JP5703666B2

JP5703666B2 - インクカートリッジ及び記録装置

Info

Publication number: JP5703666B2
Application number: JP2010222907A
Authority: JP
Inventors: 宏明矢澤; 宏史近藤; 圭司蔵
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 2010-09-30
Filing date: 2010-09-30
Publication date: 2015-04-22
Anticipated expiration: 2030-09-30
Also published as: JP2013176850A; WO2012042901A1

Description

本発明は、インクカートリッジ、及び、インクカートリッジを装着可能なカートリッジ装着部が設けられた記録装置に関する。

一般に、用紙などの被記録媒体にインクを吐出することで画像を記録するインクジェット記録装置と称されるような記録装置が提供されている。この種の記録装置には、インクが収容されたインクカートリッジを装着可能なカートリッジ装着部が設けられたものがある。

インクカートリッジは、一般に、ブラックやシアンやマゼンダやイエローなどのインクを収容し、色についての種別を有している。複数個のカートリッジ装着部が設けられた記録装置においては、ブラックのインクカートリッジがシアン用のカートリッジ装着部に誤って装着されることがある。

インクカートリッジの誤装着を検知できるように、個体情報が記憶されたＩＣチップがインクカートリッジに取り付けられ、個体情報を読み込むことでインクカートリッジの種別を判断し、誤装着を検知する記録装置がある。

また、抵抗がインクカートリッジに取り付けられ、当該抵抗の抵抗値を検出することでインクカートリッジの種別を判断し、誤装着を検知する記録装置がある（例えば、特許文献１参照）。

ところで、記録装置には、フォトインタラプタを用いたインク残量の検知手段を備えたものがある。この種の記録装置に使用されるインクカートリッジは、貯留するインクの量に基づいてシャッターが移動し、フォトダイオードに入射する光の強度を変化させるプリズムやセンサアームを備えている（例えば、特許文献２参照）。記録装置は、フォトインタラプタの出力電圧を検出することでインク残量が所定量未満であるかを判断する。

特開平０６−２６２７７１号公報特開２００５−１２５７３８号公報

プリズムやセンサアームが設けられることにより機械的な構成が複雑になる上、さらに、抵抗やＩＣチップが設けられることにより、インクカートリッジの構成が複雑になり、製造コストが増大するという問題が生じる。

本発明は、インク残量及びインクカートリッジの種別の判定を、簡単な構成で記録装置に行わせることができるインクカートリッジ、及び、装着されたインクカートリッジの種別の判定とインク残量の判定との少なくとも一方を行うことができる記録装置を提供することを目的とする。

上記目的は、請求項１又は４に記載されたインクカートリッジ、及び請求項８から１３のいずれかに記載された記録装置によって達成される。

上記目的を達成するため、請求項１に記載されたインクカートリッジは、インク室に収容されたインクと熱的に接触して配置される熱伝導部材に外部から伝熱したときに信号を出力する焦電部を備える。

上記目的を達成するため、請求項４に記載されたインクカートリッジは、インク室を介して入射した赤外線により信号を出力する焦電部を備える。

上記目的を達成するため、請求項８及び９に記載された記録装置は、焦電部の個体情報を取得することでインクカートリッジの種別を判定する。

上記目的を達成するため、請求項１０に記載された記録装置は、インク室に収容されたインクと熱的に接触する熱伝導部材に伝熱する加熱部材を起動し、上記熱伝導部材に伝熱されたときに信号を出力する焦電部が出力した信号に基づいて、インク残量が所定量未満であることを判定する。

上記目的を達成するため、請求項１１に記載された記録装置は、インクを収容するインク室の所定領域に赤外線を照射する赤外線出力部を起動し、赤外線が入射することで信号を出力する焦電部が出力した信号に基づいて、インク残量が所定量未満であることを判定する。

上記目的を達成するため、請求項１２に記載された記録装置は、焦電部から入力された信号に基づいて上記焦電部の個体情報を取得することでインクカートリッジの種別を判定し、インク室に収容されたインクと熱的に接触する熱伝導部材を加熱部材を起動し、上記熱伝導部材に伝熱されたときに信号を出力する焦電部が出力した信号に基づいて、インク残量が所定量未満であることを判定する。

上記目的を達成するため、請求項１３に記載された記録装置は、焦電部から入力された信号に基づいて上記焦電部の個体情報を取得することでインクカートリッジの種別を判定し、インクを収容するインク室の所定領域に赤外線を照射する赤外線出力部を起動し、赤外線が入射することで信号を出力する焦電部が出力した信号に基づいて、インク残量が所定量未満であることを判定する。

本発明のインクカートリッジは、焦電部の静電容量の違いにより種別を記録装置に判定させることができ、また、インク残量の違いにより焦電部に伝わる熱又は焦電部に入射する赤外線の量を変えて焦電部の出力に違いを生じさせることでインク残量を記録装置に判定させることができる。つまり、１つの焦電部という簡単な構成で種別とインク残量とを記録装置に判定させることができる。

本発明の記録装置は、インクカートリッジの種別の判定と、インク残量の判定との少なくとも一方を行うことができる。

図１は、プリンタ部１６の模式的な断面図である。図２は、インクカートリッジ６０の模式的な斜視図である。図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。図４は、検出部５０の回路図である。図５は、記録装置のブロック図である。図６は、変形例１のセンサチップ７０の斜視図である。図７（Ａ）は、変形例２のインクカートリッジ６０の縦断面図であり、図７（Ｂ）は、変形例３のインクカートリッジ６０の縦断面図である。

以下、適宜図面が参照されて本発明の実施形態が説明される。なお、以下に説明される実施形態は本発明が具体化された一例にすぎず、本発明の要旨を変更しない範囲で実施形態を適宜変更できることは言うまでもない。

本実施形態では、インクジェット記録方式の記録装置と、この記録装置に着脱自在に装着される図２のインクカートリッジ６０と、が説明される。

［記録装置の概略構成］
記録装置は、不図示の筐体に図１に示されたプリンタ部１６、給紙カセット１５及び排紙トレイ１７を収容した構成を有している。プリンタ部１６は、給紙カセット１５に載置された被記録媒体１４を搬送する搬送装置３０と、搬送される被記録媒体１４に画像を記録する記録ヘッド２０と、この記録ヘッド２０や搬送装置３０などを駆動させる不図示の駆動部と、インクカートリッジ６０が装着されるカートリッジ装着部４０と、を備えている。駆動部は、複数個のモータ１９（図５参照）と、このモータ１９の駆動力を搬送装置３０などに伝達する不図示の駆動伝達機構と、を備えている。モータ１９は、制御部８１により動作されるモータ駆動回路８５（図５参照）により駆動される。

搬送装置３０は、上述の駆動部により回転されることで給紙カセット１５に載置された被記録媒体１４を搬送路３１に送り出す給送ローラ３２と、この給送ローラ３２により送り出された被記録媒体１４を搬送する搬送ローラ対３３及び排紙ローラ対３４と、を備えている。この搬送ローラ対３３及び排紙ローラ対３４の間にプラテン３５が配置されている。

搬送ローラ対３３は、上述の駆動部により回転される駆動ローラ３３Ａと、この駆動ローラ３３Ａに従動する従動ローラ３３Ｂと、を備えている。排紙ローラ対３４は、上述の駆動部により回転される駆動ローラ３４Ａと、この駆動ローラ３４Ａに従動する従動ローラ３４Ｂと、を備えている。被記録媒体１４は、搬送ローラ対３３と排紙ローラ対３４との少なくとも一方によりプラテン３５上を搬送される。

［記録ヘッド２０］
記録ヘッド２０は、後述されるインクカートリッジ６０から供給されたインクを貯留する複数個のサブタンク２１と、各サブタンク２１に貯留されたインクがそれぞれ供給される複数個のノズル２２と、各ノズル２２をそれぞれ変形させる複数個の圧電素子２３（図５参照）と、を備え、プラテン３５の上方に配置されている。

ノズル２２は、下方のプラテン３５に臨む不図示の吐出口を備え、圧電素子２３により変形されることで、プラテン３５上を搬送される被記録媒体１４に向かってインクを吐出する。圧電素子２３への給電は、圧電素子駆動回路８６（図５参照）を介して制御部８１により制御される。なお、圧電素子２３によるインクの吐出は一例であって、ノズル２２内のインクの一部を制御部８１により通電が制御されたヒータで加熱することでインクを突沸させてインクを吐出させる構成が採用されてもよい。

記録ヘッド２０は、不図示のキャリッジに保持されている。このキャリッジは、ガイドレールなどによって被記録媒体１４の搬送方向（図１の左右方向）と記録装置の高さ方向（図１の上下方向）とに直交する方向（図１の紙面に垂直な方向）に沿って移動可能であって、上述の駆動部により当該方向に沿って移動される。記録ヘッド２０の移動と被記録媒体１４の搬送とにより、記録ヘッド２０は、被記録媒体１４のほぼ全面に画像を記録することができる。キャリッジ及び記録ヘッド２０の移動は制御部８１により制御される。制御部８１は、プラテン３５上において被記録媒体１４を断続的に移動させ、被記録媒体１４の移動の停止期間中に記録ヘッド２０にインクを吐出させて被記録媒体１４に画像を記録する。制御部８１は、駆動部のモータ１９（図５参照）の駆動を制御して排紙ローラ対３４を回転させ、画像記録後の被記録媒体１４を排紙トレイ１７に排出する。

［カートリッジ装着部４０］
カートリッジ装着部４０は、例えば、開口を有する箱状のケースの内部空間を仕切板により仕切ることで形成される。カートリッジ装着部４０は、請求項に記載のカートリッジ装着部に相当する。カートリッジ装着部４０には、例えば、シアン、マゼンダ、イエロー、ブラックのいずれかのインクがそれぞれ収容されたインクカートリッジ６０がそれぞれ装着される。

また、カートリッジ装着部４０は、インクチューブ４３と、後述のインクカートリッジ６０の第２接点７５と当接する一対の第１接点４４と、第４接点７７と当接する一対の第３接点４５と、を備えている。第１接点４４及び第３接点４５は、請求項に記載の装置側接点に相当する。

［インクカートリッジ６０］
図２に示されたように、インクカートリッジ６０は、インクを収容する不図示のインク室が内部に設けられたカートリッジ筐体６１と、インクの色と残量とを制御回路８０（図５参照）に検出させるセンサチップ７０と、を備えている。上述のインク室は請求項に記載のインク室に相当する。

［カートリッジ筐体６１］
カートリッジ筐体６１は、外形が厚みの薄い扁平な直方体状に形成され、厚み方向が水平方向に一致する装着姿勢で上述のカートリッジ装着部４０に装着されている。カートリッジ筐体６１は、例えば、フレームとフレームに貼り付けられたフィルムとで形成される。カートリッジ筐体６１は、装着姿勢において、センサチップ７０が備える後述のセンサ基板７４が取り付けられる取付面６１Ａが鉛直方向に沿う。以下、カートリッジ筐体６１の厚み方向が幅方向７と称され、取付面６１Ａの法線方向が奥行き方向８と称され、奥行き方向８及び幅方向７と直交する方向が高さ方向９と称され、説明がされる。

カートリッジ筐体６１は、装着姿勢においてインクチューブ４３と接続する開口６５を備えている。開口６５及びインクチューブ４３を介してカートリッジ筐体６１に収容されたインクがサブタンク２１に流入する。

センサ基板７４を保持する一対の鉤爪６３及び一対の係止爪６４がカートリッジ筐体６１の取付面６１Ａに設けられている。一対の鉤爪６３は、幅方向７に間隔を開けて配置されている。一対の係止爪６４は、幅方向７において間隔を開け、且つ、高さ方向９において鉤爪６３から離れた位置にそれぞれ配置されている。一対の鉤爪６３は、爪部６３Ａが係止爪６４に向かって突出するようにそれぞれ形成されている。一対の係止爪６４の爪部６４Ａは、鉤爪６３と対向する位置に配置された係止爪６４に向かって突出して形成されている。係止爪６４は、可撓性の合成樹脂材料で形成されている。センサ基板７４をカートリッジ筐体６１に固定する場合に、係止爪６４が撓むことにより、係止爪６４と鉤爪６３とで囲まれた空間にセンサ基板７４が嵌め込まれる。なお、センサ基板７４は、溶着によりカートリッジ筐体６１に固定されてもよいし、接着剤などを用いてカートリッジ筐体６１に固定されてもよい。

［センサチップ７０］
図２に示されたように、センサチップ７０は、センサ基板７４と高熱伝導部材７８とを備えている。センサ基板７４には、焦電部７１、抵抗７６、第２接点７５、第４接点７７、回路パターンＰ１，Ｐ２が設けられている。高熱伝導部材７８は、センサ基板７４と、インク室に収容されたインクとの間に熱伝導経路を形成している。

［センサ基板７４］
センサ基板７４は、ガラスエポキシやセラミックスなどの絶縁材料からなる矩形板に形成され、カートリッジ筐体６１の取付面６１Ａに、厚み方向において互いに対向する一対の面の一方が当接した構成を有している。以下、当該一方の面が当接面と称され、この当接面に対する裏面が実装面７４Ａと称されて説明がされる。センサ基板７４は、一対の鉤爪６３及び一対の係止爪６４の間に嵌め込まれ、カートリッジ筐体６１に保持される。センサ基板７４は、請求項に記載の基板に相当する。

［焦電部７１］
図３に示されたように、焦電部７１は、膜状の焦電体７２と、この焦電体７２を厚み方向に挟む一対の薄膜電極とからなり、三層構造となっている。なお、図３は、幅方向７におけるカートリッジ筐体６１及び焦電部７１の中央を通る縦断面図である。焦電部７１は、所定の静電容量を有している。焦電部７１は、焦電部７１は請求項に記載の焦電部に相当する。図面では所定の厚みがあるように表現されているが、焦電体７２は膜状である。なお、焦電部７１は、絶縁性薄膜、例えば、ポリイミド系樹脂薄膜のような有機絶縁性薄膜またはＳｉＯ_２薄膜やＳｉ_３Ｎ_４のような無機絶縁性薄膜によりセンサ基板７４に保持されている。

焦電体７２は、チタン酸ジルコン酸鉛などで長方形の膜状に形成されおり、温度変化により応じて自発分極をもつ焦電効果を有している。なお、焦電体７２としては、チタン酸ジルコン酸鉛の他、チタン酸リチウム、その他チタン酸鉛、電気石（ほう素を含むシクロ珪酸塩鉱物）、タンタル酸リチウムなどの無機材料、三流化グリシン（ＴＧＳ）、ポリビニリデンジフロライド（ＰＶＤＦ）などの有機材料などの種々の焦電体が用いられる。

一対の電極７３は、それぞれ長方形の薄膜状に形成され、焦電体７２に蒸着されている。上部電極７３Ａは、赤外線の反射率の小さいＮｉＣｒ薄膜等を用い、焦電体７２に伝達される赤外線の効率を向上させている。また、下部電極７３ＢにはＰｔ薄膜を用いている。焦電部７１は、高さ方向９におけるセンサ基板７４の実装面７４Ａの一端部であって係止爪６４により保持された端部（図２の上端部）側に配置されている。焦電部７１の電極７３は、ワイヤボンディングなどにより、センサ基板７４に設けられた回路パターンである第１パターンＰ１に接続されている。なお、第１パターンＰ１を電極７３に兼用した構成を採用することもできる。一対の電極７３のうちのいずれか一方の電極７３は、図４の回路図に示されたように、仮想接地されている。

焦電部７１の静電容量は、絶縁体である焦電体７２の誘電率や、一対の電極７３間の距離（焦電体７２の厚み寸法）、又は、電極７３の面積などにより決まる。すなわち、焦電体７２の材料となる物質を変えることの他、材料を変更しなくとも、焦電体７２の厚みを変えたり、電極７３の面積を変えたりすることにより、焦電部７１の静電容量を変えることができる。焦電部７１の静電容量は、インクカートリッジ６０に貯留されるインクの色や色材等の種別などに応じて、それぞれ異なる値に設定され、固有値を有する。制御部８１（図５参照）は、焦電部７１の静電容量を検出部５０により検出することにより、インクカートリッジ６０の種別を判定してもよい。焦電部７１の静電容量は、請求項に記載の個体情報に相当する。

［第２接点７５］
図２に示されたように、第２接点７５は、センサ基板７４の実装面７４Ａにおける焦電部７１が配置された一端部とは反対側の端部（図２における下端部）に、幅方向７に並ぶ位置且つ鉤爪６３（図２参照）を避けた位置にそれぞれ設けられている。すなわち、第２接点７５は、インクカートリッジ６０のインク供給側である取付面６１Ａ側に露出されている。第２接点７５は、インクカートリッジ６０をカートリッジ装着部４０に装着した際に、カートリッジ装着部４０に設けられた上述の第１接点４４に当接する。各第２接点７５は、センサ基板７４の第１パターンＰ１により焦電部７１の一対の電極７３の一方にそれぞれ接続されている。第１パターンＰ１は、幅方向７に沿うセンサ基板７４の一辺に一部が沿うように設けられている。第２接点７５は、請求項に記載の接点に相当する。

［抵抗７６］
抵抗７６は、センサ基板７４の実装面７４Ａにおけるほぼ中央部に実装される。抵抗７６は、センサ基板７４への熱伝導を良くするために、例えば、面実装タイプの抵抗が用いられる。抵抗７６の両端は、センサ基板７４の回路パターンであるパターンＰ２により後述の一対の第４接点７７と接続されている。抵抗７６は、請求項に記載の加熱部材に相当する。本実施形態では抵抗７６が加熱部材として用いられたが、抵抗７６の他、通電されることにより熱を生じるものや、赤外線発光ダイオードなどを加熱部材として用いることができる。

［第４接点７７］
第４接点７７は、幅方向７に並ぶ一対の第２接点７５の間において、幅方向７に並ぶ位置且つ鉤爪６３を避ける位置にそれぞれ配置されている。すなわち、第４接点７７は、インクカートリッジ６０のインク供給側である取付面６１Ａ側に露出されている。第４接点７７は、インクカートリッジ６０をカートリッジ装着部４０に装着した際に、カートリッジ装着部４０に設けられた上述の第３接点４５に当接する。各第４接点７７は、センサ基板７４の第２パターンＰ２により抵抗７６の両端の一方にそれぞれ接続されている。第２パターンＰ２は、第１パターンＰ１に一部が沿うように設けられている。なお、本実施形態では、センサ基板７４の片面に焦電部７１、抵抗７６、第１パターンＰ１、第２パターンＰ２、第２接点７５、第４接点７７を実装しているが、例えば、一面に焦電部７１及び抵抗７６を実装し、他面に第１パターンＰ１、第２パターンＰ２、第２接点７５、第４接点７７を実装するものでもよい。

［高熱伝導部材７８］
図２に示されたように、高熱伝導部材７８は、カートリッジ筐体６１の外壁を貫通する貫通部７８Ａと、貫通部７８Ａの先端から図の下方に向けて突出する突出部７８Ｂと、を備えた薄板状（膜状）に形成されている。

図３に示されたように、貫通部７８Ａは、センサ基板７４に当接又は近接する。突出部７８Ｂの先端（図における下端）は、上述の装着姿勢におけるカートリッジ筐体６１の下端部に位置する。高熱伝導部材７８としては、銅箔、アルミ箔などの熱伝導率の高い部材が用いられる。高熱伝導部材７８は、熱伝導率の高い部材で薄板状に形成されることで、熱伝導性が高められている。高熱伝導部材７８は、請求項に記載の高熱伝導部材に相当する。

高熱伝導部材７８は、抵抗７６からセンサ基板７４に伝達された熱をカートリッジ筐体６１に収容されたインクに伝達する。これにより、抵抗７６からの熱をインクに逃がすことになり、焦電部７１に伝達される熱を抑制する。したがって、インク残量が多い場合は、高熱伝導部材７８がインクに接触し、抵抗７６に通電を行っても焦電部７１に伝わる熱量よりも高熱伝導部材７８に伝わる熱量が多くなるため、焦電部７１の温度はあまり変化しない。ところが、インク残量が少なくなると、高熱伝導部材７８がインクに触れなくなり、抵抗７６に通電を行うと、焦電部７１に熱が多く伝わるため、焦電部７１の温度が大きく変化し、焦電体７２の焦電効果により焦電部７１の一対の電極７３間に電位差が生じる。この電位差が出力電圧として出力される。

制御部８１は、後述されるように、検出部５０で上記出力電圧を検出し、インク残量が所定量未満であるか否かを判定する。すなわち、インクカートリッジ６０は、記録装置にインク残量を判定させることができる。上述の装着姿勢における高熱伝導部材７８の突出部７８Ｂの先端の高さ位置が装着姿勢におけるカートリッジ筐体６１の下端部に位置することにより、記録装置は、インクの水位がカートリッジ筐体６１の下端部に達したこと、すなわち、インク残量が所定量未満であることを検出することができる。

［検出部５０］
図４に示されたように、検出部５０は、焦電部７１の静電容量を検出するための第１検出回路５１と、焦電効果により焦電部７１に生じる出力電圧を検出するための第２検出回路５２と、第１検出回路５１と第２検出回路５２との一方を切り換えて焦電部７１に接続させるスイッチ５３と、を備えている。スイッチ５３には、電磁式のスイッチや半導体スイッチなど制御部８１からの信号により動作可能なものが用いられる。

［第１検出回路５１］
第１検出回路５１は、焦電部７１に並列接続される抵抗Ｒ１と、仮想接地されていない方の電極７３に接続された出力端Ｖ１_ＯＵＴと、を備え、焦電部７１と共にＲＣ共振回路を形成している。第１検出回路５１は、後述の第１駆動回路８２（図５参照）により駆動されることで共振し、出力端Ｖ１_ＯＵＴから共振電圧を出力する。

［第２検出回路５２］
第２検出回路５２は、直流電源Ｅ、抵抗Ｒ２，３及び電界効果トランジスタＦＥＴからなる増幅回路と、出力端Ｖ２_ＯＵＴと、を備え、焦電部７１の出力電圧を増幅して出力する。

抵抗７６から伝達された熱により焦電部７１に生じる出力電圧は、上述のＲＣ共振回路の共振電圧よりもはるかに小さく、本実施形態では、焦電部７１に生じる出力電圧を上述の増幅回路により増幅して検出している。

［制御回路８０］
図５に示されたように、制御回路８０は、制御部８１と、上述のモータ１９を駆動させるモータ駆動回路８５と、圧電素子２３を駆動させる圧電素子駆動回路８６と、第１検知回路５１に共振を発生させる第１駆動回路８２と、抵抗７６への通電を行う第２駆動回路８３と、を備えている。各駆動回路は制御部８１により制御される。

［制御部８１］
制御部８１は、記憶部８４を備えている。記憶部８４は、インクカートリッジ６０の種別を判断するための第１判定テーブルの各所定値と、インク残量を判断するための第２判定テーブルの各所定値と、を記憶している。

［制御部８１による記録装置の動作制御］
制御部８１による記録装置の動作制御が図５のブロック図を参照して説明される。インクカートリッジ６０の交換時において、制御部８１は、スイッチ５３（図４参照）を動作させて焦電部７１と第１検出回路５１とを接続する。その後、制御部８１は、第１駆動回路８２を制御して上述のＲＣ共振回路に共振を生じさせ、出力端Ｖ１_ＯＵＴから共振電圧を検出する。制御部８１は、検出した共振電圧の時間変化や共振周波数から焦電部７１の静電容量を算出する。制御部８１は、算出した静電容量と第１判定テーブルの各所定値とを比較することでインクカートリッジ６０が一致しているかを判定し、不一致の場合は、カートリッジ装着部４０に装着されたインクカートリッジ６０の誤装着と判断し、エラー表示などを行う。制御部８１は、誤装着と判断しなかった場合は、上述のキャリッジの位置設定など、被記録媒体１４に画像記録を行うための初期動作を実行させる。なお、共振電圧が検出できなかった場合は、制御部８１は、カートリッジ装着部４０にインクカートリッジ６０が装着されていないものと判断し、エラー表示などを行う。

不図示の入力ボタンやパソコンなどの外部機器により被記録媒体１４への画像記録が指示された場合などにおいて、制御部８１は、スイッチ５３を動作させて焦電部７１と第２検出回路５２とを接続し、第２駆動回路８３を制御して抵抗７６に通電を行う。その後、出力端Ｖ２_ＯＵＴにおける電圧又は電圧の変化率を検出し、検出した電圧又は電圧の変化率と各第２所定値とを比較する。検出電圧が所定の閾値（第２所定値）より高い場合、インクの水位が高熱伝導部材７８の突出部７８Ｂの先端よりも下に位置する。このとき、インク残量が所定量未満であると判断し、インクカートリッジの交換時期が近いことをユーザに知らせる表示などの処理を行う。そして、インク残量が所定量未満であると判断した時点から周知技術のドットカウントを開始し、インク残量がゼロになったと判断したときに、表示などによりインクカートリッジ６０の交換時期をユーザに知らせてもよい。

［本実施形態の効果］
本実施形態のインクカートリッジ６０は、焦電部７１の静電容量により電気的な固有値を有し、当該固有値によりインクについての種別をインクジェット記録装置に判別させることができる。また、本実施形態のインクカートリッジ６０では、抵抗７６とセンサ基板７４、及び高熱伝導部材７８とにより、インク残量が所定量未満であるか所定量以上であるかによって焦電部７１からの出力電圧に差がある。その結果、記録装置は、インク残量が所定量未満であるか否かを判定することができる。本実施形態のインクカートリッジ６０は、１つの焦電部７１で種別とインク残量とを記録装置に判定させることができる。つまり、本実施形態の記録装置では、インクカートリッジ６０に搭載される簡単な回路構成により、インクカートリッジ６０の種別の判断と、インク室のインクが所定量未満になったか否かの判断とを行うことができる。

また、本実施形態では、高熱伝導部材７８を用いることにより、インク残量が所定量以上であるときにおける焦電部７１の出力を抑えている。つまり、高熱伝導部材７８を用いることにより、インク残量が所定量以上であるときと所定量未満であるときとの焦電部７１の出力の差が大きくなり、より正確にインク残量が所定量未満であるか否かを判定することができる。

また、本実施形態では、高熱伝導部材７８の一部をカートリッジ筐体６１に収容して高熱伝導部材７８をインクに直接接触させることで、更に正確にインク残量が所定量未満であるか否かを判断することができる。なお、フィルムなどを介して間接的に高熱伝導部材７８をインクに接触させることもできる。また、高熱伝導部材７８を用いずに、センサ基板７４をインクに直接接触させる構成を採用することもできる。

また、本実施形態の記録装置は、検出部５０及び制御部８１を備えることにより、インクカートリッジ６０の種別とインク残量とをそれぞれ判定することができ、インクカートリッジの誤装着を検知でき、また、ユーザにインクカートリッジ６０の交換を促すことができる。

また、焦電部７１、抵抗７６、上記第２接点７５及び第４接点７７がセンサ基板７４に設けられてワンチップ化されることにより、インクカートリッジ６０の構造がより簡単になっている。

また、焦電部７１を第１検出回路５１と第２検出回路５２との一方に切り換えて接続させるスイッチ５３が設けられたことにより、検出する値に合わせた検出回路で焦電部７１の電圧の検出を行うことができ、焦電部７１の電圧をより正確に検出することができる。すなわち、誤検知の恐れを低減することができる。

また、ＲＣ共振回路で焦電部７１の静電容量の検出を行うから、焦電部７１に抵抗を接続するだけで第１検出回路５１を形成することができる。つまり、色識別と残量検知とが同一回路で検出できる。

本実施形態では、焦電体７２及び電極７３が膜状に形成され、焦電部７１が小型化された構成が説明されたが、この構成に限られるものではなく、焦電部７１がいわゆるコンデンサを形成して所定の静電容量を有しており、且つ、焦電効果を生じる構成であれば、焦電体７２及び電極７３の形状や大きさなどは適宜変更可能である。

また、本実施形態では、カートリッジ筐体６１の外壁を貫通する高熱伝導部材７８により抵抗７６の熱がインクに伝達される構成が説明されたが、高熱伝導部材７８は、インク残量の変化によって、抵抗７６から焦電部７１に伝達する熱量を変化させることができる構成であれば、形状や大きさ配置などは適宜変更されてもよい。

また、本実施形態では、焦電部７１の静電容量を検出するための第１検出回路５１としてＲＣ共振回路が用いられたが、第１検出回路５１は、焦電部７１の静電容量を検出できるのであれば、周知の他の構成の検出回路が用いられてもよい。

また、本実施形態では、焦電部７１に生じた出力電圧を検出するための第２検出回路５２として、電界効果トランジスタＦＥＴを用いた増幅回路が用いられたが、オペアンプを用いた増幅回路など他の構成の増幅回路が用いられてもよい。なお、ノイズの除去のためのノイズフィルタが設けられてもよい。

また、本実施形態では、高熱伝導部材７８が貫通部７８Ａと突出部７８Ｂとを備える構成が説明されたが、高熱伝導部材７８が、上記装着姿勢において水平方向に延びる棒状乃至薄板状（膜状）に形成された構成を採用することもできる。高熱伝導部材７８とインクとの接触面積を所定量以上と所定量未満とで大きく変化させることができ、その結果、インクが所定量未満となったことを記録装置に正確に検出させることができる。

［変形例１］
上述では、センサ基板７４に抵抗７６が実装された構成が説明されたが、本変形例では、抵抗７６が記録装置のカートリッジ装着部４０に設けられた構成が説明される。

図６に示されたように、抵抗７６がセンサ基板７４に実装される代わりに、記録装置のカートリッジ装着部４０に設けられた不図示の抵抗が当接する受熱領域７９が実装面７４Ａの中央部に設けられている。なお、カートリッジ装着部４０に設けられた抵抗が受熱領域７９に直接当接する構成の代わりに、当該抵抗から熱が伝達された部材が受熱領域７９に当接する構成が採用されてもよい。

本変形例では、センサ基板７４に抵抗７６及び第４接点７７（図２参照）を設けないから、センサチップ７０の構成が上述の実施形態よりも簡単になり、その結果、インクカートリッジ６０の構成をより簡単にすることができる。

［変形例２］
上述では、抵抗７６からの熱がセンサ基板７４を介して焦電部７１に伝達される構成が説明されたが、本変形例では、図７（Ａ）に示されたように、抵抗７６の代わりに赤外線を照射する赤外線発光ダイオード９４が加熱部材として設けられ、この赤外線発光ダイオード９４が焦電部７１に赤外線を直接照射する構成が説明される。赤外線発光ダイオード９４は、例えば、センサ基板７４に実装され、又は、カートリッジ装着部４０に設けられる。赤外線発光ダイオード９４からの赤外線は、焦電部７１の側端面又は上部電極７３Ａに照射される。

センサ基板７４は、カートリッジ筐体６１に収容されたインクに直接接触するように設けられている。又は、高熱伝導部材７８が設けられている。つまり、焦電部７１の熱が、センサ基板７４を介して、又は、センサ基板７４及び高熱伝導部材７８を介してインクに逃がされる。制御回路８０は、第２駆動回路８３（図５参照）の代わりに、不図示のダイオード駆動回路を備えている。ダイオード駆動回路は、例えば、定電圧回路又は定電流回路である。本変形例における赤外線発光ダイオード９４は、請求項に記載の赤外線出力部に相当する。

［制御部８１による記録装置の動作制御］
制御部８１は、インク残量の判定を行う場合は、ダイオード駆動回路を制御して赤外線発光ダイオード９４を駆動し、焦電部７１に赤外線（図の破線の矢印参照）を照射する。インクが十分にある場合は、焦電部７１で熱が発生しても、インクにより焦電部７１が冷却されるため、焦電部７１の温度はあまり変化せず、焦電部７１から出力電圧が生じない。インクが十分になく焦電部７１がインクに熱的に接触していない場合は、インクにより焦電部７１が冷却されないため、焦電部７１の温度上昇により分極構造が変化し、焦電部７１の一対の電極７３間に電位差が生じる。したがって、インク残量の違いにより焦電部７１の出力電圧に差が生じる。制御部８１は、第１検出回路５２により焦電部７１の出力電圧を検出し、インク残量の判定を行う。なお、インクカートリッジ６０の種別の判定は、上述の実施形態と同様にして行われる。

［変形例３］
本変形例では、図７（Ｂ）に示されたように、焦電部７１と赤外線発光ダイオード９４とでフォトインタラプタを構成した例が説明される。焦電部７１と赤外線発光ダイオード９４とは、インク残量が所定量以上である場合にインクが流入する部分を挟むように配置されている。インク残量が所定量以上である場合は、赤外線発光ダイオード９４が照射した赤外線（図の破線の矢印参照）の多くはインクに吸収又は反射され、焦電部７１にはほとんど赤外線が入射せず、焦電部７１に出力電圧が生じない。インク残量が所定量未満である場合は、赤外線発光ダイオード９４が照射した赤外線はインクに吸収又はインクにより反射されず、焦電部７１に赤外線が入射し、焦電部７１に出力電圧が生じる。なお、カートリッジ筐体６１の壁は、例えば、光透過性を有する樹脂やフィルムにより形成される。

制御部８１は、ダイオード駆動回路を制御して赤外線発光ダイオード９４を駆動した後、第２検出回路５２で焦電部７１の出力電圧又は出力電圧の変化率を検出し、インク残量が所定量未満であるか否かを判断する。なお、インクカートリッジ６０の種別の判定は、上述の実施形態と同様にして行われる。

４０・・・カートリッジ装着部
４４・・・第１接点
４５・・・第２接点
６０・・・インクカートリッジ
６１・・・カートリッジ筐体
７１・・・焦電部
７２・・・焦電体
７３・・・電極
７４・・・センサ基板
７５・・・第２接点
７６・・・抵抗
７７・・・第４接点
７８・・・高熱伝導部材
８１・・・制御部
９４・・・赤外線発光ダイオード

Claims

装置側接点が設けられたカートリッジ装着部を有する記録装置に着脱自在に装着可能なインクカートリッジであって、
焦電特性を有する焦電部と、
上記焦電部とインクを収容するインク室に収容されたインクとを熱的に接触させるように配置された熱伝導部材と、
上記装置側接点に電気的に接続し、上記焦電部からの信号を上記記録装置に伝達可能な接点と、を備えたインクカートリッジ。
上記熱伝導部材又は上記焦電部を加熱する加熱部材を備え、
上記加熱部材により上記熱伝導部材又は上記焦電部を加熱したとき、上記焦電部から出力される信号を、上記接点から上記装置側接点に伝達可能とした請求項１に記載のインクカートリッジ。
上記熱伝導部材は、上記加熱部材と上記焦電部とを接続するように配置された請求項２に記載のインクカートリッジ。
装置側接点が設けられたカートリッジ装着部を有する記録装置に着脱自在に装着可能なインクカートリッジであって、
赤外線出力部から照射された赤外線がインクを収容するインク室を介して入射する位置に配置された焦電部と、
上記装置側接点と電気的に接続し、上記焦電部からの信号を上記記録装置に伝達する接点と、を備えたインクカートリッジ。
上記焦電部に赤外線を照射する上記赤外線出力部を備えた請求項４に記載のインクカートリッジ。
上記赤外線出力部と上記焦電部との間には、インクを貯留するインク室が位置する請求項５に記載のインクカートリッジ。
上記熱伝導部材の一部は、上記インク室内に収容され、インクに直接接触するものである請求項１から３のいずれかに記載のインクカートリッジ。
装置側接点が設けられたカートリッジ装着部を有しており、このカートリッジ装着部にインクカートリッジが装着される記録装置であって、
上記インクカートリッジは、
インクを収容するインク室に収容されたインクと熱的に接触して配置される熱伝導部材と、
外部から上記熱伝導部材を介して熱を受けたときに信号を出力する焦電部と、
上記カートリッジ装着部への装着時に上記装置側接点と電気的に接続する接点と、を備え、
上記装置側接点を介して上記焦電部から入力される信号に基づいて、上記焦電部の個体情報を取得する記録装置。
装置側接点が設けられたカートリッジ装着部を有しており、このカートリッジ装着部にインクカートリッジが装着される記録装置であって、
上記インクカートリッジは、
インクを収容するインク室の所定領域に赤外線を照射する赤外線出力部と、
赤外線が入射することで信号を出力する焦電部と、
上記カートリッジ装着部への装着時に上記装置側接点と電気的に接続する接点と、を備え、
上記装置側接点を介して上記焦電部から入力される信号に基づいて、上記焦電部の個体情報を取得する記録装置。
装置側接点が設けられたカートリッジ装着部を有しており、このカートリッジ装着部にインクカートリッジが装着される記録装置であって、
上記インクカートリッジは、
インクを収容するインク室に収容されたインクと熱的に接触して配置される熱伝導部材と、
外部から上記熱伝導部材に伝熱したとき信号を出力する焦電部と、
上記カートリッジ装着部への装着時に上記装置側接点と電気的に接続する接点と、
上記熱伝導部に伝熱する加熱部材と、を備え、
上記加熱部材を起動し、上記装置側接点を介して上記焦電部から入力される信号に基づいて、インク残量が所定量未満であることを判定する記録装置。
装置側接点が設けられたカートリッジ装着部を有しており、このカートリッジ装着部にインクカートリッジが装着される記録装置であって、
上記インクカートリッジは、
インクを収容するインク室の所定領域に赤外線を照射する赤外線出力部と、
赤外線が入射することで信号を出力する焦電部と、
上記カートリッジ装着部への装着時に上記装置側接点と電気的に接続する接点と、を備え、
上記赤外線出力部を起動し、上記装置側接点を介して上記焦電部から入力される信号に基づいて、インク残量が所定量未満であることを判定する記録装置。
装置側接点が設けられたカートリッジ装着部を有しており、このカートリッジ装着部にインクカートリッジが装着される記録装置であって、
上記インクカートリッジは、
インクを収容するインク室に収容されたインクと熱的に接触して配置される熱伝導部材と、
外部から上記熱伝導部材に伝熱したとき信号を出力する焦電部と、
上記カートリッジ装着部への装着時に上記装置側接点と電気的に接続する接点と、を備え、
上記装置側接点を介して上記焦電部から入力される信号に基づいて、上記焦電部の個体情報を取得し、
上記熱伝導部に伝熱する加熱部材を起動し、上記装置側接点を介して上記焦電部から入力される信号に基づいて、インク残量が所定量未満であることを判定する記録装置。
装置側接点が設けられたカートリッジ装着部を有しており、このカートリッジ装着部にインクカートリッジが装着される記録装置であって、
上記インクカートリッジは、
インクを収容するインク室の所定領域に赤外線を照射する赤外線出力部と、
赤外線が入射することで信号を出力する焦電部と、
上記カートリッジ装着部への装着時に上記装置側接点と電気的に接続する接点と、を備え、
上記装置側接点を介して上記焦電部から入力される信号に基づいて、上記焦電部の個体情報を取得し、
上記赤外線出力部を起動し、上記装置側接点を介して上記焦電部から入力される信号に基づいて、インク残量が所定量未満であることを判定する記録装置。
上記焦電部から取得した個体情報に基づいて、インクカートリッジの適否を判定する請求項８、９、１２、１３のいずれかに記載の記録装置。
上記インクカートリッジが適正でないと判断した場合と、適正であると判断した場合とで制御を変えるものである請求項１４に記載の記録装置。
所定値が記憶された記憶部と、
上記所定値と上記装置側接点への入力値とを比較して、装着された上記インクカートリッジのインク残量が所定量未満であることを判定する判定手段と、を備えたものである請求項１０から１３のいずれかに記載の記録装置。