专利名称：墨水包组件及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种墨水包组件及其制造方法，尤其涉及一种使墨水包组件的脱气(除气)或者抽气(排气)的变劣程度最小、并且防止该组件的墨水包因为抽空而变形的技术。
背景技术：
JP-A-11-129489(尤其是图1)披露了一种不透流体地含有或者容纳用于喷墨记录设备的墨水的已知墨水袋的示例。该墨水袋具有一个固定在其上的套筒或者中空圆柱形元件形式的开口。弹性密封元件或者塞子装配在该套筒元件中，从而墨水袋内部与该墨水袋的外部空间不透流体地相互隔离。该墨水袋容纳在盒壳体中，使得套筒元件通过盒壳体侧壁暴露出来。在墨水袋的使用中，盒壳体安装在喷墨记录设备上，使得装配在套筒元件中的弹性密封元件被设置在喷墨记录设备上的墨水出口针刺破。该喷墨记录设备具有记录头，可以操作为将墨水通过墨水出口针和与该针连接的供应导管或者管道从墨水袋传送到记录介质上。
用于喷墨记录设备的墨水通过以下方法来制造，该方法包括将墨水材料溶解在溶剂中的步骤和过滤墨水材料溶液的步骤。其中通过该方法制造的墨水装在墨水袋中，用于喷墨记录设备，因此溶解在墨水中的各种气体例如氮气、氧气和二氧化碳就随着墨水引入到记录头中，由此产生了会阻碍记录头流畅地传送墨滴的气泡，从而增加了记录头不良记录性能的风险。为了避免这一缺点，已经开始对墨水进行脱气或者排气处理，以在用墨水填充墨水袋之前减少溶解的气体量。这种脱气处理涉及在减压(负压)下在压力容器内搅拌墨水的操作。
当不透流体地填充了如此脱气或者排气的墨水的墨水袋被运输或者在使用之前长时间存储时，空气中的氧气和其它气体会溶解在该墨水袋内的墨水中。JP-B2-3-61592(尤其是第4栏4-7行和图1)披露了一种技术来防止这种气体溶解在墨水中。根据该技术，将填充有脱气墨水的墨水袋装在合适的墨水袋壳体内，该墨水袋壳体放置在真空腔中，所述真空腔内的压力被调整为低于大气压的减压状态，然后不透流体地封闭或者装在一个密封包装或者容器内，例如是一个塑料或者橡胶袋或者金属罐或者金属盒，从而在墨水袋的运输或者存储过程中，该壳体保持在抽空的密封包装内的减压下。如此得到的由墨水袋、墨水袋壳体以及密封包装构成的组件称之为“墨水包组件”。该墨水袋和墨水袋壳体共同配合构成墨水包。
为了防止喷墨记录设备的不良记录性能，需要如上所述地将用于记录设备的墨水保持在高度脱气或者排气的状态下。根据在JP-B2-3-61592中披露的上述技术的墨水包组件使得墨水保持在高度排气的状态下。当将分别包括较小的墨水袋壳体的多个这种墨水包组件安装在喷墨记录设备的盒中时，装在抽空的密封包装中的墨水袋壳体会因为该密封包装内的减压而或多或少的发生塌陷。在每个墨水包组件的较小墨水袋壳体的壁具有较小表面积的情况下，墨水袋壳体的塌陷不会在该墨水包组件的使用过程中导致明显的问题。当墨水包壳体具有极大的体积或者主要为平的结构时，墨水袋壳体的某些壁具有较大的表面积，该墨水袋壳体容易在密封包装内的减压之下发生变形，从而导致例如难以将墨水包组件安装在记录设备中或者导致安装失败，并且会发生从墨水包组件中泄漏墨水的问题。
发明内容
因此本发明的第一目的是提供一种墨水包组件，它被设置成使得墨水脱气的变劣程度最小，并可选择地能防止因为密封包装内部空间的抽空而导致墨水包变形或者破裂。本发明的第二目的是提供一种本发明的墨水包组件的制造方法。
本发明上述的第一目的可以通过本发明的第一方面来实现，该方面提供一种墨水包组件，包括不透流体地容纳有墨水的墨水包，以及不透流体地封闭该墨水包的密封包装，其中密封包装的内部空间充有惰性气体，所述惰性气体在所述墨水中的溶解度比空气的低。
在本发明的墨水包组件中，不透流体地含有墨水的墨水包被不透流体地封闭或者装在密封包装内，该密封包装的内部空间充有惰性气体，所述惰性气体在所述墨水中的溶解度比空气的低，从而墨水包中的墨水可以长期保持在一个高度脱气或者排气的状态下。
也就是，渗透到墨水包内的并且可以溶解在墨水中的惰性气体的量明显低于会溶解在墨水中的空气的量，从而可以有效地降低在该墨水包组件中墨水脱气的变劣程度。当密封包装的内部空间被抽空为减压时，如现有技术的墨水包组件那样，可以降低密封包装所需的抽空度，从而可以相应地减少因为密封包装内的减压和大气压之间的差异而导致墨水包发生变形或者塌陷的程度。当密封包装的内部空间保持在一个较高压力或者接近大气压的压力下时，可能施加在该密封包装上的冲击将被密封包装内包含的惰性气体所吸收，从而防止该墨水包损坏。
在本发明第一方面的墨水包组件的第一优选形式中，该惰性气体是氦气。
当以氦气作为惰性气体充入到密封包装的内部空间时，由于氦气是较为廉价的惰性气体，因此该墨水包组件的制造成本较低。
在本发明墨水包组件的第二优选形式中，该墨水包包括柔性墨水袋，该墨水袋在其一端具有开口，并设有喷管，该喷管在其外周表面上固定在开口的内表面上，该喷管具有用于在墨水袋的内部空间和外部空间之间连通的通道。该柔性墨水袋还设有封闭该通道的封闭元件。在墨水包组件的这种形式中，该柔性墨水袋含有所述墨水，使得通道中没有填充墨水而是填充有惰性气体。该喷管可以在其外周表面上固定在开口的内表面上。封闭元件可以是压配在通道中的塞子。
在本发明墨水包组件的第三优选形式中，该墨水包包括柔性墨水袋，该墨水袋在其一端具有开口，并设有喷管，该喷管在其外周表面上固定在开口的内表面上，该喷管具有用于在墨水袋的内部空间和外部空间之间连通的通道。该柔性墨水袋还设有压配在通道中的帽。在墨水包组件的这种形式中，该柔性墨水袋含有所述墨水，使得通道中没有填充墨水，而是被抽空为低于大气压的减压状态。
在本发明上述墨水包组件的第二和第三优选形式中，该柔性墨水袋含有所述墨水，使得喷管的通道中没有填充墨水，也就是该墨水袋中没有完全填充墨水，以避免在通道内表面上附着有墨水时在通道内表面和帽外表面之间会导致不良密封性。在墨水包组件的第二优选形式中，喷管的通道也填充有惰性气体，由于在墨水袋内的墨水中溶解的惰性气体的量小于会在墨水中溶解的空气的量，因此降低了墨水脱气的变劣程度。在墨水包组件的第三优选形式中，通道被抽空为减压状态，溶解在墨水袋内的墨水中的空气量较少，因此可以减少墨水脱气的变劣程度。
在本发明墨水包组件的第四优选形式中，将密封包装的内部空间抽空为低于大气压的减压状态，从而密封包装的内表面刚刚与墨水包的外表面相接触。
在本发明第四优选形式的墨水包组件中，可以长时间地维持理想的墨水脱气度，同时防止因为密封包装内的减压而使墨水包发生变形，否则这种变形将阻碍在记录设备上正确地安装墨水包组件或者导致墨水从墨水包中泄漏出来。
在墨水包组件的上述第四优选形式中，该减压相对于大气压来说优选在大约-20kPa和大约-60kPa之间。这种范围内的减压能有效防止墨水包的变形。
在本发明第四优选形式的墨水包组件的一个优选结构中，该墨水包包括不透流体地含有所述墨水的柔性墨水袋、装有该柔性墨水袋的墨水袋壳体、以及夹在墨水袋壳体内表面和墨水袋外表面之间的加强结构，以防止因为密封包装的内部空间内的减压而导致墨水袋壳体发生变形，由此保护墨水袋抵御墨水袋壳体的变形。
在墨水袋组件的上述优选结构中，该加强结构接受了基于密封包装内的减压而产生的并且作用在墨水袋壳体上的作用力。因此，即使当壳体具有较大的主表面时，该加强元件也能有效地降低墨水袋壳体的变形量。
在上述优选结构中，位于墨水袋壳体内适当位置的加强结构优选限定了一个其形状遵循着墨水袋的形状并且其内部装有该墨水袋的空间。这种结构确保了墨水袋壳体的高机械强度。
在上述优选结构中，加强结构优选包括第一网格元件，它具有第一网格以及用于覆盖墨水袋的相对主表面中的一个的第一弯曲部分；和第二网格元件，它具有第二网格和用于覆盖墨水袋的相对主表面中的另一个的第二弯曲部分，该第一和第二网格元件设置在墨水袋壳体内，使得墨水袋夹在第一和第二网格元件的第一和第二弯曲部分之间。
在加强结构包括上述的第一和第二网格元件的墨水包组件中，该第一和第二网格元件设置在墨水袋壳体内，从而第一和第二弯曲部分共同作用以在其间限定一个容纳墨水袋的空间。该第一和第二网格元件接受基于密封包装内的减压而作用在墨水袋壳体上的作用力。因为第一和第二网格元件中的每一个都具有网格，其重量远小于实心元件，因此与在墨水袋和墨水袋壳体之间设置实心加强结构相比，可以显著地降低加强结构的重量。
在加强结构具有上述的第一和第二网格元件的墨水包组件中，该第一和第二网格元件优选还具有各自的周边部分，它们分别位于第一和第二弯曲部分的外部，并且彼此配合以将墨水袋的相应周边部分夹在其中。在这种情况下，网格元件周边部分的尺寸基本等于墨水袋周边部分的尺寸。
在如上所述的第一和第二网格元件还具有周边部分的墨水包组件中，墨水袋装在由第一和第二网格元件的第一和第二弯曲部分所限定空间之间，同时墨水袋在其周边部分还由网格元件的周边部分夹在其中。在这种结构中，第一和第二弯曲部分的尺寸不必覆盖墨水袋的周边部分以及与墨水袋的内部空间相对应的中央部分。因此由弯曲部分所限定的并且其中装有墨水袋内的所述墨水的空间就可以制造得相对较小，从而可以相对减小墨水包的尺寸。
在其中墨水包包括加强结构的墨水包组件的一个优选结构中，墨水袋在其一端具有开口，并设有喷管，该喷管在其外周表面上固定在开口的内表面上，该喷管具有用于在墨水袋的内部空间和外部空间之间连通的通道，该墨水袋还设有压配在通道中的帽。在这种情况下，喷管固定在墨水袋壳体的相对端部中的一个上，设置在墨水袋壳体内的适当位置中的加强结构限定了一个容纳墨水袋的空间。从基本垂直于墨水袋的相对主表面并且与墨水袋壳体的相对端彼此相对的方向平行的平面看，该空间大体呈截面逐渐减小形。该大体呈逐渐减小形的空间沿着从墨水袋壳体上述相对端中的另一个朝向相对端中的上述一个的方向逐渐扩展。
在上述结构中，装在墨水袋相对靠近喷管的部分中的墨水体积远大于装在该墨水袋相对远离该喷管的其它部分中的墨水体积。这种结构可以从墨水袋中流畅地传送墨水。
上述第二目的通过本发明的第二方面来实现，在该第二方面中，提供一种制造本发明第一方面的第二优选形式中的墨水包组件的方法，该方法包括如下步骤墨水填充步骤，用于填充柔性墨水袋，但使得喷管的通道不填充墨水；抽空步骤，在墨水填充步骤之后，在墨水包封闭在密封包装内的同时，并且在将帽压配在通道中之前，将喷管的通道和密封包装的内部空间抽空至减压状态；以及充气步骤，在将帽压配在通道中之前，并且在将密封包装不透流体地封闭以不透流体地封闭该墨水包之前，用惰性气体对通道和密封包装的内部空间进行充气。
在本发明的第二方面的方法中，对柔性墨水袋进行填充而不用墨水填充墨水袋的喷管的通道。然后在墨水包封闭在密封包装内的同时，并且在帽压配在通道中之前，将喷管的通道和密封包装的内部空间抽空至减压状态。然后在帽压配在通道中之前，并且在将密封包装不透流体地封闭以不透流体地封闭该墨水包之前，用惰性气体对通道和密封包装的内部进行充气。
因此，上述不给墨水袋的喷管通道填充墨水的方法能够防止因为墨水附着在喷管通道内表面上而导致帽和通道之间流体密封性的下降。而当该通道和密封包装的内部空间填充有墨水的时候，可以溶解在墨水袋内的墨水中的惰性气体的量小于会溶解在墨水中的空气的量。因此，可以降低墨水脱气的变劣程度。
该第二目的还可以通过本发明的第三方面来实现，该第三方面提供一种制造本发明第一方面的第三优选形式的墨水包组件的方法，该方法包括如下步骤墨水填充步骤，用于填充柔性墨水袋，但使得喷管的通道不填充有墨水；抽空步骤，在墨水填充步骤之后，将通道抽空；以及充气步骤，在抽空步骤之后，并且在所述墨水包处于利用压配在通道中的帽而被封闭在密封包装中的同时，用惰性气体对密封包装的内部空间进行充气。
在本发明第三方面的方法中，填充柔性墨水袋，而使得该墨水袋的喷管通道不填充墨水。然后将喷管通道抽空至减压状态，接下来在所述墨水包处于利用压配在通道中的帽而被封闭在密封包装中的同时，用惰性气体对密封包装的内部空间进行充气。
因此，在没有给墨水袋喷管通道填充墨水的上述方法中，防止由于墨水附着在喷管通道内表面上而导致帽和通道之间流体密封性的变劣。另外，抽空喷管通道也使其可以减少在墨水袋内不透流体地含有的墨水中溶解的空气量，从而可以降低墨水脱气的变劣程度。而不透流体地封闭墨水包的密封包装充有惰性气体，因此渗透穿过墨水包并且可以溶解在墨水中的惰性气体的量小于会溶解在墨水中的空气的量。所以，可以进一步降低墨水脱气的变劣程度。
通过参考以下附图阅读本发明下述优选实施方案的详细说明，可以更好地理解本发明的上述和其它目的、特征、优点、以及技术和工业上的意义。
图1是根据本发明一个实施方案构成的墨水包组件的透视图；图2是沿着图1的2-2线的截面的正视图；图3是墨水包组件的墨水包的分解透视图；
图4是墨水包组件的墨水袋的部分截面的前视图；图5是沿着图4的5-5线的截面图；图6是用于解释制造图1和图2的墨水包组件的方法的视图；图7是用于显示墨水包和墨水出口针的放大视图；图8是根据本发明另一个实施方案的墨水包组件的分解透视图；图9是图8的墨水包组件的纵向截面图。
具体实施例方式
首先，参考图1和图2，其中显示了墨水包组件1，它由墨水包2和密封包装4构成，该密封包装4是封闭或者覆盖该墨水包2的不透流体的封闭袋的形式。墨水包2设置成不透流体地含有墨水，该墨水已经经过了上述的脱气或者排气处理。如下详细所述，密封包装4充有惰性气体，该气体在墨水中的溶解度低于空气。在该实施方案中，密封包装4充有氦气。如果需要，该密封包装4被抽空至低于大气压的并经过适当确定后的减压状态，从而密封包装4刚刚与墨水包2的外表面相接触。
墨水包2包括不透流体地充有适当体积脱气墨水的柔性墨水袋5，以及容纳该墨水袋5的墨水袋壳体12。墨水袋5由两个片形成，每个片是由多个膜彼此叠置在一起构成的层状结构形式。这两个片彼此叠置，除了每个片周边的非熔接部分之外，这两个片沿着它们的周边熔接在一起，从而这两个片形成墨水袋5，它具有与上述非熔接部分相对应的开口5a，如图4所示。墨水袋5设有喷管7，它在其外周面上熔接在开口5a的内表面，如图5所示。喷管7具有通道6，用于在所述墨水袋的内部空间和外部空间之间连通。喷管7被设置为使得塞子状的封闭元件8压配在该喷管7内，从而封闭通道6，也就是将墨水袋5的内部空间与外部空间不透流体地隔离。
用于形成墨水袋5的这两个片中的每一个是如下构成的层状结构铝合金的中间层；在该铝合金中间层相对表面中的其中一个上形成的第一黏合剂层；在该第一黏合剂层上形成的尼龙外层；在中间层的另一个表面上形成的第二黏合剂层；在该第二黏合剂层上形成的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)层；在PET层上形成的第三黏合剂层；以及在第三黏合剂层上形成的聚丙烯内层。由上述层压片形成的墨水袋5具有高度的耐用性。特别地，聚丙烯内层使得墨水袋5对该墨水袋5中含有的墨水具有高度的耐腐蚀性，同时铝合金中间层防止气体渗透穿过该墨水袋5，由此防止墨水脱气或者排气的变劣。
熔接在墨水袋5的开口5a上的喷管7是一个套管元件或者中空圆柱体元件的形式，它由主要成分是具有高度耐墨水腐蚀性的聚丙烯的材料形成。即，喷管7的材料的主要成分与墨水袋5内层的材料相同，从而在喷管7外周表面上一体地形成的多个肋7a可以牢固地固定在开口5a上，因此可以防止气体流通过墨水袋5和喷管7之间的熔接部分进入该墨水袋5，由此防止墨水袋5内的墨水脱气或者排气的变劣。穿过喷管7而形成的通道6具有在相对端部18，19之间形成的中间空间20。该空间20的内直径大于所述相对端部18，19的内直径，并设置成用于容纳塞子8。
塞子8由丁基橡胶或具有高度弹性或者回弹性的类似材料形成，以确保在当已经刺破塞子8的墨水出口针17(将在后面详细描述)从塞子8中除去之后该墨水袋5具有足够的流体密封性。如上所述，塞子8压配在喷管7的通道6的空间20内。当塞子8被墨水出口针17刺破时，通道6的内端部分18防止塞子8朝着喷管7的内开口端(朝着袋5的内部空间)移动。当从塞子8中除去墨水出口针17时，通道6的外端部分19防止塞子8朝着喷管7的外开口端移动。
如图3所示，容纳如此构成的墨水袋5的墨水袋壳体12包括上部元件12a和下部元件12b，它们具有基本相同的结构。上部元件12a和下部元件12b中的每一个具有矩形底壁9，以及从该底壁9的四个侧边缘分别延伸的四个侧壁10。上部元件12a和下部元件12b在四个侧壁10的端面上对接在一起，从而限定一个其中容纳墨水袋5的内部空间11，使得墨水袋5的大体为平的形状的相对主表面与该相对的底壁9相对。
墨水袋壳体12的上部元件12a和下部元件12b中每一个的底壁9具有矩形内表面，它们的尺寸基本与墨水袋5的相对主表面的相同。上部元件12a和下部元件12b中每一个的四个侧壁10中的一个具有切口10a，从而两个元件12a，12b的切口10a共同配合而限定一个基本圆形的孔，在该孔中牢固地装配有喷管7的外端部分，从而装配在通道6内的塞子8可以通过上部元件12a和下部元件12b的对应侧壁10形成的开口而接近。容纳墨水袋5的墨水袋壳体12，也就是墨水包2不透流体地封闭或者装在密封包装4内。
密封包装4由两个分别为层状结构形式的片形成，它们不允许空气渗透穿过其中，与上述墨水袋5所用的两个片类似。这两个片彼此叠置，并沿着它们的周边热熔接在一起，从而形成密封袋形式的密封包装4。该密封包装4防止空气渗透穿过其中而进入到其内部空间内，因此防止空气渗透到墨水袋5内，否则该空气会溶解在墨水中，并降低墨水袋5内的墨水脱气度。
密封包装4容纳墨水包2的内部空间充有或者填充氦气。通过墨水袋壳体12的上部元件和下部元件的侧壁10的对接端面之间的间隙，也给墨水袋壳体12的内部空间填充氦气。尽管氦气会渗透穿过墨水包2，但是在不透流体地装在墨水袋5内的墨水中溶解的氦气量小于会溶解在该墨水中的空气量，这是因为氦气在墨水中的溶解度比空气的低。因此，由氦气导致的墨水脱气的变劣程度明显低于空气所导致的墨水脱气的变劣程度。密封包装4的内部空间可以保持在一个减压或负压下、保持在大气压、或者高压或正压下。当密封包装4被抽空至减压时，确定该减压而使得在密封包装4外侧的大气压作用下，密封包装4刚刚与墨水袋壳体12的外表面紧密接触。例如，相对于大气压而言，在-20kPa至-60kPa之间选择该减压，优选在-40kPa至-60kPa之间选择该减压。当密封包装4的内部空间保持在升高的正压的情况下，利用容纳在该密封包装4内的氦气而使得该密封包装4保持为膨胀状态。当密封包装4的内部空间保持在一个高压或者接近大气压的压力下，在墨水包组件1运输过程中当墨水包组件1落下或者向该墨水包组件1施加外力时，会作用在该密封包装4上的冲击由容纳在密封包装4内的氦气所吸收，从而防止该墨水袋壳体12损坏。
密封包装4内部空间填充的气体不限于氦气，可以是适当的稀有气体，例如氖气，或者在墨水中溶解度低于空气的其它惰性气体。
下面参考图6，描述制造如上构成的墨水包组件1的方法。首先，当墨水袋5被设置成使通道6沿着竖直方向延伸时，将装在墨水袋壳体12内的墨水袋5通过穿过喷管7而形成的通道6来填充墨水。在该实施方案中，墨水袋5没有完全填充有墨水，也就是将墨水袋5填充为使得喷管7的通道6没有填充墨水，以避免因为墨水附着在通道6的内表面上而导致通道6的内表面和压配在该通道6内的塞子8的外表面之间密封性不好。在用墨水填充该墨水袋5的这种方式中，在墨水袋5内部空间靠近喷管7的下开口端的部分处，该墨水袋5具有一个没有填充墨水的空腔22，如图6所示。
当密封包装4的内部空间被抽空时，在将塞子8压配在喷管7的通道6的空间20内之前，将容纳如上所述填充有墨水的墨水袋5的墨水包2装在密封包装4内。然后封闭在密封包装4内的墨水包2被放置在真空腔21内，处于密封包装4的敞开状态，从而通道6、墨水袋5内的空腔22、以及密封包装4内的内部空间保持暴露在减压条件下。
真空腔21填充有氦气，同时空腔22和密封包装4的内部空间保持为暴露在减压条件下，从而通道6、空腔22以及密封包装4的内部空间填充有氦气。引入到通道6、空腔22以及密封包装4内的氦气体积确定了密封包装4内的压力。然后，将塞子8压配在喷管7的通道6内，用热熔接操作将密封包装4的开口不透流体地封闭，同时墨水包2保持在真空腔21内。因此制造了该墨水包组件1。
在其中密封包装4充有氦气的如此制造的墨水包组件1中，渗透穿过墨水袋5和喷管7并且可以溶解在墨水袋5内的墨水中的氦气量明显小于会溶解在墨水中的空气的量，因为氦气在墨水中的溶解度比空气低。因此，氦气不会明显的使墨水的脱气或者排气显著变劣。尽管没有填充墨水的空腔20仍保留在墨水袋5中，但是该空腔20内填充了氦气而不是空气，因此使得墨水的脱气的变劣程度最小。
在该墨水包组件1的制造方法中，当密封包装4的内部空间充有氦气时，墨水袋5的通道6和空腔22也都充有氦气。但是，通过首先将塞子8压配在喷管7的通道6中，然后给真空腔21填充氦气，可以将通道6和空腔22抽空至减压状态。在这种情况下，只有密封包装4的内部充有氦气。在这样制造的墨水包组件1中，由于氦气在墨水中的较低溶解度，即使在氦气渗透穿过墨水袋5或者喷管7的情况下，由氦气而导致的墨水脱气的变劣程度也较小。因为保留在墨水袋5中的通道6和空腔22被抽空至低于大气压的减压状态，因此降低了不透流体地容纳在墨水袋5内的墨水中空气的溶解量，由此进一步降低了墨水脱气的变劣程度。
当如上构成的墨水包组件1用于喷墨记录设备时，打开密封包装4，将墨水包2从该密封包装4内取出，如图7所示。将墨水包2安装在喷墨记录设备上，并将墨水袋壳体12沿着在该设备上设置的引导件(未显示)移动。然后用墨水出口针17刺破塞子8，从而针17的自由端部位于墨水袋5内。墨水出口针17通过管状的供应导管16连接至记录设备的记录头，从而给记录头提供墨水。
下面参考图8和9，描述包括墨水包26并且根据本发明第二实施方案构成的墨水包组件28。该墨水包26包括在墨水袋5的外表面和墨水袋壳体12内表面之间设置的加强结构23。设置该加强结构23来防止墨水袋壳体12的变形或者塌陷，而这种变形或者塌陷会对墨水袋壳体12中装着的墨水袋5造成不好的影响。即不透流体地封闭或者容纳墨水包26的密封包装4内部空间内的减压会作用在墨水袋壳体12上，从而因为该减压而产生的作用力会使得墨水袋壳体12变形或者塌陷。
加强结构23由第一网格元件23a和第二网格元件23b构成，其中该第一网格元件23a具有接触或者覆盖墨水袋5的其中一个主表面的弯曲表面，第二网格元件23b具有接触或者覆盖墨水袋5的另一个主表面的弯曲表面。在该实施方案中，第一和第二网格元件23a，23b是如图8所示的下部元件和上部元件。因为第一和第二网格元件23a，23b的结构彼此一致，因此仅描述第一网格元件23a。以下描述同样适用于第二网格元件23b。
第一网格元件23a包括大体为弯曲状的基板24和网格25，当该第一网格元件23a位于墨水袋壳体12内的适当位置上时，基板24和网格25分别位于上述墨水袋5的一个主表面的一侧上和墨水袋壳体12的底壁9的内表面一侧上。网格25固定在基板24的处于底壁9一侧上的相对表面中的一个上。
基板24包括较大的弯曲中央部分24c，该部分的曲率遵循着墨水袋5的上述一个主表面的曲率，其中当墨水袋5装有墨水时，这个主表面是凸起的。基板24还包括两个较窄的、平行的并且是平的周边部分24a，24a，它们位于弯曲中央部分24c的各相对侧上，基板24还包括颈部24b，该部分从弯曲中央部分24c的对应端部朝着墨水袋5在喷管7一侧上的端部延伸。所述平行的平的周边部分24a位于弯曲中央部分24c的外部。如图9所示，弯曲中央部分24c的形状如此构成，从而当第一和第二网格元件23a，23b设置在墨水袋壳体12中时，使得第一和第二网格元件23a，23b的弯曲中央部分24c共同配合而限定一个容纳填充有墨水的墨水袋5的空间，将该墨水袋5夹住。沿着与底壁9(墨水袋5的相对主表面)垂直并且与平的周边部分24a平行的平面看，该空间大体呈截面逐渐减小形。该大体呈逐渐减小形的空间沿着从壳体12的远离切口10a的相对端部中的一个朝着设有该切口10a的另一个端部的方向延伸。即，两个弯曲中央部分24c之间的距离沿着从上述每个中央部分24c设有颈部24b的端部朝着该中央部分24c远离该颈部24b的相对端部的方向逐渐减小。当第一网格元件23a设置在墨水袋壳体12内时，从垂直于底壁9的方向看，基板24的尺寸大致与墨水袋5的尺寸相等或比其略大。
网格25由与较窄的平的周边部分24a平行的多个第一长条形平行壁、以及与该第一平行壁垂直的多个第二长条形平行壁构成。这些第一和第二平行壁从基板24的远离墨水袋5的相对主表面中的一个延伸，从而该第一和第二平行壁垂直于基板24的上述一个主表面。网格25的第一和第二平行壁具有与底壁9的内表面相接触的端面。也就是，这些端面大体限定了一个与底壁9的内表面平行的平面。基板24和网格25可以由树脂材料整体形成来作为加强元件23，但是网格25可以由纸质材料(波纹纤维板)形成。
第一和第二网格元件23a，23b位于墨水袋5的各相对侧上，从而夹着墨水袋5。由于网格元件23a，23b的基板24与充有墨水的墨水袋5的主表面具有基本相同的尺寸，因此网格元件23a，23b的两个平的周边部分24a共同配合以夹着墨水袋5的相应的相对周边部分。在这种情况下，墨水袋5的喷管7由两个网格元件23a，23b的颈部24b夹在其中。加强元件23位于墨水袋壳体12内的适当位置处，从而第一和第二网格元件23a，23b的网格25位于壳体12的底壁9的一侧上。
与第一实施方案中所用的墨水包2相同，包括如此构成的加强元件23的墨水包26被不透流体地封闭或者容纳在密封包装4内。密封包装4的内部空间被抽空至低于大气压的减压。相对于大气压而言，该减压选自大约-20kPa至-60kPa的范围，优选在大约-40kPa。另外，密封包装4内充有氦气。将密封包装4的内部空间抽空并给其填充氦气的结果是，通过上部元件和下部元件12a，12b之间的间隙，墨水袋壳体12的内部空间也被抽空并充有氦气。当减压选自上述范围时，密封包装4刚好与壳体12的外表面相接触，可以避免因为该减压导致壳体12变形量过大。
在墨水袋壳体12的上部元件和下部元件12a，12b中每一个的底壁9具有较大表面积的时候，由于密封包装4内的减压，该底壁9在其中央部分可能会有一些变形的危险。但是在壳体12内有加强元件23的情况下，基于密封包装4内的减压而产生的作用力由加强元件23所接收，因此即使当底壁9具有较大表面积的时候，也可以由该加强元件23来基本防止上部元件和下部元件12a，12b的底壁9的变形。
由于墨水袋5由加强元件23的第一和第二网格元件23a，23b夹着，因此基于密封包装4内的减压产生的作用力由加强元件23所接收，不会作用在墨水袋5上。因此加强元件23保护墨水袋5不会因为减压而破裂并随后使墨水从墨水袋5中泄漏出来。
当密封包装4的内部被抽空至大约-40kPa的减压时，难以长期维持墨水的脱气或者排气的初始程度。因此在该第二实施方案中，将密封包装4内的残余空气用氦气置换，并且通过上部元件和下部元件12a，12b之间的间隙，给墨水袋壳体12的内部空间也充有氦气。即使氦气渗透穿过墨水袋5，因为氦气在墨水中具有较低的溶解度，因此可以溶解在墨水中的氦气量也比会溶解在墨水中的空气量少。因此，可以降低墨水脱气的变劣程度。
密封包装4的内部空间可以充有氦气，并保持在不低于大气压的压力下，以减少墨水脱气的变劣程度。但是在这种情况下，密封包装4膨胀至较大体积，极大地增加了作为一个整体的墨水包组件28的体积，从而在墨水包组件28的运输和存储过程中产生问题。当氦气保持在不低于大气压的压力之下时，在墨水包组件28的操作期间，由于穿过密封包装4的销孔等的局部形成，存在着氦气从密封包装4泄漏的较高风险。在大气压或者较高压力之下，通常不容易检测到这种氦气的泄漏，而这种泄漏会导致周围的空气流入到密封包装4内，并随后使得墨水脱气发生变劣。
但是在该实施方案中，密封包装4充有保持在低于大气压的压力下的氦气(例如大约-40kPa)，从而密封包装4保持为紧凑的状态而没有膨胀，并且因为空气通过销孔流入到密封包装4内会导致该包装4与墨水包26的外表面相分开，因此可以较容易地检测到在墨水包组件28的操作过程中穿过密封包装4的销孔等的局部形成。因此，在将墨水包组件28用在喷墨记录设备上之前，可以较容易地检测到损坏的墨水包组件28。
该墨水包组件28的密封包装4内部空间所填充的气体不限于氦气，可以是例如氖气的适当稀有气体，或者是其在墨水中的溶解度低于空气的其它惰性气体。
与第一实施方案的墨水包组件1类似，通过在充有氦气的真空腔21内将(填充有墨水的)墨水袋5的空腔22和密封包装4的内部空间抽空至所需的减压状态(大约-40kPa)，由此将空腔22和密封包装4的内部空间充有氦气，可以制造第二实施方案的墨水包组件28。然后将塞子8压配在墨水袋5的喷管7的通道6内，并将密封包装4的开口通过热熔接而不透流体地封闭，同时装在该密封包装4内的墨水包26保持在真空腔21内。
在如上构成和制造的墨水包组件28中，留在墨水袋5内的并且没有填充墨水的空腔22被充有氦气，并且要溶解在墨水中的氦气量少于会溶解在墨水中的空气量，从而可以降低墨水袋5内装着的墨水的脱气或者排气的变劣程度。
由位于墨水袋5内的加强元件23所限定的并且其中容纳着墨水袋5的空间大体呈截面逐渐减小形，如图9所示，从而沿着朝向壳体12的具有切口10a的侧壁10的方向而言，第一和第二网格元件23a，23b之间的距离逐渐增加。因此，在墨水袋5的相对靠近喷管7的部分中容纳的墨水体积远大于在墨水袋5相对远离喷管7的其它部分中容纳的墨水量。这种结构使得墨水可以从墨水袋5通过墨水出口针17以及供应导管16向喷墨记录设备流畅地传送。
在将密封包装4内的减压调整为使该密封包装4刚好与墨水包26的外表面相接触的上述墨水包组件28中，防止了在该组件28的运输或者该组件28长期保存期间墨水包26的变形，而这种变形将阻碍使该墨水包组件28适当地安装在喷墨记录设备上。另外，墨水袋壳体12内的加强元件23接收了密封包装4内的减压所产生的作用力，并且即使当墨水包26具有较大主表面时，也能防止该墨水包26的壳体12因为减压而变形。另外，采用氦气填充密封包装4的内部空间，有效地降低了墨水脱气的变劣程度，因为氦气在墨水中的溶解度低于空气的溶解度。因此该墨水包组件28确保了记录设备的良好记录质量，而没有在墨水袋5内产生的气泡所带来的记录问题。
与在第一实施方案中的墨水包组件1一样，密封包装4的内部空间可以保持在一个高压或正压下或者接近大气压的压力下。在这种情况下，施加在墨水袋壳体12上的冲击会被保持在这种压力下的氦气所吸收，因此可以保护壳体12不会因为冲击而损坏。
尽管已经为了进行示意而描述了本发明上述优选实施方案，但是可以理解，本发明不限于上述实施方案的细节，而是可以进行本领域技术人员会进行的各种改变、改动和改进，同时仍然不会脱离本发明的精神和范围。
尽管墨水包2，26都包括墨水袋5和墨水袋壳体12，但是所述墨水可以直接装在或者容纳在壳体12内，而不使用墨水袋5。或者墨水包可以不包括墨水袋壳体12。在这种情况下，墨水袋5可以直接封闭在密封包装4内。
另外，墨水包组件28可以进行改进，使得直接容纳墨水的壳体12由适当的加强元件所加强，或者使得墨水袋5由密封包装4内的适当加强元件所加强，而没有墨水袋壳体12。
权利要求
1.一种墨水包组件(1；28)，包括不透流体地容纳墨水的墨水包(2；26)，以及不透流体地封闭所述墨水包的密封包装(4)，其特征在于，所述密封包装的内部空间充有惰性气体，该惰性气体在所述墨水中的溶解度比空气的低。
2.如权利要求1的墨水包组件，其中所述惰性气体是氦气。
3.如权利要求1或2的墨水包组件，其中所述墨水包(2；26)包括在其一端具有开口(5a)的柔性墨水袋(5)，该墨水袋设有固定在所述开口上的喷管(7)，所述喷管具有用于在所述墨水袋的内部空间和外部空间之间连通的通道(6)，所述柔性墨水袋还设有封闭所述通道的封闭元件(8)，其中所述墨水袋含有所述墨水，并使得所述通道中没有填充墨水，而是充有所述惰性气体。
4.如权利要求3的墨水包组件，其中所述喷管(7)在其外周表面上固定在所述开口(5a)的内表面上。
5.如权利要求3的墨水包组件，其中所述封闭元件(8)是压配在所述通道(6)中的塞子。
6.如权利要求1或2的墨水包组件，其中所述墨水包(2；26)包括在其一端具有开口(5a)的柔性墨水袋(5)，所述墨水袋设有以其外周表面固定在所述开口内表面上的喷管(7)，所述喷管具有用于在所述墨水袋的内部空间和外部空间之间连通的通道(6)，所述柔性墨水袋还设有压配在所述通道中的帽(8)，其中所述柔性墨水袋含有所述墨水，并使得所述通道中没有填充墨水，而是被抽空至低于大气压的减压状态。
7.如权利要求1或2的墨水包组件，其中所述密封包装(4)的内部空间被抽空至低于大气压的减压状态，从而所述密封包装的内表面刚好与所述墨水包(2；26)的外表面相接触。
8.如权利要求7的墨水包组件，其中相对于大气压而言，所述减压选自大约-20kPa至大约-60kPa的范围内。
9.如权利要求7的墨水包组件，其中所述墨水包(26)包括不透流体地容纳有所述墨水的柔性墨水袋(5)、容纳所述柔性墨水袋的墨水袋壳体(12)、以及夹在所述墨水袋壳体的内表面和所述墨水袋的外表面之间的加强结构(23)，该加强结构用于防止因为所述密封包装内部空间内的所述减压造成的所述墨水袋壳体变形，由此保护所述墨水袋抵御所述墨水袋壳体的变形。
10.如权利要求9的墨水包组件，其中设置在所述墨水袋壳体(12)内适当位置的所述加强结构(23)限定了一个空间，该空间的形状遵循着所述墨水袋(5)的形状，并且该空间内容纳所述墨水袋。
11.如权利要求9的墨水包组件，其中所述加强结构(23)包括第一网格元件(23a)，它具有第一网格(25)和用于覆盖所述墨水袋(5)相对主表面之一的第一弯曲部分(24c)；以及第二网格元件(23b)，它具有第二网格(25)和用于覆盖所述墨水袋的所述相对主表面中的另外一个的第二弯曲部分(24c)，其中所述第一和第二网格元件设置在所述墨水袋壳体中，从而所述墨水袋夹在所述第一和第二网格元件的所述第一和第二弯曲部分之间。
12.如权利要求10的墨水包组件，其中所述第一网格元件(23a)还具有位于所述第一弯曲部分(24c)外部的第一周边部分(24a)，所述第二网格元件(23b)还具有位于所述第二弯曲部分(24c)外部的第二周边部分(24a)，所述第一和第二周边部分相互配合而夹着所述墨水袋(5)的对应周边部分，并且所述第一和第二周边部分的尺寸大致等于所述墨水袋的所述周边部分的尺寸。
13.如权利要求9的墨水包组件，其中所述墨水袋(5)在其一端具有开口(5a)，还设有以其外周表面固定在所述开口内表面上的喷管(7)，所述喷管具有用于将所述墨水袋的内部空间和外部空间之间连通的通道(6)，所述墨水袋还设有压配在所述通道中的帽(8)，其中所述喷管固定在所述墨水袋壳体相对端中的一个上，设置在所述墨水袋壳体(12)内适当位置的所述加强结构(23)限定了一个容纳所述墨水袋的空间，从大致与所述墨水袋的相对主表面垂直并且与所述墨水袋壳体的所述相对端部彼此相对的方向平行的平面看，所述空间大致呈截面逐渐减小形，所述大致呈逐渐减小形的空间沿着从所述墨水袋壳体的所述相对端部中的另一个朝着所述相对端部的所述一个的方向逐渐扩展。
14.一种用于制造权利要求3所述的墨水包组件的方法，其特征在于包括如下步骤墨水填充步骤，填充所述柔性墨水袋(5)，而使得所述喷管(7)的所述通道(6)没有填充墨水；抽空步骤，在所述墨水填充步骤之后，在所述墨水包封闭在所述密封包装内的同时，并且在将所述帽压配在所述通道中之前，对所述喷管的所述通道以及所述密封包装的所述内部空间抽空至减压状态；以及充气步骤，在所述帽压配在所述通道中之前，并且在所述密封包装不透流体地封闭以不透流体地封闭所述墨水包之前，用所述惰性气体填充所述通道和所述密封包装的所述内部空间。
15.一种用于制造如权利要求4所述的墨水包组件的方法，其特征在于包括如下步骤墨水填充步骤，填充所述柔性墨水袋(5)，而使得所述喷管(7)的所述通道(6)没有填充墨水；抽空步骤，在所述墨水填充步骤之后，抽空所述通道；以及充气步骤，在所述抽空步骤之后，并且在所述墨水包处于利用压配在所述通道中的帽而被封闭在所述密封包装中的同时，用所述惰性气体填充所述密封包装(4)的所述内部空间。
全文摘要
一种墨水包组件(1；28)，包括不透流体地容纳墨水的墨水包(2；26)，以及不透流体地封闭所述墨水包的密封包装(4)，其中所述密封包装的内部空间充有惰性气体例如氦气，该惰性气体在所述墨水中的溶解度比空气的低。按照需要，将密封包装的内部空间相对于大气压而言抽空至－20kPa到－60kPa的减压。该墨水包包括墨水袋(5)，并设有带通道(6)的喷管(7)，以及用于封闭该通道的帽(8)。当抽空密封包装时，该墨水包优选还包括容纳墨水袋的墨水袋壳体(12)，以及夹在所述壳体和墨水袋之间的加强结构(23)，以防止墨水袋的变形。还披露了制造该墨水包组件的方法。
文档编号B65D81/28GK1498764SQ20031010455
公开日2004年5月26日 申请日期2003年10月31日 优先权日2002年10月31日
发明者清水阳一郎, 王冰 申请人:兄弟工业株式会社