(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
インク滴を吐出する記録ヘッドを有するインクジェット記録装置に搭載されるインク容器内のインクの消費状態を検出する方法であって、
前記記録ヘ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し、
前記インク容器は、前記記録ヘッドを往復移動させるキャ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、
前記記録ヘ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イ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ッジ内にイ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ップと、を備え、
前記再確認ステップが、
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ッジ内にインクが無いと検出された後に、前記キャリッジを移動するキャリッジ移動ステップと、
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、
ことを特徴とするインク消費状態検出方法。
【請求項２】
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請求の範囲第１項に記載のインク消費状態検出方法。
【請求項３】
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請求の範囲第１項に記載のインク消費状態検出方法。
【請求項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請求の範囲第１項に記載のインク消費状態検出方法。
【請求項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請求の範囲第１項に記載のインク消費状態検出方法。
【請求項６】
前記キャ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１項に記載のインク消費状態検出方法。
【請求項７】
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６項に記載のインク消費状態検出方法。
【請求項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請求の範囲第１項に記載のインク消費状態検出方法。
【請求項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請求の範囲第８項に記載のインク消費状態検出方法。
【請求項１０】
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インクの消費状態の情報を読出し、
読み出したインクの消費状態の情報に基づいて、前記インク容器内のイ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項に記載のインク消費状態検出方法。
【請求項１１】
前記キャリッジ移動ステップが、記録動作時に前記キャリッジを移動させる速度より速い速度で前記キャリッジを移動させ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。
【請求項１２】
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項に記載のインク消費状態検出方法。
【請求項１３】
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ップを実行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。
【請求項１４】
前記キャリッジ移動ステップにおいて前記キャリッジを移動させている最中に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項に記載のインク消費状態検出方法。
【請求項１５】
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１４項に記載のインク消費状態検出方法。
【請求項１６】
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を移動し終わり、復路の移動を開始した直後に前記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１４項に記載のインク消費状態検出方法。
【請求項１７】
前記キャリッジ移動ステップにおいて前記キャリッジを移動させている最中に前記消費状態再検出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インクカートリッジ内のイ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項に記載のインク消費状態検出方法。
【請求項１８】
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において所定の回数以上インクが有ると検出された場合、前記インクカートリッジ内にインクが有ると判定することを特徴とする請求の範囲第１７項に記載のインク消費状態検出方法。
【請求項１９】
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インクカートリッジ内のインクの有無を判定することを特徴とする請求の範囲第１７項に記載のインク消費状態検出方法。
【請求項２０】
インク滴を吐出する記録ヘッドを有するインクジェット記録装置に搭載されるインク容器内のインクの消費状態を検出する方法であって、
前記記録ヘ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し、
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インクの消費状態の情報を読出し、
読み出したインクの消費状態の情報に基づいて、前記インク容器内のインクの消費状態の検出を実行するか否かを判断する、
ことを特徴とするインク消費状態検出方法。
【請求項２１】
インク滴を吐出する記録ヘッドを有するインクジェット記録装置に搭載されるインク容器内のインクの消費状態を検出する方法であって、
前記記録ヘ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し、
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し、
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、
ことを特徴とするインク消費状態検出方法。
【請求項２２】
前記動作の累積が、前記記録ヘッドが搭載されたキャ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２１項に記載のインク消費状態検出方法。
【請求項２３】
インク滴を吐出する記録ヘッドを有するインクジェット記録装置に搭載されるインク容器内のインクの消費状態を検出する方法であって、
前記記録ヘ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し、
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し、
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イ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インク消費状態検出方法。
【請求項２４】
インク滴を吐出する記録ヘッドを有するインクジェット記録装置に搭載されるインク容器内のインクの消費状態を検出する方法であって、
前記記録ヘ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し、
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し、
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イ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、
ことを特徴とするインク消費状態検出方法。
【請求項２５】
インク滴を吐出する記録ヘッドを有するインクジェット記録装置に搭載されるインク容器内のインクの消費状態を検出する方法であって、
前記記録ヘ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し、
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し、
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イ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、
ことを特徴とするインク消費状態検出方法。
【請求項２６】
インク滴を吐出する記録ヘッドを有するインクジェット記録装置に搭載されるインク容器内のインクの消費状態を検出する方法であって、
前記記録ヘ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し、
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し、
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イ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インク消費状態検出方法。
【請求項２７】
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ことを特徴とする請求の範囲第２１項に記載のインク消費状態検出方法。
【請求項２８】
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２１項に記載のインク消費状態検出方法。
【請求項２９】
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、前記インクジェッ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２１項に記載のインク消費状態検出方法。
【請求項３０】
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２９項に記載のインク消費状態検出方法。
【請求項３１】
インク滴を吐出する記録ヘッドを有するインクジェット記録装置に搭載されるインク容器内のインクの消費状態を検出する方法であって、
前記記録ヘ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し、
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インクの消費状態を検出し、以後のイ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インクの消費状態を検出することを特徴とするインク消費状態検出方法。
【請求項３２】
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３１項に記載のインク消費状態検出方法。
【請求項３３】
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イ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３１項に記載のインク消費状態検出方法。
【請求項３４】
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ことを特徴とする請求の範囲第２０項に記載のインク消費状態検出方法。
【請求項３５】
前記インクジェ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イ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するものであり、
前記消費状態算出処理によって前記インク容器内のインクの消費状態を監視し、前記インク容器内のイ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請求の範囲第１項に記載のインク消費状態検出方法。
【請求項３６】
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って計測された前記インク容器内のイ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インク容器内のイ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３５項に記載のインク消費状態検出方法。
【請求項３７】
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、前記インクジェッ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ことを特徴とする請求の範囲第３６項に記載のインク消費状態検出方法。
【請求項３８】
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、前記インク終了を検出すると前記インクジェット記録装置は低インク処理動作を行うことを特徴とする請求の範囲第３７項に記載のインク消費状態検出方法。
【請求項３９】
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イ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３５項に記載のインク消費状態検出方法。
【請求項４０】
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ことを特徴とする請求の範囲第３５項に記載のインク消費状態検出方法。
【請求項４１】
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イ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３５項に記載のインク消費状態検出方法。
【請求項４２】
前記インクジェ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イ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イ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るまでは、前記消費状態算出処理によっ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項に記載のインク消費状態検出方法。
【請求項４３】
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４２項に記載のインク消費状態検出方法。
【請求項４４】
インク滴を吐出する記録ヘッドと、
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、
前記記録ヘ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、
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と、
を備え、
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キャリッジを移動させて、前記イ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ように前記圧電装置を制御する、
ことを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項４５】
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４４項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項４６】
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４５項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項４７】
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４４項に記載のインクジェット記憶装置。
【請求項４８】
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ことを特徴とする請求の範囲第４７項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項４９】
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ことを特徴とする請求の範囲第４４項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項５０】
前記キャリッジが移動する間に前記イ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４４項に記載のインクジェット記録装置。
【発明の詳細な説明】
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、インクジェット記録装置に着脱自在に装着されるインクカートリッジを例にとって説明する。一般にインクジェット記録装置には、圧力発生室を加圧する圧力発生手段と、加圧されたインクをノズル開口からインク滴として吐出するノズル開口とを備えたインクジェット式の記録ヘッドが搭載されたキャリッジと、流路を介して記録ヘッドに供給されるインクを収容するインク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カートリッジとして構成されているものが一般的である。
従来、インクカートリッジのインク消費の管理方法として、記録ヘッドによって吐出されるインク滴のカウント数と、記録ヘッドのメンテナンス工程で吸引されたインク量とをソフトウエアにより積算し、計算上でインク消費を管理する方法や、インクカートリッジに直接液面検出用の電極を２本取付けることによって、実際にインクが所定量消費された時点を検出することでインク消費を管理する方法などが知られていた。
しかしながら、ソフトウェアによりインク滴の吐出数や吸引されたインク量を積算してインク消費を計算上で管理する方法は、使用環境により、例えば使用室内の温度や湿度の高低、インクカートリッジの開封後の経過時間、ユーザサイドでの使用頻度の違いなどによって、インクカートリッジ内の圧力やインクの粘度が変化してしまい、計算上のインク消費量と実際の消費量との間に無視できない誤差が生じてしまう場合があった。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イ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イ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、よって使用されるインクの種類が限定されてしまう。また、電極とインクカートリッジとの間の液密構造が複雑化するという問題がある。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、インクカートリッジの製造コストがかさむという問題もあった。さらに、２本の電極をそれぞれインクカートリッジの別な場所に装着する必要があるため、製造工程が多くなり結果として製造コストがかさんでしまうという問題もあった。
更に、従来のインクカートリッジのインク消費を管理する方法は、記録ヘッ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カートリッジ記録装置の中央処理装置（ＣＰＵ）が使用され、ＣＰＵ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、キャリッジと共に移動する形式のオンキャリッジインクカートリッジの場合、インク消費状態を記録ヘッドの記録時に検出すると、インクカートリッジ自体及びインクカートリッジ内のインクが揺れてイ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、インクカートリッジにインクカートリッジ内のイ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、インクカートリッジ内のインクが消費され尽くされると、センサはインクカートリッジ内にイ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ッ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インクが残っている場合がある。例えば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インクが溜まっていたり、固まっていたりすることがある。また、アクチュエータ近傍に気泡が付着した場合や、センサがインクカー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インク無しを検出する。上記の場合、ユーザ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イ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。特にインク残量が少量であるとイ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。従って、インク残量がまた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、上述した事情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インク消費状態検出方法及びイ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イ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イ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イ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イ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イ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ヘッドを有するインクジェット記録装置に搭載されるインク容器内のインクの消費状態を検出する方法であって、前記記録ヘ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インク容器内のイ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インク容器内のイ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インク容器内のイ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インク容器内のイ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ャ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、前記キャ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イ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、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容器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、前記インク容器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インクの消費状態の情報を読出し、読み出したインクの消費状態の情報に基づいて、前記インク容器内のイ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ャ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、前記記録ヘ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イ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ッジ内にイ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ップと、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って前記インクカートリッジ内にインクが無いと検出された後に、前記キャリッジを移動するキャリッジ移動ステップと、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。
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ャリッジを移動させる速度より速い速度で前記キャリッジを移動させる。
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させる間に前記インクカートリッジに衝撃を与える。
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ップを実行する。
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移動中に前記消費状態再検出ステップを実行する。
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イ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イ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インクカー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ップにおいて所定の回数以上インクが有ると検出された場合、前記インクカートリッジ内にイ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インクカー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、前記記録ヘッドが搭載されたキャ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イ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イ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イ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イ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、前記インクジェッ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。
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インク容器内のインクの消費状態を検出し、以後のイ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イ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イ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イ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、前記インクジェ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イ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するものであり、前記消費状態算出処理によって前記インク容器内のインクの消費状態を監視し、前記インク容器内のイ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インク容器内のイ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イ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インク容器内のイ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インク容器内のイ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、前記インクジェッ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、前記インク終了を検出すると前記インクジェット記録装置は低イ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イ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インク消費状態の計測頻度を高くする。
また、好ましくは、前記インクジェ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イ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イ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。
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ェット記録装置は、インク滴を吐出する記録ヘッドと、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、前記記録ヘ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。
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。
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。
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イ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インクが無いと検出した後に前記キャリッジを移動させて、前記イ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ッジに衝撃を与える衝撃手段を更に備える。
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イ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、イ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（アクチュエータ）の振動部を振動させ、その後に振動部に残留する残留振動によって生ずる逆起電力を測定することによって、共振周波数または逆起電力波形の振幅を検出することで音響インピーダンスの変化を検出する方法や、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ーダンス特性またはアドミッタンス特性を測定し、電流値や電圧値の変化または、振動を液体に与えたときの電流値や電圧値の周波数による変化を測定する方法がある。
本実施形態でインクカートリッジ内のインク消費状態の計測をする圧電装置がインクカー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８Ｃは圧電装置を「アクチュエータ」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イ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インク供給口２が設けられている。容器１の底面１ａの外側には、弾性波発生手段３が容器１を介して内部のイ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、つまりインクニアエンドとなった時点で、弾性波の伝達がインクから気体へと変更するべく、弾性波発生手段３はインク供給口２よりも若干上方の位置に設けられている。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。
インク供給口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、パッキン４は記録ヘッド３１に連通するインク供給針３２と液密に係合する。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３２が挿入されると、弁体６はインク供給針３２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３２を介して記録ヘッド３１へ供給される。容器１の上壁の上には、インクカートリッ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、複数種類のイ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、１０及び１１に分割される。それぞれのインク室には、インク供給口１２、１３及び１４が形成されている。それぞれのインク室９、１０及び１１の底面８ａには、弾性波発生手段１５、１６および１７が、容器８を介して各インク室内に収容されているイ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に示したインクカートリッジに適したインクジェッ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ャリッジ３０は、サブタンクユニット３３を備えていて、記録ヘッド３１がサブタンクユニット３３の下面に設けられている。また、インク供給針３２はサブタンクユニット３３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３３の詳細を示す断面図である。サブタンクユニット３３は、インク供給針３２、インク室３４、膜弁３６、及びフィルタ３７を有する。インク室３４内には、インクカートリッジからインク供給針３２を介して供給されるインクが収容される。膜弁３６は、インク室３４とインク供給路３５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３５は記録ヘッド３１に連通しており、インクが記録ヘッド３１まで供給される構造となっている。
図３に示すように、インクカートリッジ１のインク供給口２をサブタンク３３のインク供給針３２に挿通すると、弁体６がバネ５に抗して後退し、インク流路が形成され、インクカートリッジ１内のインクがインク室３４に流れ込む。インク室３４にインクが充填された段階で、記録ヘッド３１のノズル開口に負圧を作用させて記録ヘッド３１にインクを充填した後、記録動作を実行する。
記録動作により記録ヘッド３１においてインクが消費されると、膜弁３６の下流側の圧力が低下するので、図４に示すように、膜弁３６が弁体３８から離れて開弁する。膜弁３６が開くことにより、インク収容室３４のインクはインク供給路３５を介して記録ヘッド３１に流れこむ。記録ヘッド３１へのインクの流入に伴なって、インクカートリッジ１のインクは、インク供給針３２を介してサブタンク３３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１ａ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、インクカートリッ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イ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「アクチュエータ」を用いて、インクカートリッジのインク消費状態を計測する例を説明する。アクチュエータ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、アクチュエータ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、アクチュエータ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、アクチュエータ１０６を取り付けモジュール体１００として一体形成した構成を示す斜視図である。モジュール体１００はインクカートリッジの容器１の所定個所に装着される。モジュール体１００は、インク液中の少なくとも音響インピーダンスの変化を検出することにより、容器１内の液体の消費状態を検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１００は、平面がほぼ矩形の基台１０２上に駆動信号により発振するアクチュエータ１０６を収容した円柱部１１６を載せた構造となっている。モジュール体１００が、インクカートリッジに装着されたときに、モジュール体１００のアクチュエータ１０６が外部から接触できないように構成されているので、アクチュエータ１０６を外部の接触から保護することができる。なお、円柱部１１６の先端側エッジは丸みが付けられていて、インクカートリッジに形成された孔へ装着する際に嵌めやすくなっている。
図６は、モジュール体４００の他の実施形態を示す斜視図である。本実施形態のモジュール体４００は、平面がほぼ角丸の正方形上の基台４０２上に円柱状の台４０３を載せ、更に円柱状の台４０３上に立てられた板状要素４０６の側面にアクチュエータ１０６を配置して形成されている。板状要素４０６のアクチュエータ１０６を取り付ける方の面に凹部４１３が形成されている。なお、板状要素４０６の先端は所定角度に面取りされていて、インクカートリッジに形成された孔へ装着する際に嵌めやすくなっている。
図７は、図５に示したモジュール体１００をインク容器１に装着したときのインク容器の底部近傍の断面図である。モジュール体１００は、インク容器１の側壁を貫通するように装着されている。インク容器１の側壁とモジュール体１００との接合面には、Ｏリング３６５が設けられ、モジュール体１００とインク容器１との液密を保っている。Ｏリングでシールが出来るようにモジュール体１００は円筒部を備えることが好ましい。モジュール体１００の先端がインク容器１の内部に挿入されることで、プレート１１０の貫通孔１１２を介してインク容器１内のインクがアクチュエータ１０６と接触する。アクチュエータ１０６の振動部の周囲が液体か気体かによってアクチュエータ１０６の残留振動の共振周波数が異なるので、モジュール体１００を用いてインクの消費状態を検出することができる。また、モジュール体１００に限らず、図６に示したモジュール体４００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インクカートリッジ等のイ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、アクチュエータをインクカー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アクチュエータとインクジェッ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８Ａ、図８Ｂ、図８Ｃはインクカートリッジの更に他の実施形態を示す。図８Ａはインクカートリッジ１８０Ｃの断面図、図８Ｂは図８Ａに示したインクカートリッジ１８０Ｃの側壁１９４ｂを拡大した断面図、及び図８Ｃはその正面からの透視図である。インクカートリッジ１８０Ｃは、半導体記憶手段７とアクチュエータ１０６とが同一の基板６１０上に形成されている。図８Ｂ、図８Ｃに示すように、半導体記憶手段７は基板６１０の上方に形成され、アクチュエータ１０６は同一の基板６１０において半導体記憶手段７の下方に形成されている。
アクチュエータ１０６の周囲を囲むように異型Ｏリング６１４が、基板６１０に形成される。異型Ｏリング６１４は、基板６１０には基板６１０をインク容器１９４に接合するためのカシメ部６１６が複数形成されている。カシメ部６１６によって基板６１０をインク容器１９４に接合し、異型Ｏリング６１４をインク容器１９４に押しつけることで、アクチュエータ１０６の振動領域がインクと接触することをできるようにしつつ、インクカートリッジの外部と内部とを液密に保つ。
半導体記憶手段７及び半導体記憶手段７付近には端子６１２が形成されている。端子６１２は半導体記憶手段７とインクジェット記憶装置等の外部との間の信号の受け渡しをする。半導体記憶手段７は、例えばＥＥＰＲＯＭなどの書き換え可能な半導体メモリによって構成されてもよい。半導体記憶手段７とアクチュエータ１０６とが同一の基板６１０上に形成されているので、アクチュエータ１０６及び半導体記憶手段７をインクカートリッジ１８０Ｃに取付ける際に１回の取付け工程で済む。また、インクカートリッジ１８０Ｃの製造時及びリサイクル時の作業工程が簡素化される。更に、部品の点数が削減されるので、インクカートリッジ１８０Ｃの製造コストが低減できる。
アクチュエータ１０６は、インク容器１９４内のインクの消費状態を検出する。半導体記憶手段７はアクチュエータ１０６が検出したインク残量など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インク及びインクカートリッジの特性等の特性パラメータに関する情報を格納する。
ここで、上述した「アクチュエータ」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ッタンス特性を測定する。インピーダンス特性またはアドミッタンス特性を測定する場合には、例えば伝送回路を利用することができる。伝送回路は、媒体に一定電圧を印加し、周波数を変えて媒体に流れる電流を測定する。または、伝送回路は、媒体に一定電流を供給し、周波数を変えて媒体に印加される電圧を測定する。伝送回路で測定された電流値または電圧値の変化は音響インピーダンスの変化を示す。また、電流値または電圧値が極大または極小となる周波数ｆｍの変化も音響インピーダンスの変化を示す。
上記の方法とは別に、アクチュエータは、液体の音響インピーダンスの変化を共振周波数のみの変化を用いて検出することができる。液体の音響インピーダンスの変化を利用する方法として、アクチュエータの振動部が振動した後に振動部に残留する残留振動によって生ずる逆起電力を測定することによって共振周波数を検出する方法を用いる場合には、圧電素子を利用することができる。圧電素子は、アクチュエータの振動部に残留する残留振動により逆起電力を発生する素子であり、アクチュエータの振動部の振幅によって逆起電力の大きさが変化する。従って、アクチュエータの振動部の振幅が大きいほど検出がしやすい。また、アクチュエータの振動部における残留振動の周波数によって逆起電力の大きさが変化する周期が変わる。従って、アクチュエータの振動部の周波数は逆起電力の周波数に対応する。ここで、共振周波数は、アクチュエータの振動部と振動部に接する媒体との共振状態における周波数をいう。
共振周波数ｆｓを得るために、振動部と媒体とが共振状態であるときの逆起電力測定によって得られた波形をフーリエ変換する。アクチュエータの振動は、一方向だけの変形ではなく、たわみや伸長等様々な変形をともなうので、共振周波数ｆｓを含め様々な周波数を有する。よって、圧電素子と媒体とが共振状態であるときの逆起電力の波形をフーリエ変換し、最も支配的な周波数成分を特定することで、共振周波数ｆｓを判断する。
周波数ｆｍは、媒体のアドミッタンスが極大またはインピーダンスが極小であるときの周波数である。共振周波数ｆｓとすると、周波数ｆｍは、媒体の誘電損失または機械的損失などによって、共振周波数ｆｓに対しわずかな誤差を生ずる。しかし、実測される周波数ｆｍから共振周波数ｆｓを導出することは手間ががかるため、一般には、周波数ｆｍを共振周波数に代えて使用する。ここで、アクチュエータ１０６の出力を伝送回路に入力することで、アクチュエータ１０６は少なくとも音響インピーダンスを検出することができる。
媒体のインピーダンス特性またはアドミッタンス特性を測定し周波数ｆｍを測定する方法と、アクチュエータの振動部における残留振動振動によって生ずる逆起電力を測定することによって共振周波数ｆｓを測定する方法と、によって特定される共振周波数に差がほとんど無いことが実験によって証明されている。
図９Ａ、図９Ｂ、図９Ｃおよび図１０は、圧電装置の一実施形態であるアクチュエータ１０６の詳細および等価回路を示す。ここでいうアクチュエータは、少なくとも音響インピーダンスの変化を検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イ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９Ａは、アクチュエータ１０６の拡大平面図である。図９Ｂは、アクチュエータ１０６のＢ−Ｂ断面を示す。図９Ｃは、アクチュエータ１０６のＣ−Ｃ断面を示す。さらに図１０（Ａ）および図１０（Ｂ）は、アクチュエータ１０６の等価回路を示す。また、図１０（Ｃ）および図１０（Ｄ）は、それぞれインクカートリッジ内にインクが満たされているときのアクチュエータ１０６を含む周辺およびその等価回路を示し、図１０（Ｅ）および図１０（Ｆ）は、それぞれインクカートリッジ内にインクが無いときのアクチュエータ１０６を含む周辺およびその等価回路を示す。
アクチュエータ１０６は、ほぼ中央に円形状の開口１６１を有する基板１７８と、開口１６１を被覆するように基板１７８の一方の面（以下、表面という）に配備される振動板１７６と、振動板１７６の表面の側に配置される圧電層１６０と、圧電層１６０を両方からはさみこむ上部電極１６４および下部電極１６６と、上部電極１６４と電気的に結合する上部電極端子１６８と、下部電極１６６と電気的に結合する下部電極端子１７０と、上部電極１６４および上部電極端子１６８の間に配設され、かつ両者を電気的に結合する補助電極１７２と、を有する。圧電層１６０、上部電極１６４および下部電極１６６はそれぞれの主要部として円形部分を有する。圧電層１６０、上部電極１６４および下部電極１６６のそれぞれの円形部分は圧電素子を形成する。
振動板１７６は、基板１７８の表面に、開口１６１を覆うように形成される。キャビティ１６２は、振動板１７６の開口１６１と面する部分と基板１７８の表面の開口１６１とによって形成される。基板１７８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、キャビティ１６２は液体と接触するように構成されている。キャビティ１６２内に液体が入っても基板１７８の表面側に液体が漏れないように、振動板１７６は基板１７８に対して液密に取り付けられる。
下部電極１６６は振動板１７６の表面、即ちインク容器とは反対側の面に位置しており、下部電極１６６の主要部である円形部分の中心と開口１６１の中心とがほぼ一致するように取り付けられている。なお、下部電極１６６の円形部分の面積が開口１６１の面積よりも小さくなるように設定されている。一方、下部電極１６６の表面側には、圧電層１６０が、その円形部分の中心と開口１６１の中心とがほぼ一致するように形成されている。圧電層１６０の円形部分の面積は、開口１６１の面積よりも小さく、かつ下部電極１６６の円形部分の面積よりも大きくなるように設定されている。
一方、圧電層１６０の表面側には、上部電極１６４が、その主要部である円形部分の中心と開口１６１の中心とがほぼ一致するように形成される。上部電極１６４の円形部分の面積は、開口１６１および圧電層１６０の円形部分の面積よりも小さく、かつ下部電極１６６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、圧電層１６０の主要部は、上部電極１６４の主要部と下部電極１６６の主要部とによって、それぞれ表面側と裏面側とから挟みこまれる構造となっていて、圧電層１６０を効果的に変形駆動することができる。圧電層１６０、上部電極１６４および下部電極１６６のそれぞれの主要部である円形部分がアクチュエータ１０６における圧電素子を形成する。上述のように圧電素子は振動板１７６に接している。また、上部電極１６４の円形部分、圧電層１６０の円形部分、下部電極１６６の円形部分および開口１６１のうちで、面積が最も大きいのは開口１６１である。この構造によって、振動板１７６のうち実際に振動する振動領域は、開口１６１によって決定される。また、上部電極１６４の円形部分、圧電層１６０の円形部分および下部電極１６６の円形部分は開口１６１より面積が小さいので、振動板１７６がより振動しやすくなる。さらに、圧電層１６０と電気的に接続する下部電極１６６の円形部分および上部電極１６４の円形部分のうち、下部電極１６６の円形部分の方が小さい。従って、下部端子１６６の円形部分が圧電層１６０のうち圧電効果を発生する部分を決定する。
圧電素子を形成する圧電層１６０、上部電極１６４、及び下部電極１６６の円形部分は、その中心が、開口部１６１の中心とほぼ一致する。また、振動板１７６の振動部分を決定する円形状の開口部１６１の中心は、アクチュエータ１０６のほぼ中心に設けられている。したがって、アクチュエータ１０６の振動部の中心は、アクチュエータの中心とほぼ一致する。更に、圧電素子の主部及び、振動板１７６の振動部分が、円形な形状を有するので、アクチュエータ１０６の振動部は、アクチュエータ１０６の中心に対して対称な形状である。
振動部が、アクチュエータ１０６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、アクチュエータ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、アクチュエータ１０６のインク容器への実装性がよい。
更に、振動板１７６の振動部分が、円形な形状を有するので、圧電層１６０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１７６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１７６の振動による変位は、基板１７８の振動による変位よりもはるかに大きい。アクチュエータ１０６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１７８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１７６との２層構造を有する。この２層構造によって、基板１７８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１７６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１７６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、アクチュエータ１０６の振動の節は、キャビティ１６２の外周部、すなわち開口部１６１の縁付近に位置する。
上部電極端子１６８は、補助電極１７２を介して上部電極１６４と電気的に接続するように振動板１７６の表面側に形成される。一方、下部電極端子１７０は、下部電極１６６に電気的に接続するように振動板１７６の表面側に形成される。上部電極１６４は、圧電層１６０の表面側に形成されるため、上部電極端子１６８と接続する途中において、圧電層１６０の厚さと下部電極１６６の厚さとの和に等しい段差を有する必要がある。上部電極１６４だけでこの段差を形成することは難しく、かりに可能であったとしても上部電極１６４と上部電極端子１６８との接続状態が弱くなってしまい、切断してしまう危険がある。そこで、補助電極１７２を補助部材として用いて上部電極１６４と上部電極端子１６８とを接続させている。このようにすることで、圧電層１６０も上部電極１６４も補助電極１７２に支持された構造となり、所望の機械的強度を得ることができ、また上部電極１６４と上部電極端子１６８との接続を確実にすることが可能となる。
なお、圧電素子と振動板１７６のうちの圧電素子に直面する振動領域とが、アクチュエータ１０６において実際に振動する振動部である。また、アクチュエータ１０６に含まれる部材は、互いに焼成されることによって一体的に形成されることが好ましい。アクチュエータ１０６を一体的に形成することによって、アクチュエータ１０６の取り扱いが容易になる。さらに、基板１７８の強度を高めることによって振動特性が向上する。即ち、基板１７８の強度を高めることによって、アクチュエータ１０６の振動部のみが振動し、アクチュエータ１０６のうち振動部以外の部分が振動しない。また、アクチュエータ１０６の振動部以外の部分が振動しないためには、基板１７８の強度を高めるのに対し、アクチュエータ１０６の圧電素子を薄くかつ小さくし、振動板１７６を薄くすることによって達成できる。
圧電層１６０の材料としては、ジルコン酸チタン酸鉛（ＰＺＴ）、ジルコン酸チタン酸鉛ランタン（ＰＬＺＴ）または鉛を使用しない鉛レス圧電膜を用いることが好ましく、基板１７８の材料としてジルコニアまたはアルミナを用いることが好ましい。また、振動板１７６には、基板１７８と同じ材料を用いることが好ましい。上部電極１６４、下部電極１６６、上部電極端子１６８および下部電極端子１７０は、導電性を有する材料、例えば、金、銀、銅、プラチナ、アルミニウム、ニッケルなどの金属を用いることができる。
上述したように構成されるアクチュエータ１０６は、液体を収容する容器に適用することができる。例えば、インクジェット記録装置に用いられるインクカートリッジや、あるいは記録ヘッドを洗浄するための洗浄液を収容した容器などに装着することができる。
図９Ａ、図９Ｂ、図９Ｃおよび図１０に示されるアクチュエータ１０６は、インク容器の所定の場所に、キャビティ１６２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。インク容器に液体が十分に収容されている場合には、キャビティ１６２内およびその外側は液体によって満たされている。一方、インク容器の液体が消費され、アクチュエータの装着位置以下まで液面が降下すると、キャビティ１６２内には液体は存在しないか、あるいはキャビティ１６２内にのみ液体が残存されその外側には気体が存在する状態となる。アクチュエータ１０６は、この状態の変化に起因する、少なくとも音響インピーダンスの相違を検出する。それによって、アクチュエータ１０６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、アクチュエータ１０６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。
ここでアクチュエータによる液面検出の原理について説明する。
媒体の音響インピーダンスの変化を検出するには、媒体のインピーダンス特性またはアドミッタンス特性を測定する。インピーダンス特性またはアドミッタンス特性を測定する場合には、例えば伝送回路を利用することができる。伝送回路は、媒体に一定電圧を印加し、周波数を変えて媒体に流れる電流を測定する。または、伝送回路は、媒体に一定電流を供給し、周波数を変えて媒体に印加される電圧を測定する。伝送回路で測定された電流値または電圧値の変化は音響インピーダンスの変化を示す。また、電流値または電圧値が極大または極小となる周波数ｆｍの変化も音響インピーダンスの変化を示す。
上記の方法とは別に、アクチュエータは、液体の音響インピーダンスの変化を共振周波数のみの変化を用いて検出することができる。液体の音響インピーダンスの変化を利用する方法として、アクチュエータの振動部が振動した後に振動部に残留する残留振動によって生ずる逆起電力を測定することによって共振周波数を検出する方法を用いる場合には、例えば圧電素子を利用することができる。圧電素子は、アクチュエータの振動部に残留する残留振動により逆起電力を発生する素子であり、アクチュエータの振動部の振幅によって逆起電力の大きさが変化する。従って、アクチュエータの振動部の振幅が大きいほど検出がしやすい。また、アクチュエータの振動部における残留振動の周波数によって逆起電力の大きさが変化する周期が変わる。従って、アクチュエータの振動部の周波数は逆起電力の周波数に対応する。ここで、共振周波数は、アクチュエータの振動部と振動部に接する媒体との共振状態における周波数をいう。
共振周波数ｆｓを得るために、振動部と媒体とが共振状態であるときの逆起電力測定によって得られた波形をフーリエ変換する。アクチュエータの振動は、一方向だけの変形ではなく、たわみや伸長等様々な変形をともなうので、共振周波数ｆｓを含め様々な周波数を有する。よって、圧電素子と媒体とが共振状態であるときの逆起電力の波形をフーリエ変換し、最も支配的な周波数成分を特定することで、共振周波数ｆｓを判断する。
周波数ｆｍは、媒体のアドミッタンスが極大またはインピーダンスが極小であるときの周波数である。共振周波数ｆｓとすると、周波数ｆｍは、媒体の誘電損失または機械的損失などによって、共振周波数ｆｓに対しわずかな誤差を生ずる。しかし、実測される周波数ｆｍから共振周波数ｆｓを導出することは手間がかかるため、一般には、周波数ｆｍを共振周波数に代えて使用する。ここで、アクチュエータ１０６の出力を伝送回路に入力することで、アクチュエータ１０６は少なくとも音響インピーダンスを検出することができる。
媒体のインピーダンス特性またはアドミッタンス特性を測定し周波数ｆｍを測定する方法と、アクチュエータの振動部における残留振動振動によって生ずる逆起電力を測定することによって共振周波数ｆｓを測定する方法と、によって特定される共振周波数に差がほとんど無いことが実験によって証明されている。
アクチュエータ１０６の振動領域は、振動板１７６のうち開口１６１によって決定されるキャビティ１６２を構成する部分である。インク容器内に液体が充分に収容されている場合には、キャビティ１６２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ャビティに残った液体と接するか、あるいは液体と接触せず、気体または真空と接触する。
本発明のアクチュエータ１０６にはキャビティ１６２が設けられ、それによって、アクチュエータ１０６の振動領域に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。
アクチュエータのインク容器への取り付け位置や取り付け角度によっては、インク容器内の液体の液面がアクチュエータの装着位置よりも下方にあるにもかかわらず、アクチュエータの振動領域に液体が付着してしまう場合がある。振動領域における液体の有無だけでアクチュエータが液体の有無を検出している場合には、アクチュエータの振動領域に付着した液体が液体の有無の正確な検出を妨げる。
たとえば、液面がアクチュエータの装着位置よりも下方にある状態のとき、キャリッジの往復移動などによりイ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、アクチュエータはイ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ャ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、アクチュエータの誤動作を防止することができる。このように、キャビティを有するアクチュエータを用いることで、誤動作を防ぐことができる。
また、図１０（Ｅ）に示すように、インク容器内に液体が無く、アクチュエータ１０６のキャビティ１６２にイ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、キャビティ１６２の周辺に液体が無く、この閾値よりキャビティ内の液体が少ない場合は、インク無しと判断し、キャビティ１６２の周辺に液体が有り、この閾値より液体が多い場合は、インク有りと判断する。例えば、アクチュエータ１０６を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アクチュエータの装着位置よりも下にある場合をインク無しと判断し、インク容器内の液体がアクチュエータの装着位置より上にある場合をインク有りと判断する。このように閾値を設定することによって、キャビティ内のインクが乾燥してインクが無くなったときであってもインク無しと判断し、キャビティ内のインクが無くなったところにキャリッジの揺れなどで再度インクがキャビティに付着しても閾値を越えないので、インク無しと判断することができる。
ここで、図９Ａ、図９Ｂ、図９Ｃおよび図１０を参照しながら逆起電力の測定による媒体とアクチュエータ１０６の振動部との共振周波数から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。アクチュエータ１０６において、上部電極端子１６８および下部電極端子１７０を介して、それぞれ上部電極１６４および下部電極１６６に電圧を印加する。圧電層１６０のうち、上部電極１６４および下部電極１６６に挟まれた部分には電界が生じる。その電界によって、圧電層１６０は変形する。圧電層１６０が変形することによって振動板１７６のうちの振動領域がたわみ振動する。圧電層１６０が変形した後しばらくは、たわみ振動がアクチュエータ１０６の振動部に残留する。
残留振動は、アクチュエータ１０６の振動部と媒体との自由振動である。従って、圧電層１６０に印加する電圧をパルス波形あるいは矩形波とすることで、電圧を印加した後に振動部と媒体との共振状態を容易に得ることができる。残留振動は、アクチュエータ１０６の振動部を振動させるため、圧電層１６０をも変形する。従って、圧電層１６０は逆起電力を発生する。その逆起電力は、上部電極１６４、下部電極１６６、上部電極端子１６８および下部電極端子１７０を介して検出される。検出された逆起電力によって、共振周波数が特定できるため、イ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ｆｓは、
ｆｓ＝１／（２＊π＊（Ｍ＊Ｃａｃｔ）１／２）                （式１）
で表される。ここで、Ｍは振動部のイナータンスＭａｃｔと付加イナータンスＭ’との和である。Ｃａｃｔは振動部のコンプライアンスである。
図９Ｃは、本実施形態において、キャビティにインクが残存していないときのアクチュエータ１０６の断面図である。図１０（Ａ）および図１０（Ｂ）は、キャビティにインクが残存していないときのアクチュエータ１０６の振動部およびキャビティ１６２の等価回路である。
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１０（Ａ）に示すように、
0003824216.tif 000002
と表される。ここで、Ｍｐｚｔは、振動部における圧電層１６０の厚さと圧電層１６０の密度との積を圧電層１６０の面積で除したものである。Ｍｅｌｅｃｔｒｏｄｅ１は、振動部における上部電極１６４の厚さと上部電極１６４の密度との積を上部電極１６４の面積で除したものである。Ｍｅｌｅｃｔｒｏｄｅ２は、振動部における下部電極１６６の厚さと下部電極１６６の密度との積を下部電極１６６の面積で除したものである。Ｍｖｉｂは、振動部における振動板１７６の厚さと振動板１７６の密度との積を振動板１７６の振動領域の面積で除したものである。ただし、Ｍａｃｔを振動部全体としての厚さ、密度および面積から算出することができるように、本実施形態では、圧電層１６０、上部電極１６４、下部電極１６６および振動板１７６の振動領域のそれぞれの面積は、上述のような大小関係を有するものの、相互の面積の差は微小であることが好ましい。また、本実施形態において、圧電層１６０、上部電極１６４および下部電極１６６においては、それらの主要部である円形部分以外の部分は、主要部に対して無視できるほど微小であることが好ましい。
従って、アクチュエータ１０６において、Ｍａｃｔは、上部電極１６４、下部電極１６６、圧電層１６０および振動板１７６のうちの振動領域のそれぞれのイナータンスの和である。また、コンプライアンスＣａｃｔは、上部電極１６４、下部電極１６６、圧電層１６０および振動板１７６のうちの振動領域によって形成される部分のコンプライアンスである。
尚、図１０（Ａ）、（Ｂ）、（Ｄ）、（Ｆ）は、アクチュエータ１０６の振動部およびキャビティ１６２の等価回路を示すが、これらの等価回路において、Ｃａｃｔはアクチュエータ１０６の振動部のコンプライアンスを示す。Ｃｐｚｔ、Ｃｅｌｅｃｔｒｏｄｅ１、Ｃｅｌｅｃｔｒｏｄｅ２およびＣｖｉｂはそれぞ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。Ｃａｃｔは、以下の式３で表される。
0003824216.tif 000003
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。
コンプライアンスＣａｃｔは、振動部の単位面積に圧力をかけたときの変形によって媒体を受容できる体積を表す。また、コンプライアンスＣａｃｔは、変形のし易さを表すといってもよい。
図１０（Ｃ）は、インク容器に液体が十分に収容され、アクチュエータ１０６の振動領域の周辺に液体が満たされている場合のアクチュエータ１０６の断面図を示す。図１０（Ｃ）のＭ’ｍａｘは、インク容器に液体が十分に収容され、アクチュエータ１０６の振動領域の周辺に液体が満たされている場合の付加イナータンスの最大値を表す。Ｍ’ｍａｘは、
Ｍ’ｍａｘ＝（π＊ρ／（２＊ｋ３））＊（２＊（２＊ｋ＊ａ）３／（３＊π））／（π＊ａ２）２（式４）（ａは振動部の半径、ρは媒体の密度、ｋは波数である。）
で表される。尚、式４は、アクチュエータ１０６の振動領域が半径ａの円形である場合に成立する。付加イナータンスＭ’は、振動部の付近にある媒体の作用によって、振動部の質量が見かけ上増加していることを示す量である。式４からわかるように、Ｍ’ｍａｘは振動部の半径ａと、媒体の密度ρとによって大きく変化する。
波数ｋは、
ｋ＝２＊π＊ｆａｃｔ／ｃ                                    （式５）
（ｆａｃｔは液体が触れていないときの振動部の共振周波数である。ｃは媒体中を伝播する音響の速度である。）
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、アクチュエータ１０６の振動領域の周辺に液体が満たされている図１０（Ｃ）の場合のアクチュエータ１０６の振動部およびキャビティ１６２の等価回路を示す。
図１０（Ｅ）は、インク容器の液体が消費され、アクチュエータ１０６の振動領域の周辺に液体が無いものの、アクチュエータ１０６のキャビティ１６２内には液体が残存している場合のアクチュエータ１０６の断面図を示す。式４は、例えば、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ρなどから決定される最大のイナータンスＭ’ｍａｘを表す式である。一方、インク容器内の液体が消費され、キャビティ１６２内に液体が残留しつつアクチュエータ１０６の振動領域の周辺にある液体が気体または真空になった場合には、
Ｍ’＝ρ＊ｔ／Ｓ                                            （式６）
と表せる。ｔは、振動にかかわる媒体の厚さである。Ｓは、アクチュエータ１０６の振動領域の面積である。この振動領域が半径ａの円形の場合は、Ｓ＝π＊ａ２である。従って、付加イナータンスＭ’は、インク容器に液体が十分に収容され、アクチュエータ１０６の振動領域の周辺に液体が満たされている場合には、式４に従う。一方で、液体が消費され、キャビティ１６２内に液体が残留しつつアクチュエータ１０６の振動領域の周辺にある液体が気体または真空になった場合には、式６に従う。
ここで、図１０（Ｅ）のように、インク容器の液体が消費され、アクチュエータ１０６の振動領域の周辺に液体が無いものの、アクチュエータ１０６のキャビティ１６２内には液体が残存している場合の付加イナータンスＭ’を便宜的にＭ’ｃａｖとし、アクチュエータ１０６の振動領域の周辺に液体が満たされている場合の付加イナータンスＭ’ｍａｘと区別する。
図１０（Ｆ）は、インク容器の液体が消費され、アクチュエータ１０６の振動領域の周辺に液体が無いものの、アクチュエータ１０６のキャビティ１６２内には液体が残存している図１０（Ｅ）の場合のアクチュエータ１０６の振動部およびキャビティ１６２の等価回路を示す。
ここで、媒体の状態に関係するパラメータは、式６において、媒体の密度ρおよび媒体の厚さｔである。インク容器内に液体が充分に収容されている場合は、アクチュエータ１０６の振動部に液体が接触し、インク容器内に液体が充分に収容されていない場合は、キャビティ内部に液体が残存するか、もしくはアクチュエータ１０６の振動部に気体または真空が接触する。アクチュエータ１０６の周辺の液体が消費され、図１０（Ｃ）のＭ’ｍａｘから図１０（Ｅ）のＭ’ｃａｖへ移行する過程における付加イナータンスをＭ’ｖａｒとすると、インク容器内の液体の収容状態によって、媒体の密度ρや媒体の厚さｔが変化するため、付加イナータンスＭ’ｖａｒが変化し、共振周波数ｆｓも変化することになる。従って、共振周波数ｆｓを特定することによって、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Ｍ’ｃａｖを表すと、式６のｔにキャビティの深さｄを代入し、
Ｍ’ｃａｖ＝ρ＊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ρが異なるため、付加イナータンスＭ’が変化し、共振周波数ｆｓも変化する。従って、共振周波数ｆｓを特定することで、液体の種類を検出できる。  尚、アクチュエータ１０６の振動部にインクまたは空気のいずれか一方のみが接触し、混在していない場合には、式４によって計算しても、Ｍ’の相違を検出できる。
図１１Ａ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ｆｓとの関係を示すグラフである。ここでは液体の１例としてインクについて説明する。縦軸は、共振周波数ｆｓを示し、横軸は、インク量を示す。インク組成が一定であるとき、インク残量の低下に伴い、共振周波数ｆｓは、上昇する。
インク容器にインクが十分に収容され、アクチュエータ１０６の振動領域の周辺にインクが満たされている場合には、その最大付加イナータンスＭ’ｍａｘは式４に表わされる値となる。一方で、インクが消費され、キャビティ１６２内に液体が残留しつつアクチュエータ１０６の振動領域の周辺にインクが満たされていないときには、付加イナータンスＭ’ｖａｒは、媒体の厚さｔに基づいて式６によって算出される。式６中のｔは振動にかかわる媒体の厚さであるから、アクチュエータ１０６のキャビティ１６２のｄ（図９Ｂ参照）を小さく、即ち、基板１７８を十分に薄くすることによって、インクが徐々に消費されていく過程を検出することもできる（図１０（Ｃ）参照）。ここで、ｔｉｎｋは振動にかかわるインクの厚さとし、ｔｉｎｋ−ｍａｘはＭ’ｍａｘにおけるｔｉｎｋとする。例えば、インクカートリッジの底面にアクチュエータ１０６をインクの液面に対してほぼ水平に配備する。インクが消費され、インクの液面がアクチュエータ１０６から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ｆｓが徐々に変化する。従って、インクの液面がｔの範囲内にある限り、アクチュエータ１０６はインクの消費状態を徐々に検出することができる。
また、アクチュエータ１０６の振動領域を大きくまたは長くし、かつ縦に配置することによってインクの消費による液面の位置にしたがって、式６中のＳが変化する。従って、アクチュエータ１０６はインクが徐々に消費されていく過程を検出することもできる。例えば、インクカートリッジの側壁にアクチュエータ１０６をインクの液面に対してほぼ垂直に配備する。インクが消費され、インクの液面がアクチュエータ１０６の振動領域に達すると、液位の低下に伴い付加イナータンスＭ’が減少するので、式１により共振周波数ｆｓが徐々に増加する。従って、インクの液面が、キャビティ１６２の径２ａ（図１０（Ｃ）参照）の範囲内にある限り、アクチュエータ１０６はインクの消費状態を徐々に検出することができる。
図１１Ａの曲線Ｘは、アクチュエータ１０６のキャビティ１６２を十分に浅くした場合や、アクチュエータ１０６の振動領域を十分に大きくまたは長くした場合のインク容器内に収容されたインクの量とインクおよび振動部の共振周波数ｆｓとの関係を表わしている。インク容器内のインクの量が減少するとともに、インクおよび振動部の共振周波数ｆｓが徐々に変化していく様子が理解できる。
より詳細には、インクが徐々に消費されていく過程を検出することができる場合とは、アクチュエータ１０６の振動領域の周辺において、互いに密度が異なる液体と気体とがともに存在し、かつ振動にかかわる場合である。インクが徐々に消費されていくに従って、アクチュエータ１０６の振動領域周辺において振動にかかわる媒体は、液体が減少する一方で気体が増加する。例えば、アクチュエータ１０６をインクの液面に対して水平に配備した場合であって、ｔｉｎｋがｔｉｎｋ−ｍａｘより小さいときには、アクチュエータ１０６の振動にかかわる媒体はインクと気体との両方を含む。したがって、アクチュエータ１０６の振動領域の面積Ｓとすると、式４のＭ’ｍａｘ以下になった状態をインクと気体の付加質量で表すと、
0003824216.tif 000004
となる。ここで、Ｍ’ａｉｒは空気のイナータンスであり、Ｍ’ｉｎｋはインクのイナータンスである。ρａｉｒは空気の密度であり、ρｉｎｋはインクの密度である。ｔａｉｒは振動にかかわる空気の厚さであり、ｔｉｎｋは振動にかかわるインクの厚さである。アクチュエータ１０６の振動領域周辺における振動にかかわる媒体のうち、液体が減少して気体が増加するに従い、アクチュエータ１０６がインクの液面に対しほぼ水平に配備されている場合には、ｔａｉｒが増加し、ｔｉｎｋが減少する。それによって、Ｍ’ｖａｒが徐々に減少し、共振周波数が徐々に増加する。よって、インク容器内に残存しているインクの量またはインクの消費量を検出することができる。尚、式７において液体の密度のみの式となっているのは、液体の密度に対して、空気の密度が無視できるほど小さい場合を想定しているからである。
アクチュエータ１０６がインクの液面に対しほぼ垂直に配備されている場合には、アクチュエータ１０６の振動領域のうち、アクチュエータ１０６の振動にかかわる媒体がインクのみの領域と、アクチュエータ１０６の振動にかかわる媒体が気体の領域との並列の等価回路（図示せず）と考えられる。アクチュエータ１０６の振動にかかわる媒体がインクのみの領域の面積をＳｉｎｋとし、アクチュエータ１０６の振動にかかわる媒体が気体のみの領域の面積をＳａｉｒとすると、
0003824216.tif 000005
となる。
尚、式９は、アクチュエータ１０６のキャビティにインクが保持されない場合に適用される。アクチュエータ１０６のキャビティにインクが保持される場合については、式７、式８および式９によって計算することができる。
一方、基板１７８が厚く、即ち、キャビティ１６２の深さｄが深く、ｄが媒体の厚さｔｉｎｋ−ｍａｘに比較的近い場合や、インク容器の高さに比して振動領域が非常に小さいアクチュエータを用いる場合には、実際上はインクが徐々に減少する過程を検出するというよりはインクの液面がアクチュエータの装着位置より上位置か下位置かを検出することになる。換言すると、アクチュエータの振動領域におけるインクの有無を検出することになる。例えば、図１１Ａ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インクの量とインクおよび振動部の共振周波数ｆｓとの関係を示す。インク容器内のインクの液面がアクチュエータの装着位置を通過する前後におけるインク量Ｑの間で、インクおよび振動部の共振周波数ｆｓが激しく変化している様子が示される。このことから、インク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。
アクチュエータ１０６を用いて液体の有無を検出する方法は、振動板１７６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ェ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、導電性によりインク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るが、アクチュエータ１０６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、単一のアクチュエータ１０６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イ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１６０の振動周波数を非可聴領域に設定することで、アクチュエータ１０６の動作中に発生する音を静かにすることができる。
図１１Ｂは、図１１Ａの曲線Ｙにおけるインクの密度とインクおよび振動部の共振周波数ｆｓとの関係を示す。液体の例としてインクを挙げている。図１１Ｂに示すように、インク密度が高くなると、付加イナータンスが大きくなるので共振周波数ｆｓが低下する。すなわち、インクの種類によって共振周波数ｆｓが異なる。したがって共振周波数ｆｓを測定することによって、インクを再充填する際に、密度の異なったインクが混入されていないか確認することができる。
つまり、互いに種類の異なるインクを収容するイ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アクチュエータ１０６のキャビティ１６２内に液体が残存するようにキャビティのサイズと形状を設定した時の、液体の状態を正確に検出できる条件を詳述する。アクチュエータ１０６は、キャビティ１６２内に液体が満たされている場合に液体の状態を検出できれば、キャビティ１６２内に液体が満たされていない場合であっても液体の状態を検出できる。
共振周波数ｆｓは、イナータンスＭの関数である。イナータンスＭは、振動部のイナータンスＭａｃｔと付加イナータンスＭ’との和である。ここで、付加イナータンスＭ’が液体の状態と関係する。付加イナータンスＭ’は、振動部の付近にある媒体の作用によって振動部の質量が見かけ上増加していることを示す量である。即ち、振動部の振動によって見かけ上媒体を吸収することによる振動部の質量の増加分をいう。
従って、Ｍ’ｃａｖが式４におけるＭ’ｍａｘよりも大きい場合には、見かけ上吸収する媒体は全てキャビティ１６２内に残存する液体である。よって、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ｆｓも変化しない。従って、アクチュエータ１０６は、イ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ャビティ１６２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ｆｓが変化する。従って、アクチュエータ１０６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、アクチュエータ１０６のキャビティ１６２内に液体が残存する場合に、アクチュエータ１０６が液体の状態を正確に検出できる条件は、Ｍ’ｃａｖがＭ’ｍａｘよりも小さいことである。尚、アクチュエータ１０６が液体の状態を正確に検出できる条件Ｍ’ｍａｘ＞Ｍ’ｃａｖは、キャビティ１６２の形状にかかわらない。
ここで、Ｍ’ｃａｖは、キャビティ１６２の容量とほぼ等しい容量の液体の質量である。従って、Ｍ’ｍａｘ＞Ｍ’ｃａｖの不等式から、アクチュエータ１０６が液体の状態を正確に検出できる条件は、キャビティ１６２の容量の条件として表すことができる。例えば、円形状のキャビティ１６２の開口１６１の半径をａとし、およびキャビティ１６２の深さをｄとすると、
Ｍ’ｍａｘ＞ρ＊ｄ／πａ２                                  （式１０）
である。式１０を展開すると
ａ／ｄ＞３＊π／８                                          （式１１）
という条件が求められる。尚、式１０、式１１は、キャビティ１６２の形状が円形の場合に限り成立する。円形でない場合のＭ’ｍａｘの式を用い、式１０中のπａ２をその面積と置き換えて計算すれば、キャビティの幅および長さ等のディメンジョンと深さとの関係が導き出せる。
従って、式１１を満たす開口１６１の半径ａおよびキャビティ１６２の深さｄであるキャビティ１６２を有するアクチュエータ１０６であれば、インク容器内の液体が空の状態であって、かつキャビティ１６２内に液体が残存する場合であっても、誤作動することなく液体の状態を検出できる。
付加イナータンスＭ’は音響インピーダンス特性にも影響するので、残留振動によりアクチュエータ１０６に発生する逆起電力を測定する方法は、少なくとも音響インピーダンスの変化を検出しているともいえる。
また、本実施形態によれば、アクチュエータ１０６が振動を発生してその後の残留振動によりアクチュエータ１０６に発生する逆起電力を測定している。しかし、アクチュエータ１０６の振動部が駆動電圧による自らの振動によって液体に振動を与えることは必ずしも必要ではない。即ち、振動部が自ら発振しなくても、それと接触しているある範囲の液体と共に振動することで、圧電層１６０がたわみ変形する。この残留振動が圧電層１６０に逆起電力電圧を発生させ、上部電極１６４および下部電極１６６にその逆起電力電圧を伝達する。この現象を利用することで媒体の状態を検出してもよい。例えば、インクジェット記録装置において、記録時における記録ヘッドの走査によるキャリッジの往復運動による振動によって発生するアクチュエータの振動部の周囲の振動を利用してインク容器またはその内部のインクの状態を検出してもよい。
図１２Ａおよび図１２Ｂは、アクチュエータ１０６を振動させた後の、アクチュエータ１０６の残留振動の波形と残留振動の測定方法とを示す。インクカートリッジ内のアクチュエータ１０６の装着位置レベルにおけるインク液位の上下は、アクチュエータ１０６が発振した後の残留振動の周波数変化や、振幅の変化によって検出することができる。図１２Ａおよび図１２Ｂにおいて、縦軸はアクチュエータ１０６の残留振動によって発生した逆起電力の電圧を示し、横軸は時間を示す。アクチュエータ１０６の残留振動によって、図１２Ａおよび図１２Ｂに示すように電圧のアナログ信号の波形が発生する。次に、アナログ信号を、信号の周波数に対応するデジタル数値に変換する。
図１２Ａおよび図１２Ｂ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、アクチュエータ１０６が発振した後、予め設定された所定の基準電圧を低電圧側から高電圧側へ横切る回数をカウントする。デジタル信号を４カウントから８カウントまでの間をＨｉｇｈとし、所定のクロックパルスによって４カウントから８カウントまでの時間を計測する。
図１２Ａはアクチュエータ１０６の装着位置レベルよりも上位にインク液面があるときの波形である。一方、図１２Ｂはアクチュエータ１０６の装着位置レベルにおいてインクが無いときの波形である。図１２Ａと図１２Ｂとを比較すると、図１２Ａの方が図１２Ｂよりも４カウントから８カウントまでの時間が長いことがわかる。換言すると、インクの有無によって４カウントから８カウントまでの時間が異なる。この時間の相違を利用して、インクの消費状態を検出することができる。アナログ波形の４カウント目から数えるのは、アクチュエータ１０６の振動が安定してから計測をはじめるためである。４カウント目からとしたのは単なる一例であって、任意のカウントから数えてもよい。ここでは、４カウント目から８カウント目までの信号を検出し、所定のクロックパルスによって４カウント目から８カウント目までの時間を測定する。それによって、共振周波数を求める。クロックパルスは、インクカートリッジに取り付けられる半導体記憶装置等を制御するためのクロックと等しいクロックのパルスであることが好ましい。尚、８カウント目までの時間を測定する必要は無く、任意のカウントまで数えてもよい。図１２Ａ、図１２Ｂ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、インクの品質が安定していてピークの振幅の変動が小さい場合には、検出の速度を上げるために４カウント目から６カウント目までの時間を検出することにより共振周波数を求めてもよい。また、インクの品質が不安定でパルスの振幅の変動が大きい場合には、残留振動を正確に検出するために４カウント目から１２カウント目までの時間を検出してもよい。
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、アクチュエータ１０６が発振した後、所定期間だけデジタル信号をＨｉｇｈとし、所定の基準電圧を低電圧側から高電圧側へ横切る回数をカウントする。そのカウント数を計測することによってインクの有無を検出できるのである。
さらに、図１２Ａおよび図１２Ｂを比較して分かるように、インクがインクカートリッジ内に満たされている場合とインクがインクカートリッジ内に無い場合とでは、逆起電力波形の振幅が異なる。従って、共振周波数を求めることなく、逆起電力波形の振幅を測定することによっても、インクカートリッジ内のインクの消費状態を検出してもよい。より詳細には、例えば、図１２Ａの逆起電力波形の頂点と図１２Ｂの逆起電力波形の頂点との間に基準電圧を設定する。アクチュエータ１０６が発振した後、所定時間にデジタル信号をＨｉｇｈ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１３は、本発明の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。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７５２に吐出して記録する記録ヘッド７０２と、記録ヘッド７０２を記録用紙７５２の幅方向（主走査方向）に往復移動させるキャリッジ７００と、キャリッジ７００に装着され、記録ヘッド７０２にインクを供給するインクカートリッジ７０１とを有する。キャリッジ７００はキャリッジ駆動モータ７１６に接続されている。キャリッジ駆動モータ７１６を駆動することによりキャリッジ７００及び記録ヘッド７０２が記録用紙７５２の幅方向に往復移動する。キャリッジモータ制御手段７２２は、制御手段７３０からの制御を受けてキャリッジ駆動モータ７１６を制御して、キャリッジ７００を印刷のために往復移動させる他、吐出回復操作時には記録ヘッド７０２をキャップ７１２の位置に移動させる。
インクジェット記録装置は、記録用紙７５２を記録ヘッド７０２の走査方向と垂直に移動させて記録ヘッド７０２に給紙し又は記録ヘッドから記録用紙７５２を排紙する紙送り機構７５０を更に備える。紙送り機構７５０は、給排紙駆動手段７４８によって駆動される。給排紙制御手段７４６は、制御手段７３０の制御信号に基づいて給排紙駆動手段７４８を制御して給紙又は排紙を実行する。
更にインクカートリッジ７０１には、インクカートリッジ７０１内のインク消費状態を検出するためのアクチュエータ１０６が装着されている。アクチュエータ１０６は、図９Ａ、図９Ｂ、図９Ｃに示した形態のアクチュエータを用いることが好ましい。アクチュエータ１０６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７２６に出力され、インク残量検出判定手段７２６はアクチュエータ１０６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７２６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インク量から記録装置全体で消費したインク量を積算する。インク残量検出判定手段７２６は、積算して得たインク量をアクチュエータ１０６の検出結果に基づき補正してインクカートリッジ７０１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７２６は、インクカートリッジ７０１内にインクが無いことを判定すると、提示処理部７３６に対してインク無しを提示させる。提示処理部７３６は、インク容器１内の液体の有無を検出したアクチュエータ１０６に対応する情報を提示する。情報の提示には、ディスプレイおよびスピーカが用いられる。
インクカートリッジ７０１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イ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７３８に接続される。読出し・書込み制御手段７３８は、フレキシブルケーブル７４０により制御装置７３０に接続されている。制御手段７３０は、インク残量検出判定手段７２６がアクチュエータ１０６を駆動して検出したインクカートリッジ７０１内のインク残量の情報を読出し・書込み手段７３８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７２０は、キャリッジ７００のインクカートリッジ７０１が対向する位置、この実施形態ではキャリッジ７００のカートリッジ受け面にインクカートリッジ７０１により押圧操作されるスイッチ７１４からの信号を受けてインクカートリッジ７０１の装着、及び取り外しを検出する。
インクジェット記録装置は、非記録領域に記録ヘッド７０２を封止するキャップ７１２を搭載する。キャップ７１２は、吸引ポンプ７１８にチューブを介して接続され、負圧の供給を受けて記録ヘッド７０２の全ノズルからインクを吐出することで記録ヘッド７０２のノズル開口をクリーニングする。吸引制御手段７２８は、制御手段７３０による制御を受けて記録ヘッド７０２をキャップ７１２により封止させ、ポンプ駆動手段７４４により吸引ポンプ７１８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ヘッド７０２からインクを強制的に排出させる。更に、吸引制御手段７２８は、インクカートリッジ７０１が交換されたときに、インクカートリッジ７０１から記録ヘッド７０２へインクを吸引することにより記録ヘッド７０２にインクを充填して記録ヘッド７０２を印刷可能な状態にする。
記録・フラッシング制御手段７２４は、ヘッド駆動手段７４２により記録ヘッド７０２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７２４はキャッピング等のフラッシング位置に存在する記録ヘッド７０２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インクをイ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ヘッド７０２のノズル開口部の目詰まり等を洗い流すことができる。
インクジェット記録装置は、インクジェット記録装置を外部から操作するための操作パネル７０４を備える。操作パネル７０４には、電源スイッチ７０６をオン−オフする電源スイッチ７０６、インクカートリッジ７０１を交換する指令を操作するインクカートリッジ交換指令スイッチ７０８、記録ヘッド７０２をクリーニングする指令を操作するヘッドクリーニング指令スイッチ７１０が配置されている。電源遮断検出手段７３４は、電源スイッチ７０６のオン−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、電源スイッチ７０６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７３０は、操作パネル７０４のインクカートリッジ交換指令スイッチ７０８、クリーニング指令スイッチ７１０、電源遮断検出手段７３４、及びインク残量検出判定手段７２６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、インク残量チェック処理、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７３０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、アクチュエータ１０６を駆動させてインク残量検出判定手段７２６にインク消費量を判定させてインク消費量の情報を半導体記憶手段７に書込む。
次にインクジェット記録装置の動作について説明する。電源スイッチ７０６の操作により電源が投入されると、制御手段７３０は半導体記憶手段７からインクカートリッジ７０１内のインク消費量の情報を読み出す。次に、記録ヘッド７０２のクリーニングが必要か判断し、ヘッドのメンテナンスの必要がある場合はヘッドクリーニングなどの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。メンテナンス終了後、制御手段７３０は、インク残量検出判定手段７２６を制御してアクチュエータ１０６を駆動させ、インクカートリッジ７０１内のインク残量を検出する。
キャリッジ７００及び記録ヘッド７０２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７３０はインク残量検出判定手段７２６を制御してアクチュエータ１０６を駆動させてインクカートリッジ７０１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７３０の制御に基づいて記録ヘッド７０２により印刷が行われる。印刷期間中に記録ヘッド７０２から吐出されたインク滴は、インク残量検出判定手段７２６によりインク消費量として積算される。
制御手段７３０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７２６を制御してアクチュエータ１０６を駆動させてインクカートリッジ７０１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７３０はキャリッジ７００を移動することにより記録ヘッド７０２をキャップ７１２の位置にセットし、記録ヘッド７０２の保守動作を実施する。制御手段７３０は、保守動作として記録フラッシング制御手段７２４によりヘッド駆動手段７４２を駆動して所定インク滴数のインクを記録ヘッド７０２から吐出させる。このフラッシング動作により記録ヘッド７０２のノズル開口近傍で増粘しているイ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７２６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っ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、記録ヘッド７０２の保守動作としてクリー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７１０の操作により、制御手段７３０は記録ヘッド７０２をキャップ７１２の位置に移動させた後、吸引ポンプ７１８を駆動して記録ヘッド７０２からインクを吸引する。吸引ポンプ７１８により記録ヘッド７０２のノズル開口に負圧が作用し、記録ヘッド７０２内のインクが強制的にキャップ７１２に排出されて記録ヘッド７０２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７２６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７２６は、クリーニング動作中にアクチュエータ１０６を駆動させてインクカートリッジ７０１内のインク残量を検出する。インク残量検出判定手段７２６は、アクチュエータ１０６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イッチ７０６がオフに操作されると、電源遮断検出手段７３４から電源が遮断されたことを示す信号が制御手段７３０に出力される。制御手段７３０は、キャリッジモータ制御手段７２２によりキャリッジ７００を移動させて記録ヘッド７０２をキャップ７１２によって封止させる。次に、インク残量検出判定手段７２６はアクチュエータ１０６を駆動させてインクカートリッジ７０１内のインク残量を検出する。制御手段７３０は、インク残量検出判定手段７２６が検出したインク消費量を読出し・書込み手段７３８によって半導体記憶手段７に書込む。イ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７３４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７０２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７５２の給排紙時、記録ヘッド７０２の保守動作時において、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７００及び記録ヘッド７０２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７００の移動によるインクカートリッジ７０１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。特に振動を用いてインク残量を検出するアクチュエータ１０６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、キャリッジ７００の停止状態時かつ記録ヘッド７０２の非記録状態時は、キャリッジ駆動モータ７１６及び記録ヘッド７０２を駆動するモータが停止しており、キャリッジ駆動モータ７１６及び記録ヘッド７０２を駆動するモータ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。
次に、図１４から図１９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７３０が実行する処理の流れを詳細に説明する。
図１４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（Ｓ１０）、制御手段７３０はインクカートリッジ７０１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（Ｓ１２）。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、これらのデータに基づいて制御手段７３０はインクカートリッジ７０１の使用が可能か否かを判断する。
次に、制御手段７３０は、ヘッドクリーニングなどのメンテナンスが必要か否かの判断をして（Ｓ１４）、メンテナンスの必要がなければ（Ｓ１４，ＮＯ）、インク残量検出判定手段７２６にインクカートリッジ７０１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、アクチュエータ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、アクチュエータ１０６が検出したイ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）。イ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（Ｓ２４）。
ヘッドのメンテナンスの必要がある場合は（Ｓ１４，ＹＥＳ）、ヘッドクリーニングなどのメンテナンスを行う（Ｓ１６）。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、記録ヘッド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Ｓ１６においてヘッ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、ヘッ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、ヘッドメンテナンスが終了すると（Ｓ１６）、制御手段７３０はインク残量検出判定手段７２６を用いてヘッ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（Ｓ１９）。更に、制御手段７３０はインク残量検出判定手段７２６にアクチュエータ１０６を用いたインクカートリッジ７０１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、アクチュエータ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、アクチュエータ１０６が検出したインク残量に基づいてヘッ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７００及び記録ヘッド７０２が停止した状態なので、インクカートリッジ７０１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、キャリッジ駆動モータ７１６及び記録ヘッド７０２を駆動するモータが停止しているので、キャリッジ駆動モータ７１６及び記録ヘッド７０２を駆動するモータ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、より正確にインク消費量を検出することができる。
図１５は、印刷時に制御手段７３０が行う処理（Ｓ１３０）の流れを示す。制御手段７３０は、待機状態（Ｓ３０）において、図示しないホスト装置から印刷データを受信すると（Ｓ３２）、その印刷データから印刷イメージを作成して記録ヘッド７０２を駆動して印刷イメージを記録用紙７５２上に印刷する（Ｓ３４）。制御手段７３０は、印刷実行中にインク残量検出判定手段７２６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７０１内のインク残量を計算させる（Ｓ３５）。具体的には、吐出したドット数と１ドットに使用されるインク量とを積算して使用インク量を算出し、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インク残量を計算させる。
印刷が終了して（Ｓ３６）、所定の時間が経過すると（Ｓ３８）、制御手段７３０はインク残量検出判定手段７２６にインクカートリッジ７０１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、アクチュエータ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（Ｓ４０）。そして、インク残量検出判定手段７２６はアクチュエータ１０６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（Ｓ４１）。その後、記録装置は印刷の待機状態に入る（Ｓ４４）。
印刷終了後の非記録状態時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７００及び記録ヘッド７０２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７００の移動によるインクカートリッジ７０１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。更に、キャリッジ７００の停止状態時かつ記録ヘッド７０２の非記録状態時は、キャリッジ駆動モータ７１６及び記録ヘッド７０２を駆動するモータが停止しており、キャリッジ駆動モータ７１６及び記録ヘッド７０２を駆動するモータ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１６は、記録ヘッド保守時の処理の流れを示す。制御手段７３０は、待機状態（Ｓ８０）において所定の時間が経過すると（Ｓ８２）、記録ヘッド７０２をキャップ７１２の位置に移動させてクリーニング動作を可能にする（Ｓ８４）。制御手段７３０は、記録ヘッド７０２をキャップ７１２の位置に移動させた後、吸引ポンプ７１８を駆動して記録ヘッド７０２からインクを吸引し、記録ヘッド７０２内のインクを強制的に排出する（Ｓ９８）。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７２６により算出され、インクカートリッジ７０１内のインク残量が算出される（Ｓ１００）。更に、インク残量検出判定手段７２６はクリーニング動作中にアクチュエータ１０６を駆動させてインクカートリッジ７０１内のインク残量を検出する（Ｓ１０２）。インク残量検出判定手段７２６は、アクチュエータ１０６が検出したイ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（Ｓ１０４）。その後、記録装置は印刷の待機状態に入る（Ｓ１０８）。
記録ヘッド７０２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７００及び記録ヘッド７０２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７０１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、キャリッジ駆動モータ７１６及び記録ヘッド７０２を駆動するモータが停止しており、キャリッジ駆動モータ７１６及び記録ヘッド７０２を駆動するモータ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、記録ヘッド７０２のクリーニングの際のイ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アクチュエータ１０６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、クリー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、クリーニング終了時における液面レベルを知ることができる。
図１７は、記録用紙７５２の給排紙時に制御手段７３０が行う処理の流れを示す。制御手段７３０は、待機状態（Ｓ５０）において、図示しないホスト装置から印刷データを受信すると（Ｓ５２）、その印刷データから印刷イメージを作成して記録ヘッド７０２を駆動して印刷イメージを用紙上に印刷する（Ｓ５４）。制御手段７３０は、印刷実行中にインク残量検出判定手段７２６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７０１内のインク残量を計算させる（Ｓ５５）。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（Ｓ５６）、改行操作、改頁操作、及び給排紙動作実行中に、制御手段７３０は、インク残量検出判定手段７２６を制御してアクチュエータ１０６を駆動させてインクカートリッジ７０１内のインク残量を検出する（Ｓ５８）。そして、インク残量検出判定手段７２６はアクチュエータ１０６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（Ｓ５９）。改行操作、改頁操作、及び給排紙動作が終了すると（Ｓ６２）、図１４に示した印刷時の制御手段の処理（Ｓ１３０）が印刷実行ステップ（Ｓ３４）から再開される。液体消費情報補正（Ｓ４１）が終了した後、記録装置は印刷の待機状態に入る（Ｓ７４）。
記録用紙７５２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７００及び記録ヘッド７０２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７０１内のインクが揺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、キャリッジ駆動モータ７１６及び記録ヘッド７０２を駆動するモータが停止しており、キャリッジ駆動モータ７１６及び記録ヘッド７０２を駆動するモータ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１８は、電源オフ時において制御手段７３０が行う処理の流れを示す。電源スイッチ７０６がオフに操作されると（Ｓ１１０）、制御手段７３０はキャリッジモータ制御手段７２２によりキャリッジ７００を移動させて記録ヘッド７０２をキャップ７１２によって封止させる（Ｓ１１２）。次に、インク残量検出判定手段７２６はアクチュエータ１０６を駆動させてインクカートリッジ７０１内のインク残量を検出する（Ｓ１１４）。その後、電源遮断手段７３４は記録装置全体への電力の供給を停止して（Ｓ１１８）処理を終了する（Ｓ１２０）。
電源オフ時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、インクカートリッジ７０１内のインクが揺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、キャリッジ駆動モータ７１６及び記録ヘッド７０２を駆動するモータが停止しており、キャリッジ駆動モータ７１６及び記録ヘッド７０２を駆動するモータ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１９は、電源オフ時に制御手段７３０が行う処理の流れの他の実施形態を示す。アクチュエータ１０６を駆動させてインクカートリッジ７０１内のインク残量を検出する（Ｓ１１４）処理までは、図１８の処理の流れと同様である。インク残量検出処理の後、制御手段７３０はインク残量検出判定手段７２６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（Ｓ１１６）。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７３４は、記録装置全体への電力の供給を停止して（Ｓ１１８）、処理を終了する（Ｓ１２０）。
電源オフ時にアクチュエータ１０６が検出したインクカートリッジ７０１内のイ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７０１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に格納されたイ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２０は、本実施形態の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。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ヘッド７０２と、記録ヘッド７０２を記録用紙の幅方向（主走査方向）に往復移動させるキャリッジ７００と、キャリッジ７００に装着され、記録ヘッド７０２にインクを供給するインクカートリッジ１８０とを有する。キャリッジ７００はキャリッジ駆動モータ７１６に接続されている。キャリッジ駆動モータ７１６を駆動することによりキャリッジ７００及び記録ヘッド７０２が記録用紙の幅方向に往復移動する。キャリッジモータ制御手段７２２は、制御手段７３０からの制御を受けてキャリッジ駆動モータ７１６を制御して、キャリッジ７００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ヘッド７０２をキャップ７１２の位置に移動させる。
更にインクカートリッジ１８０には、インクカートリッジ１８０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アクチュエータ１０６が装着されている。アクチュエータ１０６は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ッジ１８０内のインク残量を検出することができる。圧電装置はアクチュエータ１０６の形態に限られず、他の形態のセンサを用いてもよい。アクチュエータ１０６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７２６に出力され、インク残量検出判定手段７２６はアクチュエータ１０６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７２６は、インクカートリッジ１８０内にインクが無いことを判定すると、提示処理部７３６に対してインク無しを提示させる。提示処理部７３６は、インク容器１内の液体の有無を検出したアクチュエータ１０６に対応する情報を提示する。情報の提示には、ディスプレイおよびスピーカが用いられる。
インクジェット記録装置は、非記録領域に記録ヘッド７０２を封止するキャップ７１２を搭載する。キャップ７１２は、吸引ポンプ７１８にチューブを介して接続され、負圧の供給を受けて記録ヘッド７０２の全ノズルからインクを吐出することで記録ヘッド７０２のノズル開口をクリーニングする。吸引制御手段７２８は、制御手段７３０による制御を受けてキャリッジモータ制御手段７２２を制御することにより記録ヘッド７０２をキャップ７１２の位置に移動してキャップ７１２により封止させ、ポンプ駆動手段７４４により吸引ポンプ７１８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ヘッド７０２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７２４は、ヘッド駆動手段７４２により記録ヘッド７０２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７２４はキャップ７１２の位置に移動された記録ヘッド７０２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インクをイ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ヘッド７０２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７３０は、インク残量検出判定手段７２６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２０に示したインクジェッ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。インクジェット記録装置に装着されたインクカートリッジ１８０内のインクＫが消費されて、アクチュエータ１０６の装着位置よりインクの液面が低くなったときに、アクチュエータ１０６は、インクカートリッジ１８０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７２６に通知する。
しかし、アクチュエータ１０６がインクエンドを検出したときに、必ずしもインクカートリッジ１８０内のインクＫが消費され尽くしたわけでなくて、アクチュエータ１０６の装着位置より下にはインクＫが多少残っていることがある。アクチュエータ１０６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１８０内に残されたインクＫを有効に利用するために、本実施形態はインクカートリッジ１８０を移動することによりインクカートリッジ１８０内のインクＫを揺り動かす。このインクＫが揺れ動いている状態においてアクチュエータ１０６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１８０内にインクＫが残っていればインクＫの存在を検出して残されたイ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インクＫが溜まっていたり、固まっていたりするために実際より少ない量のインクＫをアクチュエータ１０６が検出してインクエンドを通知することがある。そのときにインクカートリッジ１８０を揺り動かして撹拌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、アクチュエータ１０６がインクカートリッジ１８０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７２６は制御手段７３０にインクエンドを通知する。すると制御手段７３０はキャリッジモータ制御手段７２２を制御してキャリッジ駆動モータ７１６を駆動し、キャリッジ７００を所定の時間移動する。キャリッジ７００に装着されたインクカートリッジ１８０は、キャリッジ７００と共に移動するので、インクカートリッジ１８０内のインクＫが振り動かされる。インクカートリッジ１８０を揺り動かすことによってインクＫの液位がアクチュエータ１０６の装着位置より高くなることがある。このキャリッジ７００の移動中にアクチュエータ１０６によってイ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１８０内にインクＫが存在すると、アクチュエータ１０６はインクカートリッジ１８０内にインクＫが有ることを検出することができる。
キャリッジ７００を移動する際に、キャリッジ７００の移動速度は通常のキャリッジ７００の記録時の移動速度より速いことが好ましい。速い速度でキャリッジ７００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１８０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、インクカートリッジ１８０内のインクを有効に利用することができる。
更に、アクチュエータ１０６がインクカートリッジ１８０内にインク無しを検出したときにキャリッジ７００を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Ｋを撹拌してインクカートリッジ１８０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７００を移動する際に、キャリッジ７００の移動速度は通常のキャリッジ７００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１８０内のインクを撹拌することができる。
また、キャリッジ７００を移動中にインクＫの消費状態を複数回検出して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インクカートリッジ１８０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カートリッジ１８０内にインクＫがあるときにインクＫの存在を検出することができる。また、キャリッジ７００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１８０内にインク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、アクチュエータの場合、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、キャリッジ７００の移動終了後、所定の時間が経過してからアクチュエータ１０６を用いてインクカートリッジ１８０内のインク残量を測定してもよい。この場合、アクチュエータ１０６は、インクカートリッジ１８０内のインクＫの液面が静止してからインク残量を検出するのでインク残量を正確に検出することができる。更に記録ヘッド１８０及びキャリッジ７００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インク残量を検出することができる。キャリッジ７００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７００を移動する目的は、インクカートリッジ１８０内のインクＫを撹拌してインクカートリッジ１８０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、溶かすことによって利用できるインクの量を増やすことにある。
また、キャリッジ７００の移動とアクチュエータ１０６によるイ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７００の移動とアクチュエータ１０６のインク残量検出のサイクルを複数回実行して１回でもアクチュエータ１０６がインク有りと検出した場合は、インクカートリッジ１８０内にインクがまだ有ると判定してもよい。複数回キャリッジを移動することでインクを撹拌する回数を増やし、１回でもアクチュエータ１０６がイ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１８０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ぐ。
また、キャリッジ７００の移動とアクチュエータ１０６のインク残量検出のサイクルを複数回実行して、アクチュエータ１０６によるイ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インクカートリッジ１８０内にイ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、インクカートリッジ１８０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。
上記のアクチュエータ１０６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７２６がインクカートリッジ１８０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７２６が再度インクエンドを判定した場合、制御手段７３０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ったことを考慮して、不適切な印刷等の記録装置の動作を禁止または抑制する処理である。
低インク量対応処理として、制御手段７３０は提示処理部７３６にインクエンドを提示させる。提示処理部７３０は、ディスプレイやスピーカ等を含み、インクジェッ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エンドを通知する。また、制御手段７３０は、キャリッジモータ制御手段７２２によってキャリッジ７００の移動を停止し、記録・フラッシング制御手段７２４及びヘッド駆動手段７４２を介して記録ヘ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７３０は記録・フラッシング制御手段７２４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７３０は、吸引制御手段７２８及びポンプ駆動手段７４４を制御してクリーニング操作を禁止し、クリーニング操作によるインクカートリッジ１８０内のインクＫの消費を抑える。
図２１は、図２０に示したインクカートリッジ及びインクジェッ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１８０は、それぞれのインクカートリッジ１８０に対応した複数のインク導入部１８２及び記録ヘッド１８６を有するインクジェット記録装置に装着される。複数のインクカートリッジ１８０は、それぞれ異なった種類、例えば色のインクを収容する。複数のインクカートリッジ１８０のそれぞれの側面には、少なくとも音響インピーダンスを検出する手段であるアクチュエータ１０６が装着されている。アクチュエータ１０６をインクカートリッジ１８０に装着することによって、インクカートリッジ１８０内のインク残量を検出することができる。
インクジェット記録装置は、インク導入部１８２、ホルダー１８４、及び記録ヘッド１８６を有する。記録ヘッド１８６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１８２は空気供給口１８１と図示しないインク導入口とを有する。空気供給口１８１はインクカートリッジ１８０に空気を供給する。インク導入口はインクカートリッジ１８０からインクを導入する。インクカートリッジ１８０は空気導入口１８５とインク供給口１８７とを有する。空気導入口１８５はインク導入部１８２の空気供給口１８１から空気を導入する。インク供給口１８７はインク導入部１８２のインク導入口にインクを供給する。インクカートリッジ１８０が空気導入口１８５から空気を導入することによって、インクカートリッジ１８０からインクジェット記録装置へのインクの供給を促す。ホルダー１８４は、インクカートリッジ１８０からインク導入部１８２を介して供給されたインクを記録ヘッド１８６に連通する。
図２２は、アクチュエータ１０６を先端に設置したモジュール体１００をインクカートリッジ１８０に装着したときのインク容器の底部近傍の断面図である。モジュール体１００は、インクカートリッジ１８０の側壁を貫通するように装着されている。インクカートリッジ１８０の側壁とモジュール体１００との接合面には、Ｏリング３６５が設けられ、モジュール体１００とインクカートリッジ１８０との液密を保っている。Ｏリングでシールが出来るようにモジュール体１００は円筒部を備えることが好ましい。モジュール体１００の先端がインクカートリッジ１８０の内部に挿入されることで、プレート１１０の貫通孔１１２を介してインクカートリッジ１８０内のインクがアクチュエータ１０６と接触する。アクチュエータ１０６の振動部の周囲が液体か気体かによってアクチュエータ１０６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１００を用いてインクの消費状態を検出することができる。
図２２においてインクＫの液位は、貫通孔１１２の近傍に位置する。この時点でアクチュエータ１０６にはインクＫが接触しないのでアクチュエータ１０６はインク無しを検出する。このときにアクチュエータ１０６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ャリッジ７００を移動し、キャリッジ７００の移動中にアクチュエータ１０６によってインク残量を検出する。キャリッジ７００の移動中にインクカートリッジ１８０内のインクＫの液面は揺れ動くので、インクＫの液位はアクチュエータ１０６の装着位置より上となり、アクチュエータ１０６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、インクＫの液位がアクチュエータ１０６よりも上にあるにもかかわらず、アクチュエータ１０６近傍に気泡が付着してインク無しと誤検出した場合でも、キャ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インクの存在を検出することができる。更に、インクカートリッジ１８０内にインクＫが固まって固化物８００を形成している場合がある。キャリッジ７００を移動してインクカートリッジ１８０内のインクＫを撹拌することによって固化物８００を溶かす。そして、キャリッジ７００の移動中にインク残量を検出することによってアクチュエータ１０６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７００の移動終了後所定時間が経過してからアクチュエータ１０６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８００が溶かされてインク液位がアクチュエータ１０６よりも上にくると、インクカートリッジ１８０に残されたインクを検出することができる。
図２３Ａは、アクチュエータ１０６がインクなしを検出したときに、キャリッジ７００の移動によってインクカートリッジ１８０を移動させてアクチュエータ１０６によりインク消費状態を再検出する動作を示す。図２３Ａの（Ａ）は、インクカートリッジ１８０が静止している状態を示す。図２３Ａの（Ｂ）はインクカートリッジ１８０が図２３Ａの（Ａ）の中央の位置から図２３Ａ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２３Ａの（Ｃ）はインクカートリッジ１８０が図２３Ａ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２３Ａの（Ｄ）はインクカートリッジ１８０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２３Ａの（Ａ）のインクカートリッジ１８０が静止している状態において、インクＫの液位はアクチュエータ１０６よりも低い。そのためアクチュエータ１０６はインクエンドを検出する。ここでインクカートリッジ１８０を往路の方向、すなわち左方へ移動すると、図２３Ａの（Ｂ）の左端の位置でインクＫの液面はインクカートリッジ１８０内の左方へ寄って傾斜する。次にインクカートリッジ１８０を復路の方向、すなわち右方へ移動すると、図２３Ａの（Ｃ）の右端の位置でインクＫの液面はインクカートリッジ１８０内の右方へ寄って傾斜し、一時的にインク液位がアクチュエータ１０６の装着位置より高くなる。このときにアクチュエータ１０６によってインク残量を測定することによってアクチュエータ１０６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が左右へ揺らされることによって撹拌されてインクＫの固化物８００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２３Ａの（Ｂ）に示すようにキャリッジ７００が移動する左端の位置に突起２００を設けて、キャリッジ７００が左端に到達したときにインクカートリッジ１８０を突起２００に衝突させることでインクカートリッジ１８０に衝撃を与えてもよい。インクカートリッジ１８０に衝撃を与えることでインクＫを撹拌してインクＫの固化物を溶かしたり、インクカートリッジ１８０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、キャリッジ７００の移動が終了してインクカートリッジ１８０が図２３Ａ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、アクチュエータ１０６によってインク残量を測定してもよい。この場合インクＫを撹拌することにより固化物８００が溶かされてインク液位がアクチュエータ１０６よりも上にくると、インクカートリッジ１８０に残されたインクを検出することができる。インクカートリッジ１８０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２３Ａの（Ｃ）のようにインクカートリッジ１８０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２３Ａの（Ｄ）に示すようにインクカートリッジ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の液位はアクチュエータ１０６よりも上にくるのでアクチュエータ１０６はインクの存在を検出することができる。また、図２３Ａ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ッジ１８０が移動して左端に達したときにインクＫの液位はアクチュエータ１０６よりも上にくるので、これらのときにアクチュエータ１０６を用いてインクの存在を検出してもよい。図２３Ｂの（Ａ）’、（Ｂ）’、（Ｃ）’、及び（Ｄ）’は、図２３Ａの（Ａ）〜（Ｄ）のアクチュエータ１０６をキャリッジ移動方向側面に設けた場合を示す。液体がアクチュエータ１０６より上まで達しやすいので、液体とアクチュエータ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、アクチュエータ１０６によってインクカートリッジ１８０内のインク消費状態を検出する（Ｓ８１０）。アクチュエータ１０６がインクエンドを検出した場合（Ｓ８１２）、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アクチュエータ１０６によってインクカートリッジ１８０内のインク消費状態を再度検出する（Ｓ８１８）。
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（Ｓ８１８）、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インクカートリッジ１８０内にインクＫが残っていると判定してもよい（Ｓ８２０）。また、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（Ｓ８１８）、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１８０内にインクＫが残っているか否かを判定してもよい（Ｓ８２０）。
また、キャリッジ７００の移動（Ｓ８１４）が終了した後、所定の時間が経過してからアクチュエータ１０６によってインクカートリッジ１８０内のインク消費状態を再度検出してもよい（Ｓ８１８）。また、インク消費状態検出ステップ（Ｓ８１０）からインクエンド再検出ステップ（Ｓ８２０）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イ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（Ｓ８１０）からインクエンド再検出ステップ（Ｓ８２０）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インクエ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（Ｓ８２０）、所定の低インク量対応処理が実施される（Ｓ８２２）。インクエンド検出ステップ（Ｓ８１２、Ｓ８２０）においてインクエンドが検出されない場合、キャリッジ７００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、アクチュエータ等の圧電装置を用いたインクカートリッジのイ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インクカートリッジの交換が確実にできるようにイ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、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、既に説明したアクチュエータ等の圧電装置によるイ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、インクジェット記録装置のスイッチがＯＮとなっていた履歴、キャリッジの動作履歴、記録ヘッ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、動作履歴に応じてイ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２５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。インクジェット記録装置の記録ヘッド部１３４０は、キャリッジ１３３０によって走査方向に往復移動する。キャリッジにはインクカートリッジ１３１０が着脱可能に装着されている。インクカートリッジ１３１０は、インクカートリッジ内のインクの残量を計測するアクチュエータ等の圧電装置１３２０と半導体記憶手段１３００を有する。
圧電装置１３２０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１３２０は、液体消費状態検出部１２００と制御回路部１１００に接続される。
液体消費状態検出部１２００は、圧電装置１３２０による信号を測定する測定回路部１２２０とインクの消費状態を検出する検出回路部１２１０を有する。
制御回路部１１００は、半導体記憶手段１３００の情報を制御する情報記憶制御回路部１１１０有する。また、制御回路部１１００は、ヘッド部１３４０でのインク消費量を算出する液体吐出カウンタ１１４０と液体吐出カウンタ１１４０に基づき液体消費量を計算する消費量算出部１１３０を有する。さらに、制御部１１２０はインクジェット記録装置の各部の動作を制御するために、キャリッジ駆動部１３６０とヘッド駆動部１３５０とクリーニング駆動部１３７０とに接続される。
キャリッジ駆動部１３６０は、キャリッジ部１３３０を駆動させ、ヘッド駆動部１３５０は、ヘッド部１３４０を駆動させる。さらに、クリーニング駆動部１３７０は、クリーニング部１３９０に移動したヘッド部１３４０をポンプ１３８０を用いてクリーニングする。なお、図では半導体記憶手段１３００がインクジェッ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１０００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。上述したようにインク消費状態の計測頻度は、インクジェ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、ヘッド部１３４０を移動させるキャリッジ部１３３０の動作の累積時間の増加に応じてインク残量が予測できるので、イ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１１２０は、必要に応じて半導体記憶手段１３００から情報記憶制御回路部１１１０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１１２０は、キャリッジ部１３３０がキャリッジ駆動部１３６０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１１２０は検出回路部１２１０を制御して圧電装置１３２０からの信号を計測する測定回路部１２２０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つため、ヘッド部のクリーニングやフラッシングといったヘッ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１３８０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１３１０内のインク残量を制御部で計算する。この計算結果をインク消費状態計測の制御シーケンスに反映させれば、さらに適切にイ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２５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。インクジェット記録装置の動作履歴に基づくイ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ャ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２６では累積時間に、図２７では累積計測回数に基づく計測方法を説明し、図２８及び図２９で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２６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流れを示す図である。ここで、インクジェット記録装置の駆動には、キャリッジの駆動や記録ヘ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。
インクジェット記録装置のスイッチをＯＮにする（ステップＳ７００）。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Ｓ７０２）。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Ｓ７０４）。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（ステップＳ７０８）。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Ｓ７０６）。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Ｓ７１０）。計測後は、インクジェ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Ｓ７１２）。最後に、インクジェト記録装置をストップしないのであれば（ステップＳ７１４）、ステップＳ７０２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Ｓ７１４）処理を終了する。
なお、上記と同様な処理を記録ヘッドの累積駆動時間に応じて行ってもよい。記録ヘッドの駆動時間を判断するには、ヘ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、インクジェッ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、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、累積駆動時間が増えるに従って計測頻度が増すので、イ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２７は、図２６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Ｓ２０２までは図２６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Ｓ２０４）。
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Ｓ２０６）。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Ｓ２０８）。以後は図２６と同様な処理である。
上記の図２６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。インク残量があるにも係わらず計測頻度が高くなると、イ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２７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イ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ヘッドの累積駆動時間に応じて行ってもよい。記録ヘッドの駆動時間を判断するには、ヘ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、インクジェッ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、インク残量がまた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、イ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２８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２６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。
インクジェット記録装置のスイッチをＯＮにする（ステップＳ３００）。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Ｓ３０２）。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Ｓ３０４）。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Ｓ３０８）。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Ｓ３０６）。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Ｓ３１０）。計測後は、累積計測回数を記憶部に記憶させる（ステップＳ３１２）。最後に、インクジェト記録装置をストップしないのであれば（ステップＳ３１４）ステップＳ３０２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Ｓ３１４）処理を終了する。
以上のように、累積計測回数に応じてイ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、イ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、イ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２９は、図２８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Ｓ４０２までは図２８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Ｓ４０４）。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Ｓ４０６）。その後インク消費状態の計測を行う（ステップＳ４０８）。以後は図２８と同様な処理である。
上記の図２８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、イ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２９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イ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２６〜図２９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３０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。
インクジェット記録装置のスイッチをＯＮにする（ステップＳ５００）。次に、図２５で示した記録装置制御部１０００の制御部１１２０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１２２０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Ｓ５０２）。
キャリッジが最後に移動した時点から、イ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Ｓ５０４）。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Ｓ５０６）。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Ｓ５０８）、インク消費状態の計測を行う（ステップＳ５０６）。なお、ステップＳ５０８の別の所定時間は、ステップＳ５０４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、リセットする（ステップＳ５１０）。リセット後にインクジェット記録装置がＯＮであれば（ステップＳ５１２）、ステップＳ５０２に戻り処理を繰り返す。インクジェット記録装置がＯＮでなければ（ステップＳ５１２）、処理を終了する。
上記処理においては、ステップＳ５０４とステップＳ５０８でそれぞ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Ｓ５０４の所定時間を１０時間とし、ステップＳ５０８の所定時間を２時間とする。インクジェット記録装置を前回使用してから１０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、ステップＳ５０８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Ｓ５０４で設定される所定時間は、インクジェ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Ｓ５０４の所定時間を１０秒とし、ステップＳ５０８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１０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Ｓ５０８の所定時間である５秒待機してからイ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３１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３０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イッチをＯＮにする（ステップＳ６００）。次に、図２５で示した記録装置制御部１０００の制御部１１２０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１２２０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Ｓ６０２）。
キャリッジが最後に移動した時点から、イ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Ｓ６０４）。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Ｓ６０６）。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）設定してインク消費状態の計測を行う（ステップＳ６０８）。
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Ｓ４１２）。例えば、全１０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Ｓ４０４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２８に比べて短時間の所定時間を想定している。例えば、キャリッ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、インクカートリッジ内のインクは未だ波打っていることが予想される。このような状態でイ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、イ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分経過後ならばイ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２６〜図３１に示したインク消費状態検出方法では、キャリッジの駆動累積時間等の増加により計測を制御して、正確なイ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っ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１２Ａ、図１２Ｂ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３２〜図３６では、本実施形態であるインクジェット記録装置の記録ヘッ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イ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インクカー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インク消費状態の計測方法について説明する。
なお、以下ではインクカートリッジ内のイ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インクカートリッジの交換が確実にできるようにイ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。
本実施形態のインク消費状態の計測方法では、上述の２つのイ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インク残量を計測しインク終了を検出できるようにする。
図３２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。インクジェット記録装置の記録ヘッド部１３４０は、キャリッジ１３３０によって走査方向に往復移動する。キャリッジにはインクカートリッジ１３１０が着脱可能に装着されている。インクカートリッジ１３１０は、インクカートリッジ内のインクの残量を計測するアクチュエータ等の圧電装置１３２０と半導体記憶手段１３００を有する。
圧電装置１３２０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１３２０は、液体消費状態検出部１２００と制御回路部１１００に接続される。
液体消費状態検出部１２００は、圧電装置１３２０による信号を測定する測定回路部１２２０とインクの消費状態を検出する検出回路部１２１０を有する。
制御回路部１１００は、半導体記憶手段１３００の情報を制御する情報記憶制御回路部１１１０有する。また、制御回路部１１００は、ヘッド部１３４０でのインク消費量を算出する液体吐出カウンタ１１４０と液体吐出カウンタ１１４０に基づき液体消費量を計算する消費量算出部１１３０を有する。さらに、制御部１１２０はインクジェット記録装置の各部の動作を制御するために、キャリッジ駆動部１３６０とヘッド駆動部１３５０とクリーニング駆動部１３７０とに接続される。また、制御部１１２０は、インク消費状態の計測結果を表示部１４００にさせる。表示部１４００はインクジェット記録装置側のディスプレイでもよいし、インクジェッ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１３６０は、キャリッジ部１３３０を駆動させ、ヘッド駆動部１３５０は、ヘッド部１３４０を駆動させる。さらに、クリーニング駆動部１３７０は、クリーニング部１３９０に移動したヘッド部１３４０をポンプ１３８０を用いてクリーニングする。なお、図では半導体記憶手段１３００がインク消費状態やインク特性等の様々なパラメータ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１０００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、記録ヘッドから射出される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。上述したようにインク消費状態の計測は、インク残量とイ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、インクカートリッジにインクが満たされている状態から計測位置レベル近傍の状態になるまでは厳密なインク残量の計測は必ずしも必要ないので、イ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、計測位置レベ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インク消費状態の計測を行う。
ここで、「計測位置レベル」とは、アクチュエータ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、計測位置レベル近傍とは、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インク量が余分にある状態のインク残量を示す。この一定のインク量は、イ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１１２０は、必要に応じて半導体記憶手段１３００から情報記憶制御回路部１１１０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１１３０へ送られる。液体吐出カウンタ１１４０は、ヘッド駆動部１３５０によって駆動するヘッド部１３４０が吐出したインク滴の回数を数える。液体消費量算出部１１３０は、これら制御部１１２０から送られてきた情報と液体吐出カウンタ１１４０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１１２０の制御により記録ヘ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インク消費状態を監視する。計算されたイ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１１２０は、アクチュエータ等の圧電装置１３２０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１２１０及び測定回路部１２２０を制御する。制御部１１２０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イ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、インクジェット記録装置では適切な印刷品質を保つため、ヘッド部１３４０のクリーニングやフラッシングといったヘッ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１３８０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１３１０内のインク残量を制御部１１２０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ヘッドメンテナンス処理のインクの積算とから計算し、この計算結果をインク消費状態計測の制御シーケンスに反映させれば、さらに適切にイ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１４００で表示されるため、インクジェット記録装置のユーザーは、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。
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イ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。
インクジェット記録装置のスイッチをＯＮにして（ステップＳ１１００）、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ータを読み出す（ステップＳ１１０２）。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イ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、この段階ではアクチュエータ等の圧電装置による計測はまだ行わない（ステップＳ１１０４）。
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Ｓ１１０６）。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Ｓ１１０８）、引き続きインク消費状態の計測を行う（ステップＳ１１０６）。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Ｓ１１０８）、ステップＳ１１１０に進む。ステップＳ１１１０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ＯＮ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Ｓ１１１２）。計測結果からインク終了と判断しなければ（ステップＳ１１１４）引き続きインク消費状態の計測を行い（ステップＳ１１１２）、インク終了と判断すれば（ステップＳ１１１４）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Ｓ１１１６）。ここで、低レベルインク処理動作とは、インク残量が所定インク残量になるとインクジェット記録装置が行う周辺動作の一つである。周辺動作には、その他各種パラメータを変更させたり、プリンタ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ユーザー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１４００にインク終了の表示をさせたり、インクジェッ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イ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、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算からインク消費状態を計測し、イ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、適切にインク残量を計測し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。
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イ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イ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Ｓ１１１０でＯＦＦにしたが、より適切な計測を行うためにインク消費量による計測を続けてもよい。この場合、最終的にイ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情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３４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イ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。以下、この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イッチをＯＮにして（ステップＳ１２００）。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ータを読み出す（ステップＳ１２０２）。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イ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、同時にアクチュエータ等の圧電装置による計測も開始する（ステップＳ１２０４）。ここでは、圧電装置の計測頻度は低い。
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Ｓ１２０６）。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Ｓ１２０８）。さらに、プリンタ動作を制御する各種のパラメータ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Ｓ１２１０）、再びインク消費状態の計測を行う（ステップＳ１２０６）。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Ｓ１２１０）、ステップＳ１２１２に進む。ステップＳ１２１２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Ｓ１２１２）。
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Ｓ１２１４）。計測結果からインク終了と判断しなければ（ステップＳ１２１６）引き続きインク消費状態の計測を行い（ステップＳ１２１４）、インク終了と判断すれば（ステップＳ１２１６）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Ｓ１２１８）。
なお、上記ステップＳ１２０４及びステップＳ１２１２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。
圧電装置がイ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。特に計測位置レベ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、インク消費に伴って計測頻度を自動的に高くすることができる。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イ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Ｓ１２１２でＯＦＦにしたが、より適切な計測を行うためにイ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、最終的にイ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、インク残量が計測位置レベル近傍の量より少なくなっ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３５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イ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３３及び図３４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。
インクジェット記録装置のスイッチをＯＮにして（ステップＳ１３００）。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ータを読み出す（ステップＳ１３０２）。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イ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、アクチュエータ等の圧電装置による計測も開始する（ステップＳ１３０４）。
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Ｓ１３０６）。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Ｓ１３０８）。さらに、プリンタ動作を制御する各種のパラメータ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Ｓ１３１０）引き続きインク消費状態の計測を行い（ステップＳ１３０６）、インク終了と判断すれば（ステップＳ１３１０）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Ｓ１３１２）。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、インクジェッ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３２で示した表示部１４００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ェッ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イ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イ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、インクジェット記録装置の使用環境によるイ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Ｓ１３０４で圧電装置の計測頻度は自由に設定できるが、イ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３６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３２、図３３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。
インク消費状態の計測を行いインク残量が計測位置レベル近傍の量を経過（ステップＳ１４００）した後、圧電装置をＯＮにする（ステップＳ１４０２）。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Ｓ１４０４）。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Ｓ１４０５）、引き続きインク消費状態の計測を行う（ステップＳ１４０４）。一方、液面通過を計測すれば（ステップＳ１４０５）、ステップＳ１４０６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Ｓ１４０６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情報に基づいて、プリンタ動作を制御する各種パラメータを補正する（ステップＳ１４０６）。
ここで、各種パラメータとは、インク残量表示を正確にするパラメータ、メンテナンス処理動作の吸引量パラメータ、インク吐出量のパラメータ等をいう。各種パラメータを補正することで、インク残量が少なくなってきたら、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滴あたりのイ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ータ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Ｓ１４０８）。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Ｓ１４１０）。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Ｓ１４１２）。例えば１０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Ｓ１４１２でインク終了と判断しなければ、引き続きインク消費状態の計測を行う（ステップＳ１４１０）。一方、ステップＳ１４１２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Ｓ１４１４）。
なお、上記の処理では、ステップＳ１４０５で液面通過を計測した後にステップＳ１４０６で各種パラメータ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インク終了に近づくと、アクチュエータ等の圧電装置の計測結果情報から各種パラメータを補正し、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、記録ヘ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。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インク残量を検出することができるので、正確にインク残量を検出することができる。更に、本発明は、キャリッジ駆動モータ及び記録ヘッドを駆動するモータ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イ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、インクジェット記録装置の動作履歴に基づいて制御することで、イ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、記録ヘ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。
産業上の利用分野
本発明は、インクジェット記録装置に用いられるインク容器の内部のイ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。
【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、複数種類のインクを収容するインクカートリッジの一例を示す図である。
図３は、図１及び２に示したインクカートリッジに適したインクジェット記録装置の一例を示す図である。
図４は、サブタンクユニット３３の詳細な断面を示す図である。
図５は、モジュール体１００を示す斜視図である。
図６は、モジュール体１００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１００をインク容器１に装着した断面の例を示す図である。
図８Ａ、図８Ｂ、図８Ｃは、インクカートリッジ１８０の更に他の例を示す図である。
図９Ａ、図９Ｂ、図９Ｃは、圧電装置の一例であるアクチュエータ１０６の詳細を示す図である。
図１０は、アクチュエータ１０６の断面及びアクチュエータ１０６の振動部およびキャビティ１６２の等価回路を示す図である。
図１１Ａ、図１１Ｂ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ｆｓとの関係を示すグラフである。
図１２Ａ、図１２Ｂは、アクチュエータ１０６を振動させた後の、アクチュエータ１０６の残留振動の波形と残留振動の測定方法とを示す図である。
図１３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１４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１５は、印刷時に制御手段７３０が行う処理（Ｓ１３０）の流れを示す図である。
図１６は、記録ヘッド保守時の処理の流れを示す図である。
図１７は、記録用紙７５２の給排紙時に制御手段７３０が行う処理の流れを示す図である。
図１８は、電源オフ時において制御手段７３０が行う処理の流れを示す図である。
図１９は、電源オフ時に制御手段７３０が行う処理の流れの他の例を示す図である。
図２０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２１は、図１に示したインクカートリッジ及びインクジェット記録装置の具体的な例を示す図である。
図２２は、アクチュエータ１０６を先端に設置したモジュール体１００をインクカートリッジ１８０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２３Ａ、図２３Ｂは、アクチュエータ１０６がインクなしを検出したときに、キャリッジ７００の移動によってインクカートリッジ１８０を移動させてアクチュエータ１０６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２４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検出手順を示す図である。
図２５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２６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２７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別の流れを示す図である。
図２８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２９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別の流れを示す図である。
図３０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を示す図である。
図３１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３２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３３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３４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３５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３６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。
【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８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３Ａ】
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【図２３Ｂ】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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