素１２６について、形状記憶特性（例えば、ばね定数として）を選択することができる。また、図３においてわかるように、第２および第４の壁部材１３２Ａ、１３２Ｂは、単一の第２の壁部材要素１３２から製造されてもよい。図３に示す実施形態において、第１および第３の壁部材１２６Ａ、１２６Ｂは、比較的剛性の材料（すなわち、第２の壁部材１３２Ａ、１３２Ｂの剛性に関して）から製造されてもよい。例えば、第１の壁部材要素１２６は、押出し成形ポリエチレン部材であってもよく、第２の壁部材要素１３２は、ポリエチレンフィルムのシートであってもよい。図３に示す袋体構成要素（例えば、第１の壁部材要素１２６および第２の壁部材要素１３２）の厚さは、図では誇張して、構成要素の視覚化を容易にしている、ということが理解されよう。実際には、このような構成要素は通常、構成要素１２６、１３２の高さおよび幅と比較して薄い。
【００１９】
　動作中において、インク槽１０８からインクが消費されるにつれて、流体槽１０６Ａ、１０６Ｂが空気で満ち始め、第２および第４の壁部材１３２Ａ、１３２Ｂがそれぞれ「Ｃ」および「Ｄ」方向で膨張するが、第１および第３の壁部材１２６Ａ、１２６Ｂは実質的に固定されたままである。ある時点で、インク槽１０８におけるインクレベルが、破線１２６Ｂ’で示すように、第１および第３の壁部材１２６Ａ、１２６Ｂがそれぞれ「Ａ」および「Ｂ」方向で曲がり始めるほど低くなる。しかし、壁部材１２６Ｂは形状記憶を有する材料から製造されるので、壁部材１２６Ｂには「Ｄ」方向に偏倚がかかり、したがって、空気槽１０６Ｂよりもインク槽１０８における圧力のほうが低くなる。
【００２０】
　図４は、図３のインクカートリッジ１００において空気／圧力制御システム１２０を組み立てるのに用いることができる特定の構成要素を示す、分解側断面図である。具体的には、形状記憶を有する合成シート１２６が設けられて、合成シート１２６を「Ｆ」方向に曲げることによって、袋体（複数可）１２８Ａ／１２８Ｂを形成する。この合成シート１２６は、単独で用いてもよく、別のシートとともに用いてもよい。図４において、合成シート１２６を、中央部分によって分けられた２つの弓形部分を有するものとして示す。それぞれの弓形部分は、図３の第１および第３の壁部材１２６Ａ、１２６Ｂに対応している。これらの弓形部分によって、袋体１２８Ｂが二次的な偏倚力（図３の変形した第１の壁部材１２６Ｂ’に関して上述）をかけ、それによって、インク槽１０８内の圧力を下げることができる。しかし、第１の壁部材要素１２６（図４）はまた、平らであっても他の形状を有してもよい、ということもまた理解されよう。図４に示す例において、第２の合成シート１３２もまた設けられる。第１の合成シート１２６は、例えば、第１の周辺によって画定され、厚さが約５〜１５ミルの間である、ポリエチレンの押出し成形品であってもよい。第２の合成シート１３２は、例えば、第２の周辺によって画定され、厚さが約１〜３ミル（２５〜７６μｍ）の間である、ポリエチレンフィルムのシートであってもよい。シート１２６、１３２は、互いの上に置き、次に、熱または接着剤等によって、その周辺（端１３４Ａ、１３４Ｂ、および端と端との間に配置された側面）に沿って概ね接合してもよい。接着したシート１２６、１３２を次に、「Ｆ」方向に曲げて、第１および第３の壁部材（例えば、図３の壁部材１２６Ａ、１２６Ｂ）ならびに第２および第４の壁部材（例えば、図３の壁部材１３２Ａ、１３２Ｂ）を製造してもよい。第１の合成シート１２６に空気入口穴である空気穴１３８を設けて、袋体１２８Ａ、１２８Ｂ（図３）をシート１２６、１３２から形成するときに、空気穴１３８を取付具１２２（図３）の空気開口部１２４に液通するよう配置し、したがって空気が第２の槽１０６Ａ、１０６Ｂに入ることができるようにしてもよい。流体（例えば、空気）が図３の袋体１２８Ａ、１２８Ｂ内へと動くのを容易にするために、空気通路の機能を果たす空気チャネルセグメントを設けてもよい。そのような例のひとつを図５に示す。図５は、図４の構成要素のアセンブリの５−５断面図である。図５においてわかるように、第１の合成シート１２６（図３の第１および第３の壁部材１２６Ａ、１２６Ｂを画定している）は、合成シート１３２（図３の第２の壁部材１３２Ａ、１３２Ｂを画定している合成シート１３２）に面する内面すなわち主要面１２５を画定している。押出し成形ポリエチレン部材であり得る第１の合成シート１２６は、その上に形成され内面１２５の上方に突出する空気チャネルセグメント１３６を含む。空気チャネルセグメント１３６は、凸凹で外に面した表面１２７を特徴とし、それにより第２の合成シート１３２が空気チャネルセグメント１３６に接触すると、この凸凹で外に面した表面１２７によって画定されるチャネルによって、シート１２６と１３２との間に通気���が設けられるようになっている。袋体を形成するのに第２の合成シート１３２を用いない場合であっても、同様の通気路の配置を設けてもよい、ということが理解されよう。
【００２１】
　図６は、第２の実施形態による液体インクカートリッジ２００を示す側断面図である。インクカートリッジ２００は、筐体下部２０１に取り付けた筐体上部２０３を有する筐体２０２を含む。筐体２０２は、第１の流体槽２０８を画定しており、第１の流体槽２０８は、この場合液体インクを収容するよう意図されている。インクカートリッジ２００はさらに、プリントヘッド２０５と直立管２０７とを含み、直立管２０７によって、液体インクがプリントヘッド２０５に入ることができる。インクカートリッジ２００には、空気／インク制御を行う膨縮性袋体２２０が設けられている。図３の空気／インク制御システム１２０とは異なり、図６の空気／インク制御システム２２０は、第１の壁部材２２２Ａおよび第２の壁部材２２２Ｂを有する単一の袋体２２０のみを含む。第１および第２の壁部材２２２Ａ、２２２Ｂはともに、好ましくは、形状記憶を有する材料から製造される。このようにして、第１の壁部材２２２Ａは、第２の壁部材２２２Ｂに関して「Ａ」方向に偏倚され、第２の壁部材２２２Ｂは、第１の壁部材２２２Ａに関して「Ｂ」方向に偏倚される。袋体２２０は、取付具２３０によって筐体２０２内に支持される。取付具２３０は、空気入口開口部２２４を画定し、袋体２２０によって画定される槽３０６に周囲空気が流入できるようにする。したがって、インク槽２０８からインクがなくなるにつれて、壁部材２２２Ａ、２２２Ｂはそれぞれ、「Ｃ」および「Ｄ」方向に動き（動いた壁部材２２２Ａ’（破線で示す）で示す）、槽２０６内に空気が入る。しかし、壁部材２２２Ａ、２２２Ｂを製造する材料が形状記憶性なので、壁部材２２２Ａ、２２２Ｂは、それぞれ「Ａ」および「Ｂ」方向に偏倚され、したがって、槽２０８内に残っているインクにわずかな負圧（すなわち、カートリッジの筐体１０２の外の周囲圧力に関してわずかな負圧）がかかる。図６に示す各袋体構成要素（例えば、壁部材２２２Ａ、２２２Ｂ）の厚さは、図では誇張して、各構成要素の視覚化を容易にしている、ということが理解されよう。実際には、このような構成要素は通常、構成要素の高さおよび幅と比較してかなり薄い。
【００２２】
　また、図６においては袋体２２０を断面図で示し、したがって、壁部材２２２Ａ、２２２Ｂは互いに間隔を置いて配置した関係で示されている、ということも理解されよう。しかし、壁部材２２２Ａ、２２２Ｂは、好ましくはその縁のところで接合され、そこに沿って一緒に封止されて、第２の流体槽（空気チャンバ）２０６を画定する袋すなわち袋体を形成する。壁部材２２２Ａ、２２２Ｂは、下部材３１４によって、それぞれの下縁２１２Ａ、２１２Ｂのところで接合してもよい。同様に、壁部材２２２Ａ、２２２Ｂは、上部材２２８によって、その上縁のところで接合してもよい。隅２１２Ａ、２１２Ｂのまわりで液体インクが自由に流れることができるようにするために、筐体２０２に流体通路２１０を設けてもよい。さらに、凹形の壁部材２２２Ａ、２２２Ｂを真っ直ぐにする結果として、袋体２２０がいくらか伸長する可能性がある、ということが理解されよう。（例えば、２２２Ａで示す係止位置から「Ｃ」方向に動いた壁部材２２２Ａ’を参照されたい。）この伸長に対応するために、図６に示す蛇腹状コネクタ２１８等の柔軟性を有するコネクタによって、袋体２２０の上部材２２８を取付具２３０に接続してもよい。また、壁部材２２２Ａ、２２２Ｂは、図６に示すような凹形の構成に配置する必要はない、ということも理解されよう。しかし、壁部材２２２Ａ、２２２Ｂを凹形の構成にすることによって、インクカートリッジ２００において液体インク貯蔵容量を大きくする（すなわち、インク槽２０８をより大きくする）ことができる。
【００２３】
　ここまで、カートリッジの筐体によって画定される槽（例えば、それぞれ図３および図６の第１の槽１０８および２０８）内に液体インクを配置するよう意図され、第２の槽（すなわち、膨縮性袋体によって画定される槽）は空気を収容するよう意図された、各実施形態を説明した。次に、膨縮性袋体内に液体インクを収容するよう意図され、袋体とインクカートリッジの筐体との間の内部領域は、袋体からインクが消費されるにつれて空気で満ちるよう意図された、第３の実施形態を説明する。図７は、第３の実施形態による液体インクカートリッジ３００を示す側断面図である。インクカートリッジ３００は、筐体下部３０１に取り付けた筐体上部３０３を有する筐体３０２を含む。筐体３０２は、第１の流体槽３０８を画定しており、第１の流体槽３０８は、この場合、空気で満ちるよう意図されている。筐体上部３０３の空気入口開口部３１２によって、周囲空気が空気チャンバ３０８に入ることができる。インクカートリッジ３００はさらに、プリントヘッド３０５と直立管３０７とを含む。直立管３０７によって、液体インクがプリントヘッド３０５に入ることができる。インクカートリッジ３００には、膨縮性袋体３２０が設けられている。膨縮性袋体３２０は、インク収容システムの機能を果たす。袋体３２０は、第１の壁部材３２２Ａと第２の壁部材３２２Ｂとを含む。壁部材３２２Ａおよび／または３２２Ｂの一方または両方は、形状記憶材料から組立てられる。壁部材３２２Ａ、３２２Ｂは、液体インクで満たされるよう意図される第２の流体槽３０６をともに画定している。袋体３２０は、図４の壁部材要素１２６と同様の単一の合成シート等の一体成型品から製造されてもよい。例えば、図７の壁部材３２２Ａ、３２２Ｂは、単一の平らなポリエチレンシートまたは押出し成形品３２２の一部であってもよく、これを曲げ領域３２７のところで略逆「Ｕ」字形に曲げ、シートの両端（３２６Ａ、３２６Ｂ）を互いに近接した状態に配置する。このようにシート３２２を曲げることによって、シートは弓状に曲がって凸形の壁セグメント３２２Ａ、３２２Ｂになり、この壁セグメント３２２Ａ、３２２Ｂに、それぞれ「Ａ」および「Ｂ」方向のばね状の偏倚を与える（すなわち、壁部材３２２Ａ、３２２Ｂは互いに関して第１の位置に偏倚される）。シート３２２の両端（端縁）３２６Ａ、３２６Ｂは互いに封止してもよく、このような端縁はまた、直立管３０７のまわりに封止して、液体インクがインク槽３０６から直立管３０７を経由してプリントヘッド３０５へと流れることができるようにすることができる。袋体３２０は断面図で示し、したがって、壁部材３２２Ａ、３２２Ｂは互いに間隔を置いて配置した関係で示されている、ということが理解されよう。しかし、図９に関して以下により十分に説明するように、壁部材３２２Ａ、３２２Ｂは、その外縁（曲げポイント３２７と端３２６Ａ、３２６Ｂとの間）のところで接合され、そこに沿って一緒に封止されて、第２の流体槽（インクチャンバ）３０６を画定する袋すなわち袋体を形成する。図７に示す各袋体構成要素（例えば、壁部材３２２Ａ、３２２Ｂ）の厚さは、図では誇張して、各構成要素の視覚化を容易にしている、ということが理解されよう。実際には、このような構成要素は通常、各構成要素の高さおよび幅と比較してかなり薄い。
【００２４】
　動作中において、袋体３２０によって画定されるインク槽３０６から液体インクが消費されるにつれて、部分的な真空が生じ（すなわち、インクチャンバ３０６内の圧力が、空気チャンバ３０８内の圧力よりも低くなり）、その結果、壁部材３２２Ａ、３２２Ｂがそれぞれ「Ｃ」および「Ｄ」方向に縮み始める。壁部材３２２Ａ、３２２Ｂが内側に動くにつれて、空気チャンバ３０８の容積は増大し、したがって周囲空気が、空気入口開口部３１２を通って動き、膨張している空気チャンバ３０８を満たす。袋体３２０が「Ｃ」および「Ｄ」方向に縮むとき、壁部材３２２Ａ、３２２Ｂは依然としてそれぞれ「Ａ」および「Ｂ」方向に偏倚され、したがって、インク槽３０６と空気チャンバ３０８との間の圧力差を引き起こす。具体的には、インク槽３０６内の圧力は、空気チャンバ３０８内の周囲圧力よりも低くなり、したがって、液体インクはプリントヘッド３０５から自由に垂れなくなる。わかるように、この場合には、袋体３２０は、その意図される使用中に縮むという事実のために、「収縮性袋体」と表現してもよい。しかし、袋体３２０内の真空がいったん解放されればこの袋体はまた膨張することもできる、という事実は、これもまた膨縮性袋体であるということを示しており、したがって、図７の袋体３２０について「膨縮性袋体」という表現を用いるのは適切である。
【００２５】
　インク槽３０６から液体インクが消費されるにつれて、凸形の壁部材３２２Ａ、３２２Ｂを真っ直ぐにする（それぞれ位置３２２Ａ’および３２２Ｂ’まで）結果として、袋体３２０がいくらか伸長する可能性がある、ということが理解されよう。この伸長に対応するために、曲げポイント３２７の近くにある袋体３２０の上端を、膨張領域３１６を有するガイド３１４にはめ込んでもよい。また、壁部材３２２Ａ、３２２Ｂは最初（すなわち、袋体３２０を最初にインクで満たすとき）、図７に示すように凸形の構成に配置する必要はない、ということも理解されよう。しかし、壁要素３２２Ａ、３２２Ｂを凸形の構成にすることによって、インクカートリッジ３００において液体インク貯蔵容量を大きくする（すなわち、インク槽３０６をより大きくする）ことができる。筐体下部３０１に空気チャネル３１０を形成して、袋体の壁部材３２２Ａおよび／または３２２Ｂが内側に（すなわち、それぞれ「Ｃ」および「Ｄ」方向に）、筐体下部３０１の内面から遠ざかる方向に動く時点まで、空気チャンバ３０８の下部領域内に空気が動くことができるようにしてもよい。さらに、袋体３２０が縮む（縮んでいる壁３２２Ａ’、３２２Ｂ’で示す）ときに袋体の上部（すなわち、曲げ領域３２７の近く）に液体インクが捕捉されないようにするために、壁部材３２２Ａ、３２２Ｂに流体通路（液体インクチャネル）を形成してもよい。図８は、図７の袋体３２０の壁部材３２２Ｂを示す端部断面図である。図８に示すように、壁部材３２２Ｂの内面３２３に流体通路３２８が形成されている。したがって、図７を見るとわかるように、壁部材３２２Ａ、３２２Ｂが一緒になって互いに接触する際に、流体チャネル２２８（図８）によって、袋体３２０から直立管３０７にインクが流入し続けることができる。壁部材要素３２２が押出し成形部材である場合には、図８のインク通路３２８は容易に形成することができる。
【００２６】
　図９は、図７のインクカートリッジ３００において用いる袋体３２０を、単一の合成材料シート３２２から形成する方法を説明するための等角図である。材料シート３２２は、上述のように形状記憶特性を有し、弾性変形することができるようになっている。材料シート３２２は、曲げ線３２７に沿って「Ｆ」方向に曲げられ、シート３２６Ａの端と３２６Ｂの端とが互いに接触して袋体３２０の上縁を形成し、したがって、互いに対向する第１の壁部材３２２Ａと第２の壁部材３２２Ｂとを形成するようになっている。次に、３２６Ａの端と３２６Ｂの端とが一緒に封止される（熱または接着剤等で）。上縁３２６Ａ、３２６Ｂは、直立管（図７の直立管３０７等）のまわりに封止して、袋体３２０の上縁に沿って直立管開口部３１７が形成されるようにすることができる。壁部材３２２Ａ、３２２Ｂもまた、シート３２２の側縁Ｅ１、Ｅ２のそれぞれに沿って一緒に封止される。その結果、袋形の袋体３２０になる。袋体３２０は、図９においては、図７に示す向きと上下反対に示す。したがって、第４の実施形態は、説明したばかりの各段階による、液体インクカートリッジ（例えばカートリッジ３００）において用いる膨縮性袋体（例えば袋体３２０）の形成方法を含む、ということが理解されよう。図３に戻って、液体インクカートリッジ（例えばカートリッジ１００）において用いる膨縮性袋体（例えば袋体システム１２０）の製造方法はさらに、膨縮性袋体の下側を（例えば、図９の曲げ線３２７に沿って）、取付具１２２（図３）等の取付具に取り付けることを含んでもよい、ということが理解されよう。
【００２７】
　上記発明を、構造的および方法的特徴に関してある程度具体的な文言で説明したが、本発明は示し説明した特定の特徴に限定されるものではない、ということが理解されなければならない。本明細書において開示する手段は、本発明を実施する好ましい形式を含むものであるからである。したがって本発明は、均等論にしたがって適切に解釈される添付の特許請求の範囲の適切な範囲内のいかなる形式または変更においても特許を請求される。なお、以下に本発明の実施態様の一部を例示して本発明の実施の参考に供する。
【００２８】
　（実施態様１）
　インクカートリッジ（１００）であって、第１の流体槽（１０８、２０８、３０８）を画定する筐体（１０２）と、第２の流体槽（１０６Ａ、１０６Ｂ）を画定し、前記第１の流体槽内に配置され、互いに対向する第１の壁部材（１２６Ａ、１２６Ｂ）と第２の壁部材（１３２Ａ、１３２Ｂ）とを含む、膨縮性袋体（１２８Ａ、１２８Ｂ）であって、前記第１の壁部材（１２６Ａ、１２６Ｂ）は、形状記憶を有する材料から組立てられ、それによって、前記第１の壁部材を前記第２の壁部材（１３２Ａ、１３２Ｂ）に関して第１の位置に偏倚する、膨縮性袋体とを備えることを特徴とするインクカートリッジ。
【００２９】
　（実施態様２）
　液体インクカートリッジ（１００、２００、３００）において用いる膨縮性袋体（１２８Ａ、１２８Ｂ、２２０、３２０）であって、互いに対向する第１の壁部材（１２６Ａ、１２６Ｂ、２２２Ａ、３２２Ａ）と第２の壁部材（１３２Ａ、１３２Ｂ、２２２Ｂ、３２２Ｂ）とを画定する形状になった合成シート（１２６、３２２）であって、形状記憶を有する材料から製造され、それによって、前記第１および第２の壁部材を互いに関して第１の位置に偏倚する、合成シートを含むことを特徴とする、膨縮性袋体。
【００３０】
　（実施態様３）
　膨縮性袋体（１２８Ａ、１２８Ｂ）であって、前記合成シート（１２６）は、第１の周辺によって画定される第１の合成シートであり、前記膨縮性袋体はさらに、第２の周辺によって画定される第２の合成シート（１３２）を含み、さらに、前記第１の合成シート（１２６）および前記第２の合成シート（１３２）は、前記第１および第２の周辺に沿って取り付けられ、前記第１の合成シート（１２６）は第１の厚さによって画定され、該第１の厚さは約５ミル〜約１５ミルの間であり、前記第２の合成シート（１３２）は第２の厚さによって画定され、該第２の厚さは約１ミル〜約３ミルの間であることを特徴とする、実施態様２に記載の膨縮性袋体。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】従来技術の液体インクカートリッジを示す側断面図である。
【図２】図１のインクカートリッジにおいて用いることができるいくつかの選択された従来技術の構成要素の分解側断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態による液体インクカートリッジを示す側断面図である。
【図４】図３のインクカートリッジにおいて用いることができる選択された構成要素を示す、分解側面図である。
【図５】図４のインクカートリッジの構成要素を示す、分解端部断面図である。
【図６】本発明の第２の実施形態による液体インクカートリッジを示す側断面図である。
【図７】本発明の第３の実施形態による液体インクカートリッジを示す側断面図である。
【図８】図７のインクカートリッジにおいて用いる袋体の壁を示す端部断面図である。
【図９】図７のインクカートリッジにおいて用いる袋体を、単一の合成材料シートから形成する方法を説明するための等角図である。
【符号の説明】
【００３２】
　１００、２００、３００　インクカートリッジ
　１０２　筐体
　１０８、２０８、３０８　第１の流体槽
　１０６Ａ、１０６Ｂ　第２の流体槽
　１２６，１３２、３２２　合成シート
　１２６Ａ、１２６Ｂ、２２２Ａ、３２２Ａ　第１の壁部材
　１３２Ａ、１３２Ｂ、２２２Ｂ、３２２Ｂ　第２の壁部材
　１２８Ａ、１２８Ｂ、２２０、３２０　膨縮性袋体
【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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【図８】
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【図９】
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