JP2005280180A

JP2005280180A - インクカートリッジ

Info

Publication number: JP2005280180A
Application number: JP2004099293A
Authority: JP
Inventors: Toshihiko Ujita; 敏彦氏田; Hajime Yamamoto; 肇山本
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2004-03-30
Filing date: 2004-03-30
Publication date: 2005-10-13
Anticipated expiration: 2024-03-30
Also published as: JP4059507B2

Abstract

【課題】インクカートリッジが単独で保管された場合でもインクカートリッジの使用期限を適切に管理することを可能にするインクカートリッジを提供する。
【解決手段】インクカートリッジであるインクカートリッジ１０１は、ノズルから液滴を吐出するインクジェット記録ヘッドに供給するインク１０３ａを貯留する。インクカートリッジ１０１は、電池１１７と、電池１１７から電源が供給されて機能する電気抵抗体１１８とを有する電子回路基板１１６を備えている。
【選択図】図１ａ

Description

本発明は、ノズルから液滴を吐出するインクジェット記録ヘッドに供給するインクを貯留する、インクジェット記録ヘッドに対して交換可能なインクカートリッジに関する。

ノズルからインク滴を吐出するインクジェット方式による記録には、インクを吐出するノズルが設けられたインクジェット記録ヘッドと、そのインクジェット記録ヘッドに供給するインクを貯留し、インクジェット記録ヘッドに交換可能に接続されるインクカートリッジとが用いられる。

図１０ａは従来のインクカートリッジを示す概略図、図１０ｂは図１０ａに示したインクカートリッジをインクジェット記録ヘッドに装着した状態を示す概略図である。

図１０ａに示す従来のインクカートリッジ１１０１は、インク１１０３を内部に貯蔵し、図１０ｂに示すような状態でインクジェット記録ヘッド１１０２に装着される。図１０ａ，図１０ｂに示すインクカートリッジ１１０１は、インクジェット記録ヘッド１１０２に対してユーザが任意に交換可能であることから、交換型インクタンクと称する場合もある。

図１０ａに示す従来のインクカートリッジ１１０１は、インク１１０３ａを収容するインク室１１０３と、吸収体１１０８ａを収容する負圧制御室１１０８とを有している。インク室１１０３は閉空間になっており、インク室１１０３内のインク１１０３ａは、インク室１１０３と負圧制御室１１０８とを接続するジョイント部１１３０を介して負圧制御室１１０８内に供給される。インク室１１０３内のインク１１０３ａがジョイント部１１３０を介して負圧制御室１１０８内に供給される際には、インク室１１０３内のインク１１０３ａと負圧制御室１１０８内の空気との交換（気液交換）が行われる。

吸収体１１０８ａは、インクジェット記録ヘッド１１０２のノズル１１０４に適正な負圧を加えるために適当な毛管力を発生させる。吸収体１１０８ａに吸収されたインクは、フィルタ１１０５ａを介してインク出口１１０５からインクジェット記録ヘッド１１０２に供給される。なお、負圧制御室１１０８は、大気連通孔１１０６を介して大気中に連通している。負圧制御室１１０８内のインクの揮発成分は、大気連通口１１０６を通過したり、インクカートリッジ１１０１の壁部材を透過したりすることで、経時的に外部に蒸発する。また、負圧制御室１１０８は大気連通口１１０６を介して大気中に連通しているため、負圧制御室１１０８は大気圧に保たれる。

さらに、図１０ａに示すインクカートリッジ１１０１は、第１の面１１０９上に凸部１１１０が設けられ、第１の面１１０９とは反対側の第２の面１１１１上に着脱レバー１１１２が設けられている。着脱レバー１１１２には第１の係合部１１１３が設けられている。

次に図１０ｂを参照すると、図１０ａに示したインクカートリッジ１１０１が装着されるインクカートリッジホルダ１１４０は、インクカートリッジ１１０１の凸部１１１０が係合する溝部１１１４と、インクカートリッジ１１０１の着脱レバー１１１２に設けられた第１の係合部１１１３が係合する第２の係合部１１１５とを有している。インクカートリッジ１１０１が凸部１１１０および溝部１１１４と第１および第２の係合部１１１３，１１１５とによって図１０ｂのようにインクカートリッジホルダ１１４０に位置決め固定された状態では、インクジェット記録ヘッド１１０２にインクを供給するインク流路１１３１の先端がインクカートリッジ１１０１のインク出口１１０５を通ってフィルタ１１０５ａに当接する。これにより、吸収体１１０８に含まれているインクが、フィルタ１１０５ａおよびインク流路１１３１を介して、インクジェット記録ヘッド１１０２のノズル１１０４に供給される。

インクジェット記録ヘッド１１０２は、ノズル１１０４内に設けられたインク吐出素子（例えば発熱抵抗体のような電気熱変換素子）へ電気信号を印加するためのヘッド配線１１２１を備えている。ヘッド配線１１２１の一方の端部には電極パッド１１２２が形成されている。この電極パッド１１２２は、インクカートリッジホルダ１４０がインクジェット記録装置のキャリッジ（不図示）に取り付けられたときにインクジェット記録装置側の電極パッドに接続される。インクジェット記録装置から出力される上記の電気信号は、電極パッド１２２、ヘッド配線１１２１を経由してインクジェット記録ヘッド１１０２のノズル１１０４内に設けられたインク吐出素子（不図示）へ印加される。ノズル１１０４からは、入力された電気信号に応じてインク滴が吐出される。

このような交換型のインクカートリッジ１１０１は、内部に収容したインク１１０３ａが消費されて無くなった場合、ユーザはインクが充填された新品のインクカートリッジ１１０１と容易に交換することができる。

インク１１０３ａは、通常は水を主な溶媒とする染料または顔料を溶解または分散させたものからなる。さらに、必要であれば、要求する物理化学特性に応じてさまざまな物質が添加される。インクジェット記録ヘッド１１０２のノズル１１０４は、近年では、１０ｐｌ（ピコ・リットル）以下のインク滴を吐出するために微細な孔で構成されているものもある。

インクジェット記録ヘッド１１０２で良質の写真画像を記録するためには、正しい体積の液滴を正確に飛翔させることが重要である。しかし、インクの性質が経時的に変化すると、吐出の安定さが損なわれ、吐出液滴の体積にばらつきが生じる要因となる。したがって、インクカートリッジ１１０１は、インク１１０３ａを単に貯留したり、適正な圧力を維持管理したりするだけでなく、インク１１０３ａの性質が変化しないように保存するという役割も求められる。

一般的に、プリンタのような電子事務機器の寿命は数年であり、またメーカーもユーザの使用状態を想定し、必要な品質保証期間を定め、その保証をしている。インクカートリッジにも同様の保証期間が求められるが、前述のようにインクは水を主成分としており、長期間放置されたり保存されたりするとある程度の量の水分が大気連通口等から蒸発してしまい、インクの物性変化が起こってしまう。

インクジェット記録用に調合されたインクは、その溶媒が質量の１０％程度蒸発すると、インクジェット記録に関わるさまざまな不具合が発生する。例えば、インクの粘性が増加することによって生じるノズル詰まりや、不十分な液滴が形成されることによる記録画像の乱れ、あるいは応答周波数の低下による記録画像のかすれ等が発生しうる。さらに、紙等に代表される記録媒体への浸透性の変化による記録画像の劣化や、記録濃度の上昇なども発生しうる。また、溶媒が質量の１０％程度蒸発すると、インク量そのものがその分だけ減ってインクカートリッジによる全体の記録量が減少してしまうため、１枚の記録媒体あたりの記録コストが増加することに繋がることも見逃すことはできない。

そこで、従来から、インクの溶媒の蒸発を抑えるためにさまざまな工夫が施されてきている。具体的にはインクカートリッジの筐体材料としてガス透過性の低い材料を選んだり、空気を取り込む大気連通口を細く長く形成したり、出荷時にインクカートリッジをパッケージで密封したりといった工夫がなされている。また、インクがある程度蒸発することを予め見込んだ設計もなされている。

しかしながら、多くのユーザのさまざまな使用状況の全てを網羅して設計することは現実的には不可能であり、メーカーとしては使用期限を製品カタログや取扱説明書などに示すことで、インクの品質変化が生じたインクカートリッジが使用されることを防いでいる。ところが、実際には、使用期限を過ぎて残っているインクがそのまま使われてしまうケースがあり、結果的に記録ヘッド自体やその記録画像に不具合が生じる場合がある。

このような事態を防止する案として、特許文献１に開示されているよう、にインクカートリッジに不揮発性のＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）を備え、これに使用期間に関する情報を記憶させて記録装置本体側やそれに接続されたコンピュータで使用期間に関する情報の管理と書換えを行うものが知られている。インクカートリッジにＥＥＰＲＯＭなどの記憶媒体を持たせることによって、さまざまな機能が付加できるようになる。

また、特許文献２，３には、インクジェットヘッドカートリッジに電池を備える技術が開示されている。
特開２００１−１１３７１５号公報特開平１０−３０５５８８号公報特開平０６−３４４５４３号公報

しかしながら、ＥＥＰＲＯＭは比較的高価であり、ＥＥＰＲＯＭを搭載したインクカートリッジはその分だけコストが高くなる。また、ＥＥＰＲＯＭを搭載したインクカートリッジとそれが装着されるインクジェット記録装置との間で行う情報のやりとりは複雑であり、そのためには高価な構成を記録装置等に備える必要がある。

また、特許文献１に示された構成では、インクカートリッジが記録装置に装着されなければＥＥＰＲＯＭとの間で情報の読み書きができないので、インクカートリッジが記録装置から外されて単独で保管された場合にはＥＥＰＲＯＭに経時情報を記憶させることができず、インクカートリッジの使用期間を管理することはできない。

本発明は以上のような課題に鑑みてなされたものであり、インクカートリッジが単独で保管された場合でもインクカートリッジの使用期間を適切に管理することを可能にするインクカートリッジを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明のインクカートリッジは、ノズルから液滴を吐出するインクジェット記録ヘッドに供給するインクを貯留する、前記インクジェット記録ヘッドに対して交換可能なインクカートリッジにおいて、電池と該電池から電源が供給されて機能する電子素子とを有する電子回路を備えていることを特徴とする。

例えば電子素子として電気抵抗体を用いた場合、電池から電気抵抗体に電流を流し続けると電池は時間経過とともに次第に消耗して起電力が低下していく。そのため、インクカートリッジの所定の使用期限とそのときの電池の電圧との相関に基づいて、電池の電圧がインクカートリッジが所定の使用期限に達したときの電圧まで低下したかどうかを検知することで、インクカートリッジが所定の使用期限に達したかどうかを検知することができる。

また、電子素子としてリアルタイムクロックが内蔵されたＩＣチップ等を用いた場合、電池からＩＣチップに通電を開始した時点からの経過時間が正確に計測される。そのため、ＩＣチップから経過時間情報を読み取ることで、インクカートリッジが所定の使用期限に達したかどうかを検知することができる。

このように、本発明のインクカートリッジは自身で使用期間を管理することができるので、インクカートリッジが単独で保管された場合でもインクカートリッジの使用期限を適切に管理することが可能になる。また、本発明を構成する電子素子として用いられ得る上記のような発熱抵抗体やＩＣチップは従来技術で用いられているＥＥＰＲＯＭに比べれば安価に入手可能であるので、本発明のインクカートリッジは比較的安価で提供することが可能である。

前記電気回路は、外部への情報の出力および／または外部からの情報の入力を行う手段を有していてもよい。前記出力および／または前記入力は電気信号あるいは電磁波信号であってもよい。

前記電気回路は、前記電池の電圧を電圧信号に変換する電圧信号変換手段を備えていてもよい。

さらに、前記インクカートリッジの使用を開始する際に前記電池の消耗を開始させる手段を有していてもよい。この構成によれば、インクカートリッジが実際に使用開始された時点から使用期間が管理されるので、前記インクカートリッジの状態をより正確に管理することができる。

以上説明したように、本発明のインクカートリッジは、電池と電池から電源が供給されて機能する電子部品とを有する電気回路を備えているので、インクカートリッジが単独で保管された場合でもインクカートリッジの使用期限を適切に管理することができる。

次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

（第１の実施形態）
図１ａは本発明の第１の実施形態に係るインクカートリッジを示す概略図、図１ｂは図１ａに示したインクカートリッジをインクカートリッジホルダに装着した状態を示す概略図である。

本実施形態のインクカートリッジ１０１は、凸部１１０が設けられている第１の面１０９に電気回路基板１１６が設けられている。この電気回路基板１１６は、小型の電池１１７と、電気抵抗体１１８と、電池１１７および電気抵抗体１１８の両端がそれぞれ接続された複数の電極１１９とを有している。この電極１１９は、外部への情報の出力を行う手段として機能する。この場合の出力は電気信号である。

インクカートリッジ１０１の製造途中では、電池１１７と抵抗体１１８とが互いに非接続状態になるように電気回路基板１１６の回路が開かれている。そのため、インクカートリッジ１０１の製造途中では電池１１７はほとんど消耗しない。一方、インクカートリッジ１０１の出荷時には、電池１１７と抵抗体１１８とが互いに接続状態になるように電気回路基板１１６の回路が閉じられる。そのため、電池１１７はインクカートリッジ１０１の出荷後に時間と共に消耗されていくことになる。

このインクカートリッジ１０１が装着されるインクカートリッジホルダ１４０は、図１ｂに示すように、インクカートリッジホルダ１４０にインクカートリッジ１０１が装着されたときに電気回路基板１１６の電極１１９が接続される電極１２０が設けられている。この電極１２０は、インクカートリッジホルダ１４０の電極パッド１２２と電気的に接続されている。

なお、本実施形態では、インクジェット記録ヘッド１０２とインクカートリッジホルダ１４０とが一体化され、インクカートリッジホルダ１４０にインクカートリッジ１０１を装着された状態でインクジェット記録装置のキャリッジに搭載される構成を例に挙げて説明した。しかし、インクジェット記録ヘッド１０２とインクカートリッジホルダ１４０とは必ずしも一体化されている必要はなく、例えば、インクカートリッジホルダ１４０がインクジェット記録装置のキャリッジに設けられ、インクジェット記録ヘッド１０２とインクカートリッジ１０１とを独立してキャリッジに搭載する構成としてもよい。

また、本実施形態に係るインクカートリッジ１０１、インクジェット記録ヘッド１０２、およびインクカートリッジホルダ１４０のその他の構成は図１０ａおよび図１０ｂに示した従来の構成と同様であるので、それらに関する詳しい説明は省略する。

次に、インクカートリッジ１０１に備えられた電気回路基板１１６についてより詳しく説明する。図１ｃは、図１ａ等に示したインクカートリッジに備えられた電気回路基板等の回路図である。

本実施形態では、インクカートリッジ１０１の出荷後に３年程度で電池１１７が所定の程度まで消耗するように設定している。例えば、電池１１７として一般的に安価に市販されている超小型酸化銀電池のＳＲ４１６ＳＷ（容量８ｍＡｈ、電圧１．５１Ｖ）を用いた場合には、この電池１１７を３年程度で所定の程度まで消耗させるには３×１０^-7Ａの電流を常時流し続ければよい。そのためには、電気抵抗体１１８の抵抗値を約５ＭΩに設定すればよい。

インクカートリッジホルダ１４０が装着されるインクジェット記録装置１２６には、インクカートリッジホルダ１４０がインクジェット記録装置１２６に装着されたときにインクカートリッジホルダ１４０の電極パッド１２２が接続される電極パッド１２３が設けられている。インクジェット記録装置１２６にはさらに、記録装置制御部１２５と、電極パッド１２３間にかかる電池１１７の電圧を電圧信号に変換して制御部１２５に出力するＡＤ変換器１２４とが備えられている。

そのため、インクカートリッジ１０１が装着されたインクカートリッジホルダ１４０がインクジェット記録装置１２６に装着されると、インクカートリッジ１０１の電池１１７の残電圧がインクジェット記録装置１２６のＡＤ変換器１２４を介して制御部１２５によって検出されるようになっている。制御部１２５は、例えば、たとえばインクジェット記録装置の電源投入時と記録動作開始直前に電池１１７の電極１１９間に掛かる電圧に基づいて電池１１７の残容量を判断する。

なお、上記では電極パッド１２３間にかかる電池１１７の電圧を電圧信号に変換して制御部１２５に出力するＡＤ変換器１２４がインクジェット記録装置１２６側に設けられている場合について説明したが、電池１１７の電圧を電圧信号に変換する電圧信号変換手段であるＡＤ変換器等の構成は、インクカートリッジ１０１側の電気回路基板１１６に設けられていてもよい。

図２は、図１ａ等に説明したインクカートリッジについて、出荷後のインクの蒸発と電池の消耗（すなわち起電力の低下）との関係を示すグラフである。

例えば電池１１７の電圧が出荷後３年程度で一定の閾値（例えば０．６Ｖ）まで低下するように設定されている場合には、電池１１７の電圧がその一定の閾値を下回ったことが検出されれば、インクカートリッジは出荷後３年を経過していることになる。この場合、インクジェット記録装置１２６の制御部１２５は、その事実を知らせる警告信号をインクジェット記録装置１２６に接続されているホストコンピューター（不図示）に送信し、これによってユーザに警告することができる。

警告を受けたユーザは、記録不良や色あいの不具合がインクジェット記録装置１２６の不具合によるものではなく、古いインクカートリッジ１０１を使いつづけたために起きたものと理解することができる。そのため、ユーザにインクカートリッジ１０１の交換を促すことができる。インクの種類によっては、溶媒が過度に蒸発して物性が変化するとインクジェット記録ヘッド１２６の特にノズル１０４を破壊する原因となる可能性がある。そのため、インクジェット記録装置１２６の制御部１２５は、電池１１７の電圧が一定の閾値を下回ったことを検出した際に、インクジェット記録装置１２６を介してホストコンピューターに警告信号を送信すると同時に、インクジェット記録装置１２６の記録動作そのものを停止させてインクジェット記録ヘッド１２６を保全することが好ましい。

（第２の実施形態）
図３ａは本発明の第２の実施形態に係るインクカートリッジを示す概略図、図３ｂは図３ａに示したインクカートリッジをインクカートリッジホルダに装着した状態を示す概略図、図３ｃは図３ａ等に示したインクカートリッジに備えられた電気回路基板等の回路図である。

本実施形態のインクカートリッジ１０１は、電気基板回路１１６に第１の実施形態の電気抵抗体１１８に代えてサーミスタ２０１が設けられている。なお、本実施形態に係るインクカートリッジ１０１、インクジェット記録ヘッド１０２、およびインクカートリッジホルダ１４０のその他の構成は図１ａ〜図１ｃに示した第１の実施形態の構成と同様であるので、それらに関する詳しい説明は省略する。

上述したように、インクカートリッジ１０１中のインク１０３ａは時間とともに蒸発していくが、蒸発速度は温度にも依存する。発明者の経験によれば、基準温度Ｔ１に対して実際の保管環境温度がＴ２であれば、その蒸発速度Ｖｖの比Ｖｒ＝Ｖｖ（Ｔ２）／Ｖｖ（Ｔ１）は概ねＶｒ＝２^((T2-T1)/10)で表すことができ、わかりやすく言えば温度が１０℃上がるたびに蒸発速度が約２倍になるということが分かっている。

第１の実施形態では環境温度が室温（２５℃）である場合を想定して説明しており、多くの場面では第１の実施形態に説明した構成（電気回路基板１１６に電気抵抗体１１８を用いた構成）で十分に機能する。しかしながら、温度変化が激しい室外で用いられたり、モバイル用途で室内と室外とを不定期に頻繁に往復する場合は、環境温度の変化によって電池１１７の消耗速度とインク１０３ａの蒸発速度とが一致しなくなる可能性がある。

そこで本実施形態では、環境温度の変化によって電池１１７の消耗速度とインク１０３ａの蒸発速度とが一致しなくなることを防ぐために、温度による蒸発速度の変化に応じて電池１１７の消耗速度を変化させる抵抗体としてサーミスタ２０１を用いている。

図４は、環境温度に対するインクの蒸発速度比およびサーミスタの抵抗値の特性を示すグラフである。

サーミスタ２０１には、抵抗値が蒸発速度比Ｖｒの温度変化に可能な限り対応する特性のものを用いることが好ましい。図４に示す例では、サーミスタ２０１は、環境温度が５℃のときに抵抗値が２０ＭΩ、２５℃のときに５ＭΩ、４５℃のときに１．２５ＭΩとなるような特性を有している。このようにサーミスタ２０１は温度上昇に応じて抵抗値が下がる特性が必要であり、そのためには動作範囲がキューリー点以下となるようなものを選択すればよい。

本実施形態の構成によれば、インクカートリッジ１０１の使用期間中に環境温度の変化が生じた場合であっても、環境温度の変化に伴うインク１０３ａの蒸発速度の変化が補償されるので、インクカートリッジ１０１の状態をより正確に管理することができる。

（第３の実施形態）
図５ａは本発明の第３の実施形態に係るインクカートリッジを示す概略図、図５ｂは図５ａに示したインクカートリッジをインクカートリッジホルダに装着した状態を示す概略図、図５ｃは図５ａ等に示したインクカートリッジに備えられた電気回路基板の回路図である。

本実施形態のインクカートリッジ１０１は、電気基板回路１１６に、第１の実施形態の電気抵抗体１１８に代えて、ＲＴＣクロック（リアルタイムクロックあるいはタイマー）が内蔵されたＩＣチップ３０１が設けられている。ＩＣチップ３０１には電池１１７から電源が供給されている。また、ＩＣチップ３０１は電極１１９に接続されている。ＩＣチップ３０１で生成される使用時間情報は、インクジェット記録装置１２６に設けられたデコーダ１２４を介して制御部１２５に取り込まれる。

なお、本実施形態に係るインクカートリッジ１０１、インクジェット記録ヘッド１０２、およびインクカートリッジホルダ１４０のその他の構成は図１ａ〜図１ｃに示した第１の実施形態の構成と同様であるので、それらに関する詳しい説明は省略する。

本実施形態の構成によれば、電池１１７の消耗の程度に基づいてインクカートリッジ１０１の使用期間を推定するのではなく、ＲＴＣクロック（リアルタイムクロックあるいはタイマー）が内蔵されたＩＣチップ３０１によってインクカートリッジ１０１の使用期間を直接計測できるので、インクカートリッジ１０１の状態（インクの蒸発量等）を一層正確に管理することができる。

さらに、ＩＣチップ３０１に温度センサー（不図示）を内蔵させた構成とすることにより、第２の実施形態で説明したように、環境温度の変化に伴うインク１０３ａの蒸発速度の変化を補償することが可能になる。

さらには、ＩＣチップ３０１にメモリー（不図示）を内蔵させた構成とすることにより、インクカートリッジ１０１の使用期間中における温度変化の履歴等を記録することも可能となり、インクカートリッジ１０１内のインク１０３ａの状態をより正確に把握することができる。この場合は、電気回路基板１１６の電極１１９は、外部（記録装置１２６の制御部１２５）への情報の出力を行う手段としてのみならず、外部からの情報の入力を行う手段としても機能する。

このように、インクカートリッジ１０１に電池１１７とＩＣチップ３０１を搭載することで、インクカートリッジ１０１を単独で保存した状態においても、インクカートリッジ１０１に関するさまざまな情報を記録、維持、管理することが可能となる。

（第４の実施形態）
図６は本発明の第４の実施形態に係るインクカートリッジを示す図であり、同図（ａ）はその概略図、同図（ｂ）は図（ａ）に示したインクカートリッジに備えられた電気回路基板の回路図である。

本実施形態のインクカートリッジ１０１は、出荷時の状態において、インク出口１０５がキャップ４０３で塞がれ、大気連通口１０６がラベル４０２で塞がれている。これにより、インクカートリッジ１０１が出荷されてからユーザの手許に届くまでの間は、インクカートリッジ１０１の開口部である大気連通口１０６とインク出口１０５がそれぞれラベル４０２とキャップ４０３で塞がれるので、その間のインクカートリッジ１０１からのインクの蒸発を非常に低く抑えることができる。

また、本実施形態のインクカートリッジ１０１は、電池１１７と電気抵抗体１１８との導通状態と遮断状態とを切り換えるスイッチ４０１が電気回路基板１１６に備えられている。図６に示すように、インクカートリッジ１０１の出荷時の状態ではラベル４０２の一端がスイッチ４０１の接点の間に挿入されており、スイッチ４０１は遮断された状態になっている。

図７は図６に示したインクカートリッジからラベルとキャップを取り外した状態を示す図であり、同図（ａ）はその概略図、同図（ｂ）は図（ａ）に示したインクカートリッジに備えられた電気回路基板の回路図である。

インクカートリッジ１０１を購入したユーザがパッケージを開封し、インクカートリッジ１０１を取り出してその使用を開始する際に、シール４０２とキャップ４０３が取り外される。シール４０２とキャップ４０３が取り外されると、インク出口１０５と大気連通口１０６が開放される。さらに、シール４０２が取り外されると電気回路基板１１６のスイッチ４０１が導通状態になり、電気回路基板１１６が閉回路になって電流が流れ、その時点から電池１１７の消耗が開始される。このように、スイッチ４０１とシール４０２は、インクカートリッジ１０１の使用を開始する際に電池１１７の消耗を開始させる手段を構成している。

インクカートリッジ１０１が流通過程においてパッケージ内に封入されている状態では、インクカートリッジ１０１から蒸発するインクはある一定のところで飽和状態になり、それ以上は蒸発しない。そのため、第１の実施形態のようにインクカートリッジ１０１の出荷後から電池１１７が消耗するように構成されていると、インクカートリッジ１０１が出荷されてから実際にユーザが使用を開始するまでが長期になった場合には、ユーザがインクカートリッジ１０１の使用を開始して間がないにもかかわらず、その交換が促されてしまうことも考えられる。これに対し、本実施形態の構成によれば、ユーザが実際にインクカートリッジ１０１の使用を開始した時点から電池１１７が消耗するため、インクカートリッジ１０１の使用期間におけるインクの蒸発量をより正確に管理することが可能となる。

なお、上記では、ラベル４０２を取り外すことでスイッチ４０１を導通状態にする構成を第１の実施形態で説明したインクカートリッジに適用した例を用いて説明したが、このような構成は、第２の実施形態や第３の実施形態で説明したインクカートリッジに適用することもできる。

（第５の実施形態）
図８ａは本発明の第５の実施形態に係るインクカートリッジを示す概略図、図８ｂは図８ａに示したインクカートリッジをインクカートリッジホルダに装着した状態を示す概略図、図８ｃは図８ａ等に示したインクカートリッジに備えられた電気回路基板等の回路図である。

本実施形態のインクカートリッジ１０１は、第３の実施形態と同様、電気基板回路１１６にＲＴＣクロック（リアルタイムクロックあるいはタイマー）が内蔵されたＩＣチップ３０１が設けられている。ＩＣチップ３０１には電池１１７から電源が供給されている。ＩＣチップ３０１にはアンテナ９００を備えた送信回路９０１が接続されており、ＩＣチップ３０１で生成される使用期間情報は送受信回路９０１によってアンテナ９００から送信される。このアンテナ９００は、外部への情報の出力および／または外部からの情報の入力を行う入出力手段として機能する。この場合の入出力は電磁波信号である。

一方、インクジェット記録装置１２６は、アンテナ９０２を備えた受信部９０３が制御部１２５に接続されている。これにより、インクカートリッジ１０１のアンテナ９００から送信された情報は、インクジェット記録装置１２６のアンテナ９０２で受信され、受信部９０３を介して制御部１２５に送られる。

本実施形態では、第３の実施形態の構成のようにインクカートリッジ１０１とインクカートリッジホルダ１４０とが電極１１９，１２０（図５ｂ参照）を介して電気的に接続されるのではなく、アンテナ９００，９０２によって無線通信を行うように構成されている。そのため、電気回路基板１１６から電極１１９を省略することができ、その分だけ電気回路基板１１６の回路配置に拘束がなくなるので、電気回路基板１１６の回路設計に自由度が増す。また、第３の実施形態のように電極１１９，１２０を介して接続を行う構造を有していないので、電極１１９，１２０間に接触不良が生じてＩＣチップ３０１から記録装置１２６に情報が取り込めないという事態が生じることはない。

（第６の実施形態）
図９ａは本発明の第６の実施形態に係るインクカートリッジを示す概略図、図９ｂは図９ａに示したインクカートリッジをインクカートリッジホルダに装着した状態を示す概略図、図９ｃは図９ａ等に示したインクカートリッジに備えられた電気回路基板等の回路図である。

本実施形態のインクカートリッジ１０１は、図５ａ等を参照して説明した第３の実施形態の構成に加え、インクカートリッジ１０１の負圧制御室１０８内の吸収体１０８ａ内に埋め込まれた一対の残量検知センサー１００１を備えている。この一対の残量検知センサー１００１は、インクカートリッジ１０１の所定の液位の位置に設置されている。また、残量検知センサー１００１は電気回路基板１１６のＩＣチップ３０１に電気的に接続されている。本実施形態のその他の構成は第３の実施形態と同様であるので、それらに関する詳しい説明は省略する。

一対の残量検知センサー１００１の間にインクが存在している間は電気がセンサー１００１間にインクを介して流れる。一方、インクカートリッジ１０１のインクが記録動作に伴って消費されたり、あるいは蒸発したりしてインクカートリッジ１０１内のインク残量が減少してインク液位が残量検知センサー１００１の高さよりも低下し、一対の残量検知センサー１００１の間にインクが存在しなくなると、センサー１００１間の電気抵抗が著しく大きくなってセンサー１００１間に電気が流れなくなる。したがって、残量検知センサー１００１間に電気が流れるか否かをもって、インクカートリッジ１０１内のインクの残量が所定量を下回ったかどうかを検出することができる。

このように、本実施形態の構成によれば、ＩＣチップ３０１のＲＴＣクロックでインクカートリッジ１０１の使用時間を計測してインクカートリッジ１０１を状態を管理することに加え、インクカートリッジ１０１内に貯留されているインクの残量を検出する残量検出手段である残量検知センサー１００１によってインクカートリッジ１０１内のインク残量を直接的に検出することができるので、ユーザはインクカートリッジ１０１の状態をより正確に確認することが可能となる。

本発明の第１の実施形態に係るインクカートリッジを示す概略図である。図１ａに示したインクカートリッジをインクカートリッジホルダに装着した状態を示す概略図である。図１ａ等に示したインクカートリッジに備えられた電気回路基板等の回路図である。図１ａ等に説明したインクカートリッジについて、出荷後のインクの蒸発と電池の消耗（すなわち起電力の低下）との関係を示すグラフである。本発明の第２の実施形態に係るインクカートリッジを示す概略図である。図３ａに示したインクカートリッジをインクカートリッジホルダに装着した状態を示す概略図である。図３ａ等に示したインクカートリッジに備えられた電気回路基板等の回路図である。環境温度に対するインクの蒸発速度比およびサーミスタの抵抗値の特性を示すグラフである。本発明の第３の実施形態に係るインクカートリッジを示す概略図である。図５ａに示したインクカートリッジをインクカートリッジホルダに装着した状態を示す概略図である。図５ａ等に示したインクカートリッジに備えられた電気回路基板の回路図である。本発明の第４の実施形態に係るインクカートリッジを示す図である。図６に示したインクカートリッジからラベルとキャップを取り外した状態を示す図である。本発明の第５の実施形態に係るインクカートリッジを示す概略図である。図８ａに示したインクカートリッジをインクカートリッジホルダに装着した状態を示す概略図である。図８ａ等に示したインクカートリッジに備えられた電気回路基板等の回路図である。本発明の第６の実施形態に係るインクカートリッジを示す概略図である。図９ａに示したインクカートリッジをインクカートリッジホルダに装着した状態を示す概略図である。図９ａ等に示したインクカートリッジに備えられた電気回路基板等の回路図である。従来のインクカートリッジを示す概略図である。図１０ａに示したインクカートリッジをインクジェット記録ヘッドに装着した状態を示す概略図である。

符号の説明

１０１インクカートリッジ
１０２インクジェット記録ヘッド
１０３インク室
１０３ａインク
１０５インク出口
１０５ａフィルタ
１０６大気連通口
１０８負圧制御室
１０８ａ吸収体
１０９第１の面
１１０凸部
１１１第２の面
１１２着脱レバー
１１３第１の係合部
１１４溝部
１１６電気回路基板
１１７電池
１１８電気抵抗体
１１９，１２０電極
１２２，１２３電極パッド
１２４ＡＤ変換
１２５制御部
１２７デコーダ
１２６インクジェット記録装置
１４０インクジェットカートリッジホルダ
２０１サーミスタ
３０１ＩＣチップ
４０１スイッチ
４０２ラベル
４０３キャップ
９００，９０２アンテナ
９０１送信回路
９０３受信部
１００１残量検知センサー

Claims

ノズルから液滴を吐出するインクジェット記録ヘッドに供給するインクを貯留する、前記インクジェット記録ヘッドに対して交換可能なインクカートリッジにおいて、
電池と該電池から電源が供給されて機能する電子部品とを有する電気回路を備えていることを特徴とするインクカートリッジ。
前記電気回路は、外部への情報の出力および／または外部からの情報の入力を行う手段を有している、請求項１に記載のインクカートリッジ。
前記出力および／または前記入力は電気信号である、請求項２に記載のインクカートリッジ。
前記出力および／または前記入力は電磁波信号である、請求項２に記載のインクカートリッジ。
前記電気回路は、前記インクカートリッジ内に貯留されているインクの残量を検出する残量検出手段を備えている、請求項１から４のいずれか１項に記載のインクカートリッジ。
前記電気回路は、前記電池の電圧を電圧信号に変換する電圧信号変換手段を備えている、請求項１から５のいずれか１項に記載のインクカートリッジ。
前記インクカートリッジの使用を開始する際に前記電池の消耗を開始させる手段を有している、請求項１から６のいずれか１項に記載のインクカートリッジ。