專利名稱:墨水容器以及為其充墨的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于噴墨打印機的墨水容器，包括外殼，所述外殼具有底壁和其中形成有開口的前壁，還包括容納在所述外殼中且可收縮成片狀結構的袋，所述袋具有頂壁，底壁，前緣和形成在所述前緣的中部且位于所述前壁開口的位置處的管口。
背景技術：
一些噴墨打印機包括具有較大容積、被固定地安裝在打印機機架中且通過可彎曲管道與可移動噴墨裝置相連的墨水容器。在工作中，噴墨裝置的墨水供應是這樣實現的，即或者通過將墨水從容器中抽吸出來，或者通過將空氣供入外殼中而不是袋外面的空間中，從而袋被壓縮且墨水被擠出。從容器到噴墨裝置的墨水供應可以借助重力而實現?；蛘呤?，假如外殼是開有口的，則墨水供應可以僅借助重力實現。但無論如何，所述袋防止墨水漏出外殼和/或由于與外殼中的空氣接觸而變干。
US-B-6264318公開了一種上述類型的墨水容器，其中袋以直立狀態(tài)被設置在外殼中，因此袋的前緣垂直延伸。結果是，外殼的前壁中的管口和相應開口必須被設置在外殼的底部之上相當于外殼高度大約一半的位置上。其缺點是，當墨水被消耗且袋逐漸被排空時，墨水趨向于集中在袋的底部，低于管口的高度，因此完全排空所述袋且沒有任何殘余墨水留在袋中是很困難的。
US-A-6105821公開了一種墨水容器，其中管口被形成在袋的一個角附近，因此它可以被設置在外殼的底部附近。然而，這種類型的袋更難于制造，因為當管口被設置在袋的一角附近時，難于將管口安裝在位于袋壁之間的密封中從而將其流體密封。此外，由于管口的存在，袋的壁將變硬，因此可能形成聚集有殘墨的小囊，即使在管口設置于袋的底部邊緣附近時。另外，由于袋的頂部區(qū)域距離管口較遠，因此會存在這樣的風險，即當袋收縮時，袋的中部被擠壓，從而殘墨留存在封閉的頂部區(qū)域。這就是其建議采用設置在袋內的剛性流動引導配件的原因。
EP-A-1013449公開了一種墨水容器，其中袋被水平地設置在一扁平外殼中，因此即使當管口被設置在袋的前緣的中部區(qū)，墨水的主要部分也易于流出。然而，外殼必須具有相對較大的寬度以容納袋。這在若干用于不同顏色的墨水容器被并排設置以處于在同一平面上的情況下是非常不利的。

發(fā)明內容
本發(fā)明的一個目的是提供一種具有緊湊結構的墨水容器，其易于制造，且允許墨水暢通且完全地流出。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種為這種墨水容器充入液體墨水的方法。
這些目的通過獨立技術方案中所述的特征來實現。
在按照本發(fā)明的墨水容器中，在袋呈扁平的片狀結構時，沿著前緣的方向對其進行測量，所述袋的頂壁和底壁的寬度大于外殼的寬度，且前壁開口位于外殼的底壁附近。
由于在收縮狀態(tài)下袋的寬度大于外殼的寬度，因此，袋只能以彎曲結構被容納在外殼中，且袋的至少一個側部向上彎曲并被支撐在外殼的一側壁處。結果是，外殼可以具有相對較小的寬度，而且即使當管口被設置在袋的前緣中部時，管口也可被設置在袋和外殼的最低部分。
當袋被充填有墨水時，袋的底壁被外殼的底部支撐，且基本上只有袋的頂壁被布置在向上遠離底壁處，從而袋被展開或膨脹為近似圓筒形狀。當打印機工作且墨水逐漸被消耗時，袋中的墨水減少量將允許袋的頂壁下降，并被壓平，且最終頂壁將再一次配合底壁向上凹入的形狀。由于袋的底壁的側部區(qū)域中至少一個或優(yōu)選的是兩個都保持向上彎曲，因為它們被外殼的側壁所支撐，因此在其自身重量的作用下，液體墨水將暢通地朝著袋的中心線流動，并流入管口中。
由于袋可能的變形一方面受到外殼的側壁的限制，另一方面受到管口和外殼前壁開口的位置的限制，因此當袋被排空時，其被迫使基本上重新恢復其最初收縮狀態(tài)。結果是，能夠通過簡單地通過管口導入墨水，而重復地再充填墨，而不需要進入外殼內部的入口。
本發(fā)明的有用細節(jié)如從屬技術方案所述。
優(yōu)選的是，所述袋的頂壁和底壁由位于袋的前緣處的向內凸起的褶曲部相互連接，所述褶曲部的下折翼被密封到底壁，且所述管口被插入底壁和所述下折翼之間的密封之中。所述褶曲部使袋的底壁的向上移位變得容易，且當袋膨脹成相對較大容積時，所述管口可以保持在其外殼底壁附近的位置。優(yōu)選的是，一類似的褶曲部還可以被設置在袋的后緣附近，從而在膨脹狀態(tài)，袋的容積可以進一步增加。
在一優(yōu)選實施例中，所述管口由剛性材料例如塑料制成，且具有透鏡狀外輪廓，并被夾在底壁的密封部和褶曲部的下折翼之間。這種結構易于在管口和袋的壁之間形成流體密封，而且還有另外的優(yōu)點，即袋的底壁被迫使與管口的透鏡狀輪廓相配合，從而被加強成通道狀結構，這就允許墨水暢通地流出。
袋的上述特征即使在袋被容納在具有較大寬度的外殼中的情況下也是有用的，因此袋的側部不需向上彎曲。
袋的材料一方面應當為袋提供足夠的氣密性和液密性，另一方面應當具有足夠的柔性以允許袋完全收縮。這優(yōu)選通過使袋的壁具有多層結構而實現，這種結構包括至少一層金屬層和至少一層合成樹脂層。例如，袋的壁可以是由一鋁內層和分別為聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)的外層組成的層壓制品。
在袋的優(yōu)選實施例中，當袋為U形結構時，底壁(即，形成外壁的壁)比形成U形結構的內壁的頂壁具有更大的硬度。其優(yōu)點是，所述外壁可以平滑地與外殼的壁相配合，基本上不產生褶皺，而內壁的更大柔性允許其具有相同優(yōu)點以更容易地膨脹和收縮。在收縮狀態(tài)下，內壁將配合基本上平滑的外壁表面，從而基本上不會有小囊留在袋中。
為了幫助呈理想的U形形狀的袋收縮，一收縮引導配件可以被設置在外殼的頂壁上，其從頂壁上下垂到外殼內部。那么，當袋膨脹時，其頂壁將圍繞該配件并與其配合，從而即使在膨脹狀態(tài)下，盡管袋幾乎充滿外殼的整個容積，但袋仍保持其U形結構。當袋收縮時，將可靠地保證袋仍然保持其在膨脹狀態(tài)下已具有的U形機構。
在該實施例中，U形袋的頂緣可達到外殼的上壁。結果是，在其側緣的袋的頂壁和底壁之間的密封可被容納在袋的縱向延伸的頂角中，而且，在膨脹狀態(tài)下，袋將幾乎完全充滿外殼的容積。然后頂壁必須繞過所述配件，從而形成容納所述配件的內部褶曲部。該內部褶曲部吸收涉及U形底壁的頂壁的多余寬度，從而頂壁可平滑地配合所述配件，而不形成翹曲或褶皺。
由于袋的膨脹和收縮行為受到外殼壁的控制，一旦袋已被容納在外殼中，借助收縮引導配件，事實上，袋可被充滿和排空多次，而不需要進入外殼內部的任何通路。在優(yōu)選實施例中，外殼由兩個杯形殼體組成，這兩個杯形殼體在環(huán)繞袋的焊縫處被焊接在一起。結果是，例如通過注射模塑法制造兩個殼體，然后在袋已經被插入之后將它們焊接在一起，從而可以容易地且成本低廉地制造外殼。



本發(fā)明的優(yōu)選實施例將參照以下附圖進行說明，其中圖1為按照本發(fā)明的處于中空狀態(tài)的墨水容器的示意性透視圖；圖2為處于完全充滿狀態(tài)的墨水容器的透視圖；圖3為被容納在墨水容器中的袋的平面圖；圖4為沿著圖3中線IV-IV的截面圖；圖5為沿著圖3中線V-V的截面圖；圖6為袋壁的局部放大截面圖；圖7-9是與圖1，2和4對應的視圖，并示出了一個變化的實施例。
具體實施方式
如圖1所示的墨水容器包括一個例如由塑料制成的外殼10，和一個容納在外殼10中的袋12。
在示出的實施例中，所述外殼10基本上呈平行六面體形狀，且包括側壁14，16，底壁18，頂壁20，前壁22和后壁24。所述袋12包括由柔性層壓片材通過焊接密封30沿著它們的周緣連接在一起而形成的頂壁26和底壁28。在圖1中，所述袋被壓縮成片狀狀態(tài)，并呈U形形狀被容納在外殼10中，且所述袋的側部32，34向上彎曲并被支撐在外殼的側壁14，16處。所述袋12的前緣36被流體密封地連接到管口38，該管口穿過外殼10的前壁22中的開口38a。所述管口38被設置在所述袋的前緣36的中部。由于所述袋的中部位于外殼10的底壁18上，因此，所述管口38在靠近底壁18的一個位置穿過所述外殼的前壁22。
袋12的寬度(例如沿著前緣36測量的頂壁26和底壁28的寬度)大于外殼10的寬度，并近似地與外殼10的寬度和高度的和一致。因此，袋12的向上彎曲的側部32，34就達到了相當于外殼10的一半高度的水平。
如圖2所示，當液體墨水通過管口38被充入袋12中時，袋12就膨脹或展開成近似圓筒或盒狀結構。這主要是通過頂壁26向上移位而實現的，然后該頂壁呈向上凸起的形狀。結果是，所述袋12幾乎完全充滿外殼10的內部。僅袋的頂壁26和底壁28被接合在一起處的密封部分30保持向上彎曲的結構，這是因為它們被袋內的液體壓力壓靠在側壁14，16上。
應當理解，外殼10是開口的，因此當袋12膨脹時外殼內部的空氣可排出。相反地，在圖2中，當墨水通過管口38被排出時，所述袋12又將被壓縮，空氣將進入外殼10內不再由袋所占據的容積。當袋12收縮時，頂壁26向下移動，且再一次呈向上凹入的形狀，當袋完全排空時，最終再一次配合底壁28的U形形狀。由于管口38被設置在靠近外殼底部的盡可能最低的位置，因此容納在袋12中的墨水在其自重的作用下能夠平穩(wěn)地流出，且當袋12完全收縮時，充滿墨水的小囊不會留在袋內。
圖3示出被壓縮狀態(tài)的袋12，其呈扁平結構，其中頂壁和底壁的側部位于與中心部相同的平面上。在圖3中，尺寸W表示袋12的寬度，該寬度大于外殼10的寬度。
在袋12的前緣36處，頂壁26的前緣略微從底壁的前緣偏移，且頂壁和底壁被向內伸出的褶曲部40相互連接，最好參照圖4。一類似的褶曲部42被形成在袋的后緣。這些褶曲部40，42允許頂壁26相對于底壁28向上移過一較大距離，從而使袋具有較大的容積。
優(yōu)選的是，所述管口38整體地形成在底壁28和褶曲部40的下折翼46之間的密封44(圖3)中。這樣就使管口38總是保持在靠近外殼底部的位置。
如圖5所示，所述管口38具有一個透鏡狀保持件48，該保持件被平滑地安裝在下折翼46和底壁28之間。這就容許在管口38和袋12的壁之間形成流體密封。
如圖6所示，袋12的壁(例如頂壁26)包括一PP外層50，一鋁中間層52和一PE內層54。這種層狀結構保證了袋具有較高的柔性，且同時保證其具有較高的氣密和流體密封性。PE內層54允許通過焊接形成密封56，44等。
如圖3所示，為了防止墨水保留在角部，另外的對角密封56被形成在袋的角部。這些對角密封56將頂壁26與褶曲部40，42的上折翼相互連接在一起，從而將不阻止頂壁26與底壁28分離。
為了將袋12保持在外殼10內的適當位置，所述管口38形成有槽58，該槽可與外殼的前壁22接合。
圖7示出了根據另一實施例的墨水容器，包括一外殼10′和一袋12′。
這里，外殼10′由兩個注塑杯形殼體或半部組成，它們在經過殼體的側壁14，16，底壁18和頂壁20的焊縫60處被焊接在一起，所述焊縫環(huán)繞被容納在外殼中的所述袋12′。在制造過程中，首先袋12′被插入一半外殼中，形成開口38a，且管口38被安裝在管口開口中。然后，第二半外殼被安裝在袋12′的后端上，該袋伸出外殼的第一半的開放后端，例如借助超聲波焊接，兩半外殼在焊縫60處被焊接在一起。
當然，這種制造工藝也可以被應用于如圖1和2所示的外殼10。
按照第二實施例的袋12′與按照第一實施例的袋12所不同的是其總寬度W較大，從而側部32，34的頂緣達到外殼的頂壁20。
當袋12′膨脹時，其頂壁26被抬起達到外殼的頂壁，并跨接側部32和34的相對邊緣。然而，由于頂壁26的寬度基本上與袋的底壁28的寬度相等，在這種狀態(tài)下，頂壁的寬度將過大。為了防止頂壁26以不可控制的方式形成褶曲部，并且為了防止當袋12′被排空時其以不可控制的方式收縮，一形狀類似矩形板的收縮引導配件62被形成在外殼10′的頂壁20的內側。所述配件62從頂壁20的橫向中心下垂到外殼的內部，并達到距管口38的上方較近的高度，而且其從外殼的前壁22縱向延伸到焊縫60的位置。這樣，所述配件62僅形成在兩半外殼其中之一內。
當袋12′膨脹時，如圖8所示，該袋將圍繞配件62與其配合，且整體保持U形結構。結果是，頂壁28平滑地沿配件62的輪廓延伸，并在吸收多余的寬度的內部褶曲部中形成。當所述袋再一次收縮時，U形形狀已經預先成型，這將可靠地使所述袋再形成如圖7所示的結構。
在圖9中，能夠看出，與圖4相比較，袋12′的褶曲部40，42更深地伸入袋的內部。這就允許在袋膨脹時頂壁36被整體地抬升，從而袋能夠幾乎完全充滿外殼10′的內部。
在圖9中進一步示出，與柔性頂壁26相比，袋12′的底壁28較厚，且具有更大的剛性。結果是，當袋被容納在外殼10′中時，較硬的底壁28將不會翹曲或起褶皺，而將平滑地彎曲以配合外殼的底壁18和側壁14，16。具有較大柔性的頂壁26在袋的膨脹狀態(tài)下同樣平滑地與外殼的頂壁20和配件62的形狀相配合，而在袋的收縮狀態(tài)下則平滑地與袋的底壁28相配合。
權利要求
1.一種用于噴墨打印機的墨水容器，包括外殼(10；10′)，所述外殼具有底壁(18)和其中形成有開口(38a)的前壁(22)，還包括容納在所述外殼(10；10′)中且可收縮成片狀結構的袋(12；12′)，所述袋(12；12′)具有頂壁(26)，底壁(28)，前緣(36)和形成在所述前緣(36)的中部且位于所述前壁開口(38a)的位置處的管口(38)，其特征在于，在袋呈扁平的片狀結構時，沿著前緣(36)的方向對其進行測量，所述袋(12；12′)的頂壁和底壁(26，28)的寬度(W)大于外殼(10；10′)的寬度，且其中所述前壁開口(38a)位于外殼(10；10′)的底壁(18)附近。
2.如權利要求
1所述的墨水容器，其特征在于，所述管口(38)被固定地保持在外殼的前壁(22)的開口(38a)中。
3.如權利要求
1所述的墨水容器，其特征在于，所述袋(12；12′)的頂壁(26)和底壁(28)由位于袋的前緣(36)處的向內凸起的褶曲部(40)相互連接，且所述管口(38)被插入底壁(28)和所述褶曲部(40)的下折翼(46)之間的密封(44)之中。
4.如權利要求
3所述的墨水容器，其特征在于，另一向內凸起的褶曲部(42)在所述袋(12；12′)的后緣將所述頂壁(26)和底壁(28)相互連接起來。
5.如權利要求
3所述的墨水容器，其特征在于，所述袋(12；12′)的頂壁(26)和底壁(28)直接由沿著袋(12；12′)的側緣延伸的密封(30)相互連接起來。
6.如前述權利要求
1-5中任意一項所述的墨水容器，其特征在于，所述管口(38)具有一透鏡狀保持件(48)，該保持件被安裝在所述袋(12；12′)的形成密封(44)的下折翼(46)和底壁(28)之間。
7.如前述權利要求
1-5中任意一項所述的墨水容器，其特征在于，所述袋(12；12′)的壁材料具有層狀結構，包括至少兩層合成樹脂層，它們之間插入一層金屬層。
8.如前述權利要求
1-5中任意一項所述的墨水容器，其特征在于，所述袋(12′)的底壁(28)比頂壁(26)硬。
9.如前述權利要求
1-5中任意一項所述的墨水容器，其特征在于，袋(12′)的寬度等于外殼(10′)的寬度加上兩倍的外殼高度，且袋(12′)呈U形結構被容納在外殼(10′)中，其兩側部(32，34)向上彎曲且達到外殼(10′)的頂壁(20)附近。
10.如權利要求
9所述的墨水容器，其特征在于，一收縮引導配件(62)從外殼(10′)的頂壁(20)垂下，并伸入外殼的內部。
11.如前述權利要求
1-5中任意一項所述的墨水容器，其特征在于，所述外殼(10′)由在焊縫(60)處被焊接在一起的兩個杯形殼體組成，所述焊縫圍繞容納在外殼中的袋(12′)。
12.為如權利要求
1所述的墨水容器充墨的方法，其特征在于，當袋(12；12′)以收縮和彎曲狀態(tài)被容納在外殼(10；10′)中且所述袋的至少一個側部(32，34)向上彎曲，并被支撐在外殼(10；10′)的側部(14，16)處時，墨水經管口(38)被導入到袋(12；12′)中，通過導入墨水，袋的頂壁(26)向上移位并離開底壁(28)。
專利摘要
一種用于噴墨打印機的墨水容器，包括外殼，所述外殼具有底壁(18)和其中形成有開口(38a)的前壁(22)，還包括容納在所述外殼(10)中且可收縮成片狀結構的袋(12)，所述袋(12)具有頂壁(26)，底壁(28)，前緣(36)和形成在所述前緣(36)的中部且位于所述前壁開口(38′)的位置處的管口(38)，其特征在于，在袋呈扁平的片狀結構時，沿著前緣(36)的方向對其進行測量，所述袋(12)的頂壁和底壁(26，28)的寬度(W)大于外殼(10)的寬度，且其中所述前壁開口(38′)位于外殼(10)的底壁(18)附近。
文檔編號B41J2/175GKCN1318218SQ03147895
公開日2007年5月30日 申請日期2003年6月27日
發(fā)明者M·J·J·哈安, M·P·J·平凱爾斯 申請人:奧西-技術有限公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan專利引用 (4),