JP2000343721A - インクカートリッジ及びインクジェットプリンタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】インクを再充填すると印字を禁止するインクカ
ートリッジ及びインクジェットプリンタを提供する。 【解決手段】インクカートリッジ１０に液面記録用ヒュ
ーズ１４−１〜１４−３を設け、インクの消費に伴い液
面記録用ヒューズ１４−１〜１４−３を順次溶断する。
液面記録用ヒューズ１４−１〜１４−３溶断後に発光部
Ｌ1、Ｌ2、Ｌ3及び受光部Ｄ1、Ｄ2、Ｄ3により、溶断さ
れた液面記録用ヒューズ１４よりも上の面でインクの存
在が検知されたときは、インクの消費後にインクが補充
されたと判断し、印字動作を停止させる。このことによ
り純正品とは特性の異なるインクを補充されたことによ
るトラブルを未然に防止することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液体インクを収容
したインクカートリッジ及びこれを用いるインクジェッ
トプリンタに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、インクジェットプリンタがあ
る。インクジェットプリンタは、インクリボンを用いる
熱溶融型又は熱昇華型のプリンタや、トナーを用いる熱
定着型のプリンタに比較して、騒音が少なく静粛性に優
れ、インク等の消耗品に無駄が少なく省資源型であり、
且つ使用電力が少なくて済むので近年の省エネルギー指
向に適合したプリンタとして注目され、主として家庭用
又は個人用として広く用いられている。

【０００３】このインクジェットプリンタは、インクカ
ートリッジから供給されるインクを印字ヘッドから微細
なインク滴として吐出、飛翔させ、用紙等の記録媒体に
着弾させることで文字や画像を印字する（画像等の印刷
も印字という、以下同じ）。印字によってインクが消費
され、インクカートリッジ内のインクが空になると、プ
リンタ本体からインク切れであることがユーザに報知さ
れる。ユーザはインクカートリッジを新しいものと交換
して印字を継続する。

【０００４】一般に、インクカートリッジは、黒インク
用のカートリッジとカラーインク用のカートリッジがあ
る。また、通常は印字ヘッドと別体に構成されている
が、中には印字ヘッドと一体型のものもある。インクカ
ートリッジ交換の際には、印字ヘッド一体型でない場合
は、インクカートリッジのみが取り外され、新しいイン
クカートリッジに交換されて使用される。また、印字ヘ
ッド一体型のインクカートリッジであれば、印字ヘッド
共々プリンタから取り外され、新しい印字ヘッド一体型
のインクカートリッジに交換されて使用される。いずれ
にしても、インクカートリッジヘのインクの再充填は考
慮されていない構成となっている。

【０００５】ところが、このようなインクの再充填が考
慮されていないインクカートリッジに、プリンタのユー
ザによってインクが再充填される場合がある。例えばイ
ンクカートリッジの適宜な箇所に孔を空け、この孔を通
して外部から同じ色のインクを再充填した後、その孔を
シール紙や粘着材のついたフィルム紙などで塞ぐ、ある
いはゴム材のような弾性部材を孔に詰めて塞さぐという
ものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、元来イ
ンクカートリッジはインクを再充填して使用するように
は設計されていない。また、内部には使用中にインクが
印字ヘッドから滴れ出さないようにインクを吸収・保持
するスポンジ材がインクと一体になって収容されてお
り、消費されてインクが空になったとはいっても実際に
はスポンジ材に吸着されて最小限のインクが残ってい
る。

【０００７】このように元のインクの残りがスポンジ材
に吸収されたままとなっているインクカートリッジに、
新しいインクが再充填されると、製法の異なるインクが
用いられることによって特性の異なるインクが混入され
ることになり、ましてや、低品質のインクを用いて再充
填された場合には、インクに変質を来す虞がある。特に
微妙な色の重ね合いによって原画像の色を再現するフル
カラーの印字では、印字形成された画像に不具合を生じ
ることが少なくない。

【０００８】そればかりでなく、インクの変質が色合い
だけではなく組成にも及ぶと、多くの場合インクの特性
が劣化し、印字ヘッドの腐食、インク吐出ノズルの目詰
り、印字品質の低下、インク漏出によるプリンタ内部の
汚染等を引き起こしてプリンタ故障の原因ともなる。更
には、低品質のインクが再充填に用いられた場合には残
りインクとの混合による変質以前に、低品質のインク自
体がインク吐出ノズルの目詰まりの原因になる。また、
スポンジ材との相性が良くないと、インク漏れや、これ
とは逆の供給不良などが発生する。更に、インクカート
リッジに再充填用の孔を開けるため、インクカートリッ
ジに強度不足が生じたり、孔の封止不足によるインク漏
れなどが発生する。

【０００９】プリンタは、インク、印字用紙、印字ヘッ
ドなどの夫々の特性が一致することによって初めて良好
な印字結果が得られるものであるから、再充填に用いら
れるインクのように、プリンタメーカーから供給される
最適化されたインクとは特性が異なる不正規のインクで
は、印字品質が低下して所望の印字結果が得られない。

【００１０】そして、このような不具合が発生した場
合、印字ヘッド一体型であれ、カートリッジのみの交換
式であれ、発生した不具合が再充填したインクによる不
具合か、又はプリンタ本体（又は印字ヘッド）による不
具合かの判断が極めてつけにくくなる。

【００１１】このように不具合の原因を明瞭に特定でき
ないと、不具合発生の責任が曖昧となるばかりでなく、
発生した不具合を装置の改良・改善のために役立てるこ
とが出来ない。装置の改良・改善ができないと、同様の
不具合が将来も頻発する虞が多分にある。

【００１２】そして、このような場合、結果的には再生
した消耗品による不具合ではなくプリンタ本体側に起因
する不具合であるとユーザに誤認される場合が多く、こ
れがプリンタメーカーのイメージダウンにも繋がるとい
う問題を生じている。

【００１３】本発明の課題は、上記従来の実情に鑑み、
印字品質の低下その他の不具合を防止するために、イン
クを再充填したインクカートリッジによる印字を禁止す
るインクジェットプリンタを提供することである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】先ず、請求項１記載の発
明（第１の発明）のインクカートリッジは、インクを収
容し、プリンタ装置本体に着脱自在に構成されるインク
カートリッジであって、上記インクの消費に伴い前記イ
ンクの量が所定量以下になったとき上記プリンタ装置本
体からの信号により溶断される少なくとも１個のヒュー
ズを備えて構成される。

【００１５】次に、請求項２記載の発明（第２の発明）
のインクカートリッジは、インクを収容し、プリンタ装
置本体に着脱自在に構成されるインクカートリッジであ
って、上記インクの消費に伴い上記プリンタ装置本体か
らの信号により順次溶断される複数のヒューズを備えて
構成される。

【００１６】更に、請求項３記載の発明（第３の発明）
のインクカートリッジは、インクを収容し、プリンタ装
置本体に着脱自在に構成されるインクカートリッジであ
って、上記インクを収容した内部に少なくとも１個のヒ
ューズを備え、該ヒューズは、所定量以上のインク残量
であるときのみ該インクに接することが出来る位置に設
けられ、該インクに接しているときには該インクを介し
て放熱することにより上記プリンタ装置本体からの信号
によっても溶断せず、上記インクの残量低下により該イ
ンクとの接触を断たれたとき放熱不足となることにより
上記プリンタ装置本体からの信号によって溶断するよう
に構成される。

【００１７】そして、請求項４記載の発明（第４の発
明）のインクジェットプリンタは、上記第１、第２又は
第３の発明に係るインクカートリッジを着脱自在に装着
し、該インクカートリッジのインクを用いて吐出により
用紙上に印字を行うインクジェットプリンタであって、
上記インクカートリッジのインク残量を検知するインク
残量検知手段と、前記インクの残量が所定値以下である
とき上記インクカートリッジの上記所定値以下のインク
残量に対応する上記ヒューズを溶断させる溶断手段と、
該溶断手段により上記ヒューズが溶断された後に上記イ
ンクの残量が上記所定値以上であることが検知されたと
き印字動作を禁止する印字禁止手段と、を有して構成さ
れる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しながら説明する。図１は、第１の実施の形態に
おけるインクカートリッジを下から見た状態を模式的に
示す斜視図である。同図に示すように、インクカートリ
ッジ１は、底部中央にインク供給孔を備えている。イン
クカートリッジ１が不図示のプリンタ装置本体に装着さ
れたとき、インク供給孔２は、これも不図示の印字ヘッ
ドのインク受給孔に係合して、内部に収容しているイン
クを印字ヘッドに供給する。

【００１９】このインクカートリッジ１の底部外面の周
囲近傍には、種別読出用電極３−１、３−２及び３−３
が設けられ、更に種別用共通電極４が配設されている。
これらの種別読出用電極３−１、３−２及び３−３並び
に種別用共通電極４は、インクカートリッジ１がプリン
タ装置本体に装着されたとき、プリンタ装置本体側の対
応する電極端子と電気的に接続される。そして、プリン
タ装置本体の制御部により、インクカートリッジ１の種
別が読み出される。

【００２０】この種別コードの読み出しは、種別読出用
電極３−１、３−２又は３−３と、種別用共通電極４と
の間の接続の有無を読み出すことによって行われる。そ
して、この各種別読出用電極３−１、３−２又は３−３
と種別用共通電極４との間の接続には、所定量以上の電
流を通電されると溶断する部材、つまりヒューズを用い
る。一般に、ヒューズ溶断の基本的なメカニズムは、ヒ
ューズに過電流が流れたときヒューズが発熱して、その
熱によりヒューズ自身が溶断するものである。

【００２１】図２(a) は、上記種別読出用電極３−１、
３−２又は３−３と、種別用共通電極４との間に配設さ
れる種別判別用ヒューズの配置例を模式的に示す図であ
り、同図(b) は、その種別判別用ヒューズが後述する理
由により溶断した状態を模式的に示す図である。同図
(a) は、上述の種別読出用電極３−１、３−２及び３−
３のうち種別読出用電極３−１と種別用共通電極４との
間及び種別読出用電極３−３と種別用共通電極４との間
に、導体５を介して種別判別用ヒューズ６を夫々介装し
た例を示している。

【００２２】図３は、上記図２(a) の例のように種別判
別用ヒューズ６が接続されているか、又は図２(b) のよ
うに種別判別用ヒューズ６が溶断されているか又は最初
から接続されていないかを判断するプリンタ装置本体の
制御部７の回路構成を示す図である。同図において、種
別判別用ヒューズＦは、図２(a),(b) の種別読出用電極
３−１、３−２又は３−３と、種別用共通電極４との間
に配設される種別判別用ヒューズ６である。図３では、
説明の便宜上種別判別用ヒューズＦを１個のみ示してい
るが、実際には、図３に破線で囲んで示す検知回路７−
１が、インクカートリッジ１に配設される種別読出用電
極３（３−１、３−２、３−３等）の数だけ設けられて
いる。

【００２３】この図３を用いて種別判別用ヒューズＦの
動作を説明する。同図において、抵抗Ｒ1 と抵抗Ｒ2
は、Ｒ1 ≪Ｒ2 の関係を有しており、例えばＲ1 ＝１０
Ω、Ｒ2 ＝１０ｋΩというように設定されている。ここ
で、まず、種別判別用ヒューズＦが導通しているとき
に、ＣＰＵ８の出力ポートＯN をオフ（ロー）にしてト
ランジスタＱをオフにした状態では、ＣＰＵ８の入力ポ
ートＩN には、基準電圧Ｖc を抵抗Ｒ1と抵抗Ｒ2で分圧
した電圧が入力している。上述のように抵抗Ｒ1 と抵抗
Ｒ2 は、Ｒ1 ≪Ｒ2 の関係を有しているので、ＣＰＵ８
の入力ポートＩN には基準電圧Ｖc とほぼ同電圧、すな
わち“Ｈ”電位が入力する。

【００２４】この種別判別用ヒューズＦが導通している
ときに、ＣＰＵ８の出力ポートＯNをオン（ハイ）にし
てトランジスタＱをオンすると、種別判別用ヒューズＦ
にはＶc ／Ｒ1 の電流が流れる。このとき、例えばＶc
＝５Ｖに設定しておけば５００ｍＡの電流が流れる。そ
して、種別判別用ヒューズＦとして１００ｍＡ程度のも
のを用いれば、５００ｍＡの電流で種別判別用ヒューズ
Ｆを容易に溶断することができる。溶断後は入力ポート
ＩN への電位は、抵抗Ｒ2 を介して入力するグランド電
位、すなわち“Ｌ”電位となる。種別判別用ヒューズＦ
が初めから配設されていないときは、入力ポートＩN へ
の電位は常に“Ｌ”である。

【００２５】これにより、プリンタ装置本体の制御部７
は、図２(a) に示すように種別読出用電極３−１と種別
用共通電極４間に種別判別用ヒューズ６が接続されてい
る状態を“Ｈ”すなわち「１」、種別読出用電極３−２
と種別用共通電極４間のように種別判別用ヒューズ６が
接続されていない状態を“Ｌ”すなわち「０」、そし
て、種別読出用電極３−３と種別用共通電極４間のよう
に種別判別用ヒューズ６が接続されている状態をこの場
合も“Ｈ”すなわち「１」と認識する。すなわち、図２
(a) の場合は、３ビットコードで「１、０、１」の状態
であると認識する。

【００２６】この例のように、種別判別用ヒューズを最
大３本用いることができるように構成した場合は、種別
判別用ヒューズ６の取り付け位置による配設の組み合わ
せは上記の「１、０、１」の他に「１、１、０」、
「０、１、１」、「１、０、０」、「０、１、０」、
「０、０、１」及び「１、１、１」の組合わせ、すなわ
ち全部で７通りの配置の組合わせがある。但し「０、
０、０」は除いてある。

【００２７】これら３ビットの組合わせによる種別コー
ドは、インクカートリッジ１の種別、つまり、インクカ
ートリッジ１が単色インクタイプの場合は収容されてい
るインクの色を表わし、例えば、黒インクであれば
「０、０、１」などとする。また、インクカートリッジ
１が複数色タイプの場合は収容されている複数色のイン
クの色の組み合わせを表わし、例えば、イエロー、マゼ
ンタ、シアンの３色のインクであれば「１、０、１」な
どである。

【００２８】また、図２(b) に示すように、全てヒュー
ズ６が溶断した状態は「０、０、０」であり、この場合
は、本例では、インクカートリッジ１の種別を判別する
のではなく、インクカートリッジ１が一度空になったも
の、あるいはインクカートリッジ１が非装着であると判
別するコードとして用いている。

【００２９】そして、印字を実行するに際しては、上記
の種別コードを参照することにより、印字に必要なイン
クカートリッジ１がプリンタ装置本体に装着されている
か否かの判定を行い且つ種別コードが「０、０、０」で
あるか否かによって、インクカートリッジ１が一度空に
なったものであるか否かあるいはインクカートリッジ１
が非装着であるかを判別するようにしている。

【００３０】図４は、上記インクカートリッジ１の種別
を判別し且つインクカートリッジ１がインク切れとなっ
たものか否かを判別しながら行う印字処理の動作を示す
フローチャートである。尚、この処理では、プリンタ装
置本体に又は印字ヘッド等にインクカートリッジ１のイ
ンクの有無を検知するインク切れ検知センサが搭載され
ている。そして、このインク切れセンサによリ、インク
カートリッジ１のインク切れを検知したときは、全ての
種別判別用ヒューズＦ（６）を溶断して、種別読出用電
極３−１、３−２及び３−３と種別用共通電極４間の接
続をオフとするようにしている。

【００３１】先ず、プリンタ装置本体の操作パネル等か
らのキー入力又はホスト機器からの信号として印字開始
の指示が入力されると（ステップ３０１）、印字データ
が有るか否かを判別する（ステップ３０２）。通常、最
初は印字データが有るので（３０２がＹｅｓ）、次にイ
ンクカートリッジ１の種別コードを読み出す（ステップ
３０４）。この処理は、図２(a),(b) 及び図３で説明し
たように、種別ヒューズ６の介装、非介装、又は溶断に
よって示される３ビットのオン・オフを読み取る処理で
ある。

【００３２】続いて、上記読み出した種別コードが３ビ
ット全てオフとなっているか否かを判別する（ステップ
３０５）。インクカートリッジ１が新品のインクカート
リッジであれば、最初は少なくとも１ビット分の種別判
別用ヒューズ６が必ずオンとなっている（３０５がＮ
ｏ）。したがって、この場合は、次に、いま読み出した
種別コードがＯＫか、つまり、いま装着されているイン
クカートリッジ１の種別コードが示すインクの色と、こ
れから印字しようとしている印字データで指定されてい
るインクの色とが一致しているかを判別する（ステップ
３０８）。

【００３３】そして、種別コードが、これから印字で使
用するインクの色を示しているならば（３０８がＹｅ
ｓ）、所定量の印字処理を実行する（３１０）。その
後、プリンタ装置本体又は印字ヘッドに設けられた不図
示のセンサにより、インクカートリッジ１のインク残量
を検出し、インクが切れたか否かを判別する（ステップ
３１１）。そして、上記の検出結果がインク切れでない
場合は（３１１がＮｏ）、ステッ３０２の印字データの
有無の判別処理に戻る。そして、もし印字データが無け
れば（３０２がＮｏ）、この場合は印字を終了するが
（３０３）、印字データが未だ有れば、ステップ３０４
以下の処理を繰り返す。

【００３４】上記所定量づつの印字処理が進行し、ステ
ップ３１１の判別でインク切れとなったときは（３１１
がＹｅｓ）、種別読出用電極３−１、３−２及び３−３
と種別用共通電極４間に配設されている種別判別用ヒュ
ーズ６に所定量以上の電流を通電して溶断して、図２
(b) に示したように全ての種別判別用ヒューズ６を切断
する（３１２）。

【００３５】そして、種別判別用ヒューズ６が全て切断
されたかを確認し（ステップ３１３）、読み出した種別
コードが、種別判別用ヒューズ６が全てオフであること
を示す「０、０、０」ならば（３１３がＹｅｓ）、種別
判別用ヒューズ６が全て正常に切断されたのであり、こ
の場合は、ブザーの放音、警告灯の点滅、或は表示装置
による報知等によりインクカートリッジ１のインク切れ
をユーザに通知した後（ステップ３０６）、ユーザによ
るインクカートリッジ１の交換が完了するのを待機する
（ステップ３０７、及びその判別がＮｏのループ）。そ
して、ユーザがインクカートリッジ１の交換を完了した
ときは（３０７がＹｅｓ）、ステップ３０２の印字デー
タ有無の判別処理に戻って、印字終了又は印字続行の処
理を行う。

【００３６】また、種別判別用ヒューズ６が全て切断さ
れたことが確認できなかったときは（３１３がＮｏ）、
プリンタ装置本体の故障か又はユーザによってインクカ
ートリッジ１の種別判別用ヒューズ６が、正規のもので
はなく所定量の電流で溶断しないような部材に取り替え
られているか又は正しい種別コードを発生するように種
別読出用電極３−１、３−２又は３−３と種別用共通電
極４間が丈夫な導線等により電気的に短絡されているの
であり、この場合は、エラー処理を実行して（ステップ
３１４）、印字を終了させる（ステップ３１５）。

【００３７】また、ステップ３０８の種別コードの判別
で、種別コードの示すインクカートリッジ１のインクの
色が、これから印字で使用するインクの色と異なる場合
は（３０８がＮｏ）、この場合もブザーの放音、警告灯
の点滅、或は表示装置への警告報知等によりインクカー
トリッジ１の交換をユーザに通知する（ステップ３０
９）。そして、上記のステップ３０７の処理に移行す
る。

【００３８】また、ステップ３０５の種別コードが３ビ
ット全てオフとなっているか否かの判別で、種別コード
が３ビット全てオフとなっているときは、インクカート
リッジ１がインク切れ、もしくは、一度インク切れとな
ってステップ３１２の処理で種別判別用ヒューズ６を全
て溶断されたインクカートリッジ１にインクが再充填さ
れたものが使用された、あるいはインクカートリッジ１
の非装着と判断し、この場合も、ステップ３０６の処理
に進んでインクカートリッジ１がインク切れであること
をユーザに通知し、インクカートリッジ１の交換を待機
する。

【００３９】このように、種別判別用ヒューズ６によ
り、インクカートリッジ１の種別を判断して、もし、印
字に必要なインクカートリッジ１がプリンタ装置本体に
装着されていない場合は印字処理を禁止して、インクカ
ートリッジ１を印字に必要なインク色のインクカートリ
ッジに交換させるようにしている。これにより、誤った
色のインクをそのまま用いて用紙に印字した後その誤り
に気がつくという用紙と時間の無駄が防止される。

【００４０】また、上記のように種別判別用ヒューズ６
は、インクカートリッジ１にインク切れの状態を設定す
る部材の役目も兼用している。そして、全ての種別判別
用ヒューズ６が溶断して種別コードが「０、０、０」と
なっているときは、インクカートリッジはインク切れと
判断して、このときも印字処理を禁止する。

【００４１】これにより、インク切れとなった後にイン
クカートリッジ１にインクを再充填しても、印字処理が
禁止となって印字することができず、従って、正規のイ
ンクとは製法や特性の異なる不正規のインクが用いられ
ることによって発生する印字画像の不具合や印字ヘッド
等に発生する目詰まり等の不具合を防止することができ
る。

【００４２】また、種別判別用ヒューズ６が溶断しない
ようにインクカートリッジが改造された場合には、イン
ク切れの時点でエラー処理を行ってユーザに警告報知す
ることで、以後のインクカートリッジの改造を抑止する
ことができる。

【００４３】尚、種別用共通電極４を複数の種別読出用
電極３（３−１、３−２、３−３）に対して共通に使用
しているが、これに限ることなく、種別読出用電極３−
１、３−２及び３−３ごとに、対応する電極を各々設け
るようにしても良い。

【００４４】また、上記実施の形態では、種別読出用電
極３の数を３個としているが、これに限ることなく、種
別コードに必要な数だけ設けてよい。また、インクカー
トリッジ１は、印字ヘッドとは別体型のものを示してい
るが、本発明は印字ヘッドと一体型のインクカートリッ
ジにも適用可能である。

【００４５】また、インクの有無を検知するインク切れ
検知センサを用いているが、種別判別用ヒューズ６をイ
ンク切れ検知センサと兼用させることもできる。例え
ば、全ての種別判別用ヒューズ６をインクカートリッジ
１の底部に配設する。種別判別用ヒューズ６は本来所定
量以上の電流を通電すると電流による発熱により溶断す
るが、インクカートリッジ１の底部に配設されている
と、インクが十分に有るときは、インクが冷却材とな
り、インク中の水分（インクの殆どは水分）は空気の約
２３倍の熱伝導率があるため、電流により発生した熱は
水中に伝熱し種別判別用ヒューズ６が冷却されるので、
種別判別用ヒューズ６の温度は溶融温度に達せず溶断さ
れることはない。そして、インクカートリッジ１がイン
ク切れになると、種別判別用ヒューズ６が冷却されず、
したがって溶断される。つまり、インク残量によって種
別判別用ヒューズ６の溶断が決定されるので、インク切
れの検出が可能である。

【００４６】また、このとき、インクが所定量以下にな
ったときに溶断するだけの電流を種別判別用ヒューズ６
に定期的に流しておく。もし、インクが所定量以上の場
合は種別判別用ヒューズ６が溶断しないので、種別コー
ドを正常に読み出すことができる。一方、インクが所定
量以下の場合は、種別別判別用ヒューズ６が全て溶断す
るので、これでインク切れが検出可能になると共に、種
別コードが正常に読み出せないので印字処理を禁止する
というようにする。

【００４７】この方法であると、図４のフローチャート
において、ステップ３１１〜ステップ３１５の処理は不
要となり、単にステップ３１０の所定量印字後に、ステ
ップ３０２の印字データ有無の判別処理に戻るようにす
ることができる。

【００４８】なお、上記実施の形態では、インク切れが
発生した後でインクカートリッジ１にインクを再充填
（補充）したものは、インク切れが発生した時点で種別
判別用ヒューズ６が溶断されているので印字処理を禁止
することが出来るが、インク切れが発生する前にインク
カートリッジ１にインクを補充したものについては種別
判別用ヒューズ６が溶断されていないため、印字処理を
禁止することができない。そこで、途中で、つまりイン
ク切れとなる前にインクを補充した場合にも印字処理を
禁止することができるインクカートリッジを実現する。
以下これについて説明する。

【００４９】図５は、第２の実施の形態におけるインク
カートリッジを下から見た状態を模式的に示す斜視図で
ある。同図に示すように、インクカートリッジ１０は、
底部中央にインク供給孔１１を備え、底部外面には、種
別読出用電極１２−１、１２−２及び１２−３が設けら
れ、更に種別用共通電極１３が配設されている。これら
の種別読出用電極１２−１、１２−２及び１２−３並び
に種別用共通電極１３は、図１に示したインクカートリ
ッジ１の種別読出用電極３−１、３−２及び３−３並び
に種別用共通電極４と同一の機能を有するものである。

【００５０】そして、本例では、インクカートリッジ１
０には、内部のインクに接する位置に３個の液面記録用
ヒューズ１４−１、１４−２及び１４−３が設けられ、
これらの液面記録用ヒューズ１４（１４−１、１４−
２、１４−３）に対応する液面読出用電極１５（１５−
１、１５−２、１５−３）及び液面用共通電極１６が上
記の種別読出用電極１２や種別用共通電極１３同様にイ
ンクカートリッジ１０の底部外面に配設される。これら
の液面読出用電極１５及び液面用共通電極１６も、種別
読出用電極１２及び種別用共通電極１３と同様に、イン
クカートリッジ１０がプリンタ装置本体に装着されたと
き、プリンタ装置本体側の対応する電極端子と電気的に
接続される。

【００５１】これらの液面記録用ヒューズ１４（１４−
１、１４−２、１４−３）は、インクカートリッジ１０
のインクが、各々に対応する所定量以上のインク残量で
あるときのみ該インクに接することができるような位置
に設けられる。そして、液面記録用ヒューズ１４−１、
１４−２及び１４−３は、インクに接しているときには
該インクを介して放熱することによりプリンタ装置本体
からの信号によっても溶断せず、インクの液面が低下し
てインクとの接触を解除されたとき放熱不足となること
によりプリンタ装置本体からの信号によって溶断するよ
うに構成されている。

【００５２】前述したように、ヒューズ溶断の基本的な
メカニズムは、ヒューズに過電流を流すことによりヒュ
ーズを発熱させ、その熱によりヒューズを溶断させるも
のであるが、換言すれば、過電流を流してもヒューズの
放熱が充分行われる環境ではヒューズが発熱せず、した
がってヒューズは溶断しないといえる。この第２の実施
の形態におけるインクカートリッジは上記の原理を利用
している。

【００５３】すなわち、液面記録用ヒューズ１４は、夫
々インクカートリッジ１０の中でインクに浸漬してお
り、インクが充分有るときは過電流により発熱しても熱
はインク中に放熱されるため液面記録用ヒューズ１４は
溶断することはない。しかし、インクが消費されてイン
ク液面が低下すると、液面記録用ヒューズ１４はインク
との接触を断たれ、インクカートリッジ１０中の空気と
触れるだけとなり、熱の放散は殆どなくなって（インク
の熱放散量≫空気の熱放散量）、インク液面から上に出
ている液面記録用ヒューズ１４が溶断する。

【００５４】このインクカートリッジ１０には、更に液
面検知用突出部１７が形成されており、この液面検知用
突出部１７を挟んで、発光部Ｌ1 と受光部Ｄ1 、発光部
Ｌ2と受光部Ｄ2 、及び発光部Ｌ3 と受光部Ｄ3 からな
る３対のフォトセンサがプリンタ装置本体側のインクカ
ートリッジ装着部に配設されている。インクは上記液面
検知用突出部１７にも存在し、フォトセンサの発光部Ｌ
1 から受光部Ｄ1 へ、発光部Ｌ2 から受光部Ｄ2 へ、又
は発光部Ｌ3 から受光部Ｄ3 への光の透過／不透過の状
態で夫々の位置のインク液面すなわちインク残量を検知
する。

【００５５】また、これらのフォトセンサの発光部Ｌ1
と受光部Ｄ1 の配設位置はインクの液面が最上位（以
下、インクの上面という）となる位置であり、液面記録
用ヒューズ１４−１の配設位置に対応している。また、
発光部Ｌ2 と受光部Ｄ2 の配設位置はインクの液面が中
間の位置（以下、インクの中面という）となる位置であ
り、液面記録用ヒューズ１４−２の配設位置に対応して
いる。そして、発光部Ｌ3 と受光部Ｄ3 の配設位置はイ
ンクの液面が最下位（以下、インクの下面という）とな
る位置であり、液面記録用ヒューズ１４−３の配設位置
に対応している。このインク下面は、インク液面がこの
インク下面よりも低下するとインクの自重による降下圧
力が弱くなって印字不可の状態になる位置である。

【００５６】図６は、上記構成のインクカートリッジ１
０のインク液面の状態を検出する制御装置の回路構成を
模式的に示す図である。同図に示す制御装置２０には、
３個の種別判別用ヒューズＦ、同じく３個の液面記録用
ヒューズ１４（１４−１、１４−２、１４−３）、及び
３対のフォトセンサの状態が入力する。これら３コの種
別判別用ヒューズＦ及び３個の液面記録用ヒューズ１４
と制御装置２０とは、図３に示したと同様の回路構成に
よって接続されている。そして、制御装置２０から、種
別判別用ヒューズＦ及び液面記録用ヒューズ１４に対し
て所定の電流印加（図３に示したトランジスタＱの導
通）が行われ、これにより、３個の液面記録用ヒューズ
１４はインク液面が低下する毎に順次溶断する。

【００５７】この３個の液面記録用ヒューズ１４の溶断
は、液面記録用ヒューズ１４に常に電流を流しておいて
もよく、また、パルス的に電流を流すようにしてもよ
い。常に電流を流すと発熱によりインクの温度が上昇す
るが、液面記録用ヒューズ１４の溶断電流がｍＡ程度の
ヒューズであればインクの温度上昇は極わずかであって
何等支障はない。勿論、パルス的に電流を流すようにす
れば、インクの発熱量をより低く抑えることができる。
上記のようにすれば、液面記録用ヒューズ１４はインク
液面の低下に応じて自動的に溶断される。

【００５８】また、３個の種別判別用ヒューズＦは、イ
ンクカートリッジ１０のインクが無くなると全て溶断さ
れる。このインクカートリッジ１０と制御装置２０の構
成において、インク切れが発生する前にインクカートリ
ッジ１０にインクを再充填（補充）した場合について
も、印字動作が禁止される。以下、これについて説明す
る。

【００５９】図７は、上記構成のインクカートリッジ１
０のインク切れ前に途中でインクを補充した場合に印字
処理を禁止する処理動作を示す補充チェックのサブルー
チンのフローチャートである。すなわち、本例では制御
装置２０は３個の種別判別用ヒューズＦの状態を検出し
ながら図４に示した手順で動作し、更に適宜の処理周期
で定期的に、３対のフォトセンサと３個の液面記録用ヒ
ューズ１４の状態を検出しながら図７に示す補充チェッ
クのサブルーチンの処理を行っている。

【００６０】図７において、先ずインク液面が上面以下
となっているか否かを判別する（ステップ６０１）。こ
の処理は、インク液面が発光部Ｌ1 と受光部Ｄ1 からな
る最上部のフォトセンサの位置よりも低くなっているか
否かを判別する処理である。

【００６１】そして、未だインクがインクカートリッジ
１０に充分収容されており、インク液面が上面以下では
ないならば（ステップ６０１がＮ）、最上部の液面記録
用ヒューズ１４−１が導通しているか否かを判別する
（ステップ６０４）。そして導通していれば（６０４が
Ｙ）、正常であると判断してステップ６０１に戻って、
ステップ６０１、６０４、６０１を繰り返す。

【００６２】インクが消費されてインク液面が逐次低下
し、やがて上面以下となったことをステップ６０１で判
別すると（６０１がＹ）、このインク液面に対応する最
上部の液面記録用ヒューズ１４−１が導通していること
を確認して（ステップ６０２、及び判別がＹ）、その液
面記録用ヒューズ１４−１が上述のようにインクと非接
触になるため電流による発熱が放熱されず自己溶断され
（ステップ６０３）、ステップ６０１に戻る。尚、液面
記録用ヒューズ１４−１が自己溶断するフローは便宜的
に図７のステップ６０３の位置に記載してあるが、液面
記録用ヒューズ１４−１はインク液面の低下に伴い自己
溶断するので、図７のフローチャートのどの位置でも起
こることであり、図７のステップ６０３の位置に限定さ
れるものではない。また、後述するステップ６０８の液
面記録用ヒューズ１４−２の自己溶断、ステップ６１３
の液面記録用フューズ１４−３の自己溶断も同様に図７
のフローチャートのどの位置でも起こることであり、各
々図７の位置に限定されるものではない。

【００６３】この後は、ステップ６０１の判別でインク
液面は必ず上面以下となっているはずであるが、もし、
インクが補充されていると、インク液面は上面を超えて
おりステップ６０１の判別が否（Ｎ）となってステップ
６０４に移行する。ところが、この場合は液面記録用ヒ
ューズ１４−１は既に溶断されているから、ステップ６
０４の判別は否（Ｎ）である。したがって、この場合は
エラー処理を行って（ステップ６０５）、印字処理の続
行を禁止する。これにより、インク残量が上面以下とな
ったときにインクを上面よりも上に補充すると、印字が
禁止される。

【００６４】また、この段階でインクが補充されていな
いときは、ステップ６０１の判別は可（Ｙ）であり、且
つステップ６０２の判別は否（Ｎ）であるから、この場
合は、次に、インク液面が中面以下となっているか否か
を判別する（ステップ６０６）。この処理は、インク液
面が発光部Ｌ2 と受光部Ｄ2 からなる中間位置のフォト
センサの位置よりも低くなっているか否かを判別する処
理である。

【００６５】そして、インク液面が中面以下ではないな
らば（ステップ６０６がＮ）、続いて中間部の液面記録
用ヒューズ１４−２が導通しているか否かを判別する
（ステップ６０９）。そして導通していれば（６０９が
Ｙ）、正常であると判断してステップ６０１に戻って、
ステップ６０１、６０２、６０６、６０９、６０１を繰
り返す。

【００６６】インクが消費されてインク液面が逐次低下
し、やがて中面以下となったことをステップ６０６で判
別すると（６０６がＹ）、このインク液面に対応する中
間位置にある液面記録用ヒューズ１４−２が導通してい
ることを確認して（ステップ６０７、及び判別がＹ）、
その液面記録用ヒューズ１４−２が自己溶断され（ステ
ップ６０８）、ステップ６０１に戻る。

【００６７】次に、ステップ６０１、６０２、６０６と
進んだとき、インク液面は必ず中面以下となっていてス
テップ６０６の判別は可（Ｙ）となるはずであるが、も
し、インクが補充されていてインク液面が中面を超えて
いると、ステップ６０６の判別は否（Ｎ）であり、この
場合はステップ６０９に移行する。そして、液面記録用
ヒューズ１４−２が既に溶断されているためステップ６
０９の判別は否（Ｎ）であり、したがって、この場合も
エラー処理を行って（ステップ６１０）、印字処理の続
行を禁止する。これにより、インク残量が中面以下とな
ったときにインクを中面よりも上に補充すると、印字が
禁止される。

【００６８】また、この段階でインクが補充されていな
いときは、ステップ６０６の判別は可（Ｙ）であり、且
つステップ６０７の判別は否（Ｎ）であるから、この場
合は、次に、インク液面が下面以下となっているか否か
を判別する（ステップ６１１）。この処理は、インク液
面が発光部Ｌ3 と受光部Ｄ3 からなる最下部のフォトセ
ンサの位置よりも低くなっているか否かを判別する処理
である。

【００６９】そして、インク液面が下面以下ではないな
らば（ステップ６１１がＮ）、続いて最下部の液面記録
用ヒューズ１４−３が導通しているか否かを判別し（ス
テップ６１４）。そして導通していれば（６１４が
Ｙ）、正常であると判断してステップ６０１に戻り、ス
テップ６０１、６０２、６０６、６０７、６１１、６１
４、６０１を繰り返す。

【００７０】やがてインクが消費され、インク液面が逐
次低下して下面以下となったことをステップ６１１で判
別すると（６１１がＹ）、このインク液面に対応する最
下部にある液面記録用ヒューズ１４−３が導通している
ことを確認して（ステップ６１２、及び判別がＹ）、そ
の液面記録用ヒューズ１４−３が自己溶断され（ステッ
プ６１３）、ステップ６０１に戻る。

【００７１】次に、ステップ６０１、６０２、６０６、
６０７、６１１と進んだとき、インク液面は必ず下面以
下となっていてステップ６１１の判別は否（Ｎ）であ
る。しかし、インクが補充されているとインク液面が下
面を超えている。したがって、この場合はステップ６１
１の判別は否（Ｎ）であり、ステップ６１４に移行す
る。ところが、この場合も液面記録用ヒューズ１４−３
が既に溶断されているためステップ６１４の判別は否
（Ｎ）であり、したがって、この場合もエラー処理を行
って（ステップ６１５）、印字処理の続行を禁止する。
これにより、インク残量が下面以下となったときにイン
クを下面よりも上に補充すると、印字が禁止される。

【００７２】また、この段階でインクが補充されていな
いときは、ステップ６０１、６０２、６０６、６０７、
６１１、６１２、６０１を繰り返して、インクが消費さ
れ、インクカートリッジ１０が空になったとき、不図示
のエンプティーセンサによりインク切れを検出して印字
を禁止する。

【００７３】このように、インクカートリッジ１０にイ
ンクが補充されていないときは、正常に印字を続行する
が、インクカートリッジ１０のインク液面が上面、中
面、又は下面のいずれかの液面よりも下に減少したとき
に、上面、中面、又は下面を超えてインクを補充する
と、印字が禁止される。つまり、溶断している液面記録
用ヒューズ１４の配設位置以上にインクを補充すれば、
この検知が可能であり、例えばインク液面が下面以下の
状態から上面以上に補充したときには、ステップ６０
１、６０４の処理手順で検知して、エラー処理が行わ
れ、印字が禁止される。

【００７４】次に図７の他の動作について説明する。図
５において液面記録用ヒューズ１４を取り付ける位置を
インクに接触しない任意の位置（例えばインクカートリ
ッジの底面でインクに非接触で且つユーザーが触れるこ
とのできない位置）とし、制御装置２０がインク液面が
所定の位置よりも低下したか否かを判別してから液面記
録用ヒューズ１４に通電して溶断するようにしても良
い。この場合はステップ６０３、６０８、６１３は図７
のフローチャートの位置に必要であり、ステップ６０
３、６０７あるいは６１２で液面記録用ヒューズ１４が
導通していることが検知されたときは液面記録用ヒュー
ズ１４に強制通電して溶断するようにすれば良い。

【００７５】このように構成することにより、液面記録
用ヒューズ１４の取り付け位置は任意の位置が可能とな
り、インクカートリッジ１０の設計自由度が向上する。
このように構成しても上述の液面記録用ヒューズ１４を
自己溶断する実施例と同様に、溶断している液面記録用
ヒューズ１４の配設位置以上にインクを補充すれば、エ
ラー検知ができ、印字動作を禁止することができる。

【００７６】尚、液面記録用ヒューズの数を本例では３
個としているが、これに限定されるものではない。ま
た、液面記録レベルを均等に割り当てた場合、各液面記
録レベル間のインク容量は（インクカートリッジの最大
インク容量）／｛（液面記録用ヒューズの初期本数）＋
１｝となり、これがインクの再充填可能な最大量であ
る。しかし、これは、いずれか１つの液面記録用ヒュー
ズの溶断後、次の液面記録用ヒューズの溶断直前に、直
ぐ上の溶断されている液面記録ヒューズの下まで再充填
した場合である。

【００７７】そして、このように丁度良く再充填を行う
ことは困難であるから、実際に再充填可能なインク量は
上記の最大量よりも遥かに少なくなる。更に液面記録用
ヒューズの初期本数を適度に多くすれば、インク再充填
の手間に見合うだけのインク量を再充填できないので、
インク切れ前のインクの再充填が事実上不可能になる。

【００７８】また、インク量を検出するセンサを透過光
を検出するフォトセンサで説明したが、これに限るもの
ではなく、インク量検出センサは、圧力センサによりイ
ンクカートリッジの重量を測定してインク量を検出する
方式や、光源と光センサによりインク中での光の減衰量
からインクの厚み（高さ）を測定してインク量を検出す
る方式など、適宜の方式を使用することが可能である。

【００７９】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、インクの消費に伴って液面記録用ヒューズを溶断
してインクが消費されたインクカートリッジであること
を明確にしてインクを再充填しても使用不可とするの
で、結果としてインクカートリッジヘのインクの再充填
を防止することができ、これにより、インク特性の劣化
や変質による印字画像の発色不良、印字ヘッドの腐食、
インク吐出ノズルの目詰り、インク漏出によるプリンタ
内部の汚染等の不具合の発生を防止することができてプ
リンタ装置本体の信頼性を維持することができる。

【００８０】また、インク切れ後も種別判別用回路が切
れないようにインクカートリッジを改造すると警告報知
するので、結果としてインクカートリッジの改造を抑止
することができ、これにより、インクカートリッジヘの
インクの再充填を防止して正規のインクカートリッジ使
用によるプリンタ装置本体の信頼性を維持することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態におけるインクカートリッジ
を下から見た状態を模式的に示す斜視図である。

【図２】(a) は第１の実施の形態におけるインクカート
リッジの種別コード読み出し用電極と種別コード読み出
し用共通電極間に配設される種別判別用ヒューズの配置
例を模式的に示す図、(b) はその種別判別用ヒューズが
溶断した状態を模式的に示す図である。

【図３】第１の実施の形態における種別判別用ヒューズ
の配設の組合わせ及び溶断の有無によりインクカートリ
ッジの種別とインク切れを判別するプリンタ装置本体の
制御部の回路構成を示す図である。

【図４】第１の実施の形態におけるインクカートリッジ
の種別を判別し且つインク切れとなったか否かを判別す
る処理動作を示すフローチャートである。

【図５】第２の実施の形態におけるインクカートリッジ
を下から見た状態を模式的に示す斜視図である。

【図６】第２の実施の形態におけるインクカートリッジ
のインク残量の状態を検出する制御装置の回路構成を模
式的に示す図である。

【図７】第２の実施の形態におけるインクカートリッジ
のインク切れを確実に判別する処理動作を示す補充チェ
ックのサブルーチンのフローチャートである。

【符号の説明】

１ インクカートリッジ ２ インク供給孔 ３−１、３−２、３−３ 種別読出用電極 ４ 種別用共通電極 ５ 導体 ６ 種別判別用ヒューズ Ｆ 種別判別用ヒューズ ７ 制御部 ７−１ 検知回路 ８ ＣＰＵ Ｑ トランジスタ ＩN 入力ポート ＯN 出力ポート Ｖc 基準電圧 １０ インクカートリッジ １１ インク供給孔 １２−１、１２−２、１２−３ 種別読出用電極 １３ 種別用共通電極 １４（１４−１、１４−２、１４−３） 液面記録用ヒ
ューズ １５（１５−１、１５−２、１５−３） 液面読出用電
極 １６ 液面用共通電極 １７ 液面検知用突出部 Ｌ1 、Ｌ2 、Ｌ3 フォトセンサ発光部 Ｄ1 、Ｄ2 、Ｄ3 フォトセンサ受光部 ２０ 制御装置

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インクを収容し、プリンタ装置本体に着
   脱自在に構成されるインクカートリッジであって、 前記インクの消費に伴い前記インクの量が所定量以下に
   なったとき前記プリンタ装置本体からの信号により溶断
   される少なくとも１個のヒューズを備えることを特徴と
   するインクカートリッジ。
2. 【請求項２】 インクを収容し、プリンタ装置本体に着
   脱自在に構成されるインクカートリッジであって、 前記インクの消費に伴い前記プリンタ装置本体からの信
   号により順次溶断される複数のヒューズを備えることを
   特徴とする請求項１記載のインクカートリッジ。
3. 【請求項３】 インクを収容し、プリンタ装置本体に着
   脱自在に構成されるインクカートリッジであって、 前記インクを収容した内部に少なくとも１個のヒューズ
   を備え、 該ヒューズは、所定量以上のインク残量であるときのみ
   該インクに接することが出来る位置に設けられ、該イン
   クに接しているときには該インクを介して放熱すること
   により前記プリンタ装置本体からの信号によっても溶断
   せず、前記インクの残量低下により該インクとの接触を
   断たれたとき放熱不足となることにより前記プリンタ装
   置本体からの信号によって溶断することを特徴とするイ
   ンクカートリッジ。
4. 【請求項４】 請求項１、２又は３記載のインクカート
   リッジを着脱自在に装着し、該インクカートリッジのイ
   ンクを用いて吐出により用紙上に印字を行うインクジェ
   ットプリンタであって、 前記インクカートリッジのインク残量を検知するインク
   残量検知手段と、 前記インクの残量が所定値以下であるとき前記インクカ
   ートリッジの前記所定値以下のインク残量に対応する前
   記ヒューズを溶断させる溶断手段と、 該溶断手段により前記ヒューズが溶断された後に前記イ
   ンクの残量が前記所定値以上であることが検知されたと
   き印字動作を禁止する印字禁止手段と、 を有することを特徴とするインクジェットプリンタ。