JP2009119726A - 液体収容容器及びそれに用いる液体検出ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】落下時のような衝撃が作用しても、特に圧電素子等のセンサチップを破損させることのない構造を備えた液体収容容器及びそれに用いる液体検出ユニットを提供する。
【解決手段】液体収容容器に装着される液体検出ユニットは、液体収容容器の液体収容部から導入された液体を液体消費装置に供給する経路途中に配置される。センサチップは、液体検出室１４６に連通して液体を受け入れるセンサキャビティ１３２Ａに振動を印加して、その振動に伴う自由振動の状態を検出する。液体検出室１４６と液体導出部１０９とは、弾性を有する管路部材１２１によって連結されている。
【選択図】図１３

Description

本発明は、例えばプリンタ用のインクカートリッジ等に好適な液体収容容器及びそれに用いる液体検出ユニットに関する。

従来、液体噴射ヘッドのノズルから液滴を噴射する液体消費装置として、インクジェット式プリンタがある。このインクジェット式プリンタには、インクカートリッジをキャリッジ以外の場所に搭載するオフキャリッジタイプのインク供給システムを備えるものがある。このオフキャリッジタイプのインク供給システムを備える場合としては、大判印刷のために大容量のインクカートリッジを備える場合、及び、インクカートリッジを搭載しないことによりキャリッジを小型化し、インクジェット式プリンタを小型化、薄型化する場合等がある。

インクカートリッジにはインクの残量を検出するためのインク検出ユニットを搭載するのが一般的である。オフキャリッジタイプのインクカートリッジは、例えば特許文献１等に開示されている。

インク検出ユニットは圧電素子等のセンサを含み、センサにて検出された電気信号は、インクカートリッジに搭載された回路基板上の記憶素子に記憶される。

特許文献２には、圧電素子自体を保護膜により保護することが提案されている。
特開２００２−１９１３６号公報 特開２００６−１２３２１２号公報

ところで、インクカートリッジに、落下時のような衝撃が作用すると、液体検出ユニットが破損し、ひいてはセンサが破損する虞がある。

特許文献２に開示された保護膜は、圧電素子が湿気により破壊されることを保護膜により保護するもので、落下衝撃からの保護を目的としていない。仮に、落下衝撃の保護を目的として保護膜を形成すれば、保護膜が厚くせざるを得ない。この場合、例えば圧電素子を励起後の自由振動を妨げ、圧電素子の動作を妨げてしまう。

そこで、本発明の目的は、落下時のような衝撃が作用しても、特に圧電素子等のセンサを破損させることのない構造を備えた液体収容容器及びそれに用いる液体検出ユニットを提供することにある。

本発明の一態様に係る液体収容容器は、液体収容部と、前記液体収容部から導入された液体を液体消費装置に供給する経路途中に配置される液体検出ユニットとを有し、前記液体検出ユニットは、一体成形された樹脂製のユニットケースと、前記ユニットケースに保持されるセンサチップとを含み、前記ユニットケースは、前記液体収容部と連通される液体導入部と、前記液体導入部に連通する液体検出室と、前記液体検出室を通過した前記液体を、前記液体消費装置に供給する液体導出部と、前記液体検出室と前記液体導出部とを連通させる管路部材とを含み、前記センサチップは、前記液体検出室に連通して前記液体を受け入れるセンサキャビティに振動を印加して、前記振動に伴う自由振動の状態を検出し、前記液体検出室と前記液体導出部とは、弾性を有する前記管路部材によって連結されていることを特徴とする。

本発明の一態様では、液体検出室と液体導出部とが弾性を有する管路部材によって連結されている液体検出ユニットが液体収容容器に組み込まれている。液体収容容器に液体検出ユニットの液体導入部及び液体導出部が保持されたとしても、管路部材での弾性は担保される。よって、液体収容容器を例えば落下させても、管路部材の弾性変形によって液体検出ユニットに作用する衝撃を緩和でき、ひいてはセンサチップの破損を防止できる。

本発明の一態様では、前記液体検出室と前記液体導出部との間にスリットが形成されることが好ましい。例えば、液体検出室と液体導出部とを弾性を有する管路部材のみによって連結することで、液体検出室と液体導出部との間にスリットを形成することができる。これにより、管路部材の曲げ剛性を弱めることができ、衝撃吸収部材としての機能を強化できる。

本発明の一態様では、前記液体導入部は、前記ユニットケースの背面側に突出形成され、前記液体導出部は、前記ユニットケースの前記背面側より表面側に液体を導く流路と、前記流路の前記表面側にて開口する液体導出口とを含み、前記管路部材は、前記液体検出室に連結された上流端部から、前記液体導出部の前記背面側に連結された下流端部に向かう管路方向を、前記背面側から前記表面側に向かう前記液体導出部の前記流路の方向に対して傾斜させることができる。

管路部材を傾斜して配置することで、液体検出室と液体導出部との間にスリットを形成することができる上、限られたスペース内で管路部材の長さを確保して、管路部材の曲げ剛性を弱めることができ、衝撃吸収部材としての機能を強化できる。

本発明の一態様によれば、前記管路部材の断面の輪郭を実質的に円形とすることができる。つまり、管路部材は円形の中空横断面となり、断面矩形よりも曲げ剛性を弱めることができ、衝撃吸収部材としての機能を強化できる。

本発明の一態様では、前記ユニットケースは、ポリオレフィン系材料にて成形することができる。ポリオレフィン系材料は、応力が加わった場合の耐性に優れる上に、その材料の特性から管路部材の弾性も担保できる。また、ポリオレフィン系材料は、液体検出ユニットをインク検出ユニットとして用いる場合にインクとの相性がよい。

本発明の一態様では、前記液体収容部は、弾性シール部材を介して前記液体導入部を受け入れる液体導出部材を有することができる。

こうすると、液体検出ユニットの液体導入部が弾性的に保持されることになる。よって、液体導出部が液体収容容器にリジットに固定されていたとしても、液体検出ユニットは、液体導入部が弾性的に保持され、管路部材が弾性変形可能であるので、液体検出ユニットが揺動変位することで、液体出ユニットに作用する衝撃を吸収できる。

本発明の一態様では、前記液体収容部及び前記液体検出ユニットを保持する容器本体を含み、前記容器本体は、前記液体検出ユニットの前記液体導出部を位置規制する第１の位置規制部材を含むことができる。

液体検出ユニットの液体導出部は、液体消費装置側と接続されるので、容器本体に対して位置決めされることが好ましく、その位置決めを第１の位置規制部材により行なうことができる。この場合、液体収容容器の例えば落下時等に、液体導出部と第１の位置規制部材とに作用する衝撃力は、上述の管路部材の弾性変形によって低減できる。

本発明の一態様では、前記容器本体は、前記第１の位置規制部材と協働して、前記液体検出ユニットを位置規制する第２の位置規制部材を含むことができる。

この際、第２の位置規制部材は、液体検出ユニットをリジットに保持してもよく、弾性的に保持しても良い。この第１の位置規制部材と液体検出ユニットとの間に作用する衝撃力も、上述の管路部材の弾性変形によって低減できるからである。

本発明の他の態様に係る液体検出ユニットは、液体収容容器に装着されて、前記液体収容容器の液体収容部から導入された液体を液体消費装置に供給する経路途中に配置される液体検出ユニットにおいて、一体成形された樹脂製のユニットケースと、前記ユニットケースに保持されるセンサチップとを有し、前記ユニットケースは、前記液体収容容器の前記液体収容部と連通される液体導入部と、前記液体導入部に連通する液体検出室と、前記液体検出室を通過した前記液体を、前記液体消費装置に供給する液体導出部と、前記液体検出室と前記液体導出部とを連通させる管路部材と、を含み、前記センサチップは、前記液体検出室に連通して前記液体を受け入れるセンサキャビティに振動を印加して、前記振動に伴う自由振動の状態を検出し、前記液体検出室と前記液体導出部とは、弾性を有する前記管路部材によって連結されていることを特徴とする。

本発明の他の態様によれば、本発明の一態様に係る液体収容容器に組み込まれて使用される液体検出ユニットを定義している。この液体検出ユニットが液体収容容器に組み込まれた場合には、液体検出室と液体導出部とが弾性を有する管路部材によって連結されているので、落下等によって液体収容容器に衝撃が作用しても、管路部材の弾性変形によってその衝撃を緩和でき、センサチップの破損を防止できる。

（液体消費装置の概要）
図１に示すように、本実施形態の液体消費装置としてのプリンタ１１は、フレーム１２によって覆われている。そして、フレーム１２内に、図２に示すように、ガイド軸１４、キャリッジ１５、液体噴射ヘッドとしての記録ヘッド２０、バルブユニット２１、液体収容体としてのインクカートリッジ２３（図１参照）、加圧ポンプ２５（図１参照）を備える。

図１に示すように、フレーム１２は、略直方体形状の箱体であり、その前面には、カートリッジホルダ１２ａが形成されている。

図２に示すように、ガイド軸１４は棒状に形成され、フレーム１２内に架設されている。なお、本実施形態においては、ガイド軸１４の架設されている方向を主走査方向というものとする。キャリッジ１５は、ガイド軸１４に対して相対移動可能に貫挿されており、主走査方向に往復移動可能となっている。そして、キャリッジ１５は、タイミングベルト（図示しない）を介してキャリッジモータ（図示しない）に接続されている。キャリッジモータはフレーム１２に支持されており、キャリッジモータが駆動されることにより、タイミングベルトを介してキャリッジ１５が駆動され、キャリッジ１５がガイド軸１４に沿って、すなわち、主走査方向に往復移動される。

キャリッジ１５の下面に設けられた記録ヘッド２０は、液体としてのインクを噴射させるための複数のノズル（図示しない）を備えており、記録紙等の印刷媒体にインク滴を吐出すことにより画像や文字等の印刷データの記録を行う。バルブユニット２１は、キャリッジ１５上に搭載されており、一時貯留したインクを、圧力を調整した状態で記録ヘッド２０へと供給するようになっている。

なお、本実施形態においては、バルブユニット２１は、１つあたり２種類のインクを、圧力を調整した状態で個別に記録ヘッド２０へと供給できるようになっている。そして、本実施形態においては、バルブユニット２１は、計３つ設けられており、６つのインクの色（ブラック、イエロー、マゼンタ、シアン、ライトマゼンタ、ライトシアン）に対応している。

なお、記録ヘッド２０の下方には、プラテン（図示しない）が設けられており、このプラテンは、紙送り手段（図示しない）によって、主走査方向と直交する副走査方向に紙送りされるターゲットとしての記録媒体を支持するためのものとなっている。

（インクカートリッジの概要）
図３は本施形態に係る液体収容容器の一実施の形態としてのインクカートリッジの分解斜視図、図４（ａ）は図３に示した容器本体の袋体収容部に液体収容部であるインクパックと該インクパックの周囲の隙間を埋めるスペーサとを装着した状態の斜視図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＡ部拡大図、図５は図３に示した液体残量検出ユニットの分解斜視図である。

また、図６は液体残量検出ユニットの組立斜視図、図７は液体残量検出ユニットを裏面側から見た斜視図である。図９は残量検出ユニットを嵌合装着した状態の斜視図、図１０（ａ）は回路基板およびその周囲の部分拡大図、図１０（ｂ）は図１０（ａ）のＤ−Ｄ断面図である。

図３に示すインクカートリッジ１００は、商業用のインクジェット式記録装置のカートリッジ装着部に着脱可能に装着されて、記録装置に装備された記録ヘッド（液体噴射ヘッド）にインクを供給する。

このインクカートリッジ１００は、加圧手段によって加圧される袋体収容部１０３を区画形成した容器本体１０５と、インクを貯留して袋体収容部１０３内に収容されて袋体収容部１０３の加圧により貯留しているインクをインク導出部（液体導出部）１０７ａから排出する液体収容部としてのインクパック１０７と、外部の液体消費装置である記録ヘッドにインクを供給するための液体導出部材１０９を有して容器本体１０５に着脱可能に装着される液体検出ユニット例えば液体残量検出ユニット１１１と、を備えている。

容器本体１０５は、樹脂成形によって形成された筐体である。容器本体１０５には、上部を開放した略箱形の袋体収容部１０３と、この袋体収容部１０３の前面側に位置して液体残量検出ユニット１１１を収容する検出ユニット収容部１１３とが区画形成されている。

袋体収容部１０３の開放面は、インクパック１０７の収容後に封止フィルム１１５によって封止される。これにより、袋体収容部１０３が密封室になる。

袋体収容部１０３と検出ユニット収容部１１３との間を区画している隔壁１０５ａには、封止フィルム１１５により密封室に形成された袋体収容部１０３内に加圧空気を送給するための連通路である加圧口１１７が装備されている。インクカートリッジ１００をインクジェット式記録装置のカートリッジ装着部に装着すると、加圧口１１７にカートリッジ装着部側の加圧空気供給手段が接続され、袋体収容部１０３内に供給される加圧空気よってインクパック１０７を加圧することが可能になる。

インクパック１０７は、複層封止フィルムにより形成した可撓性袋体１０７ｂの一端側に、液体残量検出ユニット１１１の接続針１１１ａ（図７参照）が挿入接続される筒状のインク導出部材１０７ａを接合したものである。

インクパック１０７のインク導出部材１０７ａは、隔壁１０５ａに形成した接続口挿通用の開口１１８を図示しないブッシュゴムを介して気密に挿通されて、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように先端が検出ユニット収容部１１３内に突出するようになっている。なお、インク導入部材１０７ａは、第２実施形態のインク導出部５０（図６及び図７参照）と同様であるため、その詳細な説明を省略する。

ここで、図３、図４（ｂ）及び図５に示すように、このインク導出部材１０７ａには、切欠部Ｃを有する封止フィルム１０８が溶着される。この封止フィルム１０８は、図６及び図７と同様にして、インク導出部材１０７ａの開口端面と、このインク導出部材１０７ａに配置されたゴムブッシュ（図示せず）の端面とに溶着されている。

インクパック１０７には、液体残量検出ユニット１１１を接続する前に、予め脱気度の高い状態に調整されたインクが充填され、封止フィルム１０８にて封止される。

袋体収容部１０３にインクパック１０７を装着したときには、可撓性袋体１０７ｂの前後の傾斜部１０７ｃ，１０７ｄの上に、樹脂製のスペーサ１１９が装着される。樹脂製のスペーサ１１９は、袋体収容部１０３の上面が封止フィルム１１５によって覆われて、袋体収容部１０３が密封室となる時に、該密封室内でインクパック１０７がガタつくことを防止すると同時に、密封室内の余分な空き空間を埋めて、袋体収容部１０３内を加圧空気により加圧する際の加圧効率を高める。

検出ユニット収容部１１３及び封止フィルム１１５の上には、樹脂製のカバー１２１が装着される。カバー１２１は、容器本体１０５の上に被せると、不図示の係合手段が、容器本体１０５側の係合部１２２に係合して、容器本体１０５に固定される。

隔壁１０５ａに開口した開口１１８の周囲には、図４（ｂ）に示すように、液体残量検出ユニット１１１が所定操作で取り付けられる取付け部１２３が装備されている。

本実施の形態の場合、取付け部１２３は、液体残量検出ユニット１１１が回転可能に嵌合装着される嵌合構造で、容器本体１０５上の後述する回路基板１３１から離れた位置に設けられている。具体的には、取付け部１２３は、２つの湾曲した凸壁１２３ａ，１２３ｂを備え、これらの凸壁１２３ａ，１２３ｂにより液体残量検出ユニット１１１の回転を規制する環構造を形成している。

また、図４（ｂ）に示すように、取付け部１２３に近接した位置で、隔壁１０５ａに直交する如く検出ユニット収容部１１３に立設された隔壁１０５ｂには、取付け部１２３に嵌合した液体残量検出ユニット１１１の抜けを防止する係止溝１２４が装備されている。

検出ユニット収容部１１３の前面側を覆う隔壁である容器本体１０５の前面壁１０５ｃは、液体残量検出ユニット１１１の取り付け操作のために、取付け部１２３と対向する位置に切り欠きによる開口１２６が形成されている。

なお、図４（ａ）に示すように、前面壁１０５ｃの両側部には、インクカートリッジ１００をカートリッジ装着部に装着した際に、カートリッジ装着部側に装備されている位置決めピンが挿入される位置決め孔１２７，１２８が装備されている。

位置決め孔１２７に近い容器本体１０５の側壁上で、前面寄りの位置には、インクカートリッジ１００をカートリッジ装着部に装着した際にカートリッジ装着部側に装備された接続端子に接触して電気的な接続を果たす回路基板１３１が装備されている。この回路基板１３１はカートリッジ装着部側に装備された接続端子に接触する複数の接点が形成されている。

また、回路基板１３１の裏面には、図１０に示すように、インク残量やカートリッジの使用履歴等の情報を記録するためのメモリ素子１３１ｃが搭載されると共に、液体残量検出ユニット１１１に搭載される液体残量状態を検出するセンサ部材（圧電素子を含み、以下、単に「センサ部材」と呼ぶ。）１３２（図５参照）をインクジェット式記録装置側の接続端子に導通接続するための接点１３１ｄが形成されている。従って、インクカートリッジ１００（図３参照）が記録装置のカートリッジ装着部に装着されて、回路基板１３１の表面の各接点（図示せず）がカートリッジ装着部側の接続端子に接続されると、この回路基板１３１を介して、メモリ素子１３１ｃやセンサ部材１３２が記録装置側の制御回路に電気接続され、これらのメモリ素子１３１ｃやセンサ部材１３２の動作を記録装置側から制御することが可能になる。

（液体検出ユニット）
本実施の形態の液体検出ユニットの一例である液体残量検出ユニット１１１は、図５及び図６に示すように、回転操作により容器本体１０５（図３参照）に取り付けられる樹脂製のユニットケース１３３と、このユニットケース１３３の裏面側にセンサベース１４１を介して固定されるセンサ部材１３２と、センサ部材１３２の周囲のセンサベース１４１の表面等を覆う絶縁性のセンサ封止フィルム（図示せず）と、このセンサ部材１３２上の端子１３２ａ，１３２ｂを回路基板１３１（図１０（ａ）及び図１０（ｂ）参照）の裏面の接点１３１ｄ（図１０（ａ）及び図１０（ｂ）参照）に接続するべくセンサ封止フィルム（図示せず）の上からユニットケース１３３に取り付けられる一対の金属板製の中継端子１４３，１４４と、を備えている。

ユニットケース１３３は、インクパック１０７のインク導出部材１０７ａに接続される図７に示す接続針（液体導入部）１１１ａと、カートリッジ装着部側のインク供給針（液体導出針）が挿入接続されるインク導出部（液体導出部）１０９と、このインク導出部１０９に連通した内部流路空間（液体検出室）１４６と、内部流路空間（液体検出室）１４６及びインク導出部１０９を連結する管路部材１２１とを有したケース本体１３３ａを有する。

なお、ユニットケース１３３は、例えばポリオレフィン系材料（ＰＯ）にて成形されることで全体として剛体であるが、内部流路空間（液体検出室）１４６及びインク導出部１０９を連結する管路部材１２１の弾性を利用して、管路部材１２１の変形により衝撃吸収機能を有する。

このユニットケース１３３には、内部流路空間１４６内に装填されて内部流路空間１４６との協働でインク導出部１０９に連通した流路を形成する流路形成部材１３３ｃと、ケース本体１３３ａの端面に溶着されて内部流路空間１４６の開放面を封止することによって残量検出用の圧力室を画成する圧力室封止フィルム（図示せず）と、この圧力室封止フィルムの上を覆って保護する蓋体１３３ｂなどが装着される。

蓋体１３３ｂは、基端側に突設された係止片１５１の孔１５１ａに、ケース本体１３３ａの外周に突設された係合軸１５２を嵌合させることで、ケース本体１３３ａに回転自在に連結され、更に、先端側をばね１５３によりケース本体１３３ａに連結することで、ケース本体１３３ａに固定されている。

インク導出部１０９には、カートリッジ装着部側のインク供給針が挿入された時に流路を開く流路開閉機構１５５が装着される。流路開閉機構１５５は、インク導出部１０９に固定される筒状の弾性シール部材１５５ａと、弾性シール部材１５５ａの内側に配置されて液路を閉鎖する弁機構とを有する。弁機構は、弾性シール部材１５５ａに着座することにより流路を閉じた状態に保持する弁体１５５ｂと、弁体１５５ｂを弾性シール部材１５５ａに着座する方向に付勢するばね部材１５５ｃとから構成されている。

流路開閉機構１５５が装着されたインク導出部１０９の開口端は、切欠部Ｃ（図５参照）を有する封止フィルム１５６により封止される。この封止フィルム１５６は、インク導出部１０９の開口端面と、インク導出部１０９に装着された弾性シール部材１５５ａの端面とに溶着される。

なお、図示していないが、図３及び図４に示すインクパック１０７側のインク導出部材１０７ａも、上述のインク導出部１０９と実質的に同じ構成を有している。つまり、インク導出部材１０７ａに固定される筒状の弾性シール部材と、その弾性シール部材の内側に配置されて液路を閉鎖する弁機構とを有する。

インクカートリッジ１００を記録装置のカートリッジ装着部に装着すると、カートリッジ装着部に装備されているインク供給針（図示せず）が封止フィルム１５６の切欠部Ｃを通過して、液体導出部１０９に挿入される。この時、液体導出部１０９に挿入されたインク供給針が弁体１５５ｂをシール部材１５５ａから離脱させることで、ユニットケース１３３内の流路がインク供給針に連通した状態になり、記録装置側へのインク供給が可能になる。

さらに、図７に示すように、ケース本体１３３ａは、その裏面側で容器本体１０５の取付け部１２３（図４（ａ）参照）に対応する位置に、該取付け部１２３に回転可能に嵌合する容器嵌合部１３５を有する。この容器嵌合部１３５の内側には、インクパック１０７のインク導出部材１０７ａに挿入接続する接続針であるインク導入部１１１ａが設けられている。この接続針１１１ａは、図３及び図４（ｂ）に示す切欠部Ｃを有する封止フィルム１０８を通過してインク導出部材１０７ａ内に挿入される。これにより、インク導出部材１０７ａ内の弁機構を開放させてインクの導出が可能になる。つまり、インク導入部１１１ａは、上述のインク供給針４０と同様に機能する。前述の内部流路空間１４６と流路形成部材１３３ｃ（図５及び図６参照）が形成する流路は、インク導出部１０９とインク導入部１１１ａとを連通させる内部流路である。

ここで、液体残量検出ユニット１１１に設けられたインク導入部１１１ａは、図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すように、流路１１１ａ４が形成された筒体１１１a１と、筒体の挿入先端面から筒体周壁に向けて形成されて流路１１１ａ４と連通するスリット１１１ａ２とを含み、筒体の挿入先端面は平坦面１１１ａ３となっている。液体残量検出ユニット１１１に設けられたインク導入部１１１ａは、封止フィルム１０８の切欠部Ｃを介して、インクパック１０７のインク導出部材１０７ａに挿入される。インク導出部材１０７ａは、上述したインク導出部１０９と同じ構成を有するので、インク導出部材１０７ａに挿入されたインク導入部１１１ａは弾性シール部材（図示せず）に密嵌され、さらに弁体（図示せず）を弾性シール部材（図示せず）から離脱させることで、インクパック１０７がインク導入部１１１ａに連通した状態になり、液体残量検出ユニット１１１へのインク供給が可能になる。

センサ部材１３２は、内部流路に振動を印加できるようにケース本体１３３ａの裏面側に固定された圧電センサである。このセンサ部材１３２からの出力信号を記録装置側の制御回路が解析することで、インクパック１０７におけるインクのエンドまたはニアエンドが検出される。

本実施の形態の場合、容器嵌合部１３５は、図７に示すように、取付け部１２３の凸壁１２３ａ，１２３ｂに回転可能に嵌合する２つの湾曲した凸壁１３５ａ，１３５ｂを備える。これらの凸壁１３５ａ，１３５ｂにより、液体残量検出ユニット１１１の回転を規制する環構造を形成している。

ケース本体１３３ａ上の容器嵌合部１３５の周囲には、係止片１３８が設けられている。この係止片１３８は、取付け部１２３(図４（ａ）参照)に容器嵌合部１３５を嵌合させた状態から、図９に示す矢印（イ）の方向に液体残量検出ユニット１１１を回転させた時に、容器本体１０５側の係止溝１２４（図４（ｂ）参照）に係合して、嵌合部の抜け止めを果たす。

図５，図１０（ａ）及び図１０（ｂ）に示すように、ユニットケース１３３に組み付けられる中継端子１４３，１４４は、一端１４３ａ，１４４ａがユニットケース１３３に組み付けられたセンサ部材１３２の端子１３２ａ，１３２ｂに接触し、且つ他端１４３ｂ，１４４ｂが回路基板１３１上の接点１３１ｄ，１３１ｄに接触するようにユニットケース１３３のケース本体１３３ａに取り付けられて、回路基板１３１にセンサ部材１３２を電気的に接続する。

中継端子１４３，１４４は、さらに詳述すると、一端１４３ａ，１４４ａ側がセンサ部材１３２の端子１３２ａ，１３２ｂに接触・導通した状態にユニットケース１３３のケース本体１３３ａに固定されている。また、中継端子１４３，１４４の他端１４３ｂ，１４４ｂ側は、液体残量検出ユニット１１１が容器本体１０５に取り付けられる際の回転軸方向（図６で矢印（ロ）方向）に可動にユニットケース１３３に保持される。

また、中継端子１４３，１４４の一端１４３ａ，１４４ａ側には、端子１３２ａ，１３２ｂに接触させるための接触片１４３ｃ，１４４ｃが一体形成される。そして、中継端子１４３，１４４の一端１４３ａ，１４４ａ側には、ケース本体１３３ａに突設されたボス（図示せず）に圧入される取付穴１６１，１６２がそれぞれ設けられており、圧入によりケース本体１３３ａに固定される。

中継端子１４３，１４４の他端１４３ｂ，１４４ｂ側は、図６に示すように、液体残量検出ユニット１１１が容器本体１０５に取り付けられる際の回転軸方向（図６で矢印（ロ）方向）に沿ってケース本体１３３ａの端部に形成されたスリット１６４により位置規制されており、図６の矢印（ロ）方向には移動できるように保持されている。

そして、図１０（ｂ）に示すように、容器本体１０５上の回路基板１３１の取付位置付近には、中継端子１４３，１４４の他端１４３ｂ，１４４ｂの位置を回路基板１３１上の接点１３１ｄの位置に整合させる一対のガイドリブ１６６，１６７が突設されている。一対のガイドリブ１６６，１６７は、他端１４３ｂ，１４４ｂが通過可能な溝１６８を形成している。

また、図５に示すように、中継端子１４３，１４４の他端１４３ｂ，１４４ｂには、液体残量検出ユニット１１１が容器本体１０５に取り付けられる際の回転軸側への弾性変位を可能にする弾性手段１７１が設けられている。弾性手段１７１は、中継端子１４３，１４４をプレス成形により形成する際に形成した曲げ部である。更に、中継端子１４３，１４４の一端１４３ａ，１４４ａ側の取付穴１６１，１６２の周辺には、端子の剛性を高める絞り形状１７３を、端子の長手方向に沿って形成している。中継端子１４３，１４４は、金属板のプレス成形品で、絞り形状１７３はプレス加工により形成する。

（インクカートリッジの組立及び記録装置への装着方法）
本実施の形態のインクカートリッジ１００は、次の手順で組み立てられる。

まず、図９に示したように、容器本体１０５の取付け部１２３に液体残量検出ユニット１１１を垂直に立てた状態で嵌合させる。次いで図１０（ａ）に示すように、嵌合させた液体残量検出ユニット１１１を矢印（イ）方向に回転させることで、液体残量検出ユニット１１１の他端側に突出した中継端子１４３，１４４の他端１４３ｂ，１４４ｂを回路基板１３１の裏面の接点１３１ｄ，１３１ｄに接触させる。この回転末端位置では、液体残量検出ユニット１１１は位置規制部材により容器本体１０５に保持される。本実施形態では、この回転規制は、図９及び図１０（ａ）に示す第１の位置規制部材である回転ストッパ部材１２９に、液体残量検出ユニット１１１のインク導出部材１０９が当接することでなされる。

また、図１４に示すように、液体残量検出ユニット１１１には被係止部材１２５が設けられている。一方、容器本体１０５には、液体残留検出ユニット１１１が回転末端位置に到達した時、弾性変形により被係止部材１２５係止して、図１４にて回転取付方向（イ）とは逆方向の回転規制する係止部材１３０を有する。この係止部材１３０は、第１の位置規制部材（回転ストッパ部）１２９と協働して、液体残量検出ユニット１１１を位置規制する第２の位置規制部材の一例である。

インク導出部材１０９には、記録装置側のインク導入部材（インク針）が刺入されるので、容器本体１０５に対する位置決めが必要であるので、第１，第２の位置規制部材１２９，１３０により位置決めされる。この回転規制位置では、図１０（ｂ）に示すように、液体残量検出ユニット１１１に保持された中継端子１４３，１４４の他端１４３ｂ，１４４ｂが、一対のガイドリブ１６６，１６７の間の溝１６８内に保持される。これで、液体残量検出ユニット１１１の容器本体１０５への取り付けが完了する。なお、液体残量検出ユニット１１１の位置規制部材は、上述した第１の位置規制部材（回転ストッパ部材１２９）及び第２の位置規制部材（係止部材１３０）に限らない。つまり、液体残量検出ユニット１１１のインク導出部１０９や被係止部材１２５を位置規制するものに限定されない。また、上述した第１，第２の位置規制部材１２９，１３０が位置規制方向では剛体であるが、液体残量検出ユニット１１１のインク導出部１０９側を弾性的に保持してもよい。ただし、本実施形態では、液体残量検出ユニット１１１の管路部材１２１が弾性を有するので、位置規制部材は液体残量検出ユニットをリジットに保持するものであっても良い。後述の通り、位置規制部材が液体残量検出ユニット１１１をリジットに保持しても、管路部材１２１により衝撃吸収機能を担保できるからである。

液体残量検出ユニット１１１を容器本体１０５に装着後、図３及び図４に示すように、容器本体１０５の袋体収容部１０３内に、インクパック１０７を装填して、液体残量検出ユニット１１１のインク導入部１１１ａ（図７参照）を、封止フィルム１０８の切欠部Ｃを通過させてインク導出部材１０７ａに接続する。この際、インク導入部１１１ａの挿入先端が図８（ａ）（ｂ）に示すように平坦面１１１ａ３を有していても、封止フィルム１０８の切欠部Ｃを抵抗なく通過させることができる。更に、インクパック１０７の傾斜部１０７ｃ，１０７ｄの上にスペーサ１１９をセットする。次いで、袋体収容部１０３の上面に封止フィルム１１５を溶着等により貼付して、袋体収容部１０３を密封室に仕上げて、その上にカバー１２１を取り付ければ、組み立て完了となる。

インクカートリッジ１００を記録装置のカートリッジ装着部に装着する際には、カートリッジ装着部に装備されているインク供給針（図示せず）が封止フィルム１５６の切欠部Ｃを通過して、液体導出部１０９に挿入される。これにより、インクカートリッジ１００から記録ヘッドにインクを供給可能となる。

なお、上記実施の形態では、液体残量検出ユニット１１１の容器本体１０５への取り付け構造として、回転操作により取り付ける構造を示した。しかし、取り付け操作が簡単であれば、液体残量検出ユニット１１１の容器本体１０５への取り付け構造は、上記実施の形態に限定されない。例えば、液体残量検出ユニットを上下方向のスライド操作で容器本体に取り付ける構成にすることも考えられる。

（センサチップ）
図１１は、センサベース（検出部設置部材）１４１を下方から見た斜視図である。図１１に示すように、センサベース１４１には、厚さ方向で貫通する第１の貫通孔（供給路）１４１Ａと第２の貫通孔（排出路）１４１Ｂとが設けられている。このセンサベース１４１は振動板として機能し、例えばＳＵＳにて形成されている。

図１２（Ａ）はセンサチップ１３２が搭載されたセンサベース１４１を上方から見た斜視図であり、図１２（Ｂ）はその概略断面図である。センサ部材１３２は検出対象のインク（液体）を受け入れるセンサキャビティ１３２Ａを有しており、センサキャビティ１３２Ａはセンサベース１４１の第１，第２の貫通孔１４１Ａ，１４１Ｂに連通している。なお、センサベース１４１に搭載されたセンサチップ１３２が、可撓性フィルム（図示せず）等によってユニットケース１３３に装着されると、図５に示す内部流路空間（液体検出室）１４６が、センサベース１４１の第１，第２の貫通孔１４１Ａ，１４１Ｂを介してセンサキャビティ１３２Ａと連通される。センサキャビティ１３２Ａの上面は振動板１３２Ｂで塞がれている。さらに、振動板１３２Ｂの上面に圧電素子１３２Ｃが配置されている。

圧電素子１３２Ｃは、例えば、センサキャビティ１３２Ａに振動を印加して、該振動に伴う残留振動（自由振動）波形を検出する機能を果たす。インクパック１０７内のインクが消費されて、インク残量が低下すると、インク検出室１４６内のインク圧力が低下する。インク圧力が所定値以下になると、図５または図１３に示す圧受部材または移動部材としての流路形成部材１３３ｃがセンサベース１４１側に変位する。そして、図１３に示すように、流路形成部材１３３ｃがセンサベース１４１と当接してセンサキャビティ１３２Ａが閉空間となると、その自由振動の振幅又は周波数が変化する。自由振動の振幅や周波数は、電気信号として出力され、この出力信号を記録装置側の制御回路が解析することで、インクエンドまたはニアエンドが検出される。この圧電層の材料としては、ジルコン酸チタン酸鉛（ＰＺＴ）、ジルコン酸チタン酸鉛ランタン（ＰＬＺＴ）、または、鉛を使用しない鉛レス圧電膜、等を用いることができる。

センサチップ１３２は、チップ本体の下面をセンサベース１４１の上面中央部に載せることにより、接着層１３２Ｄによってセンサベース１４１に一体に固着されており、その接着層１３２Ｄによって同時に、センサベース１４１とセンサチップ１３２間がシールされている。

（液体検出ユニットの衝撃吸収構造）
上述の通り、インクカートリッジ１００に落下時のような衝撃が作用すると、液体残量検出ユニット１１１が破損し、ひいてはセンサチップ１３２やセンサチップ１３２をユニットケース１３３に固定する可撓性フィルム（図示せず）が破損する虞があるので、その衝撃を緩和する必要がある。

本実施形態では、図５〜図７や、あるいは流路形成部材１３３ｃを装着したユニットケース１３３の断面図である図１３に示すように、液体検出室である内部流路空間１４６とインク導出部１０９とは、弾性を有する管路部材１２１によって連結されている。ユニットケース１３３は剛体であるが、管路部材１２１の部分の剛性が最も強度的に弱い。よって、落下時にユニットケース１３３に衝撃荷重が作用した場合、管路部材１２１が弾性変形して、その衝撃を吸収することができる。

特に、図１３に示すように、液体検出室である内部流路空間１４６とインク導出部１０９とは、弾性を有する管路部材１２１のみによって連結され、液体検出室である内部流路空間１４６とインク導出部１０９との間にスリット１３４Ｃが形成されていると、管路部材１２１の部分での衝撃吸収に効果的である。

また、管路部材１２１の曲げ剛性を低くするには、管路部材１２１の輪郭が実質的に円形であることが好ましい。

ここで、液体導入部である接続針１１１ａが突出する方向を、ユニットケース１３３の背面側１３４Ｂとし、その反対方向を表面側１３４Ａとする。つまり、図１３に示すように、ユニットケース１３３には、インク導入部１１１ａに対して背面側１３４Ｂより矢印Ｘ１方向にインクが導入され、インク導出部１０９の表面側１３４Ａより矢印Ｘ２方向にインクが導出される。

このために、液体導出部１０９は、ユニットケース１３３の背面側１３４Ｂより表面側１３４Ａにインクを導く流路１０９ａと、その流路１０９ａの表面側１３４Ａにて開口する液体導出口１０９ｂとを含む。

管路部材１２１は、液体検出室１４６に連結された上流端部１２１Ａから液体導出部１０９の背面側１３４Ｂに連結された下流端部１２１Ｂに向かう管路方向Ｘ３が、表面から背面に向かう液体導出部１０９の流路１０９ａの方向Ｘ２に対して傾斜している。

このように、管路部材１２１を傾斜させることで、限られたスペース内にて管路部材１２１を長く確保して、曲げ剛性を弱めることができる。

また、ユニットケース１３３は、表面側１３４Ａと背面側１３４Ｂとに相対的に型開きされる射出成形型にて射出成形される。この際、管路部材１２１を型開き方向に対して傾斜させることで、管路部材１２１の中空部を規定する雄型を、型開閉に応じてスライドするスライドピンとすることができる利点がある。なお、管路部材１２１は必ずしもスライドピンを用いた射出成形に限らず、凹溝を射出成形して開口面をフィルムで封止したものであってもよい。

（インクカートリッジの衝撃吸収構造）
上述したユニットケース１３３の衝撃吸収構造は、液体残量検出ユニット１１１単体よりもむしろ、インクカートリッジ１００に装着した後に、センサチップ１３２を衝撃から保護する点で有効である。

このユニットケース１３３の衝撃吸収構造に加えて、インクカートリッジ１００側の構造も加味されて、センサチップ１３２を衝撃から保護することができる。

つまり、液体残量検出ユニット１１１は、インク導入部１１１ａとインク導出部１０９とが、インクカートリッジ１００に支持されるが、そのインク導入部１１１ａとインク導出部１０９との間に位置する管路部材１２１が弾性変形可能である。加えて、インク導入部１１１ａがインクカートリッジ１００にリジットに固定されずに弾性的に保持されている構造が、衝撃吸収に役立つ。剛体であるインク導入部１１１ａは、図５に示すインク導出部１０９に装着される環状の弾性シール部材１５５ａと同様の弾性シール部材を介して、インクカートリッジ１００のインク導出部材１０７ａに保持される。この弾性シール部材は本来液密シールのための部材であるが、そのシール特性を担保する上で弾性を有する。従って、インク導入部１１１ａはインクカートリッジ１００のインク導出部材１０７ａに弾性的に保持されている。

よって、ユニットケース１３３のインク導出部１０９側がインクカートリッジ１００にリジットに固定されていたとしても、ユニットケース１３３は、インク導入部１１１ａが弾性的に保持され、管路部材１２１が弾性変形可能である。従って、たとえインク導出部１０９がインクカートリッジ１００側にリジットに固定されたとしても、液体残量検出ユニット１１１が揺動変位することで、液体残量検出ユニット１１１に作用する衝撃を吸収できる。これにより、特に衝撃に弱いセンサチップ１３２を保護することができる。

なお、上記のように本実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるものである。従って、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。例えば、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義または同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。

また、液体検出の目的としては、液体残量の検出以外にも、例えば液体圧力を検出するものであっても良い。

さらに言えば、液体検出手段も圧電型検出手段に限らない。要は、液体圧によって変位する移動部材１３３ｃの変位を検出できれば良く、例えば光学的検出手段などであっても良い。

また、本発明の液体収容容器の用途は、インクジェット記録装置のインクカートリッジに限らない。微小量の液滴を吐出させる液体噴射ヘッド等を備える各種の液体消費装置に流用可能である。

液体消費装置の具体例としては、例えば液晶ディスプレー等のカラーフィルタ製造に用いられる色材噴射ヘッドを備えた装置、有機ＥＬディスプレー、面発光ディスプレー（ＦＥＤ）等の電極形成に用いられる電極材（導電ペースト）噴射ヘッドを備えた装置、バイオチップ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッドを備えた装置、精密ピペットとしての試料噴射ヘッドを備えた装置、捺染装置やマイクロデスペンサ等が挙げられる。

また、本発明において、液体とは、液体消費装置が噴射できるような材料であれば良い。液体の代表的な例は上記実施の形態で説明したようなインクである。液体は、液晶のように、文字や画像の印刷に用いられる材料以外の物質であっても良い。また、本発明において、液体は、物質の一状態としての液体のみならず、物質の一状態としての液体に、顔料や金属粒子のような固形物を混ぜたものであっても良い。

本発明の実施形態におけるプリンタの斜視図である。 図１に示すプリンタの分解斜視図である。 本発明の第３実施形態としてのインクカートリッジの分解斜視図である。 図４（ａ）は、袋体収容部にインクパックを装着した状態の斜視図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＡ部拡大図である。 液体残量検出ユニットの分解斜視図である。 液体残量検出ユニットの斜視図である。 液体残量検出ユニットを裏面側から見た斜視図である。 図８（ａ）及び図８（ｂ）は、図７に示す液体残量検出ユニットに設けられたインク導出部材の正面図及び断面図である。 残量検出ユニットを嵌合装着した状態の斜視図である。 図１０（ａ）は回路基板およびその周囲の拡大図、図１０（ｂ）は図１０（ａ）のＤ−Ｄ断面図である。 センサベースを裏から見た斜視図である。 図１２（Ａ）はセンサチップが搭載されたセンサベースを表から見た斜視図、図１２（Ｂ）は概略断面図である。 流路形成部材を装着したユニットケースの断面図である。 液体残量検出ユニットのインク導出部側を位置規制する第１，第２の位置規制部材を示す図である。

符号の説明

１１ プリンタ（液体消費装置）、１００ インクカートリッジ（液体収容容器）、１０７ インクパック（液体収容部）、１０７ａ 液体導出部材、
１０９ 液体導出部、１０９ａ 流路、１０９ｂ 液体導出口、
１１１ 液体残量検出ユニット（液体検出ユニット）、１１１ａ 液体導入部、
１２１ 管路部材、１２１Ａ 上流端部、１２１Ｂ 下流端部、１２５ 被係止部材、
１２９ 第１の位置規制部材、１３０ 第２の位置規制部材、１３２ センサチップ、
１３２Ａ センサキャビティ、１３３ ユニットケース、１３４Ａ 表面側、
１３４Ｂ 背面側、１３４Ｃ スリット、１４１ ベースプレート、
１４６ 液体検出室、Ｘ２ 流路方向、Ｘ３ 管路方向

Claims (9)

1. 液体収容部と、
   前記液体収容部から導入された液体を液体消費装置に供給する経路途中に配置される液体検出ユニットと、
   を有し、
   前記液体検出ユニットは、
   一体成形された樹脂製のユニットケースと、
   前記ユニットケースに保持されるセンサチップと、
   を含み、
   前記ユニットケースは、
   前記液体収容部と連通される液体導入部と、
   前記液体導入部に連通する液体検出室と、
   前記液体検出室を通過した前記液体を、前記液体消費装置に供給する液体導出部と、
   前記液体検出室と前記液体導出部とを連通させる管路部材と、
   を含み、
   前記センサチップは、前記液体検出室に連通して前記液体を受け入れるセンサキャビティに振動を印加して、前記振動に伴う自由振動の状態を検出し、
   前記液体検出室と前記液体導出部とは、弾性を有する前記管路部材によって連結されていることを特徴とする液体収容容器。
2. 請求項１において、
   前記液体検出室と前記液体導出部との間にスリットが形成されていることを特徴とする液体収容容器。
3. 請求項２において、
   前記液体導入部は、前記ユニットケースの背面側に突出形成され、
   前記液体導出部は、前記ユニットケースの前記背面側より表面側に液体を導く流路と、前記流路の前記表面側にて開口する液体導出口とを含み、
   前記管路部材は、前記液体検出室に連結された上流端部から、前記液体導出部の前記背面側に連結された下流端部に向かう管路方向が、前記背面側から前記表面側に向かう前記液体導出部の前記流路の方向に対して傾斜していることを特徴とする液体収容容器。
4. 請求項２または３において、
   前記管路部材の断面の輪郭が実質的に円形であることを特徴とする液体収容容器。
5. 請求項１乃至４のいずれかにおいて、
   前記ユニットケースは、ポリオレフィン系材料にて成形されていることを特徴とする液体収容容器。
6. 請求項１乃至５のいずれかにおいて、
   前記液体収容部は、弾性シール部材を介して前記液体導入部を受け入れる液体導出部材を有することを特徴とする液体収容容器。
7. 請求項６において、
   前記液体収容部及び前記液体検出ユニットを保持する容器本体を含み、
   前記容器本体は、前記液体検出ユニットの前記液体導出部を位置規制する第１の位置規制部材を含むことを特徴とする液体収容容器。
8. 請求項７において、
   前記容器本体は、前記第１の位置規制部材と協働して、前記液体検出ユニットを位置規制する第２の位置規制部材を含むことを特徴とする液体収容容器。
9. 液体収容容器に装着されて、前記液体収容容器の液体収容部から導入された液体を液体消費装置に供給する経路途中に配置される液体検出ユニットにおいて、
   一体成形された樹脂製のユニットケースと、
   前記ユニットケースに保持されるセンサチップと、
   を有し、
   前記ユニットケースは、
   前記液体収容容器の前記液体収容部と連通される液体導入部と、
   前記液体導入部に連通する液体検出室と、
   前記液体検出室を通過した前記液体を、前記液体消費装置に供給する液体導出部と、
   前記液体検出室と前記液体導出部とを連通させる管路部材と、
   を含み、
   前記センサチップは、前記液体検出室に連通して前記液体を受け入れるセンサキャビティに振動を印加して、前記振動に伴う自由振動の状態を検出し、
   前記液体検出室と前記液体導出部とは、弾性を有する前記管路部材によって連結されていることを特徴とする液体検出ユニット。

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