WO2001087627A1

WO2001087627A1 - Procede de detection de consommation d'encre et appareil de reproduction a jet d'encre

Info

Publication number: WO2001087627A1
Application number: PCT/JP2001/004130
Authority: WO
Inventors: Kenji Tsukada; Munehide Kanaya
Original assignee: Seiko Epson Corporation
Priority date: 2000-05-18
Filing date: 2001-05-17
Publication date: 2001-11-22
Also published as: EP1283110A1; JP3824216B2; US7971945B2; PT1283110E; EP1283110B1; ES2323223T3; DE60137839D1; ATE424302T1; EP1283110A4; US20060274128A1

Description

明細書ィンク消費状態検出方法及ぴィンクジエツト記録装置技術分野

本発明は、インクジェット記録装置のインク容器内のインクの消費状態を検出するための方法及びこの方法が適用されるインクジェット記録装置に関する。背景技術

本発明が適用されるインク容器として、インクジエツト記録装置に着脱自在に装着されるィンクカートリッジを例にとって説明する。一般にィンクジヱット記録装置には、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エツト式の記録へヅドが搭載されたキャリッジと、流路を介して記録へヅドに供給されるインクを収容するィンク容器とを備えており、連続印刷が可能なように構成されているインク容器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力一トリッジとして構成されているものが一般的である。

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、記録ヘッドによつて吐出されるィンク滴のカウント数と、記録へヅドのメンテナンス工程で吸引されたィンク量とをソフトウエアにより積算し、計算上でィンク消費を管理する方法や、インクカートリヅ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出することでィンク消費を管理する方法などが知られていた。

しかしながら、ソフトウエ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、ィンクカートリッジ内の圧力ゃィンクの粘度が変化してしまい、計算上のィンク消費量と実際の消費量との間に無視できない I 誤差が生じてしまう場合があった。この場合には、実際にはインクが無いにもかかわずインク有りと算出してインク終了の検出が遅れたり、逆に、実際にはインクがまだ十分にあるにもかかわらずインク終了と算出してィンクを無駄にしてしまうとう問題があった。さらに、計算上のインク消費量と実際のインク消費量との間に差が生じていてもこれを途中で補正することが難しいという問題もあった。また、使用環境によるインク特性の変化等を以後のィンク消費状態の計測にフィードバックさせることが難しいという問題もあった。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。

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、よつ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ツジとの間の液密構造が複雑ィ匕するという問題がある。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、ィンクカートリツ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ツ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。

更に、従来のインクカートリヅジのインク消費を管理する方法は、記録へヅドが記録動作中であってもインク消費を検出するので、インク消費状態の検出のためにインク力一トリヅジ記録装置の中央処理装置（C P U )が使用され、 C P Uが記録のために使用できる時間が減少し、記録速度が低下した。また、キャリッジに装着され、キヤリヅジと共に移動する形式のオンキヤリヅジィンク力一トリヅジの場合、インク消費状態を記録へッドの記録時に検出すると、ィンクカートリツジ自体及ぴィンクカートリッジ内のィンクが揺れてィンク消費状態を正確に検出することができなかった。

また、ィンク力一トリヅジにィンクカートリヅジ内のィンク残量を検出するセンサが取り付けられている場合には、ィンクカートリッジ内のィンクが消費され尽くされると、センサはィンク力一トリッジ内にィンクが無いことを検出する。しかし、センサがインクカートリヅジ内にインクが無いことを検出した場合でもインクカートリッジ内に多少のィンクが残っている場合がある。例えばインク力一トリッジ内の溝や穴等の形状が複雑な箇所にインクが溜まっていたり、固まつていたりすることがある。また、ァクチユエ一夕近傍に気泡が付着した場合や、センサがインク力一トリッジの底面から多少上の位置に取り付けられていた場合、センサの装着位置よりインクの液面が下にあるとセンサはィンク無しを検出する。上記の場合、ユーザはィンクカートリッジ内に残されたィンクを有効に利用できない。

さらに、従来のインクカートリッジのインクの管理方法では、インクの消費状態の計測を常時行っていることが多く、不必要な計測が多かった。また、インクの残量が少なくても多くても一律な計測間隔でインク残量の計測を行っているため、計測間隔が長いと適切なタイミングでィンク終了を検出する機会を逃すという問題があった。

また、キャリッジの移動時及び移動直後は、インクカートリッジ内でインクが安静状態にないことが多い。特にィンク残量が少量であるとィンクが波打ってしまう。このようにインクカートリッジ内でインクが波打ってしまうと、インク消費状態の計測を行う時にインクが計測部材に接触したりしなかったりする。従つて、インク残量がまだあるにも係わらずインク終了と誤検出したり、インク残量が終了間近にも係わらずインク有りと誤検出してしまう問題もあった。

本発明は、上述した事倩を鑑みてなされたものであり、インク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ィンク消費状態検出方法及びィンクジェット記録装置を提供することを目的とする。本発明の更に他の目的は、記録速度を低下させずにィンクの消費状態を正確に検出できるインク消費状態検出方法及びィンクジェット記録装置を提供することである。

また、本発明は、インクカートリッジ内に残されたインクを有効に利用できるようにするためのインクの消費状態の検出方法及びィンクジェット記録装置を提供する。

また、本発明は、効率的にインクの消費状態の計測を行い、またインク残量が少なくなっても誤検出なく適切にィンクの消費状態を計測できるインク消費状態検出方法及びィンクジェット記録装置を提供することを目的とする。発明の開示

本発明は、インク滴を吐出する記録へッドを有するインクジエツト記録装置に搭載されるィンク容器内のィンクの消費状態を検出する方法であって、前記記録へッドの非記録状態の時に、圧電素子を有する圧電装置を用いて前記インク容器内のインクの消費状態を検出することを特徴とする。

また、好ましくは、前記記録ヘッドを清掃する保守動作中に、前記圧電装置を用いて前記ィンク容器内のィンクの消費状態を検出する。

また、好ましくは、前記記録ヘッドからインクが吐出される記録媒体を前記記録装置に供給し'又は排出する動作中に、前記圧電装置を用いて前記ィンク容器内のィンクの消費状態を検出する。

また、好ましくは、前記記録装置の電源投入時に、前記圧電装置を用いて前記ィンク容器内のィンクの消費状態を検出する。

また、好ましくは、前記記録装置の電源が切断されてから、前記記録装置が停止するまでの間に、前記圧電装置を用いて前記ィンク容器内のィンクの消費状態を検出する。

また、好ましくは、前記インク容器は、前記記録ヘッドを往復移動させるキヤリヅジに着脱自在に搭載されたィンクカートリッジであり、前記キヤリッジの移動が停止している間に前記圧電装置を用いて前記インク力一トリッジ内のィンクの消費状態を検出する。

また、好ましくは、前記キャリッジの移動が停止してから所定の時間が経過した後に前記圧電装置を用いて前記ィンクカートリヅジ内のィンクの消費状態を検出する。

また、好ましくは、前記圧電装置は、音響インピーダンスの変化を検出することによつて前記ィンク容器内のィンクの消費状態を検出する。

また、好ましくは、前記圧電装置の前記圧電素子は振動部を有し、前記圧電装置は、前記振動部に残留する残留振動によって発生する逆起電力に基づいて前記音響インピーダンスの変化を検出することによって、前記ィンク容器内のィンクの消費状態を検出する。

また、好ましくは、前記圧電装置が検出した前記インク容器内のインクの消費状態の情報を、前記インク容器に装着された記憶手段に格納し、前記記憶手段に格納されたィンクの消費状態の情報を読出し、読み出したィンクの消費状態の情報に基づいて、前記ィンク容器内のィンクの消費状態の検出を実行するか否かを判断する。

また、好ましくは、前記インク容器は、前記記録ヘッドを往復移動させるキヤリッジに着脱自在に搭載されたィンク力一トリッジであり、前記記録へッドの非記録状態の時に、前記圧電装置によって前記ィンク力一トリッジ内のィンクの消費状態を検出する消費状態検出ステップと、前記消費状態検出ステツプによって前記ィンク力一トリッジ内にィンクが無いと検出された後に、前記圧電装置によつて前記インクカートリッジ内のインクの消費状態を再度検出する再確認ステツプと、有する。

また、好ましくは、前記再確認ステップが、前記消費状態検出ステップによつて前記ィンクカートリヅジ内にィンクが無いと検出された後に、前記キヤリヅジを移動するキヤリツジ移動ステツプと、前記圧電装置によって前記インクカートリッジ内のィンクの消費状態を所定のタイミングで再度検出する消費状態再検出ステップと、を有する。

また、好ましくは、前記キャリッジ移動ステップが、記録動作時に前記キヤリッジを移動させる速度より速い速度で前記キヤリッジを移動させる。

また、好ましくは、前記キヤリヅジ移動ステップが、前記キャリッジを移動させる間に前記ィンク力一トリヅジに衝撃を与える。

また、好ましくは、前記キャリッジ移動ステップが終了して所定時間が経過した後で前記消費状態再検出ステツプを実行する。

また、好ましくは、前記キヤリヅジ移動ステップが前記キャリッジを移動中に前記消費状態再検出ステツプを実行する。

また、好ましくは、前記キャリッジ移動ステップが前記キャリッジを往復移動させ、前記消費状態再検出ステップが、前記キャリッジが往路から復路へほぼ折り返して移動する時にィンクの消費状態を再度検出する。

また、好ましくは、前記キヤリッジ移動ステップが前記キヤリッジを往復移動させ、前記消費状態再検出ステップが、前記キャリッジが往路を移動し終わり、復路の移動を開始した直後に前記ィンクの消費状態を再度検出する。

また、好ましくは、前記キャリッジ移動ステップが前記キャリッジを移動中に前記再確認ステツプを複数回実行し、前記再確認ステツプの検出結果に基づいて前記インク力一トリッジ内のインクの有無を判定する。

また、好ましくは、前記再確認ステップを複数回実行し、前記消費状態再検出ステヅプにおいて所定の回数以上ィンクが有ると検出された場合、前記ィンクカ一トリッジ内にィンクが有ると判定する。

また、好ましくは、前記再確認ステップを複数回実行し、前記消費状態再検出ステップの計測結果の平均値に基づいて前記ィンク力一トリッジ内のィンクの有無を判定する。

また、好ましくは、前記インクジェット記録装置の動作履歴に基づいてインクの消費状態の計測タイミングを制御する。

また、好ましくは、前記インクジェット記録装置の動作の累積に応じて計測頻度を高くする。

また、好ましくは、前記動作の累積が、前記記録へッドが搭載されたキヤリッジの累積駆動時間である。

また、好ましくは、前記記録ヘッドが搭載されたキャリッジが最後に移動した時点から所定時間が経過した後にィンク消費状態の計測タイミングがきたら、直ちに計測を行う。

また、好ましくは、前記記録ヘッドが搭載されたキャリッジが最後に移動した時点から所定時間が経過する前にィンク消費状態の計測タイミングがきたら、前記所定時間経過後直ちに計測を行う。

また、好ましくは、前記記録ヘッドが搭載されたキャリッジが最後に移動した時点から所定時間が経過した後にィンク消費状態の計測タイミングがきたら、計測間隔を短縮する。

また、好ましぐは、前記記録ヘッドが搭載されたキャリッジが最後に移動した時点から所定時間が経過する前にィンク消費状態の計測タイミングがきたら、計測間隔を増加する。

また、好ましくは、前記動作の累積が、前記記録ヘッドの累積駆動時間である。また、好ましくは、前記動作の累積が、インク消費状態の計測回数である。また、好ましくは、前記インクジェット記録装置又は前記インク容器に備えられる履歴メモリが、前記インクジエツト記録装置の動作の累積時間又は累積計測回数の少なくとも一方を言 3憶する。

また、好ましくは、前記履歴メモリは、さらに前記圧電装置を用いた過去の計測履歴を記憶する。

また、好ましくは、前記圧電装置は、前記圧電素子から成る振動部を有し、前記振動部の残留振動によって発生する逆起電力の波形の周期的ピーク値を所定時点から所定個数分計測することで前記ィンク容器内のインクの消費状態を検出し、以後のィンクの消費状態の検出においては、前記所定個数よりも多くの前記周期的ピーク値を計測してィンクの消費状態を検出する。

また、好ましくは、前記インク容器内のインクの消費状態の検出回数が多くなるのに応じて、前記逆起電力の波形の周期的ピーク値の所定時点からの所定個数を多く計測してィンクの消費状態を検出する。 . また、好ましくは、前記インクジェット記録装置又は前記インク容器は記憶メモリを有し、前記記憶メモリが前記圧電装置のィンクの消費状態の計測履歴を記憶する。

また、好ましくは、前記インク容器は、前記インクジェット記録装置に着脱自在に搭載されるインクカートリッジである。

また、好ましくは、前記インクジエト記録装置で使用されたインク消費量を積算することによって前記インク容器内のインクの消費状態を算出する消費状態算出処理をさらに有し、前記圧電装置は、前記圧電素子の設置位置である計測位置レベルを前記ィンク容器内のィンクの液面が通過したか否かを検出してィンクの消費状態を検出するものであり、前記消費状態算出処理によって前記ィンク容器内のィンクの消費状態を監視し、前記ィンク容器内のィンクの液面が前記計測位置レベルに近づいたとを判断した後に、前記圧電装置によって前記ィンク容器内のィンクの消費状態を検出する。

また、好ましくは、前記消費状態算出処理によって算出された前記インク容器内のィンク消費状態の計算結果情報と前記圧電装置によって計測された前記ィンク容器内のィンク消費状態の計測結果情報とのいずれか一方の情報から前記ィンク容器内のィンク液面レベルを検出する。

また、好ましくは、前記インク液面レベルでのインク残量が所定インク残量になると、前記インクジエツト記録装置が前記所定インク残量に応じた周辺動作を行う。

また、好ましくは、前記所定インク残量がインク終了として設定されたインク残量であり、前記ィンク終了を検出すると前記ィンクジエツト記録装置は低ィンク処理動作を行う。

また、好ましくは、前記消費状態算出処理によって算出されたインク残量が前記計測位置レベル近傍の量になるまでは、前記圧電装置によるィンク消費状態の計測を行わない。

また、好ましくは、前記消費状態算出処理によって算出されるインク残量が前記計測位置レベル近傍の量になるまでは、前記圧電装置によるインク消費状態の計測頻度を低くする。

また、好ましくは、前記消費状態算出処理によって算出されるインク残量が前記計測位置レベル近傍の量になった後は、前記圧電装置によるィンク消費状態の計測頻度を高くする。

また、好ましくは、前記インクジエト記録装置で使用されたインク消費量を積算することによって前記インク容器内のインクの消費状態を算出する消費状態算出処理をさらに有し、前記消費状態算出処理と前記圧電装置によるィンク消費状態の検出処理とが併用され、前記圧電装置は、前記圧電素子の設置位置である計測位置レベルを前記ィンク容器内のィンクの液面が通過したか否かを検出してィンクの消費状態を検出し、前記圧電装置によって液面通過が検出された後は、前記圧電装置によるインク消費状態の複数の計測結果の平均からインク終了か否かの判定を行う。

また、好ましくは、前記圧電装置によって 1度目の液面通過が計測されるまでは、前記圧電装置の計測頻度を低くする。

本発明によるインクジエツト記録装置は、インク滴を吐出する記録へッドと、前記記録ヘッドにインクを供給するインクカートリッジと、前記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と、前記記録へッドの非記録状態の時に前記圧電装置がィンクの消費状態を検出するように制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする。

また、好ましくは、前記圧電装置は、音響インピーダンスの変化を検出することによつて前記ィンクカートリッジ内のインクの消費状態を検出する。

また、好ましくは、前記圧電装置は、圧電素子から成る振動部を有し、前記振動部に残留する残留振動によって発生する逆起電力に基づいて、前記音響インピ —ダンスの変化を検出することによって、前記インクカートリヅジ内のインクの消費状態を検出する。

また、好ましくは、前記圧電装置が検出した前記インクカートリッジ内のインクの消費状態を格納する記憶手段を更に備える。

また、好ましくは、前記記憶手段が前記インクカートリッジに装着されているまた、好ましくは、前記圧電装置は、前記インクカートリッジに装着された圧電素子を有する。'

また、好ましくは、前記記録ヘッドと前記インクカートリッジとを搭載して移動するキャリッジをさらに有し、前記制御手段は、前記記録ヘッドの非記録状態の時に前記圧電装置が前記ィンク力一トリッジ内にィンクが無いと検出した後に、前記ィンク力一トリッジ内のィンクの消費状態を再度検出するように前記圧電装置を制御する。

また、好ましくは、前記制御手段が、前記圧電装置が前記インクカートリッジ内にィンクが無いと検出した後に前記キヤリッジを移動させて、前記ィンク力一トリッジ内のィンクの消費状態を所定のタイミングで再度検出するように前記圧電装置を制御する。

また、好ましくは、前記キャリッジが移動する間に前記インクカートリヅジに衝撃を与える衝撃手段を更に備える。図面の簡単な説明

図 1は、単色、例えばブラックインク用のインクカートリッジの一例を示す図である。

図 2は、複数種類のィンクを収容するインクカートリヅジの一例を示す図である ο

図 3は、図 1及び 2に示したィンクカートリッジに適したィンクジエツト記録装置の一例を示す図である。

図 4は、サブタンクュニット 3 3の詳細な断面を示す図である。

図 5は、モジュール体 1 0 0を示す斜視図である。

図 6は、モジュール体 1 0 0の他の例を示す図である。

図 7は、図 5に示したモジュール体 1 0 0をインク容器 1に装着した断面の例を示す図である。

図 8 A、図 8 B、図 8 Cは、インクカートリッジ 1 8 0の更に他の例を示す図である。

図 9 A、図 9 B、図 9 Cは、圧電装置の一例であるァクチユエ一夕 1 0 6の詳細を示す図である。

図 1 0は、ァクチユエ一夕 1 0 6の断面及びァクチユエ一夕 1 0 6の振動部およびキヤビティ 1 6 2の等価回路を示す図である。

図 1 1 A、図 1 1 Bは、インク容器内のインクの量及び密度とインクおよび振動部の共振周波数 f sとの関係を示すグラフである。

図 1 2 A、図 1 2 Bは、ァクチユエ一夕 1 0 6を振動させた後の、ァクチユエ —夕 1 0 6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 1 3は、本発明の一実施形態によるインクジェット記録装置の制御機構を示すブロック図である。

図 1 4は、記録装置の電源投入時における処理の流れを示す図である。

図 1 5は、印刷時に制御手段 7 3 0が行う処理（S 1 3 0 ) の流れを示す図であ o

図 1 6は、記録へッド保守時の処理の流れを示す図である。

図 1 7は、記録用紙 7 5 2の給排紙時に制御手段 7 3 0が行う処理の流れを示す図である。

図 1 8は、電源オフ時において制御手段 7 3 0が行う処理の流れを示す図である ο

図 1 9は、電源オフ時に制御手段 7 3 0が行う処理の流れの他の例を示す図でめる。

図 2 0は、本発明の一実施形態によるインクジエツト記録装置の制御機構を示すプロック図である。

図 2 1は、図 1に示したィンク力一トリヅジ及びィンクジヱヅト記録装置の具体的な例を示す図である。

図 2 2は、ァクチユエ一夕 1 0 6を先端に設置したモジュール体 1 0 0をインクカートリッジ 1 8 0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 2 3 A、図 2 3 Bは、ァクチユエ一夕 1 0 6がインクなしを検出したときに、キヤリヅジ 7 0 0の移動によってィンクカートリッジ 1 8 0を移動させてァクチユエ一夕 1 0 6によりインク消費状態を再検出する動作を示す図である。

図 2 4は、本発明の一実施形態によるィンク消費状態検出方法の検出手順を示す図である。

図 2 5は、本発明の一実施形態によるインク消費状態検出方法で使用する制御システムの構成を示す概念図である。

図 2 6は、インク消費状態の計測のタイミングの制御を、インクジェット記録装置の累積駆動時間に基づいて処理するの流れを示す図である。

図 2 7は、インク消費状態の計測の夕ィミングの制御を、インクジェット記録装置の累積駆動時間に基づいて処理するの別の流れを示す図である。

図 2 8は、インク消費状態の計測のタイミングの制御を、インク消費状態計測回数に基づいて処理する流れを示す図である。

図 2 9は、ィンク消費状態の計測のタイミングの制御を、ィンク消費状態計測回数に基づいて処理する別の流れを示す図である。

図 3 0は、ィンク消費状態の計測のタイミングの制御を、キヤリッジの累積駆動時間に基づいて処理する流れを示す図である。

図 3 1は、インク消費状態の計測のタイミングの制御を、キャリッジの累積駆動時間に基づいて処理する流れの別の例を示す図である。

図 3 2は、本発明の一実施形態によるインク消費状態検出方法で使用される制御システムの構成を示す概念図である。

図 3 3は、本発明の一実施形態によるインク消費状態検出方法の処理の流れの一例を示す図である。

図 3 4は、本発明の一実施形態によるインク消費状態検出方法の処理の別の処理の流れを示す図である。

図 3 5は、本発明の一実施形態によるインク消費状態検出方法の処理のさらに別の処理の流れを示す図である。

図 3 6は、本発明の一実施形態に係るインク残量が計測位置レベル近傍の量を経過した後の別の処理の流れを示す図である。発明を実施するための最良の形態

以下、本発明の実施の形態を通じて本発明を詳細に説明する。以下の実施形態は請求の範囲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。本発明において用いられる圧電装置のインク検出方法の基本的概念は、振動現象を利用することで、インク容器内の液体（インク）の状態（インク容器内の液体の有無、液体の量、液体の液位、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ィンク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インク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、ィンク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出する方法もある。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 (ァクチユエ一夕) 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出する方法や、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一ダンス特性またはアドミツ夕ンス特性を測定し、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。

本実施形態でインク力一トリッジ内のインク消費状態の計測をする圧電装置がィンク力一トリッジにどのように取り付けられるかについて以下で説明する。図 1〜図 4は、圧電装置を「弾性波発生手段」として使用してインク消費状態の計測を行うインクカートリッジの例を示し、図 5〜図 8 Cは圧電装置を「ァクチユエ一夕」として使用してィンク消費状態の計測を行うインク力一トリッジの例を示す。なお、以下ではインクカートリッジのインク消費状態の計測を例にとつて説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、インク容器内のインクの消費状態の計測一般に用いることができる。

図 1は、本発明が適用される単色、例えばブラックインク用のインクカートリッジの一例を示した断面図である。図 1のインクカートリッジは、上記に説明した方法のうちの、弾性波の反射波を受信してィンク容器内の液面の位置や液体 (インク）の有無を検出する方法に基づいている。弾性波を発生しまた受信する手段として弾性波発生手段 3を用いる。インクを収容する容器 1には、記録装置のインク供給針に接合するィンク供給口 2が設けられている。容器 1の底面 1 a の外側には、弾性波発生手段 3が容器 1を介して内部のィンクに弾性波を伝達できるように取付けられている。インク Kがほぼ消費されつくした段階、つまりィンクニァエンドとなった時点で、弾性波の伝達がィンクから気体へと変更するぺく、弾性波発生手段 3はィンク供給口 2よりも若干上方の位置に設けられている c なお、受信手段を別に設けて、弾性波発生手段 3を単に発生手段として用いても良い。

ィンク供給口 2にはパッキン 4及び弁体 6が設けられている。図 3に示すように、パヅキン 4は記録ヘッド 3 1に連通するインク供給針 3 2と液密に係合する _c 弁体 6は、バネ 5によってパッキン 4に対して常時弾接されている。インク供給針 3 2が挿入されると、弁体 6はインク供給針 3 2に押されてインク流路を開放し、容器 1内のインクがインク供給口 2およびインク供給針 3 2を介して記録へヅド 3 1へ供給される。容器 1の上壁の上には、インク力一トリヅジ内のインクに関する情報を格納した半導体記憶手段 7が装着されている。

図 2は、複数種類のィンクを収容するインクカートリッジの一例を示す裏側から見た斜視図である。容器 8は、隔壁により 3つのインク室 9、 1 0及び 1 1に分割される。それそれのインク室には、インク供給口 1 2、 1 3及び 1 4が形成されている。それそれのインク室 9、 1 0及び 1 1の底面 8 aには、弾性波発生手段 1 5、 1 6および 1 7が、容器 8を介して各インク室内に収容されているィンクに弾性波を伝達できるように取付けられている。

図 3は、図 1及び 2に示したィンクカートリッジに適したィンクジエツト記録装置の要部を示す断面図である。記録用紙の幅方向に往復動可能なキヤリッジ 3 0は、サブタンクユニット 3' 3を備えていて、記録ヘッド 3 1がサブタンクュニヅト 3 3の下面に設けられている。また、インク供給針 3 2はサブタンクュニヅト 3 3のインクカートリッジ搭載面側に設けられている。

図 4は、サブタンクユニット 3 3の詳細を示す断面図である。サブタンクュニヅト 3 3は、ィンク供給針 3 2、インク室 3 4、膜弁 3 6、及びフィルタ 3 7を有する。インク室 3 4内には、インクカートリッジからインク供給針 3 2を介して供給されるインクが収容される。膜弁 3 6は、インク室 3 4とィンク供給路 3 5との間の圧力差により開閉するよう設計されている。インク供給路 3 5は記録へヅド 3 1に連通しており、インクが記録へッド 3 1まで供給される構造となつている。

図 3に示すように、インクカートリッジ 1のィンク供給口 2をサブ夕ンク 3 3 のインク供給針 3 2に揷通すると、弁体 6がパネ 5に抗して後退し、インク流路が形成され、ィンクカートリッジ 1内のィンクがィンク室 3 4に流れ込む。ィンク室 3 4にインクが充填された段階で、記録へッド 3 1のノズル開口に負圧を作用させて記録へッド 3 1にィンクを充填した後、記録動作を実行する。

記録動作により記録ヘッド 3 1においてインクが消費されると、膜弁 3 6の下流側の圧力が低下するので、図 4に示すように、膜弁 3 6が弁体 3 8から離れて開弁する。膜弁 3 6が開くことにより、インク収容室 3 4のインクはインク供給路 3 5を介して記録へッド 3 1に流れこむ。記録へヅド 3 1へのインクの流入に伴なつて、インクカートリッジ 1のインクは、インク供給針 3 2を介してサブ夕ンク 3 3に流れ込む。

記録装置の動作期間中には、一定周期で弾性波発生手段 3に駆動信号が供給される。弾性波発生手段 3により発生された弾性波は、カートリッジの底面 1 aを伝搬してインクに伝達され、インクを伝搬する。

弾性波発生手段 3を容器 1に貼着することにより、インクカートリッジ自体に残量検出機能を付与することができる。本発明によれば、容器 1の成形時における液面検出用の電極の埋め込みが不要となるので、射出成形工程が簡素化され、電極埋めこみ領域からの液漏れがなくなり、ィンクカートリヅジの信頼性が向上できる。

以上が圧電装置の一形態である「弾性波発生手段」を用いて、インクカートリッジのィンク消費状態を計測する例である。

次に、圧電装置の別の形態である「ァクチユエ一夕」を用いて、インクカートリ、メジのインク消費状態を計測する例を説明する。ァクチユエ一夕を使用するにあたり、インクカートリッジへの取り付け及び取り外しを容易にするため、「モジュール体」等の取付構造体を使用することが好ましい。

なお、上記「モジュール体」は、ァクチユエ一夕を取り付けるのに限定されず他の圧電装置を取り付けるのに用いてもよい。以下では、ァクチユエ一夕のインクカートリッジへの装着を容易にするモジュール体について説明する。

図 5は、ァクチユエ一夕 1 0 6を取り付けモジュール体 1 0 0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 1 0 0はインクカートリツジの容器 1の所定個所に装着される。モジュール体 1 0 0は、インク液中の少なくとも音響ィ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出するように構成されている。本実施形態のモジュール体 1 0 0は、平面がほぼ矩形の基台 1 0 2上に駆動信号により発振するァクチユエ一夕 1 0 6を収容した円柱部 1 1 6を載せた構造となっている。モジュール体 1 0 0が、インクカートリヅジに装着されたときに、モジュール体 1 0 0のァクチユエ一夕 1 0 6が外部から接触できないように構成されているので、ァクチユエ一夕 1 0 6を外部の接触から保護することができる。なお、円柱部 1 1 6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つている。

図 6は、モジュール体 4 0 0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 0 0は、平面がほぼ角丸の正方形上の基台 4 0 2上に円柱状の台 4 0 3を載せ、更に円柱状の台 4 0 3上に立てられた板状要素 4 0 6の側面にァクチユエ一夕 1 0 6を配置して形成されている。板状要素 4 0 6のァクチユエ —夕 1 0 6を取り付ける方の面に凹部 4 1 3が形成されている。なお、板状要素 4 0 6の先端は所定角度に面取りされていて、ィンクカートリヅジに形成された孔へ装着する際に嵌めやすくなつている。

図 7は、図 5に示したモジュール体 1 0 0をィンク容器 1に装着したときのィンク容器の底部近傍の断面図である。モジュール体 1 0 0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 1 0 0 との接合面には、 ◦リング 3 6 5が設けられ、モジュール体 1 0 0とインク容器 1との液密を保っている。 0リングでシールが出来るようにモジュール体 1 0 0 は円筒部を備えることが好ましい。モジュール体 1 0 0の先端がインク容器 1の内部に揷入されることで、プレート 1 1 0の貫通孔 1 1 2を介してインク容器 1 内のィンクがァクチユエ一夕 1 0 6と接触する。ァクチユエ一夕 1 0 6の振動部の周囲が液体か気体かによつてァクチユエ一タ 1 0 6の残留振動の共振周波数が異なるので、モジュール体 1 0 0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 1 0 0に限らず、図 6に示したモジュール体 4 0 0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。なお、圧電装置を取り付けるためのモジュール体のィンク力一トリヅジ等のィンク容器への取り付け位置は、図面に示した位置に限定されない。また、複数の圧電装置を取り付けてもよい。

以上が、ァクチユエ一夕をインク力一トリッジに容易に取り付け可能にするモジュール体の説明である。次に、本実施形態で使用されるァクチユエ一夕とインクジエツト記録装置の動作記録用メモリの一例である半導体記憶手段とを適切にインクカートリッジに取り付ける回路基板について説明する。

図 8 A、図 8 B、図 8 Cはインクカートリッジの更に他の実施形態を示す。図 8 Aはインクカートリッジ 1 8 0 Cの断面図、図 8 Bは図 8 Aに示したインク力一トリヅジ 1 8 0 Cの側壁 1 9 4 bを拡大した断面図、及び図 8 Cはその正面からの透視図である。インクカートリッジ 1 8 0 Cは、半導体記憶手段 7とァクチユエ一夕 1 0 6とが同一の基板 6 1 0上に形成されている。図 8 B、図 8 Cに示すように、半導体記憶手段 7は基板 6 1 0の上方に形成され、ァクチユエ一夕 1 0 6は同一の基板 6 1 0において半導体記憶手段 7の下方に形成されている。ァクチユエ一夕 1 0 6の周囲を囲むように異型 0リング 6 1 4が、基板 6 1 0 に形成される。異型 0リング 6 1 4は、基板 6 1 0には、基板 6 1 0をィンク容器 1 9 4に接合するための力シメ部 6 1 6が複数形成されている。力シメ部 6 1 6によって基板 6 1 0をインク容器 1 9 4に接合し、異型 0リング 6 1 4をインク容器 1 9 4に押しつけることで、ァクチユエ一夕 1 0 6の振動領域がィンクと接触することをできるようにしつつ、インク力一トリッジの外部と内部とを液密に保つ。

半導体記憶手段 7及び半導体記憶手段 7付近には端子 6 1 2が形成されている _c 端子 6 1 2は半導体記憶手段 7とィンクジエツ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 E E P R O Mなどの書き換え可能な半導体メモリによつて構成されてもよい。半導体記憶手段 7とァクチユエ一夕 1 0 6とが同一の基板 6 1 0上に形成されているので、ァクチユエ一タ 1 0 6 及び半導体記憶手段 7をインク力一トリヅジ 1 8 0 C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 1 8 0 C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、インクカートリヅジ 1 8 0 Cの製造コストが低減できる。

ァクチユエ一夕 1 0 6は、インク容器 1 9 4内のインクの消費状態を検出する c 半導体記憶手段 7はァクチユエ一夕 1 0 6が検出したインク残量などのインクの情報やインクジェット記録装置の動作履歴等を格納する。すなわち、半導体記憶手段 7は検出する際に用いられるィンク及びィンク力一トリッジの特性等の特性パラメ一夕に関する情報を格納する。

ここで、上述した「ァクチユエ一夕」の液面検出の原理について説明する。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ツ夕ンス特性を測定する。インピーダンス特性またはアドミツ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 —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 f mの変化も音響インピーダンスの変化を示す。

上記の方法とは別に、ァクチユエ一夕は、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。液体の音響ィンビーダンスの変化を利用する方法として、ァクチユエ一夕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、圧電素子を利用することができる。圧電素子は、ァクチユエ一夕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、ァクチユエ一夕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、ァクチユエ一夕の振動部の振幅が大きいほど検出がしゃすい。また、ァクチユエ一夕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、ァクチユエ一夕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、ァクチユエ一夕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。

共振周波数 f s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。ァクチユエ一夕の振動は、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 f s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 f sを判断する。

周波数 f mは、媒体のアドミツ夕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 f sとすると、周波数 f m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 f sに対しわずかな誤差を生ずるしかし、実測される周波数 f mから共振周波数: f sを導出することは手間がかかるため、一般には、周波数 f mを共振周波数に代えて使用する。ここで、ァクチユエ一夕 1 0 6の出力を伝送回路に入力することで、ァクチユエ一夕 1 0 6は少なくとも音響ィンピーダンスを検出することができる。

媒体のインピーダンス特性またはアドミツ夕ンス特性を測定し周波数 f mを測定する方法と、ァクチユエ一夕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: f s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。

図 9 A、図 9 B、図 9 Cおよび図 1 0は、圧電装置の一実施形態であるァクチユエ一夕 1 0 6の詳細および等価回路を示す。ここでいぅァクチユエ一夕は、少なくとも音響インピーダンスの変化を検出してインク容器内の液体（インク）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出してィンク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 9 Aは、ァクチユエ一夕 1 0 6の拡大平面図である。図 9 Bは、ァクチユエ一夕 1 0 6の B— B断面を示す。図 9 Cは、ァクチユエ一夕 1 0 6の C— C断面を示す。さらに図 1 0 ( A )および図 1 0 (B )は、ァクチユエ一夕 1 0 6の等価回路を示す。また、図 1 0 ( C )および図 1 0 ( D )は、それそ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ァクチユエ一夕 1 0 6を含む周辺およびその等価回路を示し、図 1 0 ( E ) および図 1 0 ( F )は、それそれインクカートリッジ内にインクが無いときのァクチユエ一夕 1 0 6を含む周辺およびその等価回路を示す。

ァクチユエ一夕 1 0 6は、ほぼ中央に円形状の開口 1 6 1を有する基板 1 7 8 と、開口 1 6 1を被覆するように基板 1 7 8の一方の面（以下、表面という）に配備される振動板 1 7 6と、振動板 1 7 6の表面の側に配置される圧電層 1 6 0 と、圧電層 1 6 0を両方からはさみこむ上部電極 1 6 4および下部電極 1 6 6と、上部電極 1 6 4と電気的に結合する上部電極端子 1 6 8と、下部電極 1 6 6と電気的に結合する下部電極端子 1 7 0と、上部電極 1 6 4および上部電極端子 1 6 8の間に配設され、かつ両者を電気的に結合する補助電極 1 7 2と、を有する。圧電層 1 6 0、上部電極 1 6 4および下部電極 1 6 6はそれそれの主要部として円形部分を有する。圧電層 1 6 0、上部電極 1 6 4および下部電極 1 6 6のそれそれの円形部分は圧電素子を形成する。振動板 1 Ί 6は、基板 1 7 8の表面に、開口 1 6 1を覆うように形成される。キヤビティ 1 6 2は、振動板 1 7 6の開口 1 6 1と面する部分と基板 1 7 8の表面の開口 1 6 1とによって形成される。基板 1 7 8の圧電素子とは反対側の面 (以下、裏面という）はインク容器側に面しており、キヤビティ 1 6 2は液体と接触するように構成されている。キヤビティ 1 6 2内に液体が入っても基板 1 7 8の表面側に液体が漏れないように、振動板 1 Ί 6は基板 1 7 8に対して液密に取り付けられる。

下部電極 1 6 6は振動板 1 7 6の表面、即ちィンク容器とは反対側の面に位置しており、下部電極 1 6 6の主要部である円形部分の中心と開口 1 6 1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 1 6 6の円形部分の面積が開口 1 6 1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 6 6の表面側には、圧電層 1 6 0が、その円形部分の中心と開口 1 6 1の中心とがほぼ一致するように形成されている。圧電層 1 6 0の円形部分の面積は、開口 1 6 1の面積よりも小さく、かつ下部電極 1 6 6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。

一方、圧鼋層 1 6 0の表面側には、上部電極 1 6 4が、その主要部である円形部分の中心と開口 1 6 1の中心とがほぼ一致するように形成される。上部電極 1 6 4の円形部分の面積は、開口 1 6 1および圧電層 1 6 0の円形部分の面積よりも小さく、かつ下部電極 1 6 6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。

したがって、圧鼋層 1 6 0の主要部は、上部電極 1 6 4の主要部と下部電極 1 6 6の主要部とによって、それそれ表面側と裏面側とから挟みこまれる構造となつていて、圧電層 1 6 0を効果的に変形駆動することができる。圧電層 1 6 0、上部電極 1 6 4および下部電極 1 6 6のそれぞれの主要部である円形部分がァクチユエ一夕 1 0 6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 1 7 6に接している。また、上部電極 1 6 4の円形部分、圧電層 1 6 0の円形部分、下部電極 1 6 6の円形部分および開口 1 6 1のうちで、面積が最も大きいのは開口 1 6 1である。この構造によって、振動板 1 7 6のうち実際に振動する振動領域は、開口 1 6 1によって決定される。また、上部電極 1 6 4の円形部分、圧電層 1 6 0の円形部分および下部電極 1 6 6の円形部分は開口 1 6 1より面積が小さいので、振動板 1 7 6がより振動しやすくなる。さらに、圧電層 1 6 0と電気的に接続する下部電極 1 6 6の円形部分および上部電極 1 6 4の円形部分のうち、下部電極 1 6 6の円形部分の方が小さい。従って、下部端子 1 6 6の円形部分が圧電層 1 6 0のうち圧電効果を発生する部分を決定する。

圧電素子を形成する圧電層 1 6 0、上部電極 1 6 4、及び下部電極 1 6 6の円形部分は、その中心が、開口部 1 6 1の中心とほぼ一致する。また、振動板 1 Ί 6の振動部分を決定する円形状の開口部 1 6 1の中心は、ァクチユエ一夕 1 0 6 のほぼ中心に設けられている。したがって、ァクチユエ一夕 1 0 6の振動部の中心は、ァクチユエ一夕の中心とほぼ一致する。更に、圧電素子の主部及び、振動板 1 7 6の振動部分が、円形な形状を有するので、ァクチユエ一夕 1 0 6の振動部は、ァクチユエ一夕 1 0 6の中心に対して対称な形状である。

振動部が、ァクチユエ一夕 1 0 6の中心に対して対称な形状であるので、構造の非対称性から生じる不要な振動を励起しないようにすることができる。そのため、共振周波数の検出精度が向上する。更に、振動部が、ァクチユエ一夕中心に対して対称な形状であるので、製造しやすく、圧電素子ごとの形状のばらつきを小さくできる。したがって、圧電素子ごとの共振周波数のばらつきが小さくなるまた、振動部が、等方的な形状であるので、接着の際、固定のばらつきの影響を受けにくい。インク容器に均等に接着される。したがって、ァクチユエ一夕 1 0 6のィンク容器への実装性がよい。

更に、振動板 1 7 6の振動部分が、円形な形状を有するので、圧電層 1 6 0の残留振動の共振モードにおいて、低次、例えば一次の共振モードが支配的となり、単一のピークが出現する。そのため、ピークとノイズとを、明確に区別することができるので、共振周波数を明確に検出することができる。また、円形な形状の振動板 1 Ί 6の振動部分の面積を大きくすることによって、逆起電力波形の振幅及び液体の有無による共振周波数の振幅の差が大きくなり、共振周波数の検出の精度を更に向上できる。

振動板 1 7 6の振動による変位は、基板 1 7 8の振動による変位よりもはるかに大きい。ァクチユエ一夕 1 0 6は、コンプライアンスの小さい、すなわち振動によって変位しにくい基板 1 7 8と、コンプライアンスの大きい、すなわち振動によって変位しやすい振動板 1 7 6との 2層構造を有する。この 2層構造によつて、'基板 1 7 8によってインク容器に確実に固定されながら、かつ振動による振動板 1 7 6の変位を大きくできるので、逆起電力波形の振幅及び液体の有無による共振周波数の振幅の差が大きくなり、共振周波数の検出の精度が向上できる。更に、振動板 1 7 6のコンプライアンスが大きいので、振動の減衰が小さくなり、共振周波数の検出の精度が向上できる。また、ァクチユエ一夕 1 0 6の振動の節は、キヤビティ 1 6 2の外周部、すなわち開口部 1 6 1の縁付近に位置する。上部電極端子 1 6 8は、補助電極 1 7 2を介して上部電極 1 6 と電気的に接続するように振動板 1 7 6の表面側に形成される。一方、下部電極端子 1 Ί 0は、下部電極 1 6 6に電気的に接続するように振動板 1 7 6の表面側に形成される。上部電極 1 6 4は、圧電層 1 6 0の表面側に形成されるため、上部電極端子 1 6 8と接続する途中において、圧電層 1 6 0の厚さと下部電極 1 6 6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 1 6 4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 1 6 4と上部電極端子 1 6 8 との接続状態が弱くなつてしまい、切断してしまう危険がある。そこで、補助電極 1 7 2を補助部材として用いて上部電極 1 6 4と上部電極端子 1 6 8とを接続させている。このようにすることで、圧電層 1 6 0も上部電極 1 6 4も補助電極 1 7 2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 1 6 4と上部電極端子 1 6 8との接続を確実にすることが可能となる。

なお、圧電素子と振動板 1 7 6のうちの圧電素子に直面する振動領域とが、ァクチユエ一夕 1 0 6において実際に振動する振動部である。また、ァクチユエ一夕 1 0 6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。ァクチユエ一夕 1 0 6を一体的に形成することによって、ァクチユエ一夕 1 0 6の取り扱いが容易になる。さらに、基板 1 7 8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 1 7 8の強度を高めることによつて、ァクチユエ一夕 1 0 6の振動部のみが振動し、ァクチユエ一夕 1 0 6のうち振動部以外の部分が振動しない。また、ァクチユエ一夕 1 0 6の振動部以外の部分が振動しないためには、基板 1 7 8の強度を高めるのに対し、ァクチユエ一夕 1 0 6の圧電素子を薄くかつ小さくし、振動板 1 7 6を薄くすることによって達成できる。

圧電層 1 6 0の材料としては、ジルコン酸チタン酸鉛（P Z T ) 、ジルコン酸チタン酸鉛ランタン（P L Z T ) 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 1 7 8の材料としてジルコニァまたはアルミナを用いることが好ましい。また、振動板 1 7 6には、基板 1 7 8と同じ材料を用いることが好ましい。上部電極 1 6 4、下部電極 1 6 6、上部電極端子 1 6 8および下部電極端子 1 7 0は、導電性を有する材料、例えば、金、銀、銅、プラチナ、アルミ二ゥム、ニッケルなどの金属を用いることができる。

上述したように構成されるァクチユエ一夕 1 0 6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、あるいは記録へヅ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。

図 9 A、図 9 B、図 9 Cおよび図 1 0に示されるァクチユエ一夕 1 0 6は、ィンク容器の所定の場所に、キヤビティ 1 6 2をインク容器内に収容される液体と接触するように装着される。ィンク容器に液体が十分に収容されている場合には、キヤビティ 1 6 2内およびその外側は液体によって満たされている。一方、インク容器の液体が消費され、ァクチユエ一夕の装着位置以下まで液面が降下すると、キヤビティ 1 6 2内には液体は存在しないか、あるいはキヤビティ 1 6 2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。ァクチユエ一夕 1 0 6は、この状態の変化に起因する、少なくとも音響インビーダンスの相違を検出する。それによつて、ァクチユエ一夕 1 0 6は、インク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出することができる。

さらに、ァクチユエ一夕 1 0 6は、インク容器内の液体の種類も検出することが可能である。

ここでァクチユエ一夕による液面検出の原理について説明する。

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ァドミッ夕ンス特性を測定する。ィンビーダンス特性またはァドミツ夕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一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 f mの変化も音響インピーダンスの変化を示す。

上記の方法とは別に、ァクチユエ一夕は、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、ァクチユエ一夕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、ァクチユエ一夕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、ァクチユエ一夕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、ァクチユエ一夕の振動部の振幅が大きいほど検出がしゃすい。また、ァクチユエ一夕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、ァクチユエ一夕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、ァクチユエ一夕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。

共振周波数： f s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。ァクチユエ一夕の振動は、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 f s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ェ変換し、最も支配的な周波数成分を特定することで、共振周波数 f sを判断する。

周波数 f mは、媒体のァドミツ夕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 f sとすると、周波数 f m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: e sに対しわずかな誤差を生ずる c しかし、実測される周波数 f mから共振周波数 f sを導出することは手間がかかるため、一般には、周波数: f niを共振周波数に代えて使用する。ここで、ァクチユエ一夕 1 0 6の出力を伝送回路に入力することで、ァクチユエ一夕 1 0 6は少なくとも音響ィンピ一ダンスを検出することができる。

媒体のインピーダンス特性またはァドミッ夕ンス特性を測定し周波数 f mを測定する方法と、ァクチユエ一夕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 f s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。ァクチユエ一夕 1 0 6の振動領域は、振動板 1 Ί 6のうち開口 1 6 1によって決定されるキヤビティ 1 6 2を構成する部分である。インク容器内に液体が充分に収容されている場合には、キヤビティ 1 6 2内には、液体が満たされ、振動領域はインク容器内の液体と接触する。一方で、インク容器内に液体が充分にない場合には、振動領域はインク容器内のキヤ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。

本発明のァクチユエ一夕 1 0 6にはキヤビティ 1 6 2が設けられ、それによつて、ァクチユエ一夕 1 0 6の振動領域にインク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。

ァクチユエ一夕のィンク容器への取り付け位置や取り付け角度によっては、ィンク容器内の液体の液面がァクチユエ一夕の装着位置よりも下方にあるにもかかわらず、ァクチユエ一夕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ァクチユエ一夕が液体の有無を検出している場合には、ァクチユエ一夕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、液面がァクチユエ一夕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ィンク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、ァクチユエ一夕はィンク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ヤビティを積極的に設けることで、インク容器が揺動して液面が波立ったとしても、ァクチユエ一夕の誤動作を防止することができる。このように、キヤビティを有するァクチユエ一夕を用いることで、誤動作を防ぐことができる。また、図 1 0 ( E )に示すように、インク容器内に液体が無く、ァクチユエ一夕 1 0 6のキヤビティ 1 6 2にィンク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、キヤビティ 1 6 2の周辺に液体が無く、この閾値よりキヤビティ内の液体が少ない場合は、インク無しと判断し、キヤビティ 1 6 2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、ァクチユエ一夕 1 0 6をインク容器の側壁に装着した場合、インク容器内の液体がァクチユエ一夕の装着位置よりも下にある場合をィンク無しと判断し、ィンク容器内の液体がァクチユエ一夕の装着位置より上にある場合をィ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、キヤ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、キヤビティ内のィンクが無くなったところにキヤリッジの摇れなどで再度ィンクがキヤビティに付着しても閾値を越えないので、ィンク無しと判断することができる。

ここで、図 9 A、図 9 B、図 9 Cおよび図 1 0を参照しながら逆起電力の測定による媒体とァクチユエ一夕 1 0 6の振動部との共振周波数からインク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。ァクチユエ一夕 1 0 6 において、上部電極端子 1 6 8および下部電極端子 1 Ί 0を介して、それそれ上部電極 1 6 4および下部電極 1 6 6に電圧を印加する。圧電層 1 6 0のうち、上部電極 1 6 4および下部電極 1 6 6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 1 6 0は変形する。圧電層 1 6 0が変形することによって振動板 1 Ί 6のうちの振動領域がたわみ振動する。圧電層 1 6 0が変形した後しばらくは、たわみ振動がァクチユエ一夕 1 0 6の振動部に残留する。

残留振動は、ァクチユエ一夕 1 0 6の振動部と媒体との自由振動である。従つて、圧電層 1 6 0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、ァクチユエ一夕 1 0 6の振動部を振動させるため、圧電層 1 6 0をも変形する。従って、圧電層 1 6 0は逆起電力を発生する。その逆起電力は、上部電極 1 6 4、下部電極 1 6 6、上部電極端子 1 6 8および下部電極端子 1 7 0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、ィンク容器内の液体の状態を検出することができる。一般に、共振周波数 f sは、

f s = l / ( 2 * 7T * ( M * Cact)^V2) (式 1)

で表される。ここで、 Mは振動部のイナ一夕ンス Mactと付加イナ一夕ンス M ' との和である。 Cactは振動部のコンプライアンスである。

図 9 Cは、本実施形態において、キヤビティにインクが残存していないときのァクチユエ一夕 1 0 6の断面図である。図 1 0 (A )および図 1 0 ( B )は、キヤビティにインクが残存していないときのァクチユエ一夕 1 0 6の振動部おょぴキャビティ 1 6 2の等価回路である。

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 1 0 (A )に示すように、

Mact = Mpzt + Melectrodel + Melectrode2+ Mvib (式 2 ) と表される。ここで、 Mpztは、振動部における圧電層 1 6 0の厚さと圧電層 1 6 0の密度との積を圧電層 1 6 0の面積で除したものである。 Melectrodelは、振動部における上部電極 1 6 4の厚さと上部電極 1 6 4の密度との積を上部電極 1 6 4の面積で除したものである。 Melectrode2は、振動部における下部電極 1 6 6の厚さと下部電極 1 6 6の密度との積を下部電極 1 6 6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 7 6の厚さと振動板 1 7 6の密度との積を振動板 1 7 6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、本実施形態では、圧電層 1 6 0、上部電極 1 6 4、下部電極 1 6 6および振動板 1 7 6の振動領域のそれそれの面積は、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、本実施形態において、圧電層 1 6 0、上部電極 1 6 4および下部電極 1 6 6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、ァクチユエ一夕 1 0 6において、 Mactは、上部電極 1 6 4、下部電極 1 6 6、圧電層 1 6 0および振動板 1 7 6のうちの振動領域のそれそれのイナ —タンスの和である。また、コンプライアンス Cactは、上部電極 1 6 4、下部電極 1 6 6、圧電層 1 6 0および振動板 1 7 6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。

尚、図 10 (A)、（B)、（D)、（F)は、ァクチユエ一夕 106の振動部およびキヤビティ 162の等価回路を示すが、これらの等価回路において、 Cact はァクチユエ一夕 106の振動部のコンプライアンスを示す。 Cpzt、 C electro del, Celectrode2および Cvibはそれそれ振動部における圧電層 160、上部電極 164、下部電極 166および振動板 176のコンプライアンスを示す。 C^c tは、以下の式 3で表される。

l/Cact=(l/Cpzt) + (l/Celectrodel) + (l/Celectrode2) + (l/Cvib)

(式 3) 式 2および式 3より、図 10 (A)は、図 10 (B)のように表すこともできる c コンプライアンス C actは、振動部の単位面積に圧力をかけたときの変形によつ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。

図 10 (C)は、インク容器に液体が十分に収容され、ァクチユエ一夕 106 の振動領域の周辺に液体が満たされている場合のァクチユエ一夕 106の断面図を示す。図 10 (C)の M' maxは、インク容器に液体が十分に収容され、ァクチユエ一夕 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一タンスの最大値を表す。 M' maxは、

M， max=(7r*_/o/(2*k³))*(2*(2*k*a)V(3*7T))/(7r*a²)² (式 4) (aは振動部の半径、 pは媒体の密度、 kは波数である。）

で表される。尚、式 4は、ァクチユエ一夕 106の振動領域が半径 aの円形である場合に成立する。付加イナ一夕ンス 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 pとによって大きく変化する。

波数 kは、

k = 2 * Γ * f act/ 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。）で表される。

図 10 (D)は、インク容器に液体が十分に収容され、ァクチユエ一夕 106 の振動領域の周辺に液体が満たされている図 10 (C)の場合のァクチユエ一夕 106の振動部およびキヤビティ 162の等価回路を示す。

図 10 (E)は、インク容器の液体が消費され、ァクチユエ一夕 106の振動領域の周辺に液体が無いものの、ァクチユエ一夕 106のキヤビティ 162内には液体が残存している場合のァクチユエ一夕 106の断面図を示す。式 4は、例えば、インク容器に液体が満たされている場合に、インクの密度 pなどから決定される最大のイナ一夕ンス M' maxを表す式である。一方、インク容器内の液体が消費され、キヤビティ 162内に液体が残留しつつァクチユエ一夕 106の振動領域の周辺にある液体が気体または真空になつた場合には、

M， = *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、ァクチユエ一夕 10 6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 = 7T*a² である。従って、付加イナ一夕ンス M，は、インク容器に液体が十分に収容され、ァクチユエ一夕 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、キヤビティ 162内に液体が残留しつつァクチユエ一夕 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。

ここで、図 10 (E)のように、インク容器の液体が消費され、ァクチユエ一夕 106の振動領域の周辺に液体が無いものの、ァクチユエ一夕 106のキヤビティ 162内には液体が残存している場合の付加イナ一夕ンス M' を便宜的に M， cavとし、ァクチユエ一夕 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一夕ンス M' maxと区別する。

図 10 (F)は、インク容器の液体が消費され、ァクチユエ一夕 106の振動領域の周辺に液体が無いものの、ァクチユエ一夕 106のキヤビティ 162内には液体が残存している図 10 (E)の場合のァクチユエ一夕 106の振動部およびキヤビティ 162の等価回路を示す。

ここで、媒体の状態に関係するパラメ一夕は、式 6において、媒体の密度 pおよび媒体の厚さ tである。ィンク容器内に液体が充分に収容されている場合は、ァクチユエ一夕 1 0 6の振動部に液体が接触し、インク容器内に液体が充分に収容されていない場合は、キヤビティ内部に液体が残存するか、もしくはァクチュエー夕 1 0 6の振動部に気体または真空が接触する。ァクチユエ一夕 1 0 6の周辺の液体が消費され、図 1 0 ( C )の M' maxから図 1 0 ( E )の M， cavへ移行する過程における付加イナ一夕ンスを M' varとすると、インク容器内の液体の収容状態によって、媒体の密度 pや媒体の厚さ tが変化するため、付加イナ一タンス 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 sを特定することによって、インク容器内の液体の有無を検出することができる。ここで、式 6を用いて] VT cavを表すと、式 6の tにキヤビティの深さ d を代入し、

M' cav= p*d/ S (式 7 )

となる。

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O が異なるため、付加イナ一夕ンス M' が変化し、共振周波数 f sも変化する。従つて、共振周波数 f sを特定することで、液体の種類を検出できる。尚、ァクチユエ一夕 1 0 6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。図 1 1 Aは、インク容器内のインクの量とインクおよび振動部の共振周波数 f sとの関係を示すグラフである。ここでは液体の 1例としてィンクについて説明する。縦軸は、共振周波数: f s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 f sは、上昇する。インク容器にインクが十分に収容され、ァクチユエ一夕 1 0 6の振動領域の周辺にインクが満たされている場合には、その最大付加イナ一夕ンス 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、キヤビティ 1 6 2内に液体が残留しつつァクチユエ一夕 1 0 6の振動領域の周辺にィンクが満たされていないときには、付加イナ一夕ンス M， varは、媒体の厚さ tに基づいて式 6によつて算出される。式 6中の tは振動にかかわる媒体の厚さであるから、ァクチュェ一夕 1 0 6のキヤビティ 1 6 2の d (図 9 B参照）を小さく、即ち、基板 1 7 8 を十分に薄くすることによって、ィ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 1 0 ( C )参照）。ここで、 t inkは振動にかかわるインクの厚さとし、 t ink— maxは M' maxにおける t inkとする。例えば、インクカートリヅジの底面にァクチユエ一夕 1 0 6をィ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、インクの液面がァクチユエ一夕 1 0 6から t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、ァクチユエ一夕 1 0 6はインクの消費状態を徐々に検出することができる。

また、ァクチユエ一夕 1 0 6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、ァクチユエ一夕 1 0 6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ァクチユエ一夕 1 0 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、インクの液面がァクチユエ一夕 1 0 6の振動領域に達すると、液位の低下に伴い付加イナ一夕ンス M⁵ が減少するので、式 1により共振周波数 f sが徐々に増加する。従つて、ィンクの液面が、キヤビティ 1 6 2の径 2 a (図 1 0 ( C )参照）の範囲内にある限り、ァクチユエ一夕 1 0 6はインクの消費状態を徐々に検出することができる。

図 1 1 Aの曲線 Xは、ァクチユエ一夕 1 0 6のキヤビティ 1 6 2を十分に浅くした場合や、ァクチユエ一夕 1 0 6の振動領域を十分に大きくまたは長くした場合のィンク容器内に収容されたィンクの量とィンクおよび振動部の共振周波数 f sとの関係を表わしている。インク容器内のインクの量が減少するとともに、ィンクおよび振動部の共振周波数 f sが徐々に変化していく様子が理解できる。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、ァクチユエ一夕 1 0 6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、ァクチユエ一夕 1 0 6の搌動領域周辺において振動 (こかかわる媒体は、液体が減少する一方で気体が増加する。例えば、ァクチユエ一夕 1 0 6をィンクの液面に対して水平に配備した場合であって、 t inkが t ink— maxより小さいときには、ァクチユエ一夕 1 0 6の振動にかかわる媒体はィンクと気体との両方を含む。したがって、ァクチユエ一夕 1 0 6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、

Μ， =Μ' air+M' ink= p air* t air/ S + ink* t ink/ S (式 8 ) となる。ここで、 M' airは空気のイナ一夕ンスであり、 M' inkはインクのイナ一夕ンスである。 pairは空気の密度であり、 pinkはインクの密度である。 t ai rは振動にかかわる空気の厚さであり、 t inkは振動にかかわるインクの厚さである。ァクチユエ一夕 1 0 6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、ァクチユエ一夕 1 0 6がィンクの液面に対しほぼ水平に配備されている場合には、 t airが増加し、 t ink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、インク容器内に残存しているィンクの量またはィ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。ァクチユエ一夕 1 0 6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、ァクチユエ一夕 1 0 6の振動領域のうち、ァクチユエ一夕 1 0 6の振動にかかわる媒体がインクのみの領域と、ァクチユエ一夕 1 0 6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。ァクチユエ一夕 1 0 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、ァクチユエ一夕 1 0 6の振動にかかわる媒体が気体のみの領域の面積を S airとすると、

1/M⁵ =1/M， air + l/M⁵ ink= S air/( air*t air)+ S ink/( ink* t ink)

(式 9 ) となる。

尚、式 9は、ァクチユエ一夕 1 0 6のキヤビティにインクが保持されない場合に適用される。ァクチユエ一夕 1 0 6のキヤビティにィ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。

一方、基板 1 7 8が厚く、即ち、キヤビティ 1 6 2の深さ dが深く、 dが媒体の厚さ t ink-maxに比較的近い場合や、ィンク容器の高さに比して振動領域が非常に小さいァクチユエ一夕を用いる場合には、実際上はィ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ァクチユエ一夕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、ァクチユエ一夕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 1 1 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容器内のィンクの量とインクおよび振動部の共振周波数 f sとの関係を示す。ィンク容器内のィンクの液面がァクチユエ —夕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 f sが激しく変化している様子が示される。このことから、インク容器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。

ァクチユエ一夕 1 0 6を用いて液体の有無を検出する方法は、振動板 1 Ί 6が、液体と直接接触することで、インクの有無を検出するので、インクの消費量をソフトウエアによって計算する方法に比べ、検出精度が高い。更に、電極を用いて、導電性によりィンクの有無を検出する方法は、ィンク容器への取付位置及びィンクの種類によって影響されるが、ァクチユエ一夕 1 0 6を用いて液体の有無を検出する方法は、インク容器への取付位置及びインクの種類によって、影響されない。更に、単一のァクチユエ一夕 1 0 6を用いて、発振と液体の有無の検出の双方をすることができるので、発振と液体の有無の検出とを異なったセンサを用いて実施する方法と比較してィンク容器に取付けるセンサの数を減少することができる。したがって、インク容器を安価に製造できる。更に、圧電層 1 6 0の振動周波数を非可聴領域に設定することで、ァクチユエ一夕 1 0 6の動作中に発生する音を静かにすることができる。

図 1 1 Bは、図 1 1 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 f sとの関係を示す。液体の例としてインクを挙げている。図 1 1 B に示すように、インク密度が高くなると、付加イナ一夕ンスが大きくなるので共振周波数: f sが低下する。すなわち、インクの種類によって共振周波数 f sが異なる。したがって共振周波数: f sを測定することによって、インクを再充填する際に、密度の異なったィンクが混入されていないか確認することができる。

つまり、互いに種類の異なるインクを収容するィンク容器を識別できる。

続いて、インク容器内の液体が空の状態であってもァクチユエ一夕 1 0 6のキャビティ 1 6 2内に液体が残存するようにキヤ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。ァクチユエ一夕 1 0 6は、キヤビティ 1 6 2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、キヤビティ 1 6 2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。

共振周波数 f sは、イナ一夕ンス Mの関数である。イナ一夕ンス Mは、振動部のイナ一夕ンス Mactと付加イナ一夕ンス M' との和である。ここで、付加イナ —夕ンス M' が液体の状態と関係する。付加イナ一夕ンス M' は、振動部の付近にある媒体の作用によつ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。

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ヤビティ 1 6 2内に残存する液体である。よって、インク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 f sも変化しない。従って、ァクチユエ一夕 1 0 6は、ィンク容器内の液体の状態を検出できないことになる。

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ヤビティ 1 6 2内に残存する液体およびインク容器内の気体または真空である。このときにはインク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 f sが変化する。従って、ァクチユエ一夕 1 0 6は、インク容器内の液体の状態を検出できる。

即ち、インク容器内の液体が空の状態で、ァクチユエ一夕 1 0 6のキヤビティ 1 6 2内に液体が残存する場合に、ァクチユエ一夕 1 0 6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、ァクチユエ一夕 1 0 6が液体の状態を正確に検出できる条件 M' max>M， cavは、キヤビティ 1 6 2の形状にかかわらない。

ここで、 M' cavは、キヤビティ 1 6 2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、ァクチユエ一夕 1 0 6が液体の状態を正確に検出できる条件は、キヤビティ 1 6 2の容量の条件として表すことができる。例えば、円形状のキヤビティ 1 6 2の開口 1 6 1の半径を aとし、およびキヤビティ 1 6 2の深さを dとすると、

M ⁵ max> p * ά /πε^ (式 1 0 )

である。式 1 0を展開すると

a/ d > 3 ^ ττ/ 8 (式 1 1 )

という条件が求められる。尚、式 1 0、式 1 1は、キヤビティ 1 6 2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 1 0中の Tta² をその面積と置き換えて計算すれば、キヤビティの幅および長さ等のディメンジヨンと深さとの関係が導き出せる。

従って、式 1 1を満たす開口 1 6 1の半径 aおよびキヤビティ 1 6 2の深さ d であるキヤビティ 1 6 2を有するァクチユエ一夕 1 0 6であれば、ィンク容器内の液体が空の状態であって、かつキヤビティ 1 6 2内に液体が残存する場合であつても、誤作動することなく液体の状態を検出できる。

付加イナ一夕ンス M ' は音響インピーダンス特性にも影響するので、残留振動によりァクチユエ一夕 1 0 6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。

また、本実施形態によれば、ァクチユエ一夕 1 0 6が振動を発生してその後の残留振動によりァクチユエ一夕 1 0 6に発生する逆起電力を測定している。しかし、ァクチユエ一夕 1 0 6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 1 6 0がたわみ変形する。この残留振動が圧電層 1 6 0に逆起電力電圧を発生させ、上部電極 1 6 4および下部電極 1 6 6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、記録時における記録ヘッドの走査によるキヤリッジの往復運動による振動によって発生するァクチユエ一夕の振動部の周囲の振動を利用してインク容器またはその内部のィンクの状態を検出してもよい。

図 1 2 Aおよび図 1 2 Bは、ァクチユエ一夕 1 0 6を振動させた後の、ァクチユエ一夕 1 0 6の残留振動の波形と残留振動の測定方法とを示す。インクカートリヅジ内のァクチユエ一夕 1 0 6の装着位置レベルにおけるインク液位の上下は、ァクチユエ一夕 1 0 6が発振した後の残留振動の周波数変化や、振幅の変化によつて検出することができる。図 1 2 A および図 1 2 Bにおいて、縦軸はァクチユエ一夕 1 0 6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。ァクチユエ一夕 1 0 6の残留振動によって、図 1 2 A および図 1 2 B 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夕ル数値に変換する。

図 1 2 Aおよび図 1 2 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。

より詳細には、ァクチユエ一夕 1 0 6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 H i g hとし、所定のクロックパルスによつて 4カウントから 8カウントまでの時間を計測する。

図 1 2 Aはァクチユエ一夕 1 0 6の装着位置レベルよりも上位にィンク液面があるときの波形である。一方、図 1 2 Bはァクチユエ一夕 1 0 6の装着位置レべルにおいてインクが無いときの波形である。図 1 2 Aと図 1 2 Bとを比較すると、図 1 2 Aの方が図 1 2 Bよりも 4カウン卜から 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、ァクチユエ一夕 1 0 6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。それによつて、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ヅクと等しいクロヅ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、任意の力ゥントまで数えてもよい。図 1 2 A、図 1 2 B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。

例えば、ィ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 1 2カウント目までの時間を検出してもよい。

また、他の実施形態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、ァクチユエ一夕 1 0 6が発振した後、所定期間だけデジタル信号を H i g h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ィンクの有無を検出できるのである。

さらに、図 1 2 Aおよび図 1 2 Bを比較して分かるように、インクがインク力ートリッジ内に満たされている場合とインクがインク力一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つても、インクカートリッジ内のィ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 1 2 Aの逆起電力波形の頂点と図 1 2 Bの逆起電力波形の頂点との間に基準電圧を設定する。ァクチュエー夕 1 0 6が発振した後、所定時間にデジタル信号を H i g 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。

図 1 3は、本発明のインクジエツト記録装置の制御機構を示すブロック図である。本発明のインクジェット記録装置は、インク滴を記録用紙 7 5 2に吐出して記録する記録へヅド 7 0 2と、記録へッド 7 0 2を記録用紙 7 5 2の幅方向（主走査方向）に往復移動させるキャリッジ 7 0 0と、キャリッジ 7 0 0に装着され、記録へッド 7 0 2にィンクを供給するィンク力一トリッジ 7 0 1とを有する。キャリッジ 7 0 0はキヤリッジ駆動モ一夕 7 1 6に接続されている。キヤリヅジ駆動モー夕 7 1 6を駆動することによりキャリッジ 7 0 0及ぴ記録へヅド 7 0 2が記録用紙 7 5 2の幅方向に往復移動する。キヤリッジモー夕制御手段 7 2 2は、制御手段 7 3 0からの制御を受けてキヤリヅジ駆動モ一夕 7 1 6を制御して、キャリッジ 7 0 0を印刷のために往復移動させる他、 tt出回復操作時には記録へヅド 7 0 2をキヤヅプ 7 1 2の位置に移動させる。

インクジエツト記録装置は、記録用紙 7 5 2を記録へッド 7 0 2の走査方向と垂直に移動させて記録へッド 7 0 2に給紙し又は記録へッドから記録用紙 7 5 2 を排紙する紙送り機構 7 5 0を更に備える。紙送り機構 7 5 0は、給排紙駆動手段 7 4 8によつて駆動される。給排紙制御手段 7 4 6は、制御手段 7 3 0の制御信号に基づいて給排紙駆動手段 7 4 8を制御して給紙又は排紙を実行する。更にィンクカートリヅジ 7 0 1には、ィンクカートリヅジ 7 0 1内のィンク消費状態を検出するためのァクチユエ一夕 1 0 6が装着されている。ァクチユエ一夕 1 0 6は、図 9 A、図 9 B、図 9 Cに示した形態のァクチユエ一夕を用いることが好ましい。ァクチユエ一夕 1 0 6により検出されたインク消費状態は、インク残量検出判定手段 7 2 6に出力され、インク残量検出判定手段 7 2 6はァクチユエ一夕 1 0 6の検出結果に基づきインク残量を判定する。更に、インク残量検出手段 7 2 6は、印刷動作及びフラッシング動作により吐出されるインク滴の数や、充填動作及びクリーニング動作により消費されたィンク量から記録装置全体で消費したィンク量を積算する。ィンク残量検出判定手段 7 2 6は、積算して得たィンク量をァクチユエ一夕 1 0 6の検出結果に基づき補正してィンク力一トリッジ 7 0 1に残存するインク量を判定する。インク残量検出判定手段 7 2 6は、インク力一トリヅジ 7 0 1内にインクが無いことを判定すると、提示処理部 7 3 6に対してインク無しを提示させる。提示処理部 7 3 6は、インク容器 1内の液体の有無を検出したァクチユエ一夕 1 0 6に対応する情報を提示する。情報の提示には、ディスプレイおよびスピーカが用いられる。

インク力一トリッジ 7 0 1には電気的に書き換え可能なメモリ装置である半導体記憶手段 7が、脱着可能に装着されている。この半導体記憶手段 7にはインクに関する、特にインクの消費量に関する情報が記憶されている。その他にも、例えばインクの製造年月日などの日付コード、インクの材料、取り外し回数など、適切な記録を可能にするために必要なィンクに関する情報も記憶されている。半導体記憶手段 7は、読出し ·書込み制御手段 7 3 8に接続される。読出し ·書込み制御手段 7 3 8は、フレキシブルケーブル 7 4 0により制御装置 7 3 0に接続されている。制御手段 7 3 0は、インク残量検出判定手段 7 2 6がァクチユエ一夕 1 0 6を駆動して検出したインク力一トリッジ 7 0 1内のィンク残量の情報を読出し ·書込み手段 7 3 8を用いて半導体記憶手段 7に書込む。

インクカートリッジ交換判定手段 7 2 0は、キヤリヅジ 7 0 0のインクカートリッジ 7 0 1が対向する位置、この実施形態ではキヤリッジ 7 0 0の力一トリヅジ受け面にインクカートリヅジ 7 0 1により押圧操作されるスイッチ 7 1 4からの信号を受けてインクカートリッジ 7 0 1の装着、及び取り外しを検出する。ィンクジ 'エツト記録装置は、非記録領域に記録へッド 7 0 2を封止するキヤヅプ 7 1 2を搭載する。キャップ 7 1 2は、吸引ポンプ 7 1 8にチューブを介して接続され、負圧の供給を受けて記録へッド 7 0 2の全ノズルからインクを吐出することで記録へヅド 7 0 2のノズル閧ロをクリーニングする。吸引制御手段 7 2 8は、制御手段 7 3 0による制御を受けて記録へヅド 7 0 2をキャップ 7 1 2により封止させ、ポンプ駆動手段 7 4 4により吸引ポンプ 7 1 8の吸引力や、吸引時間を制御してインク吐出能力回復のために記録へッド 7 0 2からインクを強制的に排出させる。更に、吸引制御手段 7 2 8は、インクカートリッジ 7 0 1が交換されたときに、インク力一トリヅジ 7 0 1から記録へッド 7 0 2へインクを吸引することにより記録へッド 7 0 2にインクを充填して記録へッド 7 0 2を印刷可能な状態にする。

記録 ·フラッシング制御手段 7 2 4は、へッド駆動手段 7 4 2により記録へッド 7 0 2にインク滴吐出のための駆動信号を出力して印刷を実行させる。更に、記録 ·フラヅシング制御手段 7 2 4はキヤヅビング等のフラッシング位置に存在する記録へッド 7 0 2に前述と同様の駆動信号を出力して全てのノズル開口からインク滴を吐出させることにより増粘したィンクをィンク受けに吐出させる。このフラッシング動作により記録へッド 7 0 2のノズル開口部の目詰まり等を洗い流すことができる。

インクジエツト記録装置は、インクジエツト記録装置を外部から操作するための操作パネル 7 0 4を備える。操作パネル 7 0 4には、電源スィツチ 7 0 6をォンーオフする電源スィヅチ 7 0 6、ィンクカートリッジ 7 0 1を交換する指令を操作するインク力一トリヅジ交換指令スィツチ 7 0 8、記録へヅド 7 0 2をクリ一二ングする指令を操作するへッドクリーニング指令スイッチ 7 1 0が配置されている。電源遮断検出手段 7 3 4は、電源スイッチ 7 0 6のオン一オフを検出してその状態を示す信号を出力するとともに、電源スィツチ 7 0 6により電源オフの指令が行われた場合には所定の電源遮断処理を実行した後、装置への電源の供給を停止する。

制御手段 7 3 0は、操作パネル 7 0 4のインクカートリツジ交換指令スイッチ 7 0 8、クリ一ニング指令スィツチ 7 1 0、電源遮断検出手段 7 3 4、及びィンク残量検出判定手段 7 2 6からの信号を受け、電源オン処理、電源オフ処理、クリーニング処理、インク残量チヱック処理、印刷処理、及びインクカートリッジ交換処理等の動作を統括する。更に、制御手段 7 3 0は電源投入時や、印刷が停止状態の時、又は電源オフ処理時において、ァクチユエ一夕 1 0 6を駆動させてィンク残量検出判定手段 7 2 6にィンク消費量を判定させてィンク消費量の情報を半導体記憶手段 7に書込む。

次にインクジェヅト記録装置の動作について説明する。電源スィツチ 7 0 6の操作により電源が投入されると、制御手段 7 3 0は半導体記憶手段 7からインク力一トリヅジ 7 0 1内のインク消費量の情報を読み出す。次に、記録へヅド 7 0 2のクリーニングが必要か判断し、へッドのメンテナンスの必要がある場合はへヅドクリーニングなどのメンテナンスを行う。このへヅドメンテナンスは、フラヅシング動作及びクリーニング動作を含む。メンテナンス終了後、制御手段 7 3 0は、インク残量検出判定手段 7 2 6を制御してァクチユエ一夕 1 0 6を駆動させ、インクカートリッジ 7 0 1内のインク残量を検出する。

キヤリッジ 7 0 0及び記録へッド 7 0 2が停止してから非記録状態が所定時間継続すると、制御手段 7 3 0はインク残量検出判定手段 7 2 6を制御してァクチユエ一夕 1 0 6を駆動させてインク力一トリヅジ 7 0 1内のインク残量を検出する。印刷信号が入力されると、制御手段 7 3 0の制御に基づいて記録へッド 7 0 2により印刷が行われる。印刷期間中に記録へッド 7 0 .2から吐出されたインク滴は、インク残量検出判定手段 7 2 6によりインク消費量として積算される。制御手段 7 3 0は、印刷中に改行操作、改頁操作、給排紙動作、あるいはユーザにより印刷停止指令が発せられて強制的に印刷が停止されたことを検出すると、インク残量検出判定手段 7 2 6を制御してァクチユエ一夕 1 0 6を駆動させてィンク力一トリヅジ 7 0 1内のインク残量を検出する。

印刷動作が所定時間継続すると、制御手段 7 3 0はキャリッジ 7 0 0を移動することにより記録へヅド 7 0 2をキャップ 7 1 2の位置にセットし、記録へヅド 7 0 2の保守動作を実施する。制御手段 7 3 0は、保守動作として記録フラッシング制御手段 7 2 4によりへッド駆動手段 7 4 2を駆動して所定ィンク滴数のィンクを記録へッド 7 0 2から吐出させる。このフラッシング動作により記録へッド 7 0 2のノズル開口近傍で増粘しているィンクが排出されて目詰まりが予防される。フラッシング動作により排出されたインク滴は、インク残量検出判定手段 7 2 6によりインク消費量として積算される。

以下、このようにして印刷を継続することになるが、フラッシング動作によつても目詰まりが解消できず、ユーザの目視や、ドット抜け検出手段によりドット抜けが検出された場合には、記録へッド 7 0 2の保守動作としてクリ一ニングが実施される。

ユーザによるクリーニング指令スイッチ 7 1 0の操作により、制御手段 7 3 0 は記録へッド 7 0 2をキャップ 7 1 2の位置に移動させた後、吸引ポンプ 7 1 8 を駆動して記録へッド 7 0 2からインクを吸引する。吸引ポンプ 7 1 8により記録ヘッド 7 0 2のノズル開口に負圧が作用し、記録へッド 7 0 2内のインクが強制的にキャップ 7 1 2に排出されて記録へヅド 7 0 2がクリーニングされる。このクリーニングによって消費されるインク量は、インク残量検出判定手段 7 2 6 によりインク消費量として積算される。更に、インク残量検出判定手段 7 2 6は、クリーニング動作中にァクチユエ一夕 1 0 6を駆動させてインク力一トリッジ 7 0 1内のインク残量を検出する。インク残量検出判定手段 7 2 6は、ァクチユエ一夕 1 0 6によって検出されたインク残量に基づいて積算によって得たインク消費量を補正する。

印刷が終了して電源スィッチ 7 0 6がオフに操作されると、電源遮断検出手段 7 3 4から電源が遮断されたことを示す信号が制御手段 7 3 0に出力される。制御手段 7 3 0は、キヤリッジモ一夕制御手段 7 2 2によりキャリッジ 7 0 0を移動させて記録へヅド 7 0 2をキャップ 7 1 2によって封止させる。次に、インク残量検出判定手段 7 2 6はァクチユエ一夕 1 0 6を駆動させてインク力一トリッジ 7 0 1内のインク残量を検出する。制御手段 7 3 0は、インク残量検出判定手段 7 2 6が検出したインク消費量を読出し ·書込み手段 7 3 8によって半導体記憶手段 Ίに書込む。ィンク残量情報の半導体記憶手段 7への書込みの終了が確認された段階で、電源遮断手段 7 3 4は、装置全体への電力の供給を停止する。以上述べたように、本実施形態のインクジェット記録装置は、記録ヘッド 7 0 2の非記録状態時において、例えば、電源投入時及びオフ時、記録用紙 7 5 2の給排紙時、記録へッド 7 0 2の保守動作時において、ィンクの消費状態を検出するので、インク消費状態の検出のために印刷のスループットを低下させたり、印刷速度を低下させない。また、キヤリヅジ 7 0 0及び記録へッド 7 0 2が停止してから所定の時間経過後にインク残量を検出するので、キャリッジ 7 0 0の移動によるインクカートリッジ 7 0 1内のインクの揺れが停止した後のインク残量を正確に検出することができる。特に振動を用いてィンク残量を検出するァクチュエー夕 1 0 6を用いた液体検出手段の場合、インクの揺れが検出誤差となるが、このような誤差が発生することなく正確にインク残量を検出できる。更に、キヤリヅジ 7 0 0の停止状態時かつ記録へヅド 7 0 2の非記録状態時は、キヤリヅジ駆動モー夕 7 1 6及び記録へヅド 7 0 2を駆動するモ一夕が停止しており、キヤリッジ駆動モー夕 7 1 6及び記録へッド 7 0 2を駆動するモー夕の駆動時のノィズをさけてインク消費量を計測することができるので、より正確にインク消費量を検出することができる。

次に、図 1 4から図 1 9のフローチャートを参照して、インクジェット記録装置の制御手段 7 3 0が実行する処理の流れを詳細に説明する。

図 1 4は、記録装置の電源投入時における処理の流れを示す。記録装置の電源が投入されると（S 1 0 ) 、制御手段 7 3 0はインク力一トリッジ 7 0 1の半導体記憶手段 7から半導体記憶手段 7に格納された液体消費情報を読み出す（S 1 2 ) 。液体消費情報としては、例えば、インク製造日、インク残量、及びインクカートリッジの開封日時などがあり、これらのデ一夕に基づいて制御手段 7 3 0 はィンクカートリッジ 7 0 1の使用が可能か否かを判断する。次に、制御手段 730は、ヘッドクリ一二ングなどのメンテナンスが必要か否かの判断をして（S 14)、メンテナンスの必要がなければ（S 14, NO) 、ィンク残量検出判定手段 726にィンクカートリッジ 701内のィンク残量の検出を指示する。インク残量検出判定手段 726は、ァクチユエ一夕 106を駆動してインクカートリッジ 701内のインク消費状態を検出する（S20) 。インク残量検出判定手段 726は、ァクチユエ一夕 106が検出したィンク消費状態に基づいて半導体記憶手段 7から読み出した液体消費情報を補正する（S21) c ィンク残量検出判定手段 726による液体消費情報の補正後、記録装置は印刷の待機状態に入る（S 24) 。

ヘッドのメンテナンスの必要がある場合は（S 14， YES) 、へヅドクリーニングなどのメンテナンスを行う (S 16) 。例えば、前回の記録装置使用時から所定の期間以上過ぎていたりして、記録へッド 702に対してクリーニングなどのメンテナンスが必要な場合は、このステップ S 16においてへヅドメンテナンスを行う。このヘッドメンテナンスは、フラッシング動作及びクリーニング動作を含む。尚、最初にインクカートリッジ 701の半導体記憶手段 7から読み込んだインク残量が、へヅドメンテナンスを実施するのに適しないほどに僅少である場合は、ヘッドメンテナンスは実施しない。

次に、へヅドメンテナンスが終了すると（S 16)、制御手段 730はインク残量検出判定手段 726を用いてへヅドメンテナンスにおいて使用したインク量に基づいてインク残量を算出させる（S 19) 。更に、制御手段 730はインク残量検出判定手段 726にァクチユエ一夕 106を用いたインクカートリッジ 7 01内のインク残量の検出を指示する。インク残量検出判定手段 726は、ァクチユエ一夕 106を駆動してインクカートリヅジ 701内のィンク消費状態を検出する（S 20)。ィンク残量検出判定手段.726は、ァクチユエ一夕 106が検出したインク残量に基づいてへヅドメンテナンスにおけるインク使用量から算出したインク残量を補正する（S21) 。インク残量検出判定手段 726によるインク残量の補正後、記録装置は印刷の待機状態に入る（S24) 。

電源投入時は、非記録状態であるので、インク消費状態の検出のために印刷のスループットを低下させたり、印刷速度を低下させない。また、キャリッジ 70 0及び記録へッド 7 0 2が停止した状態なので、インクカートリッジ 7 0 1内のインクが揺れていない状態のインク残量を検出することができる。更に、キヤリッジ駆動モ一夕 7 1 6及び記録へッド 7 0 2を駆動するモー夕が停止しているので、キヤリッジ駆動モータ Ί 1 6及び記録へッド 7 0 2を駆動するモ一夕の駆動時のノイズをさけてィンク消費量を計測することができ、より正確にインク消費量を検出することができる。

図 1 5は、印刷時に制御手段 7 3 0が行う処理（S 1 3◦) の流れを示す。制御手段 7 3 0は、待機状態（S 3 0 ) において、図示しないホスト装置から印刷デ一夕を受信すると（S 3 2 ) 、その印刷データから印刷イメージを作成して記録へヅド 7 0 2を駆動して印刷イメージを記録用紙 7 5 2上に印刷する（S 3 4 ) 。制御手段 7 3 0は、印刷実行中にインク残量検出判定手段 7 2 6を用いて印刷で使用したインク量を計算することによりインクカートリッジ 7 0 1内のィンク残量を計算させる（S 3 5 ) 。具体的には、吐出したドット数と 1 ドットに使用されるィンク量とを積算して使用ィンク量を算出し、インクカートリッジの残量からこの使用インク量を減算してィンク残量を計算させる。

印刷が終了して（S 3 6 ) 、所定の時間が経過すると（S 3 8 ) 、制御手段 7 3 0はインク残量検出判定手段 7 2 6にインク力一トリヅジ 7 0 1内のインク残量の検出を指示する。インク残量検出判定手段 7 2 6は、ァクチユエ一夕 1 0 6 を駆動してィンク力一トリヅジ 7 0 1内のィンク消費状態を検出する（S 4 0 ) c そして、インク残量検出判定手段 7 2 6はァクチユエ一夕 1 0 6が検出したインク消費状態に基づいて計算によって得たインク残量を補正する（S 4 1 ) 。その後、記録装置は印刷の待機状態に入る（S 4 4 ) 。

印刷終了後の非記録状態時においてィンクの消費状態を検出するので、ィンク消費状態の検出のために印刷のスループットを低下させたり、印刷速度を低下させない。また、キヤリヅジ 7 0 0及び記録へッド 7 0 2が停止してから所定の時間経過後にィンク残量を検出するので、キヤリヅジ 7 0 0の移動によるィンクカートリッジ 7 0 1内のィンクの揺れが停止した後のインク残量を正確に検出することができる。更に、キヤリヅジ 7 0 0の停止状態時かつ記録ヘッド 7 0 2の非記録状態時は、キヤリヅジ駆動モー夕 Ί 1 6及び記録へッド 7 0 2を駆動するモ —夕が停止しており、キヤリッジ駆動モータ Ί 1 6及び記録へッド 7 0 2を駆動するモー夕の駆動時のノイズをさけてインク消費量を計測することができるので、より正確にインク消費量を検出することができる。

図 1 6は、記録へッド保守時の処理の流れを示す。制御手段 7 3 0は、待機状態（ S 8 0 ) において所定の時間が経過すると（ S 8 2 ) 、記録へヅド 7 0 2をキャップ 7 1 2の位置に移動させてクリーニング動作を可能にする（S 8 4 ) 。制御手段 7 3 0は、記録へッド 7 0 2をキャップ 7 1 2の位置に移動させた後、吸引ポンプ 7 1 8を駆動して記録へッド 7 0 2からインクを吸引し、記録へッド 7 0 2内のインクを強制的に排出する（S 9 8 ) 。クリーニングによって消費されたインク量がインク残量検出判定手段 7 2 6により算出され、インク力一トリヅジ 7 0 1内のインク残量が算出される（S 1 0 0 ) 。更に、インク残量検出判定手段 7 2 6はクリーニング動作中にァクチユエ一夕 1 0 6を駆動させてインク力一トリヅジ 7 0 1内のインク残量を検出する（S 1 0 2 ) 。ィンク残量検出判定手段 7 2 6は、ァクチユエ一夕 1 0 6が検出したィンク残量に基づいて算出して得たインク残量を補正する（S 1 0 4 ) 。その後、記録装置は印刷の待機状態に入る（S 1 0 8 ) 。

記録へッド 7 0 2の保守動作時は印刷動作が停止しており、印刷停止状態においてィンクの消費状態を検出するので、ィンク消費状態の検出のために印刷のスループヅトを低下させたり、印刷速度を低下させない。また、キヤリッジ 7 0 0 及び記録へヅド 7 0 2が停止している状態でインク残量を検出するので、インクカートリッジ 7 0 1内のインクが摇れていない状態のインク残量を検出することができる。更に、キヤリッジ駆動モー夕 7 1 6及ぴ記録へッド 7 0 2を駆動するモー夕が停止しており、キヤリッジ駆動モー夕 7 1 6及び記録へヅド 7 0 2を駆動するモ一夕の駆動時のノイズをさけてインク消費量を計測することができるので、より正確にインク消費量を検出することができる。

また、記録へヅド 7 0 2のクリ一ニングの際のィンク消費量は比較的大きいので、液面の通過を検出するようにァクチユエ一夕 1 0 6が配置されている場合には、クリーニング動作中における液面通過を確実に検出することができる。さらに、クリ一ニング動作の全期間中のどのタイミングで液面通過が検出されたかを検出することによって、クリ一ニング終了時における液面レベルを知ることがでぎる。

図 1 7は、記録用紙 7 5 2の給排紙時に制御手段 7 3 0が行う処理の流れを示す。制御手段 7 3 0は、待機状態（S 5 0 ) において、図示しないホスト装置から印刷デ一夕を受信すると（S 5 2 ) 、その印刷デ一夕から印刷イメージを作成して記録へ、ソド 7 0 2を駆動して印刷イメージを用紙上に印刷する（S 5 4 ) 。制御手段 7 3 0は、印刷実行中にィンク残量検出判定手段 7 2 6を用いて印刷で使用したインク量を計算することによりインクカートリッジ 7 0 1内のインク残量を計算させる（S 5 5 ) 。印刷実行中に、改行操作、改頁操作、及び給排紙動作が開始することにより印刷が停止されると（S 5 6 ) 、 3夂行操作、改頁操作、及び給排紙動作実行中に、制御手段 7 3 0は、ィンク残量検出判定手段 7 2 6を制御してァクチユエ一夕 1 0 6を駆動させてインクカートリッジ 7 0 1内のインク残量を検出する（S 5 8 ) 。そして、インク残量検出判定手段 7 2 6はァクチユエ一夕 1 0 6が検出したィンク消費状態に基づいて計算によって得たィンク残量を補正する（S 5 9 ) 。改行操作、改頁操作、及び給排紙動作が終了すると ( S 6 2 )、図 1 4に示した印刷時の制御手段の処理（ S 1 3 0 ) が印刷実行ステツプ（S 3 4 ) から再開される。液体消費情報補正（S 4 1 ) が終了した後、記録装置は印刷の待機状態に入る（S 7 4 ) 。

記録用紙 7 5 2の給排紙時は印刷が停止しており、その状態においてインクの消費状態を検出するので、インク消費状態の検出のために印刷のスループットを低下させたり、印刷速度を低下させない。また、キャリッジ 7 0 0及び記録へヅド 7 0 2が停止している状態でィンク残量を検出するので、インク力一トリッジ 7 0 1内のィンクが摇れていない状態のインク残量を正確に検出することができる。更に、キヤリッジ駆動モ一夕 7 1 6及び記録へッド 7 0 2を駆動するモー夕が停止しており、キヤリヅジ駆動モー夕 Ί 1 6及び記録へヅド 7 0 2を駆動するモー夕の駆動時のノイズをさけてィンク消費量を計測することができるので、より正確にインク消費量を検出することができる。

図 1 8は、電源オフ時において制御手段 7 3 0が行う処理の流れを示す。霉源スィッチ 7 0 6がオフに操作されると（S 1 1 0 ) 、制御手段 7 3 0はキヤリヅジモ一夕制御手段 7 2 2によりキャリッジ 7 0 0を移動させて記録へッド 7 0 2 をキャップ 7 1 2によって封止させる（S 1 1 2 ) 。次に、インク残量検出判定手段 7 2 6はァクチユエ一夕 1 0 6を駆動させてインク力一トリッジ 7 0 1内のインク残量を検出する（S 1 1 4 ) 。その後、電源遮断手段 7 3 4は記録装置全体への電力の供給を停止して（S 1 1 8 )処理を終了する（S 1 2 0 ) 。

電源オフ時においてィンクの消費状態を検出するので、ィンク消費状態の検出のために印刷のスループットを低下させたり、印刷速度を低下させない。また、インク力一トリヅジ 7 0 1内のインクが摇れていない状態のインク残量を正確に検出することができる。更に、キヤリツジ駆動モー夕 7 1 6及び記録へッド 7 0 2を駆動するモー夕が停止しており、キヤリッジ駆動モ一夕 7 1 6及び記録へヅド 7 0 2を駆動するモー夕の駆動時のノイズをさけてインク消費量を計測することができるので、より正確にィンク消費量を検出することができる。

図 1 9は、電源オフ時に制御手段 7 3 0が行う処理の流れの他の実施形態を示す。ァクチユエ一夕 1 0 6を駆動させてインクカートリヅジ 7 0 1内のインク残量を検出する（S 1 1 4 ) 処理までは、図 1 8の処理の流れと同様である。ィンク残量検出処理の後、制御手段 7 3 0はインク残量検出判定手段 7 2 6が出力したインク残量の情報を液体消費情報として半導体記憶手段 7に書込む（S 1 1 6 ) 。半導体記憶手段 7に液体消費情報が書き込まれた後、電源遮断手段 7 3 4 は、記録装置全体への電力の供給を停止して（S 1 1 8 ) 、処理を終了する（S 1 2 0 ) o

電源オフ時にァクチユエ一夕 1 0 6が検出したインク力一トリッジ 7 0 1内のィンク残量の情報を半導体記憶手段 7に格納することによって、インクカートリジ 7 0 1が再び記録装置に取り付けられたときに半導体記憶手段 7に格納されたィンク残量の情報を読出して、読み出したインク残量の情報に基づいて記録装置を制御することができる。

次に、本発明の他の実施形態について説明する。

図 2 0は、本実施形態のインクジエツト記録装置の制御機構を示すブロック図である。このインクジェット記録装置は、インク滴を記録用紙に吐出して記録する記録へヅド 7 0 2と、記録へヅド 7 0 2を記録用紙の幅方向（主走査方向）に往復移動させるキヤリヅジ 7 0 0と、キヤリヅジ 7 0 0に装着され、記録へヅド 7 0 2にインクを供給するインク力一トリヅジ 1 8 0とを有する。キャリッジ 7 0 0はキヤリヅジ駆動モー夕 7 1 6に接続されている。キヤリヅジ駆動モ一夕 7 1 6を駆動することによりキャリッジ 7 0 0及び記録へッド 7 0 2が記録用紙の幅方向に往復移動する。キヤリッジモー夕制御手段 7 2 2は、制御手段 7 3 0からの制御を受けてキヤリヅジ駆動モー夕 7 1 6を制御して、キャリッジ 7 0 0を印刷のために往復移動させる他、フラッシング及びクリーニング操作時には記録へヅド 7 0 2をキヤヅプ 7 1 2の位置に移動させる。

更にインクカートリッジ 1 8 0には、インクカートリッジ 1 8 0内のインク消費状態を検出するための圧電装置の一実施形態であるァクチユエ一夕 1 0 6が装着されている。ァクチユエ一夕 1 0 6は圧電体素子によって形成され、インク残量の変化に伴う音響インピーダンスの変化を検出することによりインクカートリヅジ 1 8 0内のインク残量を検出することができる。圧電装置はァクチユエ一夕 1 0 6の形態に限られず、他の形態のセンサを用いてもよい。ァクチユエ一夕 1 0 6により検出されたィンク消費状態は、ィンク残量検出判定手段 7 2 6に出力され、インク残量検出判定手段 7 2 6はァクチユエ一夕 1 0 6の検出結果に基づきインク残量を判定する。インク残量検出判定手段 7 2 6は、インクカートリツジ 1 8 0内にインクが無いことを判定すると、提示処理部 7 3 6に対してインク無しを提示させる。提示処理部 7 3 6は、インク容器 1内の液体の有無を検出したァクチユエ一夕 1 0 6に対応する情報を提示する。情報の提示には、ディスプレイおよびスピーカが用いられる。

インクジエツト記録装置は、非記録領域に記録へッド 7 0 2を封止するキヤップ 7 1 2を搭載する。キャップ 7 1 2は、吸引ポンプ 7 1 8にチューブを介して接続され、負圧の供給を受けて記録へッド 7 0 2の全ノズルからインクを吐出することで記録へヅド 7 0 2のノズル開口をクリーニングする。吸引制御手段 7 2 8は、制御手段 7 3 0による制御を受けてキヤリッジモー夕制御手段 7 2 2を制御することにより記録へッド '7 0 2をキャップ 7 1 2の位置に移動してキヤヅプ 7 1 2により封止させ、ポンプ駆動手段 7 4 4により吸引ポンプ 7 1 8の吸引力や、吸引時間を制御してィンク吐出能力回復のために記録へヅド 7 0 2からインクを強制的に排出させる。

記録 ·フラッシング制御手段 7 2 4は、へッド駆動手段 7 4 2により記録へッド 7 0 2にインク滴吐出のための駆動信号を出力して印刷を実行させる。更に、記録 ·フラッシング制御手段 7 2 4はキャップ 7 1 2の位置に移動された記録へッド 7 0 2に駆動信号を出力して全てのノズル開口からインク滴を吐出させることにより増粘したィンクをィンク受けに吐出させる。このフラッシング動作により記録へッド 7 0 2のノズル開口部の目詰まり等を洗い流すことができる。制御手段 7 3 0は、インク残量検出判定手段 7 2 6からの信号を受け、フラッシング処理、クリーニング処理、インク残量チェック処理、及び印刷処理の動作を統括する。

図 2 0に示したインクジエツト記録装置を用いた本発明の一実施形態のインク消費状態検出方法を説明する。インクジエツト記録装置に装着されたインク力一トリッジ 1 8 0内のィンク Kが消費されて、ァクチユエ一夕 1 0 6の装着位置よりインクの液面が低くなつたときに、ァクチユエ一夕 1 0 6は、インク力一トリッジ 1 8 0内にインク Kが無いことを検出してインク残量検出判定手段 7 2 6に通知する。

しかし、ァクチユエ一夕 1 0 6がィンクェンドを検出したときに、必ずしもィンク力一トリッジ 1 8 0内のインク Kが消費され尽くしたわけでなくて、ァクチユエ一夕 1 0 6の装着位置より下にはィンク Kが多少残っていることがある。ァクチユエ一夕 1 0 6近傍に気泡が付着した場合も同様なことが起こりうる。このインクカートリッジ 1 8 0内に残されたインク Kを有効に利用するために、本実施形態はィンクカートリッジ 1 8 0を移動することによりインク力一トリッジ 1 8 0内のインク Kを揺り動かす。このィンク Kが揺れ動いている状態においてァクチユエ一夕 1 0 6によってインク残量を検出するので、少しでもインクカートリッジ 1 8 0内にィンク Kが残っていればィンク Kの存在を検出して残されたィンクを利用することができる。

また、インクカートリッジ内の溝や穴等の形状が複雑な箇所にィンク Kが溜まつていたり、固まっていたりするために実際より少ない量のィンク Kをァクチュェ一タ 1 0 6が検出してィンクェンドを通知することがある。そのときにィンクカートリッジ 1 8 0を揺り動かして撹袢することによって複雑な箇所に溜まったり、固まったりしたインク Kを均等に均したり、溶かしたりすることによって、残されたインク Kを有効に利用することができる。

例えば、ァクチユエ一夕 1 0 6がインク力一トリヅジ 1 8 0内にインク Kが無いことを検出すると、インク残量検出判定手段 7 2 6は制御手段 7 3 0にィンクェンドを通知する。すると制御手段 7 3 0はキヤリヅジモ一夕制御手段 7 2 2を制御してキヤリッジ駆動モー夕 7 1 6を駆動し、キヤリヅジ 7 0 0を所定の時間移動する。キヤリッジ 7 0 0に装着されたィンク力一トリッジ 1 8 0は、キヤリヅジ 7 0 0と共に移動するので、ィンクカートリヅジ 1 8 0内のィンク Kが振り動かされる。インクカートリッジ 1 8 0を揺り動かすことによってインク Kの液位がァクチユエ一夕 1 0 6の装着位置より高くなることがある。このキヤリッジ 7 0 0の移動中にァクチユエ一夕 1 0 6によってィンクの消費状態を検出することによって、少しでもインクカートリッジ 1 8 0内にインク Kが存在すると、ァクチユエ一夕 1 0 6はインクカートリッジ 1 8 0内にインク Kが有ることを検出することができる。

キヤリヅジ 7 0 0を移動する際に、キヤリヅジ 7 0 0の移動速度は通常のキヤリッジ 7 0 0の記録時の移動速度より速いことが好ましい。速い速度でキヤリッジ 7 0. 0を移動することによって、インク Kが揺れ動いたときのインク Kの液面の上昇がより大きくなりインクカートリッジ 1 8 0内に少しでもインク Kがあると検出することができるので、インクカートリヅジ 1 8 0内のインクを有効に利用することができる。

更に、ァクチユエ一夕 1 0 6がィンク力一トリッジ 1 8 0内にィンク無しを検出したときにキヤリヅジ 7 0 0を移動することによって、ィンクカートリヅジ 1 8 0内のインク Kを撹拌してィンクカートリッジ 1 8 0内の複雑に形成された箇所に溜まったり、固まったりしたインクを均等にしたり、溶かしたりすることができる。キャリッジ 7 0 0を移動する際に、キャリッジ 7 0 0の移動速度は通常のキヤリヅジ 7 0 0の記録時の移動速度より速く移動することによって、より効果的にインクカートリッジ 1 8 0内のインクを撹拌することができる。

また、キヤリッジ 7 0 0を移動中にィンク Kの消費状態を複数回検出して 1回でもインク力一トリッジ 1 8 0にインク Kが有ると検出されたときにインク力一トリヅジ 1 8 0内にインク Kが残っていると判定してもよい。この操作によって少しでもインク力一トリヅジ 1 8 0内にインク Kがあるときにィンク Kの存在を検出することができる。また、キャリッジ 7 0 0を移動中にインク Kの消費状態を複数回検出して、複数の検出結果の平均値に基づいてインクカートリッジ 1 8 0内にィンク Kが残っているか否かを判定してもよい。複数の検出結果の平均値を用いることにより検出の誤差を抑えることができる。ここでいう検出結果とは、消費量を検出するためにセンサが検出する検出量のことであり、ァクチユエ一夕の場合、共振周波数や振動振幅といった量、光センサの場合、反射や透過の光量のことである。

また、キヤリヅジ 7 0 0の移動終了後、所定の時間が経過してからァクチユエ一夕 1 0 6を用いてィンクカートリヅジ 1 8 0内のィンク残量を測定してもよい。この場合、ァクチユエ一夕 1 0 6は、インクカートリッジ 1 8 0内のインクの液面が静止してからインク残量を検出するのでィンク残量を正確に検出することができる。更に記録へッド 1 8 0及びキヤリッジ 7 0 0が駆動することにより発生されるノイズの影響を受けずにィンク残量を検出することができる。キヤリッジ 7 0 0が停止してからインク残量を測定する場合におけるキャリッジ 7 0 0を移動する目的は、インクカートリッジ 1 8 0内のインク Kを撹拌してインクカートリッジ 1 8 0内の複雑に形成された箇所に溜まったり、固まったりしたィンクを均等にしたり、溶かすことによって利用できるィンクの量を増やすことにあるまた、キヤリヅジ 7 0 0の移動とァクチユエ一夕 1 0 6によるィンク残量の再検出のサイクルを複数回実行してもよい。例えば、キャリッジ 7 0 0の移動とァクチユエ一夕 1 0 6のインク残量検出のサイクルを複数回実行して 1回でもァクチユエ一夕 1 0 6がィンク有りと検出した場合は、インクカートリッジ 1 8 0内にィンクがまだ有ると判定してもよい。複数回キヤリッジを移動することでィンクを撹拌する回数 ¾増やし、 1回でもァクチユエ一夕 1 0 6がィンク有りと検出した場合にインク有りと判定することによって、インクカートリッジ 1 8 0内にインクが有るにもかかわらず、インク無しと判定されてインクが有効利用されないことを防く、。また、キヤリヅジ 7 0 0の移動とァクチユエ一夕 1 0 6のインク残量検出のサィクルを複数回実行して、ァクチユエ一夕 1 0 6によるィンク残量検出結果の平均を算出し、算出された平均値に基づいてィンク力一トリヅジ 1 8 0内にィンクが有るか無いかを判断してもよい。複数回インク残量を検出してその平均を求めることによって検出の誤差を少なくして、インク力一トリッジ 1 8 0内にインクが残っているかどうかを正確に判断することができる。

上記のァクチユエ一夕 1 0 6による再度のインク残量検出の結果、インク残量検出判定手段 7 2 6がインク力一トリヅジ 1 8 0内にまだインクが有ると判定した場合、インクジェット記録装置は記録待機状態又は記録状態に入る。インク残量検出判定手段 7 2 6が再度ィンクェンドを判定した場合、制御手段 7 3 0は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つたことを考慮して、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。

低ィンク量対応処理として、制御手段 7 3 0は提示処理部 7 3 6にインクェンドを提示させ.る。提示処理部 7 3 0は、ディスプレイやスピーカ等を含み、インクジエツト記録装置のユーザに対してディスプレイやスピーカ等によりインクェンドを通知する。また、制御手段 7 3 0は、キヤリヅジモ一夕制御手段 7 2 2によってキヤリヅジ 7 0 0の移動を停止し、記録 ·フラヅシング制御手段 7 2 4及びへッド駆動手段 7 4 2を介して記録へッドを停止することにより印刷動作を停止してインク Kの消費を抑える。また、制御手段 7 3 0は記録 · フラッシング制御手段 7 2 4によるフラッシングの動作を停止してインク Kの消費を抑える。更に、制御手段 7 3 0は、吸引制御手段 7 2 8及びポンプ駆動手段 7 4 4を制御してクリーニング操作を禁止し、クリ一ニング操作によるィンク力一トリヅジ 1 8 0内のインク Kの消費を抑える。

図 2 1は、図 2 0に示したインク力一トリヅジ及びインクジエツト記録装置の具体的な例を示す。複数のインクカートリッジ 1 8◦は、それそれのインクカートリヅジ 1 8 0に対応した複数のィンク導入部 1 8 2及び記録へヅド 1 8 6を有するインクジヱヅト記録装置に装着される。複数のインクカートリヅジ 1 8 0は、それそれ異なった種類、例えば色のィンクを収容する。複数のィンクカートリッジ 1 8 0のそれそれの側面にば、少なくとも音響インピーダンスを検出する手段であるァクチユエ一夕 1 0 6が装着されている。ァクチユエ一夕 1 0 6をインクカートリヅジ 1 8 0に装着することによって、ィンクカートリヅジ 1 8 0内のィンク残量を検出することができる。

インクジェット記録装置は、インク導入部 1 8 2、ホルダー 1 8 4、及び記録へヅド 1 8 6を有する。記録へヅド 1 8 6からインクが噴射されて記録動作が実行される。インク導入部 1 8 2は空気供給口 1 8 1と図示しないインク導入口とを有する。空気供給口 1 8 1はインクカートリッジ 1 8 0に空気を供給する。ィンク導入口はインク力一トリッジ 1 8 0からインクを導入する。インク力一トリヅジ 1 8 0は空気導入口 1 8 5とインク供給口 1 8 7とを有する。空気導入口 1 8 5はインク導入部 1 8 2の空気供給口 1 8 1から空気を導入する。インク供給口 1 8 7はインク導入部 1 8 2のインク導入口にインクを供給する。インクカートリッジ 1 8 0が空気導入口 1 8 5から空気を導入することによって、インク力ートリッジ 1 8 0からインクジヱヅト記録装置へのィンクの供給を促す。ホルダ — 1 8 4は、インク力一トリヅジ 1 8 0からインク導入部 1 8 2を介して供給されたィンクを記録へッド 1 8 6に連通する。

図 2 2は、ァクチユエ一夕 1 0 6を先端に設置したモジュール体 1 0 0をインクカートリッジ 1 8 0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 1 0 0は、インクカートリッジ 1 8 0の側壁を貫通するように装着されている。インク力一トリッジ 1 8 0の側壁とモジュール体 1 0 0との接合面には、 0リング 3 6 5が設けられ、モジュール体 1 0 0とインクカートリヅジ 1 8 0との液密を保っている。 0リングでシールが出来るようにモジュール体 1 0 0は円筒部を備えることが好ましい。モジュール体 1 0 0の先端がインクカートリヅジ 1 8 0の内部に挿入されることで、プレート 1 1 0の貫通孔 1 1 2を介してィンク力一トリヅジ 1 8 0内のィンクがァクチユエ一夕 1 0 6と接触する。ァクチユエ一夕 1 0 6の振動部の周囲が液体か気体かによつてァクチユエ一夕 1 0 6が検出する音響インピーダンスが異なるので、モジュール体 1 0 0を用いてィンクの消費状態を検出することができる。

図 2 2においてインク Kの液位は、貫通孔 1 1 2の近傍に位置する。この時点でァクチユエ一夕 1 0 6にはィンク Kが接触しないのでァクチユエ一夕 1 0 6はインク無しを検出する。このときにァクチユエ一夕 1 0 6の装着位置より下にあるインク Kの存在を検出するためにキヤリヅジ 7 0 0を移動し、キヤリッジ 7 0 0の移動中にァクチユエ一夕 1 0 6によってィンク残量を検出する。キヤリヅジ 7 0 0の移動中にィンク力一トリッジ 1 8 0内のィンク Kの液面は揺れ動くので、ィンク Kの液位はァクチユエ一夕 1 0 6の装着位置より上となり、ァクチユエ一夕 1 0 6の装着位置より下に存在するインク Kの存在を検出することができる。また、ィンク Kの液位がァクチユエ一夕 1 0 6よりも上にあるにもかかわらず、ァクチユエ一夕 1 0 6近傍に気泡が付着してィンク無しと誤検出した場合でも、キヤリッジ移動により液面を揺らすことによって気泡を排除しィンクの存在を検出することができる。更に、ィンクカートリッジ 1 8 0内にィンク Kが固まって固化物 8 0 0を形成している場合がある。キヤリッジ 7 0 0を移動してィンクカ一トリヅジ 1 8 0内のインク Kを撹拌することによって固化物 8 0 0を溶かす。そして、キヤリヅジ 7 0 0の移動中にィンク残量を検出することによってァクチユエ一夕 1 0 6の装着位置より下にあるインクの存在を検出して有効に利用することができる。また、キャリッジ 7 0 0の移動終了後所定時間が経過してからァクチユエ一夕 1 0 6によってインク残量を検出する場合、インク Kを撹拌することにより固化物 8 0 0が溶かされてインク液位がァクチユエ一夕 1 0 6よりも上にくると、インクカートリッジ 1 8 0に残されたインクを検出することができる c 図 2 3 Aは、ァクチユエ一夕 1 0 6がインクなしを検出したときに、キヤリツジ 7 0 0の移動によってィンク力一トリヅジ 1 8 0を移動させてァクチユエ一夕 1 0 6によりインク消費状態を再検出する動作を示す。図 2 3 Aの（A) は、ィンクカートリヅジ 1 8 0が静止している状態を示す。図 2 3 Aの（B ) はインクカートリヅジ 1 8 0が図 2 3 Aの（A) の中央の位置から図 2 3 Aの左方の端へ移動した状態を示す。ここで左方への移動を往路とする。一方、図 2 3 Aの ( C ) はインクカートリッジ 1 8 0が図 2 3 Aの（B ) の左方の端から右方の端へと移動した状態を示す。ここで右方への移動を復路とする。図 2 3 Aの（D ) はインク力一トリッジ 1 8 0が往路から復路へと折り返した直後の時点の状態を示す。図 2 3 Aの（A) のインクカートリッジ 1 8 0が静止している状態において、ィンク Kの液位はァクチユエ一夕 1 0 6よりも低い。そのためァクチユエ一夕 1 0 6はィンクェンドを検出する。ここでィンク力一トリッジ 1 8 0を往路の方向、すなわち左方へ移動すると、図 2 3 Aの（B ) の左端の位置でインク Kの液面はインクカートリヅジ 1 8 0内の左方へ寄って傾斜する。次にィンクカートリヅジ 1 8 0を復路の方向、すなわち右方へ移動すると、図 2 3 Aの（C ) の右端の位置でインク Kの液面はインクカートリヅジ 1 8 0内の右方へ寄って傾斜し、一時的にインク液位がァクチユエ一夕 1 0 6の装着位置より高くなる。このときにァクチユエ一夕 1 0 6によってィンク残量を測定することによってァクチユエ一夕 1 0 6の装着位置より下に存在するインクを検出することができる。更に、インク Kが左右へ摇らされることによって撹拌されてインクの固化物 8 0 0を溶かすことができるので、本当の残量以下に測定されていたインク残量を正確に測定することができる。

また、図 2 3 Aの（B ) に示すようにキャリッジ 7 0 0が移動する左端の位置に突起 2 0 0を設けて、キヤリヅジ 7 0 0が左端に到達したときにインクカートリヅジ 1 8 0を突起 2 0 0に衝突させることでィンク力一トリヅジ 1 8 0に衝撃を与えてもよい。インクカートリッジ 1 8 0に衝撃を与えることでインク Kを撹拌してィンク Kの固化物を溶かしたり、インク力一トリッジ 1 8 0の複雑に成形された場所に詰まったインクを除去することにより、インクカートリッジに残されたインクを有効に利用することができる。

また、キヤリヅジ 7 0 0の移動が終了してィンク力一トリッジ 1 8 0が図 2 3 Aの（A) に示す元の位置に戻ってから所定の時間が経過した後に、ァクチユエ —夕 1 0 6によってィンク残量を測定してもよい。この場合ィンク Kを撹拌することにより固化物 8 0 0が溶かされてインク液位がァクチユエ一夕 1 0 6よりも上にくると、インクカートリッジ 1 8 0に残されたィンクを検出することができる。インクカートリッジ 1 8 0を往路及び復路と複数回移動してインク Kを十分撹拌してから測定することが好ましい。

また、図 2 3 Aの（C ) のようにインクカートリヅジ 1 8 0が往路から復路へとほぼ折り返したときにインク残量を測定するのではなく、図 2 3 Aの（D ) (こ示すようにィンクカートリッジ 180が往路から復路へ折り返した直後にインク残量を測定してもよい。この時点においても右側に傾斜したインク Kの液位はァクチユエ一夕 106よりも上にくるのでァクチユエ一夕 106はィンクの存在を検出することができる。また、図 23 Aの（B) に示すように、インクカートリッジ 180を突起 200に衝突させたとき、又は復路から往路へとインクカートリヅジ 180が移動して左端に達したときにィンク Kの液位はァクチユエ一夕 1 06よりも上にくるので、これらのときにァクチユエ一夕 106を用いてィンクの存在を検出してもよい。図 23Bの（A) ' 、（B) ，、（C) ，、及び (D) ，は、図 23 Aの（A) 〜（D) のァクチユエ一夕 106をキヤリヅジ移動方向側面に設けた場合を示す。液体がァクチユエ一夕 106より上まで達しやすいので、液体とァクチユエ一夕 106が接しやすくなり、インクの存在検出がより正確になる。

図 24は、本発明のインク消費状態検出方法の検出手順を示す。まず、ァクチユエ一夕 106によってインク力一トリヅジ 180内のインク消費状態を検出する（S 810) 。ァクチユエ一夕 106がィンクェンドを検出した場合 (S 81 2)、キャリッジ 700を往復移動することによってインクカートリッジ 180 内のインク液面を揺り動かす（S814)。キャリッジ 700が往路から復路へほぼ折り返したとき、又は往路から復路へ折り返した直後にァクチユエ一夕 10 6によってインクカートリッジ 180内のィンク消費状態を再度検出する（ S 8 18) o

更に、キャリッジ 700を移動中（S814) にインク Kの消費状態を複数回検出して（S 818)、 1回でもインクカートリッジ 180にインク Kが有ると検出されたときにィンク力一トリヅジ 180内にインク Kが残っていると判定してもよい（S 820) 。また、キヤリヅジ 700を移動中（S 814) にインク Kの消費状態を複数回検出して（S818)、複数の検出結果の平均値に基づいてインクカートリヅジ 180内にインク Kが残っているか否かを判定してもよい (S 820) 。

また、キャリッジ 700の移動（S814) が終了した後、所定の時間が絰過してからァクチユエ一夕 106によってインクカートリヅジ 180内のインク消費状態を再度検出してもよい（S 8 1 8 ) 。また、インク消費状態検出ステップ ( S 8 1 0 ) からインクェンド再検出ステップ（S 8 2 0 ) までを複数回繰り返してそのうち一回でもインク有りと判定されればィンク有りと判定してもよい。また、インク消費状態検出ステップ（S 8 1 0 ) からインクエンド再検出ステヅプ（S 8 2 0 ) までを複数回繰り返してインク残量の平均値を算出し、算出した平均値に基づいてィンクェンドを判定してもよい。

以上述べた検出動作によりインクエンドが検出されると（S 8 2 0 ) 、所定の低インク量対応処理が実施される（S 8 2 2 ) 。インクエンド検出ステップ（S 8 1 2、 S 8 2 0 ) においてインクエンドが検出されない場合、キヤリヅジ 7 0 0の移動を伴うインク消費状態の検出動作を終了する。

次に、本発明の他の実施形態について説明する。 .

本実施形態は、ァクチユエ一夕等の圧電装置を用いたィンク力一トリッジのィンク消費状態の効果的な計測方法に関するものである。一般的にィンクの消費状態の計測で重要なことは、インクの残量があとどの程度であるかが分かること、及びィンク終了の直前にィンク力一トリヅジの交換が確実にできるようにィンク終了を検出忘れ及び誤検出しないことである。従って、インク終了等を確実に検出することができれば、ィンクカートリッジ内でィンクが満たされている状態からインク終了となるまでを常時計測する必要はない。

そこで、本実施形態のインク消費状態の計測方法では、インクジェット記録装置の動作履歴に基づいて、既に説明したァクチユエ一夕等の圧電装置によるィンク消費状態の計測タイミングを制御する。ここで、動作履歴とは、インクジエツト記録装置のスィッチが O Nとなっていた履歴、キャリッジの動作履歴、記録へ Vドの動作履歴等を示す。大まかなインク残量の予測はこれら動作履歴から知ることができるので、動作履歴に応じてィンク消費状態の計測を適切な回数と頻度で行うようにする。

図 2 5は、本実施形態のインク消費状態検出方法で使用する制御システムの構成例を示す概念図である。インクジエツト記録装置の記録へッド部 1 3 4 0は、キヤリッジ 1 3 3 0によって走査方向に往復移動する。キヤリヅジにはィンクカ —トリヅジ 1 3 1 0が着脱可能に装着されている。インクカートリッジ 1 3 1 0 は、ィンクカートリッジ内のインクの残量を計測するァクチユエ一夕等の圧電装置 1 3 2 0と半導体記憶手段 1 3 0 0を有する。

圧電装置 1 3 2 0を適切に作動させてインク消費状態を計測するために、圧鼋装置 1 3 2 0は、液体消費状態検出部 1 2 0 0と制御回路部 1 1 0 0に接続される

液体消費状態検出部 1 2 0 0は、圧電装置 1 3 2 0による信号を測定する測定回路部 1 2 2 0とインクの消費状態を検出する検出回路部 1 2 1 0を有する。制御回路部 1 1 0 0は、半導体記憶手段 1 3 0 0の情報を制御する情報記憶制御回路部 1 1 1 0有する。また、制御回路部 1 1 0 0は、ヘッド部 1 3 4 0でのィンク消費量を算出する液体吐出カウン夕 1 1 4 0と液体吐出カウン夕 1 1 4 0 に基づき液体消費量を計算する消費量算出部 1 1 3 0を有する。さらに、制御部 1 1 2 0はィンクジエツト記録装置の各部の動作を制御するために、キヤリヅジ駆動部 1 3 6 0とへッド駆動部 1 3 5 0とクリーニング駆動部 1 3 7 0とに接続される。

キヤリヅジ駆動部 1 3 6 0は、キヤリヅジ部 1 3 3 0を駆動させ、へッド駆動部 1 3 5 0は、へッド部 1 3 4 0を駆動させる。さらに、クリーニング駆動部 1 3 7 0は、クリ一ニング部 1 3 9 0に移動したへヅド部 1 3 4 0をポンプ 1 3 8 0を用いてクリーニングする。なお、図では半導体記憶手段 1 3 0 0がインクジエツト記録装置の駆動時間等の情報を記憶しているが、記憶手段はこれに限定されず記録装置制御部 1 0 0 0に設けた記憶メモリ等であってもよい。

次に、インクカートリッジ内のインク消費状態を計測する圧電装置の計測タイミングを制御する処理の流れを説明する。上述したようにィンク消費状態の計測頻度は、インクジヱット記録装置の様々な部位の動作履歴を計測することで決めることができる。例えば、へヅド部 1 3 4 0を移動させるキヤリヅジ部 1 3 3 0 の動作の累積時間の増加に応じてィンク残量が予測できるので、ィンク消費状態の計測頻度を高くする。

このような処理において、制御部 1 1 2 0は、必要に応じて半導体記憶手段 1 3 0 0から情報記憶制御回路部 1 1 1 0を通じて前回までの累積駆動時間を読み出す。続いて、制御部 1 1 2 0は、キャリッジ部 1 3 3 0がキヤリヅジ駆動部 1 3 6 0を駆動させた時間を計測して、読み出した駆動累積時間に加えて合計の累積駆動時間を算出する。 ―

この合計の駆動累積時間に基づいて、累積時間が長い程、制御部 1 1 2 0は検出回路部 1 2 1 0を制御して圧電装置 1 3 2 0からの信号を計測する測定回路部 1 2 2 0の測定頻度を高くするように設定する。

なお、インクジェット記録装置では適切な印刷品質を保っため、ヘッド部のクリーニングゃフラッシングといったへヅドメンテナンス処理が行われる。従って、これらの処理によってポンプ 1 3 8 0に吸収された廃インク量を計測して、インクカートリッジ 1 3 1 0内のインク残量を制御部で計算する。この計算結果をィンク消費状態計測の制御シーケンスに反映させれば、さらに適切にィンク消費状態の計測制御をすることができる。

以下では、上記図 2 5で示した制御システムを用いたインクの消費状態計測の適切な制御シーケンスについて説明する。インクジエツト記録装置の動作履歴に基づくィンク消費状態の計測方法には、大きく分けて累積時間や累積計測回数に基づく計測制御とキヤリッジ等の部材の動作終了からの経過時間に基づく計測制御がある。図 2 6では累積時間に、図 2 7では累積計測回数に基づく計測方法を説明し、図 2 8及び図 2 9でキヤリッジの動作終了からの経過時間に基づく計測方法について説明する。

図 2 6は、ィンク消費状態の計測のタイミングの制御を、ィンクジェヅト記録装置の累積駆動時間に基づいて処理する流れを示す図である。ここで、インクジエツト記録装置の駆動には、キヤリッジの駆動や記録へッドの駆動等が含まれる以下、処理の流れについて説明する。

ィンクジェヅト記録装置のスィツチを O Nにする（ステップ S 7 0 0 ) 。次に、半導体記憶手段等の記憶部から前回までの累積駆動時間を読み出す（ステップ S 7 0 2 ) 。読み出した累積駆動時間が、予め設定された所定時間を経過しているか否かを判断する（ステップ S 7 0 4 ) 。読み出した累積駆動時間が、所定時間内であれば、インク消費状態の計測頻度を低く（計測間隔を長く）設定する（ステツプ S 7 0 8 ) 。一方、読み出した累積駆動時間が、所定時間を経過していれば、インク消費状態の計測頻度を高く（計測間隔を短く）設定する（ステップ S 7 0 6 ) 。その後、設定された計測頻度でインク消費状態の計測を行う（ステヅプ S 7 1 0 ) 。計測後は、インクジヱット記録装置の累積駆動時間を記憶部に記憶させる（ステップ S 7 1 2 ) 。最後に、インクジエト記録装置をストップしないのであれば（ステップ S 7 1 4 ) 、ステップ S 7 0 2に戻って処理を繰り返し、ストップするのであれば（ステップ S 7 1 4 ) 処理を終了する。

なお、上記と同様な処理を記録へッドの累積駆動時間に応じて行ってもよい。記録へッドの駆動時間を判断する.には、へッド駆動用に供給される駆動電圧の累積供給時間を測定するとよい。

以上のように、インクジエツト記録装置の累積駆動時間に応じてインク消費状態計測頻度を変化させることで、ィンク残量がまだ多い時の不必要な計測を減らすことができる。また、累積駆動時間が増えるに従って計測頻度が増すので、ィンク残量が少なくなつた時にインク終了を見逃すことなく検出できる。

図 2 7は、図 2 6の累積駆動時間に基づいて計測制御する流れの別の実施形態を示す図である。ステップ S 2 0 2までは図 2 6と同様な処理を行う。続いて、記憶部より読み出した累積駆動時間から計測頻度を設定する（ステップ S 2 0 4 ) o

次に、設定された計測頻度に応じた遅延動作を行う（ステップ S 2 0 6 ) 。その後、設定された計測頻度でインク消費状態の計測を行う（ステップ S 2 0 8 ) c 以後は図 2 6と同様な処理である。

上記の図 2 6での計測方法は、累積時間が所定時間を越えたか否で計測頻度の高低のどちらかに設定した。しかし、実際の印刷では、累積駆動時間が長くなるのに応じて、インクの消費が常に一定のペースで進む訳ではない。従って、累積時間が長くてもインクがあまり消費されていないことがある。ィンク残量があるにも係わらず計測頻度が高くなると、ィンク残量は急に変化しないため不必要な計測となることが多い。そこで、図 2 7では累積時間に応じた計測頻度設定をし、さらに設定された計測頻度に応じた遅延動作も行うことでィンク残量に応じた適切な計測頻度を維持できるようにした。

なお、上記と同様な処理を記録へッドの累積駆動時間に応じて行ってもよい。記録へッドの駆動時間を判断するには、へッド駆動用に供給される駆動電圧の累積供給時間を測定するとよい。

以上のように、インクジエツト記録装置の累積駆動時間に応じてインク消費状態計測頻度を変化させることで、ィンク残量がまだ多い時の不必要な計測を減らすことができる。また、累積駆動時間が増えるに従って計測頻度が増すので、ィンク残量が少なくなつた時にィンク終了を見逃すことなく検出できる。

図 2 8は、インク消費状態の計測のタイミングの制御を、インク消費状態計測回数に基づいて処理するの流れを示す図であり、図 2 6とは異なる実施形態を示す。以下、処理の流れについて説明する。

ィンクジエツト記録装置のスィツチを O Nにする（ステップ S 3 0 0 ) 。次に、半導体記憶手段等の記憶部から前回までの累積計測回数を読み出す（ステップ S 3 0 2 ) 。読み出した累積計測回数が、予め設定された所定回数を越えているか否かを判断する（ステップ S 3 0 4 ) 。読み出した累積計測回数が、所定回数内であれば、インク消費状態の計測頻度を低く（計測間隔を長く）設定する（ステップ S 3 0 8 ) 。一方、読み出したインク消費状態計測回数が、所定回数を越えていれば、インク消費状態の計測頻度を高く（計測間隔を短く）設定する（ステップ S 3 0 6 ) 。その後、設定された計測頻度でインク消費状態の計測を行う (ステップ S 3 1 0 ) 。計測後は、累積計測回数を記憶部に記憶させる（ステツプ S 3 1 2 ) 。最後に、インクジエト記録装置をストップしないのであれば（ステツプ S 3 1 4 ) ステップ S 3 0 2に戻って処理を繰り返し、ストヅプするのであれば（ステヅプ S 3 1 4 ) 処理を終了する。

以上のように、累積計測回数に応じてィンク消費状態計測頻度を変化させることで、インク残量がまだ多い時の不必要な計測を減らすことができる。また、ィンク消費状態の計測回数が増えるに従って計測頻度が増すので、ィンク残量が少なくなった時にインク終了を見逃すことなく検出できる。

図 2 9は、図 2 8の累積計測回数に基づいて処理する流れの別の実施形態を示す図である。以下、処理の流れについて説明する。ステップ S 4 0 2までは図 2 8と同様な処理を行う。続いて記憶部より読み出した累積計測回数に応じた計測頻度を設定する（ステップ S 4 0 4 ) 。さらに、設定された計測頻度に応じた遅延動作を行う（ステップ S 4 0 6 ) 。その後インク消費状態の計測を行う（ステヅプ S 4 0 8 ) 。以後は図 2 8と同様な処理である。 ' 上記の図 2 8での計測制御は、累積計測回数が所定回数を越えたか否で計測頻度の高低のどちらかに設定した。しかし、実際の印刷では累積計測回数が多くなるのに応じて、インクの消費が常に一定のペースで進む訳ではない。従って、累積計測回数が多くてもインクがあまり消費されていないことがある。インク残量があるにも係わらず計測頻度が高くなると、ィンク残量は急に変化しないため不必要な計測となることが多い。そこで、図 2 9では累積計測回数に応じた計測頻度設定をし、さらに設定された計測頻度に応じた遅延動作も行うことでィンク残量に応じた適切な計測頻度を維持できるようにした。

以上、図 2 6〜図 2 9で累積時間及び累積計測回数に基づく計測方法を説明した。続いて、これらとは異なる実施形態であるキャリッジの動作終了からの経過時間に基づく計測方法について説明する。

図 3 0は、インク消費状態の計測のタイミングの制御を、キャリッジの動作履歴に基づいて処理する流れを示す図である。以下、処理の流れについて説明するィンクジエツト記録装置のスィツチを O Nにする（ステップ S 5 0 0 ) 。次に、図 2 5で示した記録装置制御部 1 0 0 0の制御部 1 1 2 0から、インク力一トリヅジに取り付けられている圧電装置 1 2 2 0に対して、インク消費状態の計測指示信号が送られる（ステップ S 5 0 2 ) 。

キヤリッジが最後に移動した時点から、ィンク消費状態の計測指示信号が送られる時までの経過時間が、予め設定された所定時間を経過しているか否かを判断する（ステップ S 5 0 4 ) 。所定時間を経過していれば、直ちにインク消費状態の計測を行う（ステップ S 5 0 6 ) 。一方、所定時間を経過していなければ、別の所定時間経過までインク消費状態の計測を遅延させてから（ステップ S 5 0 8 ) 、インク消費状態の計測を行う（ステップ S 5 0 6 ) 。なお、ステップ S 5 0 8の別の所定時間は、ステップ S 5 0 4の所定時間と同じであってもよい。インク消費状態の計測が終了したら、リセヅトする（ステップ S 5 1 0 ) 。リセヅト後にインクジエツト記録装置が O Nであれば（ステップ S 5 1 2 ) 、ステヅプ S 5 0 2に戻り処理を繰り返す。インクジェヅト記録装置が O Nでなければ (ステップ S 5 1 2 ) 、処理を終了する。上記処理においては、ステップ S 5 0 4とステップ S 5 0 8でそれそれ所定時間が定められている。これらの所定時間は、別々に長短自由に設定できる。例えば、ステップ S 5 0 4の所定時間を 1 0時間とし、ステップ S 5 0 8の所定時間を 2時間とする。インクジエツト記録装置を前回使用してから 1 0時間経過していれば、直ちにインク消費状態を計測する。一方、前回使用してから 1時間しか経過していないのであれば、ステヅプ S 5 0 8の所定時間である 2時間待機してからインク消費状態の計測を行うようにする。なお、ステップ S 5 0 4で設定される所定時間は、インクジエト記録装置を連続駆動させてインクが無くなる時間よりも短い方が好ましい。

また、所定時間は上記のように時間の単位だけでなく、秒単位であってもよくいろいろな時間間隔を設定できる。例えば、ステップ S 5 0 4の所定時間を 1 0 秒とし、ステップ S 5 0 8の所定時間を 5秒とする。インクジェット記録装置を前回使用してから 1 0秒経過していれば、直ちにインク消費状態を計測する。一方、前回使用してから 2秒しか経過していないのであれば、ステップ S 5 0 8の所定時間である 5秒待機してからィンク消費状態の計測を行うようにする。

このように、所定時間を設けることで、不必要なインク消費状態の計測を減らすことができる。

図 3 1は、インク消費状態の計測のタイミングの制御を、キャリッジの動作履歴に基づいて処理する流れの別の実施形態を示す図である。ここでの処理は、図 3 0に比べて短時間内でのキャリッジの動作履歴を想定する。以下、処理の流れについて説明する。

インクジェット記録装置のスィッチを O Nにする（ステップ S 6 0 0 ) 。次に、図 2 5で示した記録装置制御部 1 0◦ 0の制御部 1 1 2 0から、インクカートリッジに取り付けられている圧電装置 1 2 2 0に対して、インク消費状態の計測指示信号が送られる（ステップ S 6 0 2 ) 。

キヤリッジが最後に移動した時点から、ィンク消費状態の計測指示信号が送られる時までの経過時間が、予め設定された所定時間を経過しているか否かを判断する（ステップ S 6 0 4 ) 。所定時間を経過していれば、計測頻度を低く（計測回数少なく）設定してインク消費状態の計測を行う（ステップ S 6 0 6 ) 。一方、所定時間を経過していなければ、計測頻度を高く（計測回数を多く）設定してィンク消費状態の計測を行う（ステップ S 6 0 8 ) 。

計測後、全計測回数の内で、インク「有」又は「無」と計測した回数を求める。次に、このインク「有」又は「無」と計測した回数からインク「有」又は「無」の割合を求めて、最終的なインク消費状態の判定をする（ステップ S 4 1 2 ) 。例えば、全 1 0回の計測の内で、 8回をインク「無」と計測した場合に、インク「無」と判定する。なお、この判定基準は、ステップ S 4 0 4の所定時間の長短によって高低をつけることが好ましい。

上記処理では、図 2 8に比べて短時間の所定時間を想定している。例えば、キャリヅジが最後に動いてから 3〜5秒しか経過していないとすると、インク力一トリッジ内のィンクは未だ波打っていることが予想される。このような状態でィンクの残量が少ないと、インク消費状態の計測を行う圧電装置にインクが接したり、接しなかったりして計測の信頼性が低い。そこで、例えば所定時間を 1分として、 1分経過前ならばインクが波打っており安静状態ではないと判断して、ィンク消費状態の計測頻度を高く（回数を多く）する。このようにすれば、インク消費状態計測の信頼性が上がり誤検出を防止できる。一方、 1分経過後ならばィンクが安静状態であると判断して、インク消費状態の計測頻度を低く（回数を少なく）する。このようにすれば、無駄なインク消費状態計測を減らすことができる。なお、所定時間の設定はインクの粘度等の性質によって変化させることが好ましい。

ところで、上述の図 2 6〜図 3 1に示したインク消費状態検出方法では、キヤリッジの駆動累積時間等の増加により計測を制御して、正確なィンク終了の検出を行えるようにした。また、所定時間内でのインク誤検出を防止するためにインク消費状態の計測頻度を高くした。さらに、インク消費状態の計測精度を上げるためには、計測頻度が高くなるに従って圧電装置が発振してその残留振動によつて発生する逆起電力の波形の周期的ピーク値の計測個数（図 1 2 A、図 1 2 B参照）を多くして計測の正確さを高めるようにすることが好ましい。

次に、本発明の他の実施形態について説明する。

図 3 2〜図 3 6では、本実施形態であるインクジェット記録装置の記録へヅドから射出されるインク消費量を積算することで計算されるインク容器内のィンク消費状態の計測方法と、圧電変換機能を有する圧電装置を用いたィンク力一トリッジ内のインクの消費状態の計測方法とを組み合わせたィンク消費状態の計測方法について説明する。

なお、以下ではィンクカートリッジ内のィンク消費状態計測を例にとって説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、インク容器内のインクの消費状態計測一般に用いることができる。

一般的にインクの消費状態の計測で重要なことは、インクの残量があとどの程度であるかが分かること、及びインク終了の直前にィンク力一トリッジの交換が確実にできるようにィンク終了を検出忘れ及び誤検出しないことである。従って、上述したインク終了等を確実に検出することができれば、インクカートリッジ内でインクが満たされている状態からインク終了となるまでを常時詳細に計測する必要はない。

本実施形態のィンク消費状態の計測方法では、上述の 2つのィンク消費状態検出方法を適宜組み合わせることで、単一の方法で計測するよりも適切にィンク残量を計測しィンク終了を検出できるようにする。

図 3 2は、本実施形態のインク消費状態検出方法で使用される制御システムの構成例を示す概念図である。インクジエツト記録装置の記録へッド部 1 3 4 0は、キヤリヅジ 1 3 3 0によって走査方向に往復移動する。キヤリヅジにはィンクカ —トリヅジ 1 3 1 0が着脱可能に装着されている。インクカートリッジ 1 3 1 0 は、インクカートリッジ内のインクの残量を計測するァクチユエ一夕等の圧電装置 1 3 2 0と半導体記憶手段 1 3 0 0を有する。

圧電装置 1 3 2 0を適切に作動させてインク消費状態を計測するために、圧電装置 1 3 2 0は、液体消費状態検出部 1 2 0 0と制御回路部 1 1 0 0に接続され液体消費状態検出部 1 2 0 0は、圧電装置 1 3 2 0による信号を測定する測定回路部 1 2 2 0とィンクの消費状態を検出する検出回路部 1 2 1 0を有する。制御回路部 1 1 0 0は、半導体記憶手段 1 3 0 0の情報を制御する情報記憶制御回路部 1 1 1 0有する。また、制御回路部 1 1 0 0は、へヅド部 1 3 4 0でのインク消費量を算出する液体吐出カウン夕 1 1 4 0と液体吐出カウン夕 1 1 4 0 に基づき液体消費量を計算する消費量算出部 1 1 3 0を有する。さらに、制御部 1 1 2 0はィンクジエツト記録装置の各部の動作を制御するために、キヤリッジ駆動部 1 3 6 0とへヅド駆動部 1 3 5 0とクリーニング駆動部 1 3 7 0とに接続される。また、制御部 1 1 2 0は、ィンク消費状態の計測結果を表示部 1 4 0 0 にさせる。表示部 1 4 0 0はインクジェヅト記録装置側のディスプレイでもよいし、インクジエツト記録装置が接続されるパーソナルコンピュータ側のディスプレイ等であってもよい。

キャリッジ駆動部 1 3 6 0は、キャリッジ部 1 3 3 0を駆動させ、ヘッド駆動部 1 3 5 0は、ヘッド部 1 3 4 0を駆動させる。さらに、クリーニング駆動部 1 3 7 0は、クリ一ニング部 1 3 9 0に移動したへヅド部 1 3 4 0をポンプ 1 3 8 0を用いてクリーニングする。なお、図では半導体記憶手段 1 3 0 0がインク消費状態やインク特性等の様々なパラメ一夕情報を記憶しているが、記憶手段はこれに限定されず記録装置制御部 1 0 0 0に設けた記憶メモリ等であってもよい。次にインクカートリッジ内のインク消費状態を計測にあたって、記録へッドから射出されるィンク消費量の積算に基づく計測と圧電装置を用いた計測のタイミングを制御する流れの一例を説明する。上述したようにィンク消費状態の計測は、インク残量とィンク終了を適切に計測できれば常時詳細に行わなくてもよい。例えば、ィンク力一トリッジにィンクが満たされている状態から計測位置レべル近傍の状態になるまでは厳密なィンク残量の計測は必ずしも必要ないので、ィンク消費量の積算に基づく方法でインク消費状態を監視する。続いて、計測位置レペル近傍の状態からインク終了の状態までは、インク終了を逃すことなく適切に検出するために圧電装置を使用した方法でィンク消費状態の計測を行う。

ここで、「計測位置レベル」とは、ァクチユエ一夕等の圧電装置が実際にインクの液面通過を計測できるインク残量レベルのことを示す。また、計測位置レべル近傍とは、計測位置レベルのインク残量になる手前のインク残量、つまり計測位置レベルよりも一定のィンク量が余分にある状態のィンク残量を示す。この一定のィンク量は、ィンク消費量に基づくインク消費状態の計測誤差を吸収できる量以上であることが好ましい。このような処理において、制御部 1 1 2 0は、必要に応じて半導体記憶手段 1 3 0 0から情報記憶制御回路部 1 1 1 0を通じて前回までのインク消費量やインク滴の容量等の情報を読み出す。読み出された情報はさらに液体消費量算出部 1 1 3 0へ送られる。液体吐出カウンタ 1 1 4 0は、へヅド駆動部 1 3 5 0によつて駆動するへッド部 1 3 4 0が吐出したインク滴の回数を数える。液体消費量算出部 1 1 3 0は、これら制御部 1 1 2 0から送られてきた情報と液体吐出カウン夕 1 1 4 0によるカウント値等からインクの残量を計算する。

この計算されたインク残量値が、少なくとも設定された計測位置レベル近傍の量になるまでは、制御部 1 1 2 0の制御により記録へッドから射出されるインク消費量の積算に基づく計測を続けてィンク消費状態を監視する。計算されたィンク残量が計測位置レベル近傍の量より少なくなると、制御部 1 1 2 0は、ァクチユエ一夕等の圧電装置 1 3 2 0を用いてインク消費状態計測を行い始めるように検出回路部 1 2 1 0及び測定回路部 1 2 2 0を制御する。制御部 1 1 2 0より計測指示を受けた圧電装置は、計測位置レベル近傍からインク終了までィンク消費状態の計測を行う。これにより、インク終了をタイミングを逃すことなく確実に検出できる。

ところで、インクジヱット記録装置では適切な印刷品質を保っため、ヘッド部

1 3 4 0のクリ一ニングゃフラッシングといったへヅドメンテナンス処理が行われる。従って、これらの処理によってポンプ 1 3 8 0に吸収された廃インク量を計測して、インクカートリッジ 1 3 1 0内のインク残量を制御部 1 1 2 0で計算する。このようにインク消費量の積算を、記録ヘッドから吐出されたインク滴数の積算と上記へッドメンテナンス処理のインクの積算とから計算し、この計算結果をィンク消費状態計測の制御シーケンスに反映させれば、さらに適切にィンク消費状態の計測をすることができる。なお、インク消費状態の計測結果は表示部

1 4 0 0で表示されるため、インクジヱット記録装置のユーザ一は、適宜インク消費状態の確認をすることができる。以上のような制御システムを用いて、インク消費量の積算に基づく計測と圧電装置を用いた計測とを組み合わせてインク消費状態を計測することで、適切にィンク残量を計測しインク終了を検出することができる。以下では、上記図 32で示した制御システムを用いて、インク消費量の積算に基づく計測方法と圧電装置を用いた計測方法とを組み合わせたインク消費状態の計測方法の適切な制御シーケンスについて説明する。

図 33は、インク消費量の積算に基づく計測方法と、圧電装置を用いた計測方法とを組み合わせたィンク消費状態の計測方法の処理の流れの 1例を示す図である。以下、この処理の流れについて説明する。

インクジエツト記録装置のスィツチを ONにして（ステップ S 1100) 、図 32で示した半導体記憶手段 1300等の記憶手段からインク容器内のインク残量や計測に必要な各種パラメ一夕を読み出す（ステップ S 1102) 。次に、本実施形態で使用するインク消費量の積算に基づくィンク消費状態の計測を行うためにインク滴数のカウントを開始する。一方、この段階ではァクチユエ一夕等の圧電装置による計測はまだ行わない（ステップ S 1104) 。

この設定された計測方法でインク消費状態の計測を行う（ステップ S 110 6) 。インク消費状態の計測結果から、インク残量が計測位置レベル近傍の量になっていなければ（ステップ S 1108)、弓 Iき続きインク消費状態の計測を行う（ステップ S 1106) 。一方、インク残量が計測位置レベル近傍の量になつていれば（ステップ S 1108) 、ステップ S 1110に進む。ステップ S 11 10では、インク消費量の積算に基づく計測を止めるためにインク滴数のカウントを OFFにし、圧電装置による計測は 0 Nにする。

この設定された計測方法でインク消費状態の計測を行う（ステップ S 111 2) 。計測結果からインク終了と判断しなければ（ステップ S I 114) 引き続きインク消費状態の計測を行い（ステップ S 1112)、インク終了と判断すれば（ステップ S 1114)低レベルインク処理動作を行い処理を終了する（ステヅプ S 1116) 。ここで、低レベルインク処理動作とは、インク残量が所定ィンク残量になるとインクジエツト記録装置が行う周辺動作の一つである。周辺動作には、その他各種パラメ一夕を変更させたり、プリン夕ドライバに各種データを送ったり等する動作がある。所定インク量は、周辺動作に応じて自由に設定することができる。この低レベルインク処理動作は、インクジェット記録装置のュ —ザ一にインク終了を知らせる動作であり、例えば、図 32で示した表示部 14 0 0にインク終了の表示をさせたり、インクジエツト記録装置を停止させたり、警告音を鳴らす等の動作を示す。なお、印刷途中でインク終了する等の印刷不良を防止するために、ィンク終了は適当な少量のィンクが残っている状態で判断されることが好ましい。

以上より、ィンク残量が多いときにはィンク消費量の積算に基づく計算からィンク消費状態を計測し、ィンク残量が計測位置レベル近傍の量を経過した後は圧電装置を用いてインク消費状態の計測を行うことで、適切にィンク残量を計測しィンク終了を適切なタイミングで検出することができる。

なお、計測位置レベル近傍のインク残量は、インク容器に装着する圧電装置の数や形状や取り付け位置によって異なる。例えば、インク容器の側壁に圧電装置を取り付ける場合には、インク容器の底部から圧電装置までの距離によって、設定する計測位置レベル近傍のインク量は異なる。また、インク消費量の積算に基づくィンク消費状態の計測では、設定された計測位置レベル近傍のィンク量を実際の計測位置レベルを経過した後で計測することのないように計測誤差を考慮する。つまり、計測誤差に耐えうる十分なインク量を考慮して計測位置レベル近傍のインク量を設定することが好ましい。

また、上記の処理ではインク滴数のカウントをステップ S 1 1 1◦で O F Fにしたが、より適切な計測を行うためにィンク消費量による計測を続けてもよい。この場合、最終的にィンク終了の判断をインク消費量の積算に基づく計算結果倩報か圧電装置の計測結果情報のいずれを用いてするかは自由である。

図 3 4は、インク消費量の積算に基づく計測方法と、圧電装置を用いた計測方法とを組み合わせたィンク消費状態の計測方法の別の処理の流れを示す図である _c 以下、この処理の流れについて説明する。

ィンクジエツト記録装置のスィヅチを O Nにして（ステヅプ S 1 2 0 0 ) 。図 3 2で示した半導体記憶手段 1 3 0 0等の記憶手段からインク容器内のインク残量や計測に必要な各種パラメ一夕を読み出す（ステップ S 1 2 0 2 ) 。次に、本実施形態で使用するィンク消費量の積算に基づくィンク消費状態の計測を行うためにィンク滴数のカウントを開始し、同時にァクチユエ一夕等の圧電装置による計測も開始する（ステヅプ S 1 2 0 4 ) 。ここでは、圧電装置の計測頻度は低い c この設定された計測方法でィンク消費状態の計測を行う（ステップ S 120 6) 。インク消費状態の計測結果の内、圧電装置によって計測された情報に基づいてィンク消費量の積算に基づいて計算されたィンク残量の値を補正する（ステヅプ S 1208) 。さらに、プリンタ動作を制御する各種のパラメ一夕値を補正してもよい。

インク残量が計測位置レベル近傍の量になっていなければ（ステップ S 121 0)、再びインク消費状態の計測を行う（ステップ S 1206) 。一方、インク残量が計測位置レベル近傍の量になっていれば（ステップ S 1210) 、ステヅプ S 1212に進む。ステップ S 1212では、インク消費量の積算に基づく計測を止めるためインク滴数のカウントを OFFにする。また、インク終了を確実に検出できるように圧電装置による計測頻度は高くする（ステップ S 1212) _c この設定に基づいてインク消費状態の計測を行う（ステップ S 1214) 。計測結果からインク終了と判断しなければ（ステップ S 1216) 引き続きインク消費状態の計測を行い（ステップ S 1214) 、インク終了と判断すれば（ステヅプ S 1216)低レベルインク処理動作を行い処理を終了する（ステップ S 1 218) o

なお、上記ステップ S 1204及びステップ S 1212において圧電装置の計測頻度を変えている。通常、図 5のような小型のモジュール体に取り付けられた圧電装置自体の計測頻度を変えればよいが、以下のように圧電装置を装着、制御してもよい。

圧電装置がィンク容器の側壁に垂直方向に複数個装着されている場合には、圧電装置の取り付け間隔を側壁の上から下に向かって狭くする。特に計測位置レべル近傍のインク残量以下の部分では取り付け間隔を狭くすることが好ましい。このようにすれば、インク消費に伴つて計測頻度を自動的に高くすることができる _c また、垂直方向に長く延びる圧電装置を用いる場合には、この圧電装置自体の計測頻度を変化させることで連続的にィンク消費状態を計測できる。

なお、上記の処理ではインク滴数のカウントをステップ S 1212で OF Ft したが、より適切な計測を行うためにィンク消費量の積算に基づく計測を続けてもよい。ただし、インク残量が計測位置レベル近傍を経過した後にインク消費量の積算に基づく計測と圧電装置による計測を併存させた計測方法では、最終的にィンク終了の判断をどちらの計測結果に基づいてするかは自由に設定できる。また、両者の計測結果に基づいて判断するように制御してもよい。

以上より、インク残量が多いときにはインク消費量の積算に基づく計測に、圧電装置による計測の結果を反映させて適切なインク残量計測を行うことができるまた、ィンク残量が計測位置レベル近傍の量より少なくなつた後は圧電装置の計測頻度を高くして計測を行うことでインク終了を適切なタイミングで検出することができる。

図 3 5は、インク消費量の積算に基づく計測方法と、圧電装置を用いた計測方法とを組み合わせたィンク消費状態の計測方法のさらに別の処理の流れを示す図である。ここでの処理は、図 3 3及び図 3 4と異なりインク消費量の積算に基づく計測方法を主とした計測方法である。以下、この処理の流れについて説明するィンクジェヅト記録装置のスィツチを O Nにして（ステップ S 1 3 0 0 ) 。図 3 2で示した半導体記憶手段 1 3 0 0等の記憶手段からインク容器内のインク残量や計測に必要な各種パラメ一夕を読み出す（ステップ S 1 3 0 2 ) 。次に、本実施形態で使用するィンク消費量の積算に基づくィンク消費状態の計測を行うためにインク滴数のカウントを開始し、ァクチユエ一夕等の圧電装置による計測も開始する（ステップ S 1 3 0 4 ) 。

この設定に基づいてィンク消費状態の計測を行う（ステップ S 1 3 0 6 ) 。ィンク消費状態の計測結果の内、圧電装置によって計測された情報によって、インク消費量の積算に基づいて計算されたインク残量の値を補正する（ステップ S 1 3 0 8 ) 。さらに、プリン夕動作を制御する各種のパラメ一夕値を補正してもよい

インク終了と判断しなければ（ステップ S 1 3 1 0 ) 引き続きインク消費状態の計測を行い（ステップ S 1 3 0 6 ) 、インク終了と判断すれば（ステップ S 1 3 1 0 ) 低レベルィンク処理動作を行い処理を終了する（ステップ S 1 3 1 2 ) なお、低レベルインク処理動作とは、所定のインク消費量の積算後に、インクジエツト記録装置のユーザーにインク終了を知らせる動作のことであり、例えば、図 3 2で示した表示部 1 4 0 0にインク終了の表示をさせたり、所定枚数を印刷後にインクジエツト記録装置を停止させたり、警告音を鳴らす等の動作を示す。なお、印刷途中でインク終了する等の印刷不良を防止するために、インク終了は適当な少量のィンクが残っている状態で判断されることが好ましい。

以上より、圧電装置による計測情報に基づいてィンク残量を補正しながらインク消費量の積算に基づく計測を行うことで、インクジエツト記録装置の使用環境によるィンク特性の変化等の要因から生じる計算値と実際値の差が低減でき、適切なインク消費状態の計測を行うことができる。なお、ステップ S 1 3 0 4で圧電装置の計測頻度は自由に設定できるが、ィンク消費量の積算に基づく計測の誤差が大ききい場合には計測頻度を高くするとよい。

図 3 6は、インク残量が計測位置レベル近傍の量を経過した後の計測方法の別の処理の流れを示す図である。以下で説明する処理は、図 3 2、図 3 3のインク残量が計測位置レベル近傍の量を経過した後の処理に適用してもよい。

ィンク消費状態の計測を行いィンク残量が計測位置レベル近傍の量を経過（ステヅプ S 1 4 0 0 ) した後、圧電装置を O Nにする（ステップ S 1 4 0 2 ) 。なお、インク残量が計測位置レベル近傍の量になる前までの計測は、インク消費量の積算に基づく計測又は圧電装置を用いた計測のどちらか一方又は両方であってもよい。

続いて、圧電装置を用いてインク消費状態の計測を行う（ステップ S 1 4 0 4 ) 。インク消費状態計測の結果、液面通過を計測しなければ（ステップ S 1 4 0 5 ) 、引き続きインク消費状態の計測を行う（ステップ S 1 4 0 4 ) 。一方、液面通過を計測すれば（ステップ S 1 4 0 5 ) 、ステップ S 1 4 0 6に進む。なお、ここでの液面通過の計測は、第一回目に計測された液面通過には限定されず、何回目の液面通過に設定してもよい。また、圧電装置が複数装着されている場合には、どの圧電装置を液面通過の判断に使用するかも自由に設定できる。

ステップ S 1 4 0 6では、この圧電装置による液面通過の計測時に得られた計測結果倩報に基づいて、プリン夕動作を制御する各種パラメ一夕を補正する（ステヅプ S 1 4 0 6 ) 。

ここで、各種パラメ一夕とは、インク残量表示を正確にするパラメ一夕、メンテナンス処理動作の吸引量パラメ一夕、インク吐出量のパラメ一夕等をいう。各種パラメ一夕を補正することで、インク残量が少なくなつてきたら、メンテナンス処理動作の吸引量を減少させたり、インク 1滴あたりのィンク量を減少させることができる。

次に、この補正した各種パラメ一夕を用いて計測するとともに、インク消費状態の計測頻度を高くする（ステップ S 1 4 0 8 ) 。この設定に基づきインク消費状態の計測を続ける（ステップ S 1 4 1 0 ) 。最後に、計測結果の平均、つまりインク「有り」又は「無し」の平均回数からインク終了を判断する（ステップ S 1 4 1 2 ) 。例えば 1 0回計測して 8回がインク「無し」で 2回がインク「有り」と計測すればインク「無し」のように判断する。

ステップ S 1 4 1 2でインク終了と判断しなければ、弓 ίき続きインク消費状態の計測を行う（ステップ S 1 4 1 0 ) 。一方、ステップ S 1 4 1 2でインク終了と判断すれば、低レベルインク処理動作を行い処理を終了する（ステップ S 1 4 1 4 ) 。

なお、上記の処理では、ステップ S 1 4 0 5で液面通過を計測した後にステツプ S 1 4 0 6で各種パラメ一夕の補正を一回だけ行っているが、液面通過を計測する毎に補正を行うようにしてもよい。

以上のように、インク残量が計測位置レベル近傍の量を経過してィンク終了に近づくと、ァクチユエ一夕等の圧電装置の計測結果情報から各種パラメ一夕を補正し、さらに計測頻度を高く設定することでタイミングを逃すことなくインク終了を検出することができる。

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、請求の範囲の記載から明らかである。

本発明によれば、記録へッドの非記録状態においてインクの消費状態を検出するので、スループットの低下を招くことなくインク残量を判定することができる _c また、本発明は、インク容器としてのインクカートリッジ内のインクが揺れていない状態のィンク残量を検出することができるので、正確にィンク残量を検出することができる。更に、本発明は、キャリッジ駆動モ一夕及び記録ヘッドを駆動するモー夕の駆動時のノイズをさけてインク消費量を計測することができるので正確にィンク消費量を検出することができる。

本発明によれば、圧電装置がインク容器内にインクが無いことを検出した場合でも、インク容器内に残されたインクの存在を検出し有効に利用することができる。

本発明によれば、インク容器、特にインクジェット記録装置に搭載されるインクカートリッジ内のインク消費状態の計測タイミングを、インクジヱット記録装置の動作履歴に基づいて制御することで、ィンク消費状態を適切に計測をすることができる。

本発明によれば、インク容器、特にインクジェット記録装置で使用されるインク容器内のインク消費状態を、記録へッドから射出されるインク消費量の積算に基づく計測方法と圧電装置を用いた方法計測とを組み合わせた計測方法を使用して計測することで、適切にインク残量を計測しインク終了を検出することができる o 産業上の利用分野

本発明は、ィンクジエツト記録装置に用いられるィンク容器の内部のィンクの消費状態を検出するために利用することができる。

Claims

請求の範囲

1 . インク滴を吐出する記録へッドを有するインクジエツト記録装置に搭載されるィンク容器内のィンクの消費状態を検出する方法であって、

前記記録へッドの非記録状態の時に、圧電素子を有する圧電装置を用いて前記インク容器内のィンクの消費状態を検出することを特徴とするィンク消費状態検出方法。

2 . 前記記録へッドを清掃する保守動作中に、前記圧電装置を用いて前記ィンク容器内のィンクの消費状態を検出することを特徴とする請求の範囲第 1項に記載のィンク消費状態検出方法。

3 . 前記記録へッドからインクが吐出される記録媒体を前記記録装置に供給し又は排出する動作中に、前記圧電装置を用いて前記ィンク容器内のィンクの消費状態を検出することを特徴とする請求の範囲第 1項に記載のィンク消費状態検出方法。

4 . 前記記録装置の電源投入時に、前記圧電装置を用いて前記ィンク容器内のィンクの消費状態を検出することを特徴とする請求の範囲第 1項に記載のィンク消費状態検出方法。

5 . 前記記録装置の電源が切断されてから、前記記録装置が停止するまでの間に、前記圧電装置を用いて前記ィンク容器内のィンクの消費状態を検出することを特徴とする請求の範囲第 1項に記載のィンク消費状態検出方法。

6 . 前記ィンク容器は、前記記録へッドを往復移動させるキヤリッジに着脱自在に搭載されたィンクカートリッジであり、前記キヤリッジの移動が停止している間に前記圧電装置を用いて前記ィンク力一トリッジ内のィンクの消費状態を検出することを特徴とする請求の範囲第 1項に記載のインク消費状態検出方法。

7 . 前記キヤリッジの移動が停止してから所定の時間が絰過した後に前記圧電装置を用いて前記インク力一トリヅジ内のインクの消費状態を検出することを特徴とする請求の範囲第 6項に記載のィンク消費状態検出方法。

8 . 前記圧電装置は、音響インピーダンスの変化を検出することによって前記ィンク容器内のィンクの消費状態を検出することを特徴とする請求の範囲第 1 項に記載のィンク消費状態検出方法。

9 . 前記圧電装置の前記圧電素子は振動部を有し、前記圧電装置は、前記振動部に残留する残留振動によって発生する逆起電力に基づいて前記音響インピーダンスの変化を検出することによって、前記ィンク容器内のインクの消費状態を検出することを特徴とする請求の範囲第 8項に記載のインク消費状態検出方法。

1 0 . 前記圧電装置が検出した前記ィンク容器内のィンクの消費状態の情報を、前記インク容器に装着された記憶手段に格納し、

前記記憶手段に格納されたインクの消費状態の情報を読出し、

読み出したィンクの消費状態の情報に基づいて、前記ィンク容器内のィンクの消費状態の検出を実行するか否かを判断することを特徴とする請求の範囲第 1項に記載のィンク消費状態検出方法。

1 1 . 前記ィンク容器は、前記記録へヅドを往復移動させるキヤリッジに着脱自在に搭載されたインクカートリッジであり、

前記記録へッドの非記録状態の時に、前記圧電装置によって前記インクカートリッジ内のィンクの消費状態を検出する消費状態検出ステップと、

前記消費状態検出ステップによって前記インクカートリヅジ内にィンクが無いと検出された後に、前記圧電装置によって前記インクカートリッジ内のインクの消費状態を再度検出する再確認ステツプと、

を有することを特徴とする請求の範囲第 1項に記載のインク消費状態検出方法。

1 2 . 前記再確認ステップが、

前記消費状態検出ステップによつて前記ィンクカートリッジ内にインクが無いと検出された後に、前記キヤリッジを移動するキヤリッジ移動ステップと、前記圧電装置によつて前記ィンクカートリッジ内のインクの消費状態を所定のタイミングで再度検出する消費状態再検出ステップと、

を有することを特徴とする請求の範囲第 1 1項に記載のインク消費状態検出方法 c

1 3 . 前記キヤリッジ移動ステツプが、記録動作時に前記キヤリッジを移動させる速度より速い速度で前記キヤリッジを移動させることを特徴とする請求の範囲第 1 2項に記載のィンク消費状態検出方法。

1 4 . 前記キャリッジ移動ステップが、前記キャリッジを移動させる間に前記インクカートリッジに衝撃を与えることを特徴とする請求の範囲第 1 2項に記載のィンク消費状態検出方法。

1 5 . 前記キヤリッジ移動ステップが終了して所定時間が経過した後で前記消費状態再検出ステップを実行することを特徴とする請求の範囲第 1 2項に記載のインク消費状態検出方法。

1 6 . 前記キヤリヅジ移動ステツプが前記キヤリッジを移動中に前記消費状態再検出ステツプを実行することを特徴とする請求の範囲第 1 2項に記載のィンク消費状態検出方法。

1 7 . 前記キヤリヅジ移動ステヅプが前記キヤリッジを往復移動させ、前記消費状態再検出ステップが、前記キヤリッジが往路から復路へほぼ折り返して移動する時にインクの消費状態を再度検出することを特徴とする請求の範囲第 1 6 項に記載のィンク消費状態検出方法。

1 8 . 前記キヤリッジ移動ステツプが前記キヤリッジを往復移動させ、前記消費状態再検出ステップが、前記キャリッジが往路を移動し終わり、復路の移動を開始した直後に前記ィンクの消費状態を再度検出することを特徴とする請求の範囲第 1 6項に記載のィンク消費状態検出方法。

1 9 . 前記キヤリッジ移動ステップが前記キヤリッジを移動中に前記再確認ステップを複数回実行し、前記再確認ステップの検出結果に基づいて前記ィンク力一トリッジ内のィンクの有無を判定することを特徴とする請求の範囲第 1 2項に記載のインク消費状態検出方法。

2 0 . 前記再確認ステツプを複数回実行し、前記消費状態再検出ステツプにおいて所定の回数以上ィンクが有ると検出された場合、前記ィンクカートリッジ内にィンクが有ると判定することを特徴とする請求の範囲第 1 9項に記載のィンク消費状態検出方法。

2 1 . 前記再確認ステップを複数回実行し、前記消費状態再検出ステップの計測結果の平均値に基づいて前記ィンク力一トリッジ内のィンクの有無を判定することを特徴とする請求の範囲第 1 9項に記載のィンク消費状態検出方法。

2 2 . 前記インクジエツト記録装置の動作履歴に基づいてインクの消費状態の計測タイミングを制御することを特徴とする請求の範囲第 1項に記載のィンク消費状態検出方法。

2 3 . 前記インクジエツト記録装置の動作の累積に応じて計測頻度を高くすることを特徴とする請求の範囲第 2 2項に記載のインク消費状態検出方法。

2 4 . 前記動作の累積が、前記記録へッドが搭載されたキヤリッジの累積駆動時間であることを特徴とする請求の範囲第 2 3項に記載のインク消費状態検出方法。

2. 5 . 前記記録へッドが搭載されたキヤリッジが最後に移動した時点から所定時間が経過した後にィンク消費状態の計測タイミングがきたら、直ちに計測を行うことを特徴とする請求の範囲第 2 2項に記載のィンク消費状態検出方法。

2 6 . 前記記録へッドが搭載されたキヤリッジが最後に移動した時点から所定時間が経過する前にィンク消費状態の計測タイミングがきたら、前記所定時間経過後直ちに計測を行うことを特徴とする請求の範囲第 2 2項に記載のィンク消費状態検出方法。

2 7 . 前記記録へッドが搭載されたキヤリッジが最後に移動した時点から所定時間が経過した後にィンク消費状態の計測タイミングがきたら、計測間隔を短縮することを特徴とする請求の範囲第 2 2項に記載のィンク消費状態検出方法。

2 8 . 前記記録へッドが搭載されたキヤリッジが最後に移動した時点から所定時間が経過する前にィンク消費状態の計測タイミングがきたら、計測間隔を増加することを特徴とする請求の範囲第 2 2項に記載のィンク消費状態検出方法。

2 9 . 前記動作の累積が、前記記録へッドの累積駆動時間であることを特徴とする請求の範囲第 2 3項に記載のィンク消費状態検出方法。

3 0 . 前記動作の累積が、インク消費状態の計測回数であることを特徴とする請求の範囲第 2 3項に記載のィンク消費状態検出方法。

3 1 . 前記インクジエツト記録装置又は前記インク容器に備えられる履歴メモリが、前記インクジエツト記録装置の動作の累積時間又は累積計測回数の少なくとも一方を記憶することを特徴とする請求の範囲第 2 2項に記載のインク消費状態検出方法。

3 2 . 前記履歴メモリは、さらに前記圧電装置を用いた過去の計測履歴を記憶することを特徴とする請求の範囲第 3 1項に記載のィンク消費状態検出方法。

3 3 . 前記圧電装置は、前記圧電素子から成る振動部を有し、前記振動部の残留振動によって発生する逆起電力の波形の周期的ピーク値を所定時点から所定個数分計測することで前記インク容器内のィンクの消費状態を検出し、以後のィンクの消費状態の検出においては、前記所定個数よりも多くの前記周期的ピ一ク値を計測してインクの消費状態を検出することを特徴とする請求の範囲第 1項に記載のィンク消費状態検出方法。

3 4 . 前記ィンク容器内のィンクの消費状態の検出回数が多くなるのに応じて、前記逆起電力の波形の周期的ピーク値の所定時点からの所定個数を多く計測してインクの消費状態を検出することを特徴とする請求の範囲第 3 3項に記載のインク消費状態検出方法。

3 5 . 前記インクジエツト記録装置又は前記インク容器は記憶メモリを有し、前記記憶メモリが前記圧電装置のィンクの消費状態の計測履歴を記憶することを特徴とする請求の範囲第 3 3項に記載のインク消費状態検出方法。

3 6 . 前記ィンク容器は、前記ィンクジエツト記録装置に着脱自在に搭載されるィンクカートリッジであることを特徴とする請求の範囲第 1項に記載のィンク消費状態検出方法。

3 7 . 前記ィンクジエト記録装置で使用されたィンク消費量を積算することによって前記ィンク容器内のインクの消費状態を算出する消費状態算出処理をさらに有し、

前記圧電装置は、前記圧電素子の設置位置である計測位置レベルを前記ィンク容器内のインクの液面が通過したか否かを検出してィンクの消費状態を検出するものであり、

前記消費状態算出処理によって前記ィンク容器内のィンクの消費状態を監視し、前記ィンク容器内のィンクの液面が前記計測位置レベルに近づいたとを判断した後に、前記圧電装置によって前記ィンク容器内のィンクの消費状態を検出することを特徴とする請求の範囲第 1項に記載のィンク消費状態検出方法。

3 8 . 前記消費状態算出処理によって算出された前記インク容器内のインク消費状態の計算結果情報と前記圧電装置によつて計測された前記ィンク容器内のィンク消費状態の計測結果情報とのいずれか一方の情報から前記ィンク容器内のィンク液面レベルを検出することを特徴とする請求の範囲第 3 7項に記載のィンク消費状態検出方法。

3 9 . 前記ィンク液面レベルでのィンク残量が所定ィンク残量になると、前記インクジエツト記録装置が前記所定ィンク残量に応じた周辺動作を行うことを特徴とする請求の範囲第 3 8項に記載のィンク消費状態検出方法。

4 0 . 前記所定ィンク残量がィンク終了として設定されたインク残量であり、前記ィンク終了を検出すると前記ィンクジエツト記録装置は低ィンク処理動作を行うことを特徴とする請求の範囲第 3 9項に記載のィンク消費状態検出方法。

1 . 前記消費状態算出処理によって算出されたィンク残量が前記計測位置レベル近傍の量になるまでは、前記圧電装置によるィンク消費状態の計測を行わないことを特徴とする請求の範囲第 3 7項に記載のインク消費状態検出方法。

4 2 . 前記消費状態算出処理によって算出されるインク残量が前記計測位置レベル近傍の量になるまでは、前記圧電装置によるィンク消費状態の計測頻度を低くすることを特徴とする請求の範囲第 3 7項に記載のインク消費状態検出方法 _c

4 3 . 前記消費状態算出処理によって算出されるインク残量が前記計測位置レベル近傍の量になった後は、前記圧電装置によるィンク消費状態の計測頻度を高くすることを特徴とする請求の範囲第 3 7項に記載のインク消費状態検出方法 _c

4 4 . 前記ィンクジエト記録装置で使用されたィンク消費量を積算することによって前記ィンク容器内のィンクの消費状態を算出する消費状態算出処理をさらに有し、前記消費状態算出処理と前記圧電装置によるィンク消費状態の検出処理とが併用され、

前記圧電装置は、前記圧電素子の設置位置である計測位置レベルを前記ィンク容器内のインクの液面が通過したか否かを検出してインクの消費状態を検出し、前記圧電装置によって液面通過が検出された後は、前記圧電装置によるインク消費状態の複数の計測結果の平均からインク終了か否かの判定を行うことを特徴とする請求の範囲第 1項に記載のィンク消費状態検出方法。

4 5 . 前記圧電装置によって 1度目の液面通過が計測されるまでは、前記圧電装置の計測頻度を低くすることを特徴とする請求の範囲第 4 4項に記載のインク消費状態検出方法。

4 6 . ィンク滴を吐出する記録へッドと、

前記記録へッドにインクを供給するインクカートリッジと、

前記ィンクカートリッジ内のィンクの消費状態を検出する圧電装置と、前記記録へッドの非記録状態の時に前記圧電装置がインクの消費状態を検出するように制御する制御手段と、

を備えたことを特徴とするィンクジエツト記録装置。

4 7 . 前記圧電装置は、音響インピーダンスの変化を検出することによって前記ィンクカートリッジ内のィンクの消費状態を検出することを特徴とする請求の範囲第 4 6項に記載のインクジェヅト記録装置。

4 8 . 前記圧電装置は、圧電素子から成る振動部を有し、前記振動部に残留する残留振動によって発生する逆起電力に基づいて、前記音響インピーダンスの変化を検出することによって、前記インクカートリッジ内のインクの消費状態を検出することを特徴とする請求の範囲第 4 7項に記載のインクジエツト記録装置 c

4 9 . 前記圧電装置が検出した前記インクカートリッジ内のインクの消費状態を格納する記憶手段を更に備えたことを特徴とする請求の範囲第 4 6項に記載のインクジエツト記憶装置。

5 0 . 前記記憶手段が前記ィンクカートリッジに装着されていることを特徴とする請求の範囲第 4 9項に記載のインクジエツト記録装置。

5 1 . 前記圧電装置は、前記ィンク力一トリッジに装着された圧電素子を有することを特徴とする請求の範囲第 4 6項に記載のインクジエツト記録装置。

5 2 . 前記記録へッドと前記ィンクカートリッジとを搭載して移動するキヤリッジをさらに有し、

前記制御手段は、前記記録へッドの非記録状態の時に前記圧電装置が前記インクカートリッジ内にインクが無いと検出した後に、前記インクカートリッジ内のィンクの消費状態を再度検出するように前記圧電装置を制御する、ことを特徴とする請求の範囲第 4 6項に記載のィンクジエツト記録装置。

5 3 . 前記制御手段が、前記圧電装置が前記ィンクカートリツジ内にィンクが無いと検出した後に前記キヤリヅジを移動させて、前記インクカートリッジ内のィンクの消費状態を所定のタイミングで再度検出するように前記圧電装置を制御することを特徴とする請求の範囲第 5 2項に記載のインクジヱット記録装置。 5 4 . 前記キヤリッジが移動する間に前記ィンクカートリッジに衝撃を与える衝撃手段を更に備えたことを特徴とする請求の範囲第 5 3項に記載のインクジエツト記録装置。