(57)【要約】【課題】  印刷用の記録材料を収容したカートリッジでは、記録材料の状態を検出することが行なわれているが、検出の信頼性が低いという問題があった。【解決手段】  インクカートリッジ１０にインクの有無を検出するセンサ１７を設け、プリンタ２０の制御装置２２から無線により、カートリッジ１０側に検出の指示と検出条件とを送信する。カートリッジ１０はこの指示を受け、センサ制御部１９によって、センサ１７を指示された検出条件で駆動し、振動させる。センサ１７は、インク収容室１６に設けられた共振室１８に臨んで設けられているので、その振動の周波数は、共振室１８の共振周波数により規制される。共振周波数は、共振室１８内のインクの有無により異なるから、共振周波数を検出すれば、共振室１８内のインクの有無、ひいては、インクカートリッジ１０におけるインク残量を知ることができる。このとき併せて検出の条件をカートリッジ側から出力し、指示された検出条件で検出されたかをチェックする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
印刷に用いる記録材料を収容した収容室を備え、印刷装置に搭載されるカートリッジであって、
前記収容室内の前記記録材料の状態を検出するセンサと、
該センサによる検出の条件について、外部からの指定を受け付ける条件受付手段と、
前記指定された条件で前記検出を行なう検出手段と、
前記指定された検出の条件に対応したデータと共に、該検出の結果を出力する出力手段と
を備えたカートリッジ。
【請求項２】
前記記録材料は、所定色のインクである請求項１記載のカートリッジ。
【請求項３】
前記記録材料は、複写機、ファックスまたはレーザプリンタ用のトナーである請求項１記載のカートリッジ。
【請求項４】
前記センサは、前記収容室内の前記記録材料の有無を検出するセンサである請求項１ないし請求項３のいずれか記載のカートリッジ。
【請求項５】
請求項１ないし請求項３のいずれか記載のカートリッジであって、
前記センサは、前記記録材の温度、粘度、湿度、粒度、色相、残量、圧力のうちの少なくとも一つを測定するものであるカートッジ。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれか記載のカートリッジであって、
前記センサは、前記記録材料の状態により共振状態が変化する圧電素子であり、
前記検出手段は、該圧電素子に、励起用パルスを印加した上で、該励起用パルスに応動する前記圧電素子の振動を検出する手段である
カートリッジ。
【請求項７】
請求項６記載のカートリッジであって、
前記検出手段は、前記圧電素子の共振周波数を、該圧電素子の１以上の振動に要する時間として検出する手段であるカートリッジ。
【請求項８】
請求項７記載のカートリッジであって、
前記条件受付手段は、前記圧電素子の振動に要する時間を計測する振動の数の指定を受け付ける手段であり、
前記検出手段は、該指定された振動の数に要する時間を検出すると共に、該計測に用いた振動に関するデータを、該計測した時間と共に出力する手段である
カートリッジ。
【請求項９】
請求項８記載のカートリッジであって、
前記条件受付手段が受け付ける振動の数は、計測を開始する振動の位置と、計測を終了する振動の位置により指定され、
前記検出手段は、前記振動に関するデータを、前記指定した振動の開始と終了の位置に基づいて決定する
カートリッジ。
【請求項１０】
請求項１ないし請求項９のいずれか記載のカートリッジであって、
前記収容室内に収容された前記記録材料の状態に対応したパラメータを記憶するメモリ備えたカートリッジ。
【請求項１１】
請求項１ないし請求項１０のいずれか記載のカートリッジであって、
外部と無線通信よりデータの授受を行なう無線通信手段を備えると共に、
前記検出条件の指定を、該無線通信手段を介して、外部から受け取るカートリッジ。
【請求項１２】
請求項１１記載のカートリッジであって、
前記無線通信手段は、前記通信を行なうためのループ状のアンテナを備え、該アンテナに誘起される起電力を利用して、カートリッジ内への給電を行なう電源手段を備えた
カートリッジ。
【請求項１３】
印刷に用いる記録材料を収容した収容室を備えたカートリッジが搭載された印刷装置であって、
前記カートリッジには、
前記収容室内の前記記録材料の状態を検出するセンサと、
該センサによる検出の条件について、外部からの指定を受け付ける条件受付手段と、
前記指定された条件で前記検出を行なう検出手段と、
前記指定された検出の条件に対応したデータと共に、前記検出の結果を出力する出力手段と
が備えられ、
更に、当該印刷装置には、
前記検出の条件を指定する条件指定手段と、
前記カートリッジの出力手段から出力された検出結果と前記データとを入力する入力手段と、
該入力した前記データと前記条件指定手段が指定した検出条件とを突き合わせ、両者が対応している場合には、該検出結果を有効として、前記記録材料の状態に関連する所定の処理を行なう判断手段と
を備えた印刷装置。
【請求項１４】
請求項１３記載の印刷装置であって、
前記判断手段は、前記入力した前記データと前記条件指定手段が指定した検出条件とを突き合わせ、両者が対応していない場合には、その旨を報知する手段を備えた印刷装置。
【請求項１５】
印刷に用いる記録材料を収容した収容室を備えたカートリッジとの間で、情報をやり取りする方法であって、
前記カートリッジに設けられ、前記収容室内の前記記録材料の状態を検出するセンサによる検出の条件について、カートリッジの外部から指定し、
該指定された検出条件に従って、前記カートリッジにおいて行なわれる前記センサを用いた検出結果を、前記指定された検出条件に対応したデータと共に、前記カートリッジの外部に出力し、
該出力されたデータと前記指定した検出条件との対応を検証して、前記検出結果の有効性を判断する
カートリッジとの間で情報をやり取りする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、印刷に用いる記録材料を収容した収容室を備えたカートリッジに関し、詳しくはセンサを内蔵したカートリッジとこのカートリッジとの間で情報をやり取りする技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェットプリンタのようにインクを用紙に吐出して記録を行なう印刷装置（プリンタ）やトナーを用いて印刷を行なう印刷装置などが広く用いられている。こうした印刷装置のカートリッジでは、インクやトナーなどの記録材料を収容した収容室を備えている。記録材料の残量管理は、印刷装置においては、重要な技術となっており、使用量を印刷装置側でソフトウェアによりカウントして管理するだけでなく、最近では、カートリッジにセンサを設けて、直接計測しようとすることも行なわれている（例えば、特開２００１−１４７１４６号公報参照）。
【０００３】
センサとしては、種々のタイプが考えられるが、検出しようとする記録材料が導電性のインクであれば、電気的な抵抗値によりインク残量を計測しても良いし、収容室内に設けた共振室にピエゾ素子のような電歪素子を設け、電歪素子の共振周波数を計測することで、共振室内の記録材料の有無を計測することも可能である。更に、インクなどの記録材料の温度、粘度、湿度、粒度、色相、残量、圧力などを計測することも考えられ、この場合には、それぞれの物理的性質に合わせて、専用のセンサを用いればよい。例えば、温度であればサーミスタや熱電対、圧力であれば圧力センサなどである。
【０００４】
しかしながら、かかるセンサを設けたカートリッジでは、センサによる検出の条件が固定的であり、検出の信頼性を充分に高めることができない場合があるという問題があった。例えば収容室内の記録材料の有無を検出するようなセンサを設けている場合、記録材料の組成を変更すると、最適な検出条件が変る場合があり得るが、従来のカートリッジでは、こうした場合、検出用の回路構成を変更しなければ、検出の信頼性を充分に保証することはできなかった。かといってその都度回路構成を調整していたのでは、煩瑣な手間と高コストを招来してしまうという問題があった。
【０００５】
また、従来のカートリッジでは、検出の結果が、例えばインクの有無のように２値的なものである場合、検出回路が故障していても、いずれか一方の信号を出し続けてしまうと、故障であることを検出することが困難であった。このため、検出結果の信頼性を充分に評価することができないという問題も指摘されていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の装置は、こうした問題を解決し、センサを備えたカートリッジにおいて、検出条件の変更に柔軟に対応し、かつ検出結果信頼性を確保することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題の少なくとも一部を解決する本発明の装置は、
印刷に用いる記録材料を収容した収容室を備え、印刷装置に搭載されるカートリッジであって、
前記収容室内の前記記録材料の状態を検出するセンサと、
該センサによる検出の条件について、外部からの指定を受け付ける条件受付手段と、
前記指定された条件で前記検出を行なう検出手段と、
前記指定された検出の条件に対応したデータと共に、該検出の結果を出力する出力手段と
を備えたことを要旨としている。
【０００８】
かかるカートリッジは、収容室内の記録材料の状態を検出するセンサを備えており、外部からこのセンサによる検出の条件の指定を受けると、かかる指定された条件で検出を行なう。その上で、指定された検出条件に対応したデータと共に検出結果を出力する。従って、収容室内の記録材料の状態を検出する際、固定的な検出条件で検出を行なうのではなく、検出に適した条件の指定をうけて検出を行なうことができる。この結果、検出の精度を高めることができる。しかも、この検出結果は、検出の条件に対応したデータ（検出の条件そのものを含む）と共に出力されるので、カートリッジに対して検出の指示を行なった側から、検出結果の信頼性について検証することが可能となる。
【０００９】
こうしたカートリッジの記録材料としては、インクジェットプリンタなどに用いる所定色のインクや、複写機，ファックスまたはレーザプリンタ用のトナーなどを想定することができる。
【００１０】
また、センサとしては、収容室内の記録材料の有無を検出するものや、記録材料の残量を検出するものも利用可能である。もとより、記録材の温度、粘度、湿度、粒度、色相、残量、圧力のうちの少なくとも一つを検出するセンサを用いることもできる。
【００１１】
更に、こうしたセンサとして、記録材料の状態により共振状態が変化する圧電素子を用いることもできる。この場合、圧電素子に、励起用パルスを印加した上で、励起用パルスに応動する圧電素子の振動を検出する構成とし、圧電素子の共振の状態から記録材料の状態を検出することができる。ここで、共振の状態とは、圧電素子の共振周波数として把握することができる。共振周波数は、圧電素子の１以上の振動に要する時間として検出することができる。
【００１２】
こうした圧電素子を用いたセンサを内蔵したカートリッジでは、検出の条件は、圧電素子の振動に要する時間を計測する振動の数の指定として具体化することができる。この場合、カートリッジは、指定された振動の数に要する時間を検出すると共に、計測に用いた振動に関するデータを、検出した時間と共に出力するものとすることができる。
【００１３】
検出に用いる振動の数は、計測を開始する振動の位置と、計測を終了する振動の位置により指定することができる。振動に関するデータは、指定した振動の開始と終了の位置に基づいて、例えばその間に要する時間として決定するものとしても良い。
【００１４】
こうしたカートリッジとしては、収容室内に収容された記録材料の状態に対応したパラメータを記憶するメモリ備えるものも有用である。
【００１５】
こうしたカートリッジでは、検出条件の指定などは、無線通信より行なうものとすることができる。そのために、カートリッジに、無線によりデータの授受を行なう無線通信手段を備えるものとすればよい。なお、検出結果も、無線により出力することができる。
【００１６】
こうした無線通信手段には、通信を行なうためのループ状のアンテナを備えることが一般的である。通信を行なう際には、このアンテナに起電力が誘起される。そこで、この起電力を利用して、カートリッジ内への給電を行なう構成としても良い。こうすれば、カートリッジ内に、バッテリなどを備える必要がなく、構成を簡略することができる。
【００１７】
本発明のカートリッジを用いた印刷装置の発明は、
印刷に用いる記録材料を収容した収容室を備えたカートリッジが搭載された印刷装置であって、
前記カートリッジには、
前記収容室内の前記記録材料の状態を検出するセンサと、
該センサによる検出の条件について、前記印刷装置からの指定を受け付ける条件受付手段と、
前記指定された条件で前記検出を行なう検出手段と、
前記指定された検出の条件に対応したデータと共に、前記検出の結果を出力する出力手段と
が備えられ、
更に、当該印刷装置には、
前記検出の条件を指定する条件指定手段と、
前記カートリッジの出力手段から出力された検出結果と前記データとを入力する入力手段と、
該入力した前記データと前記条件指定手段が指定した検出条件とを突き合わせ、両者が対応している場合には、該検出結果を有効として、前記記録材料の状態に関連する所定の処理を行なう判断手段と
を備えたことを要旨とする。
【００１８】
この印刷装置では、カートリッジは印刷装置から指定された検出条件で記録材料の状態を検出し、その上で、検出の条件に対応したデータと共に、検出結果を出力する。従って、収容室内の記録材料の状態を検出する際、固定的な検出条件で検出を行なうのではなく、検出に適した条件の指定を印刷装置から受けて検出を行なうことができる。この結果、検出の精度を高めることができ、印刷装置としての信頼性を確保することができる。しかも、印刷装置側では、カートリッジから受け取った検出条件に対応したデータを自らが指定した検出条件と突き合わせ、対応している場合には、検出結果を有効として、記録材料の状態に関連する所定の処理を行なう。所定の処理とは、例えば記録材料の有無を検出した場合には、記録材料の残量の演算であっり、その演算式の較正（キャリブレーション）であったり、種々の処理を想定することができる。逆に、両者をつき合わせて対応しない場合には、検出結果を無効としたり、使用者に対して、検出結果を有効と扱えないことを警告したりする処理を行なうことも有用である。
【００１９】
また、印刷に用いる記録材料を収容した収容室を備えたカートリッジとの間で、情報をやり取りする方法として本発明捉えることもできる。この方法は、
前記カートリッジに設けられ、前記収容室内の前記記録材料の状態を検出するセンサによる検出の条件について、カートリッジの外部から指定し、
該指定された検出条件に従って、前記カートリッジにおいて行なわれる前記センサを用いた検出結果を、前記指定された検出条件に対応したデータと共に、前記カートリッジの外部に出力し、
該出力されたデータと前記指定した検出条件との対応を検証して、前記検出結果の有効性を判断すること
を要旨としている。
【００２０】
かかる情報のやり取り方法によれば、センサの検出条件についてカートリッジの外部からこれを指定し、カートリッジ側からは、検出結果と共に、この検出条件に対応したデータを出力する。この検出結果とデータとを受け取る側は、データと指定した検出条件との対応を検証することで、検出結果の有効性を判断する。従って、カートリッジとの間の情報のやり取りの信頼を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について説明する。図１は、発明の実施の形態としてのインクカートリッジ１０とこのインクカートリッジ１０を搭載するプリンタ２０の送受信装置３０との概略構成を示す説明図である。プラテン２４により搬送される用紙Ｔに、印字ヘッド２５からインクを吐出して印字を行なうプリンタ２０の内部構成などについては省略するが、プリンタ２０の内の制御装置２２では、印刷に用いたインク量などのデータを演算しており、これを送受信装置３０を介してインクカートリッジ１０側に送信している。インクカートリッジ１０との間のデータの送受信は、無線通信によっているが、有線でも差し支えない。無線通信の方式は、この実施の形態では、電磁誘導方式としたが、他の方式も採用可能である。
【００２２】
インクカートリッジ１０には、通信を制御する通信制御部１２、メモリ１４へのデータの読み書きを行なうメモリ制御部１５、圧電素子を用いたセンサ１７、このセンサ１７の駆動とセンサ１７を利用したインク残量の検出を行なうセンサ制御部１９とを備える。センサ１７を用いたインク残量の検出は、次の手順で行なわれる。センサ１７は、インク収容室１６に設けられた共振室１８に装着されており、図示しない電極に駆動電圧を印加すると、圧電素子であるセンサ１７は、歪み、変形する。この状態から、圧電素子に溜まった電荷を放電すると、歪みのエネルギは解放され、素子は自由振動する。センサ１７は、共振室１８に臨んで設けられているので、この自由振動の周波数は、共振室１８の共振周波数により規制される。共振室１８の共振周波数は、共振室内にインクが存在する場合と、インクが存在しない場合で異なるから、共振周波数を検出すれば、共振室１８内のインクの有無、ひいては、インクカートリッジ１０におけるインク残量を知ることができる。
【００２３】
図２は、センサ制御部１９が行なう処理を、プリンタ２０側の制御装置２２の処理と対応づけて模式的に記載したフローチャートである。センサ制御部１９は、実際にはゲートアレイなどを用いた回路により実現されるが、理解の便を図って、その処理内容をフローチャートに従って説明する。インク残量の検出は、プリンタ２０の制御装置２２からの指示に基づいて行なわれる（ステップＳ５）。このとき、制御装置２２は、インク残量の検出の指示のみならず、検出条件（詳しくは後述）も指定する。カートリッジ１０では、通信制御部１２を介して、インク残量の検出指示および検出条件の指定を受け取る（ステップＳ１０）。
【００２４】
検出条件の指定を受け取ったセンサ制御部１９は、検出条件として、計測開始のパルスと終了の計測パルス数の設定を行なう（ステップＳ１１）。上述したように、検出は共振周波数により行なうが、この計測を行なうセンサ１７の振動として何パルス目を開始パルスとし、そこから何パルスに亘って計測を行なうか、という指定である。この例では、開始パルスとしては第１パルスが、計測パルス数としては、４パルスが指定される。もとより、開始パルスと終了パルスとを指定するものとしても良い（その場合は、終了パルスとしては第５パルスが指定されることになる）。共振によるセンサ１７の振動と、計測の開始パルス、計測パルス数、終了パルスの関係などを、図３に模式的に示した。
【００２５】
検出条件の設定が完了すると、次に、センサ制御部１９は、駆動パルスを、センサ１７に出力する（ステップＳ１２）。この結果、上述したように、圧電素子であるセンサ１７は、振動を励起され、電圧の印加が失われた後は、共振室１８の状態によって変化する共振周波数で共振する。そこで、センサ制御部１９は、検出条件として設定された開始パルスを検出するまで待ち（ステップＳ１３）、開始パルスを検出すると（図３、タイミングｔ１）、時間カウントを開始する（ステップＳ１４）。
【００２６】
その後、センサ制御部１９は、終了パルスを検出するまで待機し（ステップＳ１５）、予め設定されたパルス数（実施例では４パルス）を検出すると、時間カウントを終了し、カウント値を出力する処理を行なう（ステップＳ１６）。このとき、併せて検出が終了した位置（図３、タイミングｔ２）のパルス数も出力する。検出終了した位置のパルス数とは、開始パルス（この例では共振の第１パルス）に、計測に要したパルス数（この例では４パルス）を加えた値であり、図３に示した例では、第５パルスである。
【００２７】
センサ制御部１９が、カウント値と検出パルス数とを、通信制御部１２を介して出力すると、プリンタ２０の制御装置２２は、この検出結果を受取り（ステップＳ２０）、カウント値と共に受け取ったパルス数を調べて、予め指定した検出条件と合致しているかを判断する（ステップＳ３０）。この例では、カートリッジ１０側のセンサ制御部１９から受け取るのは、終了パルスの位置に対応したパルス数なので、制御装置２２は、自らが行なった検出条件の指定（ステップＳ５）から終了パルスの位置を求め、これと受け取ったパルス数とを比較して、検出条件が合致しているか否かを判断するのである。もとより、開始パルスと終了パルスを指定して、検出結果と共に、検出に要したパルス数を受け取り、これを検証するようにしても差し支えない。
【００２８】
検出条件が合致していると判断できれば、検出は正常に行なわれた（ステップＳ４０）と判断し、センサ１７によるインク残量の検出結果を、その後の処理に利用する。例えば、検出結果が共振室１８にもはやインクがない状況を示していれば、プリンタ２０の制御装置２２は、インク残量が共振室１８のレベルを下回ったとして、その後のインク残量管理に用いるのである。他方、検出条件が合致としていないと判断した場合には、検出にはエラーが、あったと判断し（ステップＳ５０）、この検出結果をその後の処理には利用しない。
【００２９】
以上説明した本発明の実施の形態に拠れば、カートリッジ１０では、収容室１６内のインクの状態（ここではインクの有無）を検出することができ、しかもその検出をカートリッジ１０外部のプリンタ２０の制御装置２２側から指定された条件で行なう。このため、検出条件が固定的なものになることがなく、状況の変化に柔軟に対応することができる。例えば、収容室１６に収容するインクの組成を変更したことで、検出の最適条件が変った場合などでも柔軟に対応することができる。更に、この実施の形態では、カートリッジ１０とプリンタ２０側のデータのやり取りは、無線通信により行なわれており、印刷のために移動するカートリッジ１０との間で、接点の接触不良などのおそれがなく、安定にデータのやり取りを行なうことができる。しかも、この実施の形態では、外部から指定された検出の条件に関連するデータを、検出結果と共に出力し、検出条件をしていた側（制御装置２２）で検証を行なっているので、データ通信の信頼性も含めて、検出全体に関して、高い信頼性を確保することができる。
【００３０】
次に、本発明の実施例について説明する。第１実施例はインクジェットプリンタに適用したものである。図４は、このプリンタ２００の動作に関与する部分を中心に、その構成を模式的に示す説明図である。また、図５は、プリンタ２００の制御装置２２２を中心に、その電気的な構成を示す説明図である。図４に示したように、このプリンタ２００は、給紙ユニット２０３から給紙されプラテン２２５によって搬送される用紙Ｔに、印字ヘッド２１１ないし２１６から、インク滴を吐出して、用紙Ｔ上に画像を形成する。プラテン２２５は、紙送り用モータ２４０からギヤトレイン２４１を介して伝達される駆動力により回転・駆動される。このプラテンの回転角度は、エンコーダ２４２により検出される。印字ヘッド２１１ないし２１６は、用紙Ｔの幅方向に往復動するキャリッジ２１０に設けられている。このキャリッジ２１０は、ステッピングモータ２２３により駆動される搬送用ベルト２２１に結合されている。搬送用ベルト２２１は、無端ベルトであり、ステッピングモータ２２３と、その反対側に設けられたプーリ２２９との間に架設されている。従って、ステッピングモータ２２３が回転すると、キャリッジ２１０は、搬送用ベルト２２１の移動に伴い、搬送用のガイド２２４に沿って往復動する。
【００３１】
次に、キャリッジ２１０に搭載された６色のインクカートリッジ１１１ないし１１６について説明する。６色のインクカートリッジ１１１ないし１１６は、基本的な構造は同一であり、その内部の収容室に収容されるインクの組成、即ち色が異なっている。インクカートリッジ１１１ないし１１６には、それぞれ黒色のインク（Ｋ）、シアンインク（Ｃ）、マゼンタインク（Ｍ）、イエロインク（Ｙ）、ライトシアンインク（ＬＣ）、ライトマゼンタインク（ＬＭ）、が収容されている。ライトシアンインク（ＬＣ）、ライトマゼンタインク（ＬＭ）は、それぞれ、シアンインク（Ｃ）、マゼンタインク（Ｍ）より、その染料濃度において、１／４程度に調整された淡い色のインクである。これらのカートリッジ１１１ないし１１６には、後で詳しくその構成を説明する検出記憶モジュール１２１ないし１２６が取り付けられている。この検出記憶モジュール１２１ないし１２６は、無線通信により、プリンタ２００側の制御装置２２２とデータの交換などを行なうことができる。第１実施例では、検出記憶モジュール１２１ないし１２６は、インクカートリッジ１１１ないし１１６の側面に取り付けられている。
【００３２】
これらの検出記憶モジュール１２１ないし１２６と無線によるデータ交換を行なうために、プリンタ２００には、通信用の送受信部２３０が設けられている。送受信部２３０は、他の電子部品、例えば、紙送り用モータ２４０、ステッピングモータ２２３、エンコーダ２４２等と共に、制御装置２２２に接続されている。制御装置２２２には、この他、プリンタ２００の前面に用意された操作パネル２４５の各種スイッチ２４７や、ＬＥＤ２４８も接続されている。
【００３３】
この制御装置２２２は、図５に示すように、プリンタ２００全体の制御を司るＣＰＵ２５１、その制御プログラムを記憶したＲＯＭ２５２、データの一時保存に用いられるＲＡＭ２５３、外部の機器とのインタフェースを司るＰＩＯ２５４、時間を管理するためのタイマ２５５、印字ヘッド２１１ないし２１６を駆動するためのデータを蓄える駆動バッファ２５６などを備え、これらを、バス２５７で相互に接続している。制御装置２２２には、これらの回路素子の他、発振器２５８や分配出力器２５９なども設けられている。分配出力器２５９は、発振器２５８から出力されるパルス信号を、６つの印字ヘッド２１１ないし２１６のコモン端子に分配するものである。印字ヘッド２１１ないし２１６は、そのオン・オフ（インクを吐出する・しない）のデータを、駆動バッファ２５６の側から受取り、分配出力器２５９から駆動パルスを受け取った時点で、駆動バッファ２５６の側から出力されたデータに従って、インクを対応するノズルから吐出する。
【００３４】
制御装置２２２のＰＩＯ２５４には、既に説明したステッピングモータ２２３、紙送り用モータ２４０、エンコーダ２４２、送受信部２３０、操作パネル２４５と共に、印刷すべき画像データをプリンタ２００に出力するコンピュータＰＣも接続されている。従って、印刷時には、コンピュータＰＣにおいて印刷すべき画像が特定され、そのラスタライズ、色変換、ハーフトニングなどの処理が行なわれたデータが、プリンタ２００に出力される。プリンタ２００は、キャリッジ２１０の移動位置をステッピングモータ２２３の駆動量により検出しつつ、紙送りの位置をエンコーダ２４２からのデータで確認し、これらに合わせて、コンピュータＰＣから受け取ったデータを、印字ヘッド２１１ないし２１６のノズルから吐出すべきインクのオン・オフのデータに展開し、駆動バッファ２５６および分配出力器２５９を駆動する。
【００３５】
制御装置２２２は、ＰＩＯ２５４に接続された送受信部２３０を介して、カートリッジ１１１ないし１１６に搭載された検出記憶モジュール１２１ないし１２６と、無線でデータのやり取りを行なうことができる。このために、送受信部２３０には、ＰＩＯ２５４からの信号を所定周波数の交流信号に変換するＲＦ変換部２３１と、ＲＦ変換部２３１からの交流信号を受けるループアンテナ２３３が設けられている。ループアンテナ２３３に交流信号を加えると、その近傍に同様のアンテナを配置すると、電磁誘導により、他方のアンテナに電気信号が励起される。本実施例では、無線による通信距離がプリンタ内部の距離に限られることから、電磁誘導を用いた無線通信手法を採用した。また、実施例では、無線通信に用いるアンテナは送受信側でそれぞれ一つずつ用意し、送信も受信も、同一のアンテナを用いているが、送信用アンテナと受信用アンテナを、少なくとも一方の側では分離して専用アンテナとすることも可能である。また、本実施例では、カートリッジ側の作動電力は、通信に使用しているアンテナ間の電磁誘導を用いて取得しているが、電力取得用のアンテナを別途単独で設けることも差し支えない。
【００３６】
次に、インクカートリッジ１１１側の検出記憶モジュール１２１の構成について説明する。図６は、検出記憶モジュール１２１ないし１２６の外観を正面および側面から示す図である。各インクカートリッジ１１１ないし１１６に搭載された検出記憶モジュール１２１ないし１２６は、内部に記憶されたＩＤ番号を除いてすべて同一なので、検出記憶モジュール１２１について以下説明する。この検出記憶モジュール１２１は、図示するように、薄いフィルム上の基板１３１に金属の薄膜パターンとして形成されたアンテナ１３３と、後述する各種機能を造り込んだ専用ＩＣチップ１３５と、インクの有無を検出するセンサモジュール１３７と、これらを接続する配線パターン１３９などから構成されている。
【００３７】
図７は、この検出記憶モジュール１２１をインクカートリッジ１１１に装着した状態を示す端面図である。図示するように、検出記憶モジュール１２１は、接着剤または両面テープなどの接着層１４１により、インクカートリッジ１１１の側面に装着される。このとき、基板１３１の裏面に設けられたセンサモジュール１３７は、カートリッジ１１１の側面に設けられた開口１４３に嵌合する。センサモジュール１３７の内部には、共振室１５１が形成されており、この共振室１５１の一側壁にセンサとして働く圧電素子１５３が貼付されている。
【００３８】
検出記憶モジュール１２１の内部構成について説明する。図８は、検出記憶モジュール１２１の内部構成を示すブロック図である。図示するように、この検出記憶モジュール１２１は、専用ＩＣチップ１３５内に、ＲＦ回路１６１，電源部１６２，データ解析部１６３，ＥＥＰＲＯＭ制御部１６５，ＥＥＰＲＯＭ１６６，検出制御部１６８，駆動制御部１７０，アンプ１７２，コンパレータ１７４，発振器１７５，カウンタ１７６，出力部１７８，二つのトランジスタＴｒ１，Ｔｒ２，抵抗器Ｒ１，Ｒ２などから構成されている。
【００３９】
ＲＦ回路１６１は、アンテナ１３３に電磁誘導により発生した交流信号を検波して入力する回路であり、検波により取り出した電力成分を電源部１６２に、信号成分をデータ解析部１６３に出力する。また、後述する出力部１７８からの信号を受取り、これを変調して交流信号とし、アンテナ１３３を介して、プリンタ２００側の送受信部２３０に送信する機能も有する。電源部１６２は、ＲＦ回路１６１から受け取った電力成分を用い、これを安定化して、専用ＩＣチップ１３５内部の電源およびセンサモジュール１３７の電源として出力する回路である。従って、インクカートリッジ１１１ないし１１６には、乾電池などの電源は搭載されていない。また、特に図示しなかったが、送受信部２３０から信号により電力が供給される時間がある程度限られている場合には、電源部１６２により生成された安定化電源を蓄えるコンデンサなどの電荷蓄積素子を設けることも有用である。電荷蓄積素子は、電源部１６２の前段に設けるものとしても良い。
【００４０】
データ解析部１６３は、ＲＦ回路１６１から受け取った信号成分を解析し、大まかにはコマンドとデータを取り出す回路である。データ解析部１６３は、解析した結果に基づき、ＥＥＰＲＯＭ１６６とのデータのやり取りを行なうか、センサモジュール１３７とのデータのやり取りを行なうかを制御している。データ解析部１６３は、データを解析した結果に従って、ＥＥＰＲＯＭ１６６とのデータのやり取りやセンサモジュール１３７とのデータのやり取りなどを行なうが、そのために、やり取りの対象となってるインクカートリッジを識別する処理なども行なう必要が生じる。データ解析部１６３はこれらの処理も行なう。その処理の詳細については後述するが、基本的には、図９（ａ）（ｂ）に示したように、キャリッジ２１０に搭載された各インクカートリッジが、送受信部２３０に対してどの位置にあるか、という情報と、各インクカートリッジに記憶されたＩＤとのにより、インクカートリッジの識別を行なっている。図９（ａ）は、各インクカートリッジ１１１ないし１１６およびこれに装着された検出記憶モジュール１２１ないし１２６と、送受信部２３０との位置関係を、斜視により示す説明図であり、図９（ｂ）は、更にインクカートリッジと送受信部２３０との関係を、両者の幅の観点から示す説明図である。
【００４１】
インクカートリッジを識別する処理を行なう場合、制御装置２２２は、キャリッジ２１０を、送受信部２３０の存在する側に搬送する。キャリッジ２１０が送受信部２３０と対向する位置は、印字範囲外に設けられている。図９に示したように、この実施例では、検出記憶モジュール１２１ないし１２６は、インクカートリッジ１１１ないし１１６の側面に装着されており、キャリッジ２１０が移動することで、最大２つの検出記憶モジュールが、送受信部２３０との送信可能範囲に入ることになる。この状態で、データ解析部１６３は、送受信部２３０を介して、制御装置２２２からの要求を受け、インクカートリッジの認識処理やメモリへのアクセスあるいはセンサモジュール１３７とのやり取りなどの処理を行なう。処理の詳細は、後でフローチャートを用いて説明する。
【００４２】
データをやり取りするインクカートリッジの特定を済ませた後、実際にＥＥＰＲＯＭ１６６との間でデータのやり取りを行なう場合、データ解析部１６３は、読み書きを行なうアドレス、読み書きのいずれを行なうかの指定、およびデータの書き込みの場合にはそのデータを、ＥＥＰＲＯＭ制御部１６５に渡す。これらの指定やデータを受け取ったＥＥＰＲＯＭ制御部１６５は、ＥＥＰＲＯＭ１６６に対してアドレスと読み書きの指定とを出力し、データを書き込んだり、ＥＥＰＲＯＭ１６６からデータを読み出すといった処理を行なう。
【００４３】
ＥＥＰＲＯＭ１６６の内部のデータ構成を図１０に示した。図１０（ａ）に示したように、ＥＥＰＲＯＭ１６６の内部は大きくは二つに分かれており、メモリ空間の前半は、インク残量などのデータが読み書きされるユーザメモリおよび分類コードが記憶される読み書き可能領域ＲＡＡである。またメモリ空間の後半は、インクカートリッジを特定するためのＩＤ情報が書き込まれた読出専用領域ＲＯＡである。
【００４４】
読出専用領域ＲＯＡに対する書き込みは、ＥＥＰＲＯＭ１６６を備えた検出記憶モジュール１２１ないし１２６がインクカートリッジ１１１ないし１１６に取り付けられる前、例えば、検出記憶モジュールが製造される過程や、インクカートリッジが製造される過程で行なわれる。従って、プリンタ２００の本体側からは、読み書き可能領域ＲＡＡに記憶されているデータに対しては、データの読み出しおよび書き込みの双方を実行し得るが、読出専用領域ＲＯＡに対しては、データの読み取りを実行し得るが、データの書き込みは実行することができない。
【００４５】
読み書き可能領域ＲＡＡのユーザメモリには、各インクカートリッジ１１１ないし１１６のインク残量情報などを書き込むために使用されており、インク残量情報をプリンタ２００本体側で読み取り、残量が僅かになったときにユーザに対して警告を出すといった処理利用可能である。分類コードの記憶領域には、インクカートリッジの種類などを区別するための様々なコードが記憶されており、ユーザが独自にこれらのコードを使用することができる。
【００４６】
読出専用領域ＲＯＡに記憶されたＩＤ情報は、検出記憶モジュールが取り付けられるインクカートリッジに関する製造情報などである。ＩＤ情報としては、図１０（ｂ）に示したように、インクカートリッジ１１１ないし１１６が製造された年、月、日、時、分、秒、場所についての情報が記憶されている。これらは全て４〜８ｂｉｔ程度の大きさの領域に書き込まれており、全体で４０ｂｉｔ〜７０ｂｉｔ程度のメモリ領域を占有している。プリンタ２００の電源投入直後などに、プリンタ２００の制御装置２２２は、検出記憶モジュール１２１ないし１２６から各インクカートリッジ１１１ないし１１６の製造情報を含むＩＤ情報を読み取ることにより、例えば、インクカートリッジの有効期限が切れていたり残り僅かである場合に、ユーザに対して警告を出すことなどが可能である。
【００４７】
なお、検出記憶モジュール１２１のＥＥＰＲＯＭ１６６には、上記の情報以外の情報が適宜含まれていてもよい。また、ＥＥＰＲＯＭ１６６は、全体が書き換え可能領域としてもよい。その場合、上述したインクカートリッジの製造情報などのＩＤ情報などは、ＥＥＰＲＯＭ１６６をＮＡＮＤ型フラッシュＲＯＭなど電気的に読み書き可能なメモリを採用して構成することも可能である。なお、本実施例では、ＥＥＰＲＯＭ１６６としては、シリアルタイプのメモリを使用している。
【００４８】
他方、センサモジュール１３７との間でやり取りを行なう場合には、データ解析部１６３は、まずカウンタ１７６をクリアすると共に、検出条件を制御装置２２２から受取り、これを検出制御部１６８に設定する。検出制御部１６８は、この設定を受けて、センサモジュール１３７の圧電素子１５３から得られる信号の何発目（開始パルスという）から何発のパルスに亘って計測を行なうかの設定を行なう。次に、データ解析部１６３は、駆動制御部１７０に駆動信号の出力を指令する。駆動制御部１７０は、この指令を受けて、駆動信号をトランジスタＴｒ１，Ｔｒ２に出力し、圧電素子１５３に駆動電圧を印加する。この結果、圧電素子１５３に生じた共振を、アンプ１７２により増幅し、更にコンパレータ１７４に入力して、矩形のパルス信号に変換する。コンパレータ１７４は、アンプ１７２からの出力信号を所定の比較電圧Ｖref と比較して、その大小に基づいて矩形波に変換する回路である。
【００４９】
コンパレータ１７４からの信号を受けた検出制御部１６８は、予め設定された開始パルスから指定されたパルス数の期間、カウンタ１７６のＳＥＴ端子をアクティブにして、カウンタ１７６を作動させる。カウンタ１７６は、ＳＥＴ端子がアクティブとされている間、発振器１７５からのパルスをカウントし、カウントし終わった値を、出力部１７８に出力する。出力部１７８は、検出制御部１６８から検出に用いた条件値を受け取っており、カウンタ１７６からのカウント値とこの剣検出の条件値とを、ＲＦ回路１６１を介して、制御装置２２２側に出力する。検出の条件値とは、この実施例では、開始パルス数に計測に用いたパルス数を加えた値、即ち計測の終了パルスの位置に対応したパルス数（この実施例では、第５パルス）である。もとより、開始パルスおよび計測期間を示すパルス数をそのまま用いることも可能である。なお、出力部１７８は、データ解析部１６３に内蔵させてもよい。
【００５０】
次に、プリンタ２００の制御装置２２２が検出記憶モジュール１２１ないし１２６のデータ解析部１６３と共に行なうインクカートリッジ１１１の識別処理やメモリアクセスの処理の概要について説明する。図１１は、プリンタ２００側に設けられた制御装置２２２と各インクカートリッジ１１１ないし１１６に設けられた検出記憶モジュール１２１ないし１２６とが、送受信部２３０を介した通信を行ないつつ実行する処理の概要を示したフローチャートである。プリンタ２００の制御装置２２２と検出記憶モジュール１２１ないし１２６のデータ解析部１６３とは、送受信部２３０を介して通信を行ないつつ、ＩＤ情報読み取り処理（第１手順）、及びＩＤ情報以外の読み取り処理やインク残量情報の書き込み処理などであるメモリアクセス処理（第２手順）、更にはセンサモジュール１３７とのデータのやり取り（第３手順）などの各ステップを実行する。
【００５１】
プリンタ２００では、電源投入時、電源オン中にユーザがインクカートリッジ１１１ないし１１６の何れかを交換したとき、前回の通信処理を実行してから所定時間経過したとき等に、そのインクカートリッジの製造情報を読み取ったり、インク残量をＥＥＰＲＯＭ１６６の所定の領域に書き込んだり、読み取ったする処理などを実行する。これらの処理は、通常の印刷処理とは異なっており、送受信部２３０を介して、検出記憶モジュール１２１ないし１２６との通信を伴う処理である。
【００５２】
このとき、検出記憶モジュール１２１ないし１２６との通信を行なうために、インクカートリッジ１１１ないし１１６を収容するキャリッジ２１０は、通常の印刷実行時の位置または右側非印字領域から離れて、送受信部２３０が存在する左側非印字領域へと移動される。キャリッジ２１０がこの左側非印字領域に移動されることによって、送受信部２３０の近傍に至った検出記憶モジュールでは、送受信部２３０のループアンテナ２３３からの交流信号を、アンテナ１３３を介して受け取る。電源部１６２は、この交流信号から電力を取り出し、安定化した電源店圧を内部の各制御部，回路素子に供給する。この結果、検出記憶モジュールの各制御部，回路素子は、処理を行なうことが可能になる。
【００５３】
こうして送受信部２３０と各検出記憶モジュール１２１ないし１２６との通信を伴う処理ルーチンが開始されると、まず、プリンタ２００側の制御装置２２２にて、電源オン要求が発生したか否かを判定する（ステップＳ１００）。すなわち、インクジェットプリンタ２００に電源が投入され、その作動が開始された直後であるか否かの判定を行なう。電源オン要求が発生したと判定した場合には（ステップＳ１００：Ｙｅｓ）、第１手順すなわち検出記憶モジュール１２１ないし１２６からのＩＤ情報を読み取る手順を開始する（ステップＳ１０４以下）。
【００５４】
制御装置２２２は、電源オン要求が発生していないと判定した場合には（ステップＳ１００：Ｎｏ）、プリンタ２００が通常の印刷処理を実行中であると判断し、次にインクカートリッジ１１１ないし１１６の交換要求が発生したか否かを判定する（ステップＳ１０２）。インクカートリッジ１１１ないし１１６の交換要求は、例えば、プリンタ２００の電源が投入されている状態でユーザが操作パネル２４５上のインクカートリッジ交換ボタン２４７を押すことにより生じる。このとき、プリンタ２００は、通常の印刷処理モードを中断してインクカートリッジ１１１ないし１１６の何れかの交換を行なうが、交換要求自体は、インクカートリッジ１１１ないし１１６の交換後に発生する。
【００５５】
制御装置２２２は、インクカートリッジ１１１ないし１１６の交換要求が発生したと判定した場合には（ステップＳ１０２：Ｙｅｓ）、第１手順、すなわち交換されたインクカートリッジに設けられた記憶素子からのＩＤ情報を読み取る手順を開始する（ステップＳ１０４）。一方、インクカートリッジ１１１ないし１１６交換要求が発生していない（ステップＳ１０２：Ｎｏ）と判定した場合には、電源投入時などに各検出記憶モジュール１２１ないし１２６のＩＤ情報を既に正常に読み取っていると判断して、次にアクセスの対象について判断する処理を行なう（ステップＳ１５０）。アクセスの対象は、本実施例のインクカートリッジでは、ＥＥＰＲＯＭ１６６とセンサモジュール１３７とが存在する。そこで、メモリへのアクセスが指示されていると判断した場合には（ステップＳ１５０：メモリ）、上述した第２手順、すなわち検出記憶モジュール１２１ないし１２６とのメモリアクセス処理を開始する（ステップＳ２００）。他方、アクセスの対象がセンサモジュール１３７であると判断した場合には（ステップＳ１５０：センサ）、センサモジュール１３７から検出結果を読み取る第３手順を実行する。
【００５６】
次に第１ないし第３手順の各々について説明する。上述したように、第１手順は、制御装置２２２が、プリンタにおける電源オン要求やインクカートリッジ交換要求を検出した場合に実行される。第１手順では、まず検出記憶モジュール１２１ないし１２６からのＩＤ情報読み取り（ステップＳ１０４）、次に、アンチコリジョン処理を実行する（ステップＳ１０６）。アンチコリジョン処理とは、いまだ各検出記憶モジュール１２１ないし１２６からそれぞれのＩＤ情報を取得していない場合に、各素子からＩＤ情報読み取り処理を行なう際に混信が発生することを防止するための処理である。このアンチコリジョン処理が途中で失敗した場合は、再度始めからアンチコリジョン処理を実行することとすればよい。無線通信を用いた本実施例の場合、送受信部２３０は、常に複数の検出記憶モジュール（この実施例では二つの検出記憶モジュール）と通信が可能であり、かつ通信を開始した時点では、キャリッジ２１０に搭載されているインクカートリッジ１１１ないし１１６に装着された検出記憶モジュール１２１ないし１２６のＩＤ情報を、制御装置２２２は知らないので、混信を防止するアンチコリジョン処理が必要となる。アンチコリジョン処理の詳細については、ここでは説明しないが、基本的には、ＩＤ情報の一部を送受信部２３０から出力し、ＩＤ情報の一部が一致する検出記憶モジュールのみが応答を返し、他の検出記憶モジュールはスリープモードに入ることで、通信可能範囲に存在するインクカートリッジの検出記憶モジュールのＩＤ情報を特定し、一致する検出記憶モジュールとの通信を確立する。
【００５７】
アンチコリジョン処理が終了した場合、制御装置２２２は、データ解析部１６３を介して、各検出記憶モジュール１２１ないし１２６からＩＤ情報を読み取る処理を実行する（ステップＳ１０８）。ＩＤ情報を読み取るこの処理が終了した場合、とりあえず本通信処理ルーチンを終了する場合と、引き続いて第２手順を実行する場合とがある。
【００５８】
第２手順を開始する場合について説明する。第２手順を開始する場合、制御装置２２２は、メモリアクセスを開始するものとし（ステップＳ２００）、続けてアクティブモードコマンドを、各検出記憶モジュール１２１ないし１２６に向けて発行する（ステップＳ２０２）。アクティブモードコマンドとは、各検出記憶モジュール１２１ないし１２６に対しそれぞれのＩＤ情報を随伴させて発行するコマンドであり、各検出記憶モジュール１２１ないし１２６のデータ解析部１６３は、受信したＩＤ情報を照合して自身のＩＤ情報と一致した場合のみ、アクセス準備完了の応答信号ＡＣＫを、制御装置２２２に送信する。
【００５９】
制御装置２２２は、検出記憶モジュール１２１ないし１２６からアクティブモードコマンドに対するの応答信号ＡＣＫを得ると、各検出記憶モジュール１２１ないし１２６に対するメモリアクセス処理を実行する（ステップＳ２０４）。このメモリアクセス処理は、ＥＥＰＲＯＭ１６６へのデータの書き込みか、あるいはＥＥＰＲＯＭ１６６からのデータの読み出しの処理である。いずれの場合も、ＥＥＰＲＯＭ制御部１６５側からは、制御装置２２２が指定したメモリのアドレスを伴ってアクセスが行なわれる。ＥＥＰＲＯＭ制御部１６５は、このアドレスと読み書きのいずれであるかの指示に従って、ＥＥＰＲＯＭ１６６の該当するアドレスを読み書きする。ＥＥＰＲＯＭ１６６へのメモリアクセスが完了すると、ＥＥＰＲＯＭ制御部１６５は、アクセス完了を示す応答信号ＡＣＫとアクセスしたアドレスとを、データ解析部１６３を介して制御装置２２２に送信する。以上で第２の手順は完了し、各検出記憶モジュール１２１ないし１２６に対するインク残量情報の書き込みなどが終了する。
【００６０】
次に、第３の手順について説明する。第３手順では、センサモジュール１３７へのアクセスを開始し（ステップＳ３００）、メモリアクセスの場合と同様、まずアクティブモードコマンドＡＭＣの発行を行なう（ステップＳ３０２）。アクティブモードコマンドを受け取ったインクカートリッジ１１１ないし１１６のうち、アクティブモードコマンドに随伴したＩＤ情報が一致したカートリッジは、応答信号ＡＣ形を返送し、その後の処理を受け付ける状態に移行する。この様子を図１２のタイミングチャートに示した。図１２最上段ＤＡＴは、制御装置２２２側と検出記憶モジュール１２１側とのデータのやり取りを示す。また、アクティブモードＡＣＭは、これがハイレベルに反転すれば、その検出記憶モジュール１２１がアクティブモードになったことを示している。
【００６１】
アクティブモードコマンドを出力して、いずれかの検出記憶モジュールをアクティブにすると、制御装置２２２は、次に検出条件ＤＮの指定を、そのインクカートリッジに送信する（ステップＳ３０４）。検出条件ＤＮを指定するデータが受け取られ、応答信号ＡＣＫが戻ってくると、制御装置２２２は、次に検出の指示ＤＣを出力する（ステップＳ３０６）。なお、検出の指示ＤＣは、検出条件の指定に含めることも可能である。
【００６２】
検出の指示ＤＣがなされると、図８に示したように、データ解析部１６３は、カウンタ１７６に対するクリア信号ＣＬＲを出力し、カウンタ１７６を値０にリセットする。次に、データ解析部１６３は、駆動制御部１７０に駆動指示ＤＲＩＶを出力する。この駆動指示ＤＲＩＶを受けて、駆動制御部１７０はトランジスタＴｒ１，Ｔｒ２を駆動する。この実施例では、図１３に示すように、駆動指示ＤＲＩＶは、充電用のトランジスタＴｒ１をオン状態にして圧電素子１５３に電圧を印加し、所定時間後にこのトランジスタＴｒ１をオフにして、放電用のトランジスタＴｒ２をオン状態とし、所定時間後にこのトランジスタＴｒ２をオンにするというサイクルを２回実行する信号である。圧電素子１５３に印加される電圧は、電源部１６２により供給される電圧であり、その充電の勾配は、抵抗器Ｒ１により制限されている。また、圧電素子１５３に蓄積された電荷は、トランジスタＴｒ２を介して放電されるが、この放電の勾配は、抵抗器Ｒ２により制限される。トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２のオン・オフの間隔は、圧電素子１５３に生じる振動の周波数が、センサモジュール１３７内の共振室１５１の共振周波数に近くなるように設定されている。
【００６３】
駆動制御部１７０による充電と放電が行なわれる結果、圧電素子１５３は、共振室１５１の共振周波数で振動し、圧電素子１５３の電極にはこの振動による電圧が発生する。この振動は、基本的には、共振室１５１の性質から決まる共振周波数となる。共振室１５１の性質とは、ここでは、共振室１５１内のインクの充満の程度である。共振室１５１内にインクが充満している場合には、この実施例では、共振周波数はおよそ９０ＫＨｚであり、共振室１５１内のインクが印刷と共に消費されて空になった場合にて、およそ１１０ＫＨｚであった。もとよりこうした共振周波数は、共振室１５１の大きさや内壁の性質（撥水性など）によって変化する。従って、インクカートリッジのタイプ毎に測定しておけばよい。なお、インクカートリッジにインクを充填する前（共振室１５１内は空）の共振周波数と、一旦充填されたインクが消費されて共振室１５１内が空になった場合の共振周波数は異なっている。これは、インクが消費されても共振室１５１内周面などにはインクが付着して残っているためと考えられる。このため、圧電素子１５３の振動の周波数から共振室１５１内のインクの残量の状態を検出するには、その検出条件は、かなりの制約を受けることがある。
【００６４】
圧電素子１５３は、上述したように、印加電圧による強制振動を起因として、共振室１５１の共振周波数に従った周波数で振動する。かかる振動をアンプ１７２により増幅し、コンパレータ１７４に入力し、比較電圧Ｖref と比較する。この結果、コンパレータ１７４は、圧電素子１５３の振動数の矩形波信号ＣＯＭＰを出力する（図１２参照）。検出制御部１６８は、この矩形波信号ＣＯＭＰを入力し、これと予め指定を受けた検出条件（開始パルスと計測に用いたパルス数）とから、カウンタ１７６を動作させる期間を指定するセット信号ＳＥＴを生成する。図１２に示した例では、開始パルスは第１番目のパルス、計測を行なう期間は４パルス分であることから、検出期間ＳＥＴは、第１番目のパルスの立ち上がりから第５番目のパルスの立ち上がりまで、即ち矩形波信号ＣＯＭＰで４パルス分、ということになる。
【００６５】
この信号ＳＥＴが出力されている間、カウンタ１７６は発振器１７５の出力する高い周波数のパルスを利用して、これをカウントする。共振周波数が異なれば、４つ分のパルスの時間は異なるから、終了パルスを検出して検出制御部１６８が出力するセット信号ＳＥＴが反転するまでにカウンタ１７６がカウントアップしたカウント値ＣＮＴは、共振周波数によって異なることになる。このカウント値ＣＮＴは、出力部１７８を介して、プリンタ２００の制御装置２２２に出力される。このとき、カウント値ＣＮＴのみならず、検出条件に対応しデータも出力部１７８は制御装置２２２側へ出力する。本実施例では、終了パルスの番号（ここでは第５パルス）を出力している。もとより、指定された検出条件そのもの、つまり開始パルスの番号（ここでは第１パルス）と、測定に用いたパルス数（ここでは４パルス分）とを出力するものとしても良い。
【００６６】
制御装置２２２は、検出結果であるカウント値ＣＮＴと、検出条件（開始パルスの番号と測定パルス数）を受け取り、このカウント値ＣＮＴに基づいて、インク残量を判定する。実際には、共振室１５１にインクが存在するか否かの判断を行なうことになる。カウント値ＣＮＴが、予め定めた判定値より大きければインクがあると判断し、判定値以下であればインクがないと判断するのである。この結果、プリンタ２００の制御装置２２２は、印字ヘッド２１１ないし２１６から吐出されるインク滴の数をソフトウェアでカウントして、インク消費量を管理しているが、その管理の値と現実のインクカートリッジ１１１ないし１１６内の検出記憶モジュール１２１ないし１２６から得られた共振室１５１内のインクの有無の情報とを用いて、インクカートリッジ１１１ないし１１６内のインクの現在量を正確に管理することが可能となる。
【００６７】
インク吐出量をカウントしてインク残量を管理する場合、印字ヘッド２１１ないし２１６から一度に吐出されるインク量は、そのノズル径の加工上のバラツキや、インクの粘性のパラツキ、使用時のインク温度などにより、インク残量の計算値は、現実の残量と少しずつずれてくる。検出記憶モジュール１２１ないし１２６は、インクカートリッジ１１１ないし１１６においてインクがおよそ１／２消費された場合に共振室１５１内のインクが空になるように配置されている。従って、検出記憶モジュール１２１ないし１２６からのインクの有無に関する判断が、インク有りからインクなしに切り替った時点を検出し、この時点で、ソフトウェアでカウントしてきたインク消費量を較正すれば、インク消費量を正確に管理することが可能となる。較正は、単にインク消費量を、検出記憶モジュール１２１ないし１２６からの検出結果を利用して１／２にリセットするするものとしてもよい、それまでソフトウェアのカウントの程度を補正するといった手法で行なってもよい。この結果、インクカートリッジ１１１ないし１１６におけるインクエンド（カートリッジ内のインクが完全になくなるタイミング）を正確に三種することが可能となる。従って、インクエンドによる交換を指示したインクカートリッジ内に未使用のインクが所定量残っており、資源を無駄にすると言うことがない。また、インクエンドの検出前にインクカートリッジ内のインクがなくなってしまい、いわゆる空打ちをして、印字ヘッド２１１ないし２１６が損傷を被るということも生じにくい。
【００６８】
しかも、本実施例のプリンタ２００では、検出結果であるカウント値ＣＮＴのみならず、検出条件に関連した値（終了パルス）を検出記憶モジュール１２１ないし１２６から制御装置２２２に返すので、制御装置２２２は、自分が指定した検出条件で正しく検出が行なわれたか否かを検証することができる。この場合の制御装置２２２の処理を図１４に示す。制御装置２２２は、検出記憶モジュール１２１ないし１２６におけるインク有無の検出条件Ｄ１と検出の指示Ｄ２とをインクカートリッジ１１１ないし１１６に出力した後（ステップＳ４００）、インクカートリッジ１１１ないし１１６側から、検出結果の応答があるのを待つ（ステップＳ４１０）。応答があると、インクカートリッジの検出記憶モジュール１２１ないし１２６から、検出結果（カウント値ＣＮＴ）と検出条件に対応したデータＤＴとを無線通信を介して読み込む（ステップＳ４２０）。
【００６９】
次に読み取ったデータＤＴと指示した検出条件Ｄ１とをつき合わせる処理を行ない（ステップＳ４３０）、両者が一致していれば、検出結果を有効とみなして（ステップＳ４４０）、ソフトウェアカウンタによるインク残量の演算に、検出結果を反映させる処理を行なう（ステップＳ４５０）。具体的には、センサモジュール１３７を用いて行なわれた計測の結果であるカウント値ＣＮＴを所定値と比較し（ステップＳ４５１）、カウント値ＣＮＴの方が小さければ、フラグＦｎに値１を、カウント値ＣＮＴの方が大きければ、フラグＦｎに値０を、それぞれ設定する（ステップＳ４５２，４５４）。その後、カウント値ＣＮＴが所定値より小さくなった場合のみ、前回設定されたフラグＦｎ−１と今回設定されたフラグの値Ｆｎとが一致しているか否かの判断を行ない（ステップＳ４５５）、不一致の場合には、フラグが値０から値１に変更された直後であることから、インクカートリッジ１１１におけるインク残量がほぼ１／２となった時点であると判定し、制御装置２２２において行なわれているインク残量の演算に利用する。即ち、ソフトウェアにより管理してきたインク残量ＩＲＱを、上記の検出結果を利用して１／２にセットするのである（ステップＳ４５８）。
【００７０】
従って、ソフトウェアによるインク残量の演算に誤差が存在する場合でも、センサモジュール１３７を用いたインク残量の検出結果を利用して、これを修正することができる。なお、センサを用いたインク残量の検出結果を参照してソフトウェアによるインク残量の演算式の補正係数などを微調整することも可能である。
【００７１】
他方、読み取ったデータＤ帝都指示した検出条件Ｄ１とが対応していない場合には（ステップＳ４３０）、検出結果を有効とみなすことができないと判断し（ステップＳ４６０）、その後のインク残量の管理をソフトウェアカウンタにのみ委ねる（ステップＳ４７０）。また、インクカートリッジ１１１ないし１１６の検出記憶モジュール１２１ないし１２６に何らかの不具合が発生していると考えられるので、使用者に対して、「インクカートリッジに障害が発生している可能性があります」などの警告を発するものとしても良い。警告は、プリンタ２００に設けられた操作パネル２４５上のＬＥＤ２４８を点滅させることによって行なっても良いし、液晶ディスプレイなどを搭載し、ここに表示しても良い。あるいは、音声合成などを利用して、スピーカから音声により警告するものとしても良い。また、プリンタ２００に対して印字データを出力するコンピュータとの間が双方向性のインタフェースで接続されていれば、プリンタ２００からコンピュータにデータを出力し、コンピュータ側に、上記の表示を行なうものとしても良い。以上の処理の終了後、「ＥＮＤ」に抜けて、本処理ルーチンを終了する。
【００７２】
以上説明した実施例では、インクカートリッジ１１１ないし１１６に搭載された検出記憶モジュール１２１ないし１２６の動作を確認しながら、プリンタ２００におけるインクカートリッジ内のインクの状態に応じた処理（ここではインク残量の演算処理）を異ならせることができる。検出記憶モジュール１２１ないし１２６が正常に動作している場合には、その検出結果を利用して、インク残量が１／２となった時点でソフトウェアカウンタのインク残量の演算値を較正することができる。他方、制御装置２２２が指定した検出条件で検出が行なわれていないと判断した場合には、検出結果であるカウント値ＣＮＴは信頼することができないので、これを用いたインクの有無の判定や、ひいてはその判断に従うインク消費量の較正なども行なわない。あるいは行なう場合でも、限定的に利用したり、使用者に対して警告を出してから、較正するということも可能である。もとより、検出条件が一致しない場合には、インクカートリッジにおける検出記憶モジュールの故障とみなして、使用者にインクカートリッジの交換などの警告を併せて行なってもよい。
【００７３】
以上、インクカートリッジ１１１ないし１１６に設けられた検出記憶モジュール１２１ないし１２６と送受信部との第１手順通信処理ないし第３手順、更には検出記憶モジュール１２１ないし１２６における検出結果の有効性を判断した上で制御装置２２２が行なう処理について説明した。これらの処理は、制御装置２２２が各検出記憶モジュール１２１ないし１２６と通信しながら実現される。かかる通信処理は、左端の検出記憶モジュール１２１から右端の検出記憶モジュール１２６へと順次１つずつ行なわれる。その際、キャリッジ２１０は、インクカートリッジの幅１つ分ずつ順次移動しては停止する。停止した際、各インクカートリッジの検出記憶モジュールとの通信処理が行なわれる。もとより、本実施例の送受信部２３０のように、その幅が、インクカートリッジほぼ２つ分に対向する大きさである場合は、インクカートリッジ２つ分ずつ合計３回移動・停止し、各位置で検出記憶モジュール２つずつと通信処理を行なうこととすれば、キャリッジ２１０の移動・位置決め動作が少なくて済むのでより好ましい。この場合でも、制御装置２２２は、アンチコリジョンの処理を行なっているので、複数個のインクカートリッジのやり取りが混信することはない。
【００７４】
以上、本発明の実施の形態と実施例とについて説明したが、本発明はこうした実施の形態および実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、更に種々なる形態で実施し得ることは勿論である。例えば、本実施例の検出記憶モジュール１２１は、インクジェットプリンタのインクカートリッジのみならず、トナーカートリッジなどにも適用することができる。また、検出記憶モジュール１２１は、カートリッジの底面や上面に設けることも可能である。上面に設けた場合には、送受信部２３０の配置の自由度が高く、全体の構成が簡略となる。なお、検出記憶モジュール１２１をインクカートリッジ１１１の上面に設ける場合でも、インク収容室のしきり方を設定すれば、インクエンド付近や、インク消費量が１／２のあたりなど、インク有無を検出するインク残量を自由に設定することができる。
【００７５】
更に、上記実施例では、インクの有無の検出は、インク消費量が略１／２となるあたりで行なうものとしたが、インクエンドの近傍で行なっても良いし、インク消費量のもっと少ない時点（インク残量の多い時点）で行なってもよい。また、外部から指定される検出条件は、本実施例では、圧電素子１５３を用いたことから、その開始パルスや終了パルス、あるいは検出期間に相当するパルス数などに関連のある条件として設定したが、検出を行なうタイミング（時刻やインターバル、電源投入時など）、検出回数、など様々な条件を設定することができる。またこれらの条件に対してカートリッジ側が返答するデータとしては、条件一部をそのまま用いても良いし、予め決められた対応によるコードなどを用いてもよい。なお、検出条件に対応したデータを出力しないものとして差し支えない。
【００７６】
上記の実施例では、インク有無の検出は、ハードウェアロジックにより実現しているが、ＣＰＵを用い、ソフトウェアにより同様の処理を行なうことも可能である。この場合には、カウンタ１７６がカウントした値を制御装置２２２側に送信する構成に代えて、インクの有無の判断自体を検出記憶モジュール１２１側で行ない、インクの有無の判定結果のみを制御装置２２２側に送信する構成とすることも可能である。
ないものとして差し支えない。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の実施の態様としてのカートリッジ１０の概略構成を示す説明図である。
【図２】本発明の実施の態様としてのカートリッジ側とプリンタ側の処理とを関連付けて示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施の態様におけるインクの有無の検出の原理について説明する説明図である。
【図４】本発明の一実施例としてのプリンタ２００の内部構成を示す概略構成図である。
【図５】実施例のプリンタ２００における制御装置２２２の内部構成を示すブロック図である。
【図６】実施例の検出記憶モジュール１２１の外観を示す説明図である。
【図７】実施例のインクカートリッジ１１１への検出記憶モジュール１２１の取り付け状態を示す説明図である。
【図８】検出記憶モジュール１２１の内部構成を示すブロック図である。
【図９】キャリッジ２１０に搭載されたインクカートリッジ１１１ないし１１６と送受信部２３０との関係を示す説明図である。
【図１０】検出記憶モジュール１２１におけるＥＥＰＲＯＭ１６６の内部に記憶された情報を示す説明図である。
【図１１】検出記憶モジュール１２１における処理の概要を示すフローチャートである。
【図１２】第３手順における各部の動作を示すタイミングチャートである。
【図１３】駆動指示ＤＲＩＶにより実際に圧電素子１５３に印加される電圧と圧電素子１５３の振動状態を示す説明図である。
【図１４】実施例における検出処理ルーチンを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００７８】
１０…インクカートリッジ
１２…通信制御部
１４…メモリ
１５…メモリ制御部
１６…インク収容室
１７…センサ
１８…共振室
１９…センサ制御部
２０…プリンタ
２２…制御装置
２４…プラテン
２５…印字ヘッド
３０…送受信装置
１１１〜１１６…インクカートリッジ
１２１〜１２６…検出記憶モジュール
１３１…基板
１３３…アンテナ
１３５…専用ＩＣチップ
１３７…センサモジュール
１３９…配線パターン
１４１…接着層
１５１…共振室
１５３…圧電素子
１６１…ＲＦ回路
１６２…電源部
１６３…データ解析部
１６５…ＥＥＰＲＯＭ制御部
１６６…ＥＥＰＲＯＭ
１６８…検出制御部
１７０…駆動制御部
１７２…アンプ
１７４…コンパレータ
１７５…発振器
１７６…カウンタ
１７８…出力部
２００…インクジェットプリンタ
２０３…給紙ユニット
２１０…キャリッジ
２１１…印字ヘッド
２２１…搬送用ベルト
２２２…制御装置
２２３…ステッピングモータ
２２４…ガイド
２２５…プラテン
２２９…プーリ
２３０…送受信部
２３１…ＲＦ変換部
２３３…ループアンテナ
２４０…紙送り用モータ
２４１…ギヤトレイン
２４２…エンコーダ
２４５…操作パネル
２４７…各種スイッチ
（インクカートリッジ交換ボタン）
２４８…ＬＥＤ
２５１…ＣＰＵ
２５２…ＲＯＭ
２５３…ＲＡＭ
２５４…ＰＩＯ
２５５…タイマ
２５６…駆動バッファ
２５７…バス
２５８…発振器
２５９…分配出力器
ＡＣ…応答信号
ＡＣＫ…応答信号
ＡＣＭ…アクティブモード
ＡＭＣ…アクティブモードコマンド
ＣＬＲ…クリア信号
ＣＯＭＰ…矩形波信号
ＤＣ…指示
ＤＮ…検出条件
ＤＲＩＶ…駆動指示
ＤＲＩＶ…駆動信号
ＰＣ…コンピュータ
Ｒ１…抵抗器
Ｒ２…抵抗器
ＲＡＡ…読み書き可能領域
ＲＯＡ…読出専用領域
ＳＥＴ…セット信号
Ｔ…用紙
Ｔｒ１…トランジスタ
Ｔｒ２…トランジスタ
Ｖref…比較電圧
【図１】
2008279779.tif 000003
【図２】
2008279779.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2008279779.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
2008279779.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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【手続補正書】
【提出日】平成20年8月27日(2008.8.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
印刷に用いる記録材料を収容した収容室を備え、印刷装置に搭載されるカートリッジであって、
前記印刷装置からのアクセスを受け、前記記録材料の状態の検出の指示と、前記記録材料の状態の検出の際の検出条件の指定とを受け付ける受付手段を備えたカートリッジ。
【請求項２】
請求項１記載のカートリッジであって、
更に、前記検出の指示と前記検出条件の指定とを受け付けたとき、前記指定された検出条件による検出結果と前記指定された検出条件とに対応したデータを出力する出力手段を備えたカートリッジ。
【請求項３】
請求項１記載のカートリッジであって、
更に、前記記録材料の状態に対応したパラメータを記憶するメモリを備え、
前記受付手段は、前記印刷装置からのアクセスを受けたとき、該アクセスが、前記検出の指示および検出条件の指定か、前記メモリへのアクセスかを判別する
カートリッジ。
【請求項４】
前記検出の指示は、前記記録材料の有無の検出を指示する信号である請求項１ないし請求項３のいずれか記載のカートリッジる
【請求項５】
前記記録材料は、所定色のインクである請求項１ないし請求項４のいずれか記載のカートリッジ。
【請求項６】
前記記録材料は、複写機、ファックスまたはレーザプリンタ用のトナーである請求項１ないし請求項４のいずれか記載のカートリッジ。
【請求項７】
請求項１ないし請求項３のいずれか記載のカートリッジであって、
前記録材料の状態は、該記録材料の温度、粘度、湿度、粒度、色相、残量、圧力のうちの少なくとも一つであるカートッジ。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７のいずれか記載のカートリッジであって、
外部と無線通信よりデータの授受を行なう無線通信手段を備えると共に、
前記検出の指示および前記検出条件の指定を、該無線通信手段を介して、外部から受け取るカートリッジ。
【請求項９】
請求項８記載のカートリッジであって、
前記無線通信手段は、前記通信を行なうためのループ状のアンテナを備え、該アンテナに誘起される起電力を利用して、カートリッジ内への給電を行なう電源手段を備えたカートリッジ。
【請求項１０】
印刷に用いる記録材料を収容した収容室を備えたカートリッジが搭載された印刷装置であって、
前記カートリッジには、前記印刷装置からのアクセスを受け、前記記録材料の状態の検出の指示と、前記記録材料の状態の検出の際の検出条件の指定とを受け付ける受付手段が備えられ、
当該印刷装置は、更に、
前記検出の条件を指定する条件指定手段と、
前記検出の指示を前記カートリッジに対して行なう検出指示手段と
を備えた印刷装置。
【請求項１１】
請求項１０記載の印刷装置であって、
前記カートリッジは、前記検出の指示と前記検出条件の指定とを受け付けたとき、前記指定された検出条件による検出結果と前記指定された検出条件に対応したデータを印刷装置に出力する出力手段を備え、
当該印刷装置は、更に、
前記出力手段が出力した前記データを受け取り、該データに含まれる検出条件と前記条件指定手段が指定した検出条件とを突き合わせ、両者が対応していない場合には、その旨を報知する手段を備えた印刷装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
上記課題の少なくとも一部を解決する本発明の装置は、
印刷に用いる記録材料を収容した収容室を備え、印刷装置に搭載されるカートリッジであって、
前記印刷装置からのアクセスを受け、前記記録材料の状態の検出の指示と、前記記録材料の状態の検出の際の検出条件の指定とを受け付ける受付手段を備えたことを要旨としている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
かかるカートリッジは、印刷装置からのアクセスを受け、記録材料の状態の検出の指示と、記録材料の状態の検出の際の検出条件の指定とを受け付ける。従って、収容室内の記録材料の状態を検出する際、固定的な検出条件によるのではなく、検出に適した条件の指定を受けることができる。また、検出の指示と検出条件の指定とを受け付けたとき、指定された検出条件による検出結果と指定された検出条件とに対応したデータを出力する出力手段を備えるものとすれば、カートリッジに対して検出の指示を行なった側から、検出結果の信頼性について検証することが可能となる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
本発明のカートリッジを用いた印刷装置の発明は、
印刷に用いる記録材料を収容した収容室を備えたカートリッジが搭載された印刷装置であって、
前記カートリッジには、前記印刷装置からのアクセスを受け、前記記録材料の状態の検出の指示と、前記記録材料の状態の検出の際の検出条件の指定とを受け付ける受付手段が備えられ、
当該印刷装置は、更に、
前記検出の条件を指定する条件指定手段と、
前記検出の指示を前記カートリッジに対して行なう検出指示手段と
を備えたことを要旨とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
この印刷装置は、カートリッジにおける記録材料の状態の検出の指示と検出を行なう場合の検出条件の指定とを、カートリッジに対して行なう。他方、カートリッジは印刷装置から記録材料の状態の検出の指示と検出条件の指定とを受ける。従って、収容室内の記録材料の状態を検出する際、固定的な検出条件で検出を行なうのではなく、検出に適した条件の指定を印刷装置から受けることができる。また、検出の指示と検出条件の指定とを受け付けたとき、指定された検出条件による検出結果と指定された検出条件とに対応したデータをカートリッジから印刷装置に出力するものとすれば、印刷装置側で検出結果の信頼性について検証することができる。あるいは、印刷装置側では、カートリッジから受け取った検出条件に対応したデータを自らが指定した検出条件と突き合わせ、対応している場合には、検出結果を有効として、記録材料の状態に関連する所定の処理を行なうことも可能である。所定の処理とは、例えば記録材料の有無を検出した場合には、記録材料の残量の演算であっり、その演算式の較正（キャリブレーション）であったり、種々の処理を想定することができる。逆に、両者をつき合わせて対応しない場合には、検出結果を無効としたり、使用者に対して、検出結果を有効と扱えないことを警告したりする処理を行なうことも有用である。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】削除
【補正の内容】