JP4179357B2 - 液体収容体 - Google Patents

Description

本発明は、液体消費装置において用いられる液体を収容する液体収容体に関する。

液体を消費する液体消費装置において、液体消費量を管理するための技術が知られている。液体消費装置として、例えば、１または複数のインクカートリッジが装着され、インクを用いて印刷処理を実行する印刷装置が知られている。この印刷装置におけるインク残量を管理する技術として、インクカートリッジに収容されているインク量が所定インク量以下であるか否かについて圧電素子センサを用いる技術が知られている。

圧電素子センサを用いる技術では、インクカートリッジに収容されているインク量が所定量以下である場合に圧電素子センサから出力される検出信号の周波数（Empty周波数）と、インクカートリッジに収容されているインク量が所定量より多い場合に圧電素子センサから出力される検出信号の周波数（Full周波数）の違いに基づいて、インクカートリッジに収容されているインク量が所定インク量以下であるか否かが判断される（例えば、特許文献１）。
特開２００３−３９７０７号公報

しかしながら、圧電素子センサを用いる技術では、振動系にインクが含まれない場合における振動系の固有振動数と、振動系にインクが含まれる場合における振動系の固有振動数との差異を利用しており、両固有振動数は異なっている。したがって、一方の固有振動数に合わせた周波数の駆動信号では他方の固有振動周波数（共振周波数）を検出することができず、Empty周波数の検出信号とFull周波数の検出信号とをそれぞれ検出するためには、Empty周波数の駆動信号とFull周波数の検出信号をそれぞれ用いる必要があった。

振動系にインクが含まれない場合、振動系にインクが含まれる場合のいずれか一方についてのみ検出することによって、インクカートリッジに収容されているインク量が所定量以下であるか否かを判定する対応も考えられるが、判定精度が低いという問題がある。例えば、ノイズ等に起因して、Full周波数の検出信号を用いた場合に、インクカートリッジに収容されているインク量が所定量以下であるにもかかわらずFull周波数の検出信号が得られてしまうことがある。この場合には、空撃ちが実行されて印刷ヘッドを痛めるおそれがある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、単一の駆動信号を用いて、液体収容体における液体量が所定量以下であるか否かを判定することができる液体収容体を提供することを目的とする。

上記課題の少なくとも一部を解決するために、本発明の第１の態様は、液体収容体を提供する。本発明の第１の態様に係る液体収容体は、液体を収容する液体収容部と、前記液体収容部における液体量が所定量より多い場合には、前記液体収容部における液体量が所定量以下である場合に出力する検出信号の周波数の約１／奇数の周波数の検出信号を出力する検出部とを備える。

本発明の第１の態様に係る液体収容体によれば、液体収容部における液体量が所定量より多い場合には、液体収容部における液体量が所定量以下である場合に出力する検出信号の周波数の約１／奇数の周波数の検出信号を出力する検出部を備えるので、単一の駆動信号を用いて、液体収容体における液体量が所定量以下であるか否かを判定することができる。

本発明の第１の態様に係る液体収容体において、前記液体収容部における液体量が所定量より多い場合における前記検出信号の周波数ｆ１は、前記液体収容部における液体量が所定量以下である場合における前記周波数ｆ２に対して以下の式（Ａ）を満たしても良い。
０．７５＊ｆ２（１−０．２５／Ｂ）／Ｂ≦ｆ１≦１．２５＊ｆ２（１−０．２５／Ｂ）／Ｂ（式Ａ）
０．２５／Ｂ：波形マージン、Ｂ：３以上の奇数。

この構成を備える場合には、周波数ｆ１の駆動信号を用いることで、液体収容部における液体量が所定量より多いか、液体収容部における液体量が所定量以下であるかを判定することができる。

本発明の第１の態様に係る液体収容体において、
前記検出部は
前記液体収容部と連通し、前記液体収容部における液体量が所定量よりも多い場合には前記液体によって満たされ、前記液体収容部における液体量が所定量以下の場合には前記液体によって満たされない連通路と、前記連通路に配置され、検出した振動に応じて検出信号を出力する振動検出器とを備え、
前記連通路に液体が満たされている場合における前記連通路および前記振動検出器によって形成される振動部の固有振動周波数は、前記連通路に液体が満たされていない場合の固有振動周波数の約１／奇数であっても良い。

この構成を備える場合には、連通路に液体が満たされている場合における連通路および振動検出器によって形成される振動部の固有振動周波数を、連通路に液体が満たされていない場合の振動部の固有振動周波数の約１／奇数であるから、単一の駆動信号を用いて、液体収容体における液体量が所定量以下であるか否かを判定することができる。

本発明の第１の態様に係る液体収容体において、前記連通路に液体が満たされている場合における前記固有振動周波数ｆ１は、前記連通路に液体が満たされていない場合における前記固有振動周波数ｆ２に対して以下の式Ａを有していてもも良い。
０．７５＊ｆ２（１−０．２５／Ｂ）／Ｂ≦ｆ１≦１．２５＊ｆ２（１−０．２５／Ｂ）／Ｂ（式Ａ）
０．２５／Ｂ：波形マージン、Ｂ：３以上の奇数。

この構成を備える場合には、周波数ｆ１の駆動信号を用いることで、液体収容部における液体量が所定量より多いか、液体収容部における液体量が所定量以下であるかを判定することができる。

本発明の第１の態様に係る液体収容体において、
前記固有振動周波数ｆ１は式１により定義され、

前記固有振動周波数ｆ２は式２により定義され、

なお、Ｍs：前記連通路のイナータンス、Ｍact：前記振動検出器のイナータンス、Ｃact：前記振動検出器のコンプライアンスであり、
前記連通路および前記振動検出器は前記式Ａを満たすように構成されていても良い。この構成を備える場合には、液体収容体の連通路の振動特性を、単一の駆動信号を用いて、液体収容体における液体量が所定量以下であるか否かを判定することができる特性とすることができる。

本発明の第１の態様に係る液体収容体において、前記液体収容部は第１の収容部と第２の収容部とを有し、前記第１の収容部と第２の収容部とは前記連通路を介して接続されていても良い。この場合には、第２の収容部における容量を調整することによって、液体収容部における液体量が所定量以下となった後に利用可能な液体量を変更することができる。

本発明の第１の態様に係る液体収容体において、前記連通路は、前記第１の収容部と連通される第１の連通路と、前記第２の収容部と連通される第２の連通路と、前記第１および第２の連通路と連通されると共に前記振動検出器が配置される第３の連通路とを備えても良い。この構成を備えることによって、第３の連通路に対する気泡の進入を抑制することが可能となり、誤検出を低減することができる。

本発明の第１の態様に係る液体収容体において、
前記固有振動周波数ｆ１は式３により定義され、

前記固有振動周波数ｆ２は式２により定義され、

なお、Ｍs1：前記第１の連通路のイナータンス、Ｍs2：前記第２の連通路のイナータンス、Ｍs3：前記第３の連通路のイナータンス、Ｍact：前記振動検出器のイナータンス、Ｃact：前記振動検出器のコンプライアンスであり、
前記第１から第３の連通路および前記振動検出器は前記式Ａを満たすように構成されていても良い。この構成を備える場合には、液体収容体の連通路の振動特性を、単一の駆動信号を用いて、液体収容体における液体量が所定量以下であるか否かを判定することができる特性とすることができる。

本発明の第１の態様に係る液体収容体はさらに、前記振動検出器に対して駆動信号を入力し、検出信号を出力するための入出力端子を備え、
前記振動検出器は、前記駆動信号の入力を受けて前記振動部を共振させると共に、前記振動部の共振に伴う前記固有振動周波数を有する検出信号を出力しても良い。この場合には、入出力端子を介して駆動信号の入力および検出信号の出力を行うことができる。

本発明の第１の態様に係る液体収容体において、前記液体は印刷に用いられる印刷用インクであり、前記液体収容部はインク収容部であり、前記液体収容体はインクカートリッジであっても良い。この場合には、インクカートリッジにおけるインク量を判定することができる。

本発明の第２の態様は、本発明の第１の態様に係るインクカートリッジが着脱可能に装着される印刷装置を提供する。本発明の第２の態様に係る印刷装置は、前記インクカートリッジを搭載するための搭載部と、前記インクカートリッジに対して前記駆動信号を出力するための駆動信号出力部と、前記インクカートリッジからの検出信号に基づいて、前記インク収容部における印刷インク量が所定量より多いか否かを判定する判定部と、前記インクカートリッジに収容されている印刷用インクを用いて印刷処理を実行する印刷部とを備える。

本発明の第２の態様に係る印刷装置によれば、１の駆動信号を用いて、インクカートリッジに格納されているインク量が所定量以下であるか、所定量よりも多いかを判定することができる。

以下、本発明に係る液体収容体について、図面を参照しつつ、実施例に基づいて説明する。

・液体収容体の構成
以下、本実施例では、液体収容体として、インクを収容するインクカートリッジを例にとって説明する。図１〜図４を参照して本実施例に係るインクカートリッジに収容について説明する。図１は第１の実施例に係るインクカートリッジの側面図である。図２は第１の実施例に係るインクカートリッジの正面図である。図３は第２の実施例に係るインクカートリッジの側面図である。図４は第２の実施例に係るインクカートリッジの正面図である。

図１および図２を参照して第１の実施例に係るインクカートリッジＣＡの構成について説明する。図１および図２において破線で示される用に、第１の実施例に係るインクカートリッジＣＡは、検出部１０、第１のインク収容部２０１ａ、第２のインク収容部２０１ｂ、基板２０を備えている。

第１の実施例に係るインクカートリッジＣＡでは、検出部１０はインクカートリッジＣＡの側面に配置されている。検出部１０は、第１のインク収容部２０１ａと第２のインク収容部２０１ｂとを連通する連通路１１、連通路１１がインクで満たされているか、あるいは、連通路にインクが存在しないかを検出する検出器１２を備えている。すなわち、検出部１０は、連通路１１がインクで満たされているか、あるいは、連通路１１にインクが存在しないかを検出することによって、インクカートリッジＣＡにおけるインク量が所定量以下であるか否かを検出する。

連通路１１は毛細管力を発生する細い通路になっており、第１のインク収容部２０１ａまたは第２のインク収容部２０１ｂに混入してしまった気泡が、連通路１１へ侵入する事態を抑制または防止することができる。これによって、第１のインク収容部２０１ａに未だ十分なインクが残存するにもかかわらず、検出器１２付近に気泡が存在するために、検出器１２が誤ってインクエンドの検出してしまう事態を抑制または防止することができる。一方、第１のインク収容部２０１ａのインクがなくなると、連通路１１に大量に気泡が侵入するため、検出器１２によって本来検出されるべきインクエンドが検出される。

第１のインク収容部２０１ａにインクが存在すれば、連通路１１はインクで満たされており、第１のインク収容部２０１ａにインクが存在しない場合、厳密には、第２のインク収容部２０１ｂにのみインクが存在する場合には、連通路１１はインクで満たされない。したがって、本実施例において、所定量は、第２のインク収容部２０１ｂにおけるインク収容量であると言うことができる。なお、連通路１１にインクが存在するかしないかの判断手法については後述する。

検出器１２は、インクに直接触れるように配置されていてもよく、あるいは、例えば、検出特性を改善することができる部材を介してインクに対して間接的に配置されていても良い。検出器１２としては、例えば、電圧の印加によって歪曲する圧電素子（ピエゾ素子）が用いられる。検出器１２は、基板２０の端子と電気的に接続されている。

第１のインク収容部２０１ａは、主たるインク収容部であり、そのインク収容量は、第２のインク収容部２０１ｂのインク収容量も多い。第１のインク収容部２０１ａには、第２のインク収容部２０１ｂへのインク供給を促すために内圧を調整する内圧調整機構が備えられていても良い。

第２のインク収容部２０１ｂは、副たるインク収容部であり、既述のように、所定量のインクを収容する。したがって、第２のインク収容部２０１ｂのインク収容量を適宜調整することによって、インク量が所定量以下であると判断された後、いわゆるインクエンド検出後に印刷可能なページ数（ラスタデータ量）を決定することができる。この場合、インクエンド判定後においても、第２のインク収容部２０１ｂには所定量のインクが残存するので、空撃ちを防止することができる。

第２のインク収容部２０１ｂは、印刷装置が備えるインク供給口へインクを供給するためのインク供給部２０２と連通している。すなわち、インクカートリッジＣＡ内のインクは、第１のインク収容部２０１ａから、連通路１１、第２のインク収容部２０１ｂ、インク供給部２０２を経て、印刷装置に供給される。

基板２０には、複数の端子２１〜２６が配置されている。端子２１〜２６は後述するように、印刷装置のキャリッジ回路の端子と接触することで制御回路と電気的に接続される。基板２０は、例えば、第１カートリッジアウト検出端子２１、基準電位端子２２、第２カートリッジアウト検出端子２３、第１検出器駆動端子２４、第２検出器駆動端子２５、データ端子２６を複数の端子として備えている。

図３および図４を参照して第２の実施例に係るインクカートリッジＣＡ’の構成について説明する。図３および図４において破線で示される用に、第２の実施例に係るインクカートリッジＣＡ’は、検出部１０、インク収容部２０１、基板２０を備えている。

第２の実施例に係るインクカートリッジＣＡ’の基本的な構成は、第１の実施例に係るインクカートリッジＣＡの構成と同様であるから、同様の構成には第１の実施例において用いた符号と同一の符号を付し、以下では相違点を中心に説明する。

第２のインクカートリッジＣＡ’は、第１の実施例に係るインクカートリッジＣＡと異なり、副インク収容部２０１ｂを備えていない。

第２の実施例に係るインクカートリッジＣＡ’では、連通路１１は、インク収容部２０１とインク供給部２０２とを連通している。第２の実施例に係るインクカートリッジＣＡ’では、インク収容部２０１に収容されているインクは、連通路１１、インク供給部２０２を介して、印刷装置に供給される。

第２の実施例に係るインクカートリッジＣＡ’では、検出部１０はインクカートリッジＣＡ’の底面近傍に配置されており、検出器１２は、連通路１１の上側面に配置されている。

検出部１０の構成：
図５〜図９を参照して本実施例に係るインクカートリッジＣＡに用いられる検出部の詳細な構成について説明する。図５は本実施例に用いられる検出器１２の平面図である。図６は図５中の６−６線にて切断された本実施例に用いられる検出器１２の断面図である。図７は検出器１２の連通路を詳細に示す説明図である。図８は本実施例に用いられる検出器１２を構成するキャビティ形成板の平面図である。図９は本実施例に用いられる検出器１２を構成する接続流路形成板の平面図である。

検出部１０は、検出器１２、振動板１４、キャビティ形成板１５、接続流路形成板１６、バッファ部１７を備えている。図６において、バッファ部１７の上側面上に接続流路形成板１６が配置され、接続流路形成板１６の上側面上にキャビティ形成板１５が配置され、キャビティ形成板１５の上側面上に振動板１４が配置され、振動板１４の上側面上に検出器１２が配置されている。これら各構成部材は、例えば、接着剤によって相互に接合されている。

検出部１０は、インクが流動する空間または流路として、キャビティ形成板１５にキャビティ１５１、接続流路形成板１６に第１接続流路１６１および第２接続流路１６２、バッファ部１７に供給側バッファ室１７１、排出側バッファ室１７２、バッファ供給路１７３、バッファ排出路１７４、インク供給部１７５およびインク排出部１７６をそれぞれ備えている。キャビティ１５１、第１接続流路１６１、第２接続流路１６２、バッファ供給路１７３およびバッファ排出路１７４は、本実施例における連通路１１を形成する。本実施例における連通路１１は、連通路１１および検出器１２を含む振動系の振動特性を規定する一つの構成要素として作用する空間であり、これら各流路は、後述するイナータンス、コンプライアンスによって定義される振動系の振動特性に影響を及ぼす。

検出器１２は、上側電極１２１、圧電素子体１２２、下側電極１２３を備えている。圧電素子体１２２は、上側電極１２１と下側電極１２３によって挟持されている。下側電極１２３の表面積は、圧電素子体１２２の表面積よりも大きく、圧電素子体１２２の表面積は、上側電極１２１の表面積よりも大きい。

圧電素子体１２２は、電圧の印加によって変形（電歪）し、外力に応じて電圧（逆起電力）を出力する受動素子である。圧電素子体１２２としては、例えば、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（ＰＺＴＬ）、鉛を使用しない鉛レス圧電膜を用いることができる。

圧電素子体１２２を備える検出器１２は、振動系に対して励起振動を与える励振器、および振動系における振動周波数を検出する振動検出器の双方の役目を担う。具体的には、検出器１２は、矩形波駆動信号の印加によって電歪された後、駆動信号の印加が停止されることによって励起振動を開始する。検出器１２により振動系に与えられる励起振動数、すなわち、検出器１２に対して印加する駆動信号の周波数を、後述する検出器１２を含む振動系の固有振動数に合わせることによって、振動系には共振が生じる。検出器１２は、発生した共振振動によって変形し、すなわち、振動を検出し、検出した振動に応じて変動する電圧値、すなわち、共振周波数信号、を検出結果信号として出力する。

検出器１２における電歪領域は、表面積の小さな電極によって決定されるので、本実施例においては、上側電極１２１によって決定される。なお、上側電極１２１の大きさは、圧電素子体１２２を全て覆う大きさであっても良く、あるいは、キャビティ１５１の中心から第１および第２接続流路１６１、１６２の中心までを覆う大きさであっても良いが、上側電極１２１と下側電極１２３との短絡を防止するために、上側電極１２１は圧電素子体１２２よりも小さいことが望ましい。

上側電極１２１は、第１電極１３１と電気的に接続され、下側電極１２３は第２電極１３２と電気的に接続されている。図５から明らかなように、下側電極１２３は、第１電極１３１とは電気的に絶縁されている。第１電極１３１および第２電極１３２は、基板２０の第１検出器駆動端子２４および第２検出器駆動端子２５とそれぞれ接続されている。すなわち、外部装置、例えば、印刷装置から、第１検出器駆動端子２４または第２検出器駆動端子２５に駆動信号が入力されることによって、検出器１２は駆動される。

振動板１４は、検出器１２の各構成要素を搭載するための基板であると共に、振動系に与える検出器１２の特性を調整するために用いられる。すなわち、検出器１２と振動板１４とによって実現される剛性を変化させることによって、検出器１２の周波数を高く、または低くすることができる。

キャビティ形成板１５は、キャビティ１５１を区画形成するための部材であり、金属製または樹脂製の板材によって形成されている。キャビティ形成板１５によって形成されるキャビティ１５１は、図５および図８に示すように、直方体形状を有し、幅２Ｌ、奥行きＤ、高さ（厚さ）Ｈ１の寸法を有している。キャビティ１５１は、インクカートリッジＣＡに所定量よりも多いインクが存在する場合にインクを溜め、インクカートリッジＣＡに所定量以下のインクが存在する場合にインクが空になる空間である。キャビティ１５１は、検出器１２による励振を直接受ける空間であり、その固有振動数は、インクが存在する場合と存在しない場合とでは異なる。したがって、インクが存在する場合と存在しない場合とにおける、固有振動数の違いを利用することによって、インクカートリッジＣＡに収容されているインク量が所定量以下であるか否かを判定することができる。

接続流路形成板１６は、キャビティ形成板１５とバッファ部１７とを接続するための第１接続流路１６１および第２接続流路１６２を形成するための部材であり、金属製または樹脂製の板材によって形成されている。第１接続流路１６１および第２接続流路１６２は、図６および図９に示すように、円柱形状を有し、半径ｒ２、高さ（厚さ）Ｈ２の寸法を有している。第１接続流路１６１および第２接続流路１６２は、主に、両バッファ室１７１、１７２に流入した気泡のキャビティ１５１への流動を抑制、防止するために設けられている。したがって、第１接続流路１６１および第２接続流路１６２は、気泡の流動を抑制するために十分狭小な流路断面を有する流路となっている。

バッファ部１７は、第１のインク収容部２０１ａにおけるインクの揺動等に起因するインクエンド（インク量が所定値以下）の誤検出を抑制、防止するための緩衝部として機能する。バッファ部１７の供給側バッファ室１７１は、インク供給部１７５を通じて第１のインク収容部２０１ａと連通されており、バッファ供給路１７３を通じて第１接続流路１６１およびキャビティ１５１と連通されている。バッファ部１７の排出側バッファ室１７２は、インク排出部１７６を通じて第２のインク収容部２０１ｂと連通されており、バッファ排出路１７４を通じて第２接続流路１６２およびキャビティ１５１と連通されている。

検出部１０がインクカートリッジＣＡの側面下方に配置され、第１のインク収容部２０１ａ（またはインク収容部２０１）のインク量が所定量よりも多い場合には、連通路１１はインクで満たされている。一方、検出部１０がインクカートリッジＣＡの側面下方に配置され、第１のインク収容部２０１ａ（またはインク収容部２０１）のインク量が所定量以下である場合には、連通路１１は空となる。

検出部１０がインクカートリッジＣＡ’の底面において図６に示す天地状態で配置されている場合には、供給側バッファ室１７１の液面は、第１のインク収容部２０１ａ（またはインク収容部２０１）における液面と連動して変化する。したがって、第１のインク収容部２０１ａ（またはインク収容部２０１）における液面がキャビティ１５１よりも低くなると、キャビティ１５１はインクで満たされなくなる。少なくとも、第１のインク収容部２０１ａ（またはインク収容部２０１）における液面が、インク供給部１７５よりも低くなると、連通路１１にはインクが存在しなくなる。

・振動系の特性：
既述のように、キャビティ１５１、第１接続流路１６１、第２接続流路１６２、バッファ供給路１７３およびバッファ排出路１７４は、本実施例における連通路１１を形成する。本実施例では、インクで満たされている連通路１１を含む振動系の振動特性とインクが存在しない連通路１１を含む振動系の振動特性とが、以下に説明する関係を有するように、振動系が設計、構成されている。この振動系の特性について図１０〜図１２を参照して説明する。図１０は本実施例における振動系の音響回路を電気回路に倣って示す等価回路を示す説明図である。図１１は駆動信号の波形と３倍波波形との関係を示す説明図である。図１２は波形マージンを説明するための説明図である。

本実施例における振動系は、連通路１１および検出器１２によって形成されている。音響回路は電気回路に倣って考えることが可能であり、電気的な等価回路として表すことができる。図１０において、連通路１１のイナータンスＭs3、Ｍhoおよび検出器１２のイナータンスＭactは電気回路におけるコイルに相当し、インクのコンプライアンスＣiおよび検出器１２のコンプライアンスＣactは電気回路におけるコンデンサに相当する。また、供給側バッファ室１７１および排出側バッファ室１７２は電気回路におけるグランドに相当する。

図１０に示す回路構成を備える振動系では、電気回路におけるＬＣ共振回路と同様にして、イナータンスＭと音響コンプライアンスＣをパラメータとする共振周波数、すなわち、固有振動周波数を求めることができる。なお、連通路１１においては、イナータンスＭは連通路１１の形状によって、コンプライアンスＣは連通路１１を満たすインクによってもたらされる特性となる。

なお、バッファ（グランド）として機能するためには、バッファ機能部のコンプライアンスが検出器１２のコンプライアンスＣactの１０倍以上であって、バッファ機能部のイナータンスが連通路１１のイナータンスＭs3、Ｍhoの１／１０以下であることが要求される。前者は検出器１２の振動によってバッファ機能部における内圧が上昇しないための条件であり、後者は余計な振動を発生させないための条件である。また、厳密には、連通路１１において流動抵抗が発生するが、振動系の振動シミュレーションに与える影響は微少であるため省略する。

検出器１２のコンプライアンスＣactは有限要素法（ＦＥＭ）を用いて算出される。検出器１２のイナータンスＭactは、以下の近似式を用いて近似値として得ることができる。

ここで、ｆは検出器１２の固有振動周波数であり、有限要素法、または実測によって求めることができる。

インクのコンプライアンスＣiは次の式で求めることができる。
Ｃi＝Ｃ×Ｖi
ここで、Ｃはインクの圧縮率、Ｖiは連通路１１全体に存在するインクの体積である。インク成分の大部分が水であるため、インクの圧縮率として、水の圧縮率、４．５ｅ-10／Ｐａを用いることができる。また、温度が圧縮率に与える影響は微少であることから、水の圧縮率として室温（２５℃）の値を用いている。

連通路１１のイナータンスＭsは、連通路１１の形状によって異なる簡易式によって求められる。本実施例では、キャビティ１５１が直方体形状を有し、第１接続流路１６１、第２接続流路１６２、バッファ供給路１７３およびバッファ排出路１７４は円柱形状を有する。なお、連通路１１におけるコンプライアンスは、振動系の振動シミュレーションに与える影響は微少であるため省略する。

キャビティ１５１、すなわち、直方体形状の空間のイナータンスＭs3は以下の式により求められる。

ここで、ρはインクの粘度、Ｈ１はキャビティ１５１の高さ、Ｌはキャビティ１５１の１／２長さ、Ｄはキャビティ１５１の奥行きである。

一方、円柱形状の第１接続流路１６１、第２接続流路１６２、バッファ供給路１７３およびバッファ排出路１７４のイナータンスＭhoについては以下の式より求められる。なお、イナータンスＭhoは、第１接続流路１６１および第２接続流路１６２のイナータンスＭs1、およびバッファ供給路１７３およびバッファ排出路１７４のイナータンスＭs2の和である。なお、第１接続流路１６１、第２接続流路１６２、バッファ供給路１７３およびバッファ排出路１７４の形状が直方体形状の場合には、キャビティ１５１に対して適用する上記式が用いられてイナータンスが求められるこというまでもない。また、キャビティ１５１が円柱形状の場合には、第１接続流路１６１等に用いられる以下の式を用いてイナータンスが求められることはいうまでもない。

ここで、ρはインクの粘度、Ｈは各流路の高さ（長さ）、ｒは各流路の断面半径である。高さＨは、第１接続流路１６１および第２接続流路１６２についてはＨ２、バッファ供給路１７３およびバッファ排出路１７４についてはＨ３となる。半径ｒは、第１接続流路１６１および第２接続流路１６２についてはｒ２、バッファ供給路１７３およびバッファ排出路１７４についてはｒ３となる。

図１０に示す等価回路を用いる場合、第１接続流路１６１のイナータンスと第２接続流路１６２のイナータンス、バッファ供給路１７３のイナータンスとバッファ排出路１７４のイナータンスは、それぞれ略等しい方が、検出部１０に余計な振動挙動が発生しないことがシミュレーション結果から明らかになった。そこで、本実施例では、キャビティ１５１の中心軸に対称となるように連通路１１が構成されている。すなわち、キャビティ１５１、第１接続流路１６１、第２接続流路１６２、バッファ供給路１７３およびバッファ排出路１７４によって形成される空間は、キャビティ１５１の中心軸に対して対称となるよう形成されている。

連通路１１にインクが存在する場合、すなわち、インクカートリッジＣＡに所定量よりも多くのインクが存在する場合における検出部１０の固有振動周波数（以下、「Full周波数ｆ１」という。）は、上記各式により求められたイナータンスＭ、コンプライアンスＣを用いて次のように表される。

一方、連通路１１にインクが存在しない場合、すなわち、インクカートリッジＣＡのインク量が所定量以下の場合における検出部１０の固有振動周波数（以下、「Empty周波数ｆ２」という。）は、上記各式により求められたイナータンスＭ、コンプライアンスＣを用いて次のように表される。具体的には、インクに依存する項、すなわち、連通路１１に関連する項が「０」となり、検出器１２に関連する項のみが残る。

ここで、Full周波数ｆ１とEmpty周波数ｆ２との間に、ｆ１＝ｆ２／Ｂ（式１Ａ）の関係がある場合には、Full周波数ｆ１に対応する駆動信号によって、インクカートリッジＣＡにおけるインク量が所定量より多い場合の検出結果信号（Full検出結果信号）およびインク量が所定量以下の場合の検出結果信号（Empty検出結果信号）を、インクカートリッジＣＡ内のインク量に応じてそれぞれ得ることができる。すなわち、１種類の駆動信号周波数によって、Full周波数ｆ１およびEmpty周波数ｆ２の固有振動を励起することができる。

上記関係式において、Ｂは３以上の任意の奇数値である。Ｂが３以上の奇数値の場合、例えば、Ｂ＝３の場合、図１１に示すように、Full周波数の駆動信号の立ち上がり、立ち下がりに対して１倍波の検出結果信号（Fullの場合）と３倍波の検出結果信号（Emptyの場合）の立ち上がり、立ち下がりの位相が一致し、有効な共振を得ることができる。一方、Ｂが偶数値の場合には、駆動信号の立ち下がりに、偶数倍波の立ち上がりが対応してしまい、有効な共振を得ることができず、むしろ、振動が急速に減衰してしまう。以上のように、Full周波数ｆ１とEmpty周波数ｆ２との間に、ｆ１＝ｆ２／Ｂの関係がある場合には、１種類の駆動信号周波数によって、Full周波数ｆ１およびEmpty周波数ｆ２の固有振動を励起することができる。

さらに、検出部１０に対して印加される所定周波数の駆動信号に対して、振動系のFull周波数ｆ１（インク量が所定量より多い場合の固有振動数）が、駆動信号周波数の０．７５倍〜１．２５倍の範囲にあれば、十分なFull検出結果信号を得られることが出願人によって見いだされている。すなわち、Full周波数ｆ１を固有振動数とする振動系に対して、Full周波数ｆ１の駆動信号周波数を与えれば、駆動信号周波数、ここではFull周波数ｆ１、の０．７５倍〜１．２５倍の範囲でノイズ等の外乱成分に対して十分な判定精度を有する検出結果信号を得ることができる。

したがって、上記Full周波数ｆ１とEmpty周波数ｆ２との間の関係式は、以下のように拡張することができる。
０．７５＊ｆ２／Ｂ≦ｆ１≦１．２５＊ｆ２／Ｂ （式２Ａ）
すなわち、Full周波数ｆ１の駆動信号に対して、十分な検出結果信号を提供可能な振動系のFull時の固有振動数Ｆは、０．７５＊ｆ１≦Ｆ≦１．２５＊ｆ１（式３Ａ）の範囲にあり、また、振動系の固有振動数Ｆは通常、駆動信号周波数と一致するように設計されている。したがって、上記（式１Ａ）を（式３Ａ）に当てはめれば、式２Ａを得ることができる。

ここで、検出部１０に対して所定周波数の駆動信号が印加された場合に、検出部１０から十分なFull検出結果信号を得られる範囲と十分なEmpty検出結果信号を得られる範囲とは異なる。すなわち、Full周波数ｆ１の検出結果信号を用いた場合に、Empty周波数ｆ２に対応する十分な検出結果信号を得ることができるEmpty周波数ｆ２の検出可能範囲は、Full周波数ｆ１のＢ倍に対して±２５／Ｂ％の範囲である。

Empty周波数ｆ２の検出可能範囲がこの範囲となるのは、例えば、Ｂ＝３の場合、図１２に示すように、Empty周波数ｆ２の各周期に対してFull周波数ｆ１のずれを均等に割り当てることになるからである。すなわち、Empty検出結果信号の周期が（２５／３）％、すなわち、約８％ずれている場合、Full検出結果信号の１周期Ｔに対応するタイミング（Empty周波数周期の３周期後）では、２５％だけずれることとなるからである。このように、Full周波数ｆ１では±２５％のレンジを有していた検出可能範囲は、Empty周波数ｆ２では、±２５／Ｂとなる。Full周波数ｆ１の検出可能範囲とEmpty周波数ｆ２の検出可能範囲の相違はは出願人によって実験的に知見されている。

本実施例では更に、Empty周波数ｆ２は、Full周波数ｆ１のＢ倍に対して２５／Ｂ％だけ高く設計されている。Empty周波数ｆ２をこのように設計する理由は、インクカートリッジＣＡを使用して、連通路１１のインクがなくなったときに、振動板１４の表面にインクが若干付着しているために、Empty周波数ｆ２が、設計時よりも僅かに低く検出されるからである。また、このような設計にすることで、インク付着の程度によるEmpty周波数ｆ２の低下の程度が最大であった時でも、Empty周波数ｆ２は検出可能範囲内になることが実験で確認されている。つまり、Empty周波数ｆ２を、Full周波数ｆ１のＢ倍に対する検出可能範囲±２５／Ｂ％のうち最大値に設計しておくことで、インクカートリッジＣＡ使用中のEmpty周波数ｆ２の低周波数側へのずれを考慮しても確実に検出が可能となる。本実施例では、０．２５／ＢをEmpty周波数ｆ２における波形マージンと呼んでいる。

本実施例における振動系は、以上説明した点を考慮して、Full周波数ｆ１とEmpty周波数ｆ２とが以下の式（Ａ）を満たすように、設計、構成されている。すなわち、所定の振動特性を有する検出器１２に対して、連通路１１を構成するキャビティ１５１、第１接続流路１６１、第２接続流路１６２、バッファ供給路１７３およびバッファ排出路１７４の三次元寸法が、以下の式（Ａ）を満たすように決定されている。なお、以下の式Ａは、Empty周波数ｆ２から波形マージンが減じられているので、Full周波数ｆ１はEmpty周波数ｆ２の約奇数分の１倍ということができる。

０．７５＊ｆ２（１−０．２５／Ｂ）／Ｂ≦ｆ１≦１．２５＊ｆ２（１−０．２５／Ｂ）／Ｂ（式Ａ）

以上の条件を満たすように振動系、すなわち、検出器１２および連通路１１における振動特性を設定することによって、１種類の駆動信号、すなわち、Full周波数ｆ１の駆動信号によってインクカートリッジＣＡにインクが所定量よりも多く残っているか、および、インクカートリッジＣＡのインク量が所定量以下であるかを検出することができる。より詳細には、検出部１０に対してFull駆動信号を印加することによって、インクカートリッジＣＡのインク量が所定量よりも多い場合にはFull周波数ｆ１を、インクカートリッジＣＡのインク量が所定量以下の場合にはEmpty周波数ｆ２を検出結果信号として得ることができる。

・印刷装置：
図１３を参照して、本実施例に係るインクカートリッジＣＡに対して、インク量を検出するための駆動信号を印加する印刷装置の構成について簡単に説明する。図１３は、上記実施例に係るインクカートリッジＣＡが装着されて用いられる印刷装置３０の概略構成図である。

本実施例では、液体消費装置として印刷装置３０を例にとって説明する。印刷装置３０は、主走査送り機構と、副走査送り機構と、印刷ヘッド駆動機構と、これら各機構を駆動制御すると共に液体としてのインク消費量を管理するための各種プログラム機能を実行するための制御回路４０を備えている。

主走査送り機構は、キャリッジ３１を駆動するキャリッジモータ３２と、プラテン３３の軸と並行に架設されキャリッジ３１を摺動可能に保持する摺動軸３４と、キャリッジモータ３２との間に無端の駆動ベルト３５を張設するプーリ３６と、キャリッジ３１の原点位置を検出する位置センサ（図示しない）とを備えている。主走査送り機構は、キャリッジモータ３２によってキャリッジ３１をプラテン３３の軸方向（主走査方向）に往復動させる。

キャリッジ３１は、ホルダ３１０と、印刷ヘッドＩＨ１〜ＩＨ４と、後述するキャリッジ回路３０７０を備えている。ホルダ３１０は、印刷ヘッドＩＨ１〜ＩＨ４の上面に配置され、複数のインクカートリッジＣＡ１〜ＣＡ４を装着可能に構成されている。図１３に示す例では、ホルダ３１０には、４つのインクカートリッジＣＡ１〜ＣＡ４が装着され、例えば、ブラック、イエロ、マゼンタ、シアンの４色のインクを収容したインクカートリッジＣＡ１〜ＣＡ４が１つずつ装着される。印刷ヘッドＩＨ１〜ＩＨ４とインクカートリッジＣＡ１〜ＣＡ４とは、それぞれ、インク供給部２０２、図示しないインク供給針によって連通され、インクカートリッジＣＡ１〜ＣＡ４内のインクは、インク供給部２０２、インク供給針を介して印刷ヘッドＩＨ１〜ＩＨ４に供給される。

副走査送り機構は、紙送りモータ３７と、ギヤトレイン３８を備えている。副走査送り機構は、紙送りモータ３７の回転をギヤトレイン３８を介してプラテン３３に伝達することで、印刷用紙Ｐを副走査方向に搬送する。

ヘッド駆動機構は、キャリッジ３１に搭載された印刷ヘッドＩＨ１〜ＩＨ４を駆動し、インクの吐出量、タイミングを制御して、印刷媒体上に所望のドットパターンを形成する。インク駆動機構としては、例えば、電圧の印加により歪みを生じるピエゾ素子の変形を利用する駆動機構、電圧の印加により発熱するヒータを利用してインク内に発生する気泡を利用する駆動機構が用いられる。

制御回路４０は、キャリッジモータ３２、紙送りモータ３７、キャリッジ回路３０７０および操作パネル３９と信号線を介して接続されている。制御回路４０はまた、メモリカードスロット３９５、入出力端子３９６と信号線を介して接続されており、入出力端子３９６を介してコンピュータまたはディジタルスチルカメラと接続され得る。制御回路４０は、コンピュータ、操作パネル３９０からの指示に従い、あるいは、制御回路４０に格納されている各種プログラムに従って、キャリッジモータ３２、紙送りモータ３７、印刷ヘッドＩＨ１〜ＩＨ４を駆動する。

操作パネル３９は、表示パネル３９１、操作キー３９２を備えている。表示パネル３９１は、所定の解像度のドットマトリクス表示によって画像またはインク量に関する情報を含む各種情報を表示するカラー表示パネルである。表示パネル３９１には、各インクカートリッジＣＡ１〜ＣＡ４に残存するインク量がそれぞれ棒グラフ状に表示され、また、印刷装置３０の印刷に関する各種機能を実行するためのユーザインタフェース（ソフトキー）が表示される。操作キー３９２は、所望の画像データの選択入力、また、各種機能の選択・実行入力を制御回路４０に対して入力するために用いられる。なお、表示パネル３９１が、入力パネルとしても機能する場合には、表示パネル３９１を介して各種入力が行われても良い。

図１４および図４５を参照して基板２０に備えられている各端子２１〜２６並びに、基板２０の端子２１〜２６と、キャリッジ回路３０７０との接続の態様について説明する。図１４は本実施例に係るインクカートリッジがキャリッジに装着された状態を模式的に示す説明図である。図１５は本実施例における基板上の各端子の回路構成を示す説明図である。

キャリッジ回路３０７０には、基板２０の各端子２１〜２６と接触する接触ピン３０７１〜３０７６が備えられている。接触ピン３０７１〜３０７６は、制御回路４０の各端子４０１〜４０６と電気的に接続されている。接触ピン３０７１〜３０７６は、例えば、第１カートリッジアウト検出ピン３０７１、基準電位ピン３０７２、第２カートリッジアウト検出ピン３０７３、第１インクエンドセンサ駆動ピン３０７４、第２インクエンドセンサ駆動ピン３０７５、データピン３０７６である。制御回路４０の各端子４０１〜４０６は、例えば、第１カートリッジアウト検出端子４０１、基準電位端子４０２、第２カートリッジアウト検出端子４０３、第１インクエンドセンサ駆動端子４０４、第２インクエンドセンサ駆動端子４０５、データ端子４０６である。

接触ピン３０７１〜３０７６の先端は、インクカートリッジＣＡの非装着時には、インクカートリッジＣＡの基板２０の各端子２１〜２６との接触位置よりもキャリッジ回路３０７０から離間した位置に配置されている。したがって、インクカートリッジＣＡがキャリッジ３１のホルダ３１０に装着されると、基板２０の各端子２１〜２６に対してキャリッジ回路３０７０の接触ピン３０７１〜３０７６が付勢され各端子２１〜２６と各接触ピン３０７１〜３０７６とが電気的に接続される。

基板２０において、第１カートリッジアウト検出端子２１と第２カートリッジアウト検出端子２３は、基準電位端子２２と直接接続されている。第１インクエンドセンサ駆動端子２４と第２インクエンドセンサ駆動端子２５は、検出器１２と接続されている。データ端子２６はメモリ６０と接続されている。

第１インクエンドセンサ駆動端子４０４および第２インクエンドセンサ駆動端子４０５のいずれか一方には、第１のインク収容部２０１ａのインク量が所定値以下であるか否かを判断する際に、検出器１２を駆動するための駆動電圧が入力される。

制御回路４０は、検出器１２に対して駆動電圧を供給した後、駆動電圧を供給したライン、例えば、第１インクエンドセンサ駆動端子４０４、第１インクエンドセンサ駆動ピン３０７４および第１インクエンドセンサ駆動端子２４と駆動電圧源とを電気的に切り離す。この結果、検出器１２に充電された電荷が放電され、検出器１２が振動する。駆動電圧を供給したラインには、検出器１２により励起された振動系の固有振動周波数を有する検出結果信号（逆起電圧信号）が、第１のインク収容部２０１ａ内部のインク量に応じて現れる。

制御回路４０は、入力された検出結果信号の周波数、すなわち、振動系の固有振動周波数を測定することで、インク残量を判定する。既述の通り、検出結果信号の周波数は、検出器１２、連通路１１およびインクを含む振動系、検出器１２の周囲の構造体（筐体やインク）の固有振動数を表し、第１のインク収容部２０１ａに残存するインク量に応じて変化する。したがって、検出結果信号の周波数が、第１のインク収容部２０１ａに十分にインクが残存している場合の固有振動数と同等の周波数であるか、第１のインク収容部２０１ａにインクが所定量以下しか残存していない場合の固有振動数の同等の周波数であるかに基づいて、インクカートリッジＣＡに十分な量のインクが残存しているか否かを判定することができる。

本実施例において用いられる駆動信号は、既述の通り、インクカートリッジＣＡに格納されているインク量が所定値より多い場合、すなわち、連通路１１がインクによって満たされている場合における振動系の固有振動周波数に対応する周波数を有している。また、本実施例におけるインクカートリッジＣＡの振動系は、連通路１１がインクによって満たされている場合における振動系の固有振動周波数（Full周波数）は、連通路１１がインクによって満たされていない場合における振動系の固有振動周波数（Empty周波数）の約１／奇数値となるように形成されている。すなわち、既述の式（Ａ）を満たすように、形成されている。

したがって、インクカートリッジＣＡの第１インクエンドセンサ駆動端子２４または第２インクエンドセンサ駆動端子２５に対して、Full周波数に対応する駆動信号を入力し、駆動信号の印加を停止すれば、Full周波数またはEmpty周波数のいずれかが検出結果信号として得られる。すなわち、インクカートリッジＣＡに格納されているインク量が所定値より多い場合には、Full周波数の検出結果信号が、インクカートリッジＣＡに格納されているインク量が所定値以下の場合には、Empty周波数の検出結果信号が得られる。

以上説明したように、本実施例に係るインクカートリッジＣＡは、連通路１１がインクによって満たされている場合における振動系の固有振動周波数（Full周波数）が、連通路１１がインクによって満たされていない場合における振動系の固有振動周波数（Empty周波数）の約１／奇数値となるように形成されている、振動系を備えている。したがって、Full周波数に対応するFull駆動信号を用いて、インクカートリッジＣＡに格納されているインク量が所定値以下であるか、所定値より多いかを判定することができる。

また、本実施例に係るインクカートリッジＣＡは、波形マージンαを考慮しているので、インクカートリッジＣＡ毎に製品誤差（公差）があっても、インクカートリッジＣＡに格納されているインク量が所定値以下であるか、所定値より多いかを、有効に判定することができる検出結果信号を得ることができる。

・その他の実施例：
（１）上記各実施例では、バッファ１７とキャビティ１５１とが第１接続流路１６１および第２接続流路１６２を介して接続されているが、第１接続流路１６１および第２接続流路１６２とは異なる手段によって、キャビティ１５１に対するバッファ１７からの気泡の進入を抑制することができる場合には、第１接続流路１６１および第２接続流路１６２は備えられなくても良い。

（２）上記各実施例では、バッファ１７にバッファ供給路１７３およびバッファ排出路１７４が備えられ、これら通路のイナータンスＭが考慮されているが、これら通路の径が大きい場合、あるいは、これら通路の高さ（厚み）が極めて小さい場合には、これら通路のイナータンスＭは無視しても良い。

（３）上記実施例における連通路１１の構成は例示に過ぎず、第１接続流路１６１および第２接続流路１６２に加えて、更に多くの円柱形状の通路（円筒部）を備えても良い。この場合、追加された通路がFull周波数ｆ１に影響を与えるか否かは、通路の断面積とキャビティ１５１の面積との比によって決まる。一般的に、追加された通路の断面積がキャビティ１５１の面積の４倍以上であれば、追加された通路における振動は無視することができる。

（４）上記実施例では、説明を簡単にするため、印刷装置３０は、１のインクカートリッジＣＡに対応する端子４０１〜４０６のみが備えられているが、複数のインクカートリッジＣＡが装着される場合には、インクカートリッジの数と同数の端子４０１〜４０６が備えられることは言うまでもない。

（５）上記実施例においては、印刷装置３０を例にとって説明したが、図１６に示すように、印刷装置３０おいて実行されるインク量管理を、接続ケーブルＣＶを介して印刷装置３０と接続されているパーソナルコンピュータＰＣにおいて実行しても良い。この場合には、インク量管理は、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）に格納されているプリンタドライバによって実行され、インク残量表示は、パーソナルコンピュータＰＣに接続されている表示装置ＤＳ上にプリンタドライバによって提供される表示画面の一部として表示される。また、本実施例に係るインク量管理は、プリンタドライバ、プリンタドライバを記録したコンピュータ読み取り可能媒体、例えば、ＣＤＲＯＭ、ＤＶＤＲＯＭ、の態様によっても実現され得る。

（６）上記実施例では、制御回路４０によってインクエンドが判定されているが、センサインクエンド判定回路としてインクカートリッジＣＡに備えられていても良い。

（７）また、上記実施例では、インクカートリッジＣＡ、および、これを装着する印刷装置３０に、本発明を適用しているが、液体を消費する装置、例えば、カートリッジに格納されている塗料、積層材量を噴霧・噴射する液体噴霧装置に対しても適用可能である。この場合にも、液体が消費され、消費された液体量を管理することによる利点を活かすことができる。

以上、実施例、変形例に基づき本発明について説明してきたが、上記した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨並びに特許請求の範囲を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれる。

第１の実施例に係るインクカートリッジの側面図である。 第１の実施例に係るインクカートリッジの正面図である。 第２の実施例に係るインクカートリッジの側面図である。 第２の実施例に係るインクカートリッジの正面図である。 本実施例に用いられる検出器の平面図である。 図５中の６−６線にて切断された本実施例に用いられる検出器の断面図である。 本実施例に用いられる検出器の連通路を詳細に示す説明図である。 本実施例に用いられる検出器を構成するキャビティ形成板の平面図である。 本実施例に用いられる検出器を構成する接続流路形成板の平面図である。 本実施例における振動系の音響回路を電気回路に倣って示す等価回路を示す説明図である。 駆動信号の波形と３倍波波形との関係を示す説明図である。 波形マージンを説明するための説明図である。 第１または第２の実施例に係るインクカートリッジが装着されて用いられる印刷装置の概略構成図である。 本実施例に係るインクカートリッジがキャリッジに装着された状態を模式的に示す説明図である。 本実施例における基板上の各端子の回路構成を示す説明図である。 パーソナルコンピュータとプリンタとが接続されるシステム構成例を示す説明図である。

符号の説明

１０…検出部
１１…連通路
１２…検出器
１２１…上側電極
１２２…圧電素子体
１２３…下側電極
１３１…第１電極
１３２…第２電極
１４…振動板
１５…キャビティ形成板
１６…接続流路形成板
１６１…第１接続流路
１６２…第２接続流路
１７…バッファ部
１７１…供給側バッファ室
１７２…排出側バッファ室
１７３…バッファ供給路
１７４…バッファ排出路
１７５…インク供給部
１７６…インク排出部
２０１…インク収容部
２０１ａ…第１のインク収容部
２０１ｂ…第２のインク収容部
２０２…インク供給部
２０３…連通路
２０…基板
２１…第１カートリッジアウト検出端子
２２…基準電位端子
２３…第２カートリッジアウト検出端子
２４…第１インクエンドセンサ駆動端子
２５…第２インクエンドセンサ駆動端子
２６…データ端子
３０…印刷装置
３１…キャリッジ
３１０…ホルダ
３２…キャリッジモータ
３３…プラテン
３４…摺動軸
３５…駆動ベルト
３６…プーリ
３７…紙送りモータ
３８…ギヤトレイン
３９…操作パネル
３９１…表示パネル
３９２…操作キー
３９５…メモリカードスロット
３９６…入出力端子
４０…制御回路
４０１…第１カートリッジアウト検出端子
４０２…基準電位端子
４０３…第２カートリッジアウト検出端子
４０４…第１インクエンドセンサ駆動端子
４０５…第２インクエンドセンサ駆動端子
４０６…データ端子
３０７０…キャリッジ回路
３０７１…第１カートリッジアウト検出ピン
３０７２…基準電位ピン
３０７３…第２カートリッジアウト検出ピン
３０７４…第１インクエンドセンサ駆動ピン
３０７５…第２インクエンドセンサ駆動ピン
３０７６…データピン
６０…メモリ
ＩＨ１〜ＩＨ４…印刷ヘッド
ＣＡ、ＣＡ’、ＣＡ１〜ＣＡ４…インクカートリッジ

Claims (10)

1. 液体収容体であって、
   液体を収容する液体収容部と、
   前記液体収容部における液体量が所定量より多い場合には、前記液体収容部における液体量が所定量以下である場合に出力する検出信号の周波数の約１／奇数の周波数の検出信号を出力する検出部とを備え、
   前記液体収容部における液体量が所定量より多い場合における前記検出信号の周波数ｆ１は、前記液体収容部における液体量が所定量以下である場合における前記周波数ｆ２に対して以下の式Ａを有する液体収容体
   ０．７５＊ｆ２（１−０．２５／Ｂ）／Ｂ≦ｆ１≦１．２５＊ｆ２（１−０．２５／Ｂ）／Ｂ（式Ａ）
   ０．２５／Ｂ：波形マージン、Ｂ：３以上の奇数。
2. 液体収容体であって、
   液体を収容する液体収容部と、
   前記液体収容部における液体量が所定量より多い場合には、前記液体収容部における液体量が所定量以下である場合に出力する検出信号の周波数の約１／奇数の周波数の検出信号を出力する検出部とを備え、
   前記検出部は
   前記液体収容部と連通し、前記液体収容部における液体量が所定量よりも多い場合には前記液体によって満たされ、前記液体収容部における液体量が所定量以下の場合には前記液体によって満たされない連通路と、
   前記連通路に配置され、検出した振動に応じて検出信号を出力する振動検出器とを備え、
   前記連通路に液体が満たされている場合における前記検出部の固有振動周波数は、前記連通路に液体が満たされていない場合の固有振動周波数の約１／奇数である液体収容体。
3. 請求項２に記載の液体収容体において、
   前記連通路に液体が満たされている場合における前記固有振動周波数ｆ１は、前記連通路に液体が満たされていない場合における前記固有振動周波数ｆ２に対して以下の式（Ａ）を満たす液体収容体
   ０．７５＊ｆ２（１−０．２５／Ｂ）／Ｂ≦ｆ１≦１．２５＊ｆ２（１−０．２５／Ｂ）／Ｂ（式Ａ）
   ０．２５／Ｂ：波形マージン、Ｂ：３以上の奇数。
4. 請求項３に記載の液体収容体において、
   前記固有振動周波数ｆ１は式１により定義され、
   

   

   前記固有振動周波数ｆ２は式２により定義され、
   

   

   なお、Ｍs：前記連通路のイナータンス、Ｍact：前記振動検出器のイナータンス、Ｃact：前記振動検出器のコンプライアンスであり、
   前記連通路および前記振動検出器は前記式Ａを満たすように構成されている液体収容体。
5. 請求項２から請求項４のいずれかに記載の液体収容体において、
   前記液体収容部は第１の収容部と第２の収容部とを有し、
   前記第１の収容部と第２の収容部とは前記連通路を介して接続されている液体収容体。
6. 請求項５に記載の液体収容体において、
   前記連通路は、前記第１の収容部と連通される第１の連通路と、前記第２の収容部と連通される第２の連通路と、前記第１および第２の連通路と連通されると共に前記振動検出器が配置される第３の連通路とを備える液体収容体。
7. 請求項６に記載の液体収容体において、
   前記固有振動周波数ｆ１は式３により定義され、
   

   

   前記固有振動周波数ｆ２は式２により定義され、
   

   

   なお、Ｍs1：前記第１の連通路のイナータンス、Ｍs2：前記第２の連通路のイナータンス、Ｍs3：前記第３の連通路のイナータンス、Ｍact：前記振動検出器のイナータンス、Ｃact：前記振動検出器のコンプライアンスであり、
   前記第１から第３の連通路および前記振動検出器は前記式Ａを満たすように構成されている液体収容体。
8. 請求項２から請求項７のいずれかに記載の液体収容体はさらに、
   前記振動検出器に対して駆動信号を入力し、検出信号を出力するための入出力端子と備え、
   前記振動検出器は、前記駆動信号の入力を受けて前記振動部を共振させると共に、前記振動部の振動に伴う前記固有振動周波数を有する検出信号を出力する液体収容体。
9. 請求項１から請求項８のいずれかに記載の液体収容体において、
   前記液体は印刷に用いられる印刷用インクであり、
   前記液体収容部はインク収容部であり、前記液体収容体はインクカートリッジである液体収容体。
10. 請求項９に記載のインクカートリッジが着脱可能に装着される印刷装置であって、
    前記インクカートリッジを搭載するための搭載部と、
    前記インクカートリッジに対して前記駆動信号を出力するための駆動信号出力部と、
    前記インクカートリッジからの検出信号に基づいて、前記インク収容部における印刷インク量が所定量より多いか否かを判定する判定部と、
    前記インクカートリッジに収容されている印刷用インクを用いて印刷処理を実行する印刷部とを備える印刷装置。

Images