檢測墨水消耗的方法和裝置的製作方法

2023-06-25 11:20:41 2

專利名稱：檢測墨水消耗的方法和裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及到一個墨水容器內的墨水消耗狀態的檢測方法和裝置，一種噴墨記錄裝置，以及一種採用這種檢測方法和檢測裝置的墨水容器。
背景技術：
一般的噴墨記錄裝置是這樣配置的，噴墨記錄裝置包括一個託架，在託架上安裝噴墨式記錄頭，它裝備有用於對壓力發生室施加壓力的壓力發生裝置，和一個噴嘴開口，從中排放出墨滴狀的加壓墨水，以及用來容納通過一個通道提供給記錄頭並且能連續列印的墨水的一個墨水容器。通常是將墨水容器配置成可以連接到記錄裝置上並且能夠拆卸的墨盒，當墨水完全耗盡時便於用戶更換墨水容器。
按照常規，作為管理墨盒的墨水消耗的方法，已知的方法有，用軟體的數學方法來管理墨水消耗，對記錄頭排放的墨滴累加計數，並且在列印頭維護步驟中管理墨水的吸收量，另一種管理墨水消耗的方法是安裝兩件電極，直接檢測墨盒上的墨水水平，從中檢測實際消耗到預定量的一個時間點，以及諸如此類的方法。
然而，用軟體的數學方法通過對排放的墨滴累加計數以及墨水的吸收量來管理墨水消耗的方法存在這樣一個問題，墨盒內的壓力和墨水粘度是隨使用環境而變化的，例如所在房間的溫度和溼度的高、低，打開密封墨盒後經過的時間，用戶使用頻率上的不同等等，並且會在數學累加的墨水消耗量和實際消耗量之間產生不可忽視的誤差。另外，如果拆掉並重新裝上同一個墨盒也會出現累加計數值已經被復位的問題，而實際墨水剩餘量完全不得而知。
另一方面，對於用電極來管理墨水耗盡時間點的方法，因為能夠檢測到某一時間點上的實際墨水量，能夠高度可靠地管理墨水剩餘量。然而，為了檢測墨水水平，墨水必須是導電性的，因而限制了可供使用的墨水種類。進而還存在電極與墨盒之間的流體密封結構複雜化的問題。另外，因為通常要採用具有良好導電性的貴金屬作為電極材料，還存在墨盒製造成本上升的問題。此外，由於需要分別在不同位置安裝兩件電極，所帶來的問題是製造步驟增多，其結果也會增加製造成本。
本發明就是考慮到上述條件而提出的，本發明的目的是提供一種檢測墨水消耗的方法和裝置，它能夠精確地檢測液體消耗狀態。
本發明提供的檢測液體剩餘量的技術特別利用了一種振蕩，特別是能夠精確和細緻地檢測出液體體積的變化。
本發明的另外一個目的是提供一種液體容器，它能夠精確檢測液體的消耗狀態，並且不需要複雜的密封結構。
本發明的再一個目的是提供一種墨盒，它能夠精確檢測墨水的消耗狀態，並且不需要複雜的密封結構。
需要指出，本發明並非僅限於墨盒，也可以應用於其他液體容器。
發明概述本發明的一方面是用於噴墨記錄裝置的墨水容器墨水消耗狀態的檢測方法。該方法採用估算消耗計算程序與實際消耗檢測程序的組合。在估算消耗計算程序中需要有一個墨水容器中的墨水的估算消耗狀態。墨水消耗是列印造成的墨水消耗(可以根據列印量獲得)，用於維護墨水頭等等的墨水消耗。消耗檢測程序的實際量是用一種壓電器件來檢測對應著墨水消耗狀態的一種振蕩狀態，從而檢測出消耗狀態的實際量。
按照本發明，可以採用壓電器件來檢測實際消耗狀態。另一方面，按照一種估算程序，儘管伴隨有一些誤差，仍能具體建立一個消耗狀態。這樣就能用兩種程序的組合具體建立精確的墨水消耗狀態。
實際消耗檢測程序檢測通過壓電器件的作為實際消耗狀態的墨水液面。當一定的墨水液面通過壓電器件時，壓電器件的輸出會有很大變化。這樣就能保證檢測到墨水液面。由估算消耗計算程序具體建立該液面部分通過前、後的至少一個墨水消耗狀態。例如，可以將墨水液面通過作為一個起點來計算後來的消耗量。通過執行這些程序來建立精確和具體的墨水消耗狀態。
在檢測到墨水液面通過壓電器件時，對實際消耗狀態的檢測就完成了。因此，壓電器件僅限於在必要時才工作。具體地說就是省略了壓電器件的無效操作及其相應的實際消耗檢測程序。
在估算消耗計算程序中，可以通過累加從一個記錄頭上射出的墨滴數來建立估算消耗狀態。另外，在估算消耗計算程序中，可以根據從記錄頭上射出的墨滴大小來建立估算消耗狀態。
在估算消耗計算程序中，要根據實際消耗檢測程序的檢測結果來校正指示噴墨記錄裝置的操作量和墨水消耗量之間關係的消耗變換信息。消耗變換信息可以是維護期間消耗的墨水量的信息。上述消耗變換信息也可以是對應著記錄頭射出的墨滴的墨水量。由於噴墨記錄裝置和墨水容器及其進一步組合的關係，用來指示列印量和消耗狀態之間關係的變換參數稍有不同。可以減少由於參數的不同帶來的誤差，從而更精確地建立消耗狀態。
校正的消耗變換信息也可以用來限制作為校正目標的墨水容器。另外，校正的消耗變換信息不僅限於作為校正目標的墨水容器，也可以用於以後安裝的墨水容器。例如，後者對由於噴墨頭在消耗變換參數上的個體差異很大而造成影響的情況是有益的。各個噴墨記錄裝置可以採用適合其記錄頭的消耗變換信息。
在估算消耗計算程序中，根據實際消耗檢測程序的檢測結果來校正估算消耗狀態。上述估算消耗計算程序可以通過累加從記錄頭上射出的墨滴數而獲得估算消耗狀態。一旦獲得了實際消耗檢測程序的檢測結果，就校正通過到目前為止的累加而建立的估算消耗狀態。按照這種形式，在檢測到實際消耗狀態時，就校正到目前為止在估算消耗計算程序中產生的誤差。這樣就能精確地建立一個墨水消耗狀態。
按照本發明的消耗狀態信息的例子有可以根據獲得的已經建立的消耗狀態來指示用剩餘墨水還能有多少可能的列印量。可以根據已經建立的消耗狀態指示出剩餘墨水量。在指示剩餘墨水量時可以採用對應其墨水量的不同顏色。在指示剩餘墨水量時，可以採用對應著墨水量的不同圖形。可以根據消耗狀態信息以不同形式來控制噴墨記錄裝置。例如是在墨水容器排空時停止列印程序。
另外，按照本發明，可以根據估算消耗狀態來確定補充墨水或更換墨水容器的必要性和時間。可以根據實際消耗狀態來確定補充墨水或更換墨水容器的必要性和時間。
在實際消耗檢測程序中採用的上述壓電器件可以設在墨水容器的墨水供應開口附近。
墨水容器的內部可以由至少一個間隔壁分隔成彼此連通的多個艙室。在實際消耗檢測程序中採用的壓電器件可以設在艙室的上部，艙室中的墨水會不斷消耗。在設置中可以讓供以後使用的墨水的艙室的容積比墨水已經用完的一個艙室的容積小。
最好將消耗狀態存儲在存儲裝置中，例如是一個消耗狀態存儲器。上述存儲裝置可以是安裝在墨水容器上的一個存儲器件。這種形式有益於拆卸墨水容器。在重新安裝拆掉的墨水容器時便於建立其消耗狀態。
上述消耗變換信息可以存儲在消耗狀態存儲器中。隨後還可以存儲根據實際消耗狀態校正的消耗狀態信息。在安裝墨水容器時還要從存儲器中讀出這些信息並且加以利用。
上述實際消耗檢測處理部分利用壓電器件根據伴隨液體消耗的聲學阻抗來檢測實際消耗狀態。用壓電器件的輸出信號指示出產生一個振蕩之後的殘餘振蕩狀態。根據剩餘振蕩狀態隨墨水消耗狀態而發生的變化來檢測上述實際消耗狀態。
另外，壓電器件還可以產生指向液體容器內部的彈性波，並且對應著相對於彈性波的反射波產生一個檢測信號。
在用實際消耗檢測程序檢測實際消耗狀態時，可以根據實際消耗狀態計算出剩餘可能的有效列印量。在列印可能的有效列印量時，可以在列印之前將列印數據存儲在列印數據存儲部分中。
本發明的另一方面是一種噴墨記錄裝置，它具有用於存儲關於墨水容器的墨水消耗狀態信息的消耗信息存儲器。消耗信息存儲器是由半導體存儲器構成的。在消耗信息存儲器中存儲有墨水容器內的墨水的估算消耗狀態，用壓電器件檢測對應著墨水消耗狀態的一種振蕩狀態而獲得的實際消耗狀態，以及從實際消耗狀態獲得的墨水用盡的信息，墨水用盡的信息被用來指示墨水已經用盡，以及通過壓電器件的墨水液面。最好是在安裝墨水容器時讀出存儲在消耗信息存儲器中的墨水用盡的信息。由噴墨記錄裝置確定墨水液面是否能通過壓電器件，如果能夠通過，就執行預定的操作。
按照這一方面，估算消耗狀態，實際消耗狀態和墨水用盡的信息被存儲在半導體存儲器中。這些信息可供讀出和使用。最好將墨水用盡的信息存儲在與其他消耗狀態信息分開的存儲區中。如果僅僅看到墨水用盡的信息，就容易發現墨水液面是否已經通過壓電器件。例如可以在安裝墨水容器的操作中使用這一信息。將所安裝的墨水容器中有沒有墨水的情況告知用戶。可以利用墨水用盡的信息根據墨水消耗狀態適當地操作噴墨記錄裝置。
本發明的另一方面是一種安裝在噴墨記錄裝置中的墨水容器，它具有用於存儲關於墨水消耗狀態的信息的消耗信息存儲器。消耗信息存儲器可以由一個半導體存儲器構成。在消耗信息存儲器中存儲墨水容器的估算消耗狀態和用壓電器件獲得的作為實際消耗狀態的墨水用盡的信息，它被用來指示通過壓電器件的墨水液面產生了墨水用盡結果。按照這一方面也可以獲得與關於噴墨記錄裝置所述的墨水用盡結果類似的作用。
本發明的另一方面是一種用於檢測噴墨記錄裝置所使用的墨水容器的墨水消耗狀態的裝置。這一墨水消耗檢測裝置包括一個估算消耗計算處理部，它根據消耗變換信息計算出墨水容器的墨水消耗狀態，用於建立一個墨水消耗狀態，一個實際消耗檢測處理部分，利用安裝在墨水容器上的壓電器件來檢測實際消耗狀態，一個變換信息校正處理部分，它根據實際消耗狀態校正估算變換信息，以及一個消耗信息存儲部分，用於在對參考消耗變換信息進行校正的前、後為估算消耗計算處理部分存儲和提供校正的消耗變換信息。
消耗信息存儲部分最好是裝在墨水容器上。消耗信息存儲部分存儲校正的消耗變換信息和校正目標識別信息，在校正消耗變換信息時用來識別已經安裝有墨水容器的噴墨記錄裝置。當獲得了校正消耗變換信息時，上述估算消耗計算處理部分利用其校正的消耗變換信息將這一噴墨記錄裝置作為一個目標存儲在消耗信息存儲部分中。當獲得了校正消耗變換信息時，估算消耗計算處理部分利用參考消耗變換信息將這一噴墨記錄裝置作為一個目標，不用存儲在消耗信息存儲部分中。最好是在更換墨水容器時由估算消耗信息存儲部分根據校正目標識別信息來選擇參考消耗變換信息或校正消耗變換信息。
按照本發明，僅僅在參照校正目標識別信息對噴墨記錄裝置執行校正時才使用校正消耗變換信息。可以避免出現在另一個噴墨記錄裝置中使用這一校正消耗變換信息的情況。例如可以在從記錄裝置上拆下一個墨水容器並且安裝到另一個記錄裝置上時使用參考消耗變換信息。在墨水容器被再次安裝到同一個記錄裝置上時使用先前的校正消耗變換信息。這樣，由於使用了適當的消耗變換信息，就能精確地建立一種墨水消耗狀態。
上述校正目標識別信息可以是用來識別噴墨記錄裝置種類的信息。上述校正目標識別信息可以是用來單獨識別與噴墨記錄裝置的構造有關的墨水消耗的信息。上述校正目標識別信息可以是用來識別噴墨記錄裝置的記錄頭的信息。
最好能在墨水容器的不同位置上設有多個壓電器件。用上述實際消耗檢測處理部分檢測通過各個壓電器件的墨水液面。上述變換信息校正處理部分根據從一個壓電器件檢測到一個液面部分通過的時間點到下一個壓電器件檢測到這個液面部分通過的時間點獲得的估算消耗量(可以採用列印量和/或維護的次數)來建立校正消耗變換信息。在獲得了校正消耗變換信息時，上述估算消耗計算處理部從基本消耗變換信息切換到校正消耗變換信息，從而建立其消耗狀態。最好是在更換完墨水容器之後，當多個壓電器件檢測到墨水液面時建立這一校正消耗變換信息，並且從基本消耗變換信息切換到校正消耗變換信息。
按照這種方式，當墨水容器被安裝到噴墨記錄裝置上時，在獲得了以這一記錄裝置為目標的校正消耗變換信息之後，就使用它的校正消耗變換信息。例如，即使在拆掉一個用過一半的墨水容器然後將其安裝到另一個記錄裝置上的情況下，也能使用合適的消耗變換信息。
本發明可以有各種實施方式。本發明並非僅限於墨水消耗檢測裝置，它可以是噴墨記錄裝置的一個控制裝置，可以是一個墨水容器，也可以有其他用途。在本發明用於墨水容器的情況下，墨水容器最好有一個消耗信息存儲器，並且為上述的各種處理提供所需的信息，特別是消耗變換信息。一種典型的墨水容器就是能夠在記錄裝置上連接/拆卸的墨盒。
本發明的一方面是一種方法，用來檢測噴墨記錄裝置所使用的一種墨水容器的墨水消耗狀態。該方法採用估算消耗計算程序和實際消耗檢測程序的組合。在估算消耗計算程序中，根據墨水容器的墨水消耗計算一個墨水消耗狀態，從而建立一個估算消耗狀態。墨水消耗可以是列印造成的墨水消耗，或者是用於維護墨水頭的墨水消耗。另一方面，實際消耗檢測程序用一個壓電器件來檢測對應著墨水消耗狀態的一種振蕩狀態，從而檢測出實際消耗狀態。按照本發明，實際消耗檢測程序是這樣一種程序，它可以用安裝在墨水容器的不同位置上的多個壓電器件檢測出多個級的實際消耗狀態。
按照本發明，儘管伴隨有一些誤差，還是能夠根據墨水消耗用估算程序具體建立一種消耗狀態。另一方面，採用壓電器件能夠精確地檢測到消耗狀態，不需要複雜的密封結構。特別是可以用多個壓電器件來建立多級的實際消耗狀態。根據多級的實際消耗狀態和估算消耗狀態就能精確而具體地建立一種墨水消耗狀態。
在實際消耗檢測程序中，最好將檢測到的通過各個壓電器件的墨水液面作為實際消耗狀態。在估算消耗計算程序中，將從一個壓電器件檢測到一個液面部分通過的時間點到下一個壓電器件檢測到這個液面部分通過的時間點的消耗狀態作為估算消耗狀態。另外，在估算消耗計算程序中，將最低壓電器件檢測到一個液面部分通過之後的消耗狀態作為估算消耗狀態。藉助於這些程序，當一個液面部分通過時，就能精確地檢測到消耗狀態，並且通過估算來補充這一通過前、後的消耗狀態。這樣就能精確和具體地連續補充墨水消耗狀態。
在估算消耗計算程序中，最好是在一個液面通過各個壓電器件時校正消耗變換信息，根據校正消耗變換信息來建立其估算消耗狀態。上述消耗變換信息可以是對應著從記錄頭射出的墨滴數量的墨水量。這一消耗變換信息可以是執行維護時消耗的墨水的體積信息。消耗變換參數會由於噴墨記錄裝置和墨水容器及其進一步的組合而稍有不同。由於變換參數不同帶來的這種誤差是可以減少的，從而更精確地建立消耗狀態。
對校正消耗變換信息的使用可以僅限於作為校正目標的一個墨水容器。或者是可以將校正消耗變換信息用於以後安裝的墨水容器，而不僅限於作為校正目標的墨水容器。例如是在由於噴墨頭的個體差異很大而影響到消耗變換參數的情況下，後者是有益的。各個噴墨記錄裝置都可以將消耗變換信息應用於它們的記錄頭。
按照本發明的方法，當最低壓電器件檢測到一個液面部分通過時，還可以根據隨著多次檢測液面通過獲得的多次消耗變換信息的校正結果來建立迄今為止最終的消耗變換信息。在各自的多個壓電器件當中的最低壓電器件檢測到一個液面部分通過之後，利用這一最終消耗變換信息建立上述估算消耗狀態。
估算消耗計算程序最好是這樣一個程序，在各自的多個壓電器件檢測到一個液面部分通過時，通過累加從記錄頭射出的墨滴數量來建立估算消耗狀態，對迄今為止通過累加而建立的估算消耗狀態進行校正。按照這樣的方式，在檢測到實際消耗狀態時就能校正由估算消耗計算程序產生的誤差。這樣就能精確地建立墨水消耗狀態。
上述實際消耗檢測處理部分可以利用壓電器件根據伴隨液體消耗的聲學阻抗變化來檢測實際消耗狀態。上述壓電器件的輸出信號可以指示出產生一個振蕩之後的剩餘振蕩狀態。根據剩餘振蕩狀態隨墨水消耗狀態而發生的變化來檢測上述實際消耗狀態。
另外，壓電器件可以產生一個檢測信號，它對應著相對於一種彈性波的反射波，還可以產生一種指向液體容器內部的彈性波。
作為墨水消耗狀態檢測目標的一種典型的上述墨水容器是可以連接到噴墨記錄裝置上並且能夠拆卸的墨盒。然而，墨水容器並非僅限於墨盒，還可以應用於固定在記錄裝置等設備上的一種附屬容器。
本發明的另一方面是用於檢測供噴墨記錄裝置使用的墨水容器的墨水消耗狀態的一種裝置，該裝置包括一個估算消耗計算處理部，它根據墨水容器計算墨水消耗狀態，建立一個估算消耗狀態，安裝在墨水容器的不同位置上的多個壓電器件，以及一個實際消耗檢測處理部，它利用多個壓電器件來檢測對應著一個墨水消耗狀態的振蕩狀態，按照多個級檢測出墨水的實際消耗狀態。
按照本發明一個方面的噴墨記錄裝置可以連接和拆卸一個具有壓電器件的用於容納墨水的墨水容器，將墨水供應給排放墨滴的記錄頭，並且記錄和檢測墨水。另外，相應的噴墨記錄裝置還包括一個估算消耗計算處理部，它根據與一個記錄頭消耗的墨水量有關的參考消耗變換信息為墨水容器內部的墨水建立一個估算消耗狀態，一個實際消耗檢測處理部，它利用壓電器件來檢測對應著墨水容器內部的墨水消耗狀態的一種振蕩狀態，從而檢測出實際消耗狀態，一個校正部，它根據一個決定來校正參考消耗變換信息，該決定涉及到給出的參考消耗變換信息是不是正確結果，並且將其作為校正目標。
有關的噴墨記錄裝置最好是通過累加由記錄頭消耗的墨水消耗的次數和從參考消耗變換信息獲得的墨水量來建立一個估算消耗狀態。
最好將參考消耗變換信息劃分成彼此不同的至少兩個單位信息。另外，校正部至少要根據估算消耗狀態來確定兩個單位信息當中的至少一個單位信息作為校正目標。另外還可以預先設置校正部，確定至少一個單位信息作為校正目標。
可以按照來自記錄頭的墨滴排放量來劃分至少兩個單位的信息。可以按照列印狀態和非列印狀態來劃分至少兩個單位的信息。可以按照由記錄頭記錄的周圍溫度來劃分至少兩個單位的信息。可以按照由記錄頭記錄的周邊溫度來劃分至少兩個單位的信息。
校正部最好是利用估算消耗狀態和實際消耗狀態之間的比例來校正參考消耗變換信息。
有關的噴墨記錄裝置最好能有一個用來存儲參考消耗變換信息的存儲部。有關的噴墨記錄裝置最好能有一個用來存儲被校正部校正後的參考消耗信息的存儲部。
可以用記錄頭排放的墨滴量來代表參考消耗變換信息的一個要素。可以用記錄頭排放的墨滴質量來代表參考消耗變換信息的一個要素。可以用構成最佳單位信息的一個比例作為參考來代表參考消耗變換信息的一個要素。估算消耗計算處理部可以根據多個參考消耗變換信息當中的任何一個參考消耗變換信息來建立一種估算消耗狀態。
按照本發明一個方面的墨水容器裝備有用於容納提供給排放墨滴的記錄頭的墨水的一個容器，用於為記錄頭供應墨水的一個液體供應開口，用於檢測容器內部墨水消耗狀態的一個壓電器件，和一個用於存儲參考消耗變換信息的存儲部，參考消耗變換信息被劃分成與記錄頭的墨水消耗量有關並且彼此不同的至少兩種單位信息。有關的墨水容器可以和通過排放墨滴來記錄的噴墨記錄裝置實現連接/拆卸。
存儲部最好是用來存儲參考消耗變換信息，該信息被劃分成根據參考消耗變換信息和利用壓電器件從對應著有關墨水容器內部的墨水消耗狀態的一種振蕩狀態中檢測到的實際消耗狀態，在有關墨水容器內的墨水的估算消耗狀態的基礎上校正的單位信息。
存儲部可以存儲彼此不同的多個參考消耗變換信息。這多個參考消耗變換信息的數量是按照壓電器件的數量來確定的。
本發明的墨水消耗檢測方法的一個方面是用來檢測墨水容器的墨水消耗狀態的一種方法，墨水容器上具有壓電器件，被用來容納供應給排放墨滴的記錄頭的墨水並且檢測墨水，它在安裝時可以在噴墨記錄裝置上連接和拆卸，並且具有一個檢測步驟，可根據來自記錄頭的關於墨水消耗量的參考消耗變換信息建立一個估算消耗狀態，並通過用壓電器件檢測對應著墨水消耗狀態的一種振蕩狀態來檢測實際消耗狀態，一個校正確定步驟，用於確定參考消耗變換信息給出的是不是正確結果，以及一個校正步驟，它根據在執行校正確定步驟中確定為正確的結果來校正參考消耗變換信息。
在校正確定步驟中，校正部可以用檢測步驟之前的估算消耗狀態和檢測步驟中的參考消耗變換信息之間的關係來確定是否在校正步驟中校正參考消耗變換信息。
最好將參考消耗變換信息劃分成關於從記錄頭排放的墨滴量的至少兩種彼此不同的單位信息。
最好由用來檢測墨水消耗的有關方法根據校正確定步驟中的估算消耗狀態來確定這至少兩種單位信息給出的是不是正確結果。
在校正確定步驟中，如果根據第二單位信息的估算消耗狀態相對於墨水消耗量或是消耗比例比根據除第一單位信息之外的單位信息的估算消耗狀態要大，就可以將第二單位信息作為正確結果。
在校正確定步驟中，如果在檢測步驟中根據有關單位信息的估算消耗狀態相對於墨水消耗量或是消耗比例比這一檢測步驟之前根據有關單位信息的任何估算消耗狀態都大，該單位信息就可以確定為正確結果。
在校正確定步驟中，可以將這樣的單位信息確定為正確結果，其估算消耗狀態相對於墨水消耗量或是消耗比例大於一個預定的閾值。
在估算消耗計算程序中，可以適當採用參考消耗變換信息各要素之間的線性計算來建立估算的消耗。
在校正確定步驟中，可以用估算消耗狀態和實際消耗狀態之間的誤差概率值來確定單位信息當中的至少一個單位信息作為正確結果。
按照本發明的墨水消耗檢測方法的另一方面具有第一步驟，根據來自記錄頭的和墨水消耗量有關的多個參考消耗變換信息當中的第一參考消耗變換信息建立一個估算消耗狀態，並且用一個壓電器件來檢測對應著墨水消耗狀態的一種振蕩狀態，以及第二檢測步驟，它根據多個參考消耗變換信息當中不同於第一參考消耗變換信息的第二參考消耗變換信息來建立一個估算消耗狀態，並且用一個壓電器件通過檢測對應著墨水消耗狀態的一種振蕩狀態來檢測實際消耗狀態。
這一方面可以有一個修改的確定步驟，用於確定在第一檢測步驟和第二檢測步驟之間是否將第一參考消耗變換信息改變成不同於第一參考消耗變換信息的第二參考消耗變換信息。在這種情況下，在第二檢測步驟中，按照修改的確定步驟的結果，根據第一參考消耗變換信息或第二參考消耗變換信息建立一個估算消耗狀態，並且通過用一個壓電器件檢測對應著墨水消耗狀態的一種振蕩狀態而檢測出實際消耗狀態。
在估算消耗計算程序中，最好是通過累加由記錄頭消耗的墨水消耗數量以及從參考消耗變換信息獲得的墨水量來建立一個估算消耗狀態。
在實際消耗檢測處理部中，最好是採用壓電器件根據伴隨著墨水消耗的聲學阻抗變化來檢測實際消耗狀態。
在實際消耗檢測處理部中，最好是根據對裝有壓電器件的振蕩部中剩下的殘餘振蕩所產生的反電動勢來檢測一種墨水消耗狀態。
附圖簡介

圖1表示用於單色例如是黑色墨水的一種墨盒的一個實施例；圖2表示用於容納多種墨水的一種墨盒的一個實施例；圖3表示適用於圖1和圖2所示墨盒的一種噴墨記錄裝置的一個實施例；圖4具體表示了一個附屬容器單元33的截面圖；圖5是製造彈性波發生裝置3，15，16和17的一種方法的示意圖；圖6是圖5所示的彈性波發生裝置3另一個實施例的示意圖；圖7是本發明的墨盒的另一實施例的示意圖；圖8是本發明的墨盒的又一實施例的示意圖；圖9是本發明的墨盒的再一實施例的示意圖；圖10是本發明的墨盒的另一實施例的示意圖；
圖11是本發明的墨盒的又一實施例的示意圖；圖12A和12B是圖11所示墨盒的再一實施例的示意圖；圖13A和13B是本發明的墨盒的再一實施例的示意圖；圖14A，14B和14C表示一個穿透孔1c的另一實施例的平面示意圖；圖15A和15B表示本發明的噴墨記錄裝置一個實施例的截面圖；圖16A和16B表示適用於圖15A和圖15B所示的記錄裝置的一種墨盒的實施例；圖17表示本發明的墨盒272的另一實施例；圖18表示本發明的墨盒272和噴墨記錄裝置的又一實施例的截面圖；圖19是圖16A和圖16B所示墨盒272的另一實施例的示意圖；圖20A，20B和20C具體表示一個激勵器106的示意圖；圖21是激勵器106的外圍及其等效電路的示意圖；圖22A和22B用曲線表示了墨水密度與由激勵器106檢測到的墨水諧振頻率之間的關係；圖23A和23B用曲線表示了激勵器106的反電動勢波形；圖24是激勵器106的另一實施例的示意圖；圖25是圖24所示激勵器106的一個局部截面圖；圖26是圖25所示激勵器106的整體截面圖；圖27是製造圖24所示激勵器106的一種方法的示意圖；圖28A，28B和28C是本發明的墨盒的又一實施例的示意圖；圖29A，29B和29C表示穿透孔1c的另一實施例的示意圖；圖30表示激勵器660的另一實施例的示意圖；圖31A和31B表示激勵器670的另一實施例的示意圖；圖32是一個模塊體100的透視圖；圖33是圖32所示模塊體100的結構分解圖；圖34是模塊體100另一實施例的示意圖；圖35是圖34所示模塊體100的結構分解圖；圖36A，36B和36C是模塊體100的又一實施例的示意圖；圖37是上面安裝有圖32所示模塊體100的一個墨水容器1的一個實施例的截面圖；
圖38A，38B和38C表示模塊體100的另一實施例的截面圖；圖39是一個墨盒和採用圖20A，圖20B，圖20C和圖21所示的激勵器106的一個噴墨記錄裝置的一種實施例的透視圖；圖40的示意圖具體表示了一個噴墨記錄裝置；圖41A和41B是圖40中所示墨盒180的另一實施例的示意圖；圖42A，42B和42C是墨盒180的又一實施例的示意圖；圖43A，43B和43C是墨盒180的再一實施例的示意圖；圖44A，44B和44C是墨盒180的另外一個實施例的示意圖；圖45A，45B和45C是圖44C所示墨盒180的又一實施例的示意圖；圖46A，46B，46C和46D表示採用模塊體100的一種墨盒的再一實施例的示意圖；圖47表示組合採用估算消耗計算和實際消耗檢測的一種構造以及一個噴墨記錄裝置的方框圖；圖48的曲線表示採用圖47所示構造的一種消耗檢測程序；圖49表示採用圖47所示構造的一種消耗檢測程序的流程圖；圖50的示意圖表示為用戶顯示消耗狀態的一種顯示形式的實施例；圖51表示液體傳感器和消耗信息存儲器的合適布局的一個實施例的示意圖；圖52A和52B表示液體傳感器和消耗信息存儲器的合適布局的一個實施例的示意圖；圖53表示另一實施例的噴墨記錄裝置的一個實施例的示意圖；圖54表示另一實施例的噴墨記錄裝置的一個實施例的示意圖；圖55表示組合採用估算消耗計算和實際消耗檢測的一種構造以及一個噴墨記錄裝置的方框圖；圖56表示在圖55的構造中採用校正目標識別信息的一種程序的流程圖；圖57表示另一實施例的噴墨記錄裝置的一個實施例的示意圖；圖58表示液體傳感器在圖57所示墨盒中的布局示意圖；圖59表示在圖58的構造中採用校正目標識別信息的一種程序的流程圖；
圖60是圖59所示程序的一個實施例的示意圖；圖61表示組合採用估算消耗計算和實際消耗檢測的一種構造以及一個噴墨記錄裝置的方框圖；圖62表示傳感器和存儲器在一個墨盒上的布局的一個實施例的示意圖；圖63的曲線表示採用圖61所示構造的一種消耗檢測程序；圖64表示採用圖61所示構造的一種消耗檢測程序的流程圖；圖65表示另一實施例的噴墨記錄裝置的一個實施例的示意圖；圖66表示一種噴墨記錄裝置的實施例；圖67是用於單色例如是黑色墨水的一種墨盒的一個實施例的示意圖；圖68是用於容納多種墨水的一個墨盒的一個實施例的示意圖；圖69表示組合採用估算消耗計算和實際消耗檢測的一種構造以及一個噴墨記錄裝置的方框圖；圖70表示一個矩陣表，它表示存儲在消耗變換信息存儲部808中的參考消耗變換信息的一個實施例；圖71的曲線表示採用圖69所示構造的一種消耗檢測程序；圖72的曲線表示採用圖69所示構造的一種消耗檢測程序；圖73A和73B是一個表和一個流程圖，表示校正確定部815是如何作出墨水是否耗盡的決定的；圖74A和74B是採用圖69所示構造的一種消耗檢測程序的流程圖；圖75表示作為本發明的一個實施例的具有多個激勵器的一種墨盒的一個截面圖；圖76表示另一實施例的噴墨記錄裝置的一個實施例的示意圖；圖77的示意圖表示墨盒上裝有一個激勵器的那一部分的放大的結構圖；圖78的流程圖表示對應著具有多個激勵器的墨盒的一種檢測程序和一種校正程序；圖79是一個表，表示採用每單位信息的數字值來執行的校正；圖80是一個表，表示採用每單位信息的數字值來執行的校正；圖81A和81B的流程圖表示一個校正目標(S22)的確定和關於圖74A，圖74B或圖78的校正目標(S26)的單位信息的一種校正；圖82的流程圖表示一個校正目標(S22)的確定和關於圖74A，圖74B或圖78的校正目標(S26)的單位信息的一種校正；以及圖83的流程圖表示採用圖80的估算消耗率的閾值來執行的一種校正程序。
本發明的最佳實施方式以下要通過本發明的實施例來解釋本發明，然而，下述實施例並不對權利要求書的本發明範圍構成限制，為了解決問題也不一定需要具備這些實施例中所述特徵的所有組合。
首先要解釋本實施例的原理。在本實施例中，本發明的應用是檢測一個墨水容器內部的墨水消耗狀態的技術。墨水消耗狀態是在兩種程序的配合下建立的。一種程序是估算消耗計算程序，另一種程序是實際消耗檢測程序。
在估算消耗計算程序中，根據墨水容器的墨水消耗計算墨水消耗狀態，建立一個估算消耗狀態。墨水消耗包括列印的墨水消耗和記錄頭維護所需的墨水消耗。本發明可以用於其中一種或是雙方。關於墨水量，按照從記錄頭射出的墨滴數或是產生的墨滴數的數值以及每一滴的墨水量來建立墨水消耗量。關於維護方面是通過維護程序的次數，處理量，從處理量變換成墨滴數的量等等來建立墨水消耗。
在實際消耗檢測程序中，用一個壓電器件檢測對應著墨水消耗狀態的一種振蕩狀態，從而檢測出實際消耗狀態。最好是用一個壓電器件來檢測伴隨著墨水消耗的聲學阻抗的變化。
按照估算程序，儘管伴隨有一些誤差，仍能具體建立一個消耗狀態。另一方面，採用壓電器件能夠精確地檢測到一個消耗狀態，不需要採取任何複雜的傳感器密封結構。這樣就能通過兩種程序的組合精確並具體地建立墨水消耗狀態。
在下述的本實施例中，實際消耗檢測程序檢測通過壓電器件的作為實際消耗狀態的墨水液面。當一定的墨水液面通過壓電器件時，壓電器件的輸出會有很大變化。這樣就能保證檢測到通過的液面部分。由估算消耗計算程序具體建立該液面部分通過前、後的墨水消耗狀態。進而可以在液面部分通過壓電器件時校正估算計算程序產生的誤差。還可以校正估算計算程序所使用的變化信息。執行這些程序就能精確和具體地建立一個墨水消耗程序。
以下要參照附圖具體解釋本實施例。首先要解釋採用壓電器件根據振蕩來檢測墨水消耗的工作原理。然後要解釋這種檢測技術的各種應用。以下要參照圖47說明本實施例的墨水消耗檢測技術，特別是採用估算消耗計算程序和實際消耗檢測程序的一種檢測技術。
在本實施例中，壓電器件被裝在一個液體傳感器中。下文中所述的「激勵器」和「彈性波發生裝置」都等同於一個液體傳感器。
本發明的基本原理是利用一種振蕩現象來檢測液體容器內的液體狀態(包括液體容器內有沒有液體，液體的量，液面，液體種類，及液體的成分)。利用振蕩現象的某些具體方法可以考慮作為檢測液體容器內液體狀態的一種方法。例如有這樣一種方法，相對於液體容器的內部用彈性波發生裝置產生一個彈性波，接收被液面或對面的壁反射的反射波，並且檢測液體容器內部的一種介質及其狀態的變化。另外還有一種方法是根據一個振蕩物體的振蕩特性來檢測聲學阻抗的變化。作為利用聲學阻抗的一種方法，有一種方法是用一種具有一個壓電元件的壓電器件或是振蕩的激勵器的一個振蕩部件來檢測聲學阻抗的變化，連續測量振蕩部件中剩下的殘餘振蕩所產生的反電動勢，並且檢測諧振頻率或反電動勢波形的幅值，還有一種方法是測量電流值和電壓值的變化，或者是用一個阻抗分析儀例如是諸如發射電路等測量裝置來測量液體的阻抗特性或液體的導納特性，從而在液體受到振蕩時測量由於頻率造成的電流值和電壓值的變化。以下還要具體解釋彈性波發生裝置和壓電器件或激勵器的工作原理。
圖1是採用本發明的用於單色例如是黑色墨水的一種墨盒的一個實施例的截面圖。圖1的墨盒是基於這樣一種方法，提供接收出自上述方法的一個彈性波的反射波來檢測液體容器內液面的位置以及有沒有液體。採用一個彈性波發生裝置3來產生和接收彈性波。在用於容納墨水的容器1中設有一個與記錄裝置的墨水供應針相連接的墨水供應開口2。彈性波發生裝置3被安裝在容器1的底面1a的外側，讓彈性波發射裝置3能夠通過容器向內部的墨水發射一種彈性波。在墨水k幾乎完全耗盡的一級上，特別是在墨水即將用盡的時間點上，彈性波發生裝置3處在比墨水供應開口2略高的位置上，以便使傳播彈性波的介質從墨水變成空氣。值得注意的是，接收裝置是獨立設置的，而彈性波發生裝置3可以僅僅用做發生裝置。
在墨水供應開口2中有一個密封件4和一個閥門件6。如圖3所示，密封件4以液密的方式和連通到一個記錄頭3 1的墨水供應針32嚙合。閥門件6在一個彈簧5的作用下始終與密封件4保持接觸。當墨水供應針32插入時，墨水供應針32推動閥門件6打開讓墨水流通，通過墨水供應開口2和墨水供應針32將容器1內的墨水供應給記錄頭31。在容器1的上壁上面安裝有一個半導體存儲裝置7，在其中存儲與墨盒內部的墨水有關的信息。
圖2是從背面看到的一個透視圖，它表示用於容納多種墨水的一個墨盒的實施例。容器8被間隔壁劃分成三個墨水艙9，10和11。每個墨水艙有一個墨水供應開口12，13和14。在各個墨水艙9，10和11的底面8a上裝有彈性波發生裝置15，16和17，這些裝置可以通過容器8向裝在各個墨水艙中的墨水發射一種彈性波。
圖3的截面圖表示適用於圖1和2所示墨盒的一種噴墨記錄裝置的主要零件的實施例。在能夠在記錄紙的寬度方向上往復運動的一個託架30上裝有一個副容器單位22，並且在副容器單位33的下面安裝一個記錄頭31。另外，在副容器單位33的墨盒安裝面的側面裝有一個墨水供應針32。
圖4的截面圖表示副容器單位33的細節。副容器單位33有一個墨水供應針32，一個墨水艙34，一個薄膜閥門36和一個過濾器37。從墨盒通過墨水供應針32供應的墨水被容納在墨水艙34內。薄膜閥門36是這樣設計的，利用墨水艙34和墨水供應路徑35之間的壓力差使閥門開、閉。其配置使墨水供應路徑35與記錄頭31連通，將墨水供應給記錄頭31。
如圖3所示，當容器1的墨水供應開口2被插入並且與副容器單位33的墨水供應針32連通時，閥門元件6抵住彈簧5，形成墨水通路，容器1內的墨水流入墨水艙34。在墨水艙34中充滿墨水的臺階上，記錄頭31的一個噴嘴開口受到負壓，墨水被充入墨水艙34，並且隨之執行記錄操作。
當記錄操作消耗了記錄頭31中的墨水時，因為薄膜閥門36下遊一側的壓力降低，薄膜閥門36與閥門元件38分離，並且閥門如圖4所示打開。隨著薄膜閥門36打開，墨水艙34中的墨水通過墨水供應路徑35流入記錄頭31。隨著墨水流入記錄頭31，容器1中的墨水通過墨水供應針32流入副容器單位33。
在記錄裝置工作期間，按照預先設置的檢測定時例如是一定的周期向彈性波發生裝置3提供一個驅動信號。由彈性波發生裝置3產生的彈性波通過容器1的底面1a傳播，傳遞到墨水並且通過墨水傳播。
彈性波發生裝置3被連接並固定在容器1上，能夠為墨盒本身提供持續的檢測功能。按照本發明，因為不必在模製容器1時嵌入用於檢測一同水平的電極，使注模工藝得以簡化，不會在電極嵌入區出現一同洩漏，並且能夠提高墨盒的可靠性。
圖5表示彈性波發生裝置3，15，16和17的一種製造方法。用陶瓷一類的材料製成一個能夠燒制的固定襯底20。首先如圖5(I)所示，在固定襯底20的表面上形成作為一個電極的導電材料層21。接著如圖5(II)所示在導電材料層21的表面上層疊一個壓電材料的毛坯片22。接著如圖5(III)所示將毛坯片22形成預定的形狀例如是壓成一個振蕩器的形狀，在自然乾燥之後用例如1200℃的燃燒溫度下燒制。接著如圖5(IV)所示在毛坯片22的表面上形成作為另一個電極的一個導電材料層23，並且利用彎曲振蕩使其極化。最後如圖5(V)所示將固定襯底20切割成各個元件。用一種膠質將固定襯底20固定在容器1的預定面上，將彈性波發生裝置3固定在容器1的預定面上，就製成了具有剩餘量檢測功能的一個墨盒。
圖6表示圖5所示彈性波發生裝置3的另一個實施例。在圖5的實施例中是將導電材料層21用做導電電極。另一方面，在圖6的實施例中，通過焊接在比由毛坯片22構成的壓電材料層的表面高的位置上形成導電端子21a和23a。利用導電端子21a和23a就能在電路襯底上直接安裝彈性波發生裝置3，並且不需要連接引線。
另外，彈性波是一種能夠通過空氣，液體和固體介質傳播的波。因此，波長，振幅，相位，振蕩的次數，傳播方向，傳播速度等等是隨著介質的改變而變化的。另一方面，彈性波的反射波的波狀態和特性也會隨著介質的改變而變化。利用彈性波傳播中通過的介質的改變而造成的反射波變化就能得知介質的狀態。如果用這種方法檢測液體容器內的液體狀態，就要使用彈性波發射和接收機。以圖1到圖3的簡化形式來解釋，首先由發射和接收機向介質例如是液體容器中的液體發射一個彈性波，彈性波通過介質傳播並且到達液體的表面。因為在液體表面上存在液體和空氣的界面，就會有反射波回到發射和接收機。發射和接收機接收這一反射波，並且能夠從彈性波與其反射波的往復運動時間周期，在彈性波產生的振幅和受到液體表面等等反射的反射波的振幅之間產生的衰減比例測量出發射機或接收機與液體表面之間的距離。利用它就能檢測出液體容器內液體的狀態。採用由彈性波通過介質傳播的變化而產生的反射波方法的彈性波發生裝置3可以是單件的發射和接收機，或者可以單獨安裝一個專用接收裝置。
如上所述，當彈性波發生裝置3產生的彈性波通過墨水液體傳播時，在墨水液體表面上產生的反射波進入彈性波發生裝置3的時間是隨著墨水液體的密度和液面而改變的。因此，在墨水成分不變的情況下，墨水液體表面產生的反射波的進入時間取決於墨水量。這樣就能通過測量從彈性波發生裝置3產生彈性波的時間點到墨水液體表面發射的反射波到達彈性波發生裝置3的時間點經過的時間周期檢測出墨水量。另外，因為墨水中包含彈性波振動粒子，如果用顏料作為墨水的染色劑，還能夠防止顏料發生沉澱。
因為彈性波發生裝置3是裝在容器1上，如果由於列印操作和維護操作使墨盒中的墨水減少到接近墨水用盡，並且彈性波發生裝置3不能再接收到反射波，就能確定墨水接近用盡，並且可以趕快更換墨盒。
圖7表示本發明的墨盒的另一個實施例。在容器1的側壁上裝有多個彈性波發生裝置41到44。對於圖7的墨盒，可以根據彈性波發生裝置41到44各自位置上是否存在墨水而檢測出各個彈性波發生裝置41到44的安裝水平上有沒有墨水。例如，當墨水液面處在彈性波發生裝置44和43之間的水平時，因為彈性波發生裝置44檢測到沒有墨水，而彈性波發生裝置41，42和43檢測到有墨水，就能確定墨水液面是處在彈性波發生裝置44和43之間。因此，只要提供多個彈性波發生裝置41到44，就能逐步檢測到墨水剩餘量。
圖8和9分別表示本發明的墨盒的其它實施例。在圖8所示的實施例中，彈性波發生裝置65被安裝在按照遠離墨盒最底部的垂直傾斜方式形成的底面1a上。另外，在圖9所示的實施例中，在垂直方向上延長的彈性波發生裝置66被安裝在側壁1b靠近底面的位置上。
按照圖8和圖9的實施例，當墨水被消耗並且各彈性波發生裝置65和66中的一部分暴露出液面時，由彈性波發生裝置65和66產生的彈性波的反射波的到達時間周期和聲學阻抗就會分別對應著液面Δh1和Δh2的變化而連續改變。這樣就能通過檢測彈性波的反射波的到達時間周期或聲學阻抗的改變程度而精確地檢測到從墨水剩餘量的墨水接近用盡狀態到墨水用盡的過程。
在上述實施例中例舉的墨盒形式是在液體容器中直接容納墨水。作為墨盒的另一個實施例，安裝在墨盒上的上述彈性波發生裝置可以採取在容器1內裝入一種多孔彈性體的形式，並且讓液體浸入彈性體。另外，儘管在上述實施例中墨盒的高度會因採用了彎曲振蕩式壓電振蕩器而受到限制，也可以採用縱向振蕩式壓電振蕩器。另外，在上述實施例中，彈性波是由同一個彈性波發生裝置發射和接收的。作為另一種實施例，也可以採用不同的彈性波發生裝置來檢測墨水剩餘量，例如一方是一個回聲探測發射器，而另一方是一個回聲探測接收器。
圖10表示本發明的墨盒的另一個實施例。在一個容器1的以垂直傾斜方式形成的底面1a上，在垂直方向上按一定的間隔設置多個彈性波發生裝置65a，65b和65c。按照這一實施例，彈性波的反射波到達處在安裝位置各水平上的各個彈性波發生裝置65a，65b和65c的到達時間周期是不同的，這取決於在多個彈性波發生裝置65a，65b和65c各自的位置上有沒有墨水。因此要掃描彈性波發生裝置65，檢測彈性波發生裝置65a，65b和65c中的彈性波的反射波的到達時間周期，這樣就能檢測出在各個彈性波發生裝置65a，65b和65c安裝位置的水平上有沒有墨水。由此就能逐步檢測到墨水剩餘量。例如，如果墨水液面處在彈性波發生裝置65b和彈性波發生裝置65c之間，彈性波發生裝置65c就能檢測到沒有墨水，另一方面，彈性波發生裝置65a和65b會檢測到有墨水。綜合評估這些結果就能得知墨水液面處在彈性波發生裝置65b和彈性波發生裝置65c之間的位置。
圖11表示本發明的墨盒的另一個實施例。在圖11的墨盒中，為了提高被液面反射的反射波的強度，在一個浮體68上裝設一個平板件67並且蓋住液面。平板件67是用具有高聲學阻抗和耐墨水特性的材料製成的，例如是一種陶瓷平板件。
圖12A和圖12B表示圖11所示墨盒的另一個實施例。在圖12A和圖12B的墨盒中，與圖11的墨盒類似，為了提高被液面反射的反射波的強度，在一個浮體68上裝設一個平板件67並且蓋住液面。在圖12A中，彈性波發生裝置65被固定在以垂直傾斜方式形成的底面1a上。當墨水剩餘量減少並且彈性波發生裝置65暴露出液面時，由於彈性波發生裝置65產生的彈性波的反射波到達彈性波發生裝置65的到達時間周期會改變，就能檢測出在彈性波發生裝置65安裝位置的水平上有沒有墨水。由於彈性波發生裝置65是被安裝在以垂直傾斜方式形成的底面1a上，即使是在彈性波發生裝置65檢測到已經沒有墨水之後，容器1內也會剩下一些墨水，這樣就能在墨水接近用盡的時間點上檢測出墨水剩餘量。
在圖12B中，在一個容器1的以垂直傾斜方式形成的底面1a上，在垂直方向上按一定的間隔設置多個彈性波發生裝置65a，65b和65c。按照圖12B的實施例，根據在多個彈性波發生裝置65a，65b和65c各自的位置上是否有墨水，反射波到達處在彈性波發生裝置65a，65b和65c安裝位置各水平上的各個彈性波發生裝置65a，65b和65c的到達時間周期是不同的，這樣就能逐步檢測到墨水剩餘量。例如，如果墨水液面處在彈性波發生裝置65b和彈性波發生裝置65c之間，彈性波發生裝置65c就能檢測到沒有墨水，另一方面，彈性波發生裝置65a和65b會檢測到有墨水。綜合評估這些結果就能得知墨水液面處在彈性波發生裝置65b和彈性波發生裝置65c之間的位置。
圖13A和圖13B表示本發明的墨盒的又一個實施例。在圖13A所示的墨盒中裝有一個墨水吸附體74，它作為至少一個墨水吸附體74面對著設在容器1內部的一個穿透孔1c。彈性波發生裝置70面對著穿透孔1c被固定在容器1的底面1a上。在圖13B所示的墨盒中，面對著與穿透孔1c連通的一個通道1h設有一個墨水吸附體75。
按照圖13A和圖13B所示的實施例，當容器1內的墨水被消耗並且墨水吸附體74和75暴露出墨水時，墨水吸附體74和75中的墨水靠自重流出並且供應給記錄頭31。當墨水完全耗盡時，因為墨水吸附體74和75向上吸引穿透孔1c中剩下的墨水，墨水會完全從穿透孔1c的凹部漏出。這樣，由彈性波發生裝置70產生的彈性波的反射波的狀態在墨水用盡時就會發生變化，並且能更可靠地檢測出墨水用盡。
圖14A，圖14B和圖14C表示穿透孔1c又一個實施例的平面圖。如圖14A到圖14C所示，穿透孔1c的平面形狀可供選擇的形狀有圓形，矩形和三角形等適合安裝彈性波發生裝置的形狀。
圖15A和圖15B表示本發明的噴墨記錄裝置的又一個實施例。圖15A表示噴墨記錄裝置本身的截面。圖15B表示在噴墨記錄裝置上安裝一個墨盒272之後的截面。在一個能夠在噴墨記錄紙寬度方向上往復運動的託架250的下面有一個記錄頭252。託架250在記錄頭252的上面具有一個副容器單位256。副容器單位256的構造與副容器單位33類似。在副容器單位256的墨盒272的安裝面側面有一個墨水供應針254。託架250有一個面對著墨盒272基座部的凸出部258，在該區域上可以安裝墨盒272。凸出部258具有彈性波發生裝置260，例如是一個壓電振蕩器。
圖16A和圖16B表示適用於圖15A和15B所示記錄裝置的一種墨盒的實施例。圖16A表示用於單色例如黑色墨水的墨盒的一個實施例。本實施例的墨盒272有一個用於容納墨水的容器274，和一個與記錄裝置的墨水供應針254連接的墨水供應開口276。容器274的一個凸出部278與底面274a上的一個凸出部258嚙合。凸出部278含有一種超聲發射材料例如是凝膠材料280。
墨水供應開口276有一個密封件282，一個閥門件286和一個彈簧284。密封件282以液密的方式和墨水供應針254嚙合。閥門件286在彈簧284的作用下始終與密封件282保持接觸。當墨水供應針254插入墨水供應開口276時，墨水供應針254推動閥門件286打開墨水路徑。在容器274的上表面安裝有半導體存儲裝置288，在其中存儲與墨盒272內部的墨水有關的信息。
圖16B表示包含多種墨水的一種墨盒的一個實施例。利用壁將容器290劃分成多個區也就是墨水艙292，294和296。墨水艙292，294和296各自具有墨水供應開口298，300和302。在面對著容器290的底面290a的各個墨水艙292，294和296的區域，在圓筒形凹部310，312和314中含有凝膠材料304，306和308，遠離發射彈性波發生裝置260產生的彈性波。
如圖15所示，當墨盒272的墨水供應開口276被插入，與副容器單位256的墨水供應針254連通時，因為閥門件286背靠著彈簧284，就會形成一個墨水通路，墨盒272內的墨水流入墨水艙262。當墨水艙262被墨水充滿時，記錄頭252的噴嘴開口受到負壓，為記錄頭充入墨水，並且連續執行記錄操作。當記錄頭252中的墨水由於記錄操作而被消耗時，由於薄膜閥門266下遊一側的壓力降低，薄膜閥門266與閥門件270分離，閥門如圖4所示打開。一旦薄膜閥門266打開，墨盒262中的墨水就流入記錄頭252。隨著墨水流入記錄頭252，墨盒272中的墨水流入副容器單位256。
在記錄裝置工作期間，按照預先設置的檢測定時例如是一定的周期向彈性波發生裝置260提供一個驅動信號。由彈性波發生裝置260產生的彈性波從凹部258發出，通過墨盒272的底面274a的凝膠材料傳播並且發射到墨盒272內的墨水。在圖15A和圖15B中設有彈性波發生裝置260，然而，彈性波發生裝置260也可以設在副容器單位256之內。
由於彈性波發生裝置260產生的彈性波通過墨水液體傳播，從墨水液體表面反射到彈性波發生裝置260的反射波的到達時間會隨著墨水液體密度和液面而改變。因此，在墨水成分不變的情況下，在墨水液體表面上產生的反射波的到達時間僅僅取決於墨水量。這樣就能通過檢測從彈性波發生裝置260激勵的時間點到墨水液體表面反射的反射波到達彈性波發生裝置260的時間點經過的時間周期來檢測到墨盒272內部的墨水量。另外，因為彈性波發生裝置260產生的彈性波會振動墨水中的粒子，還能防止顏料發生沉澱。
當墨盒272內部的墨水由於列印操作和維護操作減少到接近墨水用盡，並且不能再接收到彈性波發生裝置260產生的彈性波之後的情況下，就能確定墨水接近用盡，並且能及時更換墨盒。值得注意的是，在墨盒272沒有按規則安裝到託架250上的情況下，由彈性波發生裝置260產生的彈性波的傳播方式就會出現急劇變化。在檢測到彈性波急劇變化的情況下發出一個警告提醒用戶趕快檢查墨盒272。
由彈性波發生裝置260產生的彈性波的反射波的到達時間周期會受到容器274內包含的墨水的密度的影響。墨水的密度可能有所不同，這取決於墨水的種類，關於墨盒272內所包含墨水的種類的數據被存儲在半導體存儲裝置288中，根據它執行一個檢測程序就能精確地檢測出墨水剩餘量。
圖17表示本發明的墨盒272的另一個實施例。圖17所示的墨盒272的底面274a是按照垂直傾斜方式形成的。對於圖17的墨盒272，當墨水剩餘量減少並且彈性波發生裝置260的彈性波發射區有一部分暴露在液面之外時，由彈性波發生裝置260產生的彈性波的反射波的到達時間周期就會隨液面Δh1的變化而改變。Δh1表示底面274a在凝膠材料280兩端的高度差。這樣，通過檢測反射波到達彈性波發生裝置260的到達時間周期的改變程度就能精確地檢測到從墨水剩餘量的墨水接近用盡狀態到墨水用盡的過程。
圖18表示本發明的墨盒272和噴墨記錄裝置的又一個實施例。在圖18的噴墨記錄裝置中，在墨盒272側面的墨水供應開口276的一個側面274b上有一個凸出部258』。凸出部258』背靠彈性波發生裝置260』。在在墨盒272的側面274b上設有凝膠材料280』，凝膠材料280』與凸出部258』嚙合。按照圖18的墨盒272，當墨水剩餘量減少並且彈性波發生裝置260』的彈性波發射區有一部分暴露在液面之外時，由彈性波發生裝置260』產生的彈性波的反射波的到達時間周期和聲學阻抗就會隨液面Δh2的變化而持續變化。Δh2表示凝膠材料280』上、下兩端的高度差。這樣，通過檢測反射波到達彈性波發生裝置260』的到達時間周期或聲學阻抗的改變程度就能精確地檢測到從墨水剩餘量的墨水接近用盡狀態到墨水用盡的過程。
在上述實施例中例舉和解釋的墨盒是採取了在液體容器中直接容納墨水的形式。作為墨盒的另一個實施例，上述彈性波發生裝置260可以作用在容器174中採取一種多孔彈性體形式的墨盒上，並且讓液體墨水浸入彈性體。另外，在上述實施例中，在根據液面上的反射波檢測墨水剩餘量的情況下，彈性波是由同一個彈性波發生裝置260和260』發射和接收的。然而，本發明並非僅限於此，也可以由彼此不同的彈性波發生裝置260來發射和接收彈性波。
圖19表示圖16A和圖16B所示墨盒272的又一個實施例。在墨盒272中，為了提高被液面反射的反射波的強度，在一個浮體318上裝設一個平板件316並且蓋住墨水液面。平板件316最好是用具有高聲學阻抗和耐墨水特性的材料製成的，例如是一種陶瓷平板件。
圖20A，圖20B，圖20C和圖21表示作為壓電器件的一個實施例的激勵器106的細節和等效電路。此處所說的激勵器採用了至少檢測液體容器內的液體的聲學阻抗變化並檢測消耗狀態的一種方法。具體採用的方法是根據剩餘振蕩來檢測諧振頻率，並且檢測液體容器內的液體的消耗狀態。圖20A是激勵器106的放大平面圖。圖20B表示沿B-B線提取的截面圖。圖20C表示沿C-C線提取的截面圖。另外，圖21(A)和圖21(B)表示激勵器106的等效電路。另外，圖21(C)和圖21(D)分別表示當墨盒內充滿墨水時包括激勵器106及其等效電路在內的外圍設備，而圖21(E)和圖21(F)分別表示當墨盒內沒有墨水時包括激勵器106及其等效電路在內的外圍設備。
激勵器106在其襯底178的中心處有一個圓形開口161，將一個振蕩板176布置在襯底178的一面(以下稱為表面)上，蓋住開口161，在振蕩板176的表面一側上布置一個壓電層，上部電極164和下部電極166從兩側將壓電層160夾在中間，一個上部電極端子168用電路連接上部電極164，一個下部電極端子170用電路連接下部電極166，在上部電極164和上部電極端子168之間還布置有一個用電路將其相互連接的輔助電極172。各個壓電層160，上部電極164，和下部電極166的主體部分都是圓形的。由壓電層160，上部電極164，和下部電極166的各個圓形部分構成壓電元件。
振蕩板176蓋住襯底178表面上的開口161。由振蕩板176面對開口161的那部分和襯底178表面上的開口161形成一個空腔162。襯底178的壓電元件相反一側的面(以下稱為反面)面對著液體容器一側，在配置空腔162時讓空腔162接觸到液體。振蕩板176相對於襯底178以液密的方式安裝，即使有液體進入空腔162，液體也不會洩漏到襯底178的表面一側。
下部電極166位于振蕩板176的表面上，也就是在液體容器相反一側的面上，並且在安裝時讓作為下部電極166主體部分的圓形部分的中心和開口161的中心相互間大體保持一致。應該注意到它的設置，下部電極166的圓形部分面積比開口161要小。另一方面，在下部電極166的表面一側形成壓電層160，使其圓形部分的中心和開口161的中心相互間大體保持一致。從而設置成讓壓電層160圓形部分的面積小於開口161的面積並且大於下部電極166圓形部分的面積。
另一方面，在壓電層160的表面一側形成上部電極164，讓作為其主體部分的圓形部分的中心和開口161的中心相互間大體保持一致。在設置中讓上部電極164的圓形部分面積比開口161和壓電層160的圓形部分的面積小，並且比下部電極166圓形部分的面積大。
這樣就構成了壓電層160的主體部分，從前面一側和後面一側分別用上部電極164主體部分和下部電極166主體部分將其主體部分夾在中間，使壓電層160能夠有效地變形並受到驅動。由分別作為壓電層160，上部電極164和下部電極166主體部分的各圓形部分構成激勵器106中的壓電元件。如上所述讓壓電元件接觸到振蕩板176。另外，在上部電極164的圓形部分，壓電層160的圓形部分，下部電極166的圓形部分和開口161當中，最大面積是開口161的面積。藉助於這樣的結構，振蕩板176以外的實際振蕩區域是由開口161確定的。另外，因為上部電極164的圓形部分，壓電層160，和下部電極166的圓形部分比開口161小，振蕩板176更容易振蕩。另外，如果將用電路連接壓電層160的上部電極164的圓形部分和下部電極166的圓形部分相比較，下部電極166的圓形部分比較小。因此，是下部電極166的圓形部分決定了壓電層160上產生壓電效應的那一部分。
上部電極端子168被設在振蕩板176的前面，通過輔助電極172用電路連接到上部電極164。另一方面，下部電極端子170被設在振蕩板176的前面一側，用電路連接到下部電極166。上部電極164被設在壓電層160的前面一側，在連接到上部電極端子168的中途需要有一個與壓電層160的厚度與下部電極166的厚度之和相等的臺階差。僅僅由上部電極164難以形成這一臺階差，即使有可能，上部電極164和上部電極端子168之間的連接狀態也是脆弱的，容易發生斷裂。因而採用了輔助電極172作為輔助元件來連接上部電極164和上部電極端子168。按照這樣的處理方式，就能得到由輔助電極172來支撐壓電層160以及上部電極164的結構，可以獲得所需的機械強度，並且能夠確保上部電極164和上部電極端子168之間的連接。
應該注意到，壓電元件和振蕩板176上直接面對這一壓電元件的振蕩區域才是激勵器106中實際產生振蕩的振蕩部分。另外，最好是通過燒制使激勵器106中包含的部件彼此間形成一個整體。通過整體形成激勵器106可使激勵器106變得更容易處理。另外，加強襯底178的強度可以提高振蕩特性。如果襯底178的強度加強了，僅有激勵器106的振蕩部分會振動，而振蕩部分以外的部分不振動。另外，與加強襯底178的強度相反，如果使激勵器106的壓電元件變薄變小，並且使振蕩板176變薄，就可以達到使激勵器106除振蕩部分之外的其它部分不振動的目的。
壓電層160的材料最好是採用鉛鋯酸鹽鈦酸鹽(PZT)，鉛鑭鋯酸鹽鈦酸鹽(PLZT)，或者是不採用鉛的無鉛壓電層，而襯底178的材料最好是採用二氧化鋯或鋁。另外，振蕩板176最好採用和襯底178相同的材料。上部電極164，下部電極166，上部電極端子168和下部電極端子170可以採用具有導電性的材料，例如是金，銀，銅，鉑，鋁，鎳等等。
如上構成的激勵器106可以用於容納液體的容器。例如可以將激勵器安裝在墨盒和墨水容器上，或者容納用於溶解記錄頭的一種清洗溶劑的容器上。
圖20A，圖20B，圖20C和圖21中所示的激勵器106被安裝在液體容器上的預定位置，讓空腔162接觸到裝在液體容器內部的液體。在液體容器內所含的液體足夠的情況下，空腔162的內部及其外側充滿液體。另一方面，當液體容器內的液體被消耗並且液面下降到激勵器安裝位置以下的一點時，就會出現這樣的狀態，即空腔162內沒有液體，或者是僅有空腔162內部還有液體而外側存在空氣。激勵器106至少能檢測到這一狀態變化所產生的聲學阻抗差異。藉助於此，激勵器106就能檢測到液體容器內部包含有充足液體的狀態，或者是液體消耗超過了一定的量。另外，激勵器106還能夠檢測出液體容器內部的墨水種類。
以下要解釋用激勵器檢測液面的原理。
為了檢測介質聲學阻抗的變化，需要測量介質的阻抗特性或導納特性。為了測量介質的阻抗特性或導納特性，可以採用一個發射電路。發射電路對介質施加一定的電壓，並且通過改變頻率來測量提供給介質的電流。或者是用發射電路為介質提供一定的電流，並且通過改變頻率來測量施加到介質上的電壓。在發射電路中測得的電流值或電壓值的變化可以指示出聲學阻抗的變化。另外，電流值或電壓值變成最大或最小時的頻率fm的變化也可以指示出聲學阻抗的變化。
與上述方法不同，激勵器也可以僅僅採用諧振頻率的變化檢測出液體聲學阻抗的變化。作為利用液體聲學阻抗的一種方法，有一種方法是利用激勵器的振蕩部分之後的一個振蕩部分例如是一個壓電元件，通過測量壓電元件中的殘餘振蕩所產生的反電動勢來檢測諧振頻率。壓電元件可以用激勵器振蕩部分中剩下的殘餘振蕩產生一個反電動勢，由激勵振蕩部分的振幅產生一個巨大的反電動勢。這樣，激勵器振蕩部分的振幅越大，就越容易檢測。另外，巨大反電動勢的變化周期隨著激勵器振蕩部分中的殘餘振蕩的頻率而改變。這樣，激勵器振蕩部分的頻率就對應著反電動勢的頻率。所謂的諧振頻率是指激勵器的振蕩部分和與這一振蕩部分相接觸的介質處在諧振狀態下的那個頻率。
為了獲得諧振頻率fs，要對振蕩部分和介質處在諧振狀態時通過測量反電動勢獲得的波形執行Fourier變換。因為激勵器的振蕩不僅伴隨有一個方向上的變形，還會有諸如扭曲，伸展等各種變形，它具有包括諧振頻率fs在內的多種頻率。因此，要通過在壓電元件和介質處在諧振狀態時對反電動勢的波形執行Fourier變換，並且規定最主要的頻率成分，才能確定諧振頻率fs。
頻率fm表示介質的導納最大或介質的阻抗最小時的那個頻率。假設諧振頻率是fs，頻率fm會由於介質的介電損失或機械損失相對於諧振頻率fs產生微小誤差。然而，由於從實際測量的頻率fm導出諧振頻率fs很麻煩，一般都是用頻率fm來代替諧振頻率。通過將激勵器106的輸出輸入到發射電路，激勵器106至少能檢測出聲學阻抗。
試驗已經證明，在測量介質的阻抗特性或導納特性並測量頻率fm的方法中規定的諧振頻率與通過測量激勵器振蕩部分中的殘餘振蕩所產生的反電動勢來測量諧振頻率fs的方法中規定的諧振頻率之間幾乎沒有差別。
激勵器106的振蕩區域是由振蕩板176以外的開口161所確定的空腔162構成的那一部分。在液體容器中含有足夠的液體時，該振蕩區域接觸到液體容器內的液體。另一方面，如果液體容器中的液體沒有充滿，該振蕩區域就接觸到容器內部空腔中剩下的液體，或者是振蕩區域接觸不到液體，而是接觸到空氣或真空。
在本發明的激勵器106中設有空腔162，藉助於這種設計，可以在激勵器106的振蕩區域中保存液體容器內的液體。這樣做的理由如下。
根據激勵器在液體容器上的安裝位置和安裝角度，儘管液體容器內的液體的液面低於激勵器的安裝位置，液體也能附著在激勵器的振蕩區域上。如果激勵器僅僅依靠在振蕩區域內有沒有液體來檢測液體的存在與否，附著在激勵器振蕩區域上的液體就會妨礙其檢測有無液體的精度。例如，在液面低於激勵器安裝位置的狀態下，如果液體容器由於託架的往復運動而擺動，液體及會產生波紋，並且將液滴附著在振蕩區域上，激勵器會錯誤地確定液體容器內還有足夠的液體。因而，與此相反，為了在即使仍然有液體的情況下精確檢測液體的有無，只要合適地設計一個空腔，如果液體容器被擺動並且液面產生波紋，就能防止激勵器誤動作。採用這樣的具有空腔的激勵器可以防止誤動作。
另外，如圖21(E)所示，將液體容器內沒有液體而激勵器106的空腔162中仍剩有液體容器內的液體的情況做成一個閾值。具體地說，如果在空腔162的外圍沒有液體且空腔內的液體低於這一閾值時，就確定沒有墨水了，如果在空腔162外圍有液體並且液體高於這一閾值，就確定有墨水。例如，如果將激勵器106安裝在液體容器的側壁上，就將液體容器內的液體低於激勵器的安裝位置確定為沒有墨水的情況，並且將液體容器內的液體高於激勵器的安裝位置確定為有墨水的情況。由於提供了這樣一個閾值，即使在空腔內的墨水已經幹了且沒有墨水的情況下，也能確定沒有墨水的情況，空腔內沒有墨水的情況和墨水由於託架擺動而附著在空腔上的情況可以確定為沒有墨水的情況，因為它沒有超過上述閾值。
以下要參照圖20A，圖20B，圖20C和圖21來解釋通過測量反電動勢而根據介質和激勵器106振蕩部分的諧振頻率來檢測液體容器內的液體狀態的一種工作原理。在激勵器106中，通過上部電極端子168和下部電極端子170對上部電極164和下部電極166施加一個電壓。在壓電層160的區域之外，在夾在上部電極164和下部電極166之間在部位產生一個電場。這一電場使壓電層160變形。變形的壓電層160使振蕩板176以外的振蕩區域扭曲和振動。在壓電層160變形之後激勵器106的振蕩部分還會有扭曲振蕩。
殘餘振蕩是激勵器106的振蕩部分和介質的自由振蕩。因此，在施加電壓之後通過將施加到壓電層160上的電壓變換成脈衝波形或矩形波就容易獲得振蕩部分和介質的諧振狀態。殘餘振蕩還能使壓電層160變形，隨之使激勵器106的振蕩部分變形。這樣，壓電層160就會產生一個反電動勢。通過上部電極164，下部電極166，上部電極端子168和下部電極端子170檢測其反電動勢。由於通過檢測反電動勢就能確定諧振頻率，這樣就能檢測到液體容器內液體的狀態。
諧振頻率fs一般用下式來表示fs＝1/(2*π*(M*Cact)1/2) (公式1)其中的M代表振蕩部分的慣性Mact與附加慣性M』之和，而Cact代表振蕩部分的柔量(compliance)。
圖20C是本實施例中激勵器106當空腔內沒有剩下墨水時的截面圖。圖21(A)和圖21(B)是激勵器106的振蕩部分和空腔162在空腔內沒有剩下墨水時的等效電路。
Mact代表振蕩部分的厚度與振蕩部分密度除以振蕩部分面積的乘積，具體如圖21(A)所示可表示成Mact＝Mpzt+M electrode1+M electrode2+Mvib(公式2)其中的Mpzt是振蕩層160中的壓電層160的厚度與壓電層160密度除以壓電層160面積的乘積，M electrode1代表上部電極164的厚度與振蕩部分中的上部電極164的密度除以上部電極164面積的乘積，Melectrode2代表下部電極166的厚度與振蕩部分中的下部電極166的密度除以下部電極166面積的乘積，而M vib代表振蕩部分中的振蕩板176的厚度與振蕩板176的密度除以振蕩區域面積的乘積。然而，本實施例的最佳形式是，壓電層160，上部電極164，下部電極166以及振蕩板176的振蕩區域各自的面積之間具有上述的或大或小的關係，面積之間的差別很小，可以從厚度，密度，和整個振蕩部分的面積計算出Mact。另外，在本實施例中，最好將作為主體部分的圓形部分之外的那部分縮小到在壓電層160，上部電極164和下部電極166中能夠忽略的程度。這樣，在激勵器106中，Mact就能代表除上部電極164，下部電極166，壓電層160和振蕩板176以外的那些振蕩區域各自的慣性之和。另外，柔量Cact代表由上部電極164，下部電極166，壓電層160和振蕩板176以外的振蕩區域構成的那一部分的柔量。
應該注意到圖21(A)，圖21(B)，圖21(D)和圖21(F)表示了激勵器106的振蕩部分和空腔162的等效電路，然而，在這些等效電路中，Cact代表激勵器106的振蕩部分的柔量。C pzt，C electrode1，Celectrode2和C vib分別代表振蕩部分中的壓電層160，上部電極164，下部電極166，和振蕩板176的柔量。C act可以用以下的公式3表示。
1/C act＝(1/C pzt)+(1/C electrode1)+(1/C electrode2)+(1/C vib) (公式3)利用公式2和公式3可以將圖21(A)表示成圖21(B)。
柔量C act代表在增加振蕩部分單位面積上的壓力時出現的變形所產生的能夠接收介質的量。另外也可以用柔量C代表變形的難易程度。
圖21(C)表示激勵器106在液體容器內含有充足液體並且液體充滿激勵器106的振蕩部分外圍的情況下的一個截面圖。圖21(C)中的M’max代表在液體容器內含有充足液體並且液體充滿激勵器106的振蕩部分外圍的情況下附加慣性的最大值。M’max的表達式是M’max＝(π*ρ/(2*K3))*(2*(2*K*a)3/(3*π))/(π*a2)2(公式4)其中的a代表振蕩部分的直徑，ρ代表介質的密度，而K代表波的數量。
應該注意到，在激勵器106的振蕩部分是直徑為a的圓形的情況下滿足公式4。附加慣性M』代表的量表示振蕩部分質量出現的增加。從公式4可見，M’max會隨著振蕩部分的直徑a和介質的密度ρ有很大變化。
波的數量K可以表示為K＝2*π*f act/C (公式5)其中的f代表振蕩部分在沒有液體接觸時的諧振頻率，而C代表通過介質傳播的聲音的速度。
圖21(D)表示在圖21(C)情況下激勵器106的振蕩部分和空腔162的等效電路，在這種情況下，液體容器中含有足夠的液體，並且液體充滿激勵器106振蕩區域的外圍。
圖21(E)表示激勵器106在液體容器的液體有消耗情況下的一個截面圖，在激勵器106的振蕩區域外圍沒有液體，但是激勵器106的空腔162內還有液體。公式4表示根據密度ρ的聯繫確定的最大值M’max，例如是在液體容器充滿液體的情況下。另一方面，在液體容器的液體有消耗，並且激勵器106的振蕩區域外圍的液體變成了空氣或真空，而空腔162內還有液體情況下，可以用以下公式表示M』＝ρ*t/S (公式6)其中的t代表參與振蕩的介質的厚度，S代表激勵器106振蕩區域的面積。如果振蕩區域是直徑為a的圓形，就滿足S＝π*a2。這樣，在液體容器含有充足液體並且液體充滿激勵器106的振蕩區域外圍的情況下，附加慣性M』就遵守公式4。另一方面，在液體有消耗並且激勵器106的振蕩區域外圍的液體變成了空氣或真空，而空腔162內還有液體的情況下，就遵守公式6。
如圖21(E)所示，在液體有消耗，激勵器106的振蕩區域外圍沒有液體，但是激勵器106的空腔162內還有液體的情況下，附加慣性M』被定義為M』cav，M』cav是在激勵器106的振蕩區域外圍充滿液體的情況下根據附加慣性M’max來識別的。
圖21(F)表示在圖21(E)情況下激勵器106的振蕩部分和空腔162的等效電路，在這種情況下，液體容器中的液體有消耗，在激勵器106振蕩區域外圍沒有液體，但是在激勵器106的空腔162內還有液體。
此時，涉及介質狀態的參數是公式6中的介質密度ρ和介質厚度t。在液體容器內部含有充足液體的情況下，液體會接觸到激勵器106的振蕩部分，並且，在液體容器內部含有充足液體的情況下，液體會留在空腔內，或者激勵器106的振蕩部分會接觸到空氣或真空。在激勵器106外圍的液體會消耗，如果在從圖21(C)的M’max變到圖21(E)的M』cav的過程中將附加慣性定義為M』var，因為介質的厚度t是隨液體容器內包含液體的狀態而變的，附加慣性M』var會改變，而諧振頻率fs也會改變。因此，通過確定諧振頻率fs就能檢測出液體容器中有沒有液體。如圖21(E)所示，假設t＝d，用公式6表示M』cav，並且將空腔的深度d代入公式6中的t。
M』cav＝ρ*d/S (公式7)
另外，即使介質是彼此不同的液體，因為密度ρ對不同的成分是不同的，附加慣性M』會改變，而諧振頻率fs也會改變。因此，通過確定諧振頻率fs就能檢測出液體容器中有沒有液體。
應該注意到，在僅有墨水或空氣中的任何一種接觸到激勵器106的振蕩部分並且不會混淆的情況下，即使按照公式4計算也能檢測到M』的不同。
圖22A的曲線表示墨水容器內的墨水量與墨水和振蕩部分的諧振頻率fs之間的關係。以下將墨水作為一個實施例中的液體。縱坐標軸表示諧振頻率fs，橫坐標軸表示墨水量。當墨水成分不變時，諧振頻率fs隨著剩餘墨水量減少而上升。
在墨水容器含有充足的墨水並且墨水充滿激勵器106的振蕩區域外圍的情況下，最大附加慣性M’max是由公式4代表的值。另一方面，在墨水有消耗，激勵器106的振蕩區域外圍沒有充滿墨水，而空腔162內還有墨水的情況下，用公式6根據介質的厚度計算附加慣性M』var。因為公式6中的t代表參與振蕩的介質的厚度，只要減小激勵器106的空腔的d(參見圖20B)，也就是將襯底178做成足夠薄，就能檢測到墨水逐步消耗的過程(參見圖21(C))。將t ink定義為參與振蕩的墨水的厚度，而t ink-max定義為M’max的t ink。例如可以將激勵器106布置在墨盒的底面上，大致與墨水液面平行。當墨水有消耗並且墨水液面到達比激勵器106的t ink-max部位低的高度時，M』var就會按公式6逐步變化，而諧振頻率fs按公式1逐步變化。因此，只要墨水液面處在t的範圍之內，激勵器106就能檢測到墨水逐步消耗的狀態。
另外，只要將激勵器106的振蕩區域做得越來越大並且布置在縱向上，公式6中的S就會由於墨水消耗而隨著液面位置改變。這樣，激勵器106就能檢測到墨水逐步消耗的過程。例如，激勵器106布置在墨盒的側壁上，大致與墨水液面垂直。當墨水有消耗且墨水液面到達激勵器106的振蕩區域時，由於附加慣性M』隨著液面降低而減小，諧振頻率fs會逐步增大。因此，只要墨水液面處在空腔162的半徑2a範圍之內(參見圖21(C))，激勵器106就能檢測到墨水逐步消耗的狀態。
圖22A的曲線X代表墨水容器內含有的墨水量與墨水和振蕩部分之間在激勵器106的空腔162被做得足夠淺的情況下或是激勵器106的振蕩區域被做得越來越大的情況下的關係。可以看出墨水和振蕩部分的諧振頻率是隨著墨水容器內墨水量的減少而逐步改變的。
具體地說，可以檢測到墨水逐步消耗過程的情況是這樣一種情況，彼此間具有不同密度的液體和空氣同時存在並且參與振蕩。隨著墨水被逐步消耗，作為在激勵器106振蕩區域的外圍參與振蕩的介質，在液體減少的同時空氣會增加。例如，如果將激勵器106與墨水液面平行地布置，並且在t ink小於t ink-max的情況下，參與激勵器106的振蕩的介質就同時包括墨水和空氣。因此，假設激勵器振蕩區域的面積是S，按下式用墨水和空氣的附加質量來表達一種比公式4的M’max低的狀態M』＝M』air+M』ink＝ρ air*t air/S+ρink*t ink/S (公式8)其中的M』air代表空氣的慣性，M』ink代表墨水的慣性，ρair代表空氣的密度，ρink代表墨水的密度，t air代表參與振蕩的空氣厚度，而t ink代表參與振蕩的墨水的厚度。在激勵器106振蕩區域外圍參與振蕩的介質之外，空氣會隨著液體減少而增加，在激勵器106與墨水液面平行布置的情況下，t air增加而t ink減少，從而使M』var逐步下降而諧振頻率逐步增大。這樣就能檢測出墨水容器內剩餘的墨水量或墨水的消耗量。應該注意到，公式7之所以僅僅包含液體密度的原因是因為在此處假設的情況是空氣密度很小可以忽略。
在激勵器106與墨水液面大致垂直布置的情況下，就需要考慮參與激勵器106振蕩的介質的區域僅僅是墨水和參與激勵器106振蕩的介質的區域僅僅是激勵器106振蕩區域以外的空氣的兩種平行等效電路(未示出)。假設在參與激勵器106振蕩的介質的區域僅僅是墨水時，其面積是S ink，而在參與激勵器106振蕩的介質的區域僅僅是空氣時，其面積是S air1/M』＝1/M』air+1/M』ink＝Sair/(ρair*t air)+S ink/(ρink*tair) (公式9)在激勵器106的空腔內沒有墨水時採用公式9。如果激勵器106的空腔內還有墨水，就可以用公式7，公式8和公式9來計算。
另一方面，在襯底178很厚的情況下，也就是空腔162的深度d很深，d接近於介質的厚度t ink-max，或者是在激勵器的振蕩區域與採用的液體容器相比很小的情況下，無論墨水液面是處在比激勵器安裝位置高的位置還是低的位置上，實際上或多或少總能檢測到墨水逐步消耗的過程。換句話說就是能夠檢測到激勵器振蕩區域中有沒有墨水。例如，圖22A的曲線Y代表在小圓形振蕩區域的情況下墨水容器內的墨水量與墨水和振蕩部分的諧振頻率fs之間的關係。在墨水容器內的墨水液面通過激勵器安裝位置前、後的墨水量Q的範圍內，可以看到墨水和振蕩部分的諧振頻率fs有引人注目的變化，這樣就能檢測到墨水容器內是否還有預定量的墨水。
圖22B表示圖22A曲線Y中的墨水的密度與墨水和振蕩部分的諧振頻率fs之間的關係。以墨水作為液體的一個例子，如圖22B所示，隨著墨水密度的增大，附加慣性會增大，而諧振頻率fs就會降低。具體地說，不同類墨水的諧振頻率是不同的。因此，通過在補充墨水時測量諧振頻率fs，就能查出是否混入了不同密度的墨水。
這樣就能識別出含有不同類墨水的墨水容器。
以下要解釋的情況是，如果適當地設置空腔的形狀和尺寸，激勵器106的空腔162即使在液體容器內沒有液體時也能精確檢測到液體狀態。如果激勵器106在空腔162內充滿液體時能夠檢測到液體的狀態，即使是在空腔162內沒有充滿液體時，它也能檢測出液體的狀態。
諧振頻率fs是慣性M的函數。慣性M是慣性M act和附加慣性M』之和，而附加慣性與液體的狀態有關。附加慣性M』是用來指示振蕩部分的質量由于振蕩部分附近的介質作用而有所增加的一個量。具體地說，也就是由于振蕩部分的振蕩對介質的明顯吸收所引起的振蕩部分質量的增加。
與此相應，在公式4中的M』cav大於M’max的情況下，受到明顯吸收的介質是留在空腔162內的所有液體和液體容器內的空氣或真空。此時，由於M』不變，諧振頻率fs也不會變。這樣，激勵器106就能檢測出液體容器內液體的狀態。
另一方面，在公式4中的M』cav小於M’max的情況下，受到明顯吸收的介質是留在空腔162內的液體和液體容器內的空氣或真空。此時，由於M』與液體容器內充滿液體的狀態有所變化，諧振頻率fs就會改變。這樣，激勵器106就能檢測出液體容器內液體的狀態。
具體地說，在液體容器內的液體處於空的狀態並且激勵器106的空腔162能還有液體的情況下，要激勵器106能夠精確檢測液體狀態的條件是M』cav小於M’max。應該注意到，激勵器106能夠精確檢測液體狀態的這一條件M’max＞M』cav沒有涉及到空腔162的形狀。
其中的M』cav是與空腔162的體積大致相等的液體質量。因此，根據不等式M’max＞M』cav，就可以用空腔162體積的條件來表示要激勵器106能夠精確檢測液體狀態所要求的條件。例如，假設圓形空腔162的開口161的直徑是a，而空腔162的深度是d，M’max＞ρ*d/πa2(公式10)展開公式10可得到以下的條件a/d＞3*π/8 (公式11)應該注意到，只要空腔162的形狀是圓形的，就滿足公式10和公式11。如果在不是圓形的情況下採用M’max的表達式並且替換其面積πa2代入公式10，就能得到空腔尺寸如寬度和長度與空腔深度之間的關係。
這樣，即使是在液體容器內已沒有液體而空腔162內還有液體的情況下，其空腔162具有滿足公式11的開口161的半徑a和空腔深度d尺寸的一個激勵器106也能無誤地檢測出液體狀態。
由於附加慣性M』會影響到聲學阻抗特性，可以說測量激勵器106由於殘餘振蕩而產生的反電動勢的方法至少能檢測到聲學阻抗的變化。
另外，按照本實施例，由激勵器106產生一個振蕩，並且測量測量激勵器106由於隨後發生的殘餘振蕩而產生的反電動勢。然而，不一定要求激勵器106的振蕩部分在驅動電壓的作用下通過其本身的振蕩為液體提供振蕩。具體地說，如果振蕩部分本身不振蕩，而是由液體中與振蕩部分相接觸的一定範圍內的液體的振蕩使壓電層160扭曲和變形。這種殘餘振蕩使壓電層160產生一個反電動勢電壓並且將其反電動勢電壓發送給上部電極164和下部電極166。利用這種現象就能檢測到介質的狀態。例如在一種平面記錄裝置中，可以在列印時對列印頭進行掃描，利用由於託架往復運動的振蕩所產生的發生在激勵器振蕩部分外圍的振蕩檢測出墨水容器或是其內部墨水的狀態。
圖23A和圖23B表示殘餘振蕩的波形和在激勵器106發生振動之後測量激勵器106的殘餘振蕩的一種方法。在激勵器106振蕩之後，利用殘餘振蕩頻率的變化和振幅的變化就能檢測出墨水液面在墨盒內部激勵器106安裝位置水平處的上、下。在圖23A和圖23B中，縱軸代表激勵器106的殘餘振蕩所產生的反電動勢的電壓，而橫軸代表時間。圖23A和圖23B中所示的電壓模擬信號是由激勵器106的殘餘振蕩產生的。隨後將模擬信號變換成對應著信號頻率的數字值。
在圖23A和圖23B所示的實施例中，有沒有墨水是通過測量從模擬信號的第四個脈衝到第八個脈衝的四段所構成的時間周期來檢測的。
具體地說，在激勵器106振蕩之後，對預先設置的參考電壓從低電壓一側過渡到高電壓一側的次數計數。將從四計數到8計數範圍內的數位訊號定義為High，按照預定的時鐘脈衝測量跨度從四計數到8計數的時間周期。
圖23A表示當墨水液面比激勵器106的安裝位置水平高時的一種波形。另一方面，圖23B表示在激勵器106的安裝位置水平上沒有墨水時的波形。比較圖23A和圖23B，在從第四計數到第八計數的時間跨度內，圖23A的波形比圖23B的波形長。換句話說，從第四計數到第八計數的時間跨度是隨著有沒有墨水而不同的。利用時間跨度的這種差別就能檢測出墨水消耗狀態。之所以從模擬波形的第四計數開始計數是因為應該在激勵器106的振蕩穩定之後再開始計數。從第四計數起計數僅僅是一個實施例，也可以從優選的一個順序計數值開始計數。在此處是檢測從第四計數到第八計數的信號，並且測量從第四計數到第八計數的時間跨度，從中找出諧振頻率。時鐘脈衝最好採用與用來控制安裝在墨盒上的半導體器件的時鐘相同的時鐘脈衝。值得注意的是，不一定要測量直至第八計數的時間跨度，計數可以到優選的一個順序計數值結束。在圖23A和圖23B中是測量從第四計數到第八計數的時間跨度，然而，根據用來檢測頻率的具體電路結構，也可以測量不同計數間隔之內的時間跨度。
例如，在墨水的質量穩定並且在峰值之間的幅值變化很小的情況下，為了加快檢測速度，可以通過檢測從第四到第六計數的時間跨度來建立諧振頻率。另外，在墨水的質量不穩定並且脈衝幅值變化很大的情況下，為了能精確檢測殘餘振蕩，可以檢測從第四計數到第十二計數的時間跨度。
另外，作為另一個實施例，可以在預定周期內對反電動勢電壓波形的波形數計數(未示出)。按照這種方法也能建立諧振頻率。具體地說，在激勵器106振蕩之後，數位訊號只有在預定周期內才變成High，預定的參考電壓從低電壓一側過渡到高電壓一側。通過測量其計數值就能檢測出有沒有墨水。
另外，比較圖23A和圖23B可見，在墨盒中充滿墨水的情況下和墨盒中沒有墨水的情況下，反電動勢的幅值是不同的。因此，通過測量反電動勢的幅值就能檢測出墨盒內的墨水消耗狀態。具體地說，例如將參考電壓設置在圖23A的反電動勢的頂點和圖23B的反電動勢的頂點之間。在激勵器106振蕩之後，一個數位訊號會變成High，如果反電動勢跨過了參考電壓，就確定為沒有墨水。如果反電動勢沒有跨過參考電壓，就確定為有墨水。
圖24表示激勵器106的一種製造方法。整體形成多個激勵器106(在圖24的實施例中是4件)。圖25所示的激勵器106是通過將圖24所示的整體模製的多個激勵器切割成單個激勵器106的形式而製成的。如果圖24所示的整體模製的多個激勵器106各自的壓電元件是圓形的，只要將整體模製件切割成單個激勵器106的形式，就能製成圖20A，圖20B和圖20C所示的激勵器106。通過整體形成多個激勵器106便於在同時有效地製造第一個激勵器106，並且在運用材料時便於處理。激勵器106具有一個薄板或振蕩板176，襯底178，彈性波發生裝置或壓電元件174，一個端子形成材料或上部電極端子168，以及端子形成件或下部電極端子170。壓電元件174包括壓電振蕩板或壓電層160，上電極或上部電極164，以及下電極或下部電極166。振蕩板176被設在襯底178的上表面上，下部電極166被設在振蕩板176的上表面上。壓電層160被設在下部電極166上，上部電極164被設在壓電層160的上表面上。這樣所形成的壓電層160的主體部分從上、下兩方被夾在上部電極164和下部電極166的主體部分之間。
在振蕩板176上形成多個壓電元件174(在圖24的實施例中是4件)。下部電極166被設在振蕩板176的前面，壓電層160被設在下部電極166的前面，而上部電極164被設在壓電層的上表面上。上部電極端子168和下部電極端子170被設在上部電極164和下部電極166的端部。單獨切割成4件激勵器106並且單獨使用。
圖25表示壓電元件為矩形的一種激勵器106的一個局部截面圖。
圖26表示圖25中所示激勵器106的整體截面圖。在襯底178面對著壓電元件174的表面上形成穿透孔178a。用振蕩板176密封穿透孔178a。振蕩板176具有諸如氧化鋁和氧化鋯的電絕緣，並且用彈性和可變形材料製成。壓電元件174面對著穿透孔178a設在振蕩板176上。下部電極166被設在振蕩板176的前面上，在遠離穿透孔178a的方向上延伸到圖26的左側。上部電極164被設在壓電層160的前面上，延伸到圖26的右側，與遠離穿透孔178a的下部電極的方向相反。分別在輔助電極172和下部電極166的上面形成上部電極端子168和下部電極端子170。下部電極端子170用電路連接到下部電極166，上部電極端子168通過輔助電極172用電路連接到上部電極164，並且在壓電元件和激勵器106的外部之間接收和發送一個信號。上部電極端子168和下部電極端子170的高度比壓電元件加上電極和壓電層的高度要高。
圖27表示製造圖24所示激勵器106的一種方法。首先採用壓力或雷射等處理方式在一個毛坯片940中衝壓出一個穿透孔940a。經過燒制由毛坯片940形成襯底178。毛坯片940是用陶瓷一類的材料製成的。接著在毛坯片940上層疊一個毛坯片941。經過燒制由毛坯片941形成振蕩板176。毛坯片941是用氧化鋯一類的材料製成的。接著在毛坯片941的表面上採用壓膜印刷等方法依次形成一個導電層942，壓電層160和一個導電層944。導電層942在以後作為下部電極166，而導電層944在以後作為上部電極164。接著將形成的毛坯片940，毛坯片941，導電層942，壓電層160和導電層944進行乾燥和燒制。墊片件947和948的底部層疊在一起並且比壓電元件要高，從而墊高上部電極端子168和下部電極端子170的高度。通過用相同的材料印刷毛坯片940和941或者用層疊的毛坯片形成墊片件947和948。藉助於這些墊片件947和948，不僅可以減少上部電極端子168和下部電極端子170的金屬材料，還可以使上部電極端子168和下部電極端子170的厚度變薄，便於精製地印刷上部電極端子168和下部電極端子170，並且還能獲得穩定的高度。
在形成導電層942時，如果在同時形成連接部分944』和墊片件947和948，就容易形成並穩固地固定上部電極端子168和下部電極端子170。最後在端部區域上形成導電層942和導電層944。在形成上部電極端子168和下部電極端子170時形成上部電極端子168和下部電極端子170與壓電層160的電連接。
圖28A，圖28B和圖28C表示適用於本發明的墨盒的又一個實施例。圖28A是按照本實施例的墨盒底部的一個截面圖。本實施例的墨盒在包含墨水的容器1的底面1a上有一個穿透孔1c。穿透孔1c的底部與激勵器650是密封的，形成一個墨水儲存槽。
圖28B表示圖28A中的激勵器650和穿透孔1c的細微截面圖。圖28C表示圖28B中所示激勵器650和穿透孔1c的平面圖。激勵器650具有一個振蕩板72和一個固定在振蕩板72上的壓電元件73。激勵器650被固定在容器1的底面上，讓壓電元件73通過振蕩板72和襯底71面對著穿透孔1c。振蕩板72是有彈性並可以變形的，並且具有耐墨水特性。
由壓電元件73和振蕩板72的殘餘振蕩所產生的反電動勢的幅值和頻率是隨著容器1的墨水量而改變的。穿透孔1c被形成在面對激勵器650的位置，在穿透孔1c中保存有少量的墨水。這樣就能通過預先測量由保存在穿透孔1c中的墨水量來確定的激勵器650的振蕩特性而可靠地檢測到容器1中的墨水用盡。
圖29A，圖29B和圖29C表示穿透孔1c的另一個實施例。在圖29A，圖29B和圖29C中，左側的圖表示在穿透孔1c中沒有墨水K的狀態，而右側的圖表示在穿透孔1c中還有墨水K的狀態。在圖28A，圖28B和圖28C中，穿透孔1c所形成的側壁是垂直壁。在圖29A中，在穿透孔1c中以垂直傾斜的方式形成側壁1d，開口向外展寬。在圖29B中，在穿透孔1c的側壁上形成臺階部1e和1f。位於上部位置的臺階部1f比位於上部位置的臺階部1e寬。在圖29C中，穿透孔1c有一個在墨水K易於洩漏的方向也就是墨水供應開口2的方向上延伸的通道1g。
根據圖29A到圖29C所示的穿透孔1c的形狀，可以減少墨水儲存位置處的墨水量K。這樣，在圖20A，圖20B，圖20C和圖21中所述的M』cav和M’max就具有可比性並且能夠達到很小，並且因為激勵器650在墨水用盡時的振蕩特性與容器1中還有可以列印的墨水量K時的情況有很大區別，就能更可靠地檢測到墨水用盡。
圖30表示激勵器另一個實施例的透視圖。激勵器660有一個密封件76，它在襯底或用來配置激勵器660的安裝板78上的位置比穿透孔1c更靠外。在激勵器660的周邊上形成模壓孔77。利用模壓通過模壓孔77將激勵器660固定在容器1上。
圖31A和圖31B是激勵器的又一個實施例的透視圖。在本實施例中，激勵器670有一個凸起形襯底80和一個壓電元件82。凸起部81被形成在凸起形襯底80的一個表面上，在另一個表面上安裝壓電元件82。凸起部81上除凸起形襯底80之外的底部作為振蕩區域。這樣，激勵器670的振蕩區域就是由凸起部81的邊緣部限定的。另外，激勵器670的結構類似於按照圖20A，圖20B和圖20C的實施例中除激勵器106之外的整體形成的襯底178和振蕩板176的結構。這樣就能在製造墨盒時縮短製造步驟並且降低其成本。激勵器670的尺寸可以嵌入設在容器1上的穿透孔1c中，這樣就能將凸起部81當做一個空腔。值得注意的是，按照圖20A，圖20B和圖20C的激勵器106也可以和按照圖31A和圖31B的激勵器670一樣嵌入穿透孔1c中。
圖32的透視圖表示作為一個安裝模塊體100整體形成的激勵器106的構造。模塊體100被裝備在容器1上的預定位置。按照模塊體100的配置，它可以通過至少檢測墨水液體中聲學阻抗的變化而檢測出容器1內部液體的消耗狀態。本實施例的模塊體100具有一個液體容器安裝部101，用於在容器1上安裝激勵器106。液體容器安裝部101被配置成包含由驅動信號產生振蕩的激勵器106的一個圓筒部116，它被安裝在大致為矩形平面的一個基座102上。這樣的配置使模塊體100的激勵器106在安裝到墨盒上時不會接觸到外部，能夠保護激勵器106免於與外部接觸。應該注意到圓筒部116頂上一側的邊沿被導成了圓形，在安裝到設在墨盒上的孔中時便於裝入。
圖33是圖32所示模塊體100的結構分解圖。模塊體100包括由樹脂構成的液體容器安裝部101，一個板110，和一個具有凸起部113的壓電器件安裝部105。另外，模塊體100還具有引線104a，104b，激勵器106和一個薄膜108。板110是用不易被腐蝕的材料製成的，例如是不鏽鋼或不鏽鋼合金等等。在圓筒部116和液體容器安裝部101所包含的基座102上的中心部位形成一個開口部114，可以包含引線104a和104b，並且形成凸起部113以便能容納激勵器105，薄膜108和板110。激勵器106通過薄膜108與板110接合，將板110和激勵器106固定在液體容器安裝部101上。這樣就能將引線104a和104b，激勵器106，薄膜108和板110整體安裝到液體容器安裝部101上。引線104a和104b分別被連接到上部電極和下部電極，並且向壓電層發射一個驅動信號，同時向記錄裝置發射由激勵器106檢測到的諧振頻率的信號。激勵器106按照從引線104a和104b發射來的驅動信號短暫振蕩。激勵器106在振蕩之後執行殘餘振蕩，由其振蕩而產生一個反電動勢。此時，通過檢測反電動勢的振蕩周期就能檢測出對應著液體容器內墨水狀態的諧振頻率。薄膜108將激勵器106和板110粘接在一起，並且以液密方式將激勵器密封。薄膜108是用聚烯烴等材料製成的，並且能夠通過熱融而粘接。
板110是一個圓形的板，並且形成基座102的圓筒形開口部114。激勵器106和薄膜108被製成矩形。引線104，激勵器106，薄膜108和板110可以和基座102連接/拆卸。基座102，引線104，激勵器106，薄膜108和板110相對於模塊體100的中心軸線對稱地布置。另外，基座102，激勵器106，薄膜108和板110的中心大約被布置在這一中心軸線上。
基座102的開口114的面積比激勵器106的振蕩區域的面積要大。在板110的中心面對著激勵器106的振蕩區域的位置上設有一個穿透孔112。在圖20A，圖20B，圖20C和圖21所示的激勵器106上形成空腔162，由穿透孔112和空腔162配合形成一個墨水儲存部。板110的厚度應該小於穿透孔112的半徑，以便減少殘餘墨水的影響。例如，穿透孔112的深度最好是小於其半徑的三分之一。穿透孔112是相對於模塊體100的中心軸線對稱的一個大致完整的圓形。另外，穿透孔112的面積比激勵器106的空腔162的開口面積要大。穿透孔112的圓周可以是錐形或臺階形。模塊體100被安裝在容器1的側壁，上部或底部上。當墨水被消耗並且在激勵器106的外圍沒有墨水時，由於激勵器106的諧振頻率會有很大變化，就能檢測到墨水液面的變化。
圖34是模塊體另一個實施例的透視圖。在本實施例的模塊體400中，在液體容器安裝部401上形成一個壓電器件安裝部405。在液體容器安裝部401中平面大致成正方形並且導成圓角的一個基座402上形成圓筒形的圓筒部403。另外，壓電器件安裝部405包括豎立在圓筒部403和凸起413上的一個平面要素406。激勵器106被布置在設置於平面要素406側壁上的凸起部413上。應該注意到平面要素406的尖部是以預定的角度傾斜的，在安裝到設在墨盒內的孔中時便於安裝。
圖35是圖34所示模塊體400的結構分解圖。與圖32所示的模塊體100類似，模塊體400包括液體容器安裝部401和壓電器件安裝部405。液體容器安裝部401具有基座402和圓筒部403，而壓電器件安裝部405具有平面要素406和凸起部413。激勵器106與板410接合，並且固定在凸起部413上。模塊體400還具有引線404a和404b，激勵器106，和薄膜408。
按照本實施例，板410是矩形的，而設在平面要素406上的開口部位414也是矩形的。引線404a和404b，激勵器106，薄膜408和板410被配置成可以和基座402連接/拆卸。激勵器106，薄膜408和板410穿過開414的中心，並且相對於在與開口部位414的平面垂直的方向上延伸的中心軸線對稱地布置。另外，激勵器106，薄膜408和板410的中心被大致布置在這一中心軸線上。
在板410的中心形成的穿透孔412的面積比激勵器106的空腔162開口的面積要大。由激勵器106空腔162的開口和穿透孔412配合形成一個墨水儲存部。板410的厚度應該小於穿透孔412的半徑。例如，穿透孔412的深度最好是小於其半徑的三分之一。穿透孔412是相對於模塊體400的中心軸線對稱的一個大致完整的圓形。穿透孔412的圓周可以是錐形或臺階形。模塊體400可以被安裝在容器1的底部，讓穿透孔412處在容器1內。由於激勵器106被布置在容器1內，激勵器106在垂直方向上延伸，如何改變基座402的高度，就能改變激勵器106在容器1內部的布置高度，這樣就便於改變對墨水用盡時間點的設置。
圖36A，36B和36C表示模塊體的又一實施例。與圖32所示的模塊體100類似，圖36A，36B和36C的模塊體500包括具有基座502和圓筒部503的一個液體容器安裝部501。模塊體500還具有引線504a和504b，激勵器106，薄膜508和板510。在液體容器安裝部501所包括的基座502的中心部位形成一類包含引線504a和504b的開口部514，並且形成一個能夠包含激勵器106，薄膜508和板510的凸起部513。激勵器106通過板510被固定在壓電器件安裝部505上。這樣就能將引線504a和504b，激勵器106，薄膜508和板510整體安裝到液體容器安裝部501上。在本實施例的模塊體500中，在平面大致成正方形並且導成圓角的一個基座上以垂直傾斜方式在其上表面上形成圓筒部503。在以垂直傾斜方式設置在圓筒部503上的凸起部513上布置激勵器106。
模塊體500的尖部是傾斜的，並且激勵器106被安裝在其傾斜面上。這樣，當模塊體500被安裝到容器1底部或側面上時，激勵器106相對於容器1的垂直方向有一個斜面。考慮到檢測性能的要求，模塊體500尖部的傾斜角度最好在30°到60°之間。
模塊體500被安裝到容器1的底部或側壁上，讓激勵器106處在容器1的內部。在模塊體500被安裝在容器1側面的情況下，激勵器106被安裝在容器1上，使激勵器106是傾斜的，並且面朝著上方，下方或橫向一側。另一方面，在模塊體500被安裝在容器1底部的情況下，激勵器106被安裝在容器1上，使激勵器106傾斜並且面朝著容器1的墨水供應開口。
圖37是在圖32所示的模塊體100被安裝到容器1上時靠近墨水容器底部的一個截面圖。模塊體100在安裝時穿透容器1的側壁。在容器1的側壁與模塊體100的接合面上設有一個O-環365，並且以液密的方式保持模塊體100和容器1。模塊體100最好能設有一個如圖32所示的圓筒部，以便用一個O-環將模塊體100密封。將模塊體100的尖部插入容器1的內部，使容器1內部的墨水通過板110的穿透孔112接觸到激勵器106。由於激勵器106的殘餘振蕩的諧振頻率是隨著液體或氣體介質在激勵器106的振蕩部分外圍的存在與否而不同的，採用這種模塊體100就能檢測到墨水消耗狀態。另外還不僅限於模塊體100，圖34所示的模塊體400，圖36A，圖36B和圖36C所示的模塊體500，或者是圖38A，圖38B和圖38C所示的模塊體700A和700B以及一種模製結構體600都可以安裝在容器1上用來檢測有沒有墨水。
圖38A表示當模塊體700B被安裝到容器1上時墨水容器的截面圖。在本實施例中，模塊體700B被用做安裝構件中的一個。模塊體700B被安裝在容器1上，讓液體容器安裝部360突入容器1的內部。在安裝板350上形成穿透孔370，並且讓穿透孔370面對著激勵器106的振蕩部分。另外，在模塊體700B的底面上形成孔382和壓電器件安裝部。用激勵器106密封住孔382的一側。墨水通過壓電器件安裝部363的孔382和安裝板350的穿透孔370接觸到振蕩板176。壓電器件安裝部363的孔382和安裝板350的穿透孔370配合構成一個墨水儲存部。用安裝板350和薄膜件來固定壓電器件安裝部363和激勵器106。在液體容器安裝部360和容器1之間的接觸部位上設有密封結構372。密封結構372可以用具有塑性的材料例如是合成樹脂等製成，或者是製成一的O-環。圖38A的模塊體700B和容器1是獨立體，然而，模塊體700B的壓電器件安裝部可以由容器1的一部分構成。
在圖38A的模塊體700B中，不需要象圖32到圖36A，圖36B和圖36C那樣在模塊體中嵌入引線。這樣就能簡化模製工藝。另外還有可能更換模塊體700B並且能回收。
當墨盒擺動時可能有這樣的危險，墨水會附著在容器1的上面或側面，激勵器106會由於墨水在容器1的上面和側壁上流動而發生誤動作。然而，由於模塊體700B的液體容器安裝部360是突入容器1內部的，激勵器106不會因墨水在容器1的上面和側壁上流動而發生誤動作。
另外，在圖38A的實施例中，模塊體700B被安裝在容器1上，只有振蕩板176和安裝板350的一部分接觸到容器1內部的墨水。在圖38A的實施例中，不需要在模塊體的電極中嵌入圖32到圖36A，圖36B和圖36C中所示的引線104a，104b，404a，404b，504a和504b。這樣就能簡化模製工藝。另外還有可能更換模塊體700B並且能回收。
圖38B表示當激勵器106被安裝到容器1上時墨水容器的截面圖。在按照圖38B的實施例的墨盒中，在容器1上裝有作為與激勵器106分開的獨立體的一個保護件361。這樣，保護件361和激勵器106不是作為一個模塊的整體，然而，另一方面，保護件361可以使激勵器106受到保護，避免接觸到使用者的手。在激勵器106的前面，在容器1的側壁上布置有一個孔380。激勵器106包括壓電層160，上部電極164，下部電極166，振蕩板176和安裝板350。振蕩板176被設在安裝板350的上面，而下部電極166被設在振蕩板176的上面。壓電層160被設在下部電極166的上面，而上部電極164被設在壓電層160的上面。這樣所形成的壓電層160的主體部分從上、下雙方被夾在上部電極164的主體部分和下部電極166的主體部分之間。由作為壓電層160，上部電極164和下部電極166各自的主體部分的圓形部分構成壓電元件。壓電元件被設在振蕩板176上。壓電元件和振蕩板176的振蕩區域就是激勵器實際振動的振蕩部分。在安裝板350上設有穿透孔370。另外在容器1的側壁上設有穿透孔380。這樣，墨水就能通過容器1上的孔380和安裝板350上的穿透孔370接觸到振蕩板176。由容器1上的孔380和安裝板350上的穿透孔370配合構成一個墨水儲存部。另外，在圖38B的實施例中，因為保護件361保護了激勵器106，可以防止從外部接觸到激勵器106。
值得注意的是可以用圖20A，圖20B和圖20C中的襯底178代替圖38A和圖38B的安裝板350。
圖38C表示具有包括激勵器106的一個模製結構體600的一個實施例。在本實施例中，模製結構體600被用做一個安裝結構體。模製結構體600具有激勵器106和模製部分364。激勵器106和模製部分364是整體模製的。模製部分364是用具有塑性的材料例如矽膠等等模製而成的。在模製部分364內部有引線362。所形成的模製部分364有兩個從激勵器106上伸出的腿。模製部分364兩腿的端部被製成半球形，以便以液密的方式來固定模製部分364和容器1。控制部分364被安裝在容器1上，讓激勵器106突入容器1內部，並且讓激勵器106的振蕩部分接觸到容器1內的墨水。模製部分364可保護上部電極164，壓電層160和下部電極166不會接觸到墨水。
在模製結構體600中，由於不需要在模製部分364和容器1之間提供密封結構372，墨水不容易洩漏。另外，因為模製結構體600的配置不是突出在容器1外部的，可以保護激勵器106免於接觸到外部。在墨盒擺動時有可以出現這種危險，墨水會附著在容器1的上面或側壁上，而激勵器106會由於從容器1的上面和側壁上流動的墨水接觸到激勵器106而發生誤動作。然而，利用模製結構體600，由於模製部分364是突入容器1內部的，激勵器106不會因墨水在容器1的上面和側壁上流動而發生誤動作。
圖39表示採用圖20A，圖20B和圖20C所示的激勵器106的墨盒和噴墨記錄裝置的一個實施例。在具有多個墨水入口部分182和對應著各個墨盒180的支架184的一個噴墨記錄裝置上安裝多個墨盒180。多個墨盒180各自包含不同類例如是不同顏色的墨水。在多個墨盒180各自的底面上裝有至少用來檢測聲學阻抗的激勵器106。在墨盒180上安裝激勵器106就能檢測出墨盒180內的墨水剩餘量。
圖40表示噴墨記錄裝置的頭部外圍的細節。噴墨記錄裝置具有墨水入口部分182，支架184，頭板186和一個噴嘴板188。在噴嘴板188上形成多個用於噴射墨水的噴嘴190。墨水入口部分182具有空氣供應開口181和入口183。空氣供應開口181為墨盒180供應空氣。墨水入口183從墨盒180中引入墨水。墨盒180具有空氣入口185和墨水供應開口187。空氣供應入口185從入口部分182的空氣供應開口181引入空氣。墨水供應開口187為墨水入口部分182的墨水入口183供應墨水。墨盒180從墨水入口部分182引入空氣，促使從墨盒180向墨水入口部分182供應墨水。支架184通過墨水入口部分182連通從墨盒180供應給頭板186的墨水。
以下是圖41A，圖41B和圖40所示墨盒180的另一個實施例。
在圖41A所示的墨盒180中，激勵器106被安裝在按垂直傾斜方式形成的底面194a上。在墨盒180的墨水容器194的內部，在面對著激勵器106的位置上設有一個擋水壁192，它與墨水容器194的內部底面相距預定的高度。因為激勵器106是以垂直傾斜的方式安裝在墨水容器194上的，墨水可平穩排出。
在激勵器106和擋水壁192之間形成一個充滿墨水的間隙。另外，擋水壁192和激勵器106之間的這一間隙的間隔不會因毛細吸附作用而存住墨水。當墨水容器194被橫向擺動時，橫向擺動會使容器194內的墨水產生波動，激勵器106可能會由於衝擊而檢測到空氣或氣泡，使激勵器106出現誤動作的危險。提供擋水壁192可以防止在激勵器106附近出現墨水波動，並且能防止激勵器106誤動作。
圖41B所示墨盒180B的激勵器106被安裝在墨水容器194的供應開口的側壁上。激勵器106可以安裝在墨水容器194的側壁或底面上，只要是能夠靠近墨水供應開口187。另外，最好將激勵器106安裝在墨水容器194交叉方向的中心上。因為墨水是通過墨水供應開口187向外供應的，如果將激勵器106設置在靠近墨水供應開口187處，一直到墨水接近用盡的時間點之前都能保證墨水和激勵器106彼此接觸。這樣，激勵器106就能可靠地檢測出墨水接近用盡的時間點。
另外，如果將激勵器106設置在靠近墨水供應開口187處，當墨水容器被安裝到墨盒支架或託架上時，可以精確地執行激勵器106在託架上的接觸定位。之所以這樣做是因為在墨水容器與託架的配合中最重要的是墨水供應開口和供應針的可靠配合。即使是稍有偏差，供應針的尖部就會受損，或者是諸如O-環等密封結構會受損造成墨水洩漏。為了避免這些問題，噴墨印表機一般都具有特殊的結構，在託架上安裝墨水容器時能夠精確地定位。因此，只要將激勵器布置在供應開口附近，就能在同時可靠地執行激勵器的定位。另外，如果將激勵器106安裝在墨水容器194交叉方向的中心，還可以執行更加可靠的定位。這是因為，在安裝到支架上時，當墨水容器以交叉方向的中心線為中心軸向擺動時，容器的擺動是最輕的。
圖42A，圖42B和圖42C表示墨盒180的又一個實施例。圖42A是墨盒180C的一個截面圖，圖42B是圖42A所示墨盒180C的側壁194b的一個放大的截面圖，而圖42C是從正面看到的一個透視圖。對於墨盒180C，半導體存儲裝置7和激勵器106被形成在同一個電路襯底610上。
如圖42B和圖42C所示，半導體存儲裝置7被形成在電路襯底610的上部，激勵器106在同一個電路襯底610上被形成在半導體存儲裝置7的下部。在側壁194b上圍繞著激勵器106安裝一個特殊形狀的O-環614。在側壁194b上設有多個模壓部616用於將電路襯底610與墨水容器194接合。電路襯底610通過模壓部616與墨水容器194接合，並且用特殊形狀的O-環614推擠電路襯底610，以液密的方式來維持墨盒的外部和內部，同時又讓激勵器106的振蕩區域能接觸到墨水。
在半導體存儲裝置7和靠近半導體存儲裝置7處形成一個端子612。端子612在半導體存儲裝置7與外部例如是一個噴墨記錄裝置之間接收和發送一個信號。半導體存儲裝置7例如可以由可編程的半導體存儲器EEPROM等等構成。因為半導體存儲裝置7和激勵器106被形成在同一個電路襯底610上，當激勵器106和半導體存儲裝置7被安裝到墨盒180C上時，只需要一個安裝工藝步驟。另外，在製造和回收墨盒180C時的加工工藝步驟也簡化了。另外，因為減少了零件數量，可以降低墨盒180C的製造成本。
激勵器106檢測墨水容器194內的墨水消耗狀態。半導體存儲裝置7存儲墨水信息，例如是激勵器106檢測到的墨水剩餘量。具體地說，半導體存儲裝置7存儲了與特性參數有關的信息，例如是在檢測時採用的墨水和墨盒。半導體存儲裝置7存儲的一個特性參數是諧振頻率，也就是當墨水容器194處在預先充滿狀態時也就是墨水容器194內充滿墨水時的諧振頻率，或者是在墨水用盡時也就是墨水容器194內的墨水耗盡時的諧振頻率。在墨水容器首次被安裝到一個噴墨記錄裝置上時，可以存儲在墨水容器194內充滿墨水的狀態下或者是在墨水完全耗盡並用盡的狀態下的諧振頻率。另外，在製造墨水容器194時，可以存儲在墨水容器194內充滿墨水的狀態下或者是在墨水完全耗盡並用盡的狀態下的諧振頻率。在檢測墨水剩餘量時，利用在墨水容器194中充滿墨水時或墨水用盡時在半導體存儲裝置7中預先存儲的諧振頻率，並且在噴墨記錄裝置一側讀出諧振頻率的數據，就能夠調節離散值，這樣就能精確地檢測出下降到參考值的墨水剩餘量。
圖43A，圖43B和圖43C表示墨盒180的又一個實施例。在圖43A的墨盒180D中，在墨水容器194的側壁194b上安裝了多個激勵器106。這多個激勵器106最好是採用如圖24所示的整體模製的多個激勵器106。多個激勵器106在垂直方向上按一定間隔布置在側壁194b上。通過在垂直方向上按一定間隔在側壁194b上布置多個激勵器106就能逐步檢測到墨水剩餘量。
在圖43B所示的墨盒180E中，在墨水容器194的側壁194b上安裝一個在垂直方向上延長的激勵器606。在垂直方向上延長的激勵器606可以連續檢測墨水容器194內墨水剩餘量的變化。激勵器606的長度最好是能讓該長度大於側壁194b高度的一半，在圖43B中，激勵器606的長度從側壁194b的頂端附近跨越到其底端附近。
在圖43C所示的墨盒180F中，與圖43A所示的墨盒180D類似，在墨水容器194的側壁194b上安裝了多個激勵器106，並且面對著多個激勵器106相距預定的間隔設置一個擋水壁192，擋水壁192在垂直方向上延長。這多個激勵器106最好是採用如圖24所示的整體模製的多個激勵器106。在激勵器106和擋水壁192之間形成一個充滿墨水的間隙。另外，擋水壁192和激勵器106之間的這一間隙的間隔不會因毛細吸附作用而存住墨水。當墨水容器194被橫向擺動時，橫向擺動會使容器194內的墨水產生波動，激勵器106可能會由於衝擊而檢測到空氣或氣泡，使激勵器106出現誤動作的危險。按照本發明，提供擋水壁192可以防止在激勵器106附近出現墨水波動，能防止激勵器106誤動作。另外，擋水壁192能防止擺動所產生的氣泡侵入激勵器106。
圖44A，圖44B，圖44C和圖44D表示墨盒180的又一個實施例。圖44A的墨盒180G具有從墨水容器194的上表面194c延伸到下部的多個分隔壁212。因為在各個分隔壁212的下端和墨水容器194的底面之間留有預定的間隙，墨水容器194的底部是連通的。墨盒180G具有由多個分隔壁212逐塊展開的多個容納艙213。多個容納艙213的底部相互連通。在多個容納艙213中各自的墨水容器194的上表面194c上安裝有激勵器106。這多個激勵器106最好是採用如圖24所示的整體模製的多個激勵器106。激勵器106大致被布置在墨水容器194的容納艙213上表面194c的中心。容納艙213的最大體積是墨水供應開口187一側的那個容納艙213的體積，隨著容納艙朝著墨盒194的後面逐漸遠離墨水供應開口187，容納艙213的體積逐漸縮小。這樣，在墨水供應開口187一側布置激勵器106的間隔就比較寬，而遠離墨水供應開口187到墨水容器194內部的間隔越來越窄。
因為墨水從墨水供應開口187排出而空氣從空氣入口185進入，墨水從墨水供應開口187一側的容納艙213到位於墨盒180G背後的容納艙213逐漸消耗。例如，最靠近墨水供應開口187的容納艙213中的墨水被消耗，當最靠近墨水供應開口187的容納艙213中的墨水液面降低時，其他容納艙213內充滿墨水。當最靠近墨水供應開口187的容納艙213中的墨水被完全耗盡時，空氣侵入距墨水供應開口187第二位的容納艙213，開始消耗第二容納艙213中的墨水，而第二容納艙213的墨水液面開始下降。在這一時間點上，各容納艙當中距墨水供應開口187第三位以後的容納艙213中的墨水是滿的。這樣就會從最靠近墨水供應開口187的容納艙213到距墨水供應開口187最遠的容納艙213中依次消耗墨水。
這樣，由於激勵器106是按照每一容納艙213一個的間隔布置在墨水容器194的上表面194a上的，激勵器106能夠檢測到墨水量的逐步減少。另外，容納艙213的體積從墨水供應開口187一側的容納艙的體積到後面的容納艙213的體積逐漸縮小，從激勵器106檢測到墨水量減少的那一時間點到激勵器106檢測到墨水量減少的下一時間點之間的時間間隔逐漸縮短，越是接近墨水用盡，檢測就越頻繁。
圖44B的墨盒180H具有從墨水容器194的上表面194a延伸到下部的一個分隔壁212。由於在分隔壁212的下端與墨水容器194的底面之間相距預定的間隔，墨水容器194的底部是連通的。墨盒180H具有被分隔壁212分開的兩個容納艙213a和213b。容納艙213a和213b的底部是彼此連通的。在墨水供應開口187一側的容納艙213a的體積比背離墨水供應開口187的容納艙213b要大。容納艙213b的體積最好是小於容納艙213a體積的一半。
激勵器106被安裝在容納艙213b的上表面194c上。另外在容納艙213b中設有一個緩衝器214，它是用來捕捉在製造墨盒180H時進入的氣泡的一個通道。在圖44B中，由緩衝器214形成從墨水容器194的側壁194b延伸到上部的一個通道。因為緩衝器214會捕捉侵入墨水容納艙213b內的氣泡，它能防止激勵器106因氣泡而錯誤地檢測到墨水用盡。另外，將激勵器106設置在墨水容納艙213b的上表面194c上，並且根據由字點計數器掌握的容納艙213a中的墨水消耗狀態來校正從檢測到墨水接近用盡的時間點到墨水完全用盡狀態的那一時間點的墨水量，墨水就能一直消耗到最後。另外，只要通過改變分隔壁212等等的長度和間隔來調節容納艙213b的體積，在檢測到墨水接近用盡之後仍可供消耗的墨水量是可以改變的。
在圖44C中，在圖44B的墨盒180I的容納艙213b中填充一個多孔件216。多孔件216嵌滿容納艙213b內從上面到下面的整個空間。多孔件216接觸到激勵器106。當墨水容器跌落或者是在託架上往復運動的過程中，空氣會侵入容納艙213b，導致激勵器106有造成誤動作的危險。然而，如果裝設有多孔件216，多孔件216就能捕捉空氣，防止空氣侵入激勵器106。另外，因為多孔件216能存住墨水，能夠防止墨水流到激勵器106上面，防止激勵器106由於墨水容器擺動而將沒有墨水錯誤地檢測成有墨水。多孔件216最好是設置在體積最小的容納艙213中。另外，將激勵器106設置在容納艙213b的上表面194c上，並且校正從檢測到墨水接近耗盡的時間點到墨水完全用盡狀態的時間點的墨水量，墨水可以一直消耗到最後。另外，通過改變分隔壁212等等的長度和間隔來調節容納艙213b的體積，在檢測到墨水接近用盡之後仍可供消耗的墨水量是可以改變的。
圖44D表示由具有不同孔徑的兩種多孔件216A和216B代替圖44C所示墨盒180I的多孔件216而組成的一種墨盒180J。多孔件216A布置在多孔件216B上面。上面的多孔件216A的孔徑比下面的多孔件216B的孔徑要大。或者是多孔件216A的液體親和力比多孔件216B要高。由於孔徑小的多孔件216B的毛細吸附作用比孔徑大的多孔件216A要大，容納艙213b中的墨水向下面的多孔件216B聚集並保持在其中。因此，一旦空氣接觸到激勵器106並且檢測到沒有墨水，墨水就沒有機會再接觸到激勵器106使其檢測到有墨水。進而，因為墨水被遠離激勵器106的多孔件216B吸附，激勵器106附近的墨水被順利排出，這樣就能檢測到聲學阻抗在有、無墨水時的變化值。另外，將激勵器106設置在容納艙213b的上表面194c上，並且校正從檢測到墨水接近耗盡的時間點到墨水完全用盡狀態的時間點的墨水量，墨水可以一直消耗到最後。另外，通過改變分隔壁212等等的長度和間隔來調節容納艙213b的體積，在檢測到墨水接近用盡之後仍可供消耗的墨水量是可以改變的。
圖45A，圖45B和圖45C表示作為圖44C中所示墨盒180I的又一個實施例的墨盒180K的截面圖。在圖45A，圖45B和圖45C中所示的墨盒180的多孔件216是這樣設計的，多孔件216下部在水平方向上的截面面積被壓縮了，朝著墨水容器194的底面逐漸縮小，並且其孔徑也越來越小。在圖45A的墨盒180K的側壁上設有一個用來壓縮多孔件的肋，使多孔件216的孔徑在下面變小。由於多孔件216下部的孔徑被壓縮變小，墨水向多孔件216的下部聚集並保持在其中。因為墨水受到遠離激勵器106一側的多孔件216B的吸引，靠近激勵器106的墨水可以順利排出，並且能檢測到墨水有、無時聲學阻抗的變化值。這樣還能防止墨水由於墨水擺動而流到裝在墨盒180K上表面上的激勵器106上面，防止激勵器106將沒有墨水錯誤地檢測成有墨水。
另一方面，在圖45B和圖45C的墨盒180L中，多孔件216下部在水平方向上的截面面積被壓縮了，朝著墨水容器194的底面逐漸縮小，並且其孔徑也越來越小。由於多孔件下部的孔徑被壓縮變小，墨水向多孔件216的下部聚集並保持在其中。因為墨水受到遠離激勵器106一側的多孔件216B的吸引，靠近激勵器106的墨水可以順利排出，並且能檢測到墨水有、無時聲學阻抗的變化值。這樣還能防止墨水由於墨水擺動而流到裝在墨盒180K上表面上的激勵器106上面，防止激勵器106將沒有墨水錯誤地檢測成有墨水。
圖46A，圖46B，圖46C和圖46D表示採用激勵器106的墨盒的又一種實施例。圖46A的墨盒220A具有從上面延伸到下部的第一分隔壁222。因為在第一分隔壁222的下端和墨盒220A的底面之間留有預定的間隙，墨水可以通過墨盒220A的底面流入墨水供應開口230。在遠離第一分隔壁222的墨水供應開口230一側，從墨盒220A的底面向上豎直地形成第二分隔壁224。因為在第二分隔壁224的上端和墨盒220A的上表面之間留有預定的間隙，墨水可以通過墨盒220A的上表面流入墨水供應開口230。
從墨水供應開口230到遠處的第一分隔壁222的一側看去，在第一分隔壁222的背面一側形成第一容納艙225a。另一方面，從墨水供應開口230到近處的第二分隔壁224的一側看去，在第二分隔壁224的這一側形成第二容納艙225b。第一容納艙225a的體積比第二容納艙225b大。僅有第一分隔壁222和第二分隔壁224之間能夠產生毛細現象的那一部分間隙形成毛細通道227。因此，第一容納艙225a的墨水由於毛細通道227的毛細吸附作用被聚集到毛細通道227中。這樣就能防止空氣和氣泡進入第二容納艙225b。另外，第二容納艙225b內的墨水液面會逐漸並穩定地降低。因為第一容納艙225a從墨水供應開口230一側看去是處在第二容納艙225b的後面，在消耗完第一容納艙225a的墨水之後，再消耗第二容納艙225b的墨水。
激勵器106被安裝在墨盒220A的墨水供應開口230一側的側壁上，也就是在第二容納艙225b墨水供應開口230一側的側壁上。激勵器106檢測第二容納艙225b內的墨水消耗狀態。安裝在第二容納艙225b側壁上的激勵器106能夠穩定地檢測到墨水接近用盡的時間點上的墨水剩餘量。另外，通過改變激勵器106在第二容納艙225b的側壁上的安裝高度就能夠隨意設置作為墨水用盡的時間點上的墨水剩餘量。由於是通過毛細通道227從第一容納艙225a向第二容納艙225b供應墨水，激勵器106不會受到墨盒220A中的墨水橫向擺動的影響，激勵器106能夠可靠地測量墨水剩餘量。另外，由於毛細通道227能保持墨水，防止了墨水從第二容納艙225b回流到第一容納艙225a。
在墨盒220A的上表面上設有一個阻止閥228。當墨盒220A橫向擺動時，它能夠防止墨盒220A的墨水通過阻止閥228洩漏到外面。另外，在墨盒220A的上表面上設置阻止閥228能防止墨盒220A中的墨水蒸發。當墨盒220A內的墨水有所消耗並且墨盒220A內部的負壓超過了阻止閥228的壓力時，阻止閥228就打開，將空氣吸入墨盒220A，並且隨後關閉將墨盒220A內部的壓力維持在一定的水平。
圖46C和圖46D具體表示阻止閥228的截面圖。圖46C的阻止閥228的閥門232有一個橡膠製成的閥瓣232a。在墨盒220上面對著閥瓣232a設有一個與墨盒220外部連通的氣孔233。由閥瓣232a打開和關閉氣孔233。在阻止閥228內，當墨盒220內的墨水減少並且墨盒220內部的負壓超過了阻止閥228的壓力時，墨盒220內側的閥瓣232a就打開，將外部空氣吸入墨盒220。圖46D的阻止閥228具有由橡膠和彈簧235組成的閥門232。在阻止閥228中，當墨盒220內部的負壓超過了阻止閥228的壓力時，閥門232推動並擠壓彈簧235打開，將外部空氣吸入墨盒220。並且隨後關閉將墨盒220A內部的負壓維持在一定的水平。
在圖46B的墨盒220B中布置有多孔件242，用來代替圖46A的墨盒220A中的阻止閥228。當墨盒220B橫向擺動時，多孔件242能防止墨水洩漏到墨盒220B外部，並且多孔件242能保持墨盒220B內部的墨水。
到此為止，儘管所述的情況都是將激勵器106安裝在墨盒上，而墨盒又安裝到託架上，墨盒與託架分離，或者是將激勵器106安裝在一個託架上，而墨盒與託架分離，也可以將激勵器106安裝在與託架形成整體的一個墨水容器上，並且和託架一起安裝到噴墨記錄裝置上。另外，激勵器106也可以安裝在與託架分離的託架分離式墨水容器上，通過一個管路為託架供應墨水。再有，本發明的激勵器還可以安裝在由整體的記錄頭和墨水容器構成的一個墨盒上，並且可以更換。
到此為止，已經解釋了本發明的裝備有墨水消耗檢測功能的各種墨盒。這些墨盒具有由壓電器件組成的液體傳感器(激勵器等等)。採用液體傳感器來檢測實際出現的消耗狀態也就是實際消耗狀態。在本實施例中還要進一步估算消耗狀態。墨水消耗是由於列印或記錄頭維護造成的墨水消耗，可以對二者或是其一進行估算。在本實施例中要說明一種主要依據列印量作為噴墨記錄裝置的操作量的估算程序。用這種方式建立的消耗狀態被稱為估算消耗狀態。通過結合著檢測實際消耗狀態並且計算實際消耗狀態可以更精確和具體地建立一種墨水消耗狀態。以下就要說明一種將實際檢測狀態和估算消耗狀態加以組合的最佳配置。
圖47表示具有本實施例的墨水消耗檢測功能的一種系統配置。墨盒800例如是對應著圖1的墨盒。墨盒800具有液體傳感器802和消耗信息存儲器804。液體傳感器802是由壓電器件構成的。具體的液體傳感器802是由上述的彈性波發生裝置或激勵器構成的，並且輸出對應著墨水消耗狀態的一個信號。消耗信息存儲器804是一個EEPROM等等可重寫存儲器，對應著上述的半導體存儲裝置(圖1中的標號7)。
記錄裝置控制部810由用於控制噴墨記錄裝置的計算機構成。噴墨記錄裝置也可以裝備有記錄裝置控制部810。另外，連接到記錄裝置上的外部裝置例如是另外一臺計算機裝備有記錄裝置控制部810的一個或全部功能。
記錄裝置控制部810有一個消耗檢測處理部812。墨水消耗檢測裝置是由消耗檢測處理部812，液體傳感器802和消耗信息存儲器804組成的。消耗檢測處理部812採用液體傳感器802和消耗信息存儲器804建立一個消耗狀態。然後將建立的消耗狀態存儲在消耗信息存儲器804中。
記錄裝置控制部810還包括一個列印操作控制部818，一個列印數據存儲部824和一個消耗信息顯示部826。以下要解釋這些配置。
記錄裝置控制部810的消耗檢測處理部812包括一個估算消耗計算處理部814和一個實際消耗檢測處理部816。實際消耗檢測處理部816通過控制液體傳感器802來檢測實際消耗狀態，並且將實際消耗狀態寫入消耗信息存儲器804。按照上文所述的原理檢測實際消耗狀態。例如，為了根據聲學阻抗來檢測實際消耗狀態，實際消耗檢測處理部816要驅動液體傳感器802的一個壓電元件。壓電元件輸出一個代表振蕩產生之後的殘餘振蕩狀態的信號。根據隨著墨水消耗狀態而改變的殘餘振蕩狀態來檢測實際消耗狀態。
按照本實施例，墨水液面是否通過液體傳感器802被當作實際消耗狀態來檢測。傳感器的輸出信號在液面部分通過前、後有很大的變化。這樣就能可靠地發現液面的通過。以下將液面部分通過之前的狀態視為「有墨水的狀態」，而將液面部分通過之後的狀態視為「沒有墨水的狀態」。
另一方面，估算消耗計算處理部814根據墨盒800的墨水消耗建立一種估算消耗狀態。記錄頭的列印和維護操作會消耗墨水。這樣就能根據列印所使用的墨滴數和維護的次數來建立一個墨水消耗量。然而，在本發明的範圍內，可以建立其中任何一種的墨水消耗量。以下主要說明根據列印量來建立墨水消耗量的程序。
具體地說，估算消耗計算處理部814根據使用墨盒800中的墨水時的列印量來計算墨水消耗狀態，從而建立一個估算消耗狀態。由列印操作控制部818的列印量計算部822建立一個列印量，並且提供給估算消耗計算處理部814。列印操作控制部818接收列印數據並且控制記錄頭等等執行列印。這樣，列印操作控制部818就能掌握列印量。如果掌握了列印量，就能估算出對應著列印量的墨水消耗量。這樣建立的估算消耗狀態接近實際消耗狀態，並且存儲在墨盒800的消耗信息存儲器804中。
對估算的消耗量採用消耗變換信息。消耗變換信息是用來指示作為噴墨記錄裝置操作量的列印量與估算消耗狀態之間的關係的一種信息。在本實施例中的消耗變換信息採用了對應著記錄頭射出的墨滴的墨水量(每個墨滴的墨水量)。在這種情況下，列印字點的數量對應著列印量。僅需將每個墨滴的墨水量乘以字點數量就能估算出一個消耗量。
應該注意到，上文中已經說明，字點數量與墨水消耗量成正比。因此可以將字點數量直接當作代表墨水消耗量的參數來對待。
另外，對消耗量的估算最好是根據墨滴的大小來執行。記錄裝置會按照列印數據射出許多大小不等的墨滴。每個墨滴的墨水量隨著墨滴大小是不同的。因此，採用對應著這一大小的不同變換值就能執行更加精確的估算。
例如，假設射出的墨滴有三種大小a，b和c。假設每一種墨滴的墨水量是Va，Vb和Vc。並且假設射出的每一種墨滴的累計數量分別是Na，Nb和Nc。在這種情況下，墨水消耗量就可以表示成Va*Na+Vb*Nb+Vc+Nc在這樣的消耗估算程序中，由於字點數量是採用軟體手段相乘和相加的，該程序也被稱作軟估計程序。
用於建立估算消耗狀態的變換信息被存儲在墨盒800的消耗信息存儲器804中。消耗信息存儲器804設有用於存儲變換信息的消耗變換信息存儲部808。
一般來說，消耗變換信息都會包括一定程度的誤差。這一誤差的主要來源是記錄頭排放量的離差，墨盒及噴墨記錄裝置的個體差異，使用條件，以及它們的組合。例如，每一字點的墨水量會因眾多字點中的墨水粘度變化而有所不同。因此，在消耗變換信息存儲部808中存儲了參考消耗變換信息和校正的消耗變換信息。參考消耗變換信息是標準的變換信息。而校正的消耗變換信息是在採用液體傳感器802檢測實際消耗狀態時根據實際消耗狀態對參考消耗變換信息進行校正而獲得的。
一直到獲得校正的消耗變換信息之前都使用參考消耗變換信息。在獲得了校正的消耗變換信息時就採用其校正值。這樣就有可能使檢測更加精確。
圖48表示按照本實施例的墨水消耗檢測的一個實施例。在圖48中還表示了消耗變換信息的校正程序。墨水完全充滿狀態是初次使用一個墨盒時的狀態，墨水消耗量的值是零。首先，儘管估算消耗量是利用估算消耗計算處理部814乘以字點數而建立的，這其中採用了已經從消耗狀態存儲部806中讀出的參考消耗變換信息。
如上所述，估算消耗量是列印字點數和每個字點墨水量(變換信息)的乘積。因此，估算消耗量與字點數成正比增加。估算消耗量的梯度(a)對應著變換信息。
隨著墨水的消耗，墨水液面達到液體傳感器802。此時，液體傳感器802檢測到液面部分的通過，將其作為實際消耗狀態。在液面通過時實際測得的墨水消耗量是墨盒中液面高於液體傳感器的那部分體積，該體積是預先知道的。最好將這一信息存儲在消耗信息存儲器804中。最好將液體傳感器802設在液面在墨水剩餘量減少時的位置。這樣，液體傳感器802就能在墨水接近用盡狀態下檢測到液面的通過，將其作為實際消耗狀態。
如圖48所示，當檢測到實際消耗狀態時，在實際測得的消耗量與估算消耗量(每個墨滴墨水量的累加值)之間會產生一個誤差。這是因為估算程序採用的變換值與實際出現的值有所不同。因此，在檢測到實際消耗狀態時，作為累加值的估算消耗量要校正到實際測量值。將校正值存儲在消耗信息存儲器804的消耗狀態存儲部806中。
另外還要根據實際消耗狀態來校正變換信息。假設從墨水完全充滿狀態到液面通過的字點數是Nx。另外假設從墨水完全充滿狀態到液面通過的消耗量是Vx。在這種情況下，校正的變換信息就是Vx/Nx。將校正的變換信息存儲在消耗信息存儲器804的消耗變換信息存儲部808中。
在檢測到實際消耗狀態之後，通過乘以字點數再次估算其消耗量。然而後續的消耗量是根據校正後的累加值來計算的。另外，在計算消耗量時採用校正後的變換信息。具體地說，在圖48中，校正之後的估算消耗量的梯度就是上述的Vx/Nx。
這樣就能藉助於採用校正的數據根據從墨水接近用盡的時間點到完全耗盡的時間點精確地建立一個墨水消耗狀態。
特別是，當墨水量很小時，精確地檢測墨水消耗量比墨水量很大的時間點上更加重要。按照本實施例，因為估算消耗量和變換信息是在墨水接近用盡的時間點上校正的，這些要求可以得到適當的滿足。藉助於此就能防止因缺乏墨水而造成劣質列印。另外還可以提醒用戶適時地更換墨盒。
圖49表示消耗檢測處理部812的檢測程序。在安裝墨盒800時，從消耗變換信息存儲部808中獲得參考消耗變換信息(S10)。然後由估算消耗計算處理部814計算其估算消耗狀態(S12)。另外，實際消耗檢測處理部816用液體傳感器802檢測其實際消耗狀態(S14)。直到墨水液面到達液體傳感器802之前都將檢測到的「有墨水狀態」作為實際消耗狀態。
可以按照適當的間隔檢測實際消耗量。另外，當估算消耗量很小時，檢測的頻率較低，而當估算消耗量達到預定的切換值時，就增加檢測的頻率。或者是可以在直到估算消耗量達到預定的切換值之前不檢測實際消耗狀態。
預定切換值被設置在墨水液面達到液體傳感器802之前的一個適當值上。這一預定切換值最好是墨水液面接近液體傳感器802的那一時間點上的消耗量。在設置切換值時，使切換時的消耗量與液面通過時的消耗量之間的差別要大於估算消耗量在液面通過時的最大誤差。
藉助於這些程序，就限制了在可能檢測到液面通過時的實際消耗檢測次數。這樣就能減少壓電器件的操作和用於這種操作的程序。壓電器件可以得到有效的利用。
回到圖49，在步S14之後，將估算消耗量的計算結果和實際消耗狀態的檢測結果存儲在消耗狀態存儲部806中(S16)。接著為用戶顯示消耗信息(S18)。步S18的程序是由記錄裝置控制部810的消耗信息顯示部826來執行的(圖47)。以下還要進一步解釋這一程序。
接著要檢測是否有液面通過，將其確定為實際消耗狀態(S20)。在接下來的程序中，結果是通過將後續的消耗量與作為最後估算消耗量的估算消耗量相加而獲得的。
在步S20，如果指示出YES，就停止用液體傳感器802檢測實際消耗狀態(S22)。當液面通過傳感器時，實際檢測狀態從有墨水的狀態切換到沒有墨水的狀態。接著連續檢測沒有墨水的狀態。這樣就不需要再檢測實際消耗狀態。因此就要停止實際消耗狀態的檢測。藉助於這些程序就能減少壓電器件的操作和用於這種操作的程序，並且使壓電器件可以得到有效的利用。
接下來如圖48所示，在步S24中接著估算消耗狀態(累加值)，在步S26存儲在消耗變換信息存儲部808中(S28)。
在步S30象步S12一樣計算估算消耗狀態。然而，與步S12不同之處是採用校正後的變換信息。另外還要以步S24中被校正的消耗狀態作為參考來計算後續的消耗量。然後在步S32為用戶顯示消耗狀態，在步S34將消耗量的計算結果存儲在消耗狀態存儲部806中。在步S36中確定估算消耗量是否達到了墨水的總量(是否完全耗盡)，如果給出的指示是NO，就回到步S30。在完全耗盡也就是沒有墨水的情況下，保存在列印之前的列印數據(S38)。
在上述的程序中，墨水消耗量是根據墨滴數量來建立的。另外，在噴墨記錄裝置中要按照適當的間隔執行記錄頭的維護程序。在維護程序中也要消耗墨水，這種消耗量往往會大到不能忽略的程度。因此還應該考慮到因維護造成的消耗量。
最好由記錄裝置控制部將維護程序的執行發送給估算消耗計算部。每執行一次維護的墨水消耗量被存儲在消耗變換信息存儲部中。估算消耗計算處理部將執行維護的次數乘以每一次的消耗量。藉助於此就能建立隨墨水消耗的墨水消耗量。因執行維護造成的消耗量和根據墨滴建立的消耗量的總和被作為估算消耗量。
如上所述，墨水消耗量可以用墨滴的數量來表示。二者是成正比的。在這種情況下，可以將維護的消耗量變換成墨滴數量。將變換所得的墨滴數量加在用於列印的墨滴數量上。可以將相加的數量當作顯示墨水消耗量的參數。
按照本實施例，除了列印的墨水消耗量之外還估算到了維護的墨水消耗量，這樣就能以更加精確的方式估算墨水消耗狀態。
在下述的另一個實施例中也同樣包含了這一維護程序。
接下來要說明的是如何利用如上所述獲得的消耗狀態。參見圖47，列印操作控制部818是用於控制列印操作部820的控制部，並且按照列印數據完成列印。列印操作部820包括一個列印頭，列印頭移動裝置，和一個換頁裝置等等。如上所述，由列印操作控制部818的列印量計算部822為消耗檢測處理部812提供用於估算墨水消耗量的列印量。
列印操作控制部818根據消耗檢測處理部812檢測到的消耗狀態信息來操作。在本實施例中，如果根據估算消耗量確定了沒有墨水，就停止諸如列印操作和維護操作等消耗墨水的操作。然後在列印之前將列印數據存儲在列印數據存儲部824中。在安裝一個新墨盒之後再列印這一列印數據。這一程序相當於圖49的步S38。
應該注意到，為了防止由於缺乏墨水造成劣質列印，最好是將還剩下適當的一點墨水量的狀態確定為沒有墨水。
另外還有一種情況就是最好不要在列印一頁的中途停止列印。在這種情況下最好是在以一頁紙為參考的基礎上確定是否缺乏墨水。例如可以適當地設定列印一頁紙所需的墨水量。在剩餘量小於這一墨水量的時間點上就確定為沒有墨水。
也可以根據列印數據來執行類似的決定。例如，假設是要列印大量的文件數據。在剩餘量小於對應著列印頁數的墨水量的時間點上就確定為沒有墨水。
在列印操作控制部818的另一個處理實施例中，在採用實際消耗檢測程序檢測實際消耗狀態時，根據實際消耗狀態計算出剩餘可列印量。在列印完剩餘可列印量時，在列印之前將列印數據存儲在列印數據存儲部824中。可以根據實際消耗狀態可靠地執行該程序。
在又一個處理實施例中，根據檢測到的消耗狀態來控制其他設備。例如可以用來控制墨水補充裝置，墨盒更換裝置等等現有的裝置。具體地說，根據消耗狀態(實際消耗狀態和/或估算消耗狀態)來確定是否需要補充墨水，更換墨水容器或者是定時，並且按照確定的結果來執行補充或更換。這樣，用戶就能及時補充墨水或更換墨盒。
圖47的消耗信息顯示部826是需要利用消耗狀態的另一個設備。消耗信息顯示部826用一個顯示器818和一個揚聲器820為用戶顯示消耗檢測處理部812檢測到的消耗狀態信息。在顯示器818上顯示代表消耗狀態等等的圖形，輸出提示聲音或合成語音。可以用合成語音指導適當的操作。
可以根據用戶的需要顯示消耗狀態。另外還可以按照適當的間隔周期性顯示。另外也可以顯示適當的事件，例如是開始列印等等的事件。另外，當墨水剩餘量達到預定值時還可以自動顯示。
圖50表示消耗狀態的一個顯示實施例。按照這種形式顯示剩餘墨水量。對應著消耗狀態用不同的形式顯示墨水量。具體地說，對應著墨水量來改變指示墨水量的一個棒的長度。另外，可以隨著墨水量的減少，按照藍，黃，紅來改變棒圖形的顏色。
另外，顯示器828例如是記錄裝置的顯示板。另外，顯示器828也可以是連接到記錄裝置的一臺計算機的屏幕。
在圖50中顯示墨水剩餘量。關於這一點，可以根據消耗狀態來建立可用剩餘墨水列印的列印量並且提供顯示。可列印的列印量例如是紙的頁數。作為一個計算的實施例，可以通過用墨水剩餘量除以每一頁紙的標準消耗量來建立可列印的列印量。
以下要參照圖51來說明液體傳感器802和消耗信息存儲器804的一種最佳布局。如圖51所示，液體傳感器802和消耗信息存儲器804被設在供應開口840附近。
利用這種布局可以獲得以下的優點。一般來說，供應開口的定位需要很高的定位精度，需要有一種能夠滿足定位要求的構造。例如，可以提供一個用於定位的突起和一個用於定位的擋塊。用於供應開口定位的構造還可以用做液體傳感器和存儲器的定位構造，將液體傳感器和存儲器設置在靠近供應開口的壁部上。用於供應開口定位的一個構造對供應開口，液體傳感器和存儲器都起作用。這樣就能有效地提高檢測精度。應該注意到，任何一個液體傳感器和存儲器都可以設置在供應開口附近。
圖52A和圖52B表示供應開口840的定位構造的一個實施例。在墨盒下面的供應開口840的外圍設置一個矩形定位突起842。定位突起842被裝入記錄裝置側面的一個定位凸起部844中。定位凸起部844具有與定位突起842對應的形狀。
在上述構造中，液體傳感器被設置在供應開口附近。然而，液體傳感器也可以設置在對應著具體墨盒的適當位置上。在最佳構造的實施例中，墨盒的內側被至少一個分隔壁劃分成多個彼此連通的艙。液體傳感器被安裝在稍後消耗的墨水的上部。後使用的墨水艙的體積被設置得比先使用的墨水艙的體積要小。在上文中解釋帶檢測功能的墨盒時已經參照附圖描述了這些構造。
以下要說明本發明的另一個實施例。
圖53表示本實施例的具有墨水消耗檢測功能的一種噴墨記錄裝置。在本實施例中，與圖47的構造不同，消耗變換信息存儲部850被設置在記錄裝置控制部810上。
按照這種形式，假設消耗變換信息是在安裝墨盒時根據實際消耗狀態來校正的。所獲得的校正的消耗變換信息被保存在控制部810內部的消耗變換信息存儲部850中。在安裝另一個墨盒時，讀出消耗變換信息存儲部850中的校正的消耗變換信息，並且用來估算墨水消耗量。
按照本實施例的方式，由於消耗變換信息被保存在記錄裝置一側，即使在更換墨盒之後也可以繼續使用校正的消耗變換信息。在噴墨記錄裝置的個體差異對實際消耗變換值有影響的情況下，本實施例具有特別的優點。記錄裝置之間的個體差異往往體現為記錄頭之間的個體差異。
另外，按照這種形式可以使用多個墨盒，如果多次執行校正程序，就能使變換信息更加接近合適的值。利用這一值就能完成更加精確的估算處理。
另外，作為本實施例的一種變形，也可以將消耗變換信息存儲部850設置在另外的設備上，例如是連接到噴墨記錄裝置的一臺外部計算機。
除此之外，在本實施例中，在存儲器中為每一個墨盒ID(序號)存儲一個值(信息)，如果是安裝相同的墨盒，就可以讀出並採用存儲的值。
另外，作為本實施例的一個變更實施例，在墨盒和記錄裝置雙方都設有消耗變換信息的存儲部。這些存儲部可以同時重寫雙方的存儲內容，或者是在拆卸墨盒時從墨盒上下載數據。
接下來要解釋本發明的另一個實施例。
圖54表示本實施例的具有墨水消耗檢測功能的一種噴墨記錄裝置。與圖47的構造相比的不同之處是，為墨盒800的消耗信息存儲器804增加了一個墨水用盡事件信息存儲部860。
墨水用盡事件信息存儲部860在消耗檢測處理部812的控制下存儲墨水用盡事件信息。墨水用盡事件信息是從實際消耗狀態獲得的信息和指示墨水液面通過液體傳感器的信息。這裡將液面通過視為一個墨水用盡事件。具體地說，墨水用盡事件是從液面通過之前的「有墨水狀態」過渡到液面通過之後的「沒有墨水狀態」的這一現象。當消耗檢測處理部812檢測到液面通過時，就將墨水用盡事件信息存儲部860從「事件沒有發生」重寫成「事件已發生」。
消耗檢測處理部812通過記錄墨水用盡事件信息很容易掌握有沒有墨水液面通過。各種程序都是利用這一信息根據液面通過來執行的。在消耗狀態存儲部806中，可以存儲關於實際消耗狀態的更具體的信息。
本實施例的優點用於在安裝墨盒時的操作。在安裝墨盒時讀出存儲的墨水用盡事件信息。由噴墨記錄裝置確定墨水液面是否已經通過了液體傳感器，在它已經通過傳感器的情況下，就執行預定的操作。例如是立即將墨水剩餘很少通知給用戶。另外，即使是在記錄裝置沒有處在適當方式的情況下，也易於發現剩餘墨水很少。
這樣，本實施例的優點就體現在容易獲得作為實際消耗狀態的特別有用的墨水用盡事件信息。
到此為止已經解釋完了本實施例。接下來要一同解釋本實施例的優點。上文已經說明了其他優點。
按照本實施例，估算消耗計算和實際消耗檢測是組合使用的。實際消耗狀態是採用壓電器件執行的一種更精確的檢測，並且由於採用了壓電器件可以有效地防止墨水洩漏。另一方面，按照估算程序，儘管伴隨有一些誤差，還是能建立具體的消耗狀態。因此，採用兩種處理程序就能精確和具體地建立墨水消耗狀態。
在本實施例中由實際消耗檢測程序來檢測墨水液面通過壓電器件。當墨水液面通過壓電器件時，壓電器件的輸出會有很大變化。這樣就能可靠地檢測到液面通過。具體地估算在液面通過前、後的墨水消耗狀態。由這些程序可以精確和具體地建立墨水消耗狀態。
另外，在本實施例中，在檢測到墨水液面通過壓電器件時，就停止實際消耗狀態的檢測。藉助於此可以將壓電器件的操作限制在必要的限度。具體地說，就是省略壓電器件及其伴隨的實際消耗檢測程序的不必要操作。
在本實施例中是根據實際消耗狀態的檢測結果來校正消耗變換信息。藉助於此可以減少消耗狀態估算程序的誤差，並且能估算出更加精確的消耗狀態。
校正的消耗變換信息可以用來限制作為校正對象的墨水容器。或者是不用校正的消耗變換信息來限制作為校正對象的墨水容器，還可以用於以後安裝的墨水容器。按照後一種情況，即使在更換墨盒之後也可以繼續使用校正的信息。
另外，在本實施例中，參見圖48所示，估算消耗狀態是根據實際消耗檢測程序的檢測結果來校正的。根據校正後的消耗狀態精確地執行以後的估算。
在本實施例中，採用估算消耗狀態將消耗量的信息顯示在顯示器上。例如，根據已經建立的消耗狀態顯示出用剩餘墨水可以列印的列印量。另外，根據已經建立的消耗狀態顯示出剩餘墨水量。在此時採用對應著墨水量的不同顏色和形狀的圖形。這樣就便於將墨水消耗狀態告知用戶。
在本實施例中，液體傳感器被設置在墨盒的墨水供應開口附近。藉助於此可以將液體傳感器更精確地定位。另外，消耗信息存儲器也被設置在供應開口附近，並且藉助於此實現更精確的定位。
在本實施例中，已經建立的消耗狀態被存儲在消耗信息存儲器中。將消耗信息存儲器安裝在墨盒上。這樣，在拆卸墨盒後重新安裝時就容易建立其消耗狀態。
另外，消耗變換信息也被存儲在消耗信息存儲器中。在安裝墨盒時也要從存儲器中讀出這一信息並且加以最佳的利用。
另一方面，校正的消耗變換信息可以保存在記錄裝置一側。在這種情況下，即使在更換墨盒之後也能繼續使用校正的變換信息。在重複校正時使這一變換信息接近一個合適的值，並且更精確地執行估算程序。
另外，在本實施例中，如果確定了沒有墨水，就將列印數據存入存儲部。藉助於此不會丟失列印數據。
另外，在另一個實施例中，在檢測實際消耗狀態時計算剩餘可列印的列印量。在列印完剩餘可列印的列印量時，將列印之前的列印數據存入列印數據存儲部。藉助於此更不會丟失列印數據。
另外，在另一個實施例中設有墨水事件信息存儲部。它被用來保存便於作為實際消耗信息的特別有用的事件信息。當墨盒被安裝到記錄裝置上時讀出這一事件信息。如果墨水液面已經通過了液體傳感器，就立即為用戶顯示墨水剩餘量很少。例如，即使是在記錄裝置沒有處在適當方式的情況下，也易於發現剩餘墨水很少。
本發明的各個方面可以用各種形式來實現。本發明可以是一種檢測墨水消耗的方法，一種墨水消耗檢測裝置，一種噴墨記錄裝置，一種噴墨記錄裝置的控制裝置，和一種墨盒等等。對於墨盒來說，這種墨盒最好有一個消耗信息存儲器，並且為上述的各種程序提供所需的信息。
接下來要描述本發明的另外一個實施例。
圖55表示本實施例的一種具有墨水消耗檢測功能的系統的結構。與圖47的實施例相比，在本實施例中，除了墨盒800的消耗信息存儲器804之外還提供了校正目標識別信息存儲部809。這一存儲部809存儲校正目標識別信息。該識別信息可以在校正消耗變換信息時用來識別安裝有該墨盒的噴墨記錄裝置。在校正消耗變換信息時由消耗檢測處理部812將識別信息寫入存儲部809。
實際上，消耗變換信息存儲部808和校正目標識別信息存儲部809可以是一體的。這樣就能配合著用來指示作為校正目標的記錄裝置的識別信息來存儲校正的消耗變換信息。
校正目標識別信息可以是用來識別噴墨記錄裝置種類的信息，或者是用來識別噴墨記錄裝置個體的信息。該識別信息也可以是用來識別噴墨記錄裝置的信息。與墨水消耗有關的構造例如有記錄頭。另外，與墨水消耗有關的構造還包括與控制軟體有關的列印。
在本實施例中，可以用記錄裝置和記錄頭的個體號碼作為識別信息的一個實施例。在校正消耗變換信息時，將這種個體號碼及其校正值一起寫入消耗狀態存儲器804。
圖56表示消耗檢測處理部812利用這一校正目標識別信息的一種程序。在接通印表機電源時或者是在記錄裝置上安裝墨盒時執行這一程序。墨盒的安裝是採用設在記錄裝置上的一個合適的開關(未示出)來確定的。
在圖56中，首先從消耗信息存儲器中讀出校正目標識別信息(S10)，並確定該識別信息與噴墨記錄裝置是否彼此一致。如果彼此不一致(包括還沒有記錄識別信息的情況)，就讀出參考消耗變換信息。在此後的消耗量估算計算中採用這一參考信息。
另一方面，在步S12的決定是YES的情況下，就存儲以當前的記錄裝置為目標所獲得的校正的消耗變換信息。就這樣讀出校正的消耗變換信息(S16)。在此後的消耗量估算計算中採用這一校正的信息。
按照本實施例，僅僅在參照校正目標識別信息來執行對噴墨記錄裝置的校正時才使用校正的消耗變換信息。這種情況在拆下墨盒並且安裝到另一個記錄裝置上時可以避免在另一個噴墨記錄裝置中使用這一校正的消耗變換信息，此時，步S12的決定指示出NO，並且採用參考消耗變換信息。當一個墨水容器被重新安裝到同一個記錄裝置上時，步S12的決定指示出YES，採用先前經過校正的消耗變換信息。在沒有連接或拆卸墨盒而僅僅是接通或斷開電源時，與上述的情況類似。這樣，因為採用了適當的消耗變換信息，就能精確地建立一個墨水消耗狀態。
接下來要解釋本發明的另一個實施例。
圖57表示本實施例的具有墨水消耗檢測功能的一種噴墨記錄裝置。本實施例與圖55所示結構的不同之處是在墨盒800上設有多個液體傳感器802。在圖57的實施例中設置了七個傳感器。由記錄裝置控制部801的消耗檢測處理部812來控制這些液體傳感器802，具體地說就是由實際消耗檢測處理部816來控制。
圖58表示多個液體傳感器802在墨盒800中的布局。七個傳感器沿著液面隨著墨水消耗而下降的方向布置在彼此分開的七個不同高度位置上。這種結構適用於容納比較大量墨水的墨盒，例如是所謂的託架分離式墨盒。託架分離式墨盒在使用過程中被安裝在遠離記錄頭的位置。墨盒和記錄頭通過管道等相互連接。
參見圖57，消耗檢測處理部812採用七個獨立的液體傳感器802檢測消耗狀態。這樣就能檢測到七個不同等級的消耗狀態(液面的通過)。
最好是不要同時而是依次使用所有的液體傳感器。假設有一個液體傳感器檢測到液面通過。具體地說，假設有一個傳感器的檢測結果從有墨水的狀態變成了沒有墨水的狀態。這時就停止使用該傳感器，並且採用緊挨著這一傳感器位於低位的下一個傳感器。當最低的一個傳感器檢測到沒有墨水的狀態時，就結束採用傳感器的實際消耗檢測。這樣就能減少傳感器及其有關處理的操作，並且能有效地利用傳感器。
接著要解釋在本實施例的系統中對消耗變換信息的校正處理。在這一系統中，如果兩次檢測到液面通過，就校正消耗變換信息。在第一次檢測中用某一個傳感器檢測液面的通過。在第二次檢測中用緊挨著首次檢測傳感器位於低位的下一個傳感器來檢測液面的通過。在執行第二次檢測時，根據兩次檢測之間的列印量來建立校正的消耗變換信息。具體地說就是建立兩次檢測之間的列印字點數。然後用液面位於兩個傳感器之間的墨水量除以列印字點數。
假設是從完全充滿狀態開始使用一個墨盒，並且位於最高位置的傳感器已檢測到液面的通過。在這種情況下，將第一檢測的液面當作第二次液面並且執行校正程序。這樣就能建立從完全充滿狀態到檢測到液面時的列印量。根據處在最高傳感器以上部位的墨水量和列印量來建立校正的消耗變換信息。
另外，當墨盒在同一個記錄裝置中連續使用時，會依次檢測到液面的通過。在這種情況下，每當檢測到液面通過時就建立一個校正的消耗變換信息。根據前一次檢測到這一次檢測之間的列印量建立校正的消耗變換信息。這樣，每當檢測到液面通過時就將校正的消耗變換信息更新一次。
接下來要解釋本系統中對校正目標識別信息的處理。如上所述，校正目標識別信息是在校正消耗變換信息時用來識別裝有墨盒的噴墨記錄裝置的一種信息。在本實施例中，採用記錄裝置或記錄頭的個體號碼作為識別信息的一個實施例。與上述的第一實施例類似，在校正消耗變換信息時，在消耗檢測處理部812的控制下將這一識別信息存入消耗信息存儲器804的存儲部809。
圖59表示消耗檢測處理部812利用校正目標識別信息的一個程序。在接通印表機電源時或者是在記錄裝置上安裝墨盒時執行這一程序。墨盒的安裝是採用設在記錄裝置上的一個合適的開關(未示出)來確定的。
在圖59中，首先從消耗信息存儲器中讀出校正目標識別信息(S20)，並確定該識別信息與噴墨記錄裝置是否彼此一致(S22)。如果彼此不一致(包括還沒有記錄識別信息的情況)，就讀出參考消耗變換信息(S24)。在此後的消耗量估算計算中採用這一參考信息。
在消耗墨水的過程中確定液面的通過是否已達到兩次(S26)。如果步S20的決定指示出YES，就校正參考消耗變換信息(S28)。校正的消耗變換信息和指示被作為校正目標的那一記錄裝置的校正目標識別信息一起被存入消耗狀態存儲器804。在此後的消耗量估算計算中採用校正的消耗變換信息。
另一方面，在步S22的決定指示出YES的情況下，就存儲以當前的記錄裝置為目標獲得的校正的消耗變換信息。就這樣讀出校正的消耗變換信息(S30)。在此後的消耗量估算計算中採用這一校正的信息。
接著，在消耗墨水的過程中確定液面通過的檢測次數是否已達到兩次(S32)。在步S32的決定指示出YES的情況下，就再次建立校正的消耗變換信息(S34)。校正的消耗變換信息和指示被作為校正目標的那一記錄裝置的校正目標識別信息一起被存入消耗狀態存儲器804。這樣就能更新校正的消耗變換信息。在此後的消耗量估算計算中採用再次校正後的消耗變換信息。
圖60表示上述程序的一個實施例。在墨盒800上排列有第一到第七傳感器802-1到802-7。假設墨盒是被安裝在尚未被作為消耗變換信息校正目標的一個噴墨記錄裝置上。假設在安裝墨盒時墨水液面處在第三傳感器802-3和第四傳感器802-4之間。
當墨水有消耗時，第四傳感器802-4會檢測到液面通過(第一次檢測)。進而，第五傳感器802-5會檢測到液面通過(第二次檢測)。假設液面處在從第四傳感器802-4到第五傳感器802-5的墨水量是Vy。另外假設在兩次檢測之間的列印字點數是Ny。在這種情況下，校正的消耗變換信息就可以表示成Vy/Ny。將這一校正值和用於識別記錄裝置的識別信息一起存儲在消耗信息存儲器中。此後採用這一校正值來計算墨水消耗量。
應該注意到，按照上述的程序，當墨盒被安裝到多個記錄裝置上時，在各個記錄裝置上建立校正的消耗變換信息。在這種情況下要記錄多個校正的消耗變換信息和各個記錄裝置的識別信息。然後對有關的記錄裝置採用各自的校正信息。
到此為止已經解釋完了本實施例。接下來要一同說明本實施例的優點。其他優點已如上所述。
按照本實施例，採用壓電器件組成的液體傳感器來檢測實際消耗狀態，不必採用複雜的密封結構，也不會產生墨水洩漏。
在液體傳感器檢測到液面通過時估算其通過前、後的消耗量。用這些程序就能精確和具體地建立一個墨水消耗狀態。
特別是在本實施例中是根據實際消耗狀態來校正消耗變換信息。採用校正的消耗變換信息可以提高對墨水消耗量的估算精度。
另外，在墨盒上裝備有消耗信息存儲器。在消耗信息存儲器中存儲校正的消耗變換信息以及在執行校正程序時用來識別安裝有該墨盒的那一噴墨記錄裝置的校正目標識別信息。參照這一校正目標識別信息，噴墨記錄裝置僅僅在執行校正時才使用這一校正的消耗變換信息。因為採用了適當的消耗變換信息，能夠精確地獲得墨水消耗狀態。
另外，在本實施例中提供了多個液體傳感器。然後，在安裝墨盒時等待有兩個傳感器檢測到液面的通過，並且校正其消耗變換信息。這樣，在獲得了以該記錄裝置為目標的校正的消耗變換信息之後就採用其校正的消耗變換信息。例如，如果拆下一個用了一半的墨盒並且安裝到另一個記錄裝置上，就可以使用適當的消耗變換信息。
本發明的各個方面可以用各種形式來實現。本發明不僅限於墨水消耗檢測裝置，還可以是一種噴墨記錄裝置，一種噴墨記錄裝置的控制裝置，和一種墨盒等等其他方面。對於墨盒來說，這種墨盒最好有一個消耗信息存儲器，並且為上述的各種程序提供所需的信息。
不用說，本實施例在本發明的範圍內還可以變形。
在本實施例中，液體傳感器是由壓電器件組成的。如上所述，可以用壓電器件檢測出聲學阻抗的變化。可以利用彈性波的反射波檢測出消耗狀態。建立從產生彈性波到反射波到達的時間。根據壓電器件使用功能的各種原理都能檢測出消耗狀態。
在本實施例中，液體傳感器產生振蕩並且還產生一個用於指示墨水消耗狀態的檢測信號。反之也可以不用液體傳感器本身來產生振蕩。具體地說，振蕩產生和檢測信號輸出都可以不必執行。由另一個激勵器來產生振蕩。或者是，在隨著託架運動而在墨盒中產生振蕩時，由液體傳感器產生一個指示墨水消耗狀態的檢測信號。在檢測墨水消耗時不需要主動產生振蕩，而是採用印表機操作自然產生的振蕩。
記錄裝置控制部的功能不一定要由記錄裝置的計算機來實現。其整體功能的一部分或全部功能都可以設在外部計算機上。顯示器和揚聲器也可以設在外部計算機上。
本實施例中的液體容器是一個墨盒，使用液體的裝置是一臺噴墨記錄裝置。然而，液體容器也可以是除墨盒之外的墨水容器，例如是一個墨水罐。它例如可以是裝在記錄頭側面的一個副容器。另外，墨盒可以是所謂的託架分離式墨盒。另外，本發明也可以應用於容納除墨水外的其他液體的一種容器。
以下要解釋本發明的其他實施例。
首先要解釋採用壓電器件在振蕩的基礎上檢測墨水消耗的一種技術。接著要解釋這種檢測技術的各種應用。接著要參照圖61來解釋墨水消耗檢測技術，特別是採用估算消耗計算程序和實際消耗檢測程序的檢測技術。
在本實施例中是將壓電器件設在液體傳感器上。在下文中所述的「激勵器」或「彈性波發生裝置」分別對應著一種液體傳感器。
到此為止已經解釋了本實施例的帶有墨水消耗檢測功能的各種墨盒。這些墨盒都裝備有由壓電器件組成的液體傳感器(激勵器等等)。實際消耗狀態是由液體傳感器來檢測的。因此，如圖7所示，提供多個傳感器就可以檢測到多個實際消耗狀態。
另外，在本實施例中還根據墨水消耗來估算消耗狀態。墨水消耗是由於列印和記錄頭維護造成的墨水消耗，，估算中可以考慮這兩方面或是其中之一。在本實施例中主要描述了基於列印量的估算程序。如此建立的消耗狀態被稱為估算消耗狀態。將實際消耗狀態與估算消耗狀態的計算加以組合就能建立更加精確和具體的墨水消耗狀態。以下將要描述實際消耗狀態與估算消耗狀態的最佳組合形式。
圖61表示具有本實施例的墨水消耗檢測功能的一種系統的結構。墨盒800具有多個液體傳感器802(在圖61的實施例中是4個)和消耗信息存儲器804。每個液體傳感器802是由一個壓電器件組成的。具體的液體傳感器802是由上述的彈性波發生裝置或一個激勵器組成的，並且輸出對應著墨水消耗狀態的一個信號。消耗信息存儲器804是一種例如EEPROM的可重寫存儲器，它對應著上述的半導體存儲裝置(圖1中的標號7)。
圖62表示液體傳感器802和消耗信息存儲器804的一種合適的布局。四個液體傳感器802沿著墨水液面隨著墨水消耗而移動的方向排列。四個液體傳感器802可供檢測程序單獨採用。藉助於此可以檢測出具有不同高度的四級也就是四次液面通過。
另外如圖62所示，四個液體傳感器802的間隔不是固定的。在布置液體傳感器802時令其布置間隔沿著墨水液面移動方向逐漸變窄。在墨盒的下部，傳感器的間隔比其在墨盒上部的間隔要窄。藉助於此，當墨水減少時，檢測間隔就變窄。在墨水減少時的消耗狀態信息比墨水充足時更加重要，因此，最好能具體地檢測其消耗狀態。將消耗狀態告知用戶，或者是用來控制記錄裝置。按照本實施例，這種要求是通過按不同間隔來設置傳感器而實現的。
圖63表示按照本實施例的墨水消耗檢測的一個實施例。在圖63中表示了實際消耗狀態的多級檢測與估算消耗狀態的估算的一種最佳組合程序。另外在圖63中還表示了消耗變換信息的校正程序。
在圖63中，橫軸代表列印量(列印字點數)，而縱軸代表由這一系統建立的消耗量。完全充滿狀態是在墨盒剛開始使用時的狀態，此時的墨水消耗量是零。
首先由估算消耗計算處理部814對列印字點數執行乘法和累加運算而建立一個估算消耗量。此時採用從消耗狀態存儲部806中讀出的參考消耗變換信息。如上所述，估算消耗量是列印字點數和每字點墨水量(變換信息)的乘積。因此，估算消耗量與字點數成正比地增加。估算消耗量的梯度對應著變換信息。隨著墨水的消耗，墨水液面到達具有最高水平的那個液體傳感器802。
此處將最高位液體傳感器802定義為第一傳感器，依此類推是第二傳感器，第三傳感器和第四傳感器。墨盒在各個傳感器以上的體積是預先確定的。在液面通過各個傳感器時的消耗量是已知的。這些消耗量信息預先被存儲在消耗信息存儲器804中。因此，當第一傳感器檢測到液面通過時，就能識別出該時間點上精確的消耗量。
如上所述，在參考消耗變換信息與實際變換信息之間有一定的偏差。因此，採用該變換信息來估算的消耗量值中也會有一個誤差。該誤差隨著墨水消耗進程越來越大。如圖63所示，在本實施例中，在第一傳感器檢測到液面通過的時間點上校正這一誤差。校正值被存儲在消耗信息存儲器804的消耗狀態存儲部808中。
進而還要根據實際消耗狀態來校正該變換信息。假設從「墨水完全充滿」到「第一傳感器檢測到液面」的字點數是N×1。另外還假設同一時間段的墨水消耗量是V×1。在這種情況下可以將校正的變換信息表示成V×1/N×1。校正的變換信息被存儲在消耗信息存儲器804的消耗變換信息存儲部808中。
在檢測到實際消耗狀態之後，再次乘以字點數來估算消耗量。然而，此後的消耗量是根據校正後的累加值來計算的。另外，在計算消耗量時採用了校正後的變換信息。具體地說，在液面通過第一傳感器之後，估算消耗量的梯度(b)就是上述的Vx/Nx。
在第二傳感器，第三傳感器和第四傳感器檢測到液面通過時的程序與用於第一傳感器的程序類似。在檢測到液面通過時，就校正已經由字點累加所建立的估算消耗量。另外還要校正消耗變換信息。例如，假設第二傳感器檢測到液面通過。從第一傳感器檢測到第二傳感器檢測的列印量(字點數)用N×2來表示。另外假設第一傳感器到第二傳感器之間的墨盒體積是V×2。在這種情況下，校正的變換信息可以表示成V×2/N×2。採用校正後的變換信息估算出一個消耗量作為0次校正後的消耗量。
在第四傳感器之後，也就是第四傳感器檢測到液面通過之後，通過累加字點數估算出一個消耗狀態，並且當墨水完全耗盡時停止列印。具體說也就是通過估算來建立最終墨水用盡。然後催促用戶更換墨盒。
如上所述，按照本實施例是通過累加字點數來估算消耗量的。在傳感器檢測到液面通過時校正這一消耗量和變換參數。每當多個傳感器之一檢測到液面通過時就執行校正程序。藉助於此就能避免在估算值和實際消耗量之間出現大的偏差。
另外，在上述程序中，消耗變換信息是根據每個傳感器間隔的列印量來校正的。具體地說，就是建立從一個傳感器檢測到液面通過的時間點到下一個傳感器檢測到液面通過的時間點之間的列印量。用傳感器之間的墨水量除以列印量。藉助於這種程序來限制用於校正的數據，從減少墨盒使用過程中環境變化所造成的影響的觀點來看，它是有優越性的。
另外，當最低液體傳感器(第四傳感器)檢測到液面通過時，就可以根據迄今為止伴隨著多次檢測到液面通過而執行的多次消耗變換信息的校正結果來建立最終的消耗變換信息。例如是建立由四次校正計算所獲得的校正的變換信息的平均值。在最低壓電器件檢測到液面通過之後採用最終消耗變換信息來建立一個估算消耗狀態。按照這種形式就能用多次校正結果獲得更精確的變換信息。這樣就能在墨水剩餘量很少時精確地估算出消耗狀態。
另一方面，作為校正程序的另一個變更實施例，可以採用從墨盒完全充滿時起的累加列印量。例如，假設是第二傳感器檢測到液面通過。可以將從完全充滿狀態到第二傳感器位置的墨水量除以迄今為止的全部列印量，並且建立校正的消耗變換信息。在圖63的實施例中可以用下式來表示校正的消耗變換信息(V×1+V×2)/(N×1+N×2)圖64表示消耗檢測處理部812的檢測程序。在安裝墨盒800時，從消耗變換信息存儲部808獲取參考消耗變換信息(S10)。然後由估算消耗計算處理部814來計算估算消耗狀態(S12)。另外由實際消耗檢測處理部816用液體傳感器802檢測實際消耗狀態(S14)。在這一級僅僅使用最高位液體傳感器802也就是第一傳感器。直至墨水液面到達第一液體傳感器802，檢測到的實際消耗狀態是「有墨水的狀態」。
在步S14之後，將估算消耗量的計算結果和實際消耗狀態的檢測結果存入消耗狀態存儲部806(S16)。接著為用戶顯示消耗信息(S18)。步S18的程序是由記錄裝置控制部810的消耗信息顯示部826來執行的(圖61)。以下還要進一步解釋這一程序。
接著要確定是否能檢測到液面通過的實際消耗狀態(S20)。如果其指示出NO，就回到步S12。在接下來的子程序中，將後續的消耗量加到最後一次的估算消耗量上作為估算消耗量而獲得結果。
在步S20指示出YES的情況下，如圖63所示，在步S22中校正估算消耗狀態(累加值)，並且在步S24中校正消耗變換信息。這些校正值分別被存入消耗狀態存儲部806和消耗變換信息存儲部808(S26)。
在步S28要確定液面是否已通過最後的傳感器。當最低傳感器(第四傳感器)檢測到液面通過時，步S28就會指示出YES。當第一傳感器到第三傳感器檢測到液面通過時，步S28就會指示出NO。在其指示出NO的情況下，用來檢測實際消耗狀態的液體傳感器就切換到接下來的有關傳感器(S30)，並且返回到步S12。這樣，每當液面通過某一個傳感器時就校正估算消耗量和消耗變換信息，並且採用校正的值來估算後續的消耗量。另外，僅僅由必要的傳感器來檢測實際消耗狀態。可以減少壓電器件的操作和用於這些操作的程序，這樣就能有效地利用壓電器件。
另一方面，在步S28指示出YES的情況下，就停止用液體傳感器802檢測實際消耗狀態(S32)。在墨水液面通過最後傳感器之後，任何一個傳感器都陸續檢測到沒有墨水的狀態。這時就不必再檢測實際消耗狀態了。因此就停止檢測實際消耗狀態。藉助於這樣的程序再加上上述的傳感器切換程序就能減少壓電器件的操作和用於這些操作的程序，這樣就能有效地利用壓電器件。
在步S34，，和步S12類似地計算一個估算消耗狀態。然後在步S36為用戶顯示消耗狀態，在步S38將消耗狀態的計算結果存入消耗狀態存儲部806。在步S40中確定估算消耗量是否達到了全部墨水量(是否完全耗盡)，如果其指示出NO，就回到步S34。假如是在完全耗盡的情況下，就保存列印前的列印數據(S42)。
在圖62的實施例中，液體傳感器被布置在墨盒的垂直壁上。然而，液體傳感器也可以根據具體的墨盒布置在適當的位置。在一個最佳結構實施例中，墨盒的內側被至少一個分隔壁劃分成彼此連通的多個艙。在多個艙的上部安裝多個液體傳感器。晚使用的墨水艙的體積被設置得比早使用的墨水艙的體積要小。這種構造已經參照著用來解釋具有檢測功能的墨盒的附圖解釋過了。按照這種形式，傳感器是沿著墨水消耗的方向布置的，因而能逐步指示出實際消耗狀態。另外，因為艙的大小有所不同，和上述實施例一樣，具有在墨水量很少時縮短檢測間隔的優點。
接著要解釋本發明的另一個實施例。
圖65表示本實施例的具有墨水消耗檢測功能的一種噴墨記錄裝置。按照本實施例，與圖61的構造不同，消耗變換信息存儲部850被設置在記錄裝置控制部810上。
假設按照這種形式，在安裝某一個墨盒時，根據實際消耗狀態來校正消耗變換信息。所獲得的校正的消耗變換信息被保存在控制部810內部的消耗變換信息存儲部850中。在安裝另一個墨盒時，讀出校正的消耗變換信息並且用於估算墨水消耗量。
這樣，按照本實施例，因為消耗變換信息被保存在記錄裝置一側，即使在更換墨盒之後也能繼續利用校正的消耗變換信息。本實施例在噴墨記錄裝置的個體差異對實際測得的消耗變換值有影響的情況下特別有用。記錄裝置間的個體差異通常表現為記錄頭之間的個體差異。
另外，按照這種形式可以使用多個墨盒，在多次執行校正程序時能使變換信息接近一個更加合適的值。利用這一值就能實現更加精確的估算。
另外，作為本實施例的一種變形，消耗變換信息存儲部850可以設置在另外的構造上，例如是連接到噴墨記錄裝置的一臺外部計算機。
除此之外，在本實施例中，每個墨盒的ID(序號)值(信息)被存儲在存儲器中，在安裝同一個墨盒時可以讀出並利用這種存儲值。
另外，作為本實施例的一種變形，在墨盒和記錄裝置雙方都設有消耗變換信息的存儲部。這些存儲部可以同時重寫其存儲內容，或者是在安裝墨盒時從墨盒上下載數據。
到此為止已經解釋了本實施例。接下來要一同說明本實施例的優點。其他優點如上所述。
在本實施例中結合使用了估算消耗計算和實際消耗檢測。儘管由於估算程序會伴隨有一定的誤差，還是能具體建立其實際消耗狀態。另一方面，採用壓電器件可以精確地檢測實際消耗狀態，並且正是因為採用了壓電器件，還能防止墨水洩漏。特別是，如果採用多個壓電器件，就能識別出多級實際消耗狀態。根據多級實際消耗狀態和估算消耗狀態就能建立精確和具體的墨水消耗狀態。
具體地說，在實際消耗檢測程序中，多個壓電器件各自檢測液面的通過。在從一個壓電器件檢測到液面通過的時間點到下一個壓電器件檢測到液面通過的時間段期間估算墨水消耗量。即使當墨水液面處在兩端的壓電器件的水平以外，也能估算墨水消耗量。藉助於此就能連續地建立墨水消耗量。
在本實施例中，在檢測到液面通過時校正估算消耗量。另外還要校正用來估算消耗量的消耗變換信息。因為布置了多個壓電器件，校正在墨水消耗的過程中是分多級來執行的。藉助於此就能限制估算消耗量與實測消耗量的偏差，並且能精確和具體地建立墨水消耗狀態。
在本實施例中，所有壓電器件並不是同時而是依次使用的。如果一個壓電器件檢測到沒有墨水的狀態，就停用該壓電器件，並且起用位置緊接著有關壓電器件以下的那一個壓電器件。當最低位壓電器件檢測到沒有墨水的狀態時，就停止採用壓電器件的實際消耗檢測。藉助於這些程序就能減少用於壓電器件操作和程序，並且能有效地利用壓電器件。
在本實施例中，用估算消耗狀態將消耗量的信息顯示在顯示器上。例如，根據已經建立的消耗狀態，用剩餘墨水來顯示可列印的列印量。另外，根據已經建立的消耗狀態來顯示剩餘墨水量。在此時採用對應著墨水量的不同顏色和形狀的圖形。這樣就容易向用戶告知墨水消耗狀態。
在本實施例中，已經建立的消耗狀態被存儲在消耗信息存儲器中。消耗信息存儲器被安裝在墨盒上。這樣，在拆掉墨盒再重新安裝時就容易建立其消耗狀態。
另外，消耗變換信息也被存儲在消耗信息存儲器中。在安裝墨盒時也能從存儲器中讀出這一信息並且加以利用。
另一方面，校正的消耗變換信息可以保存在記錄裝置一側。在這種情況下，即使在更換墨盒之後也能繼續利用校正的消耗變換信息。在重複校正時使消耗變換信息接近一個合適的值，並且更精確地執行估算程序。
另外，在本實施例中，如果確定了沒有墨水，就將列印數據存入存儲部。藉助於此不會丟失列印數據。
另外，在另一個實施例中，在檢測實際消耗狀態時計算剩餘可列印的列印量。在列印完剩餘可列印的列印量時就將列印前的列印數據存入列印數據存儲部。藉助於此也不會丟失列印數據。
本發明的各個方面可以用各種形式來實現。本發明可以是一種檢測墨水消耗的方法，一種墨水消耗檢測裝置，一種噴墨記錄裝置，一種噴墨記錄裝置的控制裝置，和一種墨盒等等。對於墨盒來說，這種墨盒最好有一個消耗信息存儲器，並且為上述的各種程序提供所需的信息。
不用說，本實施例在本發明的範圍內是可以變形的。例如液體傳感器的數量不僅局限於4件。
另外，在本實施例中墨水消耗量是根據列印量來計算的。另外如上所述，在噴墨記錄裝置中，記錄頭維護工作也會消耗墨水。因此，在估算墨水消耗量時還應該考慮到維護問題。例如，在維護工作中消耗的標準墨水量(維護消耗量)已經被存儲在消耗信息存儲器804中。維護次數和維護消耗量的乘積加到估算消耗量上。在消耗變換信息的校正程序中也要考慮到維護造成的那部分消耗來建立校正值。
在本實施例中，液體傳感器是由壓電器件組成的。如上所述，採用壓電器件可以檢測到聲學阻抗的變化。利用彈性波的反射波能夠檢測出消耗狀態。建立從彈性波產生到反射波到達的時間。根據利用壓電器件的功能的任何一種原理都能夠檢測消耗狀態。
在本實施例中，由液體傳感器產生振蕩，並且還產生一個指示墨水消耗狀態的檢測信號。反之，也可以不用液體傳感器本身來產生振蕩。具體地說，振蕩產生和檢測信號輸出都可以不必執行。由另一個激勵器來產生振蕩。或者是，在隨著託架運動而在墨盒中產生振蕩時，由液體傳感器產生一個指示墨水消耗狀態的檢測信號。在檢測墨水消耗時不需要主動產生振蕩，而是採用印表機操作自然產生的振蕩。
記錄裝置控制部的功能不一定要由記錄裝置的計算機來實現。其整體功能的一部分或全部功能都可以設在外部計算機上。顯示器和揚聲器也可以由外部計算機來提供。
本實施例中的液體容器是一個墨盒，使用液體的裝置是一臺噴墨記錄裝置。然而，液體容器也可以是除墨盒之外的墨水容器，例如是一個墨水罐。它例如可以是裝在記錄頭側面的一個副容器。另外，墨盒可以是所謂的託架分離式墨盒。另外，本發明也可以應用於容納除墨水外的其他液體的一種容器。
以下要解釋本發明的又一個實施例。
首先要解釋本實施例的原理。在本實施例中，本發明是應用於檢測墨水容器內的墨水消耗狀態的技術。配合使用兩類程序建立一個墨水消耗狀態。一種程序是估算消耗計算程序，另一種程序是實際消耗檢測程序。
在估算消耗計算程序中，根據墨水容器的墨水消耗計算一個墨水消耗狀態，從而建立一個估算消耗狀態。墨水消耗包括列印的墨水消耗和記錄頭維護的墨水消耗。本發明可以可以應用於其中一種，也可以應用於雙方。對於墨水量，墨水消耗量是由記錄頭射出的墨滴數建立的，或者是採用墨滴數和每個墨滴的墨水量的乘積值。關於維護的墨水消耗量是由維護次數，處理量，從處理量變換成墨滴數所得的量等等而建立的。
在實際消耗檢測程序中，通過用壓電器件來檢測對應著墨水消耗狀態的一種振蕩狀態而檢測出實際消耗狀態。最好是採用壓電器件來檢測伴隨著墨水消耗的聲學阻抗變化。
按照估算程序，儘管伴隨有一些誤差，還是能具體建立一個消耗狀態。另一方面，採用壓電器件可以精確地檢測消耗狀態，無需提供複雜的傳感器密封結構。這樣就能用這兩個程序的組合精確而具體地建立一個墨水消耗狀態。
在下述的本實施例中，實際消耗檢測程序將檢測的通過壓電器件的墨水液面作為實際消耗狀態。當墨水液面通過壓電器件時，壓電器件的輸出會有很大變化。這樣就能精確檢測到液面部分的通過。由估算消耗計算程序具體建立液面部分通過前、後的墨水消耗狀態。另外，在墨水液面通過壓電器件時校正估算計算程序到此時的誤差。此外，還要校正供估算消耗程序參考的參考消耗變換信息。用這些程序精確而具體地建立一個墨水消耗過程。
在本實施例中應該注意到，實際消耗檢測程序將檢測到的墨水的實際消耗量作為實際消耗量，而估算消耗計算程序建立墨水的估算消耗量。
以下要參照附圖更具體地解釋本實施例。
在本實施例中提供的壓電器件的一個實施例是一個激勵器，並且用它作為激勵器。
本發明的基本原理是利用一種振蕩現象來檢測液體容器內的液體狀態(包括液體容器內有沒有液體，液體的量，液面，液體種類，及液體成分)。有些具體的方法可以考慮作為利用振蕩現象檢測液體容器內部液體狀態的方法。例如有一種方法是用彈性波發生裝置相對於液體容器內部產生一種彈性波，接收由液面或對面的壁反射的反射波，並且檢測液體容器內部介質及其狀態的變化。另外，除此之外還有一種方法是根據振蕩體的振蕩特性來檢測聲學阻抗變化。作為利用聲學阻抗變化的一種方法，可以使激勵器的一個具有壓電元件或振蕩部分的壓電器件產生振蕩，並且連續測量由剩餘的振蕩部分的殘餘振蕩所產生的反電動勢，檢測諧振頻率或反電動勢波形的振幅並作為一個結果而檢測出聲學阻抗的變化，還有一種方法是用一個阻抗分析儀來測量液體的阻抗特性或導納特性，例如是諸如發射電路等測量裝置，並且在對液體施加振蕩時測量其頻率造成的電流值和電壓值的變化或者是電流值和電壓值的變化。本實施例採用的方法是使激勵器的振蕩部分發生振蕩，並且通過檢測其諧振頻率來檢測聲學阻抗的變化。
圖66是作為本發明一個實施例的一種噴墨記錄裝置的一個實施例的示意性透視圖。通過一個定時皮帶1202連接到驅動電機1204上的一個託架1206具有一個容納艙1236，用於容納在上部含有黑色墨水的黑色墨盒，以及一個容納艙1237，用於容納含有彩色墨水的彩色墨水墨盒。託架1206還有一個記錄頭1250用於從其下部接收墨水供應。黑色墨盒和彩色墨盒通過墨水供應針1232和1234為記錄頭1250供應墨水。定時皮帶1202和驅動電機1204是由記錄裝置控制部1210控制的。在定時皮帶1202和驅動電機1204執行掃描的同時，接收墨水供應的記錄頭1250向記錄介質1200上排放墨水。
圖67是作為本發明的一個實施例的用於單色墨水例如是黑色墨水的一種墨盒的截面圖。作為本發明的墨水容器的一個實施例的這種墨盒具有包含墨水的容器2001，用於向容器2001外部供應墨水的墨水供應開口2002，以及用於檢測聲學阻抗變化並檢測墨水消耗量的一個激勵器106。墨水供應開口2002被布置在相對於墨水的液面處在低位的底面1a上。激勵器106被布置在底面1a附近，並且在容器2001的側壁中比較靠近墨水供應開口2002的那一側壁2010上。另外，在容器2001的上部安裝有存儲裝置7，它存儲了關於墨盒內的墨水的信息。
在墨水供應開口2002的內側布置有密封件2030。密封件2030的密封使墨水不會從容器2001洩漏到外部。另一方面，當墨水供應針1232(見圖66)穿透密封件2030插入墨水供應開口2002時，通過墨水供應針1232從墨盒向記錄頭1250供應墨水。密封件2030最好是由彈性體構成，例如是橡膠。藉助於此就能使存在於墨水供應針和密封件2030之間的間隙保持在液密狀態。
圖68是從用於容納多種墨水的一個實施例的墨盒背面看到的一個透視圖。容器8被間隔壁劃分成了三個墨水艙9，10和11。在各個艙中設有墨水供應開口12，13和14。在各個墨水艙9，10和11的側壁8a上安裝激勵器15，16和17，讓它們能夠通過容器8接觸到裝在各個墨水艙中的墨水。
到此為止已經解釋了本實施例的噴墨記錄裝置，墨盒，和激勵器。在這種墨盒中，實測的消耗量也就是實際消耗量是採用激勵器來檢測的。在本實施例中，進一步的消耗量是通過測量記錄頭排出的墨滴的量來估算的。由這種估算建立的消耗量被稱為估算消耗量。此後要描述實際消耗狀態和估算消耗狀態相組合的一種最佳配置。
圖69表示本實施例的具有墨水消耗檢測功能的一種系統配置。墨盒800對應著例如圖66的墨盒。墨盒800具有激勵器106和消耗信息存儲器804。激勵器106是由壓電器件組成的。具體的激勵器106是由上述激勵器組成的，並且輸出一個對應著墨水消耗狀態的信號。消耗信息存儲器804是一個EEPROM可重寫存儲器，並且對應著上述的半導體存儲裝置(圖67或7中的標號7)。
記錄裝置控制部810是由用於控制噴墨記錄裝置的計算機組成的。記錄裝置控制部810被布置在噴墨記錄裝置上作為記錄裝置控制部1210。參考消耗變換信息被存儲在消耗信息存儲器804中。記錄裝置控制部810具有消耗檢測處理部812和校正部813。
消耗檢測裝置是由消耗檢測處理部812，激勵器106，和消耗信息存儲器804組成的。消耗檢測處理部812採用激勵器106和消耗信息存儲器804建立一個消耗量。這樣就能將所建立的消耗量存儲在消耗信息存儲器804中。
記錄裝置控制部810還包括列印操作控制部818，列印數據存儲部824和一個消耗信息顯示部826。下文要說明其配置。
記錄裝置控制部810的消耗檢測處理部812包括估算消耗計算處理部814和實際消耗處理部816。
實際消耗檢測處理部816通過控制激勵器106來檢測實際消耗量，並且將實際消耗量寫入消耗信息存儲器804。按照上述原理檢測實際消耗量。例如，為了根據聲學阻抗來檢測實際消耗量，實際消耗檢測處理部816驅動激勵器106的一個壓電元件。壓電元件輸出的信號指示出隨著振蕩的產生的殘餘振蕩狀態。根據對應著墨水消耗量而改變的殘餘振蕩狀態檢測出實際消耗量。
特別是在本實施例中，將液面是否通過激勵器106作為實際消耗量來檢測。傳感器的輸出信號在液面部分通過其前、後會有很大變化。這樣就能確保發現液面部分的通過。以下將液面部分通過之前的狀態稱為「有墨水的狀態」，而將液面部分通過之後的狀態稱為「沒有墨水的狀態」。
另一方面，估算消耗計算處理部814根據墨盒800的墨水消耗建立一個估算消耗量。在列印狀態下，列印會消耗墨水，即使在非列印狀態下，記錄頭的維護操作也會消耗墨水。因此，最好是根據用於列印的墨滴數和維護次數來建立一個墨水消耗量。另外，列印和維護操作所消耗的墨水量都會隨著記錄頭在執行列印時所處的外部環境而有所不同。例如，在記錄頭外圍溫度和墨水溫度比較高的情況下，墨水消耗量就大。另一方面，在記錄頭外圍溫度和墨水溫度低的情況下，消耗的墨水就少。另外還要考慮在列印現場溼度不同的情況下也會造成墨水消耗量的改變。然而，在本發明的範圍內，可以依據其中任何一種條件來建立墨水消耗量。此處主要解釋根據列印量來建立墨水消耗量的一種程序。然而，以下所述的對應著記錄頭射出的墨滴的量(每一滴的墨水量)也可以應用於記錄頭維護的墨水消耗量。在這種情況下所執行的程序可以將每滴墨水量考慮作為一次維護處理部分。這樣就是將墨水消耗次數認為是記錄頭射出的墨滴數或者是維護處理的次數。
估算消耗計算處理部814在使用墨盒800的墨水時根據列印量來計算墨水消耗量，從而建立一個估算消耗狀態。列印量是由列印操作控制部818的列印量計算部822和提供給估算消耗計算處理部814的數據來建立的。列印操作控制部818接收列印數據並且用記錄頭來控制列印。這樣，列印操作控制部818就能掌握列印量。如果掌握了列印量，就能估算出對應著列印量的墨水消耗量。由此建立的估算消耗量類似於實際消耗量，也存儲在墨盒800的消耗信息存儲器804中。
參考消耗變換信息被用於消耗量的估算。如圖70所示的參考消耗變換信息是用來表示列印量和估算消耗狀態之間關係的一種信息。在本實施例中，採用每滴墨水量作為參考消耗變換信息的一個要素。在這種情況下，列印字點數就對應著列印量。單單用每滴墨水量乘以字點數部分就能估算出一個消耗量。
在上文中有一點是值得注意的，字點數與墨水消耗量成正比。由此，可以將字點數當作直接代表墨水消耗量的一個參數來對待。
另外還應該根據墨滴的大小來執行消耗量的估算。記錄裝置會按照列印數據射出多種大小的墨滴。每滴的墨水量是隨著墨滴大小而有所不同的。由此，採用對應著大小的不同變換值就能執行一種更加精確的估算。
例如，假設射出的墨滴有a，b和c三種不同的大小。假設每個墨滴的墨水量是Va，Vb和Vc。並且假設射出的每一種墨滴累計數分別是Na，Nb和Nc。在這種情況下，可以用下式來表示墨水消耗量
Va·Na+Vb·Nb+Vc+Nc在這一消耗估算程序中，因為字點數是採用軟體手段相乘和相加的，這一程序也可以被稱為軟計算程序。
用於建立估算消耗量的變換信息被存儲在墨盒800的消耗信息存儲器804中。在消耗信息存儲器804中設有用於存儲參考消耗變換信息的參考消耗變換信息存儲部808。
記錄裝置控制部810還有一個校正部813。校正部813有一個校正決定部815。校正部813從消耗檢測處理部812接收墨盒內的墨水的一個估算消耗量和一個實際消耗量。
由校正部813中的校正決定部815決定是否應該將這一參考消耗變換信息作為一個校正目標。
特別是，校正部813中的校正決定部815決定是否將參考消耗變換信息所包括的單位信息以外的任何單位信息(參見圖70)作為校正目標。校正決定部815可以確定具體的單位信息作為校正目標，或是確定整個參考消耗變換信息作為校正目標。另外，還能按照下述的決定來確定校正目標。
校正部813根據校正決定部815的決定結果來校正作為校正目標的單位信息。在校正決定部815沒有確定校正目標的情況下，校正部813不校正單位信息。
包括校正的單位信息的參考消耗變換信息被存儲在消耗變換信息存儲部808中作為整體校正的參考消耗變換信息。在校正過參考消耗變換信息之後，估算消耗計算處理部814根據校正後的參考消耗變換信息檢測一個估算消耗量。
應該注意到，作為另外一種形式，消耗信息存儲器804也可以設置在噴墨記錄裝置上，例如是圖66實施例中的記錄裝置控制部1210。另外，消耗信息存儲器804的一部分功能或所有功能也可以設置在其它外部設備例如是連接到記錄裝置的一臺計算機上。另外，記錄裝置控制部810的一部分功能或所有功能也可以設置在外部設備例如是連接到記錄裝置的一臺計算機上。另外，參考消耗變換信息可以存儲在記錄裝置控制部810中，其它的結構例如是也可以存儲在連接到噴墨記錄裝置的外部計算機中。另外，彼此不同的多個參考消耗變換信息被存儲在消耗信息存儲器804或記錄裝置控制部810中。藉助於這些手段，估算消耗計算處理部814就能採用多個參考消耗變換信息當中的一個優化的參考消耗變換信息來建立一個估算消耗量。另外也可以用一個修改和決定部(未示出)來代替校正部813，由修改和決定部來確定合適的參考消耗變換信息。估算消耗計算處理部814可以採用多個參考消耗變換信息數據當中的一個合適的參考消耗變換信息來建立一個估算消耗量。
在本實施例中，將每個墨盒的ID(序號)值存儲在存儲器中，在安裝同一個墨盒時可以讀出並利用這一存儲值。
另外，作為本實施例的一個變更實施例，參考序號變換信息的存儲部可以設在墨盒和記錄裝置雙方。這些存儲部可以同時重寫雙方的存儲器內容，或者也可以在拆除墨盒時從墨盒上下載數據。
圖70的表表示存儲在消耗變換信息存儲部808中的參考消耗變換信息的一個實施例。在本實施例中，作為參考消耗變換信息的一個要素，表示出了列印狀態下每一滴的墨水量，用pl(picoliter)表示在噴射中每一次噴射所需的墨水量，以及用ml(毫升)表示在清洗中每一次清洗所需的墨水量。
參考消耗變換信息數據被分成列印狀態信息和非列印狀態信息。進而，列印狀態信息數據被分成彼此間墨滴量不同的字點1和字點2的信息。非列印狀態信息數據被分成噴射和維護的信息，噴射與維護需要消耗的墨水量是彼此不同的。噴射是指用於清除噴嘴開口中的異物並恢復其機能的維護，要從記錄頭的所有噴嘴開口中排放墨滴。清洗是指這樣一種維護，用一個吸氣泵從記錄頭外部提供一個負壓，清除噴嘴開口中的異物並恢復其機能。進而，噴射信息數據又被分成噴射1和噴射2的信息，二者的墨滴量是不同的。清洗信息數據也被分成清洗1和清洗2的信息，二者的墨水消耗量是不同的。
應該注意到參考消耗變換信息的一個要素被定義為每滴墨水量。這樣，在控制中，噴射和清洗操作是由列印操作控制部818來處理的，每一次噴射和清洗的處理操作被當作列印操作中的每滴墨水量來處理。
進而，參考消耗變換信息還指示出記錄頭外圍溫度不同的情況下對列印狀態和非列印狀態，字點1和字點2，清洗1和清洗2，以及噴射1和噴射2等每一類別的墨水消耗量。
用於為參考消耗變換信息分類的單位信息可以分成兩類，一類單位信息是整個列印狀態下的每滴墨水量，另一種單位信息是非列印狀態下的墨水量。另外，單位信息可以按照字點1和字點2，清洗1和清洗2，噴射1或噴射2中的墨水量信息的單位被分成六類。
另外，信息的單位還可以分成三類，作為記錄頭外圍溫度不同情況下的墨水量信息的單位。
另外，單位信息還可以分成八類，作為在參考消耗變換信息中指示的並且彼此不同的每滴墨水量的所有信息單位。
應該注意到，在參考消耗變換信息的兩個要素之間大致成線性關係時，為了獲得參考消耗變換信息這兩個要素之間的信息，可能需要執行建立線性相關的計算。例如在圖70中，為了獲得字點1的記錄頭外圍溫度在10℃到25℃範圍內的每滴墨水量的信息，就要用各溫度下在每滴墨水來執行建立線性相關的計算。具體地說，可以用以下的線性函數表達式計算出記錄頭外圍溫度是20℃時的每滴墨水量30(pl)+(20(℃)-10(℃))*((31(pl)30(pl))/(25(℃)-10(℃))＝30.66(pl)由圖69中的校正決定部815來決定是否將圖70中所示的參考消耗變換信息或單位信息作為校正目標。
例如，由校正決定部815決定是否按照墨水的估算消耗量和實際消耗量之間的差別來執行校正。因為在估算消耗量和實際消耗量大致相同的情況下不需要校正。另外，校正決定部815來決定按照消耗量或消耗墨水當中每單位信息的消耗率將任何單位的信息作為校正目標。如果對為墨水的整個消耗量比例計算的消耗率很低的單位信息進行校正，就可能使被校正的單位信息值脫離實測的每滴墨水量。由校正決定部815決定是否還要確定一個校正目標。
圖71和圖72表示按照本實施例的墨水消耗檢測的一個實施例。墨水完全充滿狀態是在墨盒初次使用並且墨水消耗量值為零時的狀態。首先，利用估算消耗計算處理部814通過字點數的乘法運算建立一個估算消耗量，在此時採用已經從消耗狀態存儲部806中讀出的參考消耗變換信息。
估算消耗量是列印字點數和參考消耗變換信息的每字點墨水量的乘積。因此，估算消耗量與字點數成正比增加。估算消耗量的梯度(a)對應著參考消耗變換信息的每滴墨水量。
隨著墨水消耗的進程，墨水液面到達激勵器106。此時將激勵器106檢測到的液面部分通過作為實際消耗狀態。在液面通過時實測的墨水消耗量是墨盒中液面處在激勵器106以上的墨水量，它是預先知道的。最好將這一信息存儲在消耗信息存儲器804中。最好將激勵器106設置在墨水剩餘量減少時液面所處的位置上。藉助於此就可以將激勵器106在墨水接近用盡狀態下檢測到的液面通過作為實際消耗量。
如圖71和圖72所示，在檢測到實際消耗量時，在實際消耗量和估算消耗量(每滴墨水量的累計值)之間存在一個誤差。具體地說，估算消耗量的梯度(a)與實測的每滴墨水量(b)不同。這是因為用於估算程序的變換值與實測值不同。
一般來說，參考消耗變換信息都包括一定程度的誤差。造成誤差的主要原因是記錄頭排放量的分散，墨盒和噴墨記錄裝置的個體差異，使用條件，以及這些因素的組合。例如，每字點墨水量會由於大量字點當中墨水粘度的變化而有所不同。另外還有一種情況是每單位信息在每一滴的實測墨水量和估算量之間的誤差是不同的。
圖71表示的情況是所有墨水都是按照字點1模式或字點2模式作為墨滴排放的。信息的單位被分成字點1和字點2的至少兩類。在本實施例的情況下並不是最好的，因為校正所有單位信息意味著那些無用模式的信息單位也要校正。因此，校正決定部815就將排放墨滴的信息單位作為校正目標。
具體地說，例如，假設排放墨滴的單位信息是僅僅由字點1組成的。校正決定部815就僅僅將字點1的單位信息作為校正目標。因為要校正的參考值僅僅是字點1的估算消耗量和實際消耗量，校正部813就僅僅校正字點1的單位信息，而不校正字點2的單位信息。
假設從墨水完全充滿狀態起到液面通過止的字點1的字點數是Nx。另外，假設從墨水完全充滿狀態起到液面通過止的消耗量是Vx。在這種情況下就能將實測的每滴墨水量表示成Vx/Nx。這樣，校正部8l3就將單位信息校正成Vx/Nx。最好是將已經被校正的單位信息的歷史記錄存儲在消耗信息存儲器804的消耗變換信息存儲部808中。
另外，在校正部813中可以這樣來校正字點1的單位信息，將單位信息乘以估算消耗量V1＝Nx·30(pl)的比例Vx/Nx，並且將實際消耗量Vx作為校正係數。最好將校正係數Vx/Vlis存儲在消耗信息存儲器804的消耗狀態存儲部806中。
另外，作為累計值的估算消耗量也被校正到實測值。將校正值存儲在消耗信息存儲器804的消耗狀態存儲部806中。
在檢測到實際消耗狀態之後，再次用字點數的乘法運算估算其消耗量。然而，後續的消耗量是根據校正後的累計值來計算的。另外，在計算消耗量時採用校正後的變換信息。具體地說，在圖71中經過校正後的估算消耗量的梯度(b)就是上述的Vx/Nx。
就這樣採用校正的數據，並且藉助於此能夠精確地建立從墨水接近用盡的時間點到完全耗盡的時間點的墨水消耗狀態。
特別是在墨水量很少的情況下，精確檢測墨水消耗量要比墨水量很大時更加重要。按照本實施例，因為估算消耗量和變換信息是在墨水接近用盡狀態的時間點上校正的，這些要求可以得到適當的滿足。藉助於此就能防止由於缺乏墨水造成劣質列印。另外還可以告知用戶適時更換墨盒。
另一方面，圖72表示的情況是墨水按照字點1和字點2的單位信息有所消耗。在這種情況下還不知道單位信息與實測的每滴墨水量有多少差別。例如在圖72中，實際消耗量Vx的墨水是按照字點l和字點2的單位信息消耗的。然而並不清楚實際消耗量Vx是按照字點1還是字點2的單位信息消耗的。因此也就不清楚實際消耗量Vx與估算消耗量V1+V2之間的誤差是由於字點1還是字點2的單位信息造成的。
這樣，參照在校正決定部815中的決定，首先要確定估算消耗量大的那一單位信息為校正目標，其次將估算消耗量的誤差預期值大的那一單位信息作為校正目標。
圖73A和73B是一個表和一個流程圖，表中表示校正決定部815是否決定將其作為校正目標，而流程圖表示在墨水如圖72的實施例所示按照字點1和字點2的單位信息消耗的情況下對決定的處理。校正決定部8l5的決定是分成情況1和情況2來表示的。
對於每滴的估算墨水量相對於每滴的實測墨水量所預期的誤差，誤差是可以根據噴墨記錄裝置的設計，製造和使用以及由記錄顯示的墨盒通過實驗來預測的。
例如，情況1和情況2是這樣的，由於記錄頭的設計及其製造帶來的誤差，可以預料到的情況是，採用墨滴比較小的字點2產生的誤差比採用墨滴比較大的字點1產生的誤差要大。還有一種情況是可以預料的，對於每滴估算墨水量相對於每滴實測墨水量的誤差來說，採用字點2造成的誤差比採用字點1要小。對於每滴估算墨水量相對於每滴實測墨水量的預期誤差採用了誤差的預期記錄(以下稱其為誤差的預期記錄)。
情況1是字點2的墨水估算消耗量比字點1大的情況。情況2是字點2的墨水估算消耗量比字點1小的情況。
按照圖73B的流程圖，以下要解釋用來確定是否將字點1和字點2作為校正目標的程序。首先，校正決定部815要確定誤差的預期記錄。在本實施例中就是要確定誤差的預期記錄是否大於或等於5。接著要確定估算消耗量是不是預定值。在本實施例中，當誤差的預期記錄大於或等於5時，就確定估算消耗量是否大於或等於400，而當誤差的預期記錄小於或等於5時，就確定估算消耗量是否大於或等於750。具體地說，在預料到每滴估算墨水量相對於每滴實測墨水量有較大誤差的情況下，即使估算消耗量比較小，也將有關的單位信息作為校正目標。另一方面，在預料到每滴估算墨水量相對於每滴實際墨水量有一個誤差，並且誤差的預期記錄處在預定值以下的情況下，對於估算消耗量比較大的情況，不用將有關的單位信息作為校正目標。
更具體地說，在情況1下，字點1的誤差的預期記錄是3。因此就要確定字點1的估算消耗量是否大於或等於750。因為字點1的估算消耗量是200，它小於750，就確定字點1的有關單位信息不作為校正目標。另一方面，字點2的誤差的預期記錄是8。因此就要確定字點1的估算消耗量是否大於或等於400。因為這一估算消耗量是800並且大於750，就確定字點2的有關單位信息作為校正目標。另一方面，在情況2下，字點1的估算消耗量是700，而字點2是300。這樣，就確定它們都不作為校正目標。
在本實施例中，儘管是將誤差的預期記錄閾值限定為5，作為比較參考的估算消耗量的預定值被設定在400或750，也可以預先將這些值設定在一個最佳值。另外還可以為誤差的預期記錄提供多個閾值。對應著各個誤差的預期記錄處在閾值以上和處在閾值以下的情況來設定估算消耗量的值。還可以將與超過這一估算消耗量值的情況有關的單位信息確定為校正目標。另外，被作為校正目標的單位信息也可以這樣來確定，將誤差的預期記錄乘以估算消耗量所獲的值與預定值相比較。
可供決定參考的預定值例如有誤差的預期記錄，用於比較參考的估算消耗量的預定值等等被存儲在外部計算機中，它連接到設在消耗信息存儲器804和噴墨記錄裝置上的一個存儲器，或者是連接到圖69的噴墨記錄裝置上。
接著要參照圖72來解釋在墨水按字點數和字點2的模式被消耗的情況下的校正值。字點1和字點2的實際消耗量是Vx。與其對應的估算消耗量是V1+V2。因此，校正係數就是Vx/(V1+V2)，用已經被校正決定部815確定為校正目標的這一單位信息乘以該校正係數，對參考消耗變換信息進行校正。
在校正參考消耗變換信息時採用校正後的參考消耗變換信息，並且執行估算計算程序。藉助於此就能實現更加精確的檢測。
在檢測實際消耗量時，將作為累計值的估算消耗量校正到實際消耗量。將校正值存儲在消耗信息存儲器804的消耗狀態存儲部806中。
在執行消耗量的確定時不用按照圖73A和圖73B的實施例，不必執行圖73B的流程中對誤差的預期記錄的確定。具體地說，只要將校正條件規定為估算消耗量大於預定值，校正部813就能確定將滿足該校正條件的單位信息作為校正目標。另外，用規定校正的確定條件來代替從記錄頭排出的字點數大於預定值的估算消耗量的確定條件，校正部813就能確定將滿足這一確定條件的單位信息作為校正目標。另外，規定校正的確定條件是這樣的單位信息，它用於計算整個消耗量比例的估算消耗量比例很大，並且它用於計算整個消耗量比例的估算消耗量比例大於預定的比例，滿足這一確定條件的單位信息可以被確定為校正目標。另外，對於每滴估算墨水量相對於每滴實際墨水量的大誤差或是小誤差來說，被作為校正目標的單位信息是可以預先設置的，不需要由校正決定部815來確定。
圖74A和圖74B表示消耗檢測處理部812的檢測程序和校正部813的校正程序。在安裝墨盒800時，從消耗變換信息存儲部808獲取參考消耗變換信息(S10)。然後由估算消耗計算處理部814計算此估算消耗狀態(S12)。另外，實際消耗檢測處理部816用激勵器106檢測出實際消耗量(S14)。直至墨水液面到達激勵器106之前，檢測到的實際消耗狀態都是「有墨水的狀態」。
可以按照適當的間隔檢測實際消耗量。另外，當估算消耗量很小時，檢測頻率很低，而當估算消耗量達到預定切換值時提高檢測頻率。或者是直至估算消耗量達到預定的切換值之前可以不檢測實際消耗狀態。
預定切換值被設置在墨水液面到達激勵器106之前的一個適當值。這一預定切換值最好是在墨水液面接近激勵器106的那一時間點上的消耗量。在設置切換值時，使切換時的消耗量與液面通過時的消耗量之間的差大於估算消耗量在液面通過時的最大誤差。
藉助於這些程序，可以在檢測到液面通過的可能性很低時減少實際消耗檢測。這樣就能減少壓電器件的操作和用於這些操作的程序。可以有效地利用壓電器件。
回到圖74A，在步S14之後，將估算消耗量的計算結果和實際消耗狀態的檢測結果存儲在消耗狀態存儲部806(S16)。接著為用戶顯示消耗信息(S18)。步S18的程序是由記錄裝置控制部810的消耗信息顯示部826來執行(圖69)。以下還要解釋這一程序。
接著，檢測是否有液面通過作為實際消耗狀態(S20)。如果指示出NO，就回到步S12。在接下來的子程序中，將後續的消耗量累加到最後一次作為估算消耗量的估算消耗量上獲得結果。當液面通過傳感器時，實際消耗狀態從有墨水的狀態切換到沒有墨水的狀態。在圖74A的流程中進展到步S20為YES的情況。在作為圖67的墨盒的容器上僅僅裝有一個激勵器106的情況下，就不能再檢測實際消耗量了。因此就停止檢測實際消耗狀態。藉助於這些程序就能減少壓電器件的操作和用於這些操作的程序，並且相應地可以有效利用壓電器件。
接著在步S21中確定校正部813的校正決定部815是否校正。
在實際消耗量和估算消耗量之間的差接近零或是小於預定值的情況下，就確定校正決定部815不校正。藉助於此，程序不中斷地進展到步S30計算估算消耗量，校正部813不校正參考消耗變換信息。
應該注意到，在實際消耗量和估算消耗量之間的誤差接近零的情況下，校正部813不需要在步S24中校正估算消耗量(累加值)。另外，在實際消耗量和估算消耗量之間的差小於預定值的情況下可以這樣來設置，讓校正部813在步S24中校正估算消耗量(累加值)，但是不執行對參考消耗變換信息的校正。
另一方面，在實際消耗量和估算消耗量之間的差大於預定值的情況下，校正決定部815就確定要校正參考消耗變換信息。接著在步S22中由校正決定部815選擇作為校正目標的單位信息。校正部813在步S24校正估算消耗量(累加值)，並在步S26校正參考消耗變換信息。這些校正值被存儲在消耗狀態存儲部806和消耗變換信息存儲部808中(步S28)。
在步S30與S12類似地計算一個估算消耗狀態。然而與步S12的不同在於採用了校正後的參考消耗變換信息。另外，以步S24中校正的估算消耗量(累加值)為參考來計算後續消耗量。然後在步S32為用戶顯示消耗狀態，在步S34將消耗量的計算結果存儲在消耗狀態存儲部806中。在步S36中確定估算消耗量是否達到了墨水的總量(完全耗盡與否)，如果指示是NO，就回到步S30。在完全耗盡也就是沒有墨水的情況下，在列印之前保存列印數據(S38)。
另外如圖74B所示，對累加值的校正(S24)和對消耗變換信息的校正(S26)的順序是可以交換處理的。通過執行圖74B的程序，在校正決定部815決定了不將參考消耗變換信息確定為校正目標的情況下，校正部813可以繼續執行程序，僅僅校正累加值，而不校正參考消耗變換信息。
在上述的程序中已經解釋了列印過程中對單位信息的校正。在噴墨記錄裝置中同樣要按照適當間隔執行記錄頭的維護程序。在維護程序中要消耗墨水，並且其消耗量有可能多到不能忽略的程度。因此，每滴墨水量還包括用於記錄頭維護的消耗量。
具體地說，存儲在記錄裝置控制部中的參考消耗變換信息具有在圖70所示的非列印狀態下的維護程序的墨水消耗量，它作為一個單位信息。類似於將每滴墨水量乘以列印狀態時間的情況，估算消耗計算處理部用維護次數乘以每一次的消耗量。藉助於此來估算維護的墨水消耗量。用這一消耗量和根據墨滴數建立的消耗量的總和來建立估算消耗量。校正部813的校正決定部815根據估算消耗量來確定參考消耗變換信息所包括的單位信息當中有沒有任何單位信息(參見圖70)可作為校正目標。校正決定部815可以將特定的單位信息確定為校正目標，也可以將整個參考消耗變換信息確定為校正目標。在這種情況下可以劃分成列印狀態和非列印狀態，並且可以將其各自整體定義為單位信息。另外，非定義整體的維護可以劃分成噴射和維護，並且可以各自定義為單位信息。進而，可以將噴射和清洗劃分成噴射1和噴射2以及清洗1和清洗2，並且可以各自定義為單位信息。
可以用墨滴數量代表墨水消耗量。因為墨水消耗量與墨滴數量成正比。在這種情況下，由於維護的消耗量可以轉換成墨滴數量。將這一轉換的墨滴數量加到用於列印的墨滴數量上。將累加的墨滴數量作為指示墨水消耗量的參數。
另外，本實施例可以用每滴墨水量來表示參考消耗變換信息，然而，其表達形式並沒有特別的限制。例如，因為字點1的量是字點2的量10pl的三倍，也就是30pl，以10pl作為參照可以用它的3倍來表示。另外，可以用每滴墨水量的質量來代表參考消耗變換信息。
另外，本實施例的參考消耗變換信息數據還可以按記錄頭外圍的溫度和每個墨滴的墨水量來劃分。然而，還可以按照記錄頭外圍的其他環境因素來劃分，不需要限制記錄頭外圍的溫度。例如可以按照溼度和大氣壓來劃分。
為了測量記錄頭外圍的溫度，溼度和大氣壓，在記錄頭的噴嘴開口外圍布置溫度計，溼度計和氣壓計(未示出)。溫度計，溼度計和氣壓計最好是小而輕的裝置，不要影響到記錄頭的掃描。另外，溫度計，溼度計和氣壓計最好是能夠遙控。
按照本實施例是這樣來估算墨水消耗量的，除了用於列印的墨水消耗量之外還估算用於維護的墨水消耗量，建立二者的總和，並且要考慮記錄頭外圍環境對每滴墨水量的影響。
接著要參照圖69來解釋如何利用按上述方式獲得的消耗量的一種構造。列印操作控制部818是用於控制列印操作部820並且按照列印數據實現列印的一個控制部。列印操作部820是由一個列印頭，列印頭移動裝置，送紙器等等組成的。列印操作控制部818的列印量計算部822為消耗檢測處理部812提供用於估算墨水消耗量的列印量。
列印操作控制部818根據消耗檢測處理部81檢測的消耗量來操作。在本實施例中，如果根據估算消耗量確定了沒有墨水，就停止諸如列印操作和維護操作等消耗墨水的操作。然後將列印之前的列印數據存儲在列印數據存儲部824中。在安裝新墨盒之後存儲這一列印數據。該程序相當於圖74A和圖74B中的步S38。
應該注意到，為了防止由於缺乏墨水造成劣質列印，應該將還剩下少量墨水的狀態確定為沒有墨水。
另外還有一種情況是不應該在列印一頁的半途停止列印。在這種情況下，最好是以一頁紙為參考來確定是否缺乏墨水。例如可以適當設定列印一頁紙所需的墨水量。當剩餘墨水量小於該墨水量時就確定為沒有墨水。
也可以根據列印數據來執行類似的決定。例如，假設要列印成批的文檔數據。當剩餘墨水量小於對應著列印頁數的墨水量時就確定為沒有墨水。
在列印操作控制部818的另一個處理實施例中，當實際消耗檢測程序檢測到實際消耗狀態時，就根據實際消耗狀態計算剩餘可列印量。在列印完剩餘可列印量時，就在列印之前將列印數據存儲在列印數據存儲部824中。根據數據消耗狀態安全地執行這一程序。
在又一個處理實施例中是根據實際消耗狀態來控制另一種構造。例如可以提供墨水補充裝置，墨盒更換裝置等等，這些裝置都是可以控制的。具體地說，根據消耗狀態(實際消耗狀態和/或估算消耗狀態)來確定有沒有必要補充墨水，更換墨盒，或是定時，並且按照確定的結果執行補充或更換。這樣就能及時提醒用戶補充墨水或更換墨盒。
圖69的消耗信息顯示部826是利用消耗狀態的另一個構造。消耗信息顯示部826用顯示器818和揚聲器820為用戶顯示由消耗檢測處理部812檢測到的消耗狀態信息。在顯示器818上顯示代表消耗狀態等等的圖形，從揚聲器820輸出提示聲音或合成語音。可以用合成語音指導適當的操作。
可以根據用戶的需要顯示消耗狀態。另外也可以按照適當間隔周期性顯示。另外，在出現一個合適的事件例如是開始列印等事件時，也可以顯示。另外，當墨水剩餘量達到預定值時可以自動顯示。
在本實施例中校正了參考消耗變換信息，然而，也可以通過改變施加到記錄頭上的電壓來校正每滴實際墨水量，而無需校正參考消耗變換信息。在這種情況下，校正部813將校正的估算消耗量(累加值)校正成實際消耗量。另外，校正部813向列印操作控制部818發送預定的信號，並且校正提供給列印操作部820的電壓。
圖75表示具有多個激勵器802的一種墨盒800的截面圖。在本實施例中布置了七件激勵器。這七個傳感器沿著液面隨著墨水信號而降低的方向布置在彼此有一定間隔的七個不同高度位置上。這種構造適合用於容納比較大量墨水的那種墨盒，例如是所謂的託架分離式墨盒。託架分離式墨盒被固定在遠離記錄頭的位置上使用。墨盒與記錄頭通過一條管子來連接。
圖76表示具有本實施例的墨水信號檢測功能的一種噴墨記錄裝置。在本實施例中，與圖69的構造不同，多個液體傳感器802被設在墨盒800上。在圖76的實施例中有七件傳感器。這多個液體傳感器802是由記錄裝置控制部801的信號檢測處理部812來控制的，具體地說是由實際消耗檢測處理部816控制的。
消耗檢測處理部812採用七個液體傳感器802單獨地檢測消耗狀態。這樣就能檢測出七個不同等級的消耗量(液面通過)。
特別應該注意到所有液體傳感器並不是同時而是依次使用的。假設有一個傳感器檢測到液面的通過。具體地說，假設有一個傳感器的檢測結果從有墨水的狀態變成了沒有墨水的狀態。這時就停止使用這一傳感器，並且起用緊挨著這一傳感器位於低位的下一個傳感器。當最低的一個傳感器檢測到沒有墨水的狀態時，就結束採用傳感器的實際消耗檢測。藉助於這樣的程序就能減少有關的操作和處理，並且能有效地利用傳感器。
另外，記錄裝置控制部810還具有校正部813。校正部813具有校正決定部815。校正部813的操作類似於圖69的校正部813。
接著要解釋在本實施例的系統中對參考消耗變換信息的校正處理。在本實施例中，當兩次檢測到液面通過時，就校正參考消耗變換信息。在第一次檢測時，由某一個傳感器檢測液面的通過。接著，在第二次檢測中，由緊挨著首先檢測的傳感器位於低位的下一個傳感器來檢測液面的通過。在執行第二次檢測時，根據兩次檢測之間的列印量對校正的參考消耗變換信息進行校正。具體地說就是由估算消耗計算處理部814利用消耗檢測處理部的兩次檢測來建立一個估算消耗量。實際消耗檢測處理部816檢測兩個傳感器之間的實際消耗量。校正部813按照圖69到圖74A和圖74B所解釋的那樣根據估算消耗量和實際消耗量校正參考消耗變換信息。
假設是從完全充滿狀態開始使用一個墨盒，並且處在最高位的那一傳感器已檢測到液面的通過。在這種情況下就將對液面的第一次檢測當作第二次液面並且執行校正程序。建立一個從完全充滿狀態到檢測到液面通過時的消耗量。根據處在最高位的傳感器以上部分的墨水量和列印量來校正參考消耗變換信息。
另外，當墨盒在同一個記錄裝置上連續使用時，會一個接一個地檢測到液面的通過。在這種情況下，每當檢測到液面通過就對參考消耗變換信息進行校正。根據前一次檢測和這一次檢測之間的列印量來建立參考消耗變換信息。這樣，每當檢測到液面通過，參考消耗變換信息就被更新。應該注意到最好是將校正的參考消耗變換信息及其校正值存儲在消耗信息存儲器804中。
即使是在將用戶用過的墨盒從噴墨記錄裝置上拆下又再次安裝這一墨盒的情況下，也能精確地檢測墨盒內的墨水消耗量。
彼此不同的多個參考消耗變換信息可以存儲在記錄裝置控制部810的消耗信息存儲器804中。藉助於此，估算消耗計算處理部814就能採用多個參考消耗變換信息當中優選的一個參考消耗變換信息來建立估算消耗量。另外，可以用一個修改和決定部(未示出)代替校正部813，所謂的修改和決定部可以是一個合適的參考消耗變換信息。估算消耗計算處理部814可以根據修改和決定部的確定結果採用多個參考消耗變換信息當中合適的一個參考消耗變換信息來建立估算消耗量。另外，存儲在消耗信息存儲器804中的參考消耗變換信息的數量可以是上述的傳感器數量加1。藉助於此，每當墨水液面通過墨盒內的傳感器時，修改和決定部就確定一個預定或優選的參考消耗變換信息。估算消耗計算處理部814可以根據修改和決定部的確定結果採用這一參考消耗變換信息來建立估算消耗量。
圖77表示設有激勵器802的一個墨盒800的局部放大圖。在墨盒800上排列有第一到第七激勵器802-1至802-7。假設是將一個墨盒安裝到尚未作為參考消耗變換信息的校正目標的一個噴墨記錄裝置上。假設在安裝墨盒時的墨水液面是處在第三激勵器802-3和第四激勵器802-4之間。
當墨水有消耗時，第四激勵器802-4就會檢測到液面的通過(第一次檢測)。接著，第五激勵器802-5會檢測到液面的通過(第二次檢測)。假設液面處在第四激勵器802-4到第五激勵器802-5之間的墨水量是Vy。另外還假設兩次檢測之間的列印字點數是Ny。這時就將作為校正目標的低位信息校正到Vy/Ny。最好將這一校正值和用於具體記錄裝置的識別信息一起存儲在消耗信息存儲器中。接著採用校正後的參考消耗變換信息對估算消耗量執行乘法和加法運算。
應該注意到，按照上述的程序，當墨盒被安裝到多個記錄裝置上時，要在這些記錄裝置上校正參考消耗變換信息。在這種情況下，要記錄多個參考消耗變換信息和各個記錄裝置的識別信息。然後將各個校正的信息數據用於有關的記錄裝置。
圖78的流程圖表示對應著具有多個激勵器的墨盒的消耗檢測處理部812的檢測程序和校正部813的校正程序。在圖78中，一串流程框B被重複執行三次，接著按指示進行處理，直至完全耗盡。然而，流程框B的次數並沒有特別的限制。例如，在按照圖75的實施例具有7件激勵器802的墨盒中，流程框B就要重複七次。因為流程框B與圖74A和圖74B中所述程序的一部分是相同的，省略了有關的說明。在設有多個激勵器的這種墨盒中，每當墨水液面通過激勵器時就重複執行流程框B，這樣就能確定是否將參考消耗變換信息的單位信息作為校正目標，並且可以根據其確定結果來執行校正。
另外，按照本實施例，可以獲得諸如各個估算消耗量，各個激勵器之間的實際消耗量等參數。這樣，校正決定部815就能利用諸如估算消耗量，墨水液面所通過的激勵器之間的實際消耗量等已知的參數來確定是否將單位信息作為校正目標。在圖79和圖80中，表示了利用已知參數校正單位信息的方法。
圖79和圖80的表中表示了採用字點1和字點2的每單位信息的數字值的校正。圖79所示的實施例沒有提供涉及到估算消耗量的閾值。圖80與圖79的實施例正相反，在這一實施例中提供了涉及到估算消耗量的閾值。
在圖79中表示了從情況1到情況6的實施例。ACT代表一個激勵器。具體地說，在本實施例中設置了七件激勵器，分別表示出了當墨水液面通過激勵器1至激勵器7時的墨滴數。
在本實施例中，按照慣例假設墨水是按照參考消耗變換信息當中的兩類單位信息字點1和字點2來消耗的。另外，在本實施例中，字點1和字點2的每滴墨水量被說成是估算墨滴量。字點1的實測墨滴量是28，而先前在參考消耗變換信息中設置的估算墨滴量是30。字點2的實測墨滴量是13，而先前在參考消耗變換信息中設置的估算墨滴量是10。
假設字點1的墨滴數是A，字點2的墨滴數是G，作為字點1的估算墨滴量的那個估算墨滴量是B，作為字點2的估算墨滴量的那個估算墨滴量是H，字點1的估算消耗量是C，字點2的估算消耗量是I，字點1實際消耗的消耗量是D，字點2實際消耗的消耗量是J，字點1的正確墨滴量是E，字點2的正確墨滴量是K，字點1的估算消耗率是F，字點2的估算消耗率是L，實際消耗的消耗量是M，總估算消耗量是N，並且校正係數是O，就滿足以下的公式。
應該注意到括號內的n代表墨水液面通過第n個激勵器。具體表示出了圖79中從第1到第7個ACT的數字值。這樣，n-1就代表墨水液面是通過緊接在第n個激勵器前面的那個激勵器。
B(n)＝B(n-1)·O(n-1) (表達式1)C(n)＝A(n)·B(n) (表達式2)D(n)＝A(n)·28 (表達式3)E(n)＝C(n)/D(n)(表達式4)F(n)＝C(n)/N(n)(表達式5)H(n)＝H(n-1)·O(n-1) (表達式6)I(n)＝G(n)·H(n) (表達式7)J(n)＝G(n)·13 (表達式8)K(n)＝I(n)/J(n)(表達式9)L(n)＝I(n)/N(n)(表達式10)
M(n)＝D(n)+J(n) (表達式11)N(n)＝C(n)+I(n) (表達式12)O(n)＝M(n)/N(n) (表達式13)墨滴數A和墨滴數G分別是由消耗檢測處理部812計算的字點1和字點2的墨滴數。
估算墨滴量B(n)是用校正前的估算墨滴量B(n-1)乘以一個校正係數O(n-1)獲得的。僅僅在被校正決定部815確定為校正目標的情況下才執行對估算墨滴量的校正。這樣，在決定不執行校正目標的情況下，校正係數就是1。
估算消耗量C是用估算墨滴量B乘以墨滴數A獲得的一個量。估算消耗量C是在估算消耗計算處理部814中計算的。
實際消耗的消耗量D是用實測的墨滴量乘以墨滴數A獲得的一個量。因為實際消耗的墨滴量是不知道的，實際消耗的消耗量D在消耗檢測程序中也是一個未知量。
墨滴量正確性E是估算消耗量C相對於實際消耗的消耗量D的比值。顯然，墨滴量正確性E越接近1，實際消耗的消耗量D就越接近估算消耗量C。在圖79中，為了理解本實施例，按照慣例表示了墨滴量正確性E。
估算消耗率F代表估算消耗量C與總估算消耗量N的比例。估算消耗率F是由估算消耗計算處理部814來計算的。校正決定部815可以根據這一估算消耗率F來確定是否將這一單位信息作為校正目標。
墨水實際消耗量是在墨水液面通過激勵器802時由實際消耗檢測處理部816檢測的。這樣，因為實際消耗的消耗量M被定義為字點1的實際消耗的消耗量D和字點2的實際消耗的消耗量J的總和，在實際消耗檢測處理部816檢測的實際消耗量與其之間就可能存在一定程度的偏差。然而，在解釋過本實施例的優點時，如果在表達式11中採用實際消耗的消耗量M就不會有問題。舉例來說，作為表達式13中的校正係數，實際採用的是由實際消耗檢測處理部816檢測的實際消耗量，然而，在本實施例中採用了實際消耗的消耗量M。
總估算消耗量N是字點1和字點2的估算消耗量C和估算消耗量I的總和。
另外，在本實施例中，單位信息數據被劃分成字點1和字點2。另外，參考消耗變換信息的係數是字點1和字點2的估算墨滴量B和估算墨滴量H。這樣，本實施例的目標就是要校正作為單位信息的字點1和字點2的信息，從而使估算墨滴量B和估算墨滴量H分別接近實測墨滴量28和13，也就是使墨滴量正確性E和K更加接近1。
應該注意到，因為字點2的G，H，I，J，K和L對應著A，B，C，D，E和F，省略了有關的說明。
現在對應著用不同方法確定估算墨滴量的校正目標的情況對情況1到情況6分類，具體地說，用來確定作為校正目標的參考消耗變換信息的單位信息的方法是不同的。在情況1下，始終將所有單位信息數據確定為校正目標。在情況2，情況3和情況5下，在此時檢測到的估算消耗率大於以往和此時的檢測之前已經檢測到的估算消耗率的最大值，就將有關的單位信息確定為校正目標。在情況4和情況6下，將有關的單位信息確定為校正目標，其方法是，如果在此時檢測到的估算消耗率大於以往和此時的檢測之前已經檢測到的估算消耗率的最大值，就將有關的單位信息確定為校正目標，還要比較單位信息之間的估算消耗率。在情況2，情況3和情況5下是根據以下圖81A所述的確定方法來執行確定。在情況4和情況6下是根據圖82和圖81A的組合確定方法來執行確定。
在情況1下，每當墨水液面通過激勵器時，就用校正係數O將所有估算墨滴量作為校正目標。因此，在情況1下，校正決定部815始終將這個量確定為校正目標。其結果是反覆使墨滴量正確性E和K接近和遠離數值1。這樣是為了朝著背離實測墨滴量的方向校正估算墨滴量，包括將估算消耗率F和I很低並且稍微背離實測墨滴量的估算墨滴量作為校正的目標。
情況2是這樣一種情況，在墨水液面已經通過的激勵器中計算的估算消耗率F(n)和L(n)大於以前在墨水液面已經通過的激勵器中計算的任何估算消耗率F(n到n-1)和L(n到n-1)，校正決定部815就將估算墨滴量確定為校正目標。例如對情況2的ACT4和ACT5就沒有校正估算墨滴量B。藉助於此使墨滴量正確性E朝著數值1會聚。對字點2是類似的。
圖81A，圖81B和圖82用流程圖進一步具體表示了與圖74A，圖74B或圖78的校正目標有關的校正目標的確定(S22)和單位信息的校正(S26)。以下要參照圖81A和圖81B說明在情況2，情況3或情況5下確定校正目標(S22)和校正與校正目標有關的單位信息(S26)的程序。還要參照圖81A，圖81B和圖82說明在情況4和情況6下確定校正目標(S22)和校正與校正目標有關的單位信息(S26)的程序。
在圖81A中，在ACT(n)檢測到墨水液面之後，校正決定部815就對所有單位信息執行單獨的決定。校正決定部815將有關單位信息的估算消耗率F(n)與ACT(1到n-1)檢測到墨水液面時的估算消耗率F(1到n-1)的最大值Fmax相比較。當F(n)小於Fmax時，校正決定部815就將有關的單位信息確定為校正目標。另一方面，如果F(n)等於Fmax，校正決定部815就確定將有關的單位信息作為校正目標(S22-4)。另外，用F(n)作為Fmax(S22-6)，並且，在還有對其他單位信息的決定或其他類型的決定的情況下，就執行其他決定(S22-8，S22-10)。在執行其他決定的情況下，還要執行對下一個估算消耗量的校正。
接著如圖81B所示，按照校正執行子程序根據校正決定部815的確定結果校正有關的單位信息(S26)。由校正部813根據校正決定部815的確定結果來校正單位信息(S26)。首先由校正部813確定該單位信息是否被確定為校正目標(S26-2)。利用校正係數O(n)＝1對不被作為校正目標的單位信息進行校正。具體的校正就是用公式B(n)＝B(n-1)*O(n-1)來表示本實施例中作為單位信息的估算墨滴量。另一方面，對作為校正目標的單位信息進行校正，其校正係數用公式O(n)＝M(n)/N(n)來表示。具體的校正是用公式B(n)＝B(n-1)*O(n-1)來表示本實施例中作為單位信息的估算墨滴量(S26-4)。接下來採用校正後的單位信息對估算消耗量執行進一步檢測。
情況3是這樣一種情況，假設用戶使用的噴墨記錄裝置是專用於字符記錄的。這樣，墨滴量比較大的字點1的估算消耗率F就會比字點2的估算消耗率L大。情況3與情況2相似，當估算消耗率F(n)或L(n)大於任何估算消耗率F(1到1-n)，L(1到n-1)時，校正決定部815就決定對估算墨滴量進行校正。
在情況3下，字點1的墨滴量正確性E比情況2更接近於1。這是因為已經更精確地執行了對特定單位信息的校正，因為噴墨記錄裝置是專用於字符記錄的。
情況4類似於情況3是這樣一種情況，假設噴墨記錄裝置的用途是專用於字符記錄的。另外，在情況4中要比較單位信息數據之間的估算消耗率。首先按照圖82的子程序比較字點1和字點2各自的估算消耗率F(n)和L(n)(S22-12)。根據比較結果將消耗率比較大的那一個估算消耗率F(n)或L(n)作為校正目標(S22-14)。另外，作為其他決定，為了將其與Fmax或Lmax相比較，在圖81A的校正目標確定子程序中執行步S22-16(S22)，如果在步S22-8中指示出NO，就執行步S26。如果在圖82的步S22-14中決定的校正目標是L(n)，就用L(n)代替圖81A的步S22-2和S22-6中的F(n)，並且用Lmax代替Fmax。
在情況4的實施例中，假設用戶的用途是固定的，因為情況4下的估算消耗率F(n)始終大於估算消耗率L(n)，僅有字點1是校正目標。
作為情況4的一個實施例，在假設用戶的用途固定的情況下，可以預先設置作為校正目標的單位信息。藉助於此就能省略校正決定部815的決定工作。與情況3相比，在情況4下，墨滴量正確性的值是分散的。然而，因為在消耗變換信息存儲部808中無需存儲除作為校正目標的單位信息以外的單位信息，存儲器的容量可以做得比較小。因為校正的時間周期被縮短了，並且裝置可以在一定程度上縮小，同時又能精確地執行對單位信息的校正，情況4是比較實用的。
情況5是這樣一種情況，假設噴墨記錄裝置的用途是專用於圖像記錄。因此，在情況5下，墨滴量比較大的字點2的估算消耗率L比字點1的估算消耗率F大。情況5與情況2相似，當估算消耗率F(n)，L(n)大於任何估算消耗率F(1到1-n)，L(1到n-1)時，校正決定部815就決定對估算墨滴量進行校正。
在情況5下，字點2的墨滴量正確性L比情況2更接近於1。這是因為已經更精確地執行了對特定單位信息的校正，因為噴墨記錄裝置是專用於圖像記錄的。
情況6類似於情況5是這樣一種情況，假設噴墨記錄裝置的用途是專用於圖像記錄的。另外，在情況6中要象情況4一樣比較單位信息數據之間的估算消耗率。首先按照圖82的子程序比較字點1和字點2各自的估算消耗率F(n)和L(n)(S22-12)。根據比較結果將消耗率比較大的那一個估算消耗率F(n)或L(n)作為校正目標(S22-14)。另外，作為其他決定，為了將其與Fmax或Lmax相比較，在圖81A的校正目標確定子程序中執行步S22-16(S22)，如果在步S22-8中指示出NO，就執行步S26。如果在圖82的步S22-14中決定的校正目標是L(n)，就用L(n)代替圖81A的步S22-2和S22-6中的F(n)，並且用Lmax代替Fmax。
在情況4和情況6的實施例中，假設用戶的用途是固定的。因此，在情況4下僅有字點1是校正目標，然而在情況6的實施例中僅有字點2是校正目標。
情況6的實施例中，因為假設了用戶的用途是固定的，類似於情況4可以預先設置作為校正目標的單位信息。因為校正的時間周期被縮短了，並且裝置可以在一定程度上縮小，同時又能精確地執行對單位信息的校正，情況6也比較實用。
圖80是一個表，它表示為了圖79的校正用估算消耗率的閾值進一步執行的校正。當墨水液面通過激勵器時，如果優選單位信息的估算消耗率超過了預定閾值，校正決定部815就決定將這一單位信息作為校正目標。例如在圖80的實施例中，字點1的估算消耗率的閾值被限定在0.5，字點2的估算消耗率的閾值被限定在0.6。如果字點1的估算消耗率超過了0.5，校正決定部815就確定將字點1的估算墨滴量作為校正目標。如果字點2的估算消耗率超過了0.6，校正決定部815就確定將字點2的估算墨滴量作為校正目標。藉助於此就能防止估算墨滴量偏離實測墨滴量。
圖83是按照圖80用估算消耗信息的閾值來執行的校正目標確定子程序的流程圖。
首先由校正決定部815確定單位信息(S22-18)。在本實施例中，校正決定部815確定字點1或字點2為單位信息。接著由接著決定部815確定字點1或字點2的估算消耗率是否大於其閾值(S22-20)。例如在字點1的估算消耗率F(n)大於閾值0.5的情況下，就將字點1作為校正目標。在字點2的估算消耗率L(n)大於閾值0.6的情況下，就將字點2作為校正目標。對於除字點1和字點2以外的其他單位信息執行其他決定(S22-22)。如果存在其他單位信息就執行校正。在圖80的實施例中，按以下方式利用圖83的校正目標確定子程序。
圖80的情況1是這樣一種情況，僅僅由圖83的校正目標確定子程序來執行對校正目標的確定。具體地說，在校正決定部815執行完圖83的校正目標確定子程序之後，如果有其他單位信息需要確定，校正部813就執行圖74A，圖74B或圖78的校正步驟(S24和S26)。
在校正步S26中可以執行圖81B的校正執行子程序。按照本實施例，估算消耗率沒有超過閾值的那種單位信息不被作為校正目標。另一方面，將估算消耗率超過了閾值的那種單位信息作為校正目標。
圖80中的情況2，情況3和情況5是這樣的情況，校正目標的確定是由圖83的校正目標確定子程序和圖81A的校正目標確定子程序來執行的。校正決定部815執行圖83的校正目標確定子程序，接著執行圖81A的校正目標確定子程序。校正部813在圖74A，圖74B或圖78的校正步驟(S24和S26)中對圖83的校正目標確定子程序和圖81A的校正目標確定子程序確定為校正目標的單位信息進行校正。按照步S26的校正可以執行圖81B的校正執行子程序。按照本實施例，估算消耗率沒有超過閾值的那種單位信息不被作為校正目標。另一方面，將被圖81A的校正目標確定子程序進一步確定為校正目標的那種單位信息，也就是估算消耗率超過了閾值的單位信息作為校正目標。另外，沒有被圖81A的校正目標確定子程序確定為校正目標的那種單位信息不被作為校正目標。
圖80的情況4和情況6是這樣的情況，校正目標的確定是由圖83的確定子程序、圖81A的校正目標決定，和圖82的校正目標確定子程序來執行的。校正決定部815執行圖83的校正目標確定子程序，再執行圖82的校正目標確定子程序，接著執行圖81A的校正目標確定子程序。校正部813在圖74A，圖74B或圖78的校正步驟(S24和S26)中對圖83的校正目標確定子程序，圖81A的校正目標確定子程序和圖82的校正目標確定子程序確定為校正目標的單位信息進行校正。按照步S26的校正可以執行圖81B的校正執行子程序。按照本實施例，估算消耗率沒有超過閾值的那種單位信息不被作為校正目標。另一方面，將被圖82的校正目標確定子程序和圖81A的校正目標確定子程序進一步確定為校正目標的那種單位信息，也就是估算消耗率超過了閾值的單位信息作為校正目標。另外，沒有被圖81A的校正目標確定子程序確定為校正目標的那種單位信息不被作為校正目標。
如果比較圖79和圖80的情況3下的ACT2中的墨滴正確性的比例，就容易發現為估算消耗率提供閾值所獲得的效果。在沒有提供閾值的圖79中，墨滴量正確性K的比例是在墨滴量正確性K的比例遠離1值的方向上從ACT1的0.769被校正到ACT2的0.728。這是因為ACT1的估算消耗率很低，是0.036，但是要校正估算墨滴量H。另一方面，在提供了閾值的圖80中，墨滴量正確性K的比例對ACT1和ACT2是相同的。因此，墨滴量正確性的比例沒有偏離1值。這是因為估算墨滴量H沒有用閾值校正，因為ACT1的估算消耗率很低，是0.036。
可以根據噴墨記錄裝置的用途來確定閾值。例如，在噴墨記錄裝置的用途是用圖80的列印操作控制部818發送的列印數據中所包括的信息來管理字符記錄的情況下，就將字點1的估算消耗率的閾值設置在較高值。另一方面，在用途為圖像記錄的情況下，就將字點2的估算消耗率的閾值設置在較高值。
到此為止已經解釋完了本實施例。以下要一同說明本實施例的優點。其他優點如上所述。
按照本實施例，估算消耗計算和實際消耗檢測是結合使用的。採用壓電器件能夠更精確地檢測實際消耗量，並且由於採用了壓電器件而有效避免了墨水等的洩漏。另一方面，按照估算程序，儘管伴隨有一些誤差，還是能建立具體的消耗量。這樣就能用兩種程序的組合精確和具體地建立墨水消耗量。
在本實施例中，採用實際消耗檢測程序來檢測通過壓電器件的墨水液面。當墨水液面通過壓電器件時，壓電器件的輸出會有很大變化。這樣就能確保檢測到液面通過。具體估算液面通過之前、後的墨水消耗量。用這些程序就能精確和具體地建立墨水消耗量。
在本實施例中，根據實際消耗量的檢測結果將參考消耗變換信息作為校正目標。藉助於此就能減少消耗量估算程序的誤差，估算出更精確的消耗量。
另外，在參考消耗變換信息的校正中決定是否將其信息數據作為每單位信息校正的目標。藉助於此，僅僅校正有必要校正的單位信息，而不必校正參考消耗變換信息當中不需要校正的單位信息。這樣就能減少消耗量估算程序的誤差，並且使估算消耗量能對上實際消耗量。
在本實施例中的已經解釋的決定方法有以下方法，如圖83所示將估算消耗率與閾值相比較，如圖73A和73B所示將估算消耗率與閾值相比較，如圖82所示比較單位信息之間的估算消耗率，如圖81A和圖81B所示將估算消耗率和有關的估算消耗率之前測得的估算消耗率當中的最大值相比較，以及如圖73A和圖73B所示將誤差的預期記錄相比較。儘管這些比較可以分別單獨執行，然而也可以組合採用任何兩種比較，還可以組合兩種以上的比較甚至可以組合使用所有的比較。
校正的消耗變換信息可以僅限於被作為校正目標的墨盒採用。或者是不僅限於被作為校正目標的墨盒採用，還可以用於以後安裝的墨盒。按照後一種情況，即使在更換墨盒之後也能繼續採用校正的信息。
另外，在本實施例中，如參照圖71所述，估算消耗量是根據實際消耗檢測程序的檢測結果來校正的。在校正後的消耗量的基礎上更精確地執行後續的估算。另外如參照圖74B所述，如果不校正參考消耗變換信息，就僅有估算消耗計算程序的累加值可供校正。
在本實施例中，消耗量的信息採用估算消耗量顯示在顯示器上。例如，根據已經建立的消耗量，用剩餘墨水量顯示出可列印的列印量。另外，根據已經建立的消耗量顯示剩餘墨水量。在此時採用對應著墨水量的不同顏色和形狀的圖形。這樣就便於向用戶報告墨水消耗量。
在本實施例中，已經建立的消耗量被存儲在消耗信息存儲器中。消耗信息存儲器被安裝在墨盒上。這樣，在拆掉墨盒後再安裝時就容易建立消耗狀態。
另外，參考消耗變換信息也被存儲在消耗信息存儲器中。在安裝墨盒時也要從存儲器中讀出這一信息並且加以利用。
另一方面，校正後的參考消耗變換信息可以保存在記錄裝置一側。在這種情況下，即使在更換墨盒之後也能繼續利用參考消耗變換信息。在重複校正時使參考消耗變換信息逼近一個合適的值，並且更精確地執行估算程序。
另外，在本實施例中，在確定了沒有墨水時，將列印數據存儲在存儲部中。藉助於此就不會丟失列印數據。
另外，在另一個實施例中，在檢測實際消耗量時要計算剩餘可列印的列印量。在列印完剩餘可列印的列印量時，就在列印之前將列印數據存儲在列印數據存儲部中。藉助於此就不會丟失列印數據。
本發明的各方面可以有各種實施方式。本方面可以是檢測墨水消耗的方法，，是消耗檢測裝置，噴墨記錄裝置，墨盒及其他方面。對於墨盒來說，這種墨盒應該具備消耗信息存儲器，並且為上述的各種程序提供所需的信息。
本實施例當然還可以在本發明的範圍內變形。
本實施例中的激勵器是由壓電器件組成的。如上所述，採用壓電器件可以檢測到聲學阻抗的變化。利用彈性波的反射波就能檢測到消耗狀態。建立一個從產生彈性波到反射波到達的時間跨度。按照利用壓電器件的任何一種原理都能檢測出消耗量。
在本實施例中，由激勵器產生一個振蕩，並且還產生用於指示墨水消耗量的一個檢測信號。反之也可以不用激勵器本身產生振蕩。具體地說，振蕩產生和檢測信號輸出都可以不執行。由另一個激勵器產生振蕩。或者是隨著託架運動在墨盒中產生一種振蕩，可以用液體傳感器產生指示墨水消耗狀態的檢測信號。不用主動產生一個振蕩，而是利用印表機操作自然產生的振蕩來檢測墨水消耗。
記錄裝置控制部的功能不一定要由記錄裝置的計算機來實現。全部功能的一部分或是全部功能都可以設在外部計算機上。在外部計算機上可以提供顯示器和揚聲器。
本實施例中的液體容器是指一種墨盒，使用液體的裝置是一臺噴墨記錄裝置。然而，液體容器也可以是除墨盒以外的墨水容器，例如是一個墨水罐。例如它可以是附在記錄頭側面的副容器。另外，墨盒可以是所謂的託架分離式墨盒。另外，本發明也可以用於容納除墨水外的其他液體的容器。
到此為止已經用本實施例解釋了本發明，然而，本發明的範圍並非僅限於上述實施例所述的範圍。還可以為上述實施例增加各種修改或改進。增加了修改和改進的這些形式也應該包括在本發明的範圍之內，可以由權利要求書的內容來體現。
如上所述，按照本發明，採用壓電器件可以精確地檢測實際消耗狀態，無需採用複雜的密封結構。然後通過估算消耗計算和實際消耗檢測的組合就能精確而具體地建立墨水消耗狀態。
按照本發明，可以通過校正用來建立估算消耗狀態的變換信息來精確而具體地建立墨水消耗狀態。另外，可以適當利用消耗變換信息來記錄校正的消耗變換信息，以及被作為校正目標的一個記錄裝置的識別信息。
按照本發明，通過校正用來建立估算消耗量的參考消耗變換信息就能精確而具體地建立一個墨水消耗量。另外，還能通過校正參考消耗變換信息中所包括的每單位信息的信息進一步建立精確和具體的墨水消耗量。
工業應用性本發明可以用來檢測用於噴墨記錄裝置的一種墨水罐內部的墨水消耗狀態。
權利要求
1.一種用於檢測噴墨記錄裝置的墨水罐的墨水消耗狀態的方法，上述檢測墨水消耗的方法包括採用代表上述噴墨記錄裝置工作量和墨水消耗量之間關係的一種消耗變換信息，用來計算上述墨水罐內的墨水的估算消耗狀態的一個估算消耗計算程序；以及一個實際消耗檢測程序，它採用具有壓電元件的一個壓電器件，通過檢測上述壓電元件對應著上述墨水罐內墨水的實際墨水消耗狀態的一個振蕩狀態來檢測上述墨水罐內的上述墨水的實際消耗狀態。
2.按照權利要求1的檢測墨水消耗的方法，其特徵是上述實際消耗檢測程序檢測墨水液面是否通過上述壓電器件的上述壓電元件的一個位置，將其作為上述實際消耗狀態，並且上述估算消耗計算程序至少在上述實際消耗檢測程序檢測到上述墨水液面通過上述壓電元件的上述位置之前或之後計算上述估算消耗狀態。
3.按照權利要求2的檢測墨水消耗的方法，其特徵是，在檢測到上述墨水液面通過上述壓電器件的上述壓電元件位置時，就停止檢測上述實際消耗狀態。
4.按照權利要求1的檢測墨水消耗的方法，其特徵是上述估算消耗計算程序通過累加從記錄頭射出的墨滴數來計算上述估算消耗狀態。
5.按照權利要求4的檢測墨水消耗的方法，其特徵是上述估算消耗計算程序根據從上述記錄頭射出的上述墨滴數和墨滴大小計算上述估算消耗狀態。
6.按照權利要求1的檢測墨水消耗的方法，其特徵是上述估算消耗計算程序根據上述實際消耗檢測程序的檢測結果校正上述消耗變換信息，並且根據校正的消耗變換信息計算上述估算消耗狀態。
7.按照權利要求6的檢測墨水消耗的方法，其特徵是上述消耗變換信息是對應著記錄頭射出的一個墨滴的墨水量。
8.按照權利要求1的檢測墨水消耗的方法，其特徵是上述估算消耗計算程序根據上述實際消耗檢測程序的檢測結果校正上述消耗變換信息。
9.按照權利要求8的檢測墨水消耗的方法，其特徵是上述估算消耗計算程序是用記錄頭射出的墨滴數執行乘法運算來計算上述估算消耗狀態的一種程序，並且在獲得了上述實際消耗檢測程序的檢測結果時，上述估算消耗計算程序就根據上述實際消耗檢測程序的檢測結果校正迄今為止獲得的上述估算消耗狀態。
10.按照權利要求1的檢測墨水消耗的方法，其特徵是由上述估算消耗計算程序和上述實際消耗檢測程序獲得的上述墨水消耗狀態被存儲在存儲裝置中。
11.按照權利要求10的檢測墨水消耗的方法，其特徵是上述存儲裝置是裝在上述墨水罐上的一個存儲器件。
12.按照權利要求1的檢測墨水消耗的方法，其特徵是上述實際消耗檢測程序採用上述壓電器件，根據伴隨著墨水消耗的聲學阻抗變化來檢測上述實際消耗狀態。
13.按照權利要求12的檢測墨水消耗的方法，其特徵是上述壓電器件輸出指示上述壓電元件的殘餘振蕩狀態的一個信號，並且根據上述殘餘振蕩狀態隨上述墨水消耗狀態而變化的現象來檢測上述實際消耗狀態。
14.按照權利要求1的檢測墨水消耗的方法，其特徵是採用安裝在上述墨水罐的不同位置上的多個上述壓電器件來檢測多級上述實際消耗狀態。
15.按照權利要求14的檢測墨水消耗的方法，其特徵是上述實際消耗檢測程序檢測墨水液面是否通過上述壓電器件的上述各個壓電元件的上述位置，將其作為上述實際消耗狀態。
16.按照權利要求15的檢測墨水消耗的方法，其特徵是上述估算消耗計算程序計算從一個上述壓電器件檢測到液面通過的時間點到下一個上述壓電器件檢測到液面通過的時間點之間的消耗狀態，將其作為上述估算消耗狀態。
17.按照權利要求15的檢測墨水消耗的方法，其特徵是上述估算消耗計算程序計算布置在最低位的上述壓電器件檢測到液面通過的時間點之後的消耗狀態，將其作為上述估算消耗狀態。
18.按照權利要求15的檢測墨水消耗的方法，其特徵是上述估算消耗計算程序在上述墨水液面通過上述壓電器件的上述各個壓電元件的位置時校正上述消耗變換信息，並且根據校正後的上述消耗變換信息計算上述估算消耗狀態。
19.按照權利要求18的檢測墨水消耗的方法，其特徵是，當布置在最低位的上述壓電器件檢測到液面通過時，上述估算消耗計算程序根據上述消耗變換信息隨著多次檢測到液面通過的多次校正結果來計算迄今為止的最終消耗變換信息，並且在布置於最低位的上述壓電器件檢測到液面通過之後，上述估算消耗計算程序採用上述最終消耗變換信息計算上述估算消耗狀態。
20.按照權利要求15的檢測墨水消耗的方法，其特徵是上述估算消耗計算程序是用記錄頭射出的墨滴數執行乘法運算來計算上述估算消耗狀態的一種程序，並且，當多個上述各個壓電器件各自檢測到液面通過時，上述估算消耗計算程序就校正迄今為止累加計算的上述估算消耗狀態。
21.按照權利要求1的檢測墨水消耗的方法，其特徵是作為上述墨水消耗狀態的檢測對象的上述墨水罐是一個墨盒，它可以在上述噴墨記錄裝置上連接和拆卸。
22.按照權利要求1的檢測墨水消耗的方法，其特徵是進一步包括一個校正和決定程序，用於確定是否將上述消耗變換信息作為校正目標；以及一個校正程序，根據上述校正和決定程序決定應該執行校正的結果校正上述消耗變換信息。
23.按照權利要求22的檢測墨水消耗的方法，其特徵是上述消耗變換信息被劃分成至少兩類單位信息，它關係到記錄頭消耗的墨水量，並且是彼此不同的，以及在上述校正和決定程序中根據上述估算消耗狀態來決定是否將上述至少兩類單位信息作為校正目標。
24.按照權利要求23的檢測墨水消耗的方法，其特徵是，在關於墨水消耗量或消耗率的上述校正和決定程序中，當基於第二單位信息的上述估算消耗狀態大於基於上述第一單位信息的上述估算消耗狀態時，就將上述第二單位信息作為校正目標。
25.按照權利要求23的檢測墨水消耗的方法，其特徵是，在關於墨水消耗量或消耗率的上述校正和決定程序中，如果獲得的上述估算消耗狀態比以前採用公共單位信息計算的任何所述估算消耗狀態都大，就將上述公共單位信息作為校正目標。
26.按照權利要求23的檢測墨水消耗的方法，其特徵是，在上述校正和決定程序中，如果採用上述單位信息獲得的上述估算消耗狀態大於與上述墨水消耗量或消耗率有關的一個預定閾值，就將上述單位信息確定為校正目標。
27.按照權利要求22的檢測墨水消耗的方法，其特徵是上述消耗變換信息被劃分成至少兩類單位信息，它關係到記錄頭消耗的墨水量，並且是彼此不同的，以及在上述校正和決定程序中，如果上述估算消耗狀態和上述實際消耗狀態之間的誤差超過了一個預期值，就將至少一個上述單位信息確定為校正目標。
28.按照權利要求22的檢測墨水消耗的方法，其特徵是上述消耗變換信息被劃分成至少兩類單位信息，它關係到從上述記錄頭排出的墨水量，並且是彼此不同的，以及在上述校正和決定程序中，將預先選擇的至少一個上述單位信息確定為校正目標。
29.一種用於檢測供噴墨記錄裝置使用的墨水罐的墨水消耗狀態的裝置，上述檢測墨水消耗的裝置包括採用代表上述噴墨記錄裝置的工作量和墨水消耗量之間關係的一種消耗變換信息，用來計算上述墨水罐內的墨水的估算消耗狀態的一個估算消耗計算處理部；具有壓電元件的一個壓電器件，上述壓電器件安裝在上述墨水罐上；以及一個實際消耗檢測處理部，它利用上述壓電器件，通過檢測上述壓電元件對應著上述墨水罐內的上述墨水消耗狀態的一種振蕩狀態來檢測上述墨水罐內的上述墨水的實際消耗狀態。
30.按照權利要求29的檢測墨水消耗的裝置，其特徵是在上述墨水罐的不同位置上分別設有多個上述壓電器件，並且上述實際消耗檢測處理部採用多個上述壓電器件檢測多級上述實際消耗狀態。
31.一種用於檢測供噴墨記錄裝置使用的墨水罐的墨水消耗狀態的裝置，上述檢測墨水消耗的裝置包括採用代表上述噴墨記錄裝置的工作量和墨水消耗量之間關係的一種消耗變換信息，用來計算上述墨水罐內的墨水的估算消耗狀態的一個估算消耗計算處理部；一個實際消耗檢測處理部，它採用具有壓電元件的一個壓電器件，通過檢測上述壓電元件對應著上述墨水罐內的墨水消耗狀態的一種振蕩狀態來檢測上述墨水罐內的上述墨水的實際消耗狀態；變換信息校正處理部，根據上述實際消耗狀態校正上述消耗變換信息；以及消耗信息存儲部，用來存儲作為被校正之前的上述消耗變換信息的參考消耗變換信息和作為被校正之後的上述消耗變換信息的校正的消耗變換信息，並且向上述估算消耗計算處理部提供上述參考消耗變換信息和上述校正的消耗變換信息。
32.按照權利要求31的檢測墨水消耗的裝置，其特徵是上述消耗信息存儲部被設在上述墨水罐上，並且上述校正的消耗變換信息連同用來識別在上述消耗變換信息被校正時裝有上述墨水罐的那個噴墨記錄裝置的校正目標識別信息都被存儲在上述消耗信息存儲部中。
33.按照權利要求32的檢測墨水消耗的裝置，其特徵是上述估算消耗計算處理部根據上述校正目標識別信息確定在上述消耗信息存儲部中是否存儲了關於裝有上述墨水罐的那一噴墨記錄裝置的上述校正的消耗變換信息，如果存儲了這一信息，就使用上述校正的消耗變換信息。
34.按照權利要求32的檢測墨水消耗的裝置，其特徵是上述估算消耗計算處理部根據上述校正目標識別信息確定在上述消耗信息存儲部中是否存儲了關於裝有上述墨水罐的那一噴墨記錄裝置的上述校正的消耗變換信息，如果沒有存儲這一信息，就使用上述參考消耗變換信息。
35.按照權利要求32的檢測墨水消耗的裝置，其特徵是上述估算消耗計算處理部在上述墨水罐被安裝到上述噴墨記錄裝置上時根據上述校正目標識別信息來選擇上述參考消耗變換信息或上述校正的消耗變換信息。
36.按照權利要求32的檢測墨水消耗的裝置，其特徵是上述校正目標識別信息是用來識別上述噴墨記錄裝置類型的一種信息。
37.按照權利要求32的檢測墨水消耗的裝置，其特徵是上述校正目標識別信息是用來單獨識別上述噴墨記錄裝置的一種信息。
38.按照權利要求36的檢測墨水消耗的裝置，其特徵是上述校正目標識別信息是用來識別與上述噴墨記錄裝置的墨水消耗有關的組成部分一種信息。
39.按照權利要求38的檢測墨水消耗的裝置，其特徵是上述校正目標識別信息是用來識別上述噴墨記錄裝置的記錄頭的一種信息。
40.按照權利要求31的檢測墨水消耗的裝置，其特徵是上述墨水罐的不同位置上設有多個上述壓電器件，上述實際消耗檢測處理部檢測是否有墨水液面通過上述各壓電器件的上述壓電元件的位置，上述變換信息校正部根據從一個上述壓電器件檢測到上述墨水液面通過的時間點到下一個上述壓電器件檢測到上述墨水液面通過的時間點的估算消耗量來計算上述校正的消耗變換信息，並且上述估算消耗計算處理部在獲得了上述校正的消耗變換信息時將上述消耗變換信息從上述參考消耗變換信息切換到上述校正的消耗變換信息，從而計算上述估算消耗狀態。
41.按照權利要求40的檢測墨水消耗的裝置，其特徵是，在上述墨水罐被安裝到上述噴墨記錄裝置上之後，在多個上述壓電器件檢測到上述墨水液面通過時獲得上述校正的消耗變換信息，並且將上述消耗變換信息從上述參考消耗變換信息切換到上述校正的消耗變換信息。
42.一種噴墨記錄裝置，包括用來存儲關於一個墨水罐的墨水消耗狀態的信息的消耗信息存儲器，其中的上述消耗信息存儲器存儲有上述墨水罐內墨水的估算消耗狀態，它是用代表上述噴墨記錄裝置的工作量和墨水消耗量之間關係的一種消耗變換信息來計算的；上述墨水罐內墨水的實際消耗狀態，它是用安裝在上述墨水罐上的具有壓電元件的壓電器件來檢測的；以及由上述實際消耗狀態獲得的墨水用盡事件信息，上述墨水用盡信息指示對應著墨水液面通過上述壓電器件的上述壓電元件所發生的墨水用盡事件。
43.按照權利要求42的噴墨記錄裝置，其特徵是，當上述墨水罐被安裝到上述噴墨記錄裝置上時，讀出存儲在上述消耗信息存儲器中的關於上述墨水液面是否已經通過上述壓電元件的位置的上述墨水用盡事件信息，如果已經通過，就執行一個預定的操作。
44.按照權利要求42的噴墨記錄裝置，其特徵是進一步包括用來計算上述估算消耗狀態的估算消耗計算處理部，上述估算消耗計算處理部根據上述實際消耗狀態的檢測結果校正上述消耗變換信息，並且根據校正後的消耗變換信息計算上述估算消耗狀態。
45.按照權利要求44的噴墨記錄裝置，其特徵是上述消耗變換信息是對應著上述記錄頭射出的一個墨滴的墨水量。
46.按照權利要求42的噴墨記錄裝置，其特徵是進一步包括計算上述估算消耗狀態的估算消耗計算處理部，上述估算消耗計算處理部根據上述實際消耗狀態的檢測結果校正上述估算消耗狀態。
47.按照權利要求46的噴墨記錄裝置，其特徵是上述估算消耗計算處理部通過累加記錄頭射出的墨滴數來計算上述估算消耗狀態，在獲得了上述實際消耗狀態的檢測結果時，上述估算消耗計算處理部就根據上述實際消耗狀態的檢測結果校正迄今為止獲得的上述估算消耗狀態。
48.按照權利要求42的噴墨記錄裝置，其特徵是當出現上述墨水用盡事件時就停止上述實際消耗狀態的檢測。
49.按照權利要求42的噴墨記錄裝置，其特徵是用上述壓電器件根據伴隨著墨水消耗的聲學阻抗變化來檢測上述實際消耗狀態。
50.按照權利要求49的噴墨記錄裝置，其特徵是上述壓電器件輸出一個代表上述壓電元件的殘餘振蕩狀態的信號，並且根據上述殘餘振蕩狀態隨上述墨水消耗狀態的變化來檢測上述實際消耗狀態。
51.一種可以連接和拆卸墨水罐的噴墨記錄裝置，上述墨水罐包含供應給噴射墨滴並用於記錄的記錄頭的墨水，上述墨水罐具有用來檢測上述墨水的一個壓電器件，上述噴墨記錄裝置包括根據代表上述噴墨記錄裝置的工作量和墨水消耗量之間關係的一種參考消耗變換信息，用來計算上述墨水罐內的墨水的估算消耗狀態的一個估算消耗計算處理部；一個實際消耗檢測處理部，它通過檢測上述壓電元件的一個壓電元件對應著上述墨水罐內的上述墨水的消耗狀態的一種振蕩狀態來檢測上述墨水罐內的上述墨水的實際消耗狀態；以及一個校正部，用來決定是否將上述參考消耗變換信息作為校正目標，並且根據將上述參考消耗變換信息作為上述校正目標的決定來校正上述參考消耗變換信息。
52.按照權利要求51的噴墨記錄裝置，其特徵是上述參考消耗變換信息被劃分成至少兩類彼此不同的單位信息，並且上述校正部至少根據上述估算消耗狀態確定上述至少兩類單位信息中的一類作為校正目標。
53.按照權利要求51的噴墨記錄裝置，其特徵是上述參考消耗變換信息被劃分成至少兩類彼此不同的單位信息，並且預先設置上述校正部，將至少一類預定的單位信息確定為校正目標。
54.按照權利要求53的噴墨記錄裝置，其特徵是上述至少兩類單位信息是按照記錄頭排出的墨滴量來劃分的。
55.按照權利要求53的噴墨記錄裝置，其特徵是上述至少兩類單位信息是按照列印狀態和非列印狀態來劃分的。
56.按照權利要求53的噴墨記錄裝置，其特徵是上述至少兩類單位信息是按照記錄頭在執行記錄時的周邊溫度來劃分的。
57.按照權利要求53的噴墨記錄裝置，其特徵是上述至少兩類單位信息是按照記錄頭在執行記錄時的周邊溼度來劃分的。
58.按照權利要求51的噴墨記錄裝置，其特徵是上述校正部採用上述估算消耗狀態與上述實際消耗狀態的比例來校正上述參考消耗變換信息。
59.按照權利要求51的噴墨記錄裝置，其特徵是進一步包括用來存儲上述參考消耗變換信息的存儲部。
60.按照權利要求51的噴墨記錄裝置，其特徵是進一步包括用來存儲由上述校正部校正後的上述參考消耗變換信息的存儲部。
61.按照權利要求51的噴墨記錄裝置，其特徵是組成上述參考消耗變換信息的一個要素是由記錄頭排出的墨滴量來表示的。
62.按照權利要求51的噴墨記錄裝置，其特徵是組成上述參考消耗變換信息的一個要素是由記錄頭排出的一個墨滴的質量來表示的。
63.按照權利要求51的噴墨記錄裝置，其特徵是組成上述參考消耗變換信息的一個要素是由基於組成最佳參考消耗變換信息的一個要素的比例來表示的。
64.一種安裝在噴墨記錄裝置上的墨水罐，包括用來存儲關於上述墨水罐的墨水消耗狀態信息的消耗信息存儲器，在上述消耗信息存儲器中存有上述墨水罐的估算消耗狀態，它是用代表上述噴墨記錄裝置的工作量和墨水消耗量之間關係的一種消耗變換信息來計算的；以及用具有壓電元件的一個壓電器件獲得的作為實際消耗狀態的一種墨水用盡事件信息，上述墨水用盡信息指示對應著墨水液面通過上述壓電器件的上述壓電元件的一個位置所發生的墨水用盡事件。
65.按照權利要求64的墨水罐，其特徵是上述壓電器件能夠檢測到聲學阻抗隨墨水消耗的變化。
66.按照權利要求65的墨水罐，其特徵是上述壓電器件能夠輸出指示上述壓電元件的殘餘振蕩狀態的一個信號。
67.一種用於噴墨記錄裝置的墨水罐包括用來存儲一種消耗變換信息的消耗信息存儲器，它代表上述噴墨記錄裝置的工作量和墨水消耗量之間的關係，可用於通過計算上述墨水罐的墨水消耗狀態而獲得一個估算消耗狀態，上述消耗信息存儲器存儲校正的消耗變換信息，它是根據上述墨水罐內墨水的實際消耗狀態校正後的上述消耗變換信息，實際消耗狀態是通過檢測壓電器件的壓電元件對應著上述墨水罐內的上述墨水的消耗狀態的一種振蕩狀態而檢測到的，還要存儲參考消耗變換信息，它是校正前的上述消耗變換信息。
68.按照權利要求67的墨水罐，其特徵是上述消耗信息存儲器存儲上述校正的消耗變換信息連同用來識別在上述消耗變換信息被校正時裝有上述墨水罐的那個噴墨記錄裝置的校正目標識別信息。
69.一種墨水罐，包括用來容納供應給排放墨滴的記錄頭的一種墨水的容器；為上述記錄頭供應上述墨水的液體供應開口；具有壓電元件的一個壓電器件，用來檢測上述容器內的上述墨水的實際消耗狀態；以及用來存儲被劃分成至少兩類單位信息的一種參考消耗變換信息的存儲部，該信息代表了噴墨記錄裝置的工作量和墨水消耗量之間的關係，上述墨水罐可以在通過排放墨滴執行記錄的上述噴墨記錄裝置上連接和拆卸。
70.按照權利要求69的墨水罐，其特徵是上述存儲部存儲上述參考消耗變換信息，上述參考消耗變換信息是根據上述墨水罐內的上述墨水的估算消耗狀態和上述實際消耗狀態經過校正的，上述估算消耗狀態是根據上述參考消耗變換信息獲得的，而上述實際消耗狀態是利用上述壓電器件由上述壓電元件對應著上述墨水罐內的上述墨水的消耗狀態的一種振蕩狀態檢測到的。
全文摘要
在墨盒(800)上安裝一個由壓電器件組成的液體傳感器(802)。記錄裝置控制部的實際消耗檢測處理部(816)利用壓電器件通過檢測對應著墨水消耗狀態的一種振蕩狀態來檢測實際消耗狀態。一個估算消耗計算處理部(814)根據使用墨水列印時的列印量計算出墨水消耗狀態,從而建立一個估算消耗狀態。例如可通過累加並乘以列印字點數計算出一個消耗量。將用於建立具體消耗量的估算消耗計算程序和能夠精確檢測的實際消耗檢測程序組合使用。最好是檢測液面的通過作為對實際消耗的檢測。通過累加並乘以字點數估算出液面通過前、後的消耗量。
文檔編號B41J2/175GK1380852SQ01801325
公開日2002年11月20日 申請日期2001年5月17日 優先權日2000年5月18日
發明者塚田憲児, 金谷宗秀 申請人:精工愛普生株式會社