JP4973293B2 - インクカートリッジおよび印刷装置 - Google Patents

Description

本発明は、インクカートリッジおよび印刷装置に関する。

記録媒体（例えば紙面）に印刷を行う印刷装置（プリンタ）は、インクカートリッジが装填されるキャリッジと、キャリッジに装填された（装填状態の）インクカートリッジからインクが供給される液滴吐出ヘッド（記録ヘッド）とを有している。液滴吐出ヘッドは、前記供給されたインクを記録媒体に向けて液滴として吐出することができる。
このような印刷装置に装填されるインクカートリッジとしては、例えば、特許文献１に記載されたものが知られている。この従来のインクカートリッジには、装填状態でインクが印刷装置側に供給される供給口（outlet）が設けられている。

しかしながら、従来のインクカートリッジでは、当該インクカートリッジに充填されたインクを使い切った際、この使用済みのインクカートリッジに対して、供給口から、従来のインクカートリッジの製造元（メーカ）が品質を保証していないインク（偽インク）が再充填されるおそれがあった。この偽インクが充填されたインクカートリッジは、後発的に用いられていた、すなわち、印刷装置に装填されて印刷が行われていた。
このようにインクカートリッジが再利用された場合には、例えば、液滴吐出ヘッドのノズルにインクが詰まって当該ノズルからのインクの吐出不良が生じたり、記録媒体に対する印刷状態が粗悪なものとなったりするという問題が発生していた。

国際公開第０１／５４９１０号パンフレット

本発明のいくつかの態様の目的は、例えば、使用済のインクカートリッジに不正にインクを注入して、前記使用済のインクカートリッジが不正に再度利用されるのを防止することができるインクカートリッジおよび印刷装置を提供することにある。

下記のような本発明に係る態様は、上記の目的を達成するのに効果を奏する。
本発明に係るインクカートリッジは、インクが充填され、印刷を行う印刷装置に装填された装填状態で用いられるインクカートリッジであって、
前記インクが貯留される貯留部と、前記装填状態で前記インクを前記印刷装置へ供給する供給口と、前記貯留部から前記供給口へ前記インクを導く流路とを有する少なくとも１つのインク供給系と、
前記流路内が前記インクで満たされているか気体で満たされているかを検出するセンサと、
前記センサに電気的に接続され、前記装填状態で前記印刷装置に設けられた装置側端子と接触するインクカートリッジ側端子とを備え、
前記インクカートリッジが未だ使用されていない状態で、前記流路の前記センサにより検出される検出領域には、予め気体が充填されており、
前記センサの情報に基づいて、前記インクカートリッジは、その使用の適否が判断されることを特徴とする。
これにより、例えば、使用済のインクカートリッジに適合しないインクを注入して、前記使用済のインクカートリッジが再度利用されるのを防止することができる。さらに、例えば、インクの状態での目視では識別の困難なインクを必要な物性に応じて特定することが可能となる。

本発明のインクカートリッジでは、前記センサは、前記流路に向けて光を発する発光部と、該発光部に前記流路を介して対向して配置され、前記発光部から発光されて前記流路を透過または反射した光を受光する受光部とを有することが好ましい。
これにより、インクカートリッジの使用の適否の判断が確実に行なわれる。
本発明のインクカートリッジでは、前記発光部と前記受光部との間の光路は、前記流路の長手方向に沿うものであることが好ましい。
これにより、インクカートリッジの使用の適否の判断が確実に行なわれる。

本発明のインクカートリッジでは、前記インクは、他の同色のインクと区別するために赤外線を吸収する機能を有する赤外線吸収物質を添加したものであり、
前記発光部が発する前記光は、赤外線であることが好ましい。
これにより、インクカートリッジの使用の適否の判断が確実に行なわれる。
本発明のインクカートリッジでは、前記発光部が発光する赤外線のピーク波長は、７５０〜１５００ｎｍであることが好ましい。
これにより、赤外線は、インクに配合された赤外線吸収物質によって確実に吸収され得る。

本発明のインクカートリッジでは、前記赤外線吸収物質は、フタロシアニン系色素、ナフタロシアニン系色素およびアントラキノン系色素のうちの少なくとも１種を主材料とするものであることが好ましい。
これにより、赤外線を確実に吸収することができる。
本発明のインクカートリッジでは、前記流路は、その途中で少なくとも１回屈曲していることが好ましい。
これにより、インクカートリッジ内のインクを使いきる（使い果たす）ことができる。

本発明のインクカートリッジでは、前記供給口は、前記装填状態で、下方に向かって開口したものであり、
前記流路は、前記装填状態で、前記貯留部の底部付近からほぼ水平方向に延びる第１の水平路と、該第１の水平路の端部からほぼ鉛直上方に延びる第１の垂直路と、該第１の垂直路の上端部からほぼ水平方向に延びる第２の水平路と、該第２の水平路の端部からほぼ鉛直下方に延びて前記供給口に達する第２の垂直路とを有することが好ましい。
これにより、インクカートリッジ内のインクを使いきる（使い果たす）ことができる。

本発明のインクカートリッジでは、前記検出領域は、前記第２の水平路であることが好ましい。
これにより、検出領域がインクで満たされているか空気で満たされているかの検出が確実に行なわれる。
本発明のインクカートリッジでは、前記流路に充填される前記気体は、空気であることが好ましい。
これにより、流路内がインクで満たされているか空気で満たされているかの検出が確実に行なわれる。

本発明の印刷装置は、本発明のインクカートリッジを装填した装填状態で印刷を行う印刷装置であって、
前記インクカートリッジが装填され、前記装填状態で前記インクカートリッジ側端子と接触する装置側端子を有する装填部と、
前記装填状態の前記インクカートリッジから供給された前記インクを液滴として吐出する液滴吐出ヘッドと、
前記装置側端子に電気的に接続され、前記液滴吐出ヘッドの液滴吐出動作を制御する機能を有する制御手段とを備え、
未だ使用されていない状態の前記インクカートリッジを用いて印刷を初めて行なう際、前記制御手段は、前記インクカートリッジの前記センサからの情報に基づいて、前記流路内が前記インクで満たされているか気体で満たされているかを判断し、前記流路内が前記インクで満たされている場合には、印刷動作を禁止するよう構成されていることを特徴とする。
これにより、使用済のインクカートリッジに不正にインクを注入して、前記使用済のインクカートリッジが不正に再度利用されるのを防止することができる。

本発明の印刷装置は、インクが充填され、該インクが通過する流路を有し、該流路には、未だ使用されていない状態で、予め気体が充填されたインクカートリッジを装填した装填状態で印刷を行う印刷装置であって、
前記インクカートリッジが装填され、前記装填状態で前記インクカートリッジ側端子と接触する装置側端子を有する装填部と、
前記装填状態で、前記流路内が前記インクで満たされているか気体で満たされているかを検出するセンサと、
前記装填状態の前記インクカートリッジから供給された前記インクを液滴として吐出する液滴吐出ヘッドと、
前記装置側端子に電気的に接続され、前記液滴吐出ヘッドの液滴吐出動作を制御する機能を有する制御手段とを備え、
未だ使用されていない状態の前記インクカートリッジを用いて印刷を初めて行なう際、前記制御手段は、前記インクカートリッジの前記センサからの情報に基づいて、前記流路内が前記インクで満たされているか気体で満たされているかを判断し、前記流路内が前記インクで満たされている場合には、印刷動作を禁止するよう構成されていることを特徴とする。
これにより、使用済のインクカートリッジに不正にインクを注入して、前記使用済のインクカートリッジが不正に再度利用されるのを防止することができる。

本発明の印刷装置では、前記センサは、前記流路に向けて光を発する発光部と、該発光部に前記流路を介して対向して配置され、前記発光部から発光されて前記流路を透過または反射した光を受光する受光部とを有することが好ましい。
これにより、流路内がインクで満たされているか気体で満たされているかの判断を確実に行なうことができる。

本発明の印刷装置では、前記制御手段において、前記流路内が前記インクで満たされているか気体で満たされているかの判断は、前記受光部で受光された赤外線の光量に応じて行われることが好ましい。
これにより、使用済のインクカートリッジに不正にインクを注入して、前記使用済のインクカートリッジが不正に再度利用されるのを防止することができる。

本発明の印刷装置では、前記制御手段は、前記光量が予め設定した所定値未満の場合には、前記印刷動作を禁止するよう制御することが好ましい。
これにより、使用済のインクカートリッジに不正にインクを注入して、前記使用済のインクカートリッジが不正に再度利用されるのを防止することができる。
本発明の印刷装置では、前記制御手段は、前記光量が前記所定値以上の場合には、前記印刷動作を実行するよう制御することが好ましい。
これにより、使用済のインクカートリッジに不正にインクを注入して、前記使用済のインクカートリッジが不正に再度利用されるのを防止することができる。

本発明の印刷装置では、前記制御手段は、前記装填状態の前記インクカートリッジが空になる以前に該インクカートリッジの前記装填部に対する脱／着が行なわれた場合、前記印刷動作が再度実行可能となるよう制御することが好ましい。
これにより、使用途中のインクカートリッジを再度装着しても、印刷を実行することができる。

本発明の印刷装置では、前記制御手段は、前記光量が前記所定値に達した場合には、印字ドット数をカウントすることが好ましい。
これにより、インクを確実に使いきる（使い果たす）ことができる。
本発明の印刷装置では、前記制御手段は、前記カウントされた印字ドット数が、予め設定された所定ドット数に達した場合には、前記印刷動作を停止するよう制御することが好ましい。
これにより、インクを確実に使いきる（使い果たす）ことができる。
本発明の印刷装置では、前記印刷動作を禁止した場合に、前記インクカートリッジの交換を報知する機能を有する報知手段をさらに備えることが好ましい。
これにより、インクカートリッジの交換の必要性や交換の時期を確認することができる。

本発明の印刷装置では、前記インクは、他の同色のインクと区別するために赤外線を吸収する機能を有する赤外線吸収物質を添加したものであり、
前記発光部が発する前記光は、赤外線であることが好ましい。
これにより、流路内がインクで満たされているか気体で満たされているかの判断を確実に行なうことができる。

本発明の印刷装置では、前記発光部が発光する赤外線のピーク波長は、７５０〜１５００ｎｍであることが好ましい。
これにより、赤外線は、インクに配合された赤外線吸収物質によって確実に吸収され得る。
本発明の印刷装置では、前記赤外線吸収物質は、フタロシアニン系色素、ナフタロシアニン系色素およびアントラキノン系色素のうちの少なくとも１種を主材料とするものであることが好ましい。
これにより、赤外線を確実に吸収することができる。

以下、本発明のインクカートリッジおよび印刷装置を添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の印刷装置の第１実施形態を示す斜視図、図２は、図１に示す印刷装置に装填される本発明のインクカートリッジを示す斜視図、図３は、図２中のＡ−Ａ線断面図、図４は、図２に示すインクカートリッジが有するインクカートリッジ側端子を示す斜視図、図５は、図１に示す印刷装置の液滴吐出ヘッドの斜視図、図６は、図５に示す液滴吐出ヘッドの側面図、図７は、図５に示す液滴吐出ヘッドの平面図、図８は、図１に示す印刷装置の制御手段の制御プログラムを示すフローチャートである。なお、以下では、説明の都合上、図１、図２（ａ）および図３〜図６中（図９および図１０も同様）の上側を「上」、下側を「下」と言う。また、以下では、説明の都合上、図１、図２（ｂ）、図３および図７の左側を「左」、右側を「右」と言う。

図１に示す印刷装置（プリンタ）１００は、インクカートリッジ１を装填した装填状態で、記録媒体１０９（例えば紙面）に印刷を行うものである。
まず、インクカートリッジ１について説明する。
図２に示すインクカートリッジ１は、カートリッジ本体２と、カートリッジ本体２に設置されたセンサ８と、センサ８に電気的に接続された回路基板（電極部）６とを有している。

カートリッジ本体２は、その外形形状が扁平状をなしたものである。このカートリッジ本体２には、中空部（内腔部）が形成されており、当該中空部は、装填状態で、印刷装置１００へインクを供給するインク供給系７としての機能を発揮する。このインク供給系７は、インクが貯留される貯留部７１と、装填状態でインクを印刷装置１００へ供給する供給口７２と、貯留部７１から供給口７２へインクを導く流路７３とを有している。

なお、インク供給系７に充填されるインクの色としては、特に限定されず、例えば、赤色、青色、黄色、黒色等が挙げられる。また、このインクは、他の同色のインクと区別するために赤外線Ｌを吸収する機能を有する赤外線吸収物質を添加したものである。すなわち、インクは、他の同色のインクよりも赤外線Ｌの吸収率が高いものである。赤外線吸収物質としては、特に限定されないが、例えば、フタロシアニン系色素、ナフタロシアニン系色素、アントラキノン系色素、インドレニン系色素、ポリメチン系色素、スクアリリクム系色素、シアニン染料、ニトロソ化合物およびその金属錯塩、アゾコバルト塩、チオールニッケル塩、トリアリルメタン系色素、インモニウム系色素、ナフトキノン系色素、アントラキノン系染料、アントラセン系色素、アズレン系色素、フタリド系色素のような色素や、ＩＴＯ（錫ドープ酸化アンチモン）、ＡＴＯ(アンチモンドープ酸化錫)のような無機物酸化物等が挙げられる。赤外線吸収物質がこのような材料を主材料とするものであることにより、赤外線Ｌを確実に吸収することができる。
また、カートリッジ本体２は、実質的に透明な（光透過性を有する）樹脂材料で構成されている。このような樹脂材料としては、特に限定されないが、例えば、ポリメチルメタアクリレート樹脂（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート樹脂、アクリル系樹脂等が挙げられる。

図２および図３に示すように、貯留部７１は、第１の空間７１１と、第１の空間７１１に連通した第２の空間７１２とで構成されている。第１の空間７１１は、側面視で（図２（ａ）中の矢印Ｂ方向から見て）その形状がほぼ長方形（または正方形）をなしている。第２の空間７１２は、第１の空間７１１の下方に位置し、側面視で、第１の空間７１１よりも小さい長方形をなしている。

図３に示すように、貯留部７１の底部７１３付近には、流路７３が連通している。流路７３は、その途中で複数回（本実施形態では３回）屈曲したクランク状をなすものである。すなわち、流路７３は、図３に示す状態（装填状態）で、貯留部７１の底部７１３付近からほぼ水平方向（図３中右方向）に延びる第１の水平路７３１と、第１の水平路７３１の右端部７３１ａからほぼ鉛直上方（図３中上方）に延びる第１の垂直路７３２と、第１の垂直路７３２の上端部７３２ａからほぼ水平方向（図３中右方向）に延びる第２の水平路７３３と、第２の水平路７３３の右端部７３３ａからほぼ鉛直下方（図３中下方）に延びて供給口７２に達する第２の垂直路７３４とを有するものである。

流路７３がこのような形状をなしていることにより、次に挙げる利点がある。装填状態の印刷装置１００が使用されるとき、当該印刷装置１００が水平方向に対して若干傾斜した場所に載置された場合、たとえインクカートリッジ１（インク供給系７）内のインクの残量が少なくなったとしても、当該インクを貯留部７１から供給口７２へ確実に導くことができる。これにより、インクカートリッジ１内のインクを使いきる（使い果たす）ことができる。
なお、インクカートリッジ１におけるインク供給系７の形成数は、図２の構成では、１つであるが、これに限定されず、例えば、２つ以上であってもよい。インク供給系７が３つ形成されたインクカートリッジ１の場合、例えば、各インク供給系７にそれぞれ、赤色、青色および黄色のインクを充填することができる。

カートリッジ本体２の下面２１の右側には、下方に突出した凸部２２が形成されている（図２（ｂ）参照）。この凸部２２には、凹部２２１が形成されており、当該凹部２２１に（下方に向かって）供給口７２が開口している。
また、インクカートリッジ１には、供給口７２を開閉する弁機構２３が設置されている。弁機構２３は、弁体２３１と、シール部材２３３と、弁体２３１を下方（シール部材２３３側）に向かって付勢するコイルバネ２３２とで構成されている。

シール部材２３３は、凹部２２１に設置され、当該凹部２２１の内周面に沿ったリング状をなすものである。このシール部材２３３は、弾性材料で構成されている。弾性材料としては、特に限定されないが、例えば、天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ニトリルゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、アクリルゴム、エチレン−プロピレンゴム、ヒドリンゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴムのような各種ゴム材料を用いることができる。

弁体２３１は、流路７３の第２の垂直路７３４内に、その長手方向に沿って移動可能に設置されている。この弁体２３１は、円板状をなす円板状部２３１ａと、円板状部２３１ａの上面に一体的に形成されたガイド部２３１ｂとを有している。円板状部２３１ａは、インクカートリッジ１が印刷装置１００に装填されていない状態（非装填状態）で、コイルバネ２３２の付勢力により、その下面がシール部材２３３に密着する。これにより、供給口７２からインクが不本意に流出するのを防止することができる。また、ガイド部２３１ｂは、第２の垂直路７３４の内周面を摺動することができる。これにより、弁体２３１が安定して第２の垂直路７３４内をその長手方向に沿って移動することができる。また、弁体２３１の構成材料としては、特に限定されないが、例えば、各種金属材料や各種プラスチック等を単独または組み合わせて用いることができる。
装填状態では、印刷装置１００の液滴吐出ヘッド１０１された中空針３６が、コイルバネ２３２の付勢力に抗して弁体２３１（円板状部２３１ａ）を押圧して、供給口７２を開く。これにより、インクが、中空針３６の上端部の外周面に形成された孔３６１を介して、液滴吐出ヘッド１０１に供給される。

カートリッジ本体２の縁部２５の上部には、板状の係合片２４が設置されている。この係合片２４は、その下端部がカートリッジ本体２の縁部２５に対し回動可能に支持されている（図２（ｂ）参照）。係合片２４は、その表面に形成された第１の凸部２４１と、縁部に形成された２つの第２の凸部２４２とを有している。
図６に示すように、係合片２４の第１の凸部２４１は、装填状態で、印刷装置１００（液滴吐出ヘッド１０１）のインクカートリッジ１を着脱自在に装填する装填部（キャリッジ）１０７に形成された第１の凹部３８に係合する。また、各第２の凸部２４２は、それぞれ、装填状態で、装填部１０７に形成された第２の凹部３７に係合する。このような係合により、インクカートリッジ１の装填部１０７からの不本意な離脱を防止することができる。

また、カートリッジ本体２の縁部２５の下部には、板状に突出したガイド部２７が形成されている。ガイド部２７は、装填状態で、装填部１０７に形成され、ガイド部２７を案内する第３の凹部（ガイド溝）３９に係合する。これにより、インクカートリッジ１の位置決めがなされる。
カートリッジ本体２の縁部２５と反対側の縁部２６の上部には、凹没形成された凹部２８が形成されている。凹部２８は、親指の平が入る程度の大きさに形成されている。

また、カートリッジ本体２の縁部２６の下部には、回路基板６が設置される基板設置部２９が突出形成されている。図６に示すように、基板設置部２９は、装填状態で、その上面２９１が、装填部１０７に設けられ弾性材料で構成された係合ピン４０に係合する（押圧される）。このような装填状態となることにより、インクカートリッジ１が装填部１０７から不本意に離脱するのを防止することができる。また、インクカートリッジ１の装填部１０７に対する位置決めが確実に行われる。

図４に示すように、基板設置部２９に設置される回路基板６は、基板本体６１と、基板本体６１に設置された複数の端子（インクカートリッジ側端子）６２とで構成されている。
基板本体６１は、ほぼ正方形をなす板状部材で構成されたものである。
図４（ａ）に示すように、各端子６２は、基板本体６１の表面に、千鳥格子状に配置されている。また、各端子６２は、装填状態で、印刷装置１００の装填部１０７に設けられた端子（装置側端子）４１と接触する（図６参照）。これにより、装填状態で、センサ８からの信号を印刷装置１００へ送信することができたり、印刷装置１００からの信号（命令）をセンサ８へ送信することができたりする。また、図４（ｂ）に示すように、基板本体６１の裏面側では、各端子６２は、端子集積部６３によって集積され、当該端子集積部６３に接続された導体（ケーブル（図示せず））を介して、センサ８に電気的に接続されている。
なお、基板本体６１に対する各端子６２の形成方法としては、特に限定されないが、例えば、印刷法が挙げられる。印刷法を用いることにより、各端子６２を高精度に形成することができ、よって、装填状態で、各端子６２が装填部１０７の各端子４１と確実に接触する。

図３に示すように、インク供給系７では、インクカートリッジ１が未だ使用されていない状態（未使用状態）で、流路７３の第２の水平路７３３に、予め気体が充填されている（図３参照）。この第２の水平路７３３（流路７３）に充填される気体としては、本実施形態では、空気を用いている。
図２（ａ）および図３に示すように、カートリッジ本体２には、センサ８が設置されている。センサ８は、赤外線Ｌを発光する発光部８１と、発光部８１から発光された赤外線Ｌを受光する受光部８２とで構成されている。発光部８１と受光部８２とは、インク供給系７の流路７３の第２の水平路７３３を介して、当該第２の水平路７３３の長手方向に対向配置されている。
このような配置により、第２の水平路７３３は、センサ８により検出される検出領域となる。また、センサ８により、検出領域、すなわち、第２の水平路７３３内がインクで満たされているか気体（空気）で満たされているかが検出される。

また、発光部８１と受光部８２とが第２の水平路７３３の長手方向に対向配置されていることにより、発光部８１から赤外線Ｌを確実に第２の水平路７３３（インク供給系７）に向けて発光することができる。また、発光部８１から発光された赤外線Ｌは、第２の水平路７３３をその長手方向に沿って透過し、受光部８２で確実に受光される。このようにセンサ８は、透過型のセンサとなっている。

また、前述したように赤外線Ｌの発光および受光が確実になされることにより、未使用状態で第２の水平路７３３にインクが存在する場合には、当該インクに配合された赤外線吸収物質によって赤外線Ｌが確実に吸収され、受光部８２で受光される赤外線Ｌの光量が確実に減少したものとなる。また、未使用状態で第２の水平路７３３にインクが存在しない、すなわち、第２の水平路７３３が空気で満たされている場合には、受光部８２で受光される赤外線Ｌの光量は、発光部８１で発光された赤外線Ｌの光量とほぼ同等なものとなる。
このような構成のインクカートリッジ１では、未使用状態でのセンサ８の情報、すなわち、赤外線Ｌの光量の大小に基づいて、当該インクカートリッジ１の使用の適否が判断される。なお、この使用の適否については、後述する。

また、前述したセンサ８の配置により、発光部８１と受光部８２との間の赤外線Ｌの光路は、第２の水平路７３３の長手方向に沿うものとなる。これにより、未使用状態で第２の水平路７３３にインクが存在する場合には、当該インクに配合された赤外線吸収物質によって赤外線Ｌが確実に吸収され、受光部８２で受光される赤外線Ｌの光量がより確実に減少したものとなる。未使用状態で第２の水平路７３３が空気で満たされている場合には、受光部８２で受光される赤外線Ｌの光量は、発光部８１で発光された赤外線Ｌの光量と確実にほぼ同等なものとなる。

未使用状態で、インク供給系７では、インクと空気との間に界面（液面）Ｐが生じる（形成する）。この界面Ｐは、図３に示す構成では、第１の水平路７３１の途中に位置しており、その第１の水平路７３１の途中に位置した状態は、界面Ｐの表面張力で維持されている。この第１の水平路７３１は、たとえインクカートリッジ１に振動や衝撃が加わったとしても、表面張力が維持されて、気泡（空気）が貯留部７１に入り込まない程度に、当該第１の水平路７３１の形状や大きさが設定されている。
また、発光部８１が発光する赤外線Ｌのピーク波長は、７５０〜１５００ｎｍであるのが好ましく、８００〜１３００ｎｍであるのがより好ましい。これにより、赤外線Ｌは、インクに配合された赤外線吸収物質によって確実に吸収され得る。

次に、印刷装置１００について説明する。
図１に示すように、印刷装置１００では、液滴吐出ヘッド１０１は、装填部１０７の下部に搭載されている。この液滴吐出ヘッド１０１は、ガイド軸１０２により案内されてキャリッジモータ１０４によりベルト１０３を介して矢印方向（ガイド軸１０２の長手方向）に移動する。また、液滴吐出ヘッド１０１は、装填部１０７に装填されたインクカートリッジ１から供給されたインクを液滴として吐出することができる。
このような印刷装置１００では、記録媒体１０９は、紙送りローラ（図示せず）と紙押えローラ（図示せず）とにより搬送され、液滴吐出ヘッド１０１の下を通過する。この際に、記録媒体１０９には、液滴吐出ヘッド１０１から吐出されるインク滴によって印刷が行われ、排出ローラ（図示せず）によって印刷装置１００から排出される。

図５および図７に示すように、装填部１０７は、４つのインクカートリッジ１が装填可能なものである。図７中右側から順に、各インクカートリッジ１には、それぞれ、赤色、青色、黄色、黒色のインクが充填されている。
装填部１０７の裏側（図６中右側）には、溝３１および３２が形成されている。溝３１および３２は、それぞれ、４つのインクカートリッジ１の配置方向に沿って形成されている。溝３１には、ガイド軸１０２が挿通する。また、溝３２には、ガイド軸１０２の近傍に当該ガイド軸１０２と平行に突出形成されたガイド部（図示せず）が挿通する。これにより、装填部１０７がガイド軸１０２および前記ガイド部に沿って確実に摺動（移動）することができる。よって、液滴吐出ヘッド１０１による記録媒体１０９に対する印刷を安定して行うことができる。

また、装填部１０７には、隣接するインクカートリッジ１同士を区画する複数のリブ３３および３４が突出形成されている。各リブ３３は、各インクカートリッジ１の係合片２４側を区画するものである。また、各リブ３４は、各インクカートリッジ１の基板設置部２９側を区画するものである。
このようなリブ３３および３４が形成されていることにより、装填部１０７に対して各インクカートリッジ１を着脱するとき、当該インクカートリッジ１の側面が各リブ３３および３４に案内され、その操作を容易に行うことができる。

図３に示すように、印刷装置１００には、装填部１０７の各端子４１に電気的に接続された制御手段１０５が内蔵されている。制御手段１０５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、記憶部（記憶手段）とで構成されている。記憶部は、プログラムやデータ等を記憶（記録）する、ＣＰＵに読み取り可能な記憶媒体（記録媒体）を有している。この記憶媒体は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory：揮発性、不揮発性のいずれをも含む）、ＦＤ（Floppy Disk（「Floppy」は登録商標））、ＨＤ（Hard Disk）、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc Read-Only Memory）等のような、磁気的、光学的記録媒体、もしくは半導体メモリで構成されている。このような構成の制御手段１０５は、印刷動作、すなわち、液滴吐出ヘッド１０１の液滴吐出動作を制御する機能を有している。
また、印刷装置１００は、インクカートリッジ１の交換（またはそれに関連した情報）を表示する（報知する）機能を有する表示手段（報知手段）１０６を有している。この表示手段１０６は、例えば、液晶パネルで構成することができる。

このような構成の印刷装置１００では、未使用状態で第２の水平路７３３に予め空気が充填されたインクカートリッジ１、すなわち、真正品（純正品）のインクカートリッジ１（以下、このインクカートリッジを「正インクカートリッジ」という）が装填部１０７に装填された場合には、正常な（通常の）印刷が行われる、すなわち、前述したように、液滴吐出ヘッド１０１から吐出されるインク滴によって記録媒体１０９に印刷が行われる。

このような正常な印刷は、未使用状態のインクカートリッジ１（正インクカートリッジ）を用いて印刷を初めて行なう際、インクカートリッジ１のセンサ８からの情報に基づいて、制御手段１０５が、インクカートリッジ１の使用の適否か、すなわち、流路７３内がインクで満たされているか空気で満たされているかを判断し、その判断の結果、流路７３内が空気で満たされている（インクカートリッジ１の使用が適当である）と判断した場合に、実行される。
また、正常な印刷が行われると、経時的に、インクが消費され、遂には、正常な印刷が不可能となる程度のインクの残量（例えばほぼ零）となる、すなわち、インクが空の状態になる。この場合、使用済の（空の状態の）インクカートリッジ１を、前述したような未使用のインクカートリッジ１に交換すれば、再度、正常な印刷が可能となる。

しかし、例えば悪意を持って、使用済のインクカートリッジ１に、供給口７２から、赤外線吸収物質が配合されたインクや、赤外線吸収物質が配合されていないインクを後発的に充填（注入）することが考えられる。このようにインクが不正に充填されたインクカートリッジ１（以下、このインクカートリッジを「偽インクカートリッジ」という）では、インクが供給口７２から貯留部７１にわたって、すなわち、インク供給系７のほぼ全体に充填されることとなる。このため、流路７３にもインクが充填される。

偽インクカートリッジを未使用状態のインクカートリッジ１として装填部１０７に装填した場合には、印刷装置１００では、偽インクカートリッジを用いて印刷を初めて行なう際、第２の水平路７３３内がインクで満たされている、すなわち、インクカートリッジの使用が不適当と制御手段１０５が判断する。これにより、印刷動作が禁止され、よって、インクカートリッジ１の不正な再利用が確実に防止される。
前述したように、このようなインクカートリッジの使用の適否の判断は、センサ８からの情報に基づいて行われる。このセンサ８からの情報としては、特に限定されないが、本実施形態では、受光部８２で受光された赤外線Ｌの光量を用いる。

未使用状態のインクカートリッジ１内（第２の水平路７３３）にインクが存在する場合には、当該正インクに配合された赤外線吸収物質によって、発光部８１から発光された赤外線Ｌが確実に吸収され、受光部８２で受光される赤外線Ｌの光量が、発光部８１から発光された赤外線Ｌの光量よりも減少したものとなる。
また、未使用状態のインクカートリッジ１内（第２の水平路７３３）に空気が存在する場合には、発光部８１から発光された赤外線Ｌは、前述したように吸収されない。このため、受光部８２で受光される赤外線Ｌの光量は、発光部８１で発光された赤外線Ｌの光量とほぼ同等なものとなる。

以下、印刷装置１００の制御手段１０５の制御プログラムを、図８のフローチャートに基づいて説明する。
未使用状態の正インクカートリッジが装填された印刷装置１００が、当該インクカートリッジを用いて印刷動作を初めて開始しようとすると、発光部８１が赤外線Ｌを発光する（ステップＳ９００）。

受光部８２で受光された赤外線Ｌの光量が、制御手段１０５の記憶部に予め記憶された（設定された）閾値（所定値）以上か否かを判断する（ステップＳ９０１）。光量が閾値以上ではない、すなわち、閾値以上である（装填されているインクカートリッジは正インクカートリッジであり、印刷（使用）に適当である）と判断されたら、前述したように印刷動作（正常な印刷）を行う（ステップＳ９０２）。
また、偽インクカートリッジが装填されている場合には、ステップＳ９０１において、光量が閾値未満である（装填されているインクカートリッジは偽インクカートリッジであり、印刷（使用）に不適当である）と判断される。そして、印刷装置１００での印刷動作を禁止する（ステップＳ９０３）。

次に、表示手段１０６によって、「インクカートリッジを（正インクカートリッジに）交換して下さい」の旨を表示する（ステップＳ９０４）。
このような構成により、使用済のインクカートリッジに不正にインクを注入して、前記使用済のインクカートリッジが後発的に使用される、すなわち、不正に再度利用されるのを防止することができる。
なお、印刷動作の禁止としては、例えば、液滴吐出ヘッド１０１の液滴吐出動作の禁止や、記録媒体１０９を搬送する搬送動作（紙送り動作）の禁止等が挙げられる。

また、正常な印刷が行われ始めると、一旦、光量が閾値未満となる。このような正常な印刷では、経時的に、インクが消費され、遂には、第２の水平路７３３からインクがなくなる、すなわち、赤外線Ｌが赤外線吸収物質に吸収されない状態となる。このとき、受光部８２で受光される赤外線Ｌの光量が閾値に達することとなる。光量が閾値に達した場合には、インク滴の吐出数（印字ドット数）をカウントする。このカウントされた吐出数が、インクカートリッジ１内に残留した正インクの残留量（体積）とインク滴１滴あたりの体積とにより算出された、正インクの残留量がほぼ零となるようなインク滴の可能吐出数（所定ドット数）に達した場合には、印刷動作を停止する。
このような構成（制御）により、インクを確実に使いきる（使い果たす）ことができる。
なお、前記可能吐出数は、制御手段１０５の記憶部に予め記憶されている。

また、印刷動作を停止（禁止）した場合、前述したように、表示手段１０６によって、「インクカートリッジを（真正品のインクカートリッジ（正インクカートリッジ）に）交換して下さい」の旨を表示してもよい。これにより、インクカートリッジ１の交換時期を把握することができる。
また、制御手段１０５は、装填状態の正インクカートリッジが空になる以前に、当該正インクカートリッジの装填部１０７に対する脱／着が行なわれた場合、印刷動作が再度実行可能となるよう制御するよう構成さている。これにより、使用途中の正インクカートリッジを再度装着しても、正常な印刷を実行することができる。
また、インクカートリッジ１の製造時期に対応して、赤外線吸収物質の含有量や構成材料等の諸条件を変更したり、発光部８１から発光される赤外線Ｌのピーク波長を変更したりしてもよい。これにより、インクカートリッジ１の製造時期（生産履歴）を管理することができる。

＜第２実施形態＞
図９は、本発明の印刷装置（第２実施形態）の液滴吐出ヘッドの側面図である。
以下、この図を参照して本発明の印刷装置の第２実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。
本実施形態は、センサが印刷装置に設置されていること以外は前記第１実施形態と同様である。

図９に示すように、印刷装置１００Ａの装填部１０７Ａには、前記第１実施形態のインクカートリッジ１に設置されているセンサ８と、ほぼ同様の構成のセンサ８Ａが設置されている。また、装填部１０７Ａに装填されるインクカートリッジ１Ａは、前記第１実施形態で記載したセンサ８が省略されていること以外は、前記第１実施形態のインクカートリッジ１とほぼ同様である。
センサ８Ａは、装填部１０７Ａの端子４１側（図９中左側）に配置された発光部８１と、装填部１０７Ａの第３の凹部３９側（図９中右側）に、発光部８１に対向して配置された受光部８２とで構成されている。また、発光部８１および受光部８２は、それぞれ、印刷装置１００Ａの制御手段１０５と電気的に接続されている。

装填状態では、インクカートリッジ１Ａのインク供給系７（流路７３）の第２の水平路７３３が発光部８１と受光部８２との間に位置する。これにより、発光部８１と受光部８２との間の赤外線Ｌの光路は、第２の水平路７３３の長手方向に沿うものとなる。これにより、第２の水平路７３３にインクが存在する場合には、当該インクに配合された赤外線吸収物質によって赤外線Ｌが確実に吸収され、受光部８２で受光される赤外線Ｌの光量がより確実に減少したものとなる。また、第２の水平路７３３にインクが存在しない場合には、受光部８２で受光される赤外線Ｌの光量は、発光部８１で発光された赤外線Ｌの光量とほぼ同等なものとなる。
このような構成の印刷装置１００Ａでは、前記第１実施形態の印刷装置１００とほぼ同様の制御を行うことができる。これにより、使用済のインクカートリッジに不正にインクを注入して、前記使用済のインクカートリッジが後発的に使用される、すなわち、不正に再度利用されるのを防止することができる。

＜第３実施形態＞
図１０は、本発明の印刷装置の第３実施形態を示す斜視図である。
以下、この図を参照して本発明の印刷装置の第３実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。
本実施形態は、装填部が固定的に設置されていること以外は前記第２実施形態と同様である。

図１０に示す印刷装置１００Ｂでは、装填部１０７Ａが固定的に設置されている、すなわち、装填部１０７Ａがガイド軸１０２に沿って移動しない。
また、液滴吐出ヘッド１０１は、ガイド軸１０２に沿って移動することができる。この液滴吐出ヘッド１０１は、チューブ（図示せず）を介して、装填部１０７Ａに接続されている。これにより、前記チューブを介して、装填部１０７Ａに装填されたインクカートリッジ１Ａからインクを液滴吐出ヘッド１０１に供給することができる。

以上、本発明のインクカートリッジおよび印刷装置を図示の実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、インクカートリッジおよび印刷装置を構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。また、任意の構成物が付加されていてもよい。
また、本発明のインクカートリッジおよび印刷装置は、前記各実施形態のうちの、任意の２以上の構成（特徴）を組み合わせたものであってもよい。
例えば、前記第１実施形態に記載の装填部が、前記第３実施形態の装填部と同様に、固定的に設置されていてもよい。

また、流路に充填される気体としては、空気であるのに限定されず、例えば、窒素等のような不活性気体であってもよい。流路に充填される気体として不活性気体を用いた場合には、例えば、未使用状態で、インクの酸化を防止することができる。
また、センサは、透過型のセンサであるのに限定されず、反射型のセンサであってもよい。第２の水平路が気体で満たされているときと、第２の水平路がインクで満たされているときとでは、第２の水平路の壁面での反射率に差が生じる（反射率が異なる）。反射型のセンサでは、この反射率の差を利用することができる。

本発明の印刷装置の第１実施形態を示す斜視図である。 図１に示す印刷装置に装填される本発明のインクカートリッジを示す斜視図である。 図２中のＡ−Ａ線断面図である。 図２に示すインクカートリッジが有するインクカートリッジ側端子を示す斜視図である。 図１に示す印刷装置の液滴吐出ヘッドの斜視図である。 図５に示す液滴吐出ヘッドの側面図である。 図５に示す液滴吐出ヘッドの平面図である。 図１に示す印刷装置の制御手段の制御プログラムを示すフローチャートである。 本発明の印刷装置（第２実施形態）の液滴吐出ヘッドの側面図である。 本発明の印刷装置の第３実施形態を示す斜視図である。

符号の説明

１、１Ａ……インクカートリッジ ２……カートリッジ本体 ２１……下面 ２２……凸部 ２２１……凹部 ２３……弁機構 ２３１……弁体 ２３１ａ……円板状部 ２３１ｂ……ガイド部 ２３２……コイルバネ ２３３……シール部材 ２４……係合片 ２４１……第１の凸部 ２４２……第２の凸部 ２５、２６……縁部 ２７……ガイド部 ２８……凹部 ２９……基板設置部 ２９１……上面 ３１、３２……溝 ３３、３４……リブ ３６……中空針 ３６１……孔 ３７……第２の凹部 ３８……第１の凹部 ３９……第３の凹部（ガイド溝） ４０……係合ピン ４１……端子（装置側端子） ６……回路基板（電極部） ６１……基板本体 ６２……端子（インクカートリッジ側端子）
６３……端子集積部 ７……インク供給系 ７１……貯留部 ７１１……第１の空間 ７１２……第２の空間 ７１３……底部 ７２……供給口 ７３……流路 ７３１……第１の水平路 ７３１ａ……右端部 ７３２……第１の垂直路 ７３２ａ……上端部 ７３３……第２の水平路 ７３３ａ……右端部 ７３４……第２の垂直路 ８、８Ａ……センサ ８１……発光部 ８２……受光部 １００、１００Ａ、１００Ｂ……印刷装置（プリンタ） １０１……液滴吐出ヘッド １０２……ガイド軸 １０３……ベルト １０４……キャリッジモータ １０５……制御手段 １０６……表示手段（報知手段） １０７、１０７Ａ……装填部（キャリッジ） １０９……記録媒体 Ｌ……赤外線 Ｐ……界面（液面） Ｓ９００〜Ｓ９０４……ステップ

Claims (23)

1. インクが充填され、印刷を行う印刷装置に装填された装填状態で用いられるインクカートリッジであって、
   前記インクが貯留される貯留部と、前記装填状態で前記インクを前記印刷装置へ供給する供給口と、前記貯留部から前記供給口へ前記インクを導く流路とを有する少なくとも１つのインク供給系と、
   前記流路内が前記インクで満たされているか気体で満たされているかを検出するセンサと、
   前記センサに電気的に接続され、前記装填状態で前記印刷装置に設けられた装置側端子と接触するインクカートリッジ側端子とを備え、
   前記インクカートリッジが未だ使用されていない状態で、前記流路の前記センサにより検出される検出領域には、予め気体が充填されており、
   前記センサの情報に基づいて、前記インクカートリッジは、その使用の適否が判断されることを特徴とするインクカートリッジ。
2. 前記センサは、前記流路に向けて光を発する発光部と、該発光部に前記流路を介して対向して配置され、前記発光部から発光されて前記流路を透過または反射した光を受光する受光部とを有する請求項１に記載のインクカートリッジ。
3. 前記発光部と前記受光部との間の光路は、前記流路の長手方向に沿うものである請求項２に記載のインクカートリッジ。
4. 前記インクは、他の同色のインクと区別するために赤外線を吸収する機能を有する赤外線吸収物質を添加したものであり、
   前記発光部が発する前記光は、赤外線である請求項２または３に記載のインクカートリッジ。
5. 前記発光部が発光する赤外線のピーク波長は、７５０〜１５００ｎｍである請求項４に記載のインクカートリッジ。
6. 前記赤外線吸収物質は、フタロシアニン系色素、ナフタロシアニン系色素およびアントラキノン系色素のうちの少なくとも１種を主材料とするものである請求項４または５に記載のインクカートリッジ。
7. 前記流路は、その途中で少なくとも１回屈曲している請求項１ないし６のいずれかに記載のインクカートリッジ。
8. 前記供給口は、前記装填状態で、下方に向かって開口したものであり、
   前記流路は、前記装填状態で、前記貯留部の底部付近からほぼ水平方向に延びる第１の水平路と、該第１の水平路の端部からほぼ鉛直上方に延びる第１の垂直路と、該第１の垂直路の上端部からほぼ水平方向に延びる第２の水平路と、該第２の水平路の端部からほぼ鉛直下方に延びて前記供給口に達する第２の垂直路とを有する請求項１ないし７のいずれかに記載のインクカートリッジ。
9. 前記検出領域は、前記第２の水平路である請求項８に記載のインクカートリッジ。
10. 前記流路に充填される前記気体は、空気である請求項１ないし９のいずれかに記載のインクカートリッジ。
11. 請求項１ないし１０のいずれかに記載のインクカートリッジを装填した装填状態で印刷を行う印刷装置であって、
    前記インクカートリッジが装填され、前記装填状態で前記インクカートリッジ側端子と接触する装置側端子を有する装填部と、
    前記装填状態の前記インクカートリッジから供給された前記インクを液滴として吐出する液滴吐出ヘッドと、
    前記装置側端子に電気的に接続され、前記液滴吐出ヘッドの液滴吐出動作を制御する機能を有する制御手段とを備え、
    未だ使用されていない状態の前記インクカートリッジを用いて印刷を初めて行なう際、前記制御手段は、前記インクカートリッジの前記センサからの情報に基づいて、前記流路内が前記インクで満たされているか気体で満たされているかを判断し、前記流路内が前記インクで満たされている場合には、印刷動作を禁止するよう構成されていることを特徴とする印刷装置。
12. インクが充填され、該インクが通過する流路を有し、該流路には、未だ使用されていない状態で、予め気体が充填されたインクカートリッジを装填した装填状態で印刷を行う印刷装置であって、
    前記インクカートリッジが装填され、前記装填状態で前記インクカートリッジ側端子と接触する装置側端子を有する装填部と、
    前記装填状態で、前記流路内が前記インクで満たされているか気体で満たされているかを検出するセンサと、
    前記装填状態の前記インクカートリッジから供給された前記インクを液滴として吐出する液滴吐出ヘッドと、
    前記装置側端子に電気的に接続され、前記液滴吐出ヘッドの液滴吐出動作を制御する機能を有する制御手段とを備え、
    未だ使用されていない状態の前記インクカートリッジを用いて印刷を初めて行なう際、前記制御手段は、前記インクカートリッジの前記センサからの情報に基づいて、前記流路内が前記インクで満たされているか気体で満たされているかを判断し、前記流路内が前記インクで満たされている場合には、印刷動作を禁止するよう構成されていることを特徴とする印刷装置。
13. 前記センサは、前記流路に向けて光を発する発光部と、該発光部に前記流路を介して対向して配置され、前記発光部から発光されて前記流路を透過または反射した光を受光する受光部とを有する請求項１１または１２に記載の印刷装置。
14. 前記制御手段において、前記流路内が前記インクで満たされているか気体で満たされているかの判断は、前記受光部で受光された赤外線の光量に応じて行われる請求項１３に記載の印刷装置。
15. 前記制御手段は、前記光量が予め設定した所定値未満の場合には、前記印刷動作を禁止するよう制御する請求項１４に記載の印刷装置。
16. 前記制御手段は、前記光量が前記所定値以上の場合には、前記印刷動作を実行するよう制御する請求項１４または１５に記載の印刷装置。
17. 前記制御手段は、前記装填状態の前記インクカートリッジが空になる以前に該インクカートリッジの前記装填部に対する脱／着が行なわれた場合、前記印刷動作が再度実行可能となるよう制御する請求項１６に記載の印刷装置。
18. 前記制御手段は、前記光量が前記所定値に達した場合には、印字ドット数をカウントする請求項１６または１７に記載の印刷装置。
19. 前記制御手段は、前記カウントされた印字ドット数が、予め設定された所定ドット数に達した場合には、前記印刷動作を停止するよう制御する請求項１８に記載の印刷装置。
20. 前記印刷動作を禁止した場合に、前記インクカートリッジの交換を報知する機能を有する報知手段をさらに備える請求項１１ないし１９のいずれかに記載の印刷装置。
21. 前記インクは、他の同色のインクと区別するために赤外線を吸収する機能を有する赤外線吸収物質を添加したものであり、
    前記発光部が発する前記光は、赤外線である請求項１３ないし１８のいずれかに記載の印刷装置。
22. 前記発光部が発光する赤外線のピーク波長は、７５０〜１５００ｎｍである請求項２１に記載の印刷装置。
23. 前記赤外線吸収物質は、フタロシアニン系色素、ナフタロシアニン系色素およびアントラキノン系色素のうちの少なくとも１種を主材料とするものである請求項２１または２２に記載の印刷装置。

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