JP2007326338A - 特性判定装置及び方法及びインクカートリッジ - Google Patents

Abstract

【課題】インクタンクに充填されているインクの特性を判定し、また、インク残量を推定することにより、一定の特性を有するインクがインクタンクに充填されているかどうかを判定する特性判定装置及び方法及びインクカートリッジを提供すること。
【解決手段】インクタンク１０に光を照射し、その出射光に基づいてインクの特性データを生成し、生成した特性データをインクカートリッジ２の信号処理部１５によって暗号化処理を行わせ、処理後の特性データが、インクカートリッジ２のＦｅＲＡＭ１４に格納されている基準データの範囲内に入っているか否かを判定し、また、信号処理後の特性データに基づいてインクの残量を推定し、当該判定結果と当該推定結果とに基づいて、不揮発性記憶部３５に対して、再書き込み動作を伴わない読み出し動作を実行し、かつ、インクカートリッジのＦｅＲＡＭ１４に対しても、再書き込み動作を伴わない読み出し動作を実行させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、インクカートリッジに充填されているインクの特性が良質なものかどうかを判定する特性判定装置及び方法及びインクカートリッジに関する。

近年、画像、文字等を印刷するために、各種プリンタが職場及び家庭に広く普及している。これらのプリンタの中には、着脱可能なインクカートリッジが交換可能に装着されるものがある。そして、これらのプリンタでは、インクカートリッジ内のインクの量が不適量になると、インクカートリッジを交換する必要がある。

例えば、特許文献１では、インクタンク内に光を投射する手段と、投射された光を受光する手段を設け、受光された光の受光量に応じてインクの残量を段階的に検出し、ユーザに対して通知する技術が提案されている。

また、近年、使用済みのインクカートリッジに対してインクを再充填したもの（以下、再利用インクカートリッジと呼ぶ。）が販売されている。ここで、最適な印刷結果を得るためには、そのプリンタのメーカーが推奨するものであって、且つ装着されるプリンタに適合した純正のインクカートリッジを用いることが望ましい。これは、純正のインクカートリッジには、最適な印刷結果を得るための最適な特性のインクが充填されており、プリンタの性能を最大限に引き出すことが可能に設計されているためである。

しかし、再利用インクカートリッジは、純正のインクカートリッジよりも安価に提供する等の理由で、必ずしも、最適な印刷結果を得るための最適な特性のインクが再充填されているわけではない。また、再利用インクカートリッジを使用すると、プリンタのインクヘッドがインクの目詰まりを起こしてしまったり、また、媒体に対して正常に印刷ができなかったりする等のトラブル発生の原因になる。

そして、これらのトラブルに起因してプリンタ本体が故障してしまった場合には、インクカートリッジを正規に提供しているメーカーやプリンタを製造しているメーカーによる修理が必要となり、その費用の負担がメーカー若しくはプリンタの所有者の負担になってしまう。また、修理期間中は、印刷ができない不都合も生じ得る。

また、プリントの最中にインク不足が発生し、プリントが途中で終わることがないように、インク残量の有無を監視する手段も必要である。

ここで、特許文献２において、インクの残量検出とインクカートリッジの種類を識別する情報検出部を備え、インク残量を検出しつつ、インクカートリッジの種類を識別する技術が提案されている。
特開２００５−１８６３８８号公報 特開２００５−２８６１４号公報

しかしながら、このような技術を用いたとしても、インクそのものの正当性（品位等）の識別はできず、例えば、最適な印刷結果を得ることができない特性のインクが再充填された再利用インクカートリッジと、最適な印刷結果を得ることができるインクが充填されているインクカートリッジとの識別が困難である。

また、最近では、プリンタと情報の送受信を行うＩＣチップが取り付けられたインクカートリッジがある。プリンタは、あるタイミングでＩＣチップにアクセスし、プリントの可否を判断する。例えば、インク残量がなくなったときに、ＩＣチップにその旨の情報が書き込まれ、プリンタがこの情報を読み込んだときにはプリントが実行されない。

しかしながら、現在では、ＩＣチップの情報を初期化する装置が存在しており、単に、ＩＣチップを搭載しただけではインクの品質等を正確に判断することが困難になっている。

そこで、本発明では、上述した問題点を解消するために、インクタンクに充填されているインクの特性を判定し、また、インク残量を推定することにより、一定の特性を有するインクがインクタンクに充填されているかどうかを判定する特性判定装置及び方法及びインクカートリッジを提供することを目的とする。

本発明の特性判定装置は、上述の課題を解決するために、インクが充填されてなるインクタンクと、前記インクの特性を判定する基準データと、対象となるデータに対して所定の暗号化を行う暗号化プログラムとが格納されている記憶手段と、前記暗号化プログラムに基づいて暗号化処理を行う信号処理手段とから構成されるインクカートリッジの側面に形成されている光入射窓に光を照射する光照射手段と、前記インクカートリッジの側面に形成されている光出射窓から出射された光を受光する受光手段と、前記受光手段により受光した光に基づいて、前記インクの特性データを生成する特性データ生成手段と、前記特性データ生成手段により生成された前記特性データを前記信号処理手段に出力する出力手段と、前記信号処理手段により暗号化処理がされた処理後特性データと、前記記憶手段に格納されている前記基準データとが入力される入力手段と、前記入力手段を介して入力された前記処理後特性データと前記基準データとを記憶する不揮発性記憶手段と、前記不揮発性記憶手段から前記処理後特性データと前記基準データとを読み出す読出手段と、前記読出手段により読み出された前記処理後特性データと前記基準データとを比較する比較手段と、前記比較手段による比較結果に基づいて、前記処理後特性データが前記基準データの範囲内に入っているか否かを判定する判定手段と、前記比較手段による比較結果に基づいて、前記インクタンクに充填されているインクの残量を推定する残量推定手段と、前記判定手段により前記処理後特性データが前記基準データの範囲内に入っていないと判定され、前記残量推定手段によりインクの残量が不適量であると推定された場合、再書き込み処理を実行せずに前記不揮発性記憶手段に記憶さている前記処理後特性データと前記基準データとを読み出すように前記読出手段を制御し、再書き込み処理を実行せずに前記インクカートリッジの前記記憶手段に格納されている前記基準データ及び前記暗号化プログラムを読み出すように制御する制御手段とを備える。

この発明によれば、インクタンクに光を照射し、その出射光に基づいてインクの特性データ（例えば、ＲＧＢ情報データ及び明暗情報データ）を生成し、生成した特性データをインクカートリッジの信号処理手段によって信号処理を行わせ、当該信号処理後の特性データが、インクカートリッジの記憶手段に格納されている基準データの範囲内に入っているか否かを判定し、また、当該信号処理後の特性データに基づいてインクの残量を推定し、当該判定結果と当該推定結果に基づいて、データを記憶される不揮発性記憶手段に記憶されているデータに対して、再書き込み動作を伴わない読み出しを行い、かつ、インクカートリッジの記憶手段に格納されているデータ（基準データ等）に対しても、再書き込み動作を伴わない読み出しをさせる。したがって、本発明によれば、インクタンクに充填されているインクに光を透過させ、得られたＲＧＢ情報データと、インクカートリッジに搭載されている記憶手段に予め格納されている基準データに基づいてインクの正当性を証明できる。

また、受光した光から生成したＲＧＢ情報データや明暗情報データは、インクカートリッジに搭載されている記憶手段（ＦｅＲＡＭ）に格納されている暗号化プログラム（一方向関数）によって暗号化されるため、第三者によって被判定情報を改ざんされる可能性が極めて低い。

また、インクの残量が不足した場合に関しても、ＲＧＢ情報データ及び明暗情報データと、基準データとからインク残量の不足を適応的に検出することが可能である。

さらに、インクの残量が不足していると推定された場合に、インクカートリッジに搭載されている記憶手段（ＦｅＲＡＭ）に格納されている情報が破壊読み出しされるので、インクカートリッジの再利用が困難となる。

また、特性判定装置では、不揮発性記憶手段は、強誘電体キャパシタによりメモリセルが構成されることを特徴とする。

この発明によれば、ＲＧＢ情報データ及び明暗情報データと、基準データとを比較した結果に基づいて、不揮発性記憶手段に記憶保持されているデータが、再書き込み処理を伴わずに読み出され、データの不正利用を防止することができる。

また、本発明の特性判定方法は、上述の課題を解決するために、インクが充填されてなるインクタンクと、前記インクの特性を判定する基準データと、対象となるデータに対して所定の暗号化を行う暗号化プログラムとが格納されている記憶部と、前記暗号化プログラムに基づいて暗号化処理を行う信号処理部とから構成されるインクカートリッジの側面に形成されている光入射窓に光を照射する光照射工程と、前記インクカートリッジの側面に形成されている光出射窓から出射された光を受光する受光工程と、前記受光工程により受光した光に基づいて、前記インクの特性データを生成する特性データ生成工程と、前記特性データ生成工程により生成された前記特性データを前記信号処理部に出力する出力工程と、前記信号処理部により暗号化処理がされた処理後特性データと、前記記憶部に格納されている前記基準データとが入力される入力工程と、入力された前記処理後特性データと前記基準データとを不揮発性記憶部に記憶する記憶工程と、前記不揮発性記憶部から前記処理後特性データと前記基準データとを読み出す第１の読出工程と、前記第１の読出工程により読み出された前記処理後特性データと前記基準データとを比較する比較工程と、前記比較工程による比較結果に基づいて、前記処理後特性データが前記基準データの範囲内に入っているか否かを判定する判定工程と、前記比較工程による比較結果に基づいて、前記インクタンクに充填されているインクの残量を推定する残量推定工程と、前記判定工程により前記処理後特性データが前記基準データの範囲内に入っていないと判定され、前記残量推定工程によりインクの残量が不適量であると推定された場合、再書き込み処理を実行せずに前記不揮発性記憶部に記憶さている前記処理後特性データと前記基準データとを読み出し、再書き込み処理を実行せずに前記インクカートリッジの前記記憶部に格納されている前記基準データ及び前記暗号化プログラムを読み出す第２の読出工程とを有することを特徴とする。

この発明によれば、インクタンクに光を照射し、その出射光に基づいてインクの特性データ（例えば、ＲＧＢ情報データ及び明暗情報データ）を生成し、生成した特性データをインクカートリッジの信号処理部によって信号処理を行わせ、当該信号処理後の特性データが、インクカートリッジの記憶部に格納されている基準データの範囲内に入っているか否かを判定し、また、当該信号処理後の特性データに基づいてインクの残量を推定し、当該判定結果と当該推定結果に基づいて、不揮発性記憶部に記憶されているデータに対して、再書き込み動作を伴わない読み出しを行い、かつ、インクカートリッジの記憶部に格納されているデータ（基準データ等）に対しても、再書き込み動作を伴わない読み出しをさせる。したがって、本発明によれば、インクタンクに充填されているインクに光を透過させ、得られたＲＧＢ情報データと、インクカートリッジに搭載されている記憶部に予め格納されている基準データに基づいてインクの正当性を証明できる。

また、受光した光から生成したＲＧＢ情報データや明暗情報データは、インクカートリッジに搭載されている記憶部（ＦｅＲＡＭ）に格納されている暗号化プログラム（一方向関数）によって暗号化されるため、第三者によって被判定情報を改ざんされる可能性が極めて低い。

また、インクの残量が不足した場合に関しても、ＲＧＢ情報データ及び明暗情報データと、基準データとからインク残量の不足を適応的に検出することが可能である。

さらに、インクの残量が不足していると推定された場合に、インクカートリッジに搭載されている記憶部（ＦｅＲＡＭ）に格納されている情報が破壊読み出しされるので、インクカートリッジの再利用が困難となる。

また、本発明のインクカートリッジは、上述の課題を解決するために、媒体に任意の情報を印刷する印刷装置に交換可能に装着されるインクカートリッジにおいて、インクが充填されてなるインクタンクと、前記インクの特性を判定する基準データと、対象となるデータに対して所定の暗号化を行う暗号化プログラムとが格納されている不揮発性記憶手段と、前記暗号化プログラムに基づき、前記印刷装置から供給されてきたデータに対して暗号化処理を行う信号処理手段と、前記不揮発性記憶手段からデータを読み出す読出手段を備え、前記インクタンクの側面には、前記印刷装置から出射された光が入射される光入射窓と、前記光入射窓から入射した光が出射される光出射窓とが形成され、前記読出手段は、前記印刷装置からの指示にしたがって、再書き込み処理を実行せずに、前記不揮発性記憶手段に格納されている前記基準データ及び前記暗号化プログラムを読み出すことを特徴とする。

この発明によれば、インクタンクに充填されているインクを一定の品位に保持するための基準データと、暗号化プログラムとが保持されている不揮発性記憶手段と、暗号化プログラムに基づいて、印刷装置から供給されたデータに対して暗号化処理を施す暗号化処理手段とを有するので、インクタンクに充填されているインクの特性を判定する際に、固有の基準データと固有の暗号化データとを印刷装置に提供することができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本発明は、インクカートリッジに充填されているインクの特性を判定し、インクの残量を推定する特性判定装置に関するものである。なお、以下では、特性判定装置は、媒体に対して任意の情報を印刷する印刷装置１であるものとして説明を行う。

＜インクカートリッジの構成＞
ここで、印刷装置１に装着されるインクカートリッジ２の構成について説明する。インクカートリッジ２は、図１に示すように、インクが充填されてなるインクタンク１０と、ＩＣチップ部１１とにより構成される。

インクタンク１０の一方の側面には、印刷装置１から出射された光が入射される光入射窓１２が形成され、インクタンク１０の他方の側面には、光入射窓１２から入射された光が出射される光出射窓１３が形成されている。また、詳細は後述するが、光入射窓１２から入射された光がインクタンク１０に充填されているインクを透過して光出射窓１３から出射し、当該出射光に基づいて、インクの特性を判定し、また、インクの残量を推定する。したがって、光入射窓１２と、光出射窓１３とは、インクタンク１０の下方に形成される。また、光入射窓１２と、光出射窓１３とが形成される箇所は、光が透過しやすいように、例えば、図２に示すように、括れ形状にインクタンク１０が形成されていても良い。また、光入射窓１２と、光出射窓１３とは、光が透過しやすい材質で形成されている。

また、ＩＣチップ部１１は、図３に示すように、予め、インクの特性を判定する基準データと、対象となるデータに対して所定の暗号化を行う暗号化プログラムとが格納されている不揮発性記憶部１４と、暗号化プログラムに基づき、印刷装置１から供給されてきたデータに対して暗号化処理を行う信号処理部１５と、不揮発性記憶部１４に格納されているデータを読み出す読出部１６と、印刷装置１とのデータの入出力に利用されるデータ入出力部１７とを備える。

ここで、不揮発性記憶部１４について詳細に説明する。不揮発性記憶部（以降、ＦｅＲＡＭ（Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）と呼ぶ。）１４は、強誘電体材料によりメモリセルが構成されており、強誘電体材料をデータ保持用のキャパシタに利用したメモリである。ここで、強誘電体膜とは、自発分極特性を有し、印加される電界方向に応じて分極方向が反転する性質を有している。ＦｅＲＡＭ１４は、この分極反転を記憶保持に利用している。また、強誘電体膜の材料としては、主に、ＰＺＴ（ジルコン酸チタン酸鉛）等のペロブスカイト化合物系や、ＳＢＺ（チタン酸バリウム・ストロンチウム）等の層状ペロブスカイト化合物系が用いられている。

また、ＦｅＲＡＭ１４は、データ保持のための電源を不要とする、いわゆる不揮発性メモリであり、また、高速書き込み等も可能であり、その構造はＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ ＲＡＭ）に似ている。このようなＦｅＲＡＭ１４には、更新されたデータの差分データや、バージョン情報等の書換え対象となるデータが格納される。また、ＦｅＲＡＭ１４は、不揮発性メモリであるため、パスワード等のセキュリティ情報を格納しても良い。したがって、バックアップ電源を取り外すことにより、簡易にパスワードの初期化が行われるという事態を回避することができる。

ここで、ＦｅＲＡＭ１４の構造（１Ｔ／１Ｃ型）について説明する。なお、以下では、ＦｅＲＡＭ１４の１つのセル（メモリセル）について説明する。

メモリセル１００は、図４に示すように、トランジスタ１０１と、強誘電体膜から構成される強誘電体キャパシタ１０２とから構成されており、トランジスタ１０１のゲート端子にワードライン（ＷＬ）１０３が接続され、トランジスタ１０１のドレイン端子（又はソース端子）にビットライン（ＢＬ）１０４が接続され、トランジスタ１０１のソース端子（又はドレイン端子）に強誘電体キャパシタ１０２の一方側の端子が接続され、強誘電体キャパシタ１０２の他方側の端子にプレートライン（ＰＬ）１０５が接続されている。また、メモリセル１００は、センスアンプ回路１０６を有している。

また、強誘電体キャパシタ１０２は、図５に示すようなヒステリシス特性を有している。なお、図５中において、Ａ点は、「０」の状態を示し、Ｂ点は、「１」の状態を示す。ここで、「０」の状態とは、ＢＬ１０４側の電位を基準として、強誘電体キャパシタ１０２のＰＬ１０５が接続されている側の電位を正方向に電圧印加した場合に記憶されるデータの状態をいい、また、「１」の状態とは、ＢＬ１０４側の電位を基準として、強誘電体キャパシタ１０２のＰＬ１０５が接続されている側の電位を負方向に電圧印加した場合に記憶されるデータの状態をいう。

また、詳細は後述するが、データの読み出し時には、ＢＬ１０４側を基準電位（図５中Ｃ点）として、強誘電体キャパシタ１０２のＰＬ１０５に正方向の電圧を印加する。そうすると、強誘電体キャパシタ１０２が「０」の状態に保持されている場合の電荷量（図５中Ｖ１）に比べ、強誘電体キャパシタ１０２が「１」の状態に保持されている場合の電荷量（図５中Ｖ２）の方が高く（多く）なる。センスアンプ回路１０６は、このＢＬ１０４の電位の違いを検出し、データ読み出し動作を行う。

つぎに、メモリセル１００にデータを書き込む動作について説明する。メモリセル１００は、強誘電体キャパシタ１０２の両端子間に所定電圧（Ｖｃｃ）が印加されることにより、「１」及び「０」のデータが書き込まれる。例えば、メモリセル１００は、ＷＬ１０３が選択状態（トランジスタ１０１をＯＮ状態）にされ、ＢＬ１０４が０Ｖにされ、ＰＬ１０５にＶｃｃが印加されることにより「０」が書き込まれ、また、ＢＬ１０４にＶｃｃが印加され、ＰＬ１０５が０Ｖにされることにより「１」が書き込まれる。

また、メモリセル１００は、ＷＬ１０３が非選択状態（トランジスタ１０１がＯＦＦ状態）になっても書き込まれたデータを保持する。

つぎに、メモリセル１００に書き込まれているデータを読み出す動作について説明する。メモリセル１００は、センスアンプ回路１０６が備えられており、ＢＬ１０４がオープン状態（０Ｖ）にされ、ＷＬ１０３が選択状態にされ、ＰＬ１０５にＶｃｃが印加されることにより、ＢＬ１０４を介してセンスアンプ回路１０６に所定の電圧が供給される。センスアンプ回路１０６は、強誘電体キャパシタ１０２の分極状態に応じて異なる電圧が供給され、それぞれの電圧に基づいて増幅を行う。メモリセル１００は、センスアンプ回路１０６による増幅後の電圧に応じて「１」又は「０」が読み出される。

ここで、データの読み出し動作についてさらに詳述する。まず、外部からアドレス信号並びに読み出しを行うための読み出し制御信号が供給される。また、供給されたアドレス信号は、図示しないアドレスデコーダ回路部により、ＷＬ１０３とＰＬ１０５とを選択するためのＸデコード信号にデコードされ、センスアンプ回路１０６やＢＬ１０４を選択するためのＹデコード信号にデコードされる。

また、Ｘデコード信号は、ＷＬ１０３に備えられている図示しないＷＬ駆動部と、ＰＬ１０５に備えられている図示しないＰＬ駆動部に供給される。ＷＬ駆動部は、Ｘデコード信号に基づいて任意のＷＬ１０３を選択する。また、ＰＬ駆動部は、Ｘデコード信号に基づいて任意のＰＬ１０５を選択する。

また、Ｙデコード信号は、ＢＬ１０４に備えられている図示しないＢＬ駆動部に供給される。ＢＬ駆動部は、Ｙデコード信号に基づいて任意のＢＬ１０４とセンスアンプ回路１０６とを選択する。

また、外部から供給されたアドレス信号にしたがって、ＷＬ１０３並びにＰＬ１０５が選択されたメモリセル１００は、強誘電体キャパシタ１０２に記憶されているデータに応じた電圧をＢＬ１０４上に出力する。

一方、外部から供給された読み出し制御信号は、図示しない制御部に供給され、ＢＬ１０４並びにセンスアンプ回路１０６を動作させるタイミングを制御するための信号として用いられる。

また、ＢＬ１０４上に出力された電圧は、制御部によるＢＬ１０４を選択するタイミングと、センスアンプ回路１０６を動作させるタイミングとにしたがって、増幅された後、読み出しデータとして外部に出力される。

また、メモリセル１００は、データの読み出し動作において、「１」が読み出された場合には、強誘電体キャパシタ１０２の分極が「１」の状態から「０」の状態に反転されてしまい、いわゆるデータの破壊読み出しになる。

ここで、一般的には、ＦｅＲＡＭ１４は、強誘電体キャパシタ１０２の分極を「１」の状態に維持するために、「１」のデータを読み出した後には、再び「１」のデータを書き込む、いわゆる再書き込み動作を行うように制御される。

ところで、本発明に係る印刷装置１では、データの破壊読み出しを積極的に行うデータ読み出し方法と、データの破壊読出しを行わない、いわゆる再書き込み動作によるデータ読み出し方法を採用し、両方法を適宜使い分ける。

また、ＦｅＲＡＭ１４に格納されている暗号化プログラムは、例えば、ハッシュ値を生成するハッシュ関数である。また、ＦｅＲＡＭ１４に格納されている基準データは、インクの特性を判定するデータであって、例えば、インクのＲＧＢ情報（彩度情報）を判定するＲＧＢ情報基準データと、インクの明暗を判定する明暗情報基準データである。

信号処理部１５は、暗号化プログラムに基づき、印刷装置１から供給されてきたＲＧＢ情報データ及び明暗情報データに対して所定の暗号化処理を行う。なお、以下では、暗号化処理後のＲＧＢ情報データを処理後ＲＧＢ情報データと呼び、暗号化処理後の明暗情報データを処理後明暗情報データと呼ぶ。また、処理後ＲＧＢ情報データ及び処理後明暗情報データとは、一時的にＦｅＲＡＭ１４に格納される。

読出部１６は、印刷装置１からの指示にしたがって、再書き込み処理を実行せずに、ＦｅＲＡＭ１４に格納されているＲＧＢ情報基準データ、明暗情報基準データ、暗号化プログラム、処理後ＲＧＢ情報データ及び処理後明暗情報データとを読み出す。このようにして、ＦｅＲＡＭ１４に格納されているデータは、読出部１６の読み出し動作に応じて完全に消去される。

データ入出力部１７は、所定の規格にしたがって、印刷装置１からデータが入力され、また、印刷装置１へデータを出力する。なお、データ入出力部１７は、印刷装置１との間でデータの入出力ができる構成であれば良く、データの入出力に際して、印刷装置１との物理的な接触、非接触を問わない。

＜印刷装置１の構成＞
つぎに、印刷装置１の構成について説明する。印刷装置１は、図６に示すように、インクタンク１０の側面に形成されている光入射窓１２に光を照射する光照射部３０と、インクタンク１０の側面に形成されている光出射窓１３から出射された光を受光する受光部３１と、受光部３１により受光した光に基づいてインクの特性データ（ＲＧＢ情報データ及び明暗情報データ）を生成する特性データ生成部３２と、特性データ生成部３２により生成されたＲＧＢ情報データ及び明暗情報データをインクカートリッジ２の信号処理部１５に出力するデータ出力部３３と、信号処理部１５により処理された処理後ＲＧＢ情報データ及び処理後明暗情報データと、ＦｅＲＡＭ１４に格納されているインクの特性を判定する基準データ（ＲＧＢ基準データ及び明暗情報基準データ）とが入力されるデータ入力部３４と、ＲＧＢ基準データ及び明暗情報基準データと、処理後ＲＧＢ情報データ及び処理後明暗情報基準データとを記憶する不揮発性記憶部３５と、不揮発性記憶部３５に記憶されているＲＧＢ基準データ及び明暗情報基準データと、処理後ＲＧＢ情報データ及び処理後明暗情報基準データとを読み出す読出部３６と、読出部３６により読み出された、ＲＧＢ基準データと処理後ＲＧＢ情報データとを比較し、明暗情報基準データと処理後明暗情報基準データとを比較する比較部３７と、比較部３７による比較結果に基づいて、処理後ＲＧＢ情報データがＲＧＢ基準データの範囲内に入っているか否かを判定する判定部３８と、比較部３７による比較結果に基づいて、インクタンク１０に充填されているインクの残量を推定する残量推定部３９と、各部を制御する制御部４０と、媒体に所定の情報を印刷する印刷機構４１と、各種情報を表示する表示部４２とを備える。

光照射部３０は、所定の波長を有する光を出射する発光部材（レーザ・ダイオード）である。

受光部３１は、光照射部３０に対向する位置に配置されており、光照射部３０から照射された光が、インクタンク１０を透過してきた所定の波長を有する光を受光する光検出器（フォト・ディテクタ）である。

特性データ生成部３２は、受光部３１により受光した光の波長に基づいて、ＢＧＢ情報データを生成し、また、受光部３１により受光した光量に基づいて、明暗情報データを生成する。ＲＧＢ情報データ及び明暗情報データは、データ出力部３３を介してインクカートリッジ２のデータ入出力部１７に出力される。また、特性データ生成部３２は、所定のテーブルを有している構成であっても良く、当該テーブルを参照してＲＧＢ情報データ及び明暗情報データを生成しても良い。

データ出力部３３は、所定の規格にしたがって、インクカートリッジ２のデータ入出力部１７にデータを出力する。なお、データ出力部３３は、データ入出力部１７にデータを出力する構成であれば良く、データの出力に際して、データ入出力部１７との物理的な接触、非接触を問わない。

データ入力部３４は、所定の規格にしたがって、データ入出力部１７から所定のデータが入力される。なお、データ入力部３４は、データ入出力部１７からデータが入力される構成であれば良く、データの入力に際して、データ入出力部１７との物理的な接触、非接触を問わない。

不揮発性記憶部３５は、強誘電体材料によりメモリセルが構成されており、上述した不揮発性記憶部１４と同様の構成である。また、不揮発性記憶部３５には、データ入力部３４を介してインクカートリッジ２から供給されてきた、ＲＧＢ基準データ及び明暗情報基準データと、処理後ＲＧＢ情報データ及び処理後明暗情報基準データとが格納される。

読出部３６は、制御部４０の制御に応じて、不揮発性記憶部３５に格納されている、ＲＧＢ基準データ及び明暗情報基準データと、処理後ＲＧＢ情報データ及び処理後明暗情報基準データを、再書き込み処理を実行せずに読み出す。このようにして、不揮発性記憶部３５に格納されているデータは、読出部３６の読み出し動作に応じて完全に消去される。

比較部３７は、処理後ＲＧＢ情報データと、ＲＧＢ情報基準データとを比較し、比較結果を判定部３８に供給する。また、比較部３７は、処理後明暗情報データと、明暗情報基準データとを比較し、比較結果を残量推定部３９に供給する。

判定部３８は、比較部３７から供給された比較結果に基づいて、処理後ＲＧＢ情報データがＲＧＢ情報基準データの範囲内に入っているか否かを判定する。また、判定部３８は、処理後ＲＧＢ情報データがＲＧＢ情報基準データの範囲内に入っている場合には、インクタンク１０に充填されているインクの特性は良好なものであると判定する。

残量推定部３９は、比較部３７から供給された比較結果に基づいて、インクタンク１０に充填されているインクの残量を推定する。残量推定部３９は、処理後明暗情報データが明暗情報基準データの範囲内に入っている場合には、インクの残量が適量であると推定し、処理後明暗情報データが明暗情報基準データの範囲内に入っていない場合には、インクの残量が不適量であると推定する。

制御部４０は、判定部３８により処理後ＲＧＢ情報データがＲＧＢ情報基準データの範囲内に入っていないと判定され、残量推定部３９によりインクの残量が不適量であると推定された場合、再書き込み処理を実行せずに不揮発性記憶部３５に記憶さている処理後ＲＧＢ情報データと、処理後明暗情報データと、ＲＧＢ情報基準データと、明暗情報基準データとを読み出すように読出部３６を制御し、また、再書き込み処理を実行せずにインクカートリッジ２のＦｅＲＡＭ１４に格納されているデータを読み出すように読出部１６を制御する。また、制御部４０は、判定部３８による判定結果と、残量推定部３９による推定結果に基づいて印刷機構４１の動作を制御する。

印刷機構４１は、紙等の各種媒体に対して、任意の情報を印刷する機構であり、制御部４０の制御に応じて動作する。

表示部４２は、印刷装置１の動作に応じた情報、例えば、印刷経過情報及びエラー情報等が表示される。

＜インク特性についての判定方法＞
つぎに、印刷装置１によりインクカートリッジ２に充填されているインクの特性を判定する手順について、図７に示すフローチャートを参照して説明する。なお、以下では、印刷装置１は、所定の場所にインクカートリッジ２が装着され、主電源がＯＮにされており、インクの特性を判定する動作モードに移行しているものとする。

ステップＳ１において、光照射部３０は、インクタンク１０の側面に形成されている光入射窓１２に光を照射する。

ステップＳ２において、受光部３１は、インクタンク１０の側面に形成されている光出射窓１３から出射された光を受光する。

ステップＳ３において、特性データ生成部３２は、ステップＳ２の工程により受光部３１が受光した光に基づいて、ＲＧＢ情報データと明暗情報データとを生成する。

ステップＳ４において、データ出力部３３は、ステップＳ３の工程により生成されたＲＧＢ情報データと、明暗情報データとをインクカートリッジ２に出力する。

また、次のステップＳ５乃至ステップＳ６は、インクカートリッジ２の動作である。

ステップＳ５において、信号処理部１５は、不揮発性記憶部１４に格納されている暗号化プログラムに基づいて、ＲＧＢ情報データを暗号化処理して処理後ＲＧＢ情報データを生成し、明暗情報データを暗号化処理して処理後明暗情報データを生成する。

ステップＳ６において、データ入出力部１７は、ＦｅＲＡＭ１４に格納されているＲＧＢ情報基準データ及び明暗情報基準データと、処理後ＲＧＢ情報データ及び処理後明暗情報データとを印刷装置１に出力する。

ステップＳ７において、比較部３７は、処理後ＲＧＢ情報データと、ＲＧＢ情報基準データとを比較し、比較結果を判定部３８に供給し、また、処理後明暗情報データと、明暗情報基準データとを比較し、比較結果を残量推定部３９に供給する。

ステップＳ８において、判定部３８は、比較部３７から供給された比較結果に基づいて、処理後ＲＧＢ情報データがＲＧＢ情報基準データの範囲内に入っているか否かを判定し、判定結果を制御部４０に供給する。ここで、処理後ＲＧＢ情報データがＲＧＢ情報基準データの範囲内に入っている場合（ＹＥＳ）には、インクの特性は良好なものであり、また、インク残量も適量であると判断し、インクの特性を判定する処理が終了する。ここで、インク残量が適量であると判断できるのは、インク残量が不適量である場合には、処理後ＲＧＢ情報データがＲＧＢ情報基準データの範囲内に入らなくなるからである。また、この場合には、制御部４０は、印刷機構４１の利用が可能となるように適宜、制御を行う。

一方で、処理後ＲＧＢ情報データがＲＧＢ情報基準データの範囲内に入っていないと判定された場合（ＮＯ）には、インクの特性が良好でないか、又はインク残量が不適量であるので、ステップＳ９の工程に進む。

ステップＳ９において、残量推定部３９は、比較部３７から供給された比較結果に基づいて、インク残量を推定し、推定結果を制御部４０に供給する。制御部４０は、インク残量が適量かどうかを判断する。インク残量が不適量であると推定された場合（ＮＯ）には、ステップＳ１０の工程に進み、インク残量が適量であると推定された場合（ＹＥＳ）には、ステップＳ１２の工程に進む。

ステップＳ１０において、制御部４０は、再書き込み処理を実行せずに不揮発性記憶部３５に記憶さている処理後ＲＧＢ情報データと、処理後明暗情報データと、ＲＧＢ情報基準データと、明暗情報基準データとを読み出すように読出部３６を制御し、また、再書き込み処理を実行せずにインクカートリッジ２のＦｅＲＡＭ１４に格納されているデータを読み出すように読出部１６を制御する。

また、本工程により、不揮発性記憶部３５に格納されていた処理後ＲＧＢ情報データと、処理後明暗情報データと、ＲＧＢ情報基準データと、明暗情報基準データとは、完全に消去されるので、第三者による不正読み出しを回避することができる。

また、本工程により、インクカートリッジ２のＦｅＲＡＭ１４に格納されていたＲＧＢ情報基準データと、明暗情報基準データと、暗号化プログラムとは、完全に消去されるので、第三者による不正読み出しを回避することができる。

ステップＳ１１において、制御部４０は、表示部４２にインク残量が不足している旨の警告メッセージを表示させる。また、制御部４０は、印刷機構４１の利用が不可能となるように適宜、制御を行う。

ステップＳ１２において、制御部４０は、表示部４２にインクカートリッジの装着エラーを表示させる。また、制御部４０は、印刷機構４１の利用が不可能となるように適宜、制御を行う。

このようにして本発明では、インクタンク１０に光を照射し、その出射光に基づいてインクの特性データ（ＲＧＢ情報データ及び明暗情報データ）を生成し、生成した特性データをインクカートリッジ２の信号処理部１５によって暗号化処理を行わせ、処理後の特性データが、インクカートリッジ２のＦｅＲＡＭ１４に格納されている基準データの範囲内に入っているか否かを判定し、また、信号処理後の特性データに基づいてインクの残量を推定し、当該判定結果と当該推定結果とに基づいて、不揮発性記憶部３５に記憶されているデータに対して、再書き込み動作を伴わない読み出し動作を実行し、かつ、インクカートリッジのＦｅＲＡＭ１４に格納されているデータ（基準データ等）に対しても、再書き込み動作を伴わない読み出し動作を実行させる。

したがって、本発明によれば、インクタンク１０に充填されているインクに光を透過させ、得られたＲＧＢ情報データと、インクカートリッジ２に搭載されているＦｅＲＡＭ１４に予め格納されている基準データに基づいてインクの正当性を証明できる。

また、本発明によれば、受光した光から生成したＲＧＢ情報データや明暗情報データは、インクカートリッジ２に搭載されているＦｅＲＡＭ１４に格納されている暗号化プログラム（一方向関数）によって暗号化されるため、第三者によって被判定情報を改ざんされる可能性が極めて低い。

また、本発明によれば、インクの残量が不足した場合に関しても、処理後ＲＧＢ情報データ及び処理後明暗情報データと、ＲＧＢ基準データ及び明暗情報基準データとを比較することにより、適応的に検出することが可能である。

さらに、本発明によれば、インクの残量が不足していると推定された場合に、インクカートリッジ２に搭載されているＦｅＲＡＭ１４に格納されている情報が破壊読み出しされるので、その後のインクカートリッジ２の再利用が困難となる。

本発明に係る印刷装置に装着されるインクカートリッジの構成を示す図である。 図１に示すインクカートリッジの一部を拡大した図である。 図１に示すインクカートリッジに搭載されているＩＣチップ部の構成を示すブロック図である。 メモリセルの構成を示すブロック図である。 強誘電体キャパシタのヒステリシス特性を示す図である。 本発明に係る印刷装置の構成を示すブロック図である。 インク特性についての判定を行う手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１…印刷装置、２…インクカートリッジ、１０…インクタンク、１１…ＩＣチップ部、１２…光入射窓、１３…光出射窓、１４…不揮発性記憶部（ＦｅＲＡＭ）、１５…信号処理部、１６…読出部、１７…データ入出力部、３０…光照射部、３１…受光部、３２…特性データ生成部、３３…データ出力部、３４…データ入力部、３５…不揮発性記憶部、３６…読出部、３７…比較部、３８…判定部、３９…残量推定部、４０…制御部、４１…印刷機構、４２…表示部、１００…メモリセル、１０１…トランジスタ、１０２…強誘電体キャパシタ、１０３…ワードライン（ＷＬ）、１０４…ビットライン（ＢＬ）、１０５…プレートライン（ＰＬ）、１０６…センスアンプ回路。

Claims (4)

1. インクが充填されてなるインクタンクと、前記インクの特性を判定する基準データと、対象となるデータに対して所定の暗号化を行う暗号化プログラムとが格納されている記憶手段と、前記暗号化プログラムに基づいて暗号化処理を行う信号処理手段とから構成されるインクカートリッジの側面に形成されている光入射窓に光を照射する光照射手段と、
   前記インクカートリッジの側面に形成されている光出射窓から出射された光を受光する受光手段と、
   前記受光手段により受光した光に基づいて、前記インクの特性データを生成する特性データ生成手段と、
   前記特性データ生成手段により生成された前記特性データを前記信号処理手段に出力する出力手段と、
   前記信号処理手段により暗号化処理がされた処理後特性データと、前記記憶手段に格納されている前記基準データとが入力される入力手段と、
   前記入力手段を介して入力された前記処理後特性データと前記基準データとを記憶する不揮発性記憶手段と、
   前記不揮発性記憶手段から前記処理後特性データと前記基準データとを読み出す読出手段と、
   前記読出手段により読み出された前記処理後特性データと前記基準データとを比較する比較手段と、
   前記比較手段による比較結果に基づいて、前記処理後特性データが前記基準データの範囲内に入っているか否かを判定する判定手段と、
   前記比較手段による比較結果に基づいて、前記インクタンクに充填されているインクの残量を推定する残量推定手段と、
   前記判定手段により前記処理後特性データが前記基準データの範囲内に入っていないと判定され、前記残量推定手段によりインクの残量が不適量であると推定された場合、再書き込み処理を実行せずに前記不揮発性記憶手段に記憶さている前記処理後特性データと前記基準データとを読み出すように前記読出手段を制御し、再書き込み処理を実行せずに前記インクカートリッジの前記記憶手段に格納されている前記基準データ及び前記暗号化プログラムを読み出すように制御する制御手段とを備えることを特徴とする特性判定装置。
2. 請求項１記載の特性判定装置において、
   前記不揮発性記憶手段は、強誘電体キャパシタによりメモリセルが構成されることを特徴とする特性判定装置。
3. インクが充填されてなるインクタンクと、前記インクの特性を判定する基準データと、対象となるデータに対して所定の暗号化を行う暗号化プログラムとが格納されている記憶部と、前記暗号化プログラムに基づいて暗号化処理を行う信号処理部とから構成されるインクカートリッジの側面に形成されている光入射窓に光を照射する光照射工程と、
   前記インクカートリッジの側面に形成されている光出射窓から出射された光を受光する受光工程と、
   前記受光工程により受光した光に基づいて、前記インクの特性データを生成する特性データ生成工程と、
   前記特性データ生成工程により生成された前記特性データを前記信号処理部に出力する出力工程と、
   前記信号処理部により暗号化処理がされた処理後特性データと、前記記憶部に格納されている前記基準データとが入力される入力工程と、
   入力された前記処理後特性データと前記基準データとを不揮発性記憶部に記憶する記憶工程と、
   前記不揮発性記憶部から前記処理後特性データと前記基準データとを読み出す第１の読出工程と、
   前記第１の読出工程により読み出された前記処理後特性データと前記基準データとを比較する比較工程と、
   前記比較工程による比較結果に基づいて、前記処理後特性データが前記基準データの範囲内に入っているか否かを判定する判定工程と、
   前記比較工程による比較結果に基づいて、前記インクタンクに充填されているインクの残量を推定する残量推定工程と、
   前記判定工程により前記処理後特性データが前記基準データの範囲内に入っていないと判定され、前記残量推定工程によりインクの残量が不適量であると推定された場合、再書き込み処理を実行せずに前記不揮発性記憶部に記憶さている前記処理後特性データと前記基準データとを読み出し、再書き込み処理を実行せずに前記インクカートリッジの前記記憶部に格納されている前記基準データ及び前記暗号化プログラムを読み出す第２の読出工程とを有することを特徴とする特性判定方法。
4. 媒体に任意の情報を印刷する印刷装置に交換可能に装着されるインクカートリッジにおいて、
   インクが充填されてなるインクタンクと、
   前記インクの特性を判定する基準データと、対象となるデータに対して所定の暗号化を行う暗号化プログラムとが格納されている不揮発性記憶手段と、
   前記暗号化プログラムに基づき、前記印刷装置から供給されてきたデータに対して暗号化処理を行う信号処理手段と、
   前記不揮発性記憶手段からデータを読み出す読出手段を備え、
   前記インクタンクの側面には、前記印刷装置から出射された光が入射される光入射窓と、前記光入射窓から入射した光が出射される光出射窓とが形成され、
   前記読出手段は、前記印刷装置からの指示にしたがって、再書き込み処理を実行せずに、前記不揮発性記憶手段に格納されている前記基準データ及び前記暗号化プログラムを読み出すことを特徴とするインクカートリッジ。
   

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