CN1468719A - 墨水容器 - Google Patents

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Abstract

一种用于喷墨打印机的墨水容器，包括：外壳，所述外壳具有底壁(18)和其中形成有开口(38’)的前壁(20)，还包括容纳在所述外壳(10)中且可收缩成片状结构的袋(12)，所述袋(12)具有顶壁(26)，底壁(28)，前缘(36)和形成在所述前缘(36)的中部且位于所述前壁开口(38’)的位置处的管口(38)，其特征在于，在袋呈扁平的片状结构时，沿着前缘(36)的方向对其进行测量，所述袋(12)的顶壁和底壁(26，28)的宽度(W)大于外壳(10)的宽度，且其中所述前壁开口(38’)位于外壳(10)的底壁(18)附近。

Description

墨水容器
技术领域
本发明涉及一种用于喷墨打印机的墨水容器，包括外壳，所述外壳具有底壁和其中形成有开口的前壁，还包括容纳在所述外壳中且可收缩成片状结构的袋，所述袋具有顶壁，底壁，前缘和形成在所述前缘的中部且位于所述前壁开口的位置处的管口。
背景技术
一些喷墨打印机包括具有较大容积、被固定地安装在打印机机架中且通过可弯曲管道与可移动喷墨装置相连的墨水容器。在工作中，喷墨装置的墨水供应是这样实现的，即或者通过将墨水从容器中抽吸出来，或者通过将空气供入外壳中而不是袋外面的空间中，从而袋被压缩且墨水被挤出。从容器到喷墨装置的墨水供应可以借助重力而实现。或者是，假如外壳是开有口的，则墨水供应可以仅借助重力实现。但无论如何，所述袋防止墨水漏出外壳和/或由于与外壳中的空气接触而变干。
US-B-6264318公开了一种上述类型的墨水容器，其中袋以直立状态被设置在外壳中，因此袋的前缘垂直延伸。结果是，外壳的前壁中的管口和相应开口必须被设置在外壳的底部之上相当于外壳高度大约一半的位置上。其缺点是，当墨水被消耗且袋逐渐被排空时，墨水趋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没有任何残余墨水留在袋中是很困难的。
US-A-6105821公开了一种墨水容器，其中管口被形成在袋的一个角附近，因此它可以被设置在外壳的底部附近。然而，这种类型的袋更难于制造，因为当管口被设置在袋的一角附近时，难于将管口安装在位于袋壁之间的密封中从而将其流体密封。此外，由于管口的存在，袋的壁将变硬，因此可能形成聚集有残墨的小囊，即使在管口设置于袋的底部边缘附近时。另外，由于袋的顶部区域距离管口较远，因此会存在这样的风险，即当袋收缩时，袋的中部被挤压，从而残墨留存在封闭的顶部区域。这就是其建议采用设置在袋内的刚性流动引导配件的原因。
EP-A-1013449公开了一种墨水容器，其中袋被水平地设置在一扁平外壳中，因此即使当管口被设置在袋的前缘的中部区，墨水的主要部分也易于流出。然而，外壳必须具有相对较大的宽度以容纳袋。这在若干用于不同颜色的墨水容器被并排设置以处于在同一平面上的情况下是非常不利的。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种具有紧凑结构的墨水容器，其易于制造，且允许墨水畅通且完全地流出。
本发明的另一个目的是提供一种为这种墨水容器充入液体墨水的方法。
这些目的通过独立权利要求中所述的特征来实现。
在按照本发明的墨水容器中，在袋呈扁平的片状结构时，沿着前缘的方向对其进行测量，所述袋的顶壁和底壁的宽度大于外壳的宽度，且前壁开口位于外壳的底壁附近。
由于在收缩状态下袋的宽度大于外壳的宽度，因此，袋只能以弯曲结构被容纳在外壳中，且袋的至少一个侧部向上弯曲并被支撑在外壳的一侧壁处。结果是，外壳可以具有相对较小的宽度，而且即使当管口被设置在袋的前缘中部时，管口也可被设置在袋和外壳的最低部分。
当袋被充填有墨水时，袋的底壁被外壳的底部支撑，且基本上只有袋的顶壁被布置在向上远离底壁处，从而袋被展开或膨胀为近似圆筒形状。当打印机工作且墨水逐渐被消耗时，袋中的墨水减少量将允许袋的顶壁下降，并被压平，且最终顶壁将再一次配合底壁向上凹入的形状。由于袋的底壁的侧部区域中至少一个或优选的是两个都保持向上弯曲，因为它们被外壳的侧壁所支撑，因此在其自身重量的作用下，液体墨水将畅通地朝着袋的中心线流动，并流入管口中。
由于袋可能的变形一方面受到外壳的侧壁的限制，另一方面受到管口和外壳前壁开口的位置的限制，因此当袋被排空时，其被迫使基本上重新恢复其最初收缩状态。结果是，能够通过简单地通过管口导入墨水，而重复地再充填墨，而不需要进入外壳内部的入口。
本发明的有用细节如从属权利要求所述。
优选的是，所述袋的顶壁和底壁由位于袋的前缘处的向内凸起的褶曲部相互连接，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间的密封之中。所述褶曲部使袋的底壁的向上移位变得容易，且当袋膨胀成相对较大容积时，所述管口可以保持在其外壳底壁附近的位置。优选的是，一类似的褶曲部还可以被设置在袋的后缘附近，从而在膨胀状态，袋的容积可以进一步增加。
在一优选实施例中，所述管口由刚性材料例如塑料制成，且具有透镜状外轮廓，并被夹在底壁的密封部和褶曲部的下折翼之间。这种结构易于在管口和袋的壁之间形成流体密封，而且还有另外的优点，即袋的底壁被迫使与管口的透镜状轮廓相配合，从而被加强成通道状结构，这就允许墨水畅通地流出。
袋的上述特征即使在袋被容纳在具有较大宽度的外壳中的情况下也是有用的，因此袋的侧部不需向上弯曲。
袋的材料一方面应当为袋提供足够的气密性和液密性，另一方面应当具有足够的柔性以允许袋完全收缩。这优选通过使袋的壁具有多层结构而实现，这种结构包括至少一层金属层和至少一层合成树脂层。例如，袋的壁可以是由一铝内层和分别为聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)的外层组成的层压制品。
在袋的优选实施例中，当袋为U形结构时，底壁(即，形成外壁的壁)比形成U形结构的内壁的顶壁具有更大的硬度。其优点是，所述外壁可以平滑地与外壳的壁相配合，基本上不产生褶皱，而内壁的更大柔性允许其具有相同优点以更容易地膨胀和收缩。在收缩状态下，内壁将配合基本上平滑的外壁表面，从而基本上不会有小囊留在袋中。
为了帮助呈理想的U形形状的袋收缩，一收缩引导配件可以被设置在外壳的顶壁上，其从顶壁上下垂到外壳内部。那么，当袋膨胀时，其顶壁将围绕该配件并与其配合，从而即使在膨胀状态下，尽管袋几乎充满外壳的整个容积，但袋仍保持其U形结构。当袋收缩时，将可靠地保证袋仍然保持其在膨胀状态下已具有的U形机构。
在该实施例中，U形袋的顶缘可达到外壳的上壁。结果是，在其侧缘的袋的顶壁和底壁之间的密封可被容纳在袋的纵向延伸的顶角中，而且，在膨胀状态下，袋将几乎完全充满外壳的容积。然后顶壁必须绕过所述配件，从而形成容纳所述配件的内部褶曲部。该内部褶曲部吸收涉及U形底壁的顶壁的多余宽度，从而顶壁可平滑地配合所述配件，而不形成翘曲或褶皱。
由于袋的膨胀和收缩行为受到外壳壁的控制，一旦袋已被容纳在外壳中，借助收缩引导配件，事实上，袋可被充满和排空多次，而不需要进入外壳内部的任何通路。在优选实施例中，外壳由两个杯形壳体组成，这两个杯形壳体在环绕袋的焊缝处被焊接在一起。结果是，例如通过注射模塑法制造两个壳体，然后在袋已经被插入之后将它们焊接在一起，从而可以容易地且成本低廉地制造外壳。
附图说明
本发明的优选实施例将参照以下附图进行说明，其中：
图1为按照本发明的处于中空状态的墨水容器的示意性透视图；
图2为处于完全充满状态的墨水容器的透视图；
图3为被容纳在墨水容器中的袋的平面图；
图4为沿着图3中线IV-IV的截面图；
图5为沿着图3中线V-V的截面图；
图6为袋壁的局部放大截面图；
图7-9是与图1，2和4对应的视图，并示出了一个变化的实施例。
具体实施方式
如图1所示的墨水容器包括一个例如由塑料制成的外壳10，和一个容纳在外壳10中的袋12。
在示出的实施例中，所述外壳10基本上呈平行六面体形状，且包括侧壁14，16，底壁18，顶壁20，前壁22和后壁24。所述袋12包括由柔性层压片材通过焊接密封30沿着它们的周缘连接在一起而形成的顶壁26和底壁28。在图1中，所述袋被压缩成片状状态，并呈U形形状被容纳在外壳10中，且所述袋的侧部32，34向上弯曲并被支撑在外壳的侧壁14，16处。所述袋12的前缘36被流体密封地连接到管口38，该管口穿过外壳10的前壁22中的开口38a。所述管口38被设置在所述袋的前缘36的中部。由于所述袋的中部位于外壳10的底壁18上，因此，所述管口38在靠近底壁18的一个位置穿过所述外壳的前壁22。
袋12的宽度(例如沿着前缘36测量的顶壁26和底壁28的宽度)大于外壳10的宽度，并近似地与外壳10的宽度和高度的和一致。因此，袋12的向上弯曲的侧部32，34就达到了相当于外壳10的一半高度的水平。
如图2所示，当液体墨水通过管口38被充入袋12中时，袋12就膨胀或展开成近似圆筒或盒状结构。这主要是通过顶壁26向上移位而实现的，然后该顶壁呈向上凸起的形状。结果是，所述袋12几乎完全充满外壳10的内部。仅袋的顶壁26和底壁28被接合在一起处的密封部分30保持向上弯曲的结构，这是因为它们被袋内的液体压力压靠在侧壁14，16上。
应当理解，外壳10是开口的，因此当袋12膨胀时外壳内部的空气可排出。相反地，在图2中，当墨水通过管口38被排出时，所述袋12又将被压缩，空气将进入外壳10内不再由袋所占据的容积。当袋12收缩时，顶壁26向下移动，且再一次呈向上凹入的形状，当袋完全排空时，最终再一次配合底壁28的U形形状。由于管口38被设置在靠近外壳底部的尽可能最低的位置，因此容纳在袋12中的墨水在其自重的作用下能够平稳地流出，且当袋12完全收缩时，充满墨水的小囊不会留在袋内。
图3示出被压缩状态的袋12，其呈扁平结构，其中顶壁和底壁的侧部位于与中心部相同的平面上。在图3中，尺寸W表示袋12的宽度，该宽度大于外壳10的宽度。
在袋12的前缘36处，顶壁26的前缘略微从底壁的前缘偏移，且前壁和底壁被向内伸出的褶曲部40相互连接，最好参照图4。一类似的褶曲部42被形成在袋的后缘。这些褶曲部40，42允许顶壁26相对于底壁28向上移过一较大距离，从而使袋具有较大的容积。
优选的是，所述管口38整体地形成在底壁28和褶曲部40的下折翼46之间的密封44(图3)中。这样就使管口38总是保持在靠近外壳底部的位置。
如图5所示，所述管口38具有一个透镜状保持件48，该保持件被平滑地安装在下折翼46和底壁28之间。这就容许在管口38和袋12的壁之间形成流体密封。
如图6所示，袋12的壁(例如顶壁26)包括一PP外层50，一铝中间层52和一PE内层54。这种层状结构保证了袋具有较高的柔性，且同时保证其具有较高的气密和流体密封性。PE内层54允许通过焊接形成密封38，44等。
如图3所示，为了防止墨水保留在角部，另外的对角密封56被形成在袋的角部。这些对角密封56将顶壁26与褶曲部40，42的上折翼相互连接在一起，从而将不阻止顶壁26与底壁28分离。
为了将袋12保持在外壳10内的适当位置，所述管口38形成有槽58，该槽可与外壳的前壁22接合。
图7示出了根据另一实施例的墨水容器，包括一外壳10′和一袋12′。
这里，外壳10′由两个注塑杯形壳体或半部组成，它们在经过壳体的侧壁14，16，底壁18和顶壁20的焊缝60处被焊接在一起，所述焊缝环绕被容纳在外壳中的所述袋12′。在制造过程中，首先袋12′被插入一半外壳中，形成开口38a，且管口38被安装在管口开口中。然后，第二半外壳被安装在袋12′的后端上，该袋伸出外壳的第一半的开放后端，例如借助超声波焊接，两半外壳在焊缝60处被焊接在一起。
当然，这种制造工艺也可以被应用于如图1和2所示的外壳10。
按照第二实施例的袋12′与按照第一实施例的袋12所不同的是其总宽度W较大，从而侧部32，34的顶缘达到外壳的顶壁20。
当袋12′膨胀时，其顶壁26被抬起达到外壳的顶壁，并跨接侧部32和34的相对边缘。然而，由于顶壁26的宽度基本上与袋的底壁28的宽度相等，在这种状态下，顶壁的宽度将过大。为了防止顶壁26以不可控制的方式形成褶曲部，并且为了防止当袋12′被排空时其以不可控制的方式收缩，一形状类似矩形板的收缩引导配件62被形成在外壳10′的顶壁20的内侧。所述配件62从顶壁20的横向中心下垂到外壳的内部，并达到距管口38的上方较近的高度，而且其从外壳的前壁22纵向延伸到焊缝60的位置。这样，所述配件62仅形成在两半外壳其中之一内。
当袋12′膨胀时，如图8所示，该袋将围绕配件62与其配合，且整体保持U形结构。结果是，顶壁28平滑地沿配件62的轮廓延伸，并在吸收多余的宽度的内部褶曲部中形成。当所述袋再一次收缩时，U形形状已经预先成型，这将可靠地使所述袋再形成如图7所示的结构。
在图9中，能够看出，与图4相比较，袋12′的褶曲部40，42更深地伸入袋的内部。这就允许在袋膨胀时顶壁36被整体地抬升，从而袋能够几乎完全充满外壳10′的内部。
在图9中进一步示出，与柔性顶壁26相比，袋12′的底壁28较厚，且具有更大的刚性。结果是，当袋被容纳在外壳10′中时，较硬的底壁28将不会翘曲或起褶皱，而将平滑地弯曲以配合外壳的底壁18和侧壁14，16。具有较大柔性的顶壁26在袋的膨胀状态下同样平滑地与外壳的顶壁20和配件62的形状相配合，而在袋的收缩状态下则平滑地与袋的底壁28相配合。

Claims (12)

1.一种用于喷墨打印机的墨水容器，包括：外壳(10；10′)，所述外壳具有底壁(18)和其中形成有开口(38a)的前壁(22)，还包括容纳在所述外壳(10；10′)中且可收缩成片状结构的袋(12；12′)，所述袋(12；12′)具有顶壁(26)，底壁(28)，前缘(36)和形成在所述前缘(36)的中部且位于所述前壁开口(38a)的位置处的管口(38)，其特征在于，在袋呈扁平的片状结构时，沿着前缘(36)的方向对其进行测量，所述袋(12；12′)的顶壁和底壁(26，28)的宽度(W)大于外壳(10；10′)的宽度，且其中所述前壁开口(38a)位于外壳(10；10′)的底壁(18)附近。
2.如权利要求1所述的墨水容器，其特征在于，所述管口(38)被固定地保持在外壳的前壁(22)的开口(38a)中。
3.如权利要求1或2所述的墨水容器，其特征在于，所述袋(12；12′)的顶壁(26)和底壁(28)由位于袋的前缘(36)处的向内凸起的褶曲部(40)相互连接，且所述管口(38)被插入底壁(28)和所述褶曲部(40)的下折翼(46)之间的密封(44)之中。
4.如权利要求3所述的墨水容器，其特征在于，另一向内凸起的褶曲部(42)在所述袋(12；12′)的后缘将所述顶壁(26)和底壁(28)相互连接起来。
5.如权利要求3或4所述的墨水容器，其特征在于，所述袋(12；12′)的顶壁(26)和底壁(28)直接由沿着袋(12；12′)的侧缘延伸的密封(30)相互连接起来。
6.如前述权利要求中任意一项所述的墨水容器，其特征在于，所述管口(38)具有一保持件(48)，该保持件具有透镜状截面，且被插入所述袋(12；12′)的形成密封(44)的壁部(28，46)之间。
7.如前述权利要求中任意一项所述的墨水容器，其特征在于，所述袋(12；12′)的壁材料具有层状结构，包括至少两层合成树脂层(50，54)，它们之间插入一层金属层(52)。
8.如前述权利要求中任意一项所述的墨水容器，其特征在于，所述袋(12′)的底壁(28)比顶壁(26)硬。
9.如前述权利要求中任意一项所述的墨水容器，其特征在于，袋(12′)的宽度等于外壳(10′)的宽度加上外壳高度的两倍，且袋(12′)呈U形结构被容纳在外壳(10′)中，其两侧部(32，34)向上弯曲且达到外壳(10′)的顶壁(20)附近。
10.如权利要求9所述的墨水容器，其特征在于，一收缩引导配件(62)从外壳(10′)的顶壁(20)垂下，并伸入外壳的内部。
11.  如前述权利要求中任意一项所述的墨水容器，其特征在于，所述外壳(10′)由在焊缝(60)处被焊接在一起的两个杯形壳体组成，所述焊缝围绕容纳在外壳中的袋(12′)。
12.为如权利要求1所述的墨水容器充墨的方法，其特征在于，当袋(12；12′)以收缩和弯曲状态被容纳在外壳(10；10′)中且所述袋的至少一个侧部(32，34)向上弯曲，并被支撑在外壳(10；10′)的侧部(14，16)处时，墨水经管口(38)被导入到袋(12；12′)中，通过导入墨水，袋的顶壁(26)向上移位并离开底壁(28)。
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