(57)【要約】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。
2005000591.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項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って、
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、
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、前記クロック信号のパルス数をカウント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。
【請求項２】
請求項１記載の装置であって、
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。
【請求項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って、
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、
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、前記クロック信号のパルス数をカウント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。
【請求項４】
請求項３記載の消耗品容器であって、
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。
【請求項５】
請求項３または４に記載の消耗品容器であって、
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。
【請求項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って、
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、
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ト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。
【請求項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って、
（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トすることによっ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。
【発明の詳細な説明】
【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、インクジェット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、インクカートリッジに、収容されて提供されるのが通例である。インクカートリッ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２００１−１４７１４６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、インクカート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ト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ト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、インクカートリッジに限られず、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、前記クロック信号のパルス数をカウント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。
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ロック信号のパルス数をカウントすることによって決定されるので、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、前記クロック信号のパルス数をカウント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ト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カウント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９０ｋＨｚ近傍や１１０ｋＨｚ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ヘッドやカートリッジ、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トリッジ１００の外観斜視図である。
図２は、インクカートリッジ１００の筐体１４０の側部に装備されたセンサＳＳの断面を示す断面図である。
図３は、インクカートリッジ１００に備えられたロジック回路１３０のブロック図である。
図４は、インク残量検出回路２３０とセンサＳＳ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２３０に備えられたパルスカウンタ２３５のブロック図である。
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ャートである。
図７は、インク残量検出回路２３０とセンサＳＳの作動を示すタイミングチャートである。
図８は、ピエゾ素子ＰＺＴ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ＳＳ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１０は、ピエゾ素子ＰＺＴからの放電に応じてピエゾ素子ＰＺＴ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トリッジの構造：
Ｂ．本発明の実施例におけるインクカート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１００の外観斜視図である。インクカートリッジ１００は、消耗品として内部に１種類のインクを収容する筐体１４０を備えている。筐体１４０の下部には、後述するプリンタにインクを供給するためのインク供給口１１０が設けられている。筐体１４０の上部には、プリンタと電波により通信するためのアンテナ１２０やロジック回路１３０が備えられている。筐体１４０の側部には、インク残量の計測に利用されるセンサＳＳが装備されている。センサＳＳは、ロジック回路１３０に電気的に接続されている。
図２は、インクカートリッジ１００の筐体１４０の側部に装備されたセンサＳＳの断面を示す断面図である。センサＳＳ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ＰＺＴと、ピエゾ素子ＰＺＴに電圧を印加する２つの電極１０、１１と、センサアタッチメント１２とを備える。電極１０、１１は、ロジック回路１３０に接続されている。センサアタッチメント１２は、ピエゾ素子ＰＺＴからインクと筐体１４０とに振動を伝える薄膜を有するセンサＳＳ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ＳＳ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ＳＳ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ＳＳの位置より高い場合には、センサＳＳとインクと筐体１４０とが振動体となるが、インクの液面がセンサＳＳの位置より低い場合には、センサＳＳと筐体１４０とセンサＳＳ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ＰＺＴ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、インクカートリッジ１００に備えられたロジック回路１３０のブロック図である。ロジック回路１３０は、ＲＦ回路２００と、制御部２１０と、不揮発性メモリであるＥＥＰＲＯＭ２２０と、インク残量検出回路２３０と、電力発生部２４０と、チャージポンプ回路２５０とを備えている。
ＲＦ回路２００は、アンテナ１２０を介してプリンタ２０から受信した電波を復調する復調部２０１と、制御部２１０から受信した信号を変調してプリンタ２０に送信するための変調部２０２とを備えている。プリンタ２０は、アンテナ１２１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トリッジ１００に送信している。一方、インクカートリッジ１００は、搬送波を用いずにアンテナ１２０の負荷を変動させることによりアンテナ１２１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１００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２０に送信する。このようにして、インクカートリッジ１００とプリンタ２０とは、双方向通信を行うことができる。
ＲＦ回路２００は、さらに、アンテナ１２０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２０１に供給される。制御部２０１は、基準クロック信号に応じてロジック回路１３０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１３０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、ＲＦ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５Ｖ）で電力を生成する。電力発生部２４０は、ＲＦ回路２００と、制御部２１０と、ＥＥＰＲＯＭ２２０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ＳＳ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ＳＳ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、ＰＮＰ型トランジスタＴｒ１と、ＮＰＮ型トランジスタＴｒ２と、充電時定数調整用抵抗器Ｒ１と、放電時定数調整用抵抗回路Ｒｓと、アンプ２３２と、パルスカウンタ２３５とを備えている。センサＳＳは、２つの電極１０、１１（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Ｒｓは、４つの放電時定数調整用抵抗器Ｒ２ａ、Ｒ２ｂ、Ｒ２ｃ、Ｒ２ｄと、その各々に接続された４つのスイッチＳａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄとを有している。４つのスイッチＳａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄは、制御部２１０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２１０は、放電時定数調整用抵抗回路Ｒｓの抵抗値を設定することができる。
ＰＮＰ型トランジスタＴｒ１は以下のように接続されている。ベースは、制御部２１０からの制御出力を受信する端子ＴＡと接続されている。エミッタは、充電時定数調整用抵抗器Ｒ１を介してチャージポンプ回路２５０に接続されている。コレクタは、センサＳＳの一方の電極である電極１０に接続されている。センサＳＳの他方の電極である電極１１は接地されている。
ＮＰＮ型トランジスタＴｒ２は以下のように接続されている。ベースは、制御部２１０からの制御出力を受信する端子ＴＢと接続されている。コレクタは、センサＳＳの一方の電極である電極１０に接続されている。エミッタは、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Ｒｓを介して接地されている。
パルスカウンタ２３５は、ピエゾ素子ＰＺＴが出力する電圧を増幅するアンプ２３２を介して、ピエゾ素子ＰＺＴに接続された電極１０に接続されている。パルスカウンタ２３５は、制御部２１０からの制御出力を受信することができるように制御部２１０に接続されている。
図５は、インク残量検出回路２３０に備えられたパルスカウンタ２３５のブロック図である。パルスカウンタ２３５は、コンパレータ２３４と、カウンタ制御部２３６と、カウント部２３８と、図示しない発振器とを備えている。コンパレータ２３４には、分析対象となるアンプ２３２の出力と、比較対象となる基準電位Ｖｒｅｆとが入力されている。カウンタ制御部２３６とカウント部２３８とは、制御部２１０に接続されている。
なお、インク残量検出回路２３０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ャートである。図７は、この処理におけるインク残量検出回路２３０とセンサＳＳ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２０の電源スイッチの操作に応じてインクカートリッジ１００とプリンタ２０の双方で実行される。インクカートリッジ１００では、ピエゾ素子ＰＺＴ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トする。一方、プリンタ２０は、カウント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Ｓ１００では、制御部２１０（図４）は、放電時定数調整用抵抗回路Ｒｓの４つのスイッチＳａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄを開閉してピエゾ素子ＰＺＴの放電時定数を設定する。
ステップＳ１１０では、制御部２１０（図４）は、時刻ｔ０において端子ＴＡに所定の制御出力信号を出力してトランジスタＴｒ１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Ｔｒ１、Ｔｒ２は、いずれもオフにされている。
制御部２１０は、時刻ｔ１においてトランジスタＴｒ１をオフし、時刻ｔ２までインク残量検出回路２３０を待機させる。時刻ｔ２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ＰＺＴ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２１０が制御クロック信号のパルス数をカウントすることによって行われる。
ステップＳ１２０では、制御部２１０（図４）は、時刻ｔ２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Ｔｒ２を時刻ｔ２でオンし、時刻ｔ３でオフする。これにより、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの間だけピエゾ素子ＰＺＴからの放電が行われる。ピエゾ素子ＰＺＴ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ＳＳ（図２）とセンサＳＳ周辺の筐体１４０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ｔ２：電位Ｖｃｈ（チャージポンプ回路２５０の出力電位）
（２）時定数時刻ｔｄ  ：電位Ｖｃｈから６３．２％だけ降下した電位
（３）放電終了時刻ｔ３：接地電位より少し高い電位（図８）
ここで、時定数時刻ｔｄは、放電開始時刻ｔ２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ｔ２から放電終了時刻ｔ３までのピエゾ素子ＰＺＴ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ＰＺＴ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ＰＺＴ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ＳＳ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、入力のフーリエスペクトルと出力のフーリエスペ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ＰＺＴ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ペクトルの比である。
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１００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ＳＳ（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ＳＳ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、エッ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ードである。
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ＰＺＴ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１０は、ピエゾ素子ＰＺＴの自由振動に応じてピエゾ素子ＰＺＴに電圧が発生する様子を示す説明図である。図１０（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１０（ｂ）は、ピエゾ素子ＰＺＴの出力電圧を示している。
図１０（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１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ＰＺＴに大きな電圧が発生することになる（図１０（ｂ））。これは、第２ウィンドウ（図７）におけるピエゾ素子ＰＺＴ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エ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ト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ＳＳ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トする。このシフトに応じて、センサＳＳ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Ｓ１３０（図６）では、制御部２１０は、図７の時刻ｔ３から時刻ｔ４までの間インク残量検出回路２３０を再び待機させる。この待機時間は、ノイ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ｔ４に終了する。
待機時間の計測は、制御部２１０が制御クロック信号のパルス数をカウント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２１０（図５）は、時刻ｔ４においてカウンタ制御部２３６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２３６は、カウント部２３８へカウントイネー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Ｅｄｇｅ１に応じて開始され（時刻ｔ５）、６番目の立ち上がりエッジＥｄｇｅ６（時刻ｔ６）に応じて終了する。なお、コンパレータ２３４において比較対象となる基準電位Ｖｒｅｆ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トさせても良い。
ステップＳ１４０では、カウント部２３８は、制御クロック信号のパルス数をカウントする。制御クロック信号のパルス数のカウントは、カウント部２３８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、コンパレータ出力の立ち上がりエッジＥｄｇｅ１から６番目の立ち上がりエッジＥｄｇｅ６までの間の制御クロック信号のパルス数がカウントされることになる。すなわち、ピエゾ素子ＰＺＴ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カウントされたことになる。
ステップＳ１５０では、カウント部２３８は、カウント値を出力する。出力されたカウント値は、プリンタ２０に送られる。プリンタ２０は、受信したカウント値と制御クロック周期とに応じてピエゾ素子ＰＺＴが出力した電圧波の周波数を算出する。
ステップＳ１６０では、プリンタ２０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ＳＳの位置よりも高いときには、９０ｋＨｚに近い周波数となり、インクの液位がセンサＳＳの位置よりも低いときには、１１０ｋＨｚ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１０５ｋＨｚ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（ステップＳ１７０、Ｓ１８０）。
このように、ピエゾ素子ＰＺＴが出力した電圧波の周期の計測においては、電圧波をカウント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トすることによって計測されている。これは、センサＳＳ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ＳＳの製造ばらつきの待機時間への影響は、主としてセンサＳＳ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ＳＳ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ト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次モー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２１０が制御クロック信号をカウント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ＰＺＴを使用しているが、たとえばロッシェル塩（酒石酸ナトリウムカリウム）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１３０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ト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１３０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２３０や制御部２１０がインクカートリッジ１００に備えられているが、インク残量検出部２３０と制御部２１０の少なくとも一方がたとえばプリンタ２０側といったインクカートリッジ１００の外部に備えられているように構成しても良い。
なお、インクカートリッジ１００とプリンタ２０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トウェアで実現される場合には、そのソフトウェア（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ＣＤ−ＲＯＭのような携帯型の記録媒体に限らず、各種のＲＡＭやＲＯＭ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２００３−１８２３５４（出願日：平成１５年６月２６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。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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