(57)【要約】【課題】電気的に動作する素子を備えたカートリッジで非接触方式で電力の供給を受けている場合、カートリッジの位置などによっては、充分な電力を得られず動作できないことがあった。【解決手段】インクカートリッジ１１１に、アンテナ１３３とＲＦ回路１６１を設け、電磁誘導を利用し非接触で電力の供給を受ける。この電力は電源部１６２を介して、カートリッジ１１１内の素子に供給されるが、電源部１６２にはリチウム電池１４６を接続し、カートリッジ１１１の停止位置などによって電力が不足する場合、これを補う。従って、ＥＥＰＲＯＭ１６６への書き込みや圧電素子１５３の励振時などで大きな電力を必要とする場合でも、電力の不足を招くことなく動作する。【選択図】      図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気的に動作する素子を搭載し、記録用の材料を収容したカートリッジであって、
外部の機器の間で、非接触でデータのやり取りを行なうデータ授受手段と、
非接触で外部から電力の配給を受ける電力受給手段と、
該配給を受けた電力を、前記素子への電源として供給する給電手段と、
前記電力受給手段が電力の配給を受けられない時、要求に応じて、少なくとも前記素子への電源として働く電源手段と
を備えたカートリッジ。
【請求項２】
前記素子は、メモリである請求項１記載のカートリッジ。
【請求項３】
前記素子は、予めメモリに記憶されたプログラムに従って、算術論理演算を行なうプロセッサである請求項１記載のカートリッジ。
【請求項４】
前記素子は、前記記録用材料の物理的な性質の少なくとも一つを検出するセンサである請求項１記載のカートリッジ。
【請求項５】
前記記録用材料は、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３記載のカートリッジ。
【請求項６】
請求項４または請求項５記載のカートリッジであって、
前記センサは、前記記録用材料の温度、粘度、湿度、粒度、色相、残量、圧力のうちの少なくとも一つを測定するものであるカートッジ。
【請求項７】
前記電力受給手段は、電磁誘導を利用して電力の配給を受ける手段である請求項１ないし請求項６のいずれか記載のカートリッジ。
【請求項８】
前記データ授受手段は、前記電力受給手段が利用する電磁誘導を用いてデータの授受を行なう手段である請求項７記載のカートリッジ。
【請求項９】
前記電源手段は、一次電池、二次電池、またはコンデンサである請求項１ないし請求項８のいずれか記載のカートリッジ。
【請求項１０】
請求項９記載のカートリッジであって、
少なくとも前記電力受給手段は、シート状のモジュールに搭載されており、
該モジュールは、当該カートリッジの外表面に貼付され、
前記一次電池、二次電池またはコンデンサは、前記モジュールにより覆われる前記カートリッジの外壁に埋設された
カートリッジ。
【請求項１１】
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、
電気的に動作する素子と、
非接触でデータのやり取りを行なうデータ授受手段と、
非接触で電力の配給を受ける電力受給手段と、
該配給を受けた電力を、前記素子への電源として供給する給電手段と、
前記電力受給手段が電力の配給を受けられない時、要求に応じて、少なくとも前記素子への電源として働く電源手段と
を備え
更に、当該印刷装置には、
前記カートリッジのデータ授受手段との間でデータのやり取りを行なう本体側授受手段と、
前記カートリッジの電力受給手段に電力の配給を行なう電力配給手段と
を備えた印刷装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気的に動作する素子を搭載し、記録用の材料を収容したカートリッジに関し、詳しくはカートリッジにおいて、データと共に電力の受給も行なう技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、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には、インクやトナーなどの記録用材料を収容しているが、収容している記録用材料に関するデータを記憶するメモリや、記録用材料の有無を検出するセンサなどを搭載するものがある。後者の場合、記録材料の残量管理は、印刷装置においては、重要な技術であることから、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、カートリッジのセンサを利用して、直接計測するのである。
【０００３】
かかるカートリッジでは、センサやメモリなどの電気的に動作する素子に対して、その電源として所定の電力を供給する必要がある。カートリッジは、印刷装置などに対して着脱されるので、コネクタなどでの接触の確保という問題を回避する目的で、無線通信を利用して非接触でデータのやり取りを行なうものが提案されている。こうしたカートリッジでは、センサなどの素子が動作するための電力も、電磁誘導などを利用して、非接触で配給するものが提案されている（下記特許文献１参照）。また、乾電池を搭載して動作し、乾電池の電力が低下すると、電磁誘導を利用して電力を供給するものが、下記特許文献２に記載されている。
【特許文献１】
特開平２−１９３０９１号公報
【特許文献２】
特開平１−１５２３８５号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、かかるカートリッジでは、非接触で電力の配給を受けるため、電源としては制約の多いものにならざるを得ない、という問題があった。例えば、電気的に動作する素子がＥＥＰＲＯＭであれば、データの書き込みには特に大きな電流を必要とする場合がある。あるいは素子が算術論理演算を行なうプロセッサである場合、動作条件によっては、大きな電力を必要とする瞬間が存在することもある。電力の供給に制限がある場合には、かかる動作条件を避けるように設計しなければならなかった。また、こうした条件下でも安定に動作するだけの電力を、非接触な方式、例えば電磁誘導などを利用して確保しようとすると、装置が大規模化してしまうという問題があった。電源周りの装置が大規模化すると、結果的にカートリッジの大型化という新たな課題を招致してしまう。
【０００５】
更に、カートリッジの内部にメモリを備え、カートリッジに関する情報、例えばカートリッジがインクを収容している場合には、インク残量のデータなどを、このメモリに保存しておくタイプのカートリッジでは、次の問題も指摘されていた。非接触の方式で電力の供給を受ける場合、カートリッジがキャリッジのような移動体に搭載されていると、移動中に電力の供給を受けることは通常困難である。このため、通常はカートリッジを搭載したキャリッジが所定の領域に入った時に電力の供給を受けて、メモリ素子とのデータの授受を行なっている。ところが、キャリッジがこの領域外にあるときでも、電源プラグの引き抜き事故などの可能性はあり、こうした電源断の時点で、データをメモリに書き込もうとすると、そのために必要な電力が得られない、という課題があった。この結果、キャリッジが移動中に停電事故などが起きると、必要なデータをカートリッジ内のメモリなどに書き込めないという問題を生じる。
【０００６】
本発明の装置は、こうした問題を解決し、メモリなどの素子を備えたカートリッジにおいて、電源供給の柔軟性を高めることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段及びその作用・効果】
上記課題の少なくとも一部を解決する本発明の装置は、
電気的に動作する素子を搭載し、記録用の材料を収容したカートリッジであって、
外部の機器の間で、非接触でデータのやり取りを行なうデータ授受手段と、
非接触で外部から電力の配給を受ける電力受給手段と、
該配給を受けた電力を、前記素子への電源として供給する給電手段と、
前記電力受給手段が電力の配給を受けられない時、要求に応じて、少なくとも前記素子への電源として働く電源手段と
を備えたカートリッジ。
を備えたことを要旨としている。
【０００８】
かかるカートリッジでは、通常は、非接触で外部から配給を受けた電力を、カートリッジに搭載した電気的な素子に供給するが、これ以外に電源手段を備えており、電力受給手段が電力の配給を受けられない時、電源手が、段要求に応じて、少なくとも素子への電源として働く。このため、非接触で電力の供給を受けられない場合でも、カートリッジ内の素子を電気的に動作させることができる。
【０００９】
こうした素子としては、メモリや、予めメモリに記憶されたプログラムに従って、算術論理演算を行なうプロセッサ、あるいはカートリッジ内に収容された記録用材料の物理的な性質の少なくとも一つを検出するセンサなどを考えることができる。
【００１０】
カートリッジに収容される記録用材料としては、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。これらの記録用材料の性質を検出するセンサは、記録用材料の温度、粘度、湿度、粒度、色相、残量、圧力のうちの少なくとも一つを測定するものを考えることができる。
【００１１】
本発明の電力受給手段は、電磁誘導を利用して電力の配給を受ける手段とすることができる。また、データ授受手段は、この電力受給手段が利用する電磁誘導を用いてデータの授受を行なう構成とすることもできる。電磁誘導の搬送波を電力の配給に、その上に載せた信号をデータの授受に、それぞれ用いるのである。
【００１２】
電源手段としては、種々のものを考えることができる。例えば、一次電池、二次電池、またはコンデンサなどである。
【００１３】
こうしたカートリッジでは、少なくとも電力受給手段を、シート状のモジュールに搭載することができ、このモジュールを、カートリッジの外表面に貼付し、一次電池、二次電池またはコンデンサなどの電源手段を、このモジュールにより覆われるカートリッジの外壁に埋設する構成とすることができる。かかる構成を採用すれば、電源手段を収納する容器を別途設ける必要がない。また、シート状のモジュールをはがせば、容易に電池やコンデンサといった電源手段を取り出せるので、リサイクルや廃棄処分を容易にすることができる。
【００１４】
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、
電気的に動作する素子と、
非接触でデータのやり取りを行なうデータ授受手段と、
非接触で電力の配給を受ける電力受給手段と、
該配給を受けた電力を、前記素子への電源として供給する給電手段と、
前記電力受給手段が電力の配給を受けられない時、要求に応じて、少なくとも前記素子への電源として働く電源手段と
を備え
更に、当該印刷装置には、
前記カートリッジのデータ授受手段との間でデータのやり取りを行なう本体側授受手段と、
前記カートリッジの電力受給手段に電力の配給を行なう電力配給手段と
を備えたことを要旨とする。
【００１５】
この印刷装置では、カートリッジ側では、通常は、印刷装置の電力配給手段から非接触で配給を受けた電力を、カートリッジに搭載した電気的な素子に供給するが、これ以外に電源手段を備えており、電力受給手段が電力の配給を受けられない時、電源手段が、要求に応じて、少なくとも素子への電源として働く。このため、非接触で電力の供給を受けられない場合でも、カートリッジ内の素子を電気的に動作させることができる。しかも、本体側授受手段とカートリッジ側のデータ授受手段とが、データのやり取りを行なうので、電源手段の存在と相俟って、必要なデータを電源供給の状態によらず、カートリッジ側に引き渡すことができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を実施例に則して説明する。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１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２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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
この制御装置２２２は、図２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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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３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、同図（Ｂ）に示すように、４層の構造をしている。図示では、説明の便を図って、各層は厚く描いてあるが、実際は各層の厚さは数十ミクロンである。検出記憶モジュール１２１の４層は、センサモジュール１３７とは反対側から、ラミネート層、ＰＥＴからなる回路基材層、銅箔の配線層、接着層である。このうち、印刷などがされたラミネート層と回路基材層を、併せて基板１３１と呼ぶ。配線層は、実際には、基板１３１の全面に形成されている訳ではなく、必要なパターン、ここでは、アンテナ１３３と、後述する半導体素子やセンサモジュール１３７などとの間の配線を行なう配線パターン１３９とが該当する。図３（Ａ）では、理解の便を図って、基板１３１を透過して、このアンテナ１３３や配線パターン１３９などを描いた。配線層の下に位置する接着層は、実際には、接着剤１４１が塗布されることで形成されており、アンテナ１３３や各種機能を造り込んだ半導体素子の専用ＩＣチップ１３５の存在する範囲を覆っている。換言すれば、接着層は、センサモジュール１３７への配線パターン１３９が存在する範囲には設けられていない。このため、センサモジュール１３７は、配線パターン１３９に直接接続することができる。図示裏面に存在するので、図３では破線で示したが、電源端子１３６ａ，１３６ｂから専用ＩＣチップ１３５に至る配線パターン１３８も存在する。検出記憶モジュール１２１をインクカートリッジ１１１に貼付する直前までは、接着層は、剥離紙により、覆われている。専用ＩＣチップ１３５は、配線パターン１３９と回路基板１３１との間に収納されている。チップ１３５の厚みは数十ミクロンなので、ラミネートおよびＰＥＴからなる基板１３１は、僅かに膨らむだけで、専用ＩＣチップ１３５は、検出記憶モジュール１２１内に収納されてしまう。
【００２３】
図４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、接着層１４１を覆っていた図示しない剥離紙を剥がし、接着層１４１を用いて、インクカートリッジ１１１の側面に装着される。検出記憶モジュール１２１を貼付する前に、インクカートリッジ１１１の側壁に設けられた電池収納室１４４に、ボタンタイプのリチウム電池１４６を収納する。電池収納室１４４の内側には導電性のケース１４７が設けられている。電池１４６を電池収納室１４４に収納すると、電池１４６のマイナス側は、このケース１４７に接触する。ケース１４７の一部は、ボタンタイプの電池１４４のプラス側電極と同じ高さまで立ち上げられている。
【００２４】
電池収納室１４４に電池１４６を収納してから、検出記憶モジュール１２１をカートリッジ１１１の側面に貼付すると、検出記憶モジュール１２１の裏面に設けられた電源端子１３６ａは、ボタンタイプの電池１４６のブラス側電極に接触し、電源端子１３６ｂは、ケース１４７の立ち上げられた端子先端に接触する。この結果、電池１４６と検出記憶モジュール１２１との導通が実現される。また、検出記憶モジュール１２１を貼付する際、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、キャビティ１５１が形成されており、このキャビティ１５１の一側壁にセンサとして働く圧電素子１５３が形成されている。
【００２５】
検出記憶モジュール１２１の内部構成について説明する。図５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などを備えている。本実施例では、専用ＩＣチップ１３５はゲートアレイを採用し、上記の各部の動作はハードウェアロジックにより実現したが、プロセッサを用いた算術論理演算回路として構成することも可能である。電源部１６２には、電源端子１３６ａ，１３６ｂを介して、電池１４６が接続されている。
【００２６】
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。加えて、電源部１６２は、ＲＦ回路１６１からの電力供給がなかったり、低下したりした場合には、ＲＦ回路１６１から供給される電力に代えて、電源手段に相当する電池１４６からの電力を、回路全体に供給する。なお、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としては、カートリッジ１１１が、送受信部２３０と向き合った位置から離れているときなどを想定することができる。
【００２７】
実施例では、電池１４６として一次電池であるリチウム乾電池を採用したが、これに代えて、ニッカド電池や水素リチウム電池などの二次電池や所定容量の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。実施例では、電池１４６は、電源部１６２に接続して、その充放電を電源部１６２により管理するものしたが、電源手段としての電池１４６は、ＲＦ回路１６１から電源部１６２への電源ラインに設けるものとしても良い。この場合には、ＲＦ回路１６１への放電が生じないように、ＲＦ回路１６１から電源部１６２および電池１４６への電源ラインに、ダイオードなどの放電防止素子を接続することも望ましい。また、電池１４６は、電源部１６２の電源出力ラインに介装することも可能である。
【００２８】
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６（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６（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６（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。
【００２９】
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６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。
【００３０】
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。
【００３１】
ＥＥＰＲＯＭ１６６の内部のデータ構成を図７に示した。図７（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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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７（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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
以上説明したインクカートリッジ１１１ないし１１６およびこれらに設けられた検出記憶モジュール１２１ないし１２６では、通常は、データの授受を行なおうとするインクカートリッジを送受信部２３０と対応する位置まで、キャリッジ２１０を搬送し、送受信部２３０と検出記憶モジュール１２１等との間で、電磁誘導を利用した無線通信を確立し、かつこの電磁誘導を利用して、インクカートリッジの電源部１６２が電力を取り出し、インクカートリッジ全体に電源を供給する。その際、例えばキャリッジ２１０の位置制御が不十分で、キャリッジ２１０が正規の停止位置から若干ずれて停止したといった場合、インクカートリッジに対して送受信部２３０から出力され受け渡される電波の強度が低くなってしまう。かかるケースでも、本実施例のインクカートリッジでは、電池１４６が搭載されており、その電力を利用して、電源部１６２はインクカートリッジ全体に対して充分な電力を供給することができる。
【００３９】
図８は、カートリッジ１１１の送受信部２３０に対する停止位置と、ＲＦ回路１６１から電源部１６２に出力される電力との関係を示した説明図である。図示するように、カートリッジ１１１の停止位置が、送受信部２３０に相対する位置からずれると低下していく。センサモジュール１３７の圧電素子１５３の励振時の使用電力ＷＳ１やＥＥＰＲＯＭ１６６の書き込み時電力ＷＥ２は一定なので、カートリッジ１１１の停止位置によっては、圧電素子１５３の励振時やＥＥＰＲＯＭ１６６の書き込み時に、ＲＦ回路１６１経由で受給する電力では不足することがあり得る。この場合、本実施例の検出記憶モジュール１２１では、不足分を電池１４６から補充するので、インクカートリッジ１１１の停止位置にかかわらず、圧電素子１５３やＥＥＰＲＯＭ１６１などの電気的に駆動される素子に十分な電力を供給して、これを動作させることができる。なお、ＣＰＵなどの算術論理演算回路や大規模なゲートアレイ、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）などが搭載されている場合も同様である。
【００４０】
なお、上記実施例では、キャリッジ２１０が印刷のために搬送されている途中では、送受信部２３０を介して、データや電力の供給を受けることはできないが、データの授受を他の手法、例えばブルートゥースのような無線通信により実現することもできる。この場合、検出記憶モジュール１２１ないし１２６は、データの授受を行なおうとするが、電力供給は送受信部２３０ほ介した電磁誘導によっているので、動作に必要な電力の供給はないことになる。キャリッジ２１０が印刷のために搬送されている状態で検出記憶モジュール１２１ないし１２６の素子が動作するのは、停電や、プリンタ２０の電源プラグが引き抜かれて電源が強制的にオフにされた場合である。この場合、プリンタ２０側で送りしている例えばインク残量などデータは、直ちに、無線通信を介して、インクカートリッジ１１１ないし１１６に送信される。このとき、本実施例では、電池１４６を電源として、モジュール全体に電力を供給するので、キャリッジ２１０が用紙１３３上にある場合でも、専用ＩＣチップ１３５は動作することができる。
【００４１】
以上、本発明の実施例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。また、センサとしては、インク残量を検出するもの以外に、記録用材料の温度、粘度、湿度、粒度、色相、残量、圧力などを検出するセンサを搭載しても差し支えない。
【図面の簡単な説明】
【図１】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２】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３】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４】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５】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６】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７】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８】インクカートリッジの停止位置と受給される電力との関係を説明する説明図である。
【符号の説明】
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
【図１】
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【図２】
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【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】
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【図８】
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