JP2001328275A

JP2001328275A - 検出制御回路

Info

Publication number: JP2001328275A
Application number: JP2000146966A
Authority: JP
Inventors: Kenji Tsukada; 憲児塚田; Munehide Kanetani; 宗秀金谷; Noboru Tamura; 登田村
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2000-05-18
Filing date: 2000-05-18
Publication date: 2001-11-27

Abstract

(57)【要約】【課題】検出電極取付けに起因する複雑なシール構造
を要することなく、インク残量を正確に検出すること。【解決手段】圧電素子を有する圧電装置を用いて、液
体を収容する液体容器内の液体の消費状態を検出する回
路であって、圧電装置を発振させ、発振後に残留する残
留振動によって圧電装置が発生した逆起電力を測定する
測定回路部と、測定回路部が測定した逆起電力を入力し
て液体の消費状態を表す信号を出力する検出回路部とを
備え、測定回路部が、測定回路部に入力された電圧が所
定のしきい値を超えたときに、入力された電圧を増幅し
て圧電装置へ駆動電圧を出力することにより圧電装置を
発振させる増幅器を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、音響インピーダン
スの変化を検出することで、その中でも特に共振周波数
の変化を検出することで、液体を収容する液体容器内の
液体の消費状態を検知するための圧電装置に用いられる
検出制御回路に関する。さらに詳しくは、圧力発生手段
により圧力発生室のインクを印刷データに対応させて加
圧してノズル開口からインク滴を吐出させて印刷するイ
ンクジェット記録装置に適用されるインクカートリッジ
に備えられ、インクカートリッジ内のインクの消費状態
を検出する圧電装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】本発明が適用される液体容器として、イ
ンクジェット式記録装置に装着されるインクカートリッ
ジを例にとって説明する。一般にインクジェット記録装
置には、圧力発生室を加圧する圧力発生手段と、加圧さ
れたインクをノズル開口からインク滴として吐出するノ
ズル開口とを備えたインクジェット式記録ヘッドが搭載
されたキャリッジと、流路を介して記録ヘッドに供給さ
れるインクを収容するインクタンクとを備えており、連
続印刷が可能なように構成されている。インクタンクは
インクが消費された時点で、ユーザが簡単に交換できる
ように、記録装置に対して着脱可能なカートリッジとし
て構成されているものが一般的である。

【０００３】従来、インクカートリッジのインク消費の
管理方法として、記録ヘッドによって吐出されるインク
滴のカウント数と、印字ヘッドのメンテナンス工程で吸
引されたインク量とをソフトウエアにより積算し、計算
上でインク消費を管理する方法や、インクカートリッジ
に直接液面検出用の電極を２本取付けることによって、
実際にインクが所定量消費された時点を検知することで
インク消費を管理する方法などが知られていた。

【０００４】しかしながら、ソフトウェアによりインク
滴の吐出数や吸引されたインク量を積算してインク消費
を計算上で管理する方法は、使用環境により、例えば使
用室内の温度や湿度の高低、インクカートリッジの開封
後の経過時間、ユーザサイドでの使用頻度の違いなどに
よって、インクカートリッジ内の圧力やインクの粘度が
変化してしまい、計算上のインク消費量と実際の消費量
との間に無視できない誤差が生じてしまうという問題が
あった。また同一カートリッジを一旦取外し、再度装着
した場合には積算されたカウント値は一旦リセットされ
てしまうので、実際のインク残量がまったくわからなく
なってしまうという問題もあった。

【０００５】一方、電極によりインクが消費された時点
を管理する方法は、インク消費のある一点の実量を検出
できるため、インク残量を高い信頼性で管理できる。し
かしながら、インクの液面を検出するためにインクは導
電性でなくてはならず、よって使用されるインクの種類
が限定されてしまう。また、電極とインクカートリッジ
との間の液密構造が複雑化する問題がある。さらに、電
極の材料として、通常は導電性が良く耐腐食性も高い貴
金属を使用するので、インクカートリッジの製造コスト
がかさむという問題もあった。さらに、２本の電極をそ
れぞれインクカートリッジの別な場所に装着する必要が
あるため、製造工程が多くなり結果として製造コストが
かさんでしまうという問題もあった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、上記
の課題を鑑みてなされたものであり、液体の残量を正確
に検出でき、かつ複雑なシール構造を不要とした圧電装
置の検出制御回路を提供することを目的とする。この目
的は特許請求の範囲における独立項に記載の特徴の組み
合わせにより達成される。また従属項は本発明の更なる
有利な具体例を規定する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明の第１の形
態における検出制御回路は、圧電素子を有する圧電装置
を用いて、液体を収容する液体容器内の液体の消費状態
を検出する回路であって、圧電装置を発振させ、発振後
に残留する残留振動によって圧電装置が発生した逆起電
力を測定する測定回路部と、測定回路部が測定した逆起
電力を入力して液体の消費状態を表す信号を出力する検
出回路部とを備えることが好ましい。

【０００８】また、測定回路部が増幅器を有し、増幅器
が、相補に接続されたＰＮＰ型トランジスタ及びＮＰＮ
型トランジスタを有し、ＰＮＰ型トランジスタ及びＮＰ
Ｎ型トランジスタのエミッタ同士が接続されることが好
ましい。更に、増幅器が、相補に接続されたＰ型電界効
果トランジスタ及びＮ型電界効果トランジスタを有し、
Ｐ型電界効果トランジスタ及びＮ型電界効果トランジス
タのソース同士が接続され、ソースとＰ型電界効果トラ
ンジスタ又はＮ型電界効果トランジスタのソースとの間
に生じる駆動電圧が圧電装置に与えられてもよい。

【０００９】検出回路部が、残留振動が一定時間に振動
する回数を数えるカウンタを更に有し、カウンタが数え
た値に基づいて、液体の消費状態を判定することが好ま
しい。また、検出回路部が、残留振動が一定時間に振動
する回数を数えるカウンタを更に有し、カウンタは、残
留振動が所定の回数振動する間における、残留振動の振
動周期より短い振動周期を有するクロックの振動回数を
数え、カウンタが数えた値に基づいて、液体の消費状態
を判定することが好ましい。圧電装置が所定の回数残留
振動した後に、カウンタが残留振動の振動回数を数えて
もよい。残留振動の振動を検出しないときに、検出回路
部が、液体容器が検出制御回路に接続されていないこと
を通知してもよい。

【００１０】測定回路部が、複数の増幅器と複数の圧電
装置とを更に備え、複数の増幅器のそれぞれが、複数の
圧電装置にそれぞれ駆動電圧を与え、検出回路部が、複
数の圧電装置が発生した、それぞれの逆起電力を入力し
て液体の消費状態を表す信号を出力することが好まし
い。検出回路が出力した液体の消費状態を表す信号に基
づいて、液体を消費する動作を制御する制御回路部を更
に備えることが好ましい。

【００１１】液体容器が、液体の消費状態を記憶する記
憶手段を備え、制御回路部が、記憶手段から液体の消費
状態を読み出し、記憶手段に逆起電力を測定することに
より検出した液体の消費状態を記憶手段に書きこむ情報
記憶制御回路部を有することが好ましい。液体容器が、
インクジェット記録装置に装着されるインクカートリッ
ジであり、インクジェット記録装置に設けられてもよ
い。

【００１２】制御回路部が、インクカートリッジ液体容
器内の液体を吐出する印字ヘッドと、印字ヘッドから吐
出されたインク滴の数液体の量を数えるドット吐出量カ
ウンタとを備えてもよい。検出回路部が、逆起電力から
得た液体の消費状態に基づいて前記ドットカウンタが数
えた前記インク滴の数から液体の消費量を算出する算出
式のパラメータを補正することが好ましい。

【００１３】本発明の第２の形態における記録媒体は、
コンピュータで読み取り可能な記録媒体であって、圧電
素子を有する圧電装置を用いて液体を収容する液体容器
内の液体の消費状態を検出する記録装置制御回路を制御
する液体消費状態検出プログラムを格納し、液体消費状
態検出プログラムが、液体容器に装着された圧電装置を
発振させる信号を生成し、発振後に残留する残留振動に
よって圧電装置が発生した逆起電力を入力するよう記録
装置制御回路を制御する入力プログラムと、入力プログ
ラムに従って入力された逆起電力に基づいて液体容器内
の液体の消費状態を表す信号を出力するよう記録装置制
御回路を制御する検出プログラムとを有することが好ま
しい。

【００１４】本発明の第３の形態における情報処理装置
は、インクジェット記録装置に接続された端末に対し
て、インクジェット記録装置に装着されたインクカート
リッジ内のインクの消費状態を検出する記録装置制御回
路を制御する検出制御プログラムを送信する情報処理装
置であって、インクカートリッジに装着された圧電装置
を発振させ、発振後に残留する残留振動によって圧電装
置が発生した逆起電力を入力するよう記録装置制御回路
を制御する入力プログラムと、逆起電力に基づいてイン
クカートリッジ内のインクの消費状態を表す信号を出力
するよう記録装置制御回路を制御する検出プログラムと
を電気通信回線を介して端末に送信することが好まし
い。

【００１５】なお上記の発明の概要は、本発明の必要な
特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群の
サブコンビネーションも又発明となりうる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、発明の実施の形態を通じて
本発明を説明するが、以下の実施形態はクレームにかか
る発明を限定するものではなく、又実施形態の中で説明
されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に
必須であるとは限らない。

【００１７】本発明の基本的概念は、振動現象を利用す
ることで、液体容器内の液体の状態（液体容器内の液体
の有無、液体の量、液体の水位、液体の種類、液体の組
成を含む）を検出することである。具体的な振動現象を
利用した液体容器内の液体の状態の検出としてはいくつ
かの方法が考えられる。例えば弾性波発生手段が液体容
器の内部に対して弾性波を発生し、液面あるいは対向す
る壁によって反射する反射波を受波することで、液体容
器内の媒体およびその状態の変化を検出する方法があ
る。また、これとは別に、振動する物体の振動特性から
音響インピーダンスの変化を検知する方法もある。音響
インピーダンスの変化を利用する方法としては、圧電素
子を有する圧電装置またはアクチュエータの振動部を振
動させ、その後に振動部に残留する残留振動によって生
ずる逆起電力を測定することによって、共振周波数また
は逆起電力波形の振幅を検出することで音響インピーダ
ンスの変化を検知する方法や、測定機、例えば伝送回路
等のインピーダンスアナライザによって液体のインピー
ダンス特性またはアドミッタンス特性を測定し、電流値
や電圧値の変化または、振動を液体に与えたときの電流
値や電圧値の周波数による変化を測定する方法がある。
本実施例は、音響インピーダンスの変化を検出すること
で、その中でも特に共振周波数の変化を検出すること
で、液体を収容する液体容器内の液体の消費状態を検知
するための圧電装置に用いられる検出制御回路に関する
ものである。

【００１８】図１および図２は、圧電装置の一実施形態
であるアクチュエータ１０６の詳細および等価回路を示
す。ここでいうアクチュエータは、少なくとも音響イン
ピーダンスの変化を検知して液体容器内の液体の消費状
態を検出する方法に用いられる。特に、残留振動により
共振周波数の検出することで、少なくとも音響インピー
ダンスの変化を検知して液体容器内の液体の消費状態を
検出する方法に用いられる。図１（Ａ）は、アクチュエ
ータ１０６の拡大平面図である。図１（Ｂ）は、アクチ
ュエータ１０６のＢ−Ｂ断面を示す。図１（Ｃ）は、ア
クチュエータ１０６のＣ-Ｃ断面を示す。さらに図２
（Ａ)および図２（Ｂ)は、アクチュエータ１０６の等価
回路を示す。また、図２（Ｃ)および図２（Ｄ)は、それ
ぞれインクカートリッジ内にインクが満たされていると
きのアクチュエータ１０６を含む周辺およびその等価回
路を示し、図２（Ｅ)および図２（Ｆ)は、それぞれイン
クカートリッジ内にインクが無いときのアクチュエータ
１０６を含む周辺およびその等価回路を示す。

【００１９】アクチュエータ１０６は、ほぼ中央に円形
状の開口１６１を有する基板１７８と、開口１６１を被
覆するように基板１７８の一方の面（以下、表面とい
う）に配備される振動板１７６と、振動板１７６の表面
の側に配置される圧電層１６０と、圧電層１６０を両方
からはさみこむ上部電極１６４および下部電極１６６
と、上部電極１６４と電気的に結合する上部電極端子１
６８と、下部電極１６６と電気的に結合する下部電極端
子１７０と、上部電極１６４および上部電極端子１６８
の間に配設され、かつ両者を電気的に結合する補助電極
１７２と、を有する。圧電層１６０、上部電極１６４お
よび下部電極１６６はそれぞれの主要部として円形部分
を有する。圧電層１６０、上部電極１６４および下部電
極１６６のそれぞれの円形部分は圧電素子を形成する。

【００２０】振動板１７６は、基板１７８の表面に、開
口１６１を覆うように形成される。キャビティ１６２
は、振動板１７６の開口１６１と面する部分と基板１７
８の表面の開口１６１とによって形成される。基板１７
８の圧電素子とは反対側の面（以下、裏面という）は液
体容器側に面しており、キャビティ１６２は液体と接触
するように構成されている。キャビティ１６２内に液体
が入っても基板１７８の表面側に液体が漏れないよう
に、振動板１７６は基板１７８に対して液密に取り付け
られる。

【００２１】下部電極１６６は振動板１７６の表面、即
ち液体容器とは反対側の面に位置しており、下部電極１
６６の主要部である円形部分の中心と開口１６１の中心
とがほぼ一致するように取り付けられている。なお、下
部電極１６６の円形部分の面積が開口１６１の面積より
も小さくなるように設定されている。一方、下部電極１
６６の表面側には、圧電層１６０が、その円形部分の中
心と開口１６１の中心とがほぼ一致するように形成され
ている。圧電層１６０の円形部分の面積は、開口１６１
の面積よりも小さく、かつ下部電極１６６の円形部分の
面積よりも大きくなるように設定されている。

【００２２】一方、圧電層１６０の表面側には、上部電
極１６４が、その主要部である円形部分の中心と開口１
６１の中心とがほぼ一致するように形成される。上部電
極１６４の円形部分の面積は、開口１６１および圧電層
１６０の円形部分の面積よりも小さく、かつ下部電極１
６６の円形部分の面積よりも大きくなるよう設定されて
いる。

【００２３】したがって、圧電層１６０の主要部は、上
部電極１６４の主要部と下部電極１６６の主要部とによ
って、それぞれ表面側と裏面側とから挟みこまれる構造
となっていて、圧電層１６０を効果的に変形駆動するこ
とができる。圧電層１６０、上部電極１６４および下部
電極１６６のそれぞれの主要部である円形部分がアクチ
ュエータ１０６における圧電素子を形成する。上述のよ
うに圧電素子は振動板１７６に接している。また、上部
電極１６４の円形部分、圧電層１６０の円形部分、下部
電極１６６の円形部分および開口１６１のうちで、面積
が最も大きいのは開口１６１である。この構造によっ
て、振動板１７６のうち実際に振動する振動領域は、開
口１６１によって決定される。また、上部電極１６４の
円形部分、圧電層１６０の円形部分および下部電極１６
６の円形部分は開口１６１より面積が小さいので、振動
板１７６がより振動しやすくなる。さらに、圧電層１６
０と電気的に接続する下部電極１６６の円形部分および
上部電極１６４の円形部分のうち、下部電極１６６の円
形部分の方が小さい。従って、下部端子１６６の円形部
分が圧電層１６０のうち圧電効果を発生する部分を決定
する。

【００２４】上部電極端子１６８は、補助電極１７２を
介して上部電極１６４と電気的に接続するように振動板
１７６の表面側に形成される。一方、下部電極端子１７
０は、下部電極１６６に電気的に接続するように振動板
１７６の表面側に形成される。上部電極１６４は、圧電
層１６０の表面側に形成されるため、上部電極端子１６
８と接続する途中において、圧電層１６０の厚さと下部
電極１６６の厚さとの和に等しい段差を有する必要があ
る。上部電極１６４だけでこの段差を形成することは難
しく、かりに可能であったとしても上部電極１６４と上
部電極端子１６８との接続状態が弱くなってしまい、切
断してしまう危険がある。そこで、補助電極１７２を補
助部材として用いて上部電極１６４と上部電極端子１６
８とを接続させている。このようにすることで、圧電層
１６０も上部電極１６４も補助電極１７２に支持された
構造となり、所望の機械的強度を得ることができ、また
上部電極１６４と上部電極端子１６８との接続を確実に
することが可能となる。

【００２５】なお、圧電素子と振動板１７６のうちの圧
電素子に直面する振動領域とが、アクチュエータ１０６
において実際に振動する振動部である。また、アクチュ
エータ１０６に含まれる部材は、互いに焼成されること
によって一体的に形成されることが好ましい。アクチュ
エータ１０６を一体的に形成することによって、アクチ
ュエータ１０６の取り扱いが容易になる。さらに、基板
１７８の強度を高めることによって振動特性が向上す
る。即ち、基板１７８の強度を高めることによって、ア
クチュエータ１０６の振動部のみが振動し、アクチュエ
ータ１０６のうち振動部以外の部分が振動しない。ま
た、アクチュエータ１０６の振動部以外の部分が振動し
ないためには、基板１７８の強度を高めるのに対し、ア
クチュエータ１０６の圧電素子を薄くかつ小さくし、振
動板１７６を薄くすることによって達成できる。

【００２６】圧電層１６０の材料としては、ジルコン酸
チタン酸鉛（ＰＺＴ）、ジルコン酸チタン酸鉛ランタン
（ＰＬＺＴ）または鉛を使用しない鉛レス圧電膜を用い
ることが好ましく、基板１７８の材料としてジルコニア
またはアルミナを用いることが好ましい。また、振動板
１７６には、基板１７８と同じ材料を用いることが好ま
しい。上部電極１６４、下部電極１６６、上部電極端子
１６８および下部電極端子１７０は、導電性を有する材
料、例えば、金、銀、銅、プラチナ、アルミニウム、ニ
ッケルなどの金属を用いることができる。

【００２７】上述したように構成されるアクチュエータ
１０６は、液体を収容する容器に適用することができ
る。例えば、インクジェット記録装置に用いられるイン
クカートリッジやインクタンク、あるいは記録ヘッドを
洗浄するための洗浄液を収容した容器などに装着するこ
とができる。

【００２８】図１および図２に示されるアクチュエータ
１０６は、液体容器の所定の場所に、キャビティ１６２
を液体容器内に収容される液体と接触するように装着さ
れる。液体容器に液体が十分に収容されている場合に
は、キャビティ１６２内およびその外側は液体によって
満たされている。一方、液体容器の液体が消費され、ア
クチュエータの装着位置以下まで液面が降下すると、キ
ャビティ１６２内には液体は存在しないか、あるいはキ
ャビティ１６２内にのみ液体が残存されその外側には気
体が存在する状態となる。アクチュエータ１０６は、こ
の状態の変化に起因する、少なくとも音響インピーダン
スの相違を検出する。それによって、アクチュエータ１
０６は、液体容器に液体が十分に収容されている状態で
あるか、あるいはある一定以上の液体が消費された状態
であるかを検知することができる。さらに、アクチュエ
ータ１０６は、液体容器内の液体の種類も検出すること
が可能である。

【００２９】ここでアクチュエータによる液面検出の原
理について説明する。

【００３０】媒体の音響インピーダンスの変化を検出す
るには、媒体のインピーダンス特性またはアドミッタン
ス特性を測定する。インピーダンス特性またはアドミッ
タンス特性を測定する場合には、例えば伝送回路を利用
することができる。伝送回路は、媒体に一定電圧を印加
し、周波数を変えて媒体に流れる電流を測定する。また
は、伝送回路は、媒体に一定電流を供給し、周波数を変
えて媒体に印加される電圧を測定する。伝送回路で測定
された電流値または電圧値の変化は音響インピーダンス
の変化を示す。また、電流値または電圧値が極大または
極小となる周波数ｆｍの変化も音響インピーダンスの変
化を示す。

【００３１】上記の方法とは別に、アクチュエータは、
液体の音響インピーダンスの変化を共振周波数のみの変
化を用いて検出することができる。液体の音響インピー
ダンスの変化を利用する方法として、アクチュエータの
振動部が振動した後に振動部に残留する残留振動によっ
て生ずる逆起電力を測定することによって共振周波数を
検出する方法を用いる場合には、例えば圧電素子を利用
することができる。圧電素子は、アクチュエータの振動
部に残留する残留振動により逆起電力を発生する素子で
あり、アクチュエータの振動部の振幅によって逆起電力
の大きさが変化する。従って、アクチュエータの振動部
の振幅が大きいほど検出がしやすい。また、アクチュエ
ータの振動部における残留振動の周波数によって逆起電
力の大きさが変化する周期が変わる。従って、アクチュ
エータの振動部の周波数は逆起電力の周波数に対応す
る。ここで、共振周波数は、アクチュエータの振動部と
振動部に接する媒体との共振状態における周波数をい
う。

【００３２】共振周波数ｆｓを得るために、振動部と媒
体とが共振状態であるときの逆起電力測定によって得ら
れた波形をフーリエ変換する。アクチュエータの振動
は、一方向だけの変形ではなく、たわみや伸長等様々な
変形をともなうので、共振周波数ｆｓを含め様々な周波
数を有する。よって、圧電素子と媒体とが共振状態であ
るときの逆起電力の波形をフーリエ変換し、最も支配的
な周波数成分を特定することで、共振周波数ｆｓを判断
する。

【００３３】周波数ｆｍは、媒体のアドミッタンスが極
大またはインピーダンスが極小であるときの周波数であ
る。共振周波数ｆｓとすると、周波数ｆｍは、媒体の誘
電損失または機械的損失などによって、共振周波数ｆｓ
に対しわずかな誤差を生ずる。しかし、実測される周波
数ｆｍから共振周波数ｆｓを導出することは手間がかか
るため、一般には、周波数ｆｍを共振周波数に代えて使
用する。ここで、アクチュエータ１０６の出力を伝送回
路に入力することで、アクチュエータ１０６は少なくと
も音響インピーダンスを検出することができる。

【００３４】媒体のインピーダンス特性またはアドミッ
タンス特性を測定し周波数ｆｍを測定する方法と、アク
チュエータの振動部における残留振動振動によって生ず
る逆起電力を測定することによって共振周波数ｆｓを測
定する方法と、によって特定される共振周波数に差がほ
とんど無いことが実験によって証明されている。

【００３５】アクチュエータ１０６の振動領域は、振動
板１７６のうち開口１６１によって決定されるキャビテ
ィ１６２を構成する部分である。液体容器内に液体が充
分に収容されている場合には、キャビティ１６２内に
は、液体が満たされ、振動領域は液体容器内の液体と接
触する。一方で、液体容器内に液体が充分にない場合に
は、振動領域は液体容器内のキャビティに残った液体と
接するか、あるいは液体と接触せず、気体または真空と
接触する。

【００３６】本発明のアクチュエータ１０６にはキャビ
ティ１６２が設けられ、それによって、アクチュエータ
１０６の振動領域に液体容器内の液体が残るように設計
できる。その理由は次の通りである。

【００３７】アクチュエータの液体容器への取り付け位
置や取り付け角度によっては、液体容器内の液体の液面
がアクチュエータの装着位置よりも下方にあるにもかか
わらず、アクチュエータの振動領域に液体が付着してし
まう場合がある。振動領域における液体の有無だけでア
クチュエータが液体の有無を検出している場合には、ア
クチュエータの振動領域に付着した液体が液体の有無の
正確な検出を妨げる。たとえば、液面がアクチュエータ
の装着位置よりも下方にある状態のとき、キャリッジの
往復移動などにより液体容器が揺動して液体が波うち、
振動領域に液滴が付着してしまうと、アクチュエータは
液体容器内に液体が充分にあるとの誤った判断をしてし
まう。そこで、逆にそこに液体を残存した場合であって
も液体の有無を正確に検出するように設計されたキャビ
ティを積極的に設けることで、液体容器が揺動して液面
が波立ったとしても、アクチュエータの誤動作を防止す
ることができる。このように、キャビティを有するアク
チュエータを用いることで、誤動作を防ぐことができ
る。

【００３８】また、図２（Ｅ)に示すように、液体容器
内に液体が無く、アクチュエータ１０６のキャビティ１
６２に液体容器内の液体が残っている場合を、液体の有
無の閾値とする。すなわち、キャビティ１６２の周辺に
液体が無く、この閾値よりキャビティ内の液体が少ない
場合は、インク無しと判断し、キャビティ１６２の周辺
に液体が有り、この閾値より液体が多い場合は、インク
有りと判断する。例えば、アクチュエータ１０６を液体
容器の側壁に装着した場合、液体容器内の液体がアクチ
ュエータの装着位置よりも下にある場合をインク無しと
判断し、液体容器内の液体がアクチュエータの装着位置
より上にある場合をインク有りと判断する。このように
閾値を設定することによって、キャビティ内のインクが
乾燥してインクが無くなったときであってもインク無し
と判断し、キャビティ内のインクが無くなったところに
キャリッジの揺れなどで再度インクがキャビティに付着
しても閾値を越えないので、インク無しと判断すること
ができる。

【００３９】ここで、図１および図２を参照しながら逆
起電力の測定による媒体とアクチュエータ１０６の振動
部との共振周波数から液体容器内の液体の状態を検出す
る動作および原理について説明する。アクチュエータ１
０６において、上部電極端子１６８および下部電極端子
１７０を介して、それぞれ上部電極１６４および下部電
極１６６に電圧を印加する。圧電層１６０のうち、上部
電極１６４および下部電極１６６に挟まれた部分には電
界が生じる。その電界によって、圧電層１６０は変形す
る。圧電層１６０が変形することによって振動板１７６
のうちの振動領域がたわみ振動する。圧電層１６０が変
形した後しばらくは、たわみ振動がアクチュエータ１０
６の振動部に残留する。

【００４０】残留振動は、アクチュエータ１０６の振動
部と媒体との自由振動である。従って、圧電層１６０に
印加する電圧をパルス波形あるいは矩形波とすること
で、電圧を印加した後に振動部と媒体との共振状態を容
易に得ることができる。残留振動は、アクチュエータ１
０６の振動部を振動させるため、圧電層１６０をも変形
する。従って、圧電層１６０は逆起電力を発生する。そ
の逆起電力は、上部電極１６４、下部電極１６６、上部
電極端子１６８および下部電極端子１７０を介して検出
される。検出された逆起電力によって、共振周波数が特
定できるため、液体容器内の液体の状態を検出すること
ができる。

【００４１】一般に、共振周波数ｆｓは、ｆｓ＝１／（２＊π＊(Ｍ＊Ｃact)^1/2）（式1）で表される。ここで、Ｍは振動部のイナータンスＭact
と付加イナータンスＭ’との和である。Ｃactは振動部
のコンプライアンスである。

【００４２】図１（Ｃ）は、本実施例において、キャビ
ティにインクが残存していないときのアクチュエータ１
０６の断面図である。図２（Ａ)および図２（Ｂ)は、キ
ャビティにインクが残存していないときのアクチュエー
タ１０６の振動部およびキャビティ１６２の等価回路で
ある。

【００４３】Ｍactは、振動部の厚さと振動部の密度と
の積を振動部の面積で除したものであり、さらに詳細に
は、図２（Ａ)に示すように、Ｍact＝Ｍpzt＋Ｍelectrode1＋Ｍelectrode2＋Ｍvib （式２）と表される。ここで、Ｍpztは、振動部における圧電層
１６０の厚さと圧電層１６０の密度との積を圧電層１６
０の面積で除したものである。Ｍelectrode1は、振動部
における上部電極１６４の厚さと上部電極１６４の密度
との積を上部電極１６４の面積で除したものである。Ｍ
electrode2は、振動部における下部電極１６６の厚さと
下部電極１６６の密度との積を下部電極１６６の面積で
除したものである。Ｍvibは、振動部における振動板１
７６の厚さと振動板１７６の密度との積を振動板１７６
の振動領域の面積で除したものである。ただし、Ｍact
を振動部全体としての厚さ、密度および面積から算出す
ることができるように、本実施例では、圧電層１６０、
上部電極１６４、下部電極１６６および振動板１７６の
振動領域のそれぞれの面積は、上述のような大小関係を
有するものの、相互の面積の差は微小であることが好ま
しい。また、本実施例において、圧電層１６０、上部電
極１６４および下部電極１６６においては、それらの主
要部である円形部分以外の部分は、主要部に対して無視
できるほど微小であることが好ましい。従って、アクチ
ュエータ１０６において、Ｍactは、上部電極１６４、
下部電極１６６、圧電層１６０および振動板１７６のう
ちの振動領域のそれぞれのイナータンスの和である。ま
た、コンプライアンスＣactは、上部電極１６４、下部
電極１６６、圧電層１６０および振動板１７６のうちの
振動領域によって形成される部分のコンプライアンスで
ある。

【００４４】尚、図２（Ａ)、図２（Ｂ)、図２（Ｄ)、
図２（Ｆ)は、アクチュエータ１０６の振動部およびキ
ャビティ１６２の等価回路を示すが、これらの等価回路
において、Ｃactはアクチュエータ１０６の振動部のコ
ンプライアンスを示す。Ｃpzt、Ｃelectrode1、Ｃelect
rode2およびＣvibはそれぞれ振動部における圧電層１６
０、上部電極１６４、下部電極１６６および振動板１７
６のコンプライアンスを示す。Ｃactは、以下の式３で
表される。

【００４５】 1/Ｃact＝（1/Ｃpzt）＋（1/Ｃelectrode1）＋（1/Ｃelectrode2）＋（1/Ｃvi b）（式３）式２および式３より、図２（Ａ)は、図２（Ｂ)のように
表すこともできる。

【００４６】コンプライアンスＣactは、振動部の単位
面積に圧力をかけたときの変形によって媒体を受容でき
る体積を表す。また、コンプライアンスＣactは、変形
のし易さを表すといってもよい。

【００４７】図２（Ｃ)は、液体容器に液体が十分に収
容され、アクチュエータ１０６の振動領域の周辺に液体
が満たされている場合のアクチュエータ１０６の断面図
を示す。図２（Ｃ)のＭ’maxは、液体容器に液体が十分
に収容され、アクチュエータ１０６の振動領域の周辺に
液体が満たされている場合の付加イナータンスの最大値
を表す。Ｍ’ maxは、

【００４８】Ｍ’max＝(π*ρ/(2*k³))*(2*(2*k*a)³/(3*π))/(π*a²)² （式４）（ａは振動部の半径、ρは媒体の密度、ｋは波数であ
る。）

【００４９】で表される。尚、式４は、アクチュエータ
１０６の振動領域が半径ａの円形である場合に成立す
る。付加イナータンスＭ’は、振動部の付近にある媒体
の作用によって、振動部の質量が見かけ上増加している
ことを示す量である。式４からわかるように、Ｍ’max
は振動部の半径ａと、媒体の密度ρとによって大きく変
化する。

【００５０】波数kは、ｋ＝２＊π＊ｆact／ｃ（式５）（factは液体が触れていないときの振動部の共振周波数
である。cは媒体中を伝播する音響の速度である。）

【００５１】で表される。

【００５２】図２（Ｄ)は、液体容器に液体が十分に収
容され、アクチュエータ１０６の振動領域の周辺に液体
が満たされている図２（Ｃ)の場合のアクチュエータ１
０６の振動部およびキャビティ１６２の等価回路を示
す。

【００５３】図２（Ｅ)は、液体容器の液体が消費さ
れ、アクチュエータ１０６の振動領域の周辺に液体が無
いものの、アクチュエータ１０６のキャビティ１６２内
には液体が残存している場合のアクチュエータ１０６の
断面図を示す。式４は、例えば、液体容器に液体が満た
されている場合に、インクの密度ρなどから決定される
最大のイナータンスＭ’maxを表す式である。一方、液
体容器内の液体が消費され、キャビティ１６２内に液体
が残留しつつアクチュエータ１０６の振動領域の周辺に
ある液体が気体または真空になった場合には、

【００５４】Ｍ’＝ρ*ｔ/Ｓ（式６）と表せる。ｔは、振動にかかわる媒体の厚さである。Ｓ
は、アクチュエータ１０６の振動領域の面積である。こ
の振動領域が半径ａの円形の場合は、Ｓ＝π*ａ²であ
る。従って、付加イナータンスＭ’は、液体容器に液体
が十分に収容され、アクチュエータ１０６の振動領域の
周辺に液体が満たされている場合には、式４に従う。一
方で、液体が消費され、キャビティ１６２内に液体が残
留しつつアクチュエータ１０６の振動領域の周辺にある
液体が気体または真空になった場合には、式６に従う。

【００５５】ここで、図２（Ｅ)のように、液体容器の
液体が消費され、アクチュエータ１０６の振動領域の周
辺に液体が無いものの、アクチュエータ１０６のキャビ
ティ１６２内には液体が残存している場合の付加イナー
タンスＭ’を便宜的にＭ’cavとし、アクチュエータ１
０６の振動領域の周辺に液体が満たされている場合の付
加イナータンスＭ’maxと区別する。

【００５６】図２（Ｆ)は、液体容器の液体が消費さ
れ、アクチュエータ１０６の振動領域の周辺に液体が無
いものの、アクチュエータ１０６のキャビティ１６２内
には液体が残存している図２（Ｅ)の場合のアクチュエ
ータ１０６の振動部およびキャビティ１６２の等価回路
を示す。

【００５７】ここで、媒体の状態に関係するパラメータ
は、式６において、媒体の密度ρおよび媒体の厚さｔで
ある。液体容器内に液体が充分に収容されている場合
は、アクチュエータ１０６の振動部に液体が接触し、液
体容器内に液体が充分に収容されていない場合は、キャ
ビティ内部に液体が残存するか、もしくはアクチュエー
タ１０６の振動部に気体または真空が接触する。アクチ
ュエータ１０６の周辺の液体が消費され、図２（Ｃ)の
Ｍ’maxから図２（Ｅ)のＭ’cavへ移行する過程におけ
る付加イナータンスをＭ’ varとすると、液体容器内の
液体の収容状態によって、媒体の厚さｔが変化するた
め、付加イナータンスＭ’varが変化し、共振周波数ｆ
ｓも変化することになる。従って、共振周波数ｆｓを特
定することによって、液体容器内の液体の有無を検出す
ることができる。ここで、図２(Ｅ)に示すようにｔ＝ｄ
とした場合、式６を用いてＭ’cavを表すと、式６のｔ
にキャビティの深さｄを代入し、

【００５８】Ｍ’cav＝ρ*ｄ/Ｓ（式７）となる。

【００５９】また、媒体が互いに種類の異なる液体であ
っても、組成の違いによって密度ρが異なるため、付加
イナータンスＭ´が変化し、共振周波数ｆｓも変化す
る。従って、共振周波数ｆｓを特定することで、液体の
種類を検出できる。尚、アクチュエータ１０６の振動部
にインクまたは空気のいずれか一方のみが接触し、混在
していない場合には、式４によって計算しても、Ｍ’の
相違を検出できる。

【００６０】図３（Ａ）は、インクタンク内のインクの
量とインクおよび振動部の共振周波数ｆｓとの関係を示
すグラフである。ここでは液体の１例としてインクにつ
いて説明する。縦軸は、共振周波数ｆｓを示し、横軸
は、インク量を示す。インク組成が一定であるとき、イ
ンク残量の低下に伴い、共振周波数ｆｓは、上昇する。

【００６１】インク容器にインクが十分に収容され、ア
クチュエータ１０６の振動領域の周辺にインクが満たさ
れている場合には、その最大付加イナータンスＭ’max
は式４に表わされる値となる。一方で、インクが消費さ
れ、キャビティ１６２内に液体が残留しつつアクチュエ
ータ１０６の振動領域の周辺にインクが満たされていな
いときには、付加イナータンスＭ’varは、媒体の厚さ
ｔに基づいて式６によって算出される。式６中のｔは振
動にかかわる媒体の厚さであるから、アクチュエータ１
０６のキャビティ１６２のｄ(図１（Ｂ）参照)を小さ
く、即ち、基板１７８を十分に薄くすることによって、
インクが徐々に消費されていく過程を検出することもで
きる（図２（Ｃ)参照）。ここで、ｔinkは振動にかかわ
るインクの厚さとし、ｔink−maxはＭ’maxにおけるｔi
nkとする。例えば、インクカートリッジの底面にアクチ
ュエータ１０６をインクの液面に対してほぼ水平に配備
する。インクが消費され、インクの液面がアクチュエー
タ１０６からｔink-maxの高さ以下に達すると、式６に
よりＭ’varが徐々に変化し、式１により共振周波数ｆ
ｓが徐々に変化する。従って、インクの液面がｔの範囲
内にある限り、アクチュエータ１０６はインクの消費状
態を徐々に検出することができる。

【００６２】また、アクチュエータ１０６の振動領域を
大きくまたは長くし、かつ縦に配置することによってイ
ンクの消費による液面の位置にしたがって、式６中のＳ
が変化する。従って、アクチュエータ１０６はインクが
徐々に消費されていく過程を検出することもできる。例
えば、インクカートリッジの側壁にアクチュエータ１０
６をインクの液面に対してほぼ垂直に配備する。インク
が消費され、インクの液面がアクチュエータ１０６の振
動領域に達すると、水位の低下に伴い付加イナータンス
Ｍ’が減少するので、式１により共振周波数ｆｓが徐々
に増加する。従って、インクの液面が、キャビティ１６
２の径２ａ（図２（Ｃ)参照）の範囲内にある限り、ア
クチュエータ１０６はインクの消費状態を徐々に検出す
ることができる。

【００６３】図３(Ａ)の曲線Ｘは、アクチュエータ１０
６のキャビティ１６２を十分に浅くした場合や、アクチ
ュエータ１０６の振動領域を十分に大きくまたは長くし
た場合のインクタンク内に収容されたインクの量とイン
クおよび振動部の共振周波数ｆｓとの関係を表わしてい
る。インクタンク内のインクの量が減少するとともに、
インクおよび振動部の共振周波数ｆｓが徐々に変化して
いく様子が理解できる。

【００６４】より詳細には、インクが徐々に消費されて
いく過程を検出することができる場合とは、アクチュエ
ータ１０６の振動領域の周辺において、互いに密度が異
なる液体と気体とがともに存在し、かつ振動にかかわる
場合である。インクが徐々に消費されていくに従って、
アクチュエータ１０６の振動領域周辺において振動にか
かわる媒体は、液体が減少する一方で気体が増加する。
例えば、アクチュエータ１０６をインクの液面に対して
水平に配備した場合であって、ｔinkがｔink−maxより
小さいときには、アクチュエータ１０６の振動にかかわ
る媒体はインクと気体との両方を含む。したがって、ア
クチュエータ１０６の振動領域の面積Ｓとすると、式４
のＭ’max以下になった状態をインクと気体の付加質量
で表すと、

【００６５】Ｍ’＝Ｍ’air＋Ｍ’ink＝ ρair*ｔair/Ｓ+ρink*ｔink/Ｓ（式８）となる。ここで、Ｍ’airは空気のイナータンスであ
り、Ｍ’inkはインクのイナータンスである。ρairは空
気の密度であり、ρinkはインクの密度である。ｔairは
振動にかかわる空気の厚さであり、ｔinkは振動にかか
わるインクの厚さである。アクチュエータ１０６の振動
領域周辺における振動にかかわる媒体のうち、液体が減
少して気体が増加するに従い、アクチュエータ１０６が
インクの液面に対しほぼ水平に配備されている場合に
は、ｔairが増加し、ｔinkが減少する。それによって、
Ｍ’varが徐々に減少し、共振周波数が徐々に増加す
る。よって、インクタンク内に残存しているインクの量
またはインクの消費量を検出することができる。尚、式
７において液体の密度のみの式となっているのは、液体
の密度に対して、空気の密度が無視できるほど小さい場
合を想定しているからである。

【００６６】アクチュエータ１０６がインクの液面に対
しほぼ垂直に配備されている場合には、アクチュエータ
１０６の振動領域のうち、アクチュエータ１０６の振動
にかかわる媒体がインクのみの領域と、アクチュエータ
１０６の振動にかかわる媒体が気体の領域との並列の等
価回路（図示せず）と考えられる。アクチュエータ１０
６の振動にかかわる媒体がインクのみの領域の面積をＳ
inkとし、アクチュエータ１０６の振動にかかわる媒体
が気体のみの領域の面積をＳairとすると、

【００６７】 1/Ｍ’＝1/Ｍ’air＋1/Ｍ’ink＝Ｓair/（ρair*ｔair）+Ｓink/（ρink*ｔin k）（式９）となる。

【００６８】尚、式９は、アクチュエータ１０６のキャ
ビティにインクが保持されない場合に適用される。アク
チュエータ１０６のキャビティにインクが保持される場
合については、式７、式８および式９によって計算する
ことができる。

【００６９】一方、基板１７８が厚く、即ち、キャビテ
ィ１６２の深さｄが深く、ｄが媒体の厚さｔink-maxに
比較的近い場合や、液体容器の高さに比して振動領域が
非常に小さいアクチュエータを用いる場合には、実際上
はインクが徐々に減少する過程を検出するというよりは
インクの液面がアクチュエータの装着位置より上位置か
下位置かを検出することになる。換言すると、アクチュ
エータの振動領域におけるインクの有無を検出すること
になる。例えば、図３(Ａ)の曲線Ｙは、小さい円形の振
動領域の場合におけるインクタンク内のインクの量とイ
ンクおよび振動部の共振周波数ｆｓとの関係を示す。イ
ンクタンク内のインクの液面がアクチュエータの装着位
置を通過する前後におけるインク量Ｑの間で、インクお
よび振動部の共振周波数ｆｓが激しく変化している様子
が示される。このことから、インクタンク内にインクが
所定量残存しているか否かを検出することができる。

【００７０】図３（Ｂ）は、図３（Ａ）の曲線Ｙにおけ
るインクの密度とインクおよび振動部の共振周波数ｆｓ
との関係を示す。液体の例としてインクを挙げている。
図３（Ｂ）に示すように、インク密度が高くなると、付
加イナータンスが大きくなるので共振周波数ｆｓが低下
する。すなわち、インクの種類によって共振周波数ｆｓ
が異なる。したがって共振周波数ｆｓを測定することに
よって、インクを再充填する際に、密度の異なったイン
クが混入されていないか確認することができる。

【００７１】つまり、互いに種類の異なるインクを収容
するインクタンクを識別できる。

【００７２】続いて、液体容器内の液体が空の状態であ
ってもアクチュエータ１０６のキャビティ１６２内に液
体が残存するようにキャビティのサイズと形状を設定し
た時の、液体の状態を正確に検出できる条件を詳述す
る。アクチュエータ１０６は、キャビティ１６２内に液
体が満たされている場合に液体の状態を検出できれば、
キャビティ１６２内に液体が満たされていない場合であ
っても液体の状態を検出できる。

【００７３】共振周波数ｆｓは、イナータンスＭの関数
である。イナータンスＭは、振動部のイナータンスＭac
tと付加イナータンスＭ’との和である。ここで、付加
イナータンスＭ’が液体の状態と関係する。付加イナー
タンスＭ’は、振動部の付近にある媒体の作用によって
振動部の質量が見かけ上増加していることを示す量であ
る。即ち、振動部の振動によって見かけ上媒体を吸収す
ることによる振動部の質量の増加分をいう。

【００７４】従って、Ｍ’cavが式４におけるＭ’maxよ
りも大きい場合には、見かけ上吸収する媒体は全てキャ
ビティ１６２内に残存する液体である。よって、液体容
器内に液体が満たされている状態と同じである。この場
合にはＭ’が変化しないので、共振周波数ｆｓも変化し
ない。従って、アクチュエータ１０６は、液体容器内の
液体の状態を検出できないことになる。

【００７５】一方、Ｍ’cavが式４におけるＭ’ maxよ
りも小さい場合には、見かけ上吸収する媒体はキャビテ
ィ１６２内に残存する液体および液体容器内の気体また
は真空である。このときには液体容器内に液体が満たさ
れている状態とは異なりＭ’が変化するので、共振周波
数ｆｓが変化する。従って、アクチュエータ１０６は、
液体容器内の液体の状態を検出できる。

【００７６】即ち、液体容器内の液体が空の状態で、ア
クチュエータ１０６のキャビティ１６２内に液体が残存
する場合に、アクチュエータ１０６が液体の状態を正確
に検出できる条件は、Ｍ’cavがＭ’maxよりも小さいこ
とである。尚、アクチュエータ１０６が液体の状態を正
確に検出できる条件Ｍ’max＞Ｍ’cavは、キャビティ１
６２の形状にかかわらない。

【００７７】ここで、Ｍ’cavは、キャビティ１６２の
容量とほぼ等しい容量の液体の質量である。従って、
Ｍ’max＞Ｍ’cavの不等式から、アクチュエータ１０６
が液体の状態を正確に検出できる条件は、キャビティ１
６２の容量の条件として表すことができる。例えば、円
形状のキャビティ１６２の開口１６１の半径をaとし、
およびキャビティ１６２の深さをｄとすると、

【００７８】Ｍ’max＞ρ＊ｄ/πa² （式１０）である。式１０を展開すると

【００７９】ａ／ｄ＞３＊π／８（式１１）という条件が求められる。尚、式１０、式１１は、キャ
ビティ１６２の形状が円形の場合に限り成立する。円形
でない場合のＭ’maxの式を用い、式１０中のπa ²をそ
の面積と置き換えて計算すれば、キャビティの幅および
長さ等のディメンジョンと深さの関係が導き出せる。

【００８０】従って、式１１を満たす開口１６１の半径
aおよびキャビティ１６２の深さｄであるキャビティ１
６２を有するアクチュエータ１０６であれば、液体容器
内の液体が空の状態であって、かつキャビティ１６２内
に液体が残存する場合であっても、誤作動することなく
液体の状態を検出できる。

【００８１】付加イナータンスＭ’は音響インピーダン
ス特性にも影響するので、残留振動によりアクチュエー
タ１０６に発生する逆起電力を測定する方法は、少なく
とも音響インピーダンスの変化を検出しているともいえ
る。

【００８２】また、本実施例によれば、アクチュエータ
１０６が振動を発生してその後の残留振動によりアクチ
ュエータ１０６に発生する逆起電力を測定している。し
かし、アクチュエータ１０６の振動部が駆動電圧による
自らの振動によって液体に振動を与えることは必ずしも
必要ではない。即ち、振動部が自ら発振しなくても、そ
れと接触しているある範囲の液体と共に振動すること
で、圧電層１６０がたわみ変形する。この残留振動が圧
電層１６０に逆起電力電圧を発生させ、上部電極１６４
および下部電極１６６にその逆起電力電圧を伝達する。
この現象を利用することで媒体の状態を検出してもよ
い。例えば、インクジェット記録装置において、印字時
における印字ヘッドの走査によるキャリッジの往復運動
による振動によって発生するアクチュエータの振動部の
周囲の振動を利用してインクタンクまたはその内部のイ
ンクの状態を検出してもよい。

【００８３】図４(Ａ)、図４（Ｂ）および図４（Ｃ）
は、アクチュエータ１０６を振動させた後の、アクチュ
エータ１０６の残留振動の波形と残留振動の測定方法と
を示す。インクカートリッジ内のアクチュエータ１０６
の装着位置レベルにおけるインク水位の上下は、アクチ
ュエータ１０６が発振した後の残留振動の周波数変化
や、振幅の変化によって検出することができる。図４
(Ａ)から（Ｃ）において、縦軸はアクチュエータ１０６
の残留振動によって発生した逆起電力の電圧を示し、横
軸は時間を示す。アクチュエータ１０６の残留振動によ
って、図４(Ａ) から（Ｃ）に示すように電圧のアナロ
グ信号の波形が発生する。次に、アナログ信号を、信号
の周波数に対応するデジタル数値に変換する。

【００８４】図４(Ａ) および図４（Ｂ）に示した例に
おいては、アナログ信号の４パルス目から８パルス目ま
での４個のパルスが生じる時間を計測することによっ
て、インクの有無を検出する。

【００８５】より詳細には、アクチュエータ１０６が発
振した後、予め設定された所定の基準電圧を低電圧側か
ら高電圧側へ横切る回数をカウントする。デジタル信号
を４カウントから８カウントまでの間をＨｉｇｈとし、
所定のクロックパルスによって４カウントから８カウン
トまでの時間を計測する。

【００８６】図４（Ａ）はアクチュエータ１０６の装着
位置レベルよりも上位にインク液面があるときの波形で
ある。一方、図４（Ｂ）はアクチュエータ１０６の装着
位置レベルにおいてインクが無いときの波形である。図
４（Ａ）と図４（Ｂ）とを比較すると、図４（Ａ）の方
が図４（Ｂ）よりも４カウントから８カウントまでの時
間が長いことがわかる。換言すると、インクの有無によ
って４カウントから８カウントまでの時間が異なる。こ
の時間の相違を利用して、インクの消費状態を検出する
ことができる。アナログ波形の４カウント目から数える
のは、アクチュエータ１０６の振動が安定してから計測
をはじめるためである。４カウント目からとしたのは単
なる一例であって、任意のカウントから数えてもよい。
ここでは、４カウント目から８カウント目までの信号を
検出し、所定のクロックパルスによって４カウント目か
ら８カウント目までの時間を測定する。それによって、
共振周波数を求める。クロックパルスは、インクカート
リッジに取り付けられる半導体記憶装置等を制御するた
めのクロックと等しいクロックのパルスであることが好
ましい。尚、８カウント目までの時間を測定する必要は
無く、任意のカウントまで数えてもよい。図４において
は、４カウント目から８カウント目までの時間を測定し
ているが周波数を検出する回路構成にしたがって、異な
ったカウント間隔内の時間を検出してもよい。

【００８７】例えば、インクの品質が安定していてピー
クの振幅の変動が小さい場合には、検出の速度を上げる
ために４カウント目から６カウント目までの時間を検出
することにより共振周波数を求めてもよい。また、イン
クの品質が不安定でパルスの振幅の変動が大きい場合に
は、残留振動を正確に検出するために４カウント目から
１２カウント目までの時間を検出してもよい。

【００８８】また、他の実施例として所定期間内におけ
る逆起電力の電圧波形の波数を数えてもよい（図示せ
ず）。この方法によっても共振周波数を求めることがで
きる。より詳細には、アクチュエータ１０６が発振した
後、所定期間だけデジタル信号をＨｉｇｈとし、所定の
基準電圧を低電圧側から高電圧側へ横切る回数をカウン
トする。そのカウント数を計測することによってインク
の有無を検出できるのである。

【００８９】さらに、図４(Ａ)および図４(Ｂ)を比較し
て分かるように、インクがインクカートリッジ内に満た
されている場合とインクがインクカートリッジ内に無い
場合とでは、逆起電力波形の振幅が異なる。従って、共
振周波数を求めることなく、逆起電力波形の振幅を測定
することによっても、インクカートリッジ内のインクの
消費状態を検出してもよい。より詳細には、例えば、図
４(Ａ)の逆起電力波形の頂点と図４(Ｂ) の逆起電力波
形の頂点との間に基準電圧を設定する。アクチュエータ
１０６が発振した後、所定時間にデジタル信号をＨｉｇ
ｈとし、逆起電力波形が基準電圧を横切った場合には、
インクが無いと判断する。逆起電力波形が基準電圧を横
切らない場合には、インクが有ると判断する。

【００９０】図４（Ｃ）は、所定のクロックパルスによ
って図４（Ａ）に示したパルス波形の４カウント目から
８カウント目までの時間を測定した例を示す。この図に
おいて、４カウント目から８カウント目までの間にクロ
ックパルスが５カウント分出現している。実際には１０
０カウントから２００カウント分のクロックパルスが出
現するがここでは説明を簡単にするために少ないクロッ
クパルスを用いて説明する。クロックパルスは、一定の
周期を有するパルスであるのでクロックパルスの個数を
カウントすることにより時間を測定することができる。
４カウント目から８カウント目までの間の時間を測定す
ることによって、共振周波数を求める。クロックパルス
は、逆起電力波形の周期より短い周期を有することが好
ましく、例えば１６ＭＨｚ等の周波数が高いクロックパ
ルスであることが好ましい。

【００９１】図５は、アクチュエータ１０６が音響イン
ピーダンスの変化を検知することで液体容器１内の液体
の消費状態を検出し、検出した結果に基づいてインクジ
ェット記録装置を制御する記録装置制御部２０００の構
成を示す。記録装置制御部２０００は、液体容器１に装
着されたアクチュエータ１０６に対して、アクチュエー
タ１０６を駆動する電圧を与え、その結果アクチュエー
タ１０６が検知する音響インピーダンスの変化から液体
の消費状態を検出する液体消費状態検出部１２００と、
液体消費状態検出部１２００が出力する液体有無の検出
結果に基づいて記録装置を制御する制御回路部１５００
とを備える。

【００９２】制御回路部１５００は、液体消費状態検出
部１２００が出力する液体有無の検出結果に基づいて記
録装置動作制御部１４０２を制御する制御部１４００
と、制御部１４００の指示に基づいて記録装置の動作を
制御する記録装置動作制御部１４０２とを更に備える。
制御回路部１５００は、記録装置動作制御部１４０２に
よりその動作が制御される提示処理部１４０４、印刷動
作制御部１４０６、インク補充処理部１４０８、カート
リッジ交換処理部１４１０、印刷データ記憶処理部１４
１２、及び印字データ記憶部１４１４を更に備える。

【００９３】なお、記録装置制御部２０００は、インク
ジェット記録装置の内部に設けられてもよいが、記録装
置制御部２０００の一部の機能が外部に設けられてもよ
い。例えば、制御回路部１５００の機能が、記録装置に
接続されたコンピュータ等の外部装置に与えられてもよ
い。さらに、記録装置制御部２０００の一部の機能が、
プログラムとして記録媒体に格納され供給されてもよ
い。記録装置制御部２０００の一部の機能を記録媒体に
格納されたプログラムとして記録装置に接続されたコン
ピュータに供給することにより、記録装置制御部２００
０の一部の機能が後日改良された場合、容易に最新の機
能を実行するプログラムをコンピュータの記憶媒体に格
納し、常に最新の機能を用いて記録装置の動作を制御す
ることができる。

【００９４】また、記録装置制御部２０００の一部の機
能は、プログラムとしてサーバ等の情報処理装置から、
電気通信回線を介して記録装置が接続されるコンピュー
タ等の端末に送信されてもよい。この場合、最新の機能
を、容易に電気通信回線を介してサーバから入手してコ
ンピュータの記憶装置に格納することによって、記録装
置は常に最新の機能を実行することができる。

【００９５】液体消費状態検出部１２００は、アクチュ
エータ１０６を駆動し、音響インピーダンスの変化から
液体容器１内の液体の有無を検出する。例えば、液体消
費状態検出部１２００は、アクチュエータ１０６が残留
振動により発生した逆起電力、例えば電圧値を測定する
測定回路部８００と、測定回路部が測定した逆起電力を
入力して液体容器１内の液体の有無を表す信号を出力す
る検出回路部１１００とを有する。

【００９６】測定回路部８００は、アクチュエータ１０
６を駆動する駆動電圧を生成する駆動電圧生成部８５０
を有する。駆動電圧生成部８５０によって生成された駆
動電圧によって液体容器１に装着されたアクチュエータ
１０６を駆動し発振させる。アクチュエータ１０６は駆
動発振後も振動し続け、この残留振動によってアクチュ
エータ１０６自身が逆起電力を発生させる。測定回路部
８００は、更に、アクチュエータ１０６が発生した逆起
電力の波形のアナログ信号を、逆起電力波形の周波数に
対応するデジタル信号に変換してデジタル回路部９００
に出力する。

【００９７】検出回路部１１００は、測定回路部８００
が出力した信号の一定時間内のパルス数をデジタル的に
カウントするデジタル回路部９００と、デジタル回路部
９００がカウントしたパルス数に基づいて液体の有無を
判定する液体有無判定部１０００とを有する。本実施例
においては、デジタル回路部９００は、図４（Ａ）及び
図４(Ｂ)に示すように、測定回路部８００が出力した逆
起電力波形中の４カウント目から８カウント目までがＨ
ｉｇｈの信号を出力する。更に、図４（Ｃ）に示すよう
に、デジタル回路部９００は上記デジタル信号中の４カ
ウント目から８カウント目までのＨｉｇｈである期間に
おいて、逆起電力波形の周期より短い周期を有する所定
のクロックパルスのパルス数をカウントする。一定な周
期を有するクロックパルスのパルス数をカウントするこ
とで、４カウント目から８カウント目までの時間を測定
することができる。例えば図４（Ｃ）ではクロックパル
スが５カウント分存在し、５カウントをクロックパルス
の周期と掛け合わせることで時間を算出することができ
る。ここでは説明を簡単にするために低い周波数のクロ
ックパルスを例にして説明しているが実際には１６ＭＨ
ｚ等の周波数が高いクロックパルスが使用される。液体
有無判定部１０００は、デジタル回路部９００が出力し
たカウント値に基づいて、液体容器１内の液体の有無を
判定し、判定結果を制御回路部１５００へ出力する。

【００９８】液体消費状態検出部１２００が液体無しの
判定結果を出力した場合、制御部１４００は、記録装置
動作制御部１４０２を制御して所定の低インク量対応処
理を行う。低インク量対応処理は、インクが残り少なく
なったことを考慮して、不適切な印刷等の記録装置の動
作を禁止または抑制する処理である。記録装置動作制御
部１４０２は、制御部１４００の指示に基づいて、提示
処理部１４０４、印刷動作制御部１４０６、インク補充
処理部１４０８、カートリッジ交換処理部１４１０、あ
るいは印刷データ記憶処理部１４１２の動作を制御して
低インク量対応処理を実行する。

【００９９】提示処理部１４０４は、液体容器１内の液
体の有無を検知したアクチュエータ１０６に対応する情
報を提示する。情報の提示には、ディスプレイ１４１６
による表示およびスピーカ１４１８による発報がある。
ディスプレイ１４１６は、例えば記録装置の表示パネル
や、記録装置に接続されたコンピュータの画面である。
また、提示処理部１４０４はスピーカ１４１８と接続さ
れ、アクチュエータ１０６が装着位置において液体無し
を検出すると、報知音がスピーカ１４１８から出力され
る。スピーカ１４１８は、記録装置のスピーカでもよ
く、記録装置に接続されたコンピュータ等の外部装置の
スピーカでもよい。また、報知音として音声信号を用い
ることも好適であり、音声合成処理によりインク消費状
態を示す合成音声が生成されてもよい。

【０１００】印刷動作制御部１４０６は印刷動作部１４
２０を制御して、記録装置の印刷動作を停止させる。印
刷動作の停止により、インクが無くなった後の印刷動作
が回避される。また、印刷動作制御部１４０６は、低イ
ンク量対応処理の他の例として、ある印刷処理を終了し
てから次の印刷処理に移るのを禁止してもよい。この印
刷処理の禁止により、ひとつの印刷処理、たとえば一連
の文章の印刷途中で印刷が停止するのを回避できる。ま
た、印刷処理の禁止の例として、１ページ印刷している
途中で印刷処理が停止するのを防ぐために、改ページ終
了後の印刷処理を禁止することが好ましい。

【０１０１】インク補充処理部１４０８は、インク補充
装置１４２２を制御してインクカートリッジにインクを
自動的に補充する。このインクの補充により、印刷を継
続することができる。カートリッジ交換処理部１４１０
はカートリッジ交換装置１４２４を制御してインクカー
トリッジを自動的に交換する。この対応処理によっても
ユーザの手をわずらわせることなく印刷動作を継続する
ことができる。印刷データ記憶処理部１４１２は、低イ
ンク量対応処理として、印刷完了前の印字データを印字
データ記憶部１４１４に格納する。この印字データはイ
ンクエンド検出後に記録装置に送られてくる印字データ
である。この印字データの格納により、印刷前の印字デ
ータが失われるのを回避できる。

【０１０２】これらの構成１４０４〜１４１２の全てが
記録装置制御部２０００に設けられていなくてもよい。
また、全ての低インク量対応処理が行われる必要はな
く、少なくともひとつの低インク量対応処理が行われれ
ばよい。例えば、インク補充処理部１４０８またはカー
トリッジ交換処理部１４１０が処理を行うのであれば、
印刷動作制御部１４０６は印刷動作の停止処理を行わな
くてもよい。また、上記に例示した以外の低インク量対
応処理を行う構成であって、インク不足による不適切な
動作を回避する構成が設けられてもよい。また、上記の
低インク量対応処理は、アクチュエータ１０６が、その
装着位置において液体無しを検知してから「所定の余裕
量」の印刷が行われた後に実行することが好適である。
「所定の余裕量」は、アクチュエータ１０６の液体無し
検知後に全インクを消費する印刷量より少ない適当な値
に設定される。

【０１０３】図６は、他の実施形態の記録装置制御部２
００２を示すブロック図である。本実施形態では、液体
容器１に３つのアクチュエータ１０６Ａ、１０６Ｂ，及
び１０６Ｃが装着されている。３つのアクチュエータ１
０６Ａ、１０６Ｂ，及び１０６Ｃは、液体消費による液
面低下方向に沿って異なる位置に設置されている。図６
に示す測定回路部８０２は、液体容器１に装着された３
つのアクチュエータ１０６Ａ、１０６Ｂ，及び１０６Ｃ
に対して、アクチュエータを駆動する電圧をそれぞれ与
える駆動電圧生成部８５０Ａ、８５０Ｂ、及び８５０Ｃ
を有する。検出回路部１１０２内のデジタル回路部９０
２は、アクチュエータ１０６Ａ，１０６Ｂ，及び１０６
Ｃが発生する逆起電力信号をそれぞれ測定回路部８０２
から入力し、それぞれの逆起電力信号の所定時間内のパ
ルス数をカウントする。更に、液体有無判定部１００２
は、デジタル回路部９０２が出力したそれぞれの逆起電
力信号のカウント値に基づいて、液体容器１内の液体の
有無を判定する。本実施例においては、複数のアクチュ
エータが液面低下方向の異なる位置にそれぞれ装着され
ているので、それぞれのアクチュエータの装着位置にお
ける液体の消費状態を段階的に検出することができる。
記録装置制御部２００２の液体消費状態検出部１２０２
以外の構成は、図５の記録装置制御部２０００と同様の
構成であるので説明を省略する。

【０１０４】液面がアクチュエータの取付位置レベルよ
り高いか否かによってアクチュエータの出力信号が異な
る。例えば検出される逆起電力の周波数や振幅が大きく
変化し、それに伴って検出信号が変化する。液体消費状
態検出部１２０２は、検出信号に基づいて液体の液面が
各アクチュエータ１０６Ａ、１０６Ｂ、及び１０６Ｃの
取付位置レベルを通過したか否かを判定できる。検出処
理は予め定められたタイミングで定期的に行われる。

【０１０５】ここで、液面がアクチュエータの取付位置
より低い状態を「液体無し状態」とし、液面がアクチュ
エータより高い状態を「液体有り状態」とする。液面が
アクチュエータを通過すると、「液体有り状態」から
「液体無し状態」へ検出結果が変化する。本実施の形態
では、液面通過の検知とはこの検出結果の変化を示す。

【０１０６】本実施形態の特徴として、制御部１４００
は、インピーダンスの検出に用いるアクチュエータを、
液体消費の進行に応じて液体の液面の低下方向に沿って
切り換える。詳述すると、液体容器１の装着直後、すな
わち液体フル状態ではアクチュエータ１０６Ａのみが使
用される。液体が消費され液面がアクチュエータ１０６
Ａを通過すると、アクチュエータ１０６Ａは液体無し状
態を検出する。これに応えて、制御部１４００は、液体
検出位置を中段に切り換える。すなわち、アクチュエー
タ１０６Ｂのみを用いて液体の消費が検出される。同様
にして、アクチュエータ１０６Ｂが液体無し状態を検出
すると、検出位置が最下段のアクチュエータ１０６Ｃへ
と切り換えられる。

【０１０７】本実施の形態によれば、検出位置を順次下
方に切り換えていくので、全てのアクチュエータが常に
動作しなくてもよく、アクチュエータの動作の頻度が少
なくなる。したがって、制御部１４００におけるデータ
処理量も減少することができる。この結果、検出動作が
印刷動作のスループットを低下させることはない。

【０１０８】本実施の形態においては、アクチュエータ
の数が３つであった。しかしながら、アクチュエータの
数は３つ以上であればいくつでもよい。また、アクチュ
エータの間隔は一定でなくてもよい。たとえば、液面が
低くなるほどアクチュエータの間隔を狭くすることが好
適である。こうした変形は、以下の他の実施形態におい
ても同様に適用可能である。

【０１０９】図７は、図５に示した記録装置制御部２０
００の更に他の実施形態を示す。図７の液体容器１は、
液体容器１内の液体を記録媒体に吐出して印字するヘッ
ド部１３００に連通するよう、キャリッジ上に装着され
ている。ヘッド部１３００は、ヘッド駆動部１４４０に
よって駆動される。図７の記録装置は、ヘッド部１３０
０から液体を吸引してヘッド部１３００のノズルを清掃
するクリーニング部１４３６を有し、クリーニング駆動
部１４３２がポンプ１４３４を駆動することにより、ク
リーニング部１４３６はヘッド部１３００から液体を吸
引する。

【０１１０】図７に示した記録装置制御部２００４の制
御回路部１５０２は、図５に示した記録装置制御部２０
００が備える要素に加えて、ヘッド部１３００が吐出し
たインク滴の数を数える液体吐出カウンタ(ドットカウ
ンタ)１４５０、液体吐出カウンタ１４５０が数えたイ
ンク滴の数に基づいてインク消費量を算出する液体消費
量算出部１４５２、及びクリーニング駆動部１４３２を
液体消費状態検出部１２１０が検出したインク消費状態
に基づいて制御するクリーニング制御部１４４２を更に
備える。更に、検出回路部１１０４は、液体吐出カウン
タ１４５０がカウントしたヘッド部１３００のインク滴
の吐出数を、アクチュエータ１０６を用いて検出したイ
ンクの消費状態に基づいて補正する液体消費状態補正部
１０１０を有する。

【０１１１】次に、図７において新たに加わった要素に
ついての動作を説明する。液体吐出カウンタ１４５０
は、印字時にヘッド部１３００から吐出されるインク滴
の数をカウントし、液体消費量算出部１４５２へ出力す
る。液体消費量算出部１４５２は、液体吐出カウンタ１
４５０のカウント値に基づいてヘッド部から吐出された
インク量を算出する。また、印字ヘッドに印刷とは関係
のない駆動信号を印加してインク滴を空吐出させること
により、ヘッド１３００のノズル開口近傍の不揃いのメ
ニスカスを回復させたり、ノズル開口におけるインクの
目詰まりを防止するフラッシング操作によっても、イン
クが消費される。したがって、液体吐出カウンタ１４５
０は、フラッシング操作によるインク滴吐出数について
もカウントして液体消費量算出部１４５２へ出力する。
液体消費量算出部１４５２は、印字操作及びフラッシン
グ操作によるヘッド部１３００からのインクの吐出数か
ら、インクの消費量を算出して、算出したインク消費量
を液体消費状態補正部１０１０へ出力する。液体消費量
算出部１４５２によって算出されたインク量は提示処理
部１４０４のディスプレイ１４１６によって表示され
る。

【０１１２】更に、ヘッド部１３００をクリーニング部
１４３６によって清掃する際にも、クリーニングによっ
てヘッド部１３００内のインクが吸引されることで液体
容器１内のインクが消費される。したがって、液体消費
量算出部１４５２は、クリーニング制御部１４４２を介
してクリーニング駆動部１４３２がポンプ１４３４を駆
動した時間、例えば、ポンプ１４３４に通電した時間を
入力し、ポンプ１４３４の時間当たりのインク吸収量を
掛けることによってクリーニングによるインクの消費量
を算出する。

【０１１３】したがって、液体消費量算出部１４５２
は、液体吐出カウンタ１４５０とクリーニング制御部１
４４２とによって消費されたインク量を算出する。液体
消費状態補正部１０１０は、液体消費量算出部１４５２
の算出値を液体有無判定部１０００の判定結果に基づい
て補正する。

【０１１４】インク消費状態の検出に、液体有無判定部
１０００、液体消費量算出部１４５２、及びクリーニン
グ制御部１４４２の３つの出力を用いる理由を次に述べ
る。液体有無判定部１０００の出力は、液体の液面をア
クチュエータ１０６の装着位置において実際に測定した
情報である。一方、液体消費量算出部１４５２及びクリ
ーニング制御部の出力は、液体吐出カウンタ１４５０が
カウントしたインク滴の数、及びポンプの駆動時間から
算出された推定のインク消費量である。この算出値は、
ユーザサイドでの印刷形態や、使用環境により、例えば
室温が極端な高低、あるいはインクカートリッジの開封
後の経過時間などによってインクカートリッジ内の圧力
やインクの粘度が変化することによって誤差を生じるこ
とがある。そこで、液体消費状態補正部１０１０は、液
体消費量算出部１４５２及びクリーニング制御部１４４
２の出力に基づいて算出されたインク消費量を、液体有
無判定部１０００から出力されたインク有無の判定結果
に基づいて補正する。更に、液体消費状態補正部１０１
０は、液体有無判定部１０００から出力されたインク有
無の判定結果に基づいて、液体消費量算出部１４５２が
インク消費量を算出するのに用いる算出式のパラメータ
を補正する。算出式のパラメータを補正することによっ
て算出式をインクカートリッジが使用されている環境に
適合させ、算出式によって得られた値が実際使用した値
に近似するようにする。

【０１１５】アクチュエータ１０６が装着位置において
インク無しを検知した場合、記録装置動作制御部１４０
２に制御される印刷動作制御部１４０６、インク補充処
理部１４０８、カートリッジ交換処理部１４１０、印刷
データ記憶処理部１４１２、及びクリーニング制御部１
４４２は、所定の低インク量対応処理を行う。

【０１１６】印刷動作制御部１４０６は、ヘッド駆動部
１４４０を制御して、ヘッド部１３００におけるインク
の吐出を停止したり、インクの吐出量を減少させるの
で、インクが無くなった後の印刷動作が回避される。ク
リーニング制御部１４４２は、低インク対応処理とし
て、クリーニング部１４３６によるヘッド部１３００の
クリーニング動作を禁止したり、クリーニングの回数を
減少したり、ポンプ１４３４の吸引力を弱めることによ
りインクの吸引量を減少させる。ヘッド部１３００のク
リーニングの際に、比較的多くのインクがヘッド部１３
００から吸引される。したがって、低インクとなったと
きにクリーニング動作を禁止することにより、残り少な
いインクがクリーニングのためにヘッド部１３００から
吸引されるのを回避でき、クリーニングのためにインク
が不足するという事態を回避できる。また、クリーニン
グの回数を減少したり、ポンプ１４３４の吸引力を弱め
てもよい。液体容器１内のインク残量に基づいて、制御
部１４００は、印刷動作制御部１４０６及びクリーニン
グ制御部１４４２がどの低インク処理を実行するかを選
択する。

【０１１７】図８は、図７に示した記録装置制御部２０
０４の他の実施形態を示す。この実施例では、半導体記
憶手段７が液体容器１に装着され、記録装置制御部２０
０６が情報記憶制御回路部１４４４を有する以外は、図
７に示した記録装置制御部２００４と同様の構成であ
る。したがって、半導体記憶手段７及び情報記憶制御手
段１４４４と関係ない要素についてはその説明を省略す
る。本実施形態の特徴として、半導体記憶手段７及び情
報記憶制御回路部１４４４を備えた構成により得られる
機能と利点を以下に説明する。

【０１１８】液体容器１は、アクチュエータ１０６及び
半導体記憶手段７を有する。半導体記憶手段７は、ＥＥ
ＰＲＯＭ等の書き換え可能なメモリである。一方、制御
回路部１５０６は、情報記憶制御回路部１４４４を有す
る。液体消費状態検出部１２１０は、アクチュエータ１
０６を制御して液体容器１内の液体の消費状態を検出
し、アクチュエータ１０６を用いた液体消費状態の検出
に関連する消費関連情報を制御回路部１５０６へ出力す
る。制御部１４００は、情報記憶制御回路部１４４４を
介して消費関連情報を半導体記憶手段７に書き込む。更
に、情報記憶制御回路部１４４４は、消費関連情報を半
導体記憶手段７から読み出して制御部１４００へ出力す
る。

【０１１９】次に、半導体記憶手段７について詳細に説
明する。半導体記憶手段７は、アクチュエータ１０６を
用いた液体の消費状態の検出に関連する消費関連情報を
記憶する。消費関連情報は、検出された液体の消費状態
の情報を含む。情報記憶制御回路部１４４４は、アクチ
ュエータ１０６を用いて得られた消費状態情報を半導体
記憶手段７に書き込む。そして、この消費状態情報が読
み出され、記録装置制御部２００６において使用され
る。

【０１２０】消費状態情報を半導体記憶手段７に記憶す
ることは、特に液体容器１の脱着において有利である。
液体が途中まで消費された状態で、液体容器１がインク
ジェット記録装置から取り外されたとする。この時、液
体消費状態を記憶した半導体記憶手段７が常に液体容器
１と一緒にある。液体容器１は再度同じインクジェット
記録装置に装着され、あるいは他のインクジェット記録
装置に装着される。このとき、半導体記憶手段７から液
体消費状態が読み出され、その液体消費状態に基づいて
記録装置制御部２００６が動作する。例えば、液体が空
または液体残量が少ない液体容器１が装着されたことが
分かり、その旨がユーザに伝えられる。このようにし
て、脱着後、液体容器１の以前の消費状態情報を確実に
利用できる。

【０１２１】半導体記憶手段７は、さらに、液体吐出カ
ウンタ１４５０がカウントしたインク滴の数に基づいて
液体消費量算出部１４５２が算出した液体消費状態を記
憶してもよい。アクチュエータ１０６は、アクチュエー
タ１０６の装着位置におけるインク液面の通過を確実に
検出できる。そこで、液面通過の前後のインク消費状態
を液体消費量算出部１４５２が算出した液体消費状態か
ら推定することが好ましい。この推定値が半導体記憶手
段７に格納される。

【０１２２】また、消費関連情報は、液体の消費状態に
応じて検出されるべき検出特性情報を含む。本実施形態
では、検出特性情報として、消費前検出特性情報および
消費後検出特性情報が記憶される。消費前検出特性情報
は、インクの消費を開始する前の検出特性、すなわち、
インクフル状態における検出特性を示す。消費後検出特
性情報は、インクが所定の検出目標まで消費されたとき
に検出される予定の検出特性、具体的には、インク液面
がアクチュエータ１０６の取付位置レベルを下回ったと
きの検出特性を示す。

【０１２３】情報記憶制御回路部１４４４は半導体記憶
手段７から検出特性情報を読み出し、液体消費状態検出
部１２１０は、その検出特性情報に基づいてアクチュエ
ータ１０６を用いて液体消費状態を検出する。消費前検
出特性に対応する検出信号が得られた場合、液体の消費
がまだ進んでおらず、インクの残量は多いと考えられ
る。少なくとも、インク液面がアクチュエータ１０６よ
り上にあることは確実に分かる。一方、消費後検出特性
に対応する検出信号が得られたときは、インクの消費が
進み、残量が少ないので、インク液面はアクチュエータ
１０６を下回っていることが分かる。

【０１２４】検出特性情報を半導体記憶手段７に記憶す
ることの利点の一つを説明する。検出特性情報は、液体
容器１の形状、アクチュエータ１０６の仕様、およびイ
ンクの仕様、等の各種の要因によって決まる。改良等の
設計変更が行われたときには、検出特性も変化すること
がある。液体消費状態記憶部１２１０が常に同じ検出特
性情報を使用すると、こうした検出特性の変化への対処
が容易でない。一方、本実施の形態では、検出特性情報
が半導体記憶手段７に記憶され利用される。したがっ
て、検出特性の変化に容易に対処できる。もちろん、新
しい仕様の液体容器１が提供されるときも、その液体容
器１の検出特性情報を記録装置制御部２００６が容易に
利用できる。

【０１２５】さらに好ましくは、個々の液体容器１ごと
の検出特性情報が測定され、半導体記憶手段７に格納さ
れる。液体容器１の仕様が同じでも、製造ばらつきによ
って検出特性が異なることがある。例えば、液体容器１
の形状や肉厚に応じて検出特性が異なることもある。本
実施の形態では、各液体容器１が半導体記憶手段７を有
するので、その半導体記憶手段７に固有の検出特性情報
を格納できる。これにより、製造ばらつきの検出への影
響を低減でき、検出精度を向上できる。このように、本
実施の形態は、個々液体容器１の検出特性の相違に対し
て有利である。

【０１２６】図９は、図８に示した記録装置制御部２０
０６の動作手順を示すフローチャートである。まず、イ
ンクカートリッジが装着されたか否かが判定される（Ｓ
１０）。新品または途中まで使用されたインクカートリ
ッジが装着されたことが検出される。この処理は、イン
クジェット記録装置に備えられたスイッチ等（図示せ
ず）を用いる。インクカートリッジが装着されると、半
導体記憶手段７から検出特性情報等を含む消費関連情報
が読み出される（Ｓ１２）。記録装置制御部２００８の
提示処理部１４０４、印刷動作制御部１４０６、インク
補充処理部１４０８、カートリッジ交換処理部１４１
０、印刷データ記憶処理部１４１２、及びクリーニング
制御部１４４２は、読み出された消費関連情報を利用す
る。例えば、読み出された消費関連情報により、液体容
器１内の液体残量が少ないことが分かると、ディスプレ
イ１４１６に液体残量が少ないことを表示したり、ヘッ
ド部１３００の動作を停止させる。

【０１２７】液体消費状態検出部１２１０は、読み出さ
れた検出特性情報に基づいて、アクチュエータ１０６を
用いて液体の消費状態を検出する（Ｓ１４）。検出され
た液体消費状態に基づいて、液体容器１内の液体の有無
が判定される（Ｓ１６）。液体無しが検出された場合に
は、液体無し対応手段（Ｓ１８）が実行される。液体無
し対応手段（Ｓ１８）としては、印刷データ記憶処理部
１４１２によって、印字データを記憶するステップ（Ｓ
２４）、印刷動作制御部１４０６によって、印刷動作を
停止するステップ（Ｓ２６）、及び提示処理部１４０４
によって液体無しを表示するステップ（Ｓ２８）が含ま
れる。この場合液体無し表示ステップ（Ｓ２８）の指示
によりユーザがインクカートリッジを交換することでイ
ンクジェット記録装置にインクが補充される。

【０１２８】また、液体無し対応手段ステップ（Ｓ１
８）としてカートリッジ交換処理部１４１０によって、
自動的にインクカートリッジを交換（Ｓ２０）してもよ
いし、インク補充処理部１４０８によって自動的にイン
クを補充（Ｓ２２）してもよい。この場合インクは自動
的にインクジェット記録装置に補充され、ユーザによっ
てインクカートリッジを交換される必要が無いので、カ
ートリッジ交換判断ステップ（Ｓ３２）を経ずに、液体
消費情報読出しステップ（Ｓ１２）にフィードバックさ
れる。インク補充ステップ（Ｓ２２）の場合、インクが
補充された後、どれだけの量のインクが記録装置に補充
されたかの情報が半導体記憶手段に格納される（Ｓ３
４）。

【０１２９】液体無し対応手段（Ｓ１８）として印字デ
ータ記憶ステップ（Ｓ２４）、印刷動作停止ステップ
（Ｓ２６）、及び液体無し表示ステップ（Ｓ２８）が実
行された後、検出された液体消費状態は半導体記憶手段
７に格納される（Ｓ３０）。次に、インクカートリッジ
内にインクがないことが液体無し表示ステップ（Ｓ２
８）によってユーザに伝達されているので、ユーザが液
体無し表示ステップ（Ｓ２８）の指示に従ってインクカ
ートリッジを交換した場合（Ｓ３２、Ｙ）、液体消費状
態検出ステップ（Ｓ１４）に戻る。一方、ユーザがイン
クカートリッジを交換しない場合、インクカートリッジ
を交換するようユーザに指示する表示がディスプレイ又
はスピーカにより提示されてがプロセスを終了する。

【０１３０】図１０は、測定回路部８００の回路構成を
示す図である。測定回路部８００は、駆動電圧生成部８
５０、基準電位生成部８１６、ハイパスフィルタ８２
４、増幅部８６０、及び比較器８３６を有する。駆動電
圧生成部８５０は、相補に並列にベースＢ同士及びエミ
ッタＥ同士が接続されたＮＰＮ型トランジスタ８１０及
びＰＮＰ型トランジスタ８１２の２個のバイポーラトラ
ンジスタを含む。ＮＰＮ型トランジスタ８１０及びＰＮ
Ｐ型トランジスタ８１２は、アクチュエータ１０６を駆
動するトランジスタである。アクチュエータ１０６は、
一方の端子が、互いに接続されたＮＰＮ型トランジスタ
８１０及びＰＮＰ型トランジスタ８１２のエミッタＥに
接続され、他方の端子が、グランドＧＮＤに接続され
る。アクチュエータ１０６の他方の端子は、電源Ｖｃｃ
に接続されてもよい。

【０１３１】端子８４０から駆動電圧生成部８５０に入
力されるトリガ信号が、ＬｏｗからＨｉｇｈとなると、
互いに接続されたＮＰＮ型トランジスタ８１０及びＰＮ
Ｐ型トランジスタ８１２のベースＢが立ち上がり、ＮＰ
Ｎ型トランジスタ８１０及びＰＮＰ型トランジスタ８１
２は入力されたトリガ信号の電流を増幅して、アクチュ
エータ１０６に与える。図１０の場合、ＰＮＰ型トラン
ジスタ８１２のエミッタＥとコレクタＣ間の電圧が、ア
クチュエータ１０６に与えられる。そのため、アクチュ
エータ１０６は急激に充電されて発振する。更に、アク
チュエータ１０６は発振後に残留する振動により逆起電
力を発生する。アクチュエータ１０６の残留振動により
発生した逆起電力は、バイパスフィルター８２４を介し
て増幅部８６０に出力される。

【０１３２】ＮＰＮ型トランジスタ８１０及びＰＮＰ型
トランジスタ８１２のベースＢ及びエミッタＥ間はＰＮ
接合になっており、ベースＢとエミッタＥとの電位差が
０．６Ｖ以下ではエミッタＥにおいてほとんど電流が流
れず、０．６Ｖを超えると大きく増幅された電流がエミ
ッタＥにおいて流れる。ＮＰＮ型トランジスタ８１０及
びＰＮＰ型トランジスタ８１２は、それぞれ０．６Ｖの
不感帯又はバイアス電圧を有するので、ＮＰＮ型トラン
ジスタ８１０及びＰＮＰ型トランジスタ８１２は合計
１．２Ｖ程度のバイアス電圧を有する。アクチュエータ
１０６の逆起電力を含めた端子電位が不感帯の範囲内で
あればトランジスタが動作することはなく、トランジス
タの動作のためにアクチュエータ１０６の残留振動を抑
えてしまうことがない。不感帯がないとアクチュエータ
１０６の電圧はトランジスタにより制御されて一定値と
なり逆起電力を調べることができなくなる。

【０１３３】図１０において、バイポーラトランジスタ
が、ＮＰＮ型トランジスタ８１０及びＰＮＰ型トランジ
スタ８１２として用いられているが、バイポーラトラン
ジスタの代わりに電界効果トランジスタを用いてもよ
い。電界効果トランジスタを用いる場合、図１０のＮＰ
Ｎ型トランジスタが配置されている位置にＮ型電界効果
トランジスタを配置する。Ｎ型電界効果トランジスタの
ゲートをＮＰＮ型トランジスタ８１０のベースＢの位置
に配置し、ソースをエミッタＥの位置に配置する。ま
た、ＰＮＰ型トランジスタ８１２が配置されている位置
にＰ型電界効果トランジスタを配置する。Ｐ型電界効果
トランジスタのゲートをＰＮＰ型トランジスタ８１２の
ベースＢの位置に配置し、ソースをエミッタＥの位置に
配置する。更に、Ｐ型電界効果トランジスタ及びＮ型電
界効果トランジスタのゲート同士及びソース同士を接続
する。アクチュエータ１０６は、一方の端子が互いに接
続されたＰ型電界効果トランジスタ及びＮ型電界効果ト
ランジスタのソースに接続され、他方の端子が電源Ｖｃ
ｃ又はグランドＧＮＤに接続されることが好ましい。

【０１３４】ハイパスフィルタ８２４はコンデンサ８２
６と抵抗器８２８とを有しており、駆動電圧生成部８５
０の出力はハイパスフィルタ８２４を介して増幅部８６
０に出力される。ハイパスフィルタ８２４は、アクチュ
エータ１０６の出力のうちの高周波成分を増幅部８６０
へ出力して低周波成分を取り除く。更に、ハイパスフィ
ルタ８２４は、増幅部８６０の出力が基準電位を中心と
して０〜５Ｖの範囲に収まるようにする役割がある。基
準電位生成部８１６は、直列に接続された抵抗８１８及
び８２０と抵抗８２０に並列に接続されたコンデンサ８
２２とを有する。基準電位生成部８１６は２〜３Ｖ程度
の安定した直流電位を基準電位として生成し、ハイパス
フィルタ８２４、増幅部８６０、比較器８３６へ供給す
る。そのため、ハイパスフィルタ８２４及び増幅部８６
０が出力する信号波形の電圧は、基準電位を中心にして
振動する。

【０１３５】増幅部８６０は、オペアンプ８３４と抵抗
８３０及び８３２とを有する。オペアンプ８３４、抵抗
８３０、及び８３２は、入力信号を反転せずに増幅して
出力する非反転増幅回路として構成される。増幅部８６
０は、駆動電圧生成部８５０が出力した逆起電力信号
を、ハイパスフィルタ８２４を介してオペアンプ８６０
の＋端子に入力する。増幅部８６０は、―端子が負帰還
抵抗８３０を通して出力と接続し、更に抵抗８３２を通
して基準電位と接続していて、アクチュエータ１０６が
出力した微弱な逆起電力信号を基準電位を中心として増
幅し、比較器８３６へ出力する。この増幅された逆起電
力信号の波形は、図４に示したアナログ波形として表さ
れる。

【０１３６】比較器８３６は、増幅部８６０が出力した
逆起電力信号の電圧と基準電位生成部８１６が出力した
基準電位とを入力し、逆起電力信号の電圧が基準電位以
上のときにＨｉｇｈの信号を、逆起電力信号の電圧が基
準電位以下のときにＬｏｗの信号を出力することにより
デジタル波形の逆起電力信号を生成する。オペアンプ８
３４の出力は基準電位を中心に振動し、比較器８３６の
−端子の電圧が基準電位と等しくなるので、比較器８３
６は基準電位を基準にして逆起電力信号の電圧を比較
し、デジタル波形の逆起電力信号を出力する。比較器８
３６は、生成したデジタル波形の逆起電力信号を端子８
４４へ出力する。

【０１３７】図１１は、検出回路部１１００の回路構成
を示す。検出回路部１１００は、デジタル回路部９００
及び液体有無判定部１０００を有する。デジタル回路部
９００は、フリップフロップ９１０及び９１８と、カウ
ンタ９１２及び９２０と、ＮＡＮＤゲート９１４及び９
１６とを有する。カウンタ９２０は、最高値（１１１
１、１１１１）まで数えたら、次にクロックパルスが入
力されても（００００、００００）にならず、最高値を
維持するものとする。

【０１３８】トリガ信号が、端子８４２からフリップフ
ロップ９１０のクロック入力ピンＣＬＫに入力される
と、フリップフロップ９１０はカウンタ９１２に対して
測定回路部８００から出力された逆起電力信号のパルス
数の計測をカウンタ９１２が開始するよう制御する信号
を出力する。更に、カウンタ９１２が逆起電力信号のパ
ルスを８個数えると、ＮＡＮＤゲート９１６を介してフ
リップフロップ９１０がクリアされる。したがって、フ
リップフロップ９１０は、トリガ信号が入力されてから
逆起電力信号が８パルス目までの間、Ｈｉｇｈとなって
いる信号をカウンタ９１２のカウントイネーブル端子Ｅ
ＮＰに供給する。カウンタ９１２はカウンタイネーブル
端子ＥＮＰに入力される信号がＨｉｇｈのときのみクロ
ックを計数する。カウンタ９１２は、トリガ信号がフリ
ップフロップ９１０に入力されてから逆起電力信号のパ
ルス数の計数を開始し、パルス数を８個数えた時点でカ
ウントイネーブル端子ＥＮＰに入力される信号がＬｏｗ
になるのでパルス数のカウントを終了する。カウンタ９
１２は、４パルス目から８パルス目までがＨｉｇｈとな
っている信号を出力ピンＱＣからフリップフロップ９１
８の入力ピンＤに出力する。

【０１３９】フリップフロップ９１８は、カウンタ９１
２が出力した４パルス目から８パルス目までがＨｉｇｈ
となっている信号を入力ピンＤから入力し、端子８４６
から入力した１６ＭＨｚの周波数のクロックをクロック
入力ピンＣＬＫから入力して入力ピンＤから入力した信
号をクロックに同期させて出力する。カウンタ９２０
は、フリップフロップ９１８に入力されるのと同様の１
６ＭＨｚのクロックパルスを、クロック入力ピンＣＬＫ
から入力する。そのため、カウンタ９２０はフリップフ
ロップ９１８と同期して作動し、フリップフロップ９１
８の出力ピン／Ｑの出力がＨｉｇｈとなっている４パル
ス目から８パルス目までの間において、１６ＭＨｚのク
ロックパルスが何個あるかをカウントすることができ
る。１６ＭＨｚのクロックパルスのパルス数をカウント
することで、４パルス目から８パルス目までの４個のパ
ルスが生じる時間を計測することができる。カウンタ９
２０は、カウントしたカウント値を液体有無判定部１０
００に出力する。なお、フリップフロップ９１８の出力
ピンＱがＨｉｇｈになる前、すなわちカウンタ９２０を
動作させる前に、フリップフロップ９１８の出力ピン／
Ｑの出力とカウンタ９１２の出力ピンＱＢの出力とがＮ
ＡＮＤゲート９１４においてＮＡＮＤ演算されてカウン
タ９２０のクリア入力ピンＣＬＲに入力されることによ
りカウンタ９２０がクリアされている。

【０１４０】図１１では、逆起電力波形の４パルス目か
ら８パルス目までの間に存在する、１６ＭＨｚのクロッ
クパルスのパルス数をカウントしたが、カウンタ９１２
の出力を用いて計数回路を追加及び組み合わせることに
より８カウント目までの時間ばかりでなく、任意のカウ
ントまで数えることもできる。すなわち、異なったカウ
ント間隔内の時間を検出することができる。

【０１４１】図１２は、図１１に示した液体有無判定部
１０００の詳細な回路構成を示す。液体有無判定部１０
００は、カウンタ９２０が出力した逆起電力信号の４パ
ルス目から８パルス目までの間に現れる１６ＭＨｚのク
ロックパルス数のカウント値に基づいて、液体容器１内
の液体の有無を判断する。液体有無判定部１０００は、
上限値レジスタ１０１１と、下限値レジスタ１０１２
と、比較部１０１４及び１０１６と、ＡＮＤゲート１０
１８とを有する。上限値レジスタ１０１１にはカウント
値の上限値が格納され、下限値レジスタ１０１２にはカ
ウント値の下限値が格納されている。

【０１４２】比較部１０１４は、デジタル回路部９００
が出力したカウント値をＢ端子から入力し、カウント値
の上限値を上限値レジスタ１０１１からＡ端子へ入力す
る。カウント値が上限値より小さい場合、比較部１０１
４はＨｉｇｈの信号をアンドゲート１０１８に出力す
る。一方、カウント値が、上限値以上の場合、比較部１
０１４は、Ｌｏｗの信号をアンドゲート１０１８に出力
する。カウント値が上限値以上の場合は、逆起電力波形
の周波数が下限値より低く、逆起電力波形が正常に測定
されていないので、液体容器が記録装置に装着されてい
ないかまたは確実に装着されていない可能性がある。

【０１４３】比較部１０１６はデジタル回路部９００が
出力したカウント値をＡ端子から入力し、カウント値の
下限値を下限値レジスタ１０１２からＢ端子へ入力す
る。カウント値が下限値より大きい場合、比較部１０１
６はＨｉｇｈの信号をアンドゲート１０１８及び端子１
０２２に出力する。一方、カウント値が下限値以下であ
る場合、比較部１０１６はＬｏｗの信号をアンドゲート
１０１８及び端子１０２２に出力する。カウント値が下
限値以下である場合、液体容器１内の液体が、アクチュ
エータ１０６の装着位置において存在しないことを意味
する。

【０１４４】比較部１０１４及び１０１６の双方がＨｉ
ｇｈの信号を出力した場合、すなわちカウント値が上限
値より小さく下限値より大きい場合、アンドゲート１０
１８はＨｉｇｈの信号を出力する。この場合、逆起電力
波形の周波数が上限値より低いので、液体容器１内の液
体がアクチュエータ１０６の装着位置レベルにおいて存
在する。しかも逆起電力波形の周波数が下限値より高い
ので、液体容器１が記録装置に確実に装着されており、
液体がアクチュエータ１０６の装着位置レベルにおいて
有ることがわかる。すなわち端子１０２０がＨｉｇｈの
場合は、液体容器１が記録装置に確実に装着されてお
り、液体がアクチュエータ１０６の装着位置レベルにお
いて存在する正常な状態である。

【０１４５】比較部１０１４がＬｏｗの信号を出力し、
比較部１０１６がＨｉｇｈの信号を出力した場合、すな
わちカウント値が上限値以上で下限値より大きい場合、
アンドゲート１０１８はＬｏｗの信号を出力する。ま
た、端子１０２２には、Ｈｉｇｈの信号が入力される。
この場合、端子１０２０がＬｏｗなので異常であり、端
子１０２２がＨｉｇｈなので液体容器１が記録装置に装
着されていないか又は確実に装着されていないと判定で
きる。

【０１４６】比較部１０１４がＨｉｇｈの信号を出力
し、比較部１０１６がＬｏｗの信号を出力した場合、す
なわちカウント値が上限値より小さく下限値以下の場
合、アンドゲート１０１８はＬｏｗの信号を出力する。
この場合、端子１０２０がＬｏｗなので異常であり、端
子１０２２がＬｏｗなので液体がアクチュエータ１０６
の装着位置レベルにおいて無いことがわかる。

【０１４７】図１３は、アクチュエータ１０６の製造方
法を示す。複数のアクチュエータ１０６（図１３の例で
は４個）が一体に形成されている。図１３に示した複数
のアクチュエータの一体成形物を、それぞれのアクチュ
エータ１０６において切断することにより、図１４に示
すアクチュエータ１０６を製造する。図１３に示す一体
成形された複数のアクチュエータ１０６のそれぞれの圧
電素子が円形である場合、一体成形物をそれぞれのアク
チュエータ１０６において切断することにより、図１に
示すアクチュエータ１０６を製造することができる。複
数のアクチュエータを一体に形成することにより、複数
のアクチュエータを同時に効率良く製造することがで
き、運搬時の取り扱いが容易となる。

【０１４８】アクチュエータ１０６は、薄板又は振動板
１７６、基板１７８、弾性波発生手段又は圧電素子１７
４、端子形成部材又は上部電極端子１６８、及び端子形
成部材又は下部電極端子１７０を有する。圧電素子１７
４は、圧電振動板又は圧電層１６０、上電極又は上部電
極１６４、及び下電極又は下部電極１６６を含む。基板
１７８の上面に振動板１７６が、形成され、振動板１７
６の上面に下部電極１６６が形成されている。下部電極
１６６の上面には、圧電層１６０が形成され、圧電層１
６０の上面に、上部電極１６４が、形成されている。し
たがって、圧電層１６０の主要部は、上部電極１６４の
主要部及び下部電極１６６の主要部によって、上下から
挟まれるように形成されている。

【０１４９】振動板１７６上に複数（図１３の例では４
個）の圧電素子１７４が形成されている。振動板１７６
の表面に下部電極１６６が形成され、下部電極１６６の
表面に圧電層１６０が形成され、圧電層１６０の上面に
上部電極１６４が形成される。上部電極１６４及び下部
電極１６６の端部に上部電極端子１６８及び下部電極端
子１７０が形成される。４個のアクチュエータ１０６
は、それぞれ別々に切断されて個別に使用される。

【０１５０】図１４は、圧電素子が矩形のアクチュエー
タ１０６の一部分の断面を示す。

【０１５１】図１５は、図１４に示したアクチュエータ
１０６の全体の断面を示す。基板１７８の圧電素子１７
４と対向する面には、貫通孔１７８ａが形成されてい
る。貫通孔１７８ａは振動板１７６によって封止されて
いる。振動板１７６はアルミナや酸化ジルコニア等の電
気絶縁性を備え、かつ弾性変形可能な材料によって形成
されている。貫通孔１７８ａと対向するように、圧電素
子１７４が振動板１７６上に形成されている。下部電極
１６６は貫通孔１７８ａの領域から一方向、図１５では
左方に延びるように振動板１７６の表面に形成されてい
る。上部電極１６４は貫通孔１７８ａの領域から下部電
極とは反対の方向に、図１５では右方に延びるように圧
電層１６０の表面に形成されている。上部電極端子１６
８及び下部電極端子１７０は、それぞれ補助電極１７２
及び下部電極１６６の上面に形成されている。下部電極
端子１７０は下部電極１６６と電気的に接触し、上部電
極端子１６８は補助電極１７２を介して上部電極１６４
と電気的に接触して、圧電素子とアクチュエータ１０６
の外部との間の信号の受け渡しをする。上部電極端子１
６８及び下部電極端子１７０は、電極と圧電層とを合わ
せた圧電素子の高さ以上の高さを有する。

【０１５２】図１６は、図１３に示したアクチュエータ
１０６の製造方法を示す。まず、グリーンシート９４０
にプレスあるいはレーザー加工等を用いて貫通孔４０ａ
を穿孔する。グリーンシート９４０は焼成後に基板１７
８となる。グリーンシート９４０はセラミック等の材料
で形成される。次に、グリーンシート９４０の表面にグ
リーンシート９４１を積層する。グリーンシート９４１
は、焼成後に振動板１７６となる。グリーンシート９４
１は、酸化ジルコニア等の材料で形成される。次に、グ
リーンシート９４１の表面に導電層９４２、圧電層１６
０、導電層９４４を圧膜印刷等の方法で順次形成する。
導電層９４２は、後に下部電極１６６となり、導電層９
４４は、後に上部電極１６４となる。次に、形成された
グリーンシート９４０、グリーンシート９４１、導電層
９４２、圧電層１６０、及び導電層９４４を乾燥して焼
成する。スペーサ部材９４７、９４８は、上部電極端子
１６８と下部電極端子１７０の高さを底上げして圧電素
子より高くする。スペーサ部材９４７、９４８は、グリ
ーンシート９４０、９４１と同材料を印刷して形成す
る。このスペーサ部材９４７，９４８により貴金属であ
る上部電極端子１６８及び下部電極端子１７０の材料が
少なくて済む上に、上部電極端子１６８及び下部電極端
子１７０の厚みを薄くできるので、上部電極端子１６８
及び下部電極端子１７０を精度良く印刷でき、さらに安
定した高さとすることができる。

【０１５３】導電層９４２の形成時に導電層９４４との
接続部９４４’及びスペーサ部９４７及び９４８を同時
に形成すると、上部電極端子１６８及び下部電極端子１
７０を容易に形成したり、強固に固定することができ
る。最後に、導電層９４２及び導電層９４４の端部領域
に、上部電極端子１６８及び下部電極端子１７０を形成
する。上部電極端子１６８及び下部電極端子１７０を形
成する際、上部電極端子１６８及び下部電極端子１７０
が、圧電層１６０に電気的に接続されるように形成す
る。

【０１５４】図１７は、本発明が適用されるインクカー
トリッジのさらに他の実施形態を示す。図１７（Ａ）
は、本実施形態によるインクカートリッジの底部の断面
図である。本実施形態のインクカートリッジは、インク
を収容する容器１の底面１ａに貫通孔１ｃを有する。貫
通孔１ｃの底部はアクチュエータ６５０によって塞が
れ、そこがインク溜部となっている。

【０１５５】図１７（Ｂ）は、図１７（Ａ）に示したア
クチュエータ６５０及び貫通孔１ｃの詳細な断面を示
す。図１７（Ｃ）は、図１７（Ｂ）に示したアクチュエ
ータ６５０及び貫通孔１ｃの平面を示す。アクチュエー
タ６５０は振動板７２および振動板７２に固定された圧
電素子７３とを有する。振動板７２及び基板７１を介し
て圧電素子７３が貫通孔１ｃに対向するように、アクチ
ュエータ６５０は、容器１の底面に固定される。振動板
７２は、弾性変形可能で耐インク性を備える。

【０１５６】容器１のインク量に依存して、圧電素子７
３及び振動板７２の残留振動によって発生する逆起電力
の振幅及び周波数が変化する。アクチュエータ６５０に
対向する位置に貫通孔１ｃが形成されていて、最小限の
一定量のインクが貫通孔１ｃに確保される。したがっ
て、貫通孔１ｃに確保されるインク量により決まるアク
チュエータ６５０の振動の特性を予め測定しておくこと
により、容器１のインクエンドを確実に検出することが
できる。

【０１５７】図１８は貫通孔１ｃの他の実施形態を示
す。図１８（Ａ）、（Ｂ）、及び（Ｃ）のそれぞれにお
いて、左側の図は、貫通孔１ｃにインクＫが無い状態を
示し、右側の図は、貫通孔１ｃにインクＫが残った状態
を示す。図１７の実施形態においては、貫通孔１ｃの側
面は垂直な壁として形成されている。図１８（Ａ）にお
いては、貫通孔１ｃは、側面１ｄが上下方向に斜めであ
り上方に拡大して開いている。図１８（Ｂ）において
は、段差部１ｅ及び１ｆが、貫通孔１ｃの側面に形成さ
れている。上方にある段差部１ｆが、下方にある段差部
１ｅより広くなっている。図１８（Ｃ）においては、貫
通孔１ｃは、インクＫを排出しやすい方向、すなわち供
給口２の方向へ延びる溝１ｇを有する。図１８（Ｃ）に
示した貫通孔１ｃによれば、貫通穴１ｃにより形成され
た凹部のインクＫの量を少なくできる。凹部に残るイン
クＫの量が図１で説明したＭｃａｖに相当する。従っ
て、ＭｃａｖをＭ’の最大値と比較して小さくすること
ができるので、インクエンド時におけるアクチュエータ
６５０の振動特性を、容器１に印刷可能な量のインクＫ
が残存している場合と大きく異ならせることができるの
で、インクエンドをより確実に検出することができる。

【０１５８】図１９はアクチュエータ６６０の他の実施
形態を示す斜視図である。図１９のアクチュエータ６６
０は、アクチュエータ６６０を構成する振動板７２の貫
通孔１ｃよりも外側にパッキン７６を有する。アクチュ
エータ６６０の外周にはカシメ孔７７が形成されてい
る。アクチュエータ６６０は、カシメ孔７７を介してカ
シメによりインク容器１に固定される。

【０１５９】図２０（Ａ）、（Ｂ）は、アクチュエータ
６７０の更に他の実施形態を示す斜視図である。本実施
形態においては、凹部８１がアクチュエータ６７０によ
り形成されている。基板８０は、インク容器１に埋め込
み可能なサイズであことが好ましい。基板８０に凹部８
１を形成し、基板８０の裏面に圧電振動板８２を固定し
てインク容器１の貫通孔１ｃに埋め込むことで、インク
容器１に凹部８１を形成することができる。

【０１６０】図２１は、アクチュエータ１０６を取り付
けモジュール体１００として一体形成した構成を示す斜
視図である。モジュール体１００はインクカートリッジ
の容器１の所定個所に装着される。モジュール体１００
は、インク液中の少なくとも音響インピーダンスの変化
を検出することにより、容器1内の液体の消費状態を検
知するように構成されている。本実施形態のモジュール
体１００は、平面がほぼ矩形の基台１０２上に駆動信号
により発振するアクチュエータ１０６を収容した円柱部
１１６を載せた構造となっている。モジュール体１００
が、インクカートリッジに装着されたときに、モジュー
ル体１００のアクチュエータ１０６が外部から接触でき
ないように構成されているので、アクチュエータ１０６
を外部の接触から保護することができる。なお、円柱部
１１６の先端側エッジは丸みが付けられていて、インク
カートリッジに形成された孔へ装着する際に嵌めやすく
なっている。

【０１６１】図２２は、図２１に示したモジュール体１
００の構成を示す分解図である。モジュール体１００
は、樹脂からなる基台１０２、リードワイヤ１０４ａ及
び１０４ｂ、アクチュエータ１０６、フィルム１０８、
及びプレート１１０を一体に有する。プレート１１０
は、ステンレス又はステンレス合金等の錆びにくい材料
から形成される。基台１０２は、リードワイヤ１０４ａ
及び１０４ｂ、アクチュエータ１０６、フィルム１０
８、及びプレート１１０を収容できるよう中心部に開口
部１１４が形成されている。リードワイヤ１０４ａ及び
１０４ｂは、それぞれアクチュエータ１０６の上部電極
及び下部電極と結合して圧電層に駆動信号を伝達し、一
方、アクチュエータ１０６が検出した共振周波数の信号
を記録装置等へ伝達する。アクチュエータ１０６は、リ
ードワイヤ１０４ａ及び１０４ｂから伝達された駆動信
号に基づいて一時的に発振する。アクチュエータ１０６
は発振後に残留振動し、その振動によって逆起電力を発
生させる。このとき、逆起電力波形の振動周期を検出す
ることによって、液体容器内の液体の消費状態に対応し
た共振周波数を検出することができる。フィルム１０８
は、アクチュエータ１０６とプレート１１０とを接着し
てアクチュエータを液密にする。フィルム１０８は、ポ
リオレフィンによって形成し、熱融着で接着することが
好ましい。プレート１１０は、リードワイヤ１０４ａ及
び１０４ｂ、アクチュエータ１０６、及びフィルム１０
８が基台１０２と一体となるようにモジュール１００の
凹部１１３に固定される。

【０１６２】プレート１１０は円形状であり、基台１０
２の開口部１１４は円筒状に形成されている。アクチュ
エータ１０６及びフィルム１０８は矩形状に形成されて
いる。リードワイヤ１０４、アクチュエータ１０６、フ
ィルム１０８、及びプレート１１０は、基台１０２に対
して着脱可能としてもよい。基台１０２、リードワイヤ
１０４、アクチュエータ１０６、フィルム１０８、及び
プレート１１０は、モジュール体１００の中心軸に対し
て対称に配置されている。更に、基台１０２、アクチュ
エータ１０６、フィルム１０８、及びプレート１１０の
中心は、モジュール体１００のほぼ中心軸上に配置され
ている。

【０１６３】基台１０２の開口部１１４の面積は、アク
チュエータ１０６の振動領域の面積よりも大きく形成さ
れている。プレート１１０の中心でアクチュエータ１０
６の振動部に直面する位置には、貫通孔１１２が形成さ
れている。図２１に示したようにアクチュエータ１０６
にはキャビティ１６２が形成され、貫通孔１１２とキャ
ビティ１６２は、共にインク溜まり部を形成する。プレ
ート１１０の厚さは、残留インクの影響を少なくするた
めに貫通孔１１２の径に比べて小さいことが好ましい。
例えば貫通孔１１２の深さはその径の３分の１以下の大
きさであることが好ましい。貫通孔１１２は、モジュー
ル体１００の中心軸に対して対称なほぼ真円の形状であ
る。また貫通孔１１２の面積は、アクチュエータ１０６
のキャビティ１６２の開口面積よりも大きい。貫通孔１
１２の断面の周縁はテ-パ形状であっても良いしステッ
プ形状でもよい。モジュール体１００は、貫通孔１１２
がインク容器１の内側へ向くようにインク容器１の側
部、上部、又は底部に装着される。インクが消費されア
クチュエータ１０６周辺のインクがなくなると、アクチ
ュエータ１０６の共振周波数が大きく変化するので、イ
ンクの水位変化を検出することができる。

【０１６４】図２３は、モジュール体４００の他の実施
形態を示す斜視図である。本実施形態のモジュール体４
００は、平面がほぼ角丸の正方形上の基台４０２上に円
柱状の台４０３を載せ、更に円柱状の台４０３上に立て
られた板状要素４０６の側面にアクチュエータ１０６を
配置して形成されている。板状要素４０６のアクチュエ
ータ１０６を取り付ける方の面に凹部４１３が形成され
ている。なお、板状要素４０６の先端は所定角度に面取
りされていて、インクカートリッジに形成された孔へ装
着する際に嵌めやすくなっている。

【０１６５】図２４は、図２３に示したモジュール体４
００の構成を示す分解斜視図である。図２１に示したモ
ジュール体１００と同様に、モジュール体４００は、基
台４０２、リードワイヤ４０４ａ及び４０４ｂ、アクチ
ュエータ１０６、フィルム４０８、及びプレート４１０
を有する。

【０１６６】本実施形態によれば、プレート４１０は矩
形状であり、板状要素４０６に設けられた開口部４１４
は矩形状に形成されている。リードワイヤ４０４ａ及び
４０４ｂ、アクチュエータ１０６、フィルム４０８、及
びプレート４１０は基台４０２に対して着脱可能として
構成しても良い。アクチュエータ１０６、フィルム４０
８、及びプレート４１０は、開口部４１４の中心を通
り、開口部４１４の平面に対して鉛直方向に延びる中心
軸に対して対称に配置されている。更に、アクチュエー
タ４０６、フィルム４０８、及びプレート４１０の中心
は、開口部４１４のほぼ中心軸上に配置されている。

【０１６７】プレート４１０の中心に設けられた貫通孔
４１２の面積は、アクチュエータ１０６のキャビティ１
６２の開口の面積よりも大きく形成されている。アクチ
ュエータ１０６のキャビティ１６２と貫通孔４１２と
は、共にインク溜まり部を形成する。プレート４１０の
厚さは貫通孔４１２の径に比べて小さく、例えば貫通孔
４１２の径の３分の１以下の大きさに設定することが好
ましい。貫通孔４１２は、モジュール体４００の中心軸
に対して対称なほぼ矩形の形状である。貫通孔４１２の
断面の周縁はテ-パ形状であっても良いしステップ形状
でもよい。モジュール体４００は、貫通孔４１２がイン
ク容器１の内部に配置されるようにインク容器１の底部
に装着される。アクチュエータ１０６が垂直方向に延び
るようにインク容器１内に配置されるので、基台４０２
の高さを変えてアクチュエータ１０６がインク容器１内
に配置される高さを変えることによりインクエンドの時
点の設定を容易に変えることができる。

【０１６８】図２５は、モジュール体５００の更に他の
実施形態を示す。図２１に示したモジュール体１００と
同様に、図２５のモジュール体５００は、基台５０２、
リードワイヤ５０４ａ及び５０４ｂ、アクチュエータ１
０６、フィルム５０８、及びプレート５１０を有する。
本実施形態のモジュール体５００は、平面がほぼ角丸の
正方形上の台上に上面が上下方向に斜めな円柱状の台を
載せた基台５０２を備える。基台５０２の上面が上下方
向に斜めな円柱状の台上にアクチュエータ１０６が配置
されている。すなわち、モジュール体５００の先端が傾
斜しており、その傾斜面にアクチュエータ１０６が装着
されている。そのため、モジュール体５００がインク溶
液１の底部又は側部に装着されると、アクチュエータ１
０６がインク容器１の上下方向に対して傾斜する。モジ
ュール体１００の先端の傾斜角度は、検出性能を鑑みて
ほぼ３０°から６０°の間とすることが望ましい。基台
５０２の中心部には、リードワイヤ５０４ａ及び５０４
ｂ、アクチュエータ１０６、フィルム５０８、及びプレ
ート５１０を収容する開口部５１４が形成されている。
モジュール体５００の先端の傾斜面には、凹部５１３が
形成されており、プレート５１０は、リードワイヤ５０
４ａ及び５０４ｂ、アクチュエータ１０６、及びフィル
ム５０８が、基台５０２と一体となるように、凹部５１
３に固定される。

【０１６９】モジュール体５００は、アクチュエータ１
０６がインク容器１内に配置されるようにインク容器１
の底部又は側部に装着される。モジュール体５００がイ
ンク容器１の側部に装着される場合には、アクチュエー
タ５０６がインク容器１の上側、下側、又は横側を向く
ようにインク容器１に取り付けられる。一方、モジュー
ル体５００が、インク容器１の底部に装着される場合に
は、アクチュエータ１０６がインク容器１のインク供給
口側を向くようにインク容器１に取り付けられることが
好ましい。

【０１７０】図２６は、図２１に示したモジュール体１
００をインク容器１に装着したときのインク容器の底部
近傍の断面図である。モジュール体１００は、インク容
器１の側壁を貫通するように装着されている。インク容
器１の側壁とモジュール体１００との接合面には、Ｏリ
ング３６５が設けられ、モジュール体１００とインク容
器１との液密を保っている。Ｏリングでシールが出来る
ようにモジュール体１００は円筒部を備えることが好ま
しい。モジュール体１００の先端がインク容器１の内部
に挿入されることで、プレート１１０の貫通孔１１２を
介してインク容器１内のインクがアクチュエータ１０６
と接触する。アクチュエータ１０６の振動部の周囲が液
体か気体かによってアクチュエータ１０６の残留振動の
共振周波数が異なるので、モジュール体１００を用いて
インクの消費状態を検出することができる。また、モジ
ュール体１００に限らず、図２３に示したモジュール体
４００、図２５に示したモジュール体５００、又は図２
７に示したモジュール体７００Ａ及び７００Ｂ、及び取
付構造体６００をインク容器１に装着してインクの有無
を検出してもよい。

【０１７１】図２７は、モジュール体１００の更に他の
実施形態を示す。図２７（Ａ）のモジュール体７００Ａ
はアクチュエータ１０６と基台部３６０とを有する。モ
ジュール体７００Ａは前面が容器１の側壁の内面と同一
面となるように、容器１に装着されている。アクチュエ
ータ１０６は、圧電層１６０、上部電極１６４、下部電
極１６６、振動板１７６及び取付プレート３５０を含
む。取付プレート３５０の上面に振動板１７６が形成さ
れ、振動板１７６の上面に下部電極１６６が形成されて
いる。下部電極１６６の上面には圧電層１６０が形成さ
れ、圧電層１６０の上面に上部電極１６４が形成されて
いる。したがって、圧電層１６０の主要部は、上部電極
１６４の主要部及び下部電極１６６の主要部によって上
下から挟まれるように形成されている。圧電層１６０、
上部電極１６４、及び下部電極１６６のそれぞれの主要
部である円形部分は、圧電素子を形成する。圧電素子は
振動板１７６上に形成される。圧電素子及び振動板１７
６の振動領域はアクチュエータが実際に振動する振動部
である。取付プレート３５０には貫通孔３７０が設けら
れている。更に、液体容器１の側壁には孔３８０が形成
されている。したがって、インクは、液体容器１の孔３
８０及び取付プレート３５０の貫通孔３７０を介して振
動板１７６と接触する。液体容器１の孔３８０及び取付
プレート３５０の貫通孔３７０は、共にインク溜まり部
を形成する。

【０１７２】次に図２７（Ａ）に示したモジュール体７
００Ａの動作について説明する。上部電極１６４及び下
部電極１６６は圧電層１６０に駆動信号を伝達し、圧電
層１６０が検出した共振周波数の信号を記録装置に伝達
する。圧電層１６０は上部電極１６４及び下部電極１６
６によって伝達された駆動信号により発振して共振周期
で振動する。この残留振動により圧電層１６０は逆起電
力を発生する。逆起電力波形の振動周期をカウントする
ことにより共振周波数を検出することができる。モジュ
ール体７００Ａは、アクチュエータ１０６がアクチュエ
ータ１０６の振動部の圧電素子側とは反対の面、すなわ
ち、図２７（Ａ）では、振動板１７６と取付プレート３
５０の一部のみが、インク容器１内のインクと接触する
ように容器１に装着される。図２７（Ａ）のモジュール
体７００Ａは図２１から図２５に示したリードワイヤ１
０４ａ、１０４ｂ、４０４ａ、４０４ｂ、５０４ａ、及
び５０４ｂの電極のモジュール体１００への埋め込みが
不要となる。そのため成形工程が簡素化される。更に、
モジュール体７００Ａの交換が可能となりリサイクルが
可能となる。また更に、アクチュエータ１０６は基台部
３６０により保護されているのでアクチュエータ１０６
を外部との接触から保護できる。

【０１７３】図２７（Ｂ）はモジュール体７００Ｂの更
に他の実施形態を示す。基台部３６０がインク容器１の
内部に突出するように、モジュール体７００Ｂは容器１
に装着されている。取付プレート３５０には貫通孔３７
０が形成され、貫通孔３７０とアクチュエータ１０６の
振動部が面している。更に、基台部３６０の側壁には孔
３８２が形成されている。したがって、インクは、基台
部３６０の孔３８２及び取付プレート３５０の貫通孔３
７０を介して振動板１７６と接触する。基台部３６０の
孔３８２及び取付プレート３５０の貫通孔３７０は、共
にインク溜まり部を形成する。基台部３６０とアクチュ
エータ１０６とは、取付プレート３５０及び緩衝フィル
ム部材によって固定されている。基台部３６０と容器１
との接続部にはシーリング構造３７２が設けられてい
る。シーリング構造３７２は合成樹脂等の可塑性の材料
により形成されてもよいし、Ｏリングにより形成されて
もよい。図２７（Ｂ）の基台部３６０と容器１とは別体
であるが、基台部３６０を容器１の側壁の一部で構成し
てもよい。

【０１７４】図２７（Ｂ）のモジュール体７００Ｂは、
図２１から図２５に示したリードワイヤ１０４の電極の
モジュール体１００への埋め込みが不要となる。そのた
め成形工程が簡素化される。更に、モジュール体７００
Ｂの交換が可能となりリサイクルが可能となる。

【０１７５】インクカートリッジが揺れる際にインクが
インク容器１の上面あるいは側面に付着し、インク容器
１の上面あるいは側面から垂れてきたインクがアクチュ
エータ１０６に接触することでアクチュエータ１０６が
誤作動する可能性がある。しかし、モジュール体７００
Ｂは基台部３６０が容器１の内部に突出しているので、
インク容器１の上面や側面から垂れてきたインクにより
アクチュエータ１０６が誤作動しない。

【０１７６】図２７（Ｃ）はアクチュエータ１０６を備
えた取付構造体６００の実施形態を示す。取付構造体６
００はアクチュエータ１０６とモールド部３６４とを有
する。アクチュエータ１０６とモールド部３６４とは一
体に成形されている。モールド部３６４はシリコン樹脂
等の可塑性の材料によって成形される。モールド部３６
４は内部にリードワイヤ３６２を有する。モールド部３
６４は形状が２本の足を有する凹型に形成されており、
アクチュエータ１００を凹型の底面に有する。モールド
部３６４はモールド部３６４と容器１とを液密に固定す
るために、モールド部３６４の２本の足の底部が半球状
に形成される。モールド部３６４はアクチュエータ１０
６がインク容器１の内部に突出するよう容器１に装着さ
れ、アクチュエータ１００の振動部はインク容器１内の
インクと接触する。モールド部３６４によって、アクチ
ュエータ１０６の上部電極１６４、圧電層１６０、及び
下部電極１６６はインクから保護されている。

【０１７７】図２７（Ｃ）の取付構造体６００は、モー
ルド部３６４と容器１との間にシーリング構造３７２が
必要ないので、インクがインク容器１から漏れにくい。
また、インク容器１の外部から取付構造体６００が突出
しない形態であるので、アクチュエータ１０６を外部と
の接触から保護することができる。インクカートリッジ
が揺れる際に、インクがインク容器１の上面あるいは側
面に付き、インク容器１の上面あるいは側面から垂れて
きたインクが、アクチュエータ１０６に接触すること
で、アクチュエータ１０６が、誤作動する可能性があ
る。取付構造体６００は、モールド部３６４が、容器１
の内部に突出しているので、インク容器１の上面や側面
から垂れてきたインクにより、アクチュエータ１０６が
誤作動しない。

【０１７８】図２８は、図１に示したアクチュエータ１
０６を用いたインクカートリッジ及びインクジェット記
録装置の実施形態を示す。複数のインクカートリッジ１
８０は、それぞれのインクカートリッジ１８０に対応し
た複数のインク導入部１８２及びヘッドプレート１８６
を有するインクジェット記録装置に装着される。複数の
インクカートリッジ１８０は、それぞれ異なった種類、
例えば色のインクを収容する。複数のインクカートリッ
ジ１８０のそれぞれの底面には、少なくとも音響インピ
ーダンスを検出する手段であるアクチュエータ１０６が
装着されている。アクチュエータ１０６をインクカート
リッジ１８０に装着することによって、インクカートリ
ッジ１８０内のインク残量を検出することができる。

【０１７９】図２９は、インクジェット記録装置のヘッ
ド部周辺の詳細を示す。インクジェット記録装置は、イ
ンク導入部１８２、ホルダー１８４、ヘッドプレート１
８６、及びノズルプレート１８８を有する。インクを噴
射するノズル１９０がノズルプレート１８８に複数形成
されている。インク導入部１８２は空気供給口１８１と
インク導入口１８３とを有する。空気供給口１８１はイ
ンクカートリッジ１８０に空気を供給する。インク導入
口１８３はインクカートリッジ１８０からインクを導入
する。インクカートリッジ１８０は空気導入口１８５と
インク供給口１８７とを有する。空気導入口１８５はイ
ンク導入部１８２の空気供給口１８１から空気を導入す
る。インク供給口１８７はインク導入部１８２のインク
導入口１８３にインクを供給する。インクカートリッジ
１８０がインク導入部１８２から空気を導入することに
よって、インクカートリッジ１８０からインク導入部１
８２へのインクの供給を促す。ホルダー１８４は、イン
クカートリッジ１８０からインク導入部１８２を介して
供給されたインクをヘッドプレート１８６に連通する。

【０１８０】図３０は、図２９に示したインクカートリ
ッジ１８０の他の実施形態を示す。図３０（Ａ）のイン
クカートリッジ１８０Ａは、上下方向に斜めに形成され
た底面１９４ａにアクチュエータ１０６が装着されてい
る。インクカートリッジ１８０のインク容器１９４の内
部には、インク容器１９４の内部底面から所定の高さ
の、アクチュエータ１０６と直面する位置に防波壁１９
２が設けられている。アクチュエータ１０６が、インク
容器１９４の上下方向に対し斜めに装着されているの
で、インクの掃けが良好になる。

【０１８１】アクチュエータ１０６と防波壁１９２との
間には、インクで満たされた間隙が形成される。また、
防波壁１９２とアクチュエータ１０６のアクチュエータ
１０６との間隔は、毛細管力によりインクが保持されな
い程度に空けられている。インク容器１９４が横揺れし
たときに、横揺れによってインク容器１９４内部にイン
クの波が発生し、その衝撃によって、気体や気泡がアク
チュエータ１０６によって検出されてアクチュエータ１
０６が誤作動する可能性がある。防波壁１９２を設ける
ことによって、アクチュエータ１０６付近のインクの波
を防ぎ、アクチュエータ１０６の誤作動を防ぐことがで
きる。

【０１８２】図３０（Ｂ）のインクカートリッジ１８０
Ｂのアクチュエータ１０６は、インク容器１９４の供給
口の側壁上に装着されている。インク供給口１９４の近
傍であれば、アクチュエータ１０６は、インク容器１９
４の側壁又は底面に装着されてもよい。また、アクチュ
エータ１０６はインク容器１９４の幅方向の中心に装着
されることが好ましい。インクは、インク供給口１８７
を通過して外部に供給されるので、アクチュエータ１０
６をインク供給口１８７の近傍に設けることにより、イ
ンクニアエンド時点までインクとアクチュエータ１０６
とが確実に接触する。したがって、アクチュエータ１０
６はインクニアエンドの時点を確実に検出することがで
きる。

【０１８３】更に、アクチュエータ１０６をインク供給
口１８７の近傍に設けることで、インク容器をキャリッ
ジ上のカートリッジホルダに装着する際に、インク容器
上のアクチュエータ１０６とキャリッジ上の接点との位
置決めが確実となる。その理由は、インク容器とキャリ
ッジとの連結において最も重要なのは、インク供給口と
供給針との確実な結合である。少しでもずれがあると供
給針の先端を痛めてしまったりあるいはＯリングなどの
シーリング構造にダメージを与えてしまいインクが漏れ
出してしまうからである。このような問題点を防ぐため
に、通常インクジェットプリンタはインク容器をキャリ
ッジにマウントする時に正確な位置合わせができるよう
な特別な構造を有している。よって供給口近傍にアクチ
ュエータを配置させることにより、アクチュエータの位
置合わせも同時に確実なものとなるのである。さらに、
アクチュエータ１０６をインク容器１９４の幅方向の中
心に装着することで、より確実に位置合わせすることが
できる。インク容器が、ホルダへの装着時に幅方向中心
線を中心として軸揺動した場合に、もっともその揺れが
少ないからである。

【０１８４】図３１はインクカートリッジ１８０の更に
他の実施形態を示す。図３１（Ａ）はインクカートリッ
ジ１８０Ｃの断面図、図３１（Ｂ）は図３１（Ａ）に示
したインクカートリッジ１８０Ｃの側壁１９４ｂを拡大
した断面図、及び図３１（Ｃ）はその正面からの透視図
である。インクカートリッジ１８０Ｃは、半導体記憶手
段７とアクチュエータ１０６とが同一の基板６１０上に
形成されている。図３１（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、
半導体記憶手段７は基板６１０の上方に形成され、アク
チュエータ１０６は同一の基板６１０において半導体記
憶手段７の下方に形成されている。アクチュエータ１０
６の周囲を囲むように異型Ｏリング６１４が、基板６１
０に形成される。異型Ｏリング６１４は、基板６１０に
は、基板６１０をインク容器１９４に接合するためのカ
シメ部６１６が複数形成されている。カシメ部６１６に
よって基板６１０をインク容器１９４に接合し、異型Ｏ
リング６１４をインク容器１９４に押しつけることで、
アクチュエータ１０６の振動領域がインクと接触するこ
とをできるようにしつつ、インクカートリッジの外部と
内部とを液密に保つ。

【０１８５】半導体記憶手段７及び半導体記憶手段７付
近には端子６１２が形成されている。端子６１２は半導
体記憶手段７とインクジェット記憶装置等の外部との間
の信号の受け渡しをする。半導体記憶手段７は、例えば
ＥＥＰＲＯＭなどの書き換え可能な半導体メモリによっ
て構成されてもよい。半導体記憶手段７とアクチュエー
タ１０６とが同一の基板６１０上に形成さているので、
アクチュエータ１０６及び半導体記憶手段７をインクカ
ートリッジ１８０Ｃに取付ける際に１回の取付け工程で
済む。また、インクカートリッジ１８０Ｃの製造時及び
リサイクル時の作業工程が簡素化される。更に、部品の
点数が削減されるので、インクカートリッジ１８０Ｃの
製造コストが低減できる。

【０１８６】アクチュエータ１０６は、インク容器１９
４内のインクの消費状態を検知する。半導体記憶手段７
はアクチュエータ１０６が検出したインク残量などイン
クの情報を格納する。すなわち、半導体記憶手段７は検
出する際に用いられるインク及びインクカートリッジの
特性等の特性パラメータに関する情報を格納する。半導
体記憶手段７は、予めインク容器１９４内のインクがフ
ルのとき、すなわちインクがインク容器１９４内に満た
されたとき、又はエンドのとき、すなわちインク容器１
９４内のインクが消費されたときの共振周波数を特性パ
ラメータの一つとして格納する。インク容器１９４内の
インクがフル又はエンド状態の共振周波数は、インク容
器が初めてインクジェット記録装置に装着されたときに
格納されてもよい。また、インク容器１９４内のインク
がフル又はエンド状態の共振周波数は、インク容器１９
４の製造中に格納されてもよい。半導体記憶手段７に予
めインク容器１９４内のインクがフル又はエンドのとき
の共振周波数を格納し、インクジェット記録装置側で共
振周波数のデータを読出すことによりインク残量を検出
する際のばらつきを補正できるので、インク残量が基準
値まで減少したことを正確に検出することができる。

【０１８７】図３２は、インクカートリッジ１８０の更
に他の実施形態を示す。図３２（Ａ）に示すインクカー
トリッジ１８０Ｄは、インク容器１９４の側壁１９４ｂ
に複数のアクチュエータ１０６を装着する。図１３に示
した、一体成形された複数のアクチュエータ１０６を、
これら複数のアクチュエータ１０６として用いることが
好ましい。複数のアクチュエータ１０６は、上下方向に
間隔をおいて側壁１９４ｂに配置されている。複数のア
クチュエータ１０６を上下方向に間隔をおいて側壁１９
４ｂに配置することによって、インク残量を段階的に検
出することができる。

【０１８８】図３２（Ｂ）に示すインクカートリッジ１
８０Ｅは、インク容器１９４の側壁１９４ｂに上下方向
に長いアクチュエータ６０６を装着する。上下方向に長
いアクチュエータ６０６によって、インク容器１９４内
のインク残量の変化を連続的に検出することができる。
アクチュエータ６０６の長さは、側壁１９４ｂに高さの
半分以上の長さを有することが望ましく、図３２（Ｂ）
においては、アクチュエータ６０６は側壁１９４ｂのほ
ぼ上端からほぼ下端までの長さを有する。

【０１８９】図３２（Ｃ）に示すインクカートリッジ１
８０Ｆは、図３２（Ａ）に示したインクカートリッジ１
８０Ｄと同様に、インク容器１９４の側壁１９４ｂに複
数のアクチュエータ１０６を装着し、複数のアクチュエ
ータ１０６の直面に所定の間隔をおいて上下方向に長い
防波壁１９２を備える。図１３に示した、一体成形され
た複数のアクチュエータ１０６を、これら複数のアクチ
ュエータ１０６として用いることが好ましい。アクチュ
エータ１０６と防波壁１９２との間には、インクで満た
された間隙が形成される。また、防波壁１９２とアクチ
ュエータ１０６との間隔は、毛細管力によりインクが保
持されない程度に空けられている。インク容器１９４が
横揺れしたときに横揺れによってインク容器１９４内部
にインクの波が発生し、その衝撃によって気体や気泡が
アクチュエータ１０６によって検出されてしまい、アク
チュエータ１０６が誤作動する可能性がある。本発明の
ように防波壁１９２を設けることによって、アクチュエ
ータ１０６付近のインクの波を防ぎ、アクチュエータ１
０６の誤作動を防ぐことができる。また、防波壁１９２
はインクが揺動することに発生した気泡がアクチュエー
タ１０６に侵入するのを防ぐ。

【０１９０】図３３は、インクカートリッジ１８０の更
に他の実施形態を示す。図３３（Ａ）のインクカートリ
ッジ１８０Ｇは、インク容器１９４の上面１９４ｃから
下方に延びる複数の隔壁２１２を有する。隔壁２１２の
下端とインク容器１９４の底面とは所定の間隔が空けら
れているので、インク容器１９４の底部は連通してい
る。インクカートリッジ１８０Ｇは複数の隔壁２１２の
それぞれによって区画された複数の収容室２１３を有す
る。複数の収容室２１３の底部は互いに連通する。複数
の収容室２１３のそれぞれにおいて、インク容器１９４
の上面１９４ｃにはアクチュエータ１０６が装着されて
いる。図１３に示した、一体成形されたアクチュエータ
１０６を、これら複数のアクチュエータ１０６として用
いることが好ましい。アクチュエータ１０６は、インク
容器１９４の収容室２１３の上面１９４ｃのほぼ中央に
配置される。収容室２１３の容量はインク供給口１８７
側が最も大きく、インク供給口１８７からインク容器１
９４の奥へ遠ざかるにつれて、収容室２１３の容量が徐
々に小さくなっている。したがって、アクチュエータ１
０６が配置される間隔はインク供給口１８７側が広く、
インク供給口１８７からインク容器１９４の奥へと遠ざ
かるにつれ、狭くなっている。

【０１９１】インクは、インク供給口１８７から排出さ
れ、空気が空気導入口１８５から入るので、インク供給
口１８７側の収容室２１３からインクカートリッジ１８
０Ｇの奥の方の収容室２１３へとインクが消費される。
例えば、インク供給口１８７に最も近い収容室２１３の
インクが消費されて、インク供給口１８７に最も近い収
容室２１３のインクの水位が下がっている間、他の収容
室２１３にはインクが満たされている。インク供給口１
８７に最も近い収容室２１３のインクが消費され尽くす
と、空気が、インク供給口１８７から数えて２番目の収
容室２１３に侵入し、２番目の収容室２１３内のインク
が消費され始めて、２番目の収容室２１３のインクの水
位が下がり始める。この時点で、インク供給室１８７か
ら数えて３番目以降の収容室２１３には、インクが満た
されている。このように、インク供給口１８７に近い収
容室２１３から遠い収容室２１３へと順番にインクが消
費される。

【０１９２】このように、アクチュエータ１０６がそれ
ぞれの収容室２１３ごとにインク容器１９４の上面１９
４ｃに間隔をおいて配置されているので、アクチュエー
タ１０６はインク量の減少を段階的に検出することがで
きる。更に、収容室２１３の容量が、インク供給口１８
７から収容室２１３の奥へと徐々に小さくなっているの
で、アクチュエータ１０６が、インク量の減少を検出す
る時間間隔が徐々に小さくなり、インクエンドに近づく
ほど頻度を高く検出することができる。

【０１９３】図３３（Ｂ）のインクカートリッジ１８０
Ｈは、インク容器１９４の上面１９４ｃから下方に延び
る一つの隔壁２１２を有する。隔壁２１２の下端とイン
ク容器１９４の底面とは所定の間隔が空けられているの
で、インク容器１９４の底部は連通している。インクカ
ートリッジ１８０Ｈは隔壁２１２によって区画された２
室の収容室２１３ａ及び２１３ｂを有する。収容室２１
３ａ及び２１３ｂの底部は互いに連通する。インク供給
口１８７側の収容室２１３ａの容量はインク供給口１８
７から見て奥の方の収容室２１３ｂの容量より大きい。
収容室２１３ｂの容量は、収容室２１３ａの容量の半分
より小さいことが好ましい。

【０１９４】収容室２１３ｂの上面１９４ｃにアクチュ
エータ１０６が装着される。更に、収容室２１３ｂに
は、インクカートリッジ１８０Ｈの製造時に入る気泡を
捕らえる溝であるバッファ２１４が形成される。図３３
（Ｂ）において、バッファ２１４は、インク容器１９４
の側壁１９４ｂから上方に延びる溝として形成される。
バッファ２１４はインク収容室２１３ｂ内に侵入した気
泡を捕らえるので、気泡によってアクチュエータ１０６
がインクエンドと検出する誤作動を防止することができ
る。また、アクチュエータ１０６を収容室２１３ｂの上
面１９４ｃに設けることにより、インクニアエンドが検
出されてから完全にインクエンド状態になるまでのイン
ク量に対して、収容室２１３ａでのインクの消費状態に
対応した補正をかけることで、最後までインクを消費す
ることができる。更に、収容室２１３ｂの容量を隔壁２
１２の長さを変えたりすることなどによって調節するこ
とにより、インクニアエンド検出後の消費可能インク量
を変えることができる。

【０１９５】図３３（Ｃ）は、図３３（Ｂ）のインクカ
ートリッジ１８０Ｉの収容室２１３ｂに多孔質部材２１
６が充填されている。多孔質部材２１６は、収容室２１
３ｂ内の上面から下面までの全空間を埋めるように設置
される。多孔質部材２１６は、アクチュエータ１０６と
接触する。インク容器が倒れたときや、キャリッジ上で
の往復運動中に空気がインク収容室２１３ｂ内に侵入し
てしまい、これがアクチュエータ１０６の誤作動を引き
起こす可能性がある。しかし、多孔質部材２１６が備え
られていれば、空気を捕らえてアクチュエータ１０６に
空気が入るのを防ぐことができる。また、多孔質部材２
１６はインクを保持するのでインク容器が揺れることに
より、インクがアクチュエータ１０６にかかってアクチ
ュエータ１０６がインク無しをインク有りと誤検出する
のを防ぐことができる。多孔質部材２１６は最も容量が
小さい収容室２１３に設置することが好ましい。また、
アクチュエータ１０６を収容質２１３ｂの上面１９４ｃ
に設けることにより、インクニアエンドが検出されてか
ら完全にインクエンド状態になるまでのインク量が判
る。更に、収容室２１３ｂの容量を隔壁２１２の長さを
変えたりすることなどによって調節することにより、イ
ンクニアエンド検出後の消費可能インク量を変えること
ができる。

【０１９６】図３３（Ｄ）は、図３３（Ｃ）のインクカ
ートリッジ１８０Ｉの多孔質部材２１６が孔径の異なる
２種類の多孔質部材２１６Ａ及び２１６Ｂによって構成
されている。多孔質部材２１６Ａは、多孔質部材２１６
Ｂの上方に配置されている。上側の多孔質部材２１６Ａ
の孔径は、下側の多孔質部材２１６Ｂの孔径より大き
い。また、多孔質部材２１６Ａは、多孔質部材２１６Ｂ
よりも液体親和性が低い部材で形成される。孔径の小さ
い多孔質部材２１６Ｂの方が孔径の大きい多孔質部材２
１６Ａより毛細管力は大きいので、収容室２１３ｂ内の
インクが下側の多孔室部材２１６Ｂに集まり、保持され
る。したがって、一度空気がアクチュエータ１０６まで
到達してインク無しを検出すると、インクが再度アクチ
ュエータに到達してインク有りと検出することが無い。
更に、アクチュエータ１０６から遠い側の多孔質部材２
１６Ｂにインクが吸収されることで、アクチュエータ１
０６近傍のインクの捌けが良くなり、インク有無を検出
するときの音響インピーダンス変化の変化量が大きくな
る。また、アクチュエータ１０６を収容質２１３ｂの上
面１９４ｃに設けることにより、インクニアエンドが検
出されてから完全にインクエンド状態になるまでのイン
ク量が判る。更に、収容室２１３ｂの容量を隔壁２１２
の長さを変えたりすることなどによって調節することに
より、インクニアエンド検出後の消費可能インク量を変
えることができる。

【０１９７】図３４は、図３３（Ｃ）に示したインクカ
ートリッジ１８０の他の実施形態を示す断面図である。
図３４に示すインクカートリッジ１８０の多孔質部材２
１６は、多孔質部材２１６の下部の水平方向の断面積
が、インク容器１９４の底面の方向にむけて徐々に小さ
くなるように圧縮され、孔径が小さくなるよう設計され
ている。図３４（Ａ）のインクカートリッジ１８０Ｋ
は、多孔質部材２１６の下の方の孔径が小さくなるよう
に圧縮するために側壁にピンが設けられている。多孔質
部材２１６下部の孔径は圧縮されることにより、小さく
なっているので、インクは多孔質部材２１６下部へと集
められ、保持される。アクチュエータ１０６から遠い側
の多孔質部材２１６下部にインクが吸収されることで、
アクチュエータ１０６近傍のインクの捌けが良くなり、
インク有無を検出するときの音響インピーダンス変化の
変化量が大きくなる。したがって、インクが揺れること
によってインクカートリッジ１８０Ｋ上面に装着された
アクチュエータ１０６にインクがかかっていしまい、ア
クチュエータ１０６が、インク無しをインク有りと誤検
出することを防止することができる。

【０１９８】一方、図３４（Ｂ）及び図３４（Ｃ）のイ
ンクカートリッジ１８０Ｌは、多孔質部材２１６の下部
の水平方向の断面積が、インク容器１９４の幅方向にお
いて、インク容器１９４の底面にむけて徐々に小さくな
るよう圧縮するために、収容室の水平方向の断面積がイ
ンク容器１９４の底面の方向にむけて徐々に小さくなっ
ている。。多孔質部材２１６下部の孔径は圧縮されるこ
とにより、小さくなっているので、インクは多孔質部材
２１６下部へと集められ、保持される。アクチュエータ
１０６から遠い側の多孔質部材２１６Ｂ下部にインクが
吸収されることで、アクチュエータ１０６近傍のインク
の捌けが良くなり、インク有無を検出するときの音響イ
ンピーダンス変化の変化量が大きくなる。したがって、
インクが揺れることによって、インクカートリッジ１８
０Ｌ上面に装着されたアクチュエータ１０６にインクが
かかっていしまい、アクチュエータ１０６が、インク無
しをインク有りと誤検出することを防止することができ
る。

【０１９９】図３５は、アクチュエータ１０６を用いた
インクカートリッジの更に他の実施形態を示す。図３５
（Ａ）のインクカートリッジ２２０Ａは、インクカート
リッジ２２０Ａの上面から下方へと延びるように設けら
れた第１の隔壁２２２を有する。第１の隔壁２２２の下
端とインクカートリッジ２２０Ａの底面との間には所定
の間隔が空けられているので、インクは、インクカート
リッジ２２０Ａの底面を通じてインク供給口２３０へ流
入できる。第１の隔壁２２２よりインク供給口２３０側
には、インクカートリッジ２２０Ａの底面より上方に延
びるように第２の隔壁２２４が、形成されている。第２
の隔壁２２４の上端とインクカートリッジ２２０Ａ上面
との間には所定の間隔が空けられているので、インク
は、インクカートリッジ２２０Ａの上面を通じてインク
供給口２３０へ流入できる。

【０２００】第１の隔壁２２２によって、インク供給口
２３０から見て、第１の隔壁２２２の奥の方に第１の収
容室２２５ａが形成される。一方、第２の隔壁２２４に
よって、インク供給口２３０から見て第２の隔壁２２２
の手前側に第２の収容室２２５ｂが形成される。第１の
収容室２２５ａの容量は、第２の収容室２２５ｂの容量
より大きい。第１の隔壁２２２及び第２の隔壁２２４の
間に、毛管現象を起こせるだけの間隔が空けられること
により、毛管路２２７が形成される。したがって、第１
の収容室２２５ａのインクは、毛管路２２７の毛細管力
により、毛管路２２７に集められる。そのため、気体や
気泡が収容室２２５ｂへ混入するのを防止することがで
きる。また、収容室２２５ｂ内のインクの水位は、安定
的に徐々に下降できる。インク供給口２３０から見て、
第１の収容室２２５ａは、第２の収容室２２５ｂより奥
に形成されているので、第１の収容室２２５ａのインク
が消費された後、第２の収容室２２５ｂのインクが消費
される。

【０２０１】インクカートリッジ２２０Ａのインク供給
口２３０側の側壁、すなわち第２の収容室２２５ｂのイ
ンク供給口２３０側の側壁には、アクチュエータ１０６
が装着されている。アクチュエータ１０６は、第２の収
容室２２５ｂ内のインクの消費状態を検知する。アクチ
ュエータ１０６を、第２の収容室２２５ｂの側壁に装着
することによって、インクエンドにより近い時点でのイ
ンク残量を安定的に検出することができる。更に、アク
チュエータ１０６を第２の収容室２２５ｂの側壁に装着
する高さを変えることにより、どの時点でのインク残量
をインクエンドにするかを、自由に設定することができ
る。毛管路２２７によって収容室２２５ａから収容室２
２５ｂへインクが供給されることにより、アクチュエー
タ１０６は、インクカートリッジ２２０Ａの横揺れによ
るインクの横揺れの影響を受けないので、アクチュエー
タ１０６は、インク残量を確実に測定できる。更に、毛
管路２２７が、インクを保持するので、インクが第２の
収容室２２５ｂから第１の収容室２２５ａへ逆流するの
を防ぐ。

【０２０２】インクカートリッジ２２０Ａの上面には、
逆止弁２２８が設けられている。逆止弁２２８によっ
て、インクカートリッジ２２０Ａが横揺れしたときに、
インクがインクカートリッジ２２０Ａ外部に漏れるのを
防ぐことができる。更に、逆止弁２２８をインクカート
リッジ２２０Ａの上面に設置することで、インクのイン
クカートリッジ２２０Ａからの蒸発を防ぐことができ
る。インクカートリッジ２２０Ａ内のインクが消費され
て、インクカートリッジ２２０Ａ内の負圧が逆止弁２２
８の圧力を越えると、逆止弁２２８が開いて、インクカ
ートリッジ２２０Ａに空気を吸入し、その後閉じてイン
クカートリッジ２２０Ａ内の圧力を一定に保持する。

【０２０３】図３５（Ｃ）及び（Ｄ）は、逆止弁２２８
の詳細の断面を示す。図３５（Ｃ）の逆止弁２２８は、
ゴムにより形成された羽根２３２ａを有する弁２３２を
有する。インクカートリッジ２２０の外部との通気孔２
３３が、羽根２３２ａに対向してインクカートリッジ２
２０に設けられる。羽根２３２ａによって、通気孔２３
３が、開閉される。逆止弁２２８は、インクカートリッ
ジ２２０内のインクが減少し、インクカートリッジ２２
０内の負圧が逆止弁２２８の圧力を越えると、羽根２３
２ａが、インクカートリッジ２２０の内側に開き、外部
の空気をインクカートリッジ２２０内に取り入れる。図
３５（Ｄ）の逆止弁２２８は、ゴムにより形成された弁
２３２とバネ２３５とを有する。逆止弁２２８は、イン
クカートリッジ２２０内の負圧が逆止弁２２８の圧力を
越えると、弁２３２が、バネ２３５を押圧して開き、外
部の空気をインクカートリッジ２２０内に吸入し、その
後閉じてインクカートリッジ２２０内の負圧を一定に保
持する。

【０２０４】図３５（Ｂ）のインクカートリッジ２２０
は、図３５（Ａ）のインクカートリッジ２２０において
逆止弁２２８を設ける代わりに第１の収容室２２５ａに
多孔質部材２４２を配置している。多孔質部材２４２
は、インクカートリッジ２２０内のインクを保持すると
共に、インクカートリッジ２２０が横揺れしたときに、
インクがインクカートリッジ２２０の外部へ漏れるのを
防ぐ。

【０２０５】以上、キャリッジに装着される、キャリッ
ジと別体のインクカートリッジにおいて、インクカート
リッジ又はキャリッジにアクチュエータ１０６を装着す
る場合について述べたが、キャリッジと一体化され、キ
ャリッジと共に、インクジェット記録装置に装着される
インクタンクにアクチュエータ１０６を装着してもよ
い。更に、キャリッジと別体の、チューブ等を介して、
キャリッジにインクを供給するオフキャリッジ方式のイ
ンクタンクにアクチュエータ１０６を装着してもよい。
またさらに、記録ヘッドとインク容器とが一体となって
交換可能に構成されたインクカートリッジに、本発明の
アクチュエータを装着してもよい。

【０２０６】以上、本発明を実施の形態を用いて説明し
たが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範
囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又
は改良を加えることができる。その様な変更又は改良を
加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、
特許請求の範囲の記載から明らかである。

【０２０７】

【発明の効果】本発明の検出制御回路は、液体の残量を
正確に検出できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】圧電装置の一実施形態であるアクチュエータ１
０６の詳細を示す図である。

【図２】圧電装置の一実施形態であるアクチュエータ１
０６およびその周辺の詳細を示す図である。

【図３】インクタンク内のインクの量とインクおよび振
動部の共振周波数ｆｓとの関係を示すグラフである。

【図４】アクチュエータ１０６を振動させた後の、アク
チュエータ１０６の残留振動の波形と残留振動の測定方
法とを示す図である。

【図５】アクチュエータ１０６が音響インピーダンスの
変化を検知することで液体容器１内の液体の消費状態を
検出し、検出した結果に基づいてインクジェット記録装
置を制御する記録装置制御部２０００の構成を示す図で
ある。

【図６】他の実施形態の記録装置制御部２００２を示す
ブロック図である。

【図７】図５に示した記録装置制御部２０００の更に他
の実施形態を示す図である。

【図８】図７に示した記録装置制御部２００４の他の実
施形態を示す図である。

【図９】図８に示した記録装置制御部２００６の動作手
順を示すフローチャートである。

【図１０】測定回路部８００の回路構成を示す図であ
る。

【図１１】検出回路部１１００の回路構成を示す図であ
る。

【図１２】図１１に示した液体有無判定部１０００の詳
細な回路構成を示す図である。

【図１３】アクチュエータ１０６の製造方法を示す図で
ある。

【図１４】圧電素子が矩形のアクチュエータ１０６の一
部分の断面を示す図である。

【図１５】図１４に示したアクチュエータ１０６の全体
の断面を示す図である。

【図１６】図１３に示したアクチュエータ１０６の製造
方法を示す図である。

【図１７】本発明が適用されるインクカートリッジのさ
らに他の実施形態を示す図である。

【図１８】貫通孔１ｃの他の実施形態を示す図である。

【図１９】アクチュエータ６６０の他の実施形態を示す
斜視図である。

【図２０】アクチュエータ６７０の更に他の実施形態を
示す斜視図である。

【図２１】アクチュエータ１０６を取り付けモジュール
体１００として一体形成した構成を示す斜視図である。

【図２２】モジュール体１００の構成を示す分解図であ
る。

【図２３】モジュール体４００の他の実施形態を示す斜
視図である。

【図２４】図２３に示したモジュール体４００の構成を
示す分解斜視図である。

【図２５】モジュール体５００の更に他の実施形態を示
す図である。

【図２６】図２１に示したモジュール体１００をインク
容器１に装着したときのインク容器の底部近傍の断面図
である。

【図２７】モジュール体１００の更に他の実施形態を示
す図である。

【図２８】図１に示したアクチュエータ１０６を用いた
インクカートリッジ及びインクジェット記録装置の実施
形態を示す図である。

【図２９】インクジェット記録装置のヘッド部周辺の詳
細を示す図である。

【図３０】図２９に示したインクカートリッジ１８０の
他の実施形態を示す図である。

【図３１】インクカートリッジ１８０の更に他の実施形
態を示す図である。

【図３２】インクカートリッジ１８０の更に他の実施形
態を示す図である。

【図３３】インクカートリッジ１８０の更に他の実施形
態を示す図である。

【図３４】図３３（Ｃ）に示したインクカートリッジ１
８０の他の実施形態を示す断面図である。

【図３５】アクチュエータ１０６を用いたインクカート
リッジの更に他の実施形態を示す図である。

【符号の説明】

１容器１ａ底面１ｃ、４０ａ貫通孔１ｄ側面１ｅ、１ｆ段差部１ｇ溝４０、４１グリーンシート４２、４４導電層４４’ 接続部４７、４８補助導電層６７板材６８フロート７１接着剤層７２、８０、１７８基板７３、圧電素子７６パッキン７７カシメ孔８１凹部１００、４００，５００、７００モジュール１０２基台部１０４、３６２リードワイヤ１０６、６５０、６６０、６７０アクチュエータ１０８フィルム１１０プレート１１２キャビティ１１３凹部１１４開口部１１６円柱部１６０圧電層１６２、３７０キャビティ１６４上部電極１６６下部電極１６８上部電極端子１７０下部電極端子１７２補助電極１７４圧電素子１７６振動板１８０インクカートリッジ１８１空気供給口１８２インク導入部１８３インク導入口１８４弁部１８５空気導入口１８６ヘッドプレート１８７インク供給口１８８ノズルプレート１８９切替弁１９０ノズル１９２防波壁１９４インク容器１９４ａ底面１９４ｂ側壁１９４ｃ上面２１２隔壁２１３、２１３ａ、２１３ｂ収容室２１４バッファ２１６、２１６ａ、２１６ｂ多孔質部材２２０インクカートリッジ２２２第１の隔壁２２４第２の隔壁２２５ａ第１の収容室２２５ｂ第２の収容室２２７毛管路２２８逆止弁２３０インク供給口２３２弁２３２ａ羽根２３３通気孔２３５バネ２４２多孔質部材２５０キャリッジ２５２記録ヘッド２５４インク供給針２５６サブタンクユニット２５８、２５８’ 凸部２６０、２６０’ 弾性波発生手段２６２インク室２６４インク供給路２６６膜弁２６８フィルタ２７０弁体２７２インクカートリッジ２７４容器２７４ａ底面２７４ｂ側面２７６インク供給口２７８凹部２８０、２８０’ ゲル化材２８２パッキン２８４バネ２８６弁体２８８半導体記憶手段２９０容器２９０ａ底面２９２、２９４、２９６部屋２９８、３００、３０２インク供給口３０４、３０６、３０８ゲル化材３１０、３１２、３１４凹部３１６板材３１８フロート３５０取付プレート３６０基台部３６４モールド部３７０キャビティ３７２シーリング構造４０２、５０２基台４０３円柱状の台４０４、５０４リードワイヤ４０８、５０８フィルム４１０、５１０プレート４１３、５１３凹部４１４、５１４開口部６００取付構造体６０６アクチュエータ６１０基板６１２端子８００、８０２測定回路部８１０ＮＰＮ型トランジスタ８１２ＰＮＰ型トランジスタ８１６基準電位生成部８１８、８２０、８２８、８３０、８３２抵抗８２２、８２６コンデンサ８２４ハイパスフィルタ８３４、８４０、８４２、８４４、８４６端子８３６比較器８５０、８５０Ａ、８５０Ｂ、８５０Ｃ駆動電圧生成
部８６０増幅部９００、９０２デジタル回路部９１０、９１８フリップフロップ９１２、９２０カウンタ９１４、９１６ＮＡＮＤゲート１０００、１００２液体有無判定部１０１０液体消費状態補正部１０１１上限値レジスタ１０１２下限値レジスタ１０１４、１０１６比較部１０１８ＡＮＤゲート１０２０、１０２２端子１１００、１１０２、１１０４検出回路部１２００、１２０２、１２１０液体消費状態検出部１３００ヘッド部１４００制御部１４０２記録装置動作制御部１４０４提示処理部１４０６印刷動作制御部１４０８インク補充処理部１４１０カートリッジ交換処理部１４１２印刷データ記憶処理部１４１４印字データ記憶部１４１６ディスプレイ１４１８スピーカ１４２０印刷動作部１４２２インク補充装置１４２４カートリッジ交換装置１４３２クリーニング駆動部１４３４ポンプ１４３６クリーニング部１４４０ヘッド駆動部１４４２クリーニング制御部１４４４情報記憶制御回路部１４５０液体吐出カウンタ１４５２液体消費量補正部１５００、１５０２、１５０６制御回路部２０００、２００２、２００４、２００６記録装置制
御部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０１Ｌ 41/18 １０１Ｄ (72)発明者田村登長野県諏訪市大和３丁目３番５号セイコーエプソン株式会社内Ｆターム(参考） 2C056 EA29 EB20 EB29 EB39 EB44 EB49 EB51 EB59 EC19 EC24 EC26 EC41 EC64 EC67 KB05 KB09 KB11 KC11 KC13 KC15 KC17 KC22 KC27 KC30 KD06 KD08 2F014 AA01 AA07 AB01 AB02 AB03 CB01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】圧電素子を有する圧電装置を用いて、液
体を収容する液体容器内の前記液体の消費状態を検出す
る回路であって、前記圧電装置の振動部に残留する残留振動に基づいて前
記圧電装置が発生した逆起電力を測定する測定回路部
と、前記測定回路部が測定した前記逆起電力を入力して前記
液体の消費状態を表す信号を出力する検出回路部とを備
えたことを特徴とする検出制御回路。
【請求項２】前記測定回路部が増幅器を有し、前記増
幅器が相補に接続されたＰＮＰ型トランジスタ及びＮＰ
Ｎ型トランジスタを有し、前記ＰＮＰ型トランジスタ及
び前記ＮＰＮ型トランジスタのエミッタ同士が接続され
たことを特徴とする請求項１に記載の検出制御回路。
【請求項３】前記測定回路部が増幅器を有し、前記増
幅器が相補に接続されたＰ型電界効果トランジスタ及び
Ｎ型電界効果トランジスタを有し、前記Ｐ型電界効果ト
ランジスタ及び前記Ｎ型電界効果トランジスタのソース
同士が接続され、前記ソースと前記Ｐ型電界効果トラン
ジスタ又は前記Ｎ型電界効果トランジスタのソースとの
結合点とグラウンドとの間に生じる駆動電圧が前記圧電
装置に与えられることを特徴とする請求項１に記載の検
出制御回路。
【請求項４】前記検出回路部が、前記残留振動が一定
時間に振動する回数を数えるカウンタを更に有し、前記
カウンタが数えた値に基づいて、前記液体の消費状態を
判定することを特徴とする請求項１に記載の検出制御回
路。
【請求項５】前記検出回路部が、前記残留振動が所定
の回数振動する間における、前記残留振動の振動周期よ
り短い振動周期を有するクロックの振動回数を数えるク
ロックカウンタを有し、前記クロックカウンタが数えた
値に基づいて、前記液体の消費状態を判定することを特
徴とする請求項１に記載の検出制御回路。
【請求項６】前記圧電装置が所定の回数残留振動した
後に、前記カウンタが前記残留振動の前記振動回数を数
えることを特徴とする請求項４及び５に記載の検出制御
回路。
【請求項７】前記残留振動を検出しないときに、前記
検出回路部が、前記液体容器が前記検出制御回路に接続
されていないことを通知する信号を出力することを特徴
とする請求項１に記載の検出制御回路。
【請求項８】前記測定回路部が、複数の増幅器と複数
の前記圧電装置とを更に備え、前記複数の増幅器のそれ
ぞれが、前記複数の圧電装置にそれぞれ駆動電圧を与
え、前記検出回路部が、前記複数の圧電装置が発生した、そ
れぞれの前記逆起電力を入力して前記液体の消費状態を
表す信号を出力することを特徴とする請求項１に記載の
検出制御回路。
【請求項９】前記検出回路が出力した前記液体の消費
状態を表す信号に基づいて、前記液体を消費する動作を
制御する制御回路部を更に備えたことを特徴とする請求
項１に記載の検出制御回路。
【請求項１０】前記液体容器が、前記液体の消費状態
を記憶する記憶手段を備え、前記制御回路部が、前記記憶手段から前記液体の消費状
態を読み出し、前記記憶手段に前記逆起電力を測定する
ことにより検出した前記液体の消費状態を前記記憶手段
に書きこむ情報記憶制御回路部を有することを特徴とす
る請求項９に記載の検出制御回路。
【請求項１１】前記液体容器が、インクジェット記録
装置に装着されるインクカートリッジであり、前記イン
クジェット記録装置に設けられたことを特徴とする請求
項９に記載の検出制御回路。
【請求項１２】前記制御回路部が、前記インクカート
リッジ液体容器内の液体を吐出する印字ヘッドと、前記
印字ヘッドから吐出されたインク滴の数を数えるドット
カウンタとを備えたことを特徴とする請求項１１に記載
の検出制御回路。
【請求項１３】前記検出回路部が、前記逆起電力から
得た前記液体の消費状態に基づいて、前記ドットカウン
タが数えた前記インク滴の数から液体の消費量を算出す
る算出式のパラメータを補正することを特徴とする請求
項１２に記載の検出制御回路。
【請求項１４】コンピュータで読み取り可能な記録媒
体であって、圧電素子を有する圧電装置を用いて液体を収容する液体
容器内の液体の消費状態を検出する記録装置制御回路を
制御する液体消費状態検出プログラムを格納し、前記液体消費状態検出プログラムが、前記液体容器に装着された前記圧電装置の振動部に残留
する残留振動に基づいて前記圧電装置が発生する逆起電
力を入力するよう前記記録装置制御回路を制御する入力
プログラムと、前記入力プログラムに従って入力された前記逆起電力に
基づいて前記液体容器内の前記液体の消費状態を表す信
号を出力するよう前記記録装置制御回路を制御する検出
プログラムとを有することを特徴とする記録媒体。
【請求項１５】インクジェット記録装置に接続された
端末に対して、前記インクジェット記録装置に装着され
たインクカートリッジ内のインクの消費状態を検出する
記録装置制御回路を制御する検出制御プログラムを送信
する情報処理装置であって、前記インクカートリッジに装着された前記圧電装置の振
動部に残留する残留振動によって前記圧電装置が発生し
た逆起電力を入力するよう前記記録装置制御回路を制御
する入力プログラムと、前記逆起電力に基づいて前記イ
ンクカートリッジ内の前記インクの消費状態を表す信号
を出力するよう前記記録装置制御回路を制御する検出プ
ログラムとを電気通信回線を介して前記端末に送信する
ことを特徴とする情報処理装置。