WO2005000591A1

WO2005000591A1 - 消耗品の残存量を計測可能な消耗品容器

Info

Publication number: WO2005000591A1
Application number: PCT/JP2004/009408
Authority: WO
Inventors: Yasuhiko Kosugi
Original assignee: Seiko Epson Corporation
Priority date: 2003-06-26
Filing date: 2004-06-25
Publication date: 2005-01-06
Also published as: JPWO2005000591A1; CN100413687C; US7155972B2; CN101054026A; US20060007253A1; CN1700991A

Abstract

本発明は、圧電素子が装着された消耗品容器から消耗品の供給を受ける装置である。この装置は、圧電素子の充電と放電とを行うとともに、放電の終了から所定の待機時間の経過後において圧電素子に残存する残留振動の周期を表す情報を含む検出信号を生成する検出信号生成回路と、圧電素子の充電と放電の制御を行う制御部とを備える。周期は、格納された消耗品の残存量が所定量より多いか否かの決定に利用可能である。制御部は、クロック信号のパルス数をカウントすることによって所定の待機時間を決定する。

Description

明細書

消耗品の残存量を計測可能な消耗品容器技術分野

この発明は、消耗品容器内の消耗品の残存量を計測可能な消耗品容器を製造する技術に関する。背景技術

近年、コンピュータの出力装置として、インクジエツ卜プリンタが普及している。消耗品であるインクジェットプリンタのインクは、インクカー卜リッジに、収容されて提供されるのが通例である。インクカー卜リツジに収容された消耗品の残量を計測する方法としては、たとえば特開 2 0 0 1 - 1 4 7 1 4 6号公報に開示されているように圧電素子を用いて直接計測する方法も提案されている。この方法では、まず、インク力一卜リッジに装着された圧電素子に電圧波を印加することにより圧電素子の振動部を振動させる。つぎに、ノイズとなる不要な振動を減衰させるための待機時間が経過した後に圧電素子の振動部に残留する残留振動によって生ずる逆起電力の周期の変動に応じて消耗品の残量を計測する。

しかし、従来は、圧電素子が出力する電圧波をカウン卜することによって待機時間を決定していたため、ノイズが大きいときにはノイズである電圧波までカウン卜されてしまい待機時間が過小となる場合が生じていた。この結果、ノイズを十分減衰させることができず、計測の信頼性を低下させる事態を招いていた。このような問題は、インクカー卜リッジに限られず、一般に、圧電素子を用いて消耗品の残存量を計測可能な消耗品容器に共通する問題であった。発明の開示本発明は、従来技術における上述の課題を解決するためになされたものであり、圧電素子を用いて消耗品の残存量を計測可能な消耗品容器において、計測の信頼性を高める技術を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明の第 1の態様は、圧電素子が装着された消耗品容器から消耗品の供給を受ける装置を提供する。この装置は、前記圧電素子の充電と放電とを行うとともに、前記放電の終了から所定の待機時間の経過後において前記圧電素子に残存する残留振動の周期を表す情報を含む検出信号を生成する検出信号生成回路と、クロック信号を生成するとともに、前記圧電素子の充電と放電の制御を行う制御部とを備える。前記周期は、前記格納された消耗品の残存量が所定量より多いか否かの決定に利用可能である。前記制御部は、前記ク口ック信号のパルス数を力ゥン卜することによつて前記所定の待機時間を決定することを特徴とする。

本発明の第 1の態様では、圧電素子の放電終了から残留振動の検出開始までの待機時間がク口ック信号のパルス数を力ゥン卜することによつて決定されるので、圧電素子が出力する電圧波に応じて待機時間を決定する方法とは異なり、圧電素子の製造ばらつきによる待機時間の変動を抑制することができる。これにより、計測の信頼性を高めることができる。

上記装置において、前記制御部は、前記所定の待機時間を変更可能であるように構成することが好ましい。こうすれば、たとえば消耗品容器の製造ばらつきに応じて適切な待機時間を設定することができる。

本発明の第 2の態様は、収容された消耗品の残存量を計測可能な消耗品容器を提供する。この消耗品容器は、前記消耗品を格納するとともに圧電素子が装着された消耗品タンクと、前記圧電素子の充電と放電とを行うとともに、前記放電の終了から所定の待機時間の経過後において前記圧電素子に残存する残留振動の周期を表す情報を含む検出信号を生成する検出信号生成回路と、クロック信号を生成するとともに、前記圧電素子の充電と放電の制御を行う制御部とを備える。前記周期は、前記格納された消耗品の残存量が所定量よリ多いか否かの決定に利用可能である。前記制御部は、前記クロック信号のパルス数をカウン卜することによって前記所定の待機時間を決定することを特徴とする。

このように、消耗品容器が検出信号生成回路と制御部とを備えるように構成しても良い。

上記消耗品容器において、前記制御部は、前記所定の待機時間を変更可能であるようにしても良い。前記制御部は、さらに、前記消耗品容器の外部から供給された信号に応じて前記クロック信号を生成するようにしても良い。

本発明の第 3の態様は、収容された消耗品の残存量を計測可能な他の構成の消耗品容器を提供する。この消耗品容器は、前記消耗品を格納する消耗品タンクと、前記消耗品タンクに装着された圧電素子とを備える。前記圧電素子は、外部装置から与えられた電流に応じて充電と放電とを行うとともに、前記放電の終了から所定の待機時間の経過後において前記圧電素子に残存する残留振動に応じて所定の周期でのみ電圧波を出力する。前記出力された所定の周期は、前記格納された消耗品の残存量が所定量より多いか否かの決定に利用可能である。前記所定の待機時間は、前記外部装置が生成するクロック信号のパルス数をカウン卜することによって決定されることを特徴とする。

本発明の第 3の態様では、消耗品容器に装着された圧電素子が所定の待機時間の経過後において所定の周期でのみ電圧波を出力するので、所定の待機時間のクロック信号のパルス数を力ゥン卜することによる決定方法と相まって計測の信頼性を高めることができる。

ここで、「所定の周期でのみ電圧波を出力」とは、所定の周期で電圧波を出力する一方、所定の周期の電圧波が分離できる程度に所定の周期以外の周期の電圧波の出力が十分に減衰していることを意味する。なお、「所定の周期」とは、たとえば実施例における 9 0 k H z近傍や 1 1 0 k H z近傍といった予め出力が想定された周波数に相当する周期を意味し、「所定の周期以外の周期」とは、たとえば所定の周期の整数分の 1 (高調波の周期）を意味する。

なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能であり、たとえば、残量計測装置、残量計測制御方法および残量計測制御装置、それらの方法または装置の機能を実現するためのコンピュータプログラム、そのコンピュータプログラムを記録した記録媒体、そのコンピュータプログラムを含み搬送波内に具現化されたデータ信号、その印刷装置に用いられる印刷へッドゃカー卜リッジ、その組合せ等の態様で実現することができる。図面の簡単な説明図 1は、本発明の実施におけるインクカー卜リッジ 1 0 0の外観斜視図である図 2は、インクカー卜リッジ 1 0 0の筐体 1 4 0の側部に装備されたセンサ S Sの断面を示す断面図である。

図 3は、インクカー卜リッジ 1 0 0に備えられたロジック回路 1 3 0のプロック図である。

図 4は、インク残量検出回路 2 3 0とセンサ S Sの回路構成を示す回路図である。

図 5は、インク残量検出回路 2 3 0に備えられたパルスカウンタ 2 3 5のプロック図である。

図 6は、本発明の実施例におけるインク残量測定処理のフローチヤ一卜である _c 図 7は、インク残量検出回路 2 3 0とセンサ S Sの作動を示すタイミングチヤ一卜である。

図 8は、ピエゾ素子 P Z Tの印加電圧（接地電位との電位差）を示す説明図である。

図 9は、センサ S Sを含むセンサ振動系の周波数応答関数（伝達関数）を示す説明図である。図 1 0は、ピエゾ素子 P Z Tからの放電に応じてピエゾ素子 P Z Tに電圧が発生する様子を示す説明図である。発明を実施するための最良の形態

次に、本発明の実施の形態を実施例に基づいて以下の順序で説明する。

A . 本発明の実施例におけるインクカー卜リッジの構造：

B . 本発明の実施例におけるインクカー卜リッジの電気的構成：

C . 本発明の実施例におけるインク残量検出部の回路構成：

D . 本発明の実施例におけるインク残量測定処理：

E . 変形例：

A . インクカートリッジの構造：

図 1は、本発明の実施におけるインクカートリッジ 1 0 0の外観斜視図である。インクカー卜リッジ Ί 0 0は、消耗品として内部に Ί種類のインクを収容する筐体 1 4 0を備えている。筐体 1 4 0の下部には、後述するプリン夕にインクを供給するためのインク供給口 1 1 0が設けられている。筐体 1 4 0の上部には、プリン夕と電波により通信するためのアンテナ 1 2 0やロジック回路 1 3 0が備えられている。筐体 1 4 0の側部には、インク残量の計測に利用されるセンサ S S が装備されている。センサ S Sは、ロジック回路 1 3 0に電気的に接続されている。

図 2は、インク力一卜リッジ 1 0 0の筐体 1 4 0の側部に装備されたセンサ S Sの断面を示す断面図である。センサ S Sは、圧電効果や逆圧電効果といった圧電素子としての特性を備えるピエゾ素子 P Z丁と、ピエゾ素子 P Z Tに電圧を印加する 2つの電極 1 0、 1 1と、センサアタッチメント 1 2とを備える。電極 1 0、 1 1は、ロジック回路 1 3 0に接続されている。センサアタッチメント 1 2 は、ピエゾ素子 P Z Tからインクと筐体 1 4 0とに振動を伝える薄膜を有するセンサ S Sの構造部である。

図 2 ( a ) は、インクが所定量以上残存していて、インクの液面がセンサ S S の位置（図 1 ) より高い場合を示している。図 2 ( b ) は、インクが所定量以上残存しておらず、インクの液面がセンサ S Sの位置より低い場合を示している。これらの図から分かるように、インクの液面がセンサ S Sの位置より高い場合には、センサ S Sとインクと筐体 1 4 0とが振動体となるが、インクの液面がセンサ S Sの位置より低い場合には、センサ S Sと筐体 1 4 0とセンサ S Sに付着した少量のインクのみが振動体となる。この結果、ピエゾ素子 P Z T周辺の振動特性がインクの残量に応じて変化することになる。本実施例では、このような振動特性の変化を利用して、インクの残量の計測が行われる。なお、計測の方法の詳細については後述する。

B . インクカートリッジの電気的構成：

図 3は、インクカー卜リッジ 1 0 0に備えられたロジック回路 1 3 0のプロック図である。ロジック回路 1 3 0は、 R F回路 2 0 0と、制御部 2 1 0と、不揮発性メモリである E E P R O M 2 2 0と、インク残量検出回路 2 3 0と、電力発生部 2 4 0と、チャージポンプ回路 2 5 0とを備えている。

R F回路 2 0 0は、アンテナ 1 2 0を介してプリンタ 2 0から受信した電波を復調する復調部 2 0 1 と、制御部 2 1 0から受信した信号を変調してプリン夕 2 0に送信するための変調部 2 0 2とを備えている。プリンタ 2 0は、アンテナ 1 2 1を用いて所定の周波数の搬送波でベースバンド信号をインクカー卜リッジ Ί 0 0に送信している。一方、インク力一卜リッジ 1 0 0は、搬送波を用いずにァンテナ 1 2 0の負荷を変動させることによりアンテナ 1 2 1のインピーダンスを変動させることができる。インクカートリッジ 1 0 0は、このインピーダンスの変動を利用して信号をプリンタ 2 0に送信する。このようにして、インクカー卜リッジ 1 0 0とプリンタ 2 0とは、双方向通信を行うことができる。 R F回路 200は、さらに、アンテナ 1 20に励起された交流電力から基準クロック信号を抽出する。抽出された基準クロック信号は、制御部 20 1に供給される。制御部 20 1は、基準クロック信号に応じてロジック回路 1 30の制御の基準となる制御クロック信号を生成する。なお、ロジック回路 1 30は、基準クロック信号を制御クロック信号としてそのまま使用するように構成されていても良い。

電力発生部 240は、 R F回路 200が受信した搬送波を整流して所定の電圧 (たとえば 5 V) で電力を生成する。電力発生部 240は、 R F回路 200と、制御部 2 1 0と、 E E P ROM220と、チャージポンプ回路 250とに電力を供給する。チャージポンプ回路 250は、センサ S Sが要求する所定の電圧に昇圧してからインク残量検出回路 230に電力を供給する。

C. 本発明の実施例におけるインク残量検出回路 230の回路構成：

図 4は、インク残量検出回路 230とセンサ S Sの回路構成を示す回路図である。インク残量検出回路 230は、 P N P型トランジスタ T r 1 と、 N PN型卜ランジス夕 T r 2と、充電時定数調整用抵抗器 R 1と、放電時定数調整用抵抗回路 R sと、アンプ 232と、パルスカウンタ 235とを備えている。センサ S S は、 2つの電極 1 0、 1 1 (図 2) でインク残量検出回路 230に接続されている。

放電時定数調整用抵抗回路 R sは、 4つの放電時定数調整用抵抗器 R 2 a、 R 2 b、 R 2 c、 R 2 dと、その各々に接続された 4つのスィッチ S a、 S b、 S c、 S dとを有している。 4つのスィッチ S a、 S b、 S c、 S dは、制御部 2 1 0によって開閉することができる。この開閉の組合せによって、制御部 2 1 0 は、放電時定数調整用抵抗回路 R sの抵抗値を設定することができる。

PN P型トランジスタ T r 1は以下のように接続されている。ベースは、制御部 2 1 0からの制御出力を受信する端子 T Aと接続されている。ェミッタは、充電時定数調整用抵抗器 R 1を介してチャージポンプ回路 2 5 0に接続されている。コレクタは、センサ S Sの一方の電極である電極 1 0に接続されている。センサ S Sの他方の電極である電極〗 1は接地されている。

N P N型トランジスタ T r 2は以下のように接続されている。ベースは、制御部 2 1 0からの制御出力を受信する端子 T Bと接続されている。コレクタは、センサ S Sの一方の電極である電極 1 0に接続されている。ェミッタは、上述のように抵抗値を変更可能な放電時定数調整用抵抗回路 R sを介して接地されている。パルスカウンタ 2 3 5は、ピエゾ素子 P Z Tが出力する電圧を増幅するアンプ 2 3 2を介して、ピエゾ素子 P Z Tに接続された電極 1 0に接続されている。パルスカウンタ 2 3 5は、制御部 2 1 0からの制御出力を受信することができるように制御部 2 1 0に接続されている。

図 5は、インク残量検出回路 2 3 0に備えられたパルスカウンタ 2 3 5のプロック図である。パルスカウンタ 2 3 5は、コンパレータ 2 3 4と、カウンタ制御部 2 3 6と、カウン卜部 2 3 8と、図示しない発振器とを備えている。コンパレ一夕 2 3 4には、分析対象となるアンプ 2 3 2の出力と、比較対象となる基準電位 V r e f とが入力されている。カウンタ制御部 2 3 6とカウン卜部 2 3 8とは、制御部 2 1 0に接続されている。

なお、インク残量検出回路 2 3 0は、特許請求の範囲における「検出信号生成回路」に相当する。

D . 本発明の実施例におけるインク残量測定処理：

図 6は、本発明の実施例におけるインク残量測定処理の方法を示すフローチヤ一卜である。図 7は、この処理におけるインク残量検出回路 2 3 0とセンサ S S の作動を示すタイミングチャートである。この処理は、たとえばプリンタ 2 0の電源スィッチの操作に応じてインクカー卜リッジ 1 0 0とプリンタ 2 0の双方で実行される。インクカートリッジ 1 0 0では、ピエゾ素子 P Z Tが出力する電圧波が所定の数（たとえば 5つ）だけ発生する間の制御クロック信号のパルス数をカウン卜する。一方、プリンタ 20は、カウン卜された値に応じて電圧波の周波数を算出するとともに、算出された周波数に応じてインクの残量状態を推定する。具体的には、以下の処理が行われる。

ステップ S 1 00では、制御部 21 0 (図 4) は、放電時定数調整用抵抗回路

R sの 4つのスィッチ S a、 S b、 S c、 S dを開閉してピエゾ素子 P Z Tの放電時定数を設定する。

ステップ S 1 1 0では、制御部 21 0 (図 4) は、時刻 t 0において端子 T A に所定の制御出力信号を出力してトランジスタ T r Ίをオンする。これにより、チャージポンプ回路 250からピエゾ素子 PZTに電流が流れ込み、この電流によってキャパシタンスを有するピエゾ素子 PZTに電圧が印加される。なお、初期状態では、 2つのトランジスタ T r 1、丁 r 2は、いずれもオフにされている。制御部 2 1 0は、時刻 t 1においてトランジスタ T r 1をオフし、時刻 2までインク残量検出回路 230を待機させる。時刻 t 2まで待機させるのは、電圧が印加されたことによるピエゾ素子 P Z Tの振動を減衰させるためである。なお、時刻の計測は、制御部 2 Ί 0が制御クロック信号のパルス数をカウン卜することによって行われる。

ステップ S 1 20では、制御部 21 0 (図 4) は、時刻 t 2において端子 TB に所定の制御出力信号を送信してトランジスタ T r 2を時刻 t 2でオンし、時刻 t 3でオフする。これにより、時刻 t 2から時刻 t 3までの間だけピエゾ素子 P ZTからの放電が行われる。ピエゾ素子 P ZTは、この放電によって急激に変形してセンサ振動系を加振する。センサ振動系とは、本実施例では、センサ S S (図 2) とセンサ S S周辺の筐体 1 40とインクとを含む系である。

図 8は、放電時のピエゾ素子 PZTの放電波形を示す説明図である。図 8 (a) は、時間領域における放電波形を示す説明図である。各時刻における電圧は以下のとおりである。 ( 1 ) 放電開始時刻 t 2 ：電位 V c (チャージポンプ回路 2 5 0の出力電位）

( 2 ) 時定数時刻 t d ：電位 V c hから 6 3 . 2 %だけ降下した電位

( 3 ) 放電終了時刻 t 3 ：接地電位より少し高い電位（図 8 )

ここで、時定数時刻 t dは、放電開始時刻 t 2から時定数だけ経過した時刻である。なお、本明細書では、放電開始時刻 t 2から放電終了時刻 t 3までのピエゾ素子 P Z Tと接地とが導通関係にある時間を放電時間と呼ぶ。

図 8 ( b ) は、周波数領域における印加電圧の基本波と複数の高調波とを示す説明図である。これは、第 1 ウィンドウ（図 7 ) におけるピエゾ素子 P Z Tの印加電圧の波形が永遠に繰り返されると仮定した波形のフーリエ解析結果を示す図である。この結果、印加電圧は、放電時間の逆数である基本周波数とその整数倍の周波数を有する高調波とから構成される電圧波となることが分かる。ここで、説明を分かりやすくするためにピエゾ素子 P Z丁の歪みが印加電圧と線形の関係あると仮定すると、加振力の波形は、印加電圧の波形と一致することになる。図 9は、センサ S Sを含むセンサ振動系の周波数応答関数（伝達関数）を示す説明図である。周波数応答関数とは、センサ振動系の振動伝達系の入力と出力との関係を表したものであり、入力のフーリエスぺクトルと出力のフーリエスぺクトルの比で表される。すなわち、本実施例の周波数応答関数は、ピエゾ素子 P Z Tの放電波形（加振力と線形の関係にある）のフーリエスペクトルと、センサ振動系の自由振動のフーリエスぺクトルの比である。

図 9の 1次モードと 2次モードは、センサ振動系の 2つの固有モードを示している。固有モードとは、センサ振動系が振動し得る形である。換言すれば、全ての物体は、振動するときのそれぞれの固有の形を持っていて、これ以外の形では振動することができない。この固有の形が固有モードである。物体の固有モードは、モーダル解析によって求めることができる。

インクカートリッジ 1 0 0は以下の 2つの振動モードを有すると仮定している。 ( 1 ) 1次モードは、センサ S S (図 2 ) が有する凹部のエッジ部分が振動の節となるとともに、凹部の中心が振動の腹になってお椀型に変形する振動モードである。

( 2 ) 2次モードは、センサ S Sが有する凹部のエッジ部分と中心部分の双方が振動の節となるとともに、エツジ部分と中心部分の中間部の中心部から見て左右 2箇所が振動の腹となってシーソー型に変形する振動モ一ドである。

このように、センサ振動系は、 1次モードと 2次モードの固有振動数においてのみ加振による自由振動が生ずる。一方、他の周波数でピエゾ素子 P Z Tがセンサ振動系を加振しても、センサ振動系に生ずる自由振動は極めて小さく直ちに減衰する。

図 Ί 0は、ピエゾ素子 P Z Tの自由振動に応じてピエゾ素子 P Z Tに電圧が発生する様子を示す説明図である。図 1 0 ( a ) は、周波数領域における印加電圧 (放電時）の波形（図 8 ( b ) ) と、センサ振動系の周波数応答関数（図 9 ) とを重畳させて、それぞれ実線と破線とで示している。図 1 0 ( b ) は、ピエゾ素子 P Z Tの出力電圧を示している。

図 1 0 ( a ) から分かるように、センサ振動系の 1次モードの固有振動数にほぼ一致し、センサ振動系の 2次モードの周波数に一致する放電波形の高調波が存在しないように放電波形の基本波の周波数が調整されている。これにより、センサ振動系の〗次モードの固有振動数においてのみ大きな自由振動が発生することになる。この結果、センサ振動系の 1次モードの固有振動数においてのみピエゾ素子 P Z Tに大きな電圧が発生することになる（図 1 0 ( b ))。これは、第 2ゥインドウ（図 7 ) におけるピエゾ素子 P Z Tの出力電圧の波形が永遠に繰り返されると仮定した波形のフーリェ解析結果と一致することになる。

本実施例では、センサ振動系の 1次モードの固有振動数の微小なシフ卜を利用してインクの液面を計測している。すなわち、本実施例では、インクの液面がセンサ S Sより高いか否かで 1次モードの固有振動数が微小にシフ卜する。このシフ卜に応じて、センサ S Sとインクの液面の位置関係が決定されている。この結果、他の周波数の電圧波は、ノイズとなることが分かる。

ステップ S 1 3 0 (図 6 ) では、制御部 2 1 0は、図 7の時刻 t 3から時刻 t 4までの間インク残量検出回路 2 3 0を再び待機させる。この待機時間は、ノィズ源となる不要振動を減衰させるための時間である。この待機時間に、 1次モードと 2次モードの固有振動数以外の周波数における振動がほとんど消滅することになる。待機時間は、前述のように時刻 t 4に終了する。

待機時間の計測は、制御部 2 1 0が制御クロック信号のパルス数をカウン卜することによって行われる。制御クロック信号を利用して待機時間を計測する理由については後述する。

制御部 2 1 0 (図 5 ) は、時刻 t 4においてカウンタ制御部 2 3 6にカウンタ起動信号を出力する。カウンタ起動信号を受信したカウンタ制御部 2 3 6は、力ゥン卜部 2 3 8へカウン卜イネ一ブル信号を出力する。カウントイネーブル信号の出力は、受信後の最初のコンパレータ出力の立ち上がりエッジ E d g e 1に応じて開始され（時刻 t 5 )、 6番目の立ち上がりエッジ E d g e 6 (時刻 t 6 ) に応じて終了する。なお、コンパレータ 2 3 4において比較対象となる基準電位 V r e f は、本実施例では接地電位に設定されているが、ノイズが確実に除去できるように接地電位からシフ卜させても良い。

ステップ S 1 4 0では、カウン卜部 2 3 8は、制御クロック信号のパルス数をカウン卜する。制御クロック信号のパルス数のカウン卜は、カウント部 2 3 8がカウントイネーブル信号を受信している間にのみ行われる。これにより、コンパレー夕出力の立ち上がりエッジ E d g e 1から 6番目の立ち上がりエッジ E d g e 6までの間の制御ク口ック信号のパルス数が力ゥン卜されることになる。すなわち、ピエゾ素子 P Z Tが出力した電圧波の 5周期分の制御クロック信号のパルス数が力ゥン卜されたことになる。

ステップ S 1 5 0では、カウン卜部 2 3 8は、カウン卜値を出力する。出力されたカウント値は、プリンタ 2 0に送られる。プリンタ 2 0は、受信したカウン卜値と制御クロック周期とに応じてピエゾ素子 P Z Tが出力した電圧波の周波数を算出する。

ステップ S 1 6 0では、プリンタ 2 0は、この周波数に応じてインクの残量が所定の量以上であるか否かを決定することができる。たとえば、インクの液位がセンサ S Sの位置よりも高いときには、 9 0 k Η ζに近い周波数となり、インクの液位がセンサ S Sの位置よりも低いときには、 1 1 0 k H zに近い周波数となることが分かっていると仮定する。この場合には、計測された周波数が、たとえば 1 0 5 k H zだったとするとインク残量が所定値未満であることが分かる（ステツプ S 1 7 0、 S 1 8 0 )。

このように、ピエゾ素子 P Z Tが出力した電圧波の周期の計測においては、電圧波をカウン卜するとともに電圧波が所定の数だけ発生する時間を用いて周期が計測されている。これに対して、待機時間は、電圧波でなく制御クロック信号をカウン卜することによって計測されている。これは、センサ S Sの製造ばらつきの待機時間への影響を排除して待機時間を正確に計測するためである。

センサ S Sの製造ばらつきの待機時間への影響は、主としてセンサ S Sに印加される電圧に発生する高調波（図 8 ( b ) ) に起因するものである。すなわち、センサ S Sの製造ばらつきに応じて高調波の発生量が変動するため、電圧パルスのカウン卜に応じて待機時間を決定すると、高調波の発生量が変動に応じて待機時間も変動することになる。この結果、たとえば高調波の発生量が多い場合には、待機時間が過小となってノイズ源となる不要振動（ 1次モ一ドの固有振動数における電圧波以外の電圧波）を十分に減衰させることができないという問題が発生するのである。

このように、本実施例では、制御部 2 1 0が制御クロック信号をカウン卜することによって待機時間が決定されるので、圧電素子の製造ばらつきを含む消耗品容器の製造ばらつきによる待機時間の変動を抑制することができる。これにより、計測の信頼性を高めることが可能となる。 E . 変形例：

なお、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。

E - 1 . 上記各実施例では、センサの要素としてピエゾ素子 P Z Tを使用しているが、たとえば口ッシェル塩（酒石酸ナ卜リウ厶カリゥ厶）を使用しても良い。本発明で使用するセンサは、充放電に応じて変形する逆圧電効果と、変形に応じて電圧を発生させる圧電効果という 2つの特性を有する圧電素子を利用するものであれば良い。

E— 2 . 上記実施例では、ロジック回路 1 3 0の外部から供給された基準クロック信号に応じて生成された制御クロック信号をカウン卜することによって待機時間が決定されているが、たとえばロジック回路 1 3 0の内部に内部基準水晶発振器を備えるように構成しても良い。

E— 3 . 上記実施例では、残量の計測対象はインクであるが、たとえばトナーであっても良い。本発明で残量の計測対象となるのは、機器の使用によって減少する消耗品であれば良い。

E— 4 . 上記実施例では、残量の計測対象はインクであるが、たとえばトナーであっても良い。本発明で残量の計測対象となるのは、機器の使用によって減少する消耗品であれば良い。

E— 5 . 上記実施例では、インク残量検出部 2 3 0や制御部 2 1 0がインク力一卜リッジ Ί 0 0に備えられているが、ィンク残量検出部 2 3 0と制御部 2 1 0 の少なくとも一方がたとえばプリンタ 2 0側といったインクカートリッジ 1 0 0 の外部に備えられているように構成しても良い。

なお、インクカー卜リッジ 1 0 0とプリン夕 2 0との間では、非接触通信が行われているが、たとえば電気的な接点を用いて通信を行うように構成しても良い。本発明の機能の一部または全部がソフ卜ウェアで実現される場合には、そのソフ卜ウェア（コンピュータプログラム）は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納された形で提供することができる。この発明において、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスクや C D— R O Mのような携帯型の記録媒体に限らず、各種の R A Mや R O M等のコンピュータ内の内部記憶装置や、ハードディスク等のコンピュータに固定されている外部記憶装置も含んでいる。

最後に、本出願が優先権主張の基礎とする日本の特許出願（特願 2 0 0 3 - 1 8 2 3 5 4 (出願日：平成 1 5年 6月 2 6日）は、この参照により開示に含まれる。産業上の利用可能性

この発明は、コンピュータの出力装置に使用する消耗品容器に適用可能である。

Claims

請求の範囲

1 . 圧電素子が装着された消耗品容器から消耗品の供給を受ける装置であつて、

前記圧電素子の充電と放電とを行うとともに、前記放電の終了から所定の待機時間の経過後において前記圧電素子に残存する残留振動の周期を表す情報を含む検出信号を生成する検出信号生成回路と、

ク口ック信号を生成するとともに、前記圧電素子の充電と放電の制御を行う制御部と、

を備え、

前記周期は、前記格納された消耗品の残存量が所定量より多いか否かの決定に利用可能であり、

前記制御部は、前記ク口ック信号のパルス数を力ゥン卜することによって前記所定の待機時間を決定することを特徴とする、装置。

2 . 請求項 1記載の装置であつて、

前記制御部は、前記所定の待機時間を変更可能である、装置。

3 . 収容された消耗品の残存量を計測可能な消耗品容器であつて、前記消耗品を格納するとともに圧電素子が装着された消耗品夕ンクと、前記圧電素子の充電と放電とを行うとともに、前記放電の終了から所定の待機時間の経過後において前記圧電素子に残存する残留振動の周期を表す情報を含む検出信号を生成する検出信号生成回路と、

を備え、前記周期は、前記格納された消耗品の残存量が所定量より多いか否かの決定に利用可能であり、

前記制御部は、前記ク口ック信号のパルス数を力ゥン卜することによって前記所定の待機時間を決定することを特徴とする、消耗品容器。

4 · 請求項 3記載の消耗品容器であつて、

前記制御部は、前記所定の待機時間を変更可能である、消耗品容器。

5 . 請求項 3または 4に記載の消耗品容器であつて、

前記制御部は、前記消耗品容器の外部から供給された信号に応じて前記クロック信号を生成する、消耗品容器。

6 . 収容された消耗品の残存量を計測可能な消耗品容器であつて、前記消耗品を格納する消耗品夕ンクと、

前記消耗品タンクに装着された圧電素子と、

を備え、

前記圧電素子は、外部装置から与えられた電流に応じて充電と放電とを行うとともに、前記放電の終了から所定の待機時間の経過後において前記圧電素子に残存する残留振動に応じて所定の周期でのみ電圧波を出力し、

前記出力された所定の周期は、前記格納された消耗品の残存量が所定量より多いか否かの決定に利用可能であり、

前記所定の待機時間は、前記外部装置が生成するクロック信号のパルス数をカウン卜することによって決定されることを特徴とする、消耗品容器。

7 . 消耗品容器に収容された消耗品の残存量を計測する計測方法であつて、 ( a ) 前記消耗品を格納するとともに圧電素子が装着された消耗品タンクと、前記圧電素子の充放電を行う回路とを準備する工程と、

(b) クロック信号を生成する工程と、

(c) 前記圧電素子に充電する工程と、

(d) 前記圧電素子から放電する工程と、

(e) 前記放電の終了から所定の待機時間だけ待機する工程と、

( f ) 前記所定の待機時間の経過後において前記圧電素子に残存する残留振動の周期を表す情報を含む検出信号を生成する工程と、

(g) 前記検出信号に応じて、前記格納された消耗品の残存量が所定量より多いか否かを決定する工程と、

を備え、

前記工程（e) は、前記クロック信号のパルス数をカウン卜することによつて前記所定の待機時間を決定する工程を含むことを特徴とする、計測方法。