JP3663979B2 - インクカートリッジ及びインクジェットプリンタ - Google Patents
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Description
【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個のヒューズと、インクカートリッジの種別を表し、上記インクが無くなったときに溶断される複数の種別判別用ヒューズと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個のヒューズと、インクカートリッジの種別を表し、上記インクが無くなったときに溶断される複数の種別判別用ヒューズとを備え、前記ヒューズは、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。また、請求項５記載の発明（第５の発明）のインクジェットプリンターは、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に溶断される少なくとも１個のヒューズと、インクカートリッジの種別を表し、上記インクが無くなったときに溶断される複数の種別判別用ヒューズとを備えるインクカートリッジを用いて用紙上に印字を行うインクジェットプリンターであって、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 ＝１０Ω、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Ｎｏ）。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Ｙｅｓ）、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３０９）。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１０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Ｌ1 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１０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１０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６０４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６０９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、６１４、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６１１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６０１、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６０３、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
【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個のヒューズと、インクカートリッジの種別を表し、上記インクが無くなったときに溶断される複数の種別判別用ヒューズと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個のヒューズと、インクカートリッジの種別を表し、上記インクが無くなったときに溶断される複数の種別判別用ヒューズとを備え、前記ヒューズは、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。また、請求項５記載の発明（第５の発明）のインクジェットプリンターは、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に溶断される少なくとも１個のヒューズと、インクカートリッジの種別を表し、上記インクが無くなったときに溶断される複数の種別判別用ヒューズとを備えるインクカートリッジを用いて用紙上に印字を行うインクジェットプリンターであって、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 ＝１０Ω、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Ｎｏ）。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Ｙｅｓ）、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３０９）。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１０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Ｌ1 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１０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１０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６０４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６０９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、６１４、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６１１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６０１、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６０３、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 (5)
- 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個のヒューズと、
インクカートリッジの種別を表し、前記インクが無くなったときに溶断される複数の種別判別用ヒューズと、
を備えることを特徴とするインクカートリッジ。 - 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。 - 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個のヒューズと、インクカートリッジの種別を表し、前記インクが無くなったときに溶断される複数の種別判別用ヒューズと、を備え、
前記ヒューズは、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。 - 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。 - 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に溶断される少なくとも１個のヒューズと、インクカートリッジの種別を表し、前記インクが無くなったときに溶断される複数の種別判別用ヒューズとを備えるインクカートリッジを用いて用紙上に印字を行うインクジェットプリンターであって、
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。
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