检测墨水消耗的方法和装置的制作方法

专利名称：检测墨水消耗的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及到一个墨水容器内的墨水消耗状态的检测方法和装置，一种喷墨记录装置，以及一种采用这种检测方法和检测装置的墨水容器。
背景技术：
一般的喷墨记录装置是这样配置的，喷墨记录装置包括一个托架，在托架上安装喷墨式记录头，它装备有用于对压力发生室施加压力的压力发生装置，和一个喷嘴开口，从中排放出墨滴状的加压墨水，以及用来容纳通过一个通道提供给记录头并且能连续打印的墨水的一个墨水容器。通常是将墨水容器配置成可以连接到记录装置上并且能够拆卸的墨盒，当墨水完全耗尽时便于用户更换墨水容器。
按照常规，作为管理墨盒的墨水消耗的方法，已知的方法有，用软件的数学方法来管理墨水消耗，对记录头排放的墨滴累加计数，并且在打印头维护步骤中管理墨水的吸收量，另一种管理墨水消耗的方法是安装两件电极，直接检测墨盒上的墨水水平，从中检测实际消耗到预定量的一个时间点，以及诸如此类的方法。
然而，用软件的数学方法通过对排放的墨滴累加计数以及墨水的吸收量来管理墨水消耗的方法存在这样一个问题，墨盒内的压力和墨水粘度是随使用环境而变化的，例如所在房间的温度和湿度的高、低，打开密封墨盒后经过的时间，用户使用频率上的不同等等，并且会在数学累加的墨水消耗量和实际消耗量之间产生不可忽视的误差。另外，如果拆掉并重新装上同一个墨盒也会出现累加计数值已经被复位的问题，而实际墨水剩余量完全不得而知。
另一方面，对于用电极来管理墨水耗尽时间点的方法，因为能够检测到某一时间点上的实际墨水量，能够高度可靠地管理墨水剩余量。然而，为了检测墨水水平，墨水必须是导电性的，因而限制了可供使用的墨水种类。进而还存在电极与墨盒之间的流体密封结构复杂化的问题。另外，因为通常要采用具有良好导电性的贵金属作为电极材料，还存在墨盒制造成本上升的问题。此外，由于需要分别在不同位置安装两件电极，所带来的问题是制造步骤增多，其结果也会增加制造成本。
本发明就是考虑到上述条件而提出的，本发明的目的是提供一种检测墨水消耗的方法和装置，它能够精确地检测液体消耗状态。
本发明提供的检测液体剩余量的技术特别利用了一种振荡，特别是能够精确和细致地检测出液体体积的变化。
本发明的另外一个目的是提供一种液体容器，它能够精确检测液体的消耗状态，并且不需要复杂的密封结构。
本发明的再一个目的是提供一种墨盒，它能够精确检测墨水的消耗状态，并且不需要复杂的密封结构。
需要指出，本发明并非仅限于墨盒，也可以应用于其他液体容器。
发明概述本发明的一方面是用于喷墨记录装置的墨水容器墨水消耗状态的检测方法。该方法采用估算消耗计算程序与实际消耗检测程序的组合。在估算消耗计算程序中需要有一个墨水容器中的墨水的估算消耗状态。墨水消耗是打印造成的墨水消耗(可以根据打印量获得)，用于维护墨水头等等的墨水消耗。消耗检测程序的实际量是用一种压电器件来检测对应着墨水消耗状态的一种振荡状态，从而检测出消耗状态的实际量。
按照本发明，可以采用压电器件来检测实际消耗状态。另一方面，按照一种估算程序，尽管伴随有一些误差，仍能具体建立一个消耗状态。这样就能用两种程序的组合具体建立精确的墨水消耗状态。
实际消耗检测程序检测通过压电器件的作为实际消耗状态的墨水液面。当一定的墨水液面通过压电器件时，压电器件的输出会有很大变化。这样就能保证检测到墨水液面。由估算消耗计算程序具体建立该液面部分通过前、后的至少一个墨水消耗状态。例如，可以将墨水液面通过作为一个起点来计算后来的消耗量。通过执行这些程序来建立精确和具体的墨水消耗状态。
在检测到墨水液面通过压电器件时，对实际消耗状态的检测就完成了。因此，压电器件仅限于在必要时才工作。具体地说就是省略了压电器件的无效操作及其相应的实际消耗检测程序。
在估算消耗计算程序中，可以通过累加从一个记录头上射出的墨滴数来建立估算消耗状态。另外，在估算消耗计算程序中，可以根据从记录头上射出的墨滴大小来建立估算消耗状态。
在估算消耗计算程序中，要根据实际消耗检测程序的检测结果来校正指示喷墨记录装置的操作量和墨水消耗量之间关系的消耗换算信息。消耗换算信息可以是维护期间消耗的墨水量的信息。上述消耗换算信息也可以是对应着记录头射出的墨滴的墨水量。由于喷墨记录装置和墨水容器及其进一步组合的关系，用来指示打印量和消耗状态之间关系的变换参数稍有不同。可以减少由于参数的不同带来的误差，从而更精确地建立消耗状态。
校正的消耗换算信息也可以用来限制作为校正目标的墨水容器。另外，校正的消耗换算信息不仅限于作为校正目标的墨水容器，也可以用于以后安装的墨水容器。例如，后者对由于喷墨头在消耗变换参数上的个体差异很大而造成影响的情况是有益的。各个喷墨记录装置可以采用适合其记录头的消耗换算信息。
在估算消耗计算程序中，根据实际消耗检测程序的检测结果来校正估算消耗状态。上述估算消耗计算程序可以通过累加从记录头上射出的墨滴数而获得估算消耗状态。一旦获得了实际消耗检测程序的检测结果，就校正通过到目前为止的累加而建立的估算消耗状态。按照这种形式，在检测到实际消耗状态时，就校正到目前为止在估算消耗计算程序中产生的误差。这样就能精确地建立一个墨水消耗状态。
按照本发明的消耗状态信息的例子有可以根据获得的已经建立的消耗状态来指示用剩余墨水还能有多少可能的打印量。可以根据已经建立的消耗状态指示出剩余墨水量。在指示剩余墨水量时可以采用对应其墨水量的不同颜色。在指示剩余墨水量时，可以采用对应着墨水量的不同图形。可以根据消耗状态信息以不同形式来控制喷墨记录装置。例如是在墨水容器排空时停止打印程序。
另外，按照本发明，可以根据估算消耗状态来确定补充墨水或更换墨水容器的必要性和时间。可以根据实际消耗状态来确定补充墨水或更换墨水容器的必要性和时间。
在实际消耗检测程序中采用的上述压电器件可以设在墨水容器的墨水供应开口附近。
墨水容器的内部可以由至少一个间隔壁分隔成彼此连通的多个舱室。在实际消耗检测程序中采用的压电器件可以设在舱室的上部，舱室中的墨水会不断消耗。在设置中可以让供以后使用的墨水的舱室的容积比墨水已经用完的一个舱室的容积小。
最好将消耗状态存储在存储装置中，例如是一个消耗状态存储器。上述存储装置可以是安装在墨水容器上的一个存储器件。这种形式有益于拆卸墨水容器。在重新安装拆掉的墨水容器时便于建立其消耗状态。
上述消耗换算信息可以存储在消耗状态存储器中。随后还可以存储根据实际消耗状态校正的消耗状态信息。在安装墨水容器时还要从存储器中读出这些信息并且加以利用。
上述实际消耗检测处理部分利用压电器件根据伴随液体消耗的声学阻抗来检测实际消耗状态。用压电器件的输出信号指示出产生一个振荡之后的残余振荡状态。根据剩余振荡状态随墨水消耗状态而发生的变化来检测上述实际消耗状态。
另外，压电器件还可以产生指向液体容器内部的弹性波，并且对应着相对于弹性波的反射波产生一个检测信号。
在用实际消耗检测程序检测实际消耗状态时，可以根据实际消耗状态计算出剩余可能的有效打印量。在打印可能的有效打印量时，可以在打印之前将打印数据存储在打印数据存储部分中。
本发明的另一方面是一种喷墨记录装置，它具有用于存储关于墨水容器的墨水消耗状态信息的消耗信息存储器。消耗信息存储器是由半导体存储器构成的。在消耗信息存储器中存储有墨水容器内的墨水的估算消耗状态，用压电器件检测对应着墨水消耗状态的一种振荡状态而获得的实际消耗状态，以及从实际消耗状态获得的墨水用尽的信息，墨水用尽的信息被用来指示墨水已经用尽，以及通过压电器件的墨水液面。最好是在安装墨水容器时读出存储在消耗信息存储器中的墨水用尽的信息。由喷墨记录装置确定墨水液面是否能通过压电器件，如果能够通过，就执行预定的操作。
按照这一方面，估算消耗状态，实际消耗状态和墨水用尽的信息被存储在半导体存储器中。这些信息可供读出和使用。最好将墨水用尽的信息存储在与其他消耗状态信息分开的存储区中。如果仅仅看到墨水用尽的信息，就容易发现墨水液面是否已经通过压电器件。例如可以在安装墨水容器的操作中使用这一信息。将所安装的墨水容器中有没有墨水的情况告知用户。可以利用墨水用尽的信息根据墨水消耗状态适当地操作喷墨记录装置。
本发明的另一方面是一种安装在喷墨记录装置中的墨水容器，它具有用于存储关于墨水消耗状态的信息的消耗信息存储器。消耗信息存储器可以由一个半导体存储器构成。在消耗信息存储器中存储墨水容器的估算消耗状态和用压电器件获得的作为实际消耗状态的墨水用尽的信息，它被用来指示通过压电器件的墨水液面产生了墨水用尽结果。按照这一方面也可以获得与关于喷墨记录装置所述的墨水用尽结果类似的作用。
本发明的另一方面是一种用于检测喷墨记录装置所使用的墨水容器的墨水消耗状态的装置。这一墨水消耗检测装置包括一个估算消耗计算处理部，它根据消耗换算信息计算出墨水容器的墨水消耗状态，用于建立一个墨水消耗状态，一个实际消耗检测处理部分，利用安装在墨水容器上的压电器件来检测实际消耗状态，一个变换信息校正处理部分，它根据实际消耗状态校正估算变换信息，以及一个消耗信息存储部分，用于在对参考消耗换算信息进行校正的前、后为估算消耗计算处理部分存储和提供校正的消耗换算信息。
消耗信息存储部分最好是装在墨水容器上。消耗信息存储部分存储校正的消耗换算信息和校正目标识别信息，在校正消耗换算信息时用来识别已经安装有墨水容器的喷墨记录装置。当获得了校正消耗换算信息时，上述估算消耗计算处理部分利用其校正的消耗换算信息将这一喷墨记录装置作为一个目标存储在消耗信息存储部分中。当获得了校正消耗换算信息时，估算消耗计算处理部分利用参考消耗换算信息将这一喷墨记录装置作为一个目标，不用存储在消耗信息存储部分中。最好是在更换墨水容器时由估算消耗信息存储部分根据校正目标识别信息来选择参考消耗换算信息或校正消耗换算信息。
按照本发明，仅仅在参照校正目标识别信息对喷墨记录装置执行校正时才使用校正消耗换算信息。可以避免出现在另一个喷墨记录装置中使用这一校正消耗换算信息的情况。例如可以在从记录装置上拆下一个墨水容器并且安装到另一个记录装置上时使用参考消耗换算信息。在墨水容器被再次安装到同一个记录装置上时使用先前的校正消耗换算信息。这样，由于使用了适当的消耗换算信息，就能精确地建立一种墨水消耗状态。
上述校正目标识别信息可以是用来识别喷墨记录装置种类的信息。上述校正目标识别信息可以是用来单独识别与喷墨记录装置的构造有关的墨水消耗的信息。上述校正目标识别信息可以是用来识别喷墨记录装置的记录头的信息。
最好能在墨水容器的不同位置上设有多个压电器件。用上述实际消耗检测处理部分检测通过各个压电器件的墨水液面。上述变换信息校正处理部分根据从一个压电器件检测到一个液面部分通过的时间点到下一个压电器件检测到这个液面部分通过的时间点获得的估算消耗量(可以采用打印量和/或维护的次数)来建立校正消耗换算信息。在获得了校正消耗换算信息时，上述估算消耗计算处理部从基本消耗换算信息切换到校正消耗换算信息，从而建立其消耗状态。最好是在更换完墨水容器之后，当多个压电器件检测到墨水液面时建立这一校正消耗换算信息，并且从基本消耗换算信息切换到校正消耗换算信息。
按照这种方式，当墨水容器被安装到喷墨记录装置上时，在获得了以这一记录装置为目标的校正消耗换算信息之后，就使用它的校正消耗换算信息。例如，即使在拆掉一个用过一半的墨水容器然后将其安装到另一个记录装置上的情况下，也能使用合适的消耗换算信息。
本发明可以有各种实施方式。本发明并非仅限于墨水消耗检测装置，它可以是喷墨记录装置的一个控制装置，可以是一个墨水容器，也可以有其他用途。在本发明用于墨水容器的情况下，墨水容器最好有一个消耗信息存储器，并且为上述的各种处理提供所需的信息，特别是消耗换算信息。一种典型的墨水容器就是能够在记录装置上连接/拆卸的墨盒。
本发明的一方面是一种方法，用来检测喷墨记录装置所使用的一种墨水容器的墨水消耗状态。该方法采用估算消耗计算程序和实际消耗检测程序的组合。在估算消耗计算程序中，根据墨水容器的墨水消耗计算一个墨水消耗状态，从而建立一个估算消耗状态。墨水消耗可以是打印造成的墨水消耗，或者是用于维护墨水头的墨水消耗。另一方面，实际消耗检测程序用一个压电器件来检测对应着墨水消耗状态的一种振荡状态，从而检测出实际消耗状态。按照本发明，实际消耗检测程序是这样一种程序，它可以用安装在墨水容器的不同位置上的多个压电器件检测出多个级的实际消耗状态。
按照本发明，尽管伴随有一些误差，还是能够根据墨水消耗用估算程序具体建立一种消耗状态。另一方面，采用压电器件能够精确地检测到消耗状态，不需要复杂的密封结构。特别是可以用多个压电器件来建立多级的实际消耗状态。根据多级的实际消耗状态和估算消耗状态就能精确而具体地建立一种墨水消耗状态。
在实际消耗检测程序中，最好将检测到的通过各个压电器件的墨水液面作为实际消耗状态。在估算消耗计算程序中，将从一个压电器件检测到一个液面部分通过的时间点到下一个压电器件检测到这个液面部分通过的时间点的消耗状态作为估算消耗状态。另外，在估算消耗计算程序中，将最低压电器件检测到一个液面部分通过之后的消耗状态作为估算消耗状态。借助于这些程序，当一个液面部分通过时，就能精确地检测到消耗状态，并且通过估算来补充这一通过前、后的消耗状态。这样就能精确和具体地连续补充墨水消耗状态。
在估算消耗计算程序中，最好是在一个液面通过各个压电器件时校正消耗换算信息，根据校正消耗换算信息来建立其估算消耗状态。上述消耗换算信息可以是对应着从记录头射出的墨滴数量的墨水量。这一消耗换算信息可以是执行维护时消耗的墨水的体积信息。消耗变换参数会由于喷墨记录装置和墨水容器及其进一步的组合而稍有不同。由于变换参数不同带来的这种误差是可以减少的，从而更精确地建立消耗状态。
对校正消耗换算信息的使用可以仅限于作为校正目标的一个墨水容器。或者是可以将校正消耗换算信息用于以后安装的墨水容器，而不仅限于作为校正目标的墨水容器。例如是在由于喷墨头的个体差异很大而影响到消耗变换参数的情况下，后者是有益的。各个喷墨记录装置都可以将消耗换算信息应用于它们的记录头。
按照本发明的方法，当最低压电器件检测到一个液面部分通过时，还可以根据随着多次检测液面通过获得的多次消耗换算信息的校正结果来建立迄今为止最终的消耗换算信息。在各自的多个压电器件当中的最低压电器件检测到一个液面部分通过之后，利用这一最终消耗换算信息建立上述估算消耗状态。
估算消耗计算程序最好是这样一个程序，在各自的多个压电器件检测到一个液面部分通过时，通过累加从记录头射出的墨滴数量来建立估算消耗状态，对迄今为止通过累加而建立的估算消耗状态进行校正。按照这样的方式，在检测到实际消耗状态时就能校正由估算消耗计算程序产生的误差。这样就能精确地建立墨水消耗状态。
上述实际消耗检测处理部分可以利用压电器件根据伴随液体消耗的声学阻抗变化来检测实际消耗状态。上述压电器件的输出信号可以指示出产生一个振荡之后的剩余振荡状态。根据剩余振荡状态随墨水消耗状态而发生的变化来检测上述实际消耗状态。
另外，压电器件可以产生一个检测信号，它对应着相对于一种弹性波的反射波，还可以产生一种指向液体容器内部的弹性波。
作为墨水消耗状态检测目标的一种典型的上述墨水容器是可以连接到喷墨记录装置上并且能够拆卸的墨盒。然而，墨水容器并非仅限于墨盒，还可以应用于固定在记录装置等设备上的一种附属容器。
本发明的另一方面是用于检测供喷墨记录装置使用的墨水容器的墨水消耗状态的一种装置，该装置包括一个估算消耗计算处理部，它根据墨水容器计算墨水消耗状态，建立一个估算消耗状态，安装在墨水容器的不同位置上的多个压电器件，以及一个实际消耗检测处理部，它利用多个压电器件来检测对应着一个墨水消耗状态的振荡状态，按照多个级检测出墨水的实际消耗状态。
按照本发明一个方面的喷墨记录装置可以连接和拆卸一个具有压电器件的用于容纳墨水的墨水容器，将墨水供应给排放墨滴的记录头，并且记录和检测墨水。另外，相应的喷墨记录装置还包括一个估算消耗计算处理部，它根据与一个记录头消耗的墨水量有关的参考消耗换算信息为墨水容器内部的墨水建立一个估算消耗状态，一个实际消耗检测处理部，它利用压电器件来检测对应着墨水容器内部的墨水消耗状态的一种振荡状态，从而检测出实际消耗状态，一个校正部，它根据一个决定来校正参考消耗换算信息，该决定涉及到给出的参考消耗换算信息是不是正确结果，并且将其作为校正目标。
有关的喷墨记录装置最好是通过累加由记录头消耗的墨水消耗的次数和从参考消耗换算信息获得的墨水量来建立一个估算消耗状态。
最好将参考消耗换算信息划分成彼此不同的至少两个单位信息。另外，校正部至少要根据估算消耗状态来确定两个单位信息当中的至少一个单位信息作为校正目标。另外还可以预先设置校正部，确定至少一个单位信息作为校正目标。
可以按照来自记录头的墨滴排放量来划分至少两个单位的信息。可以按照打印状态和非打印状态来划分至少两个单位的信息。可以按照由记录头记录的周围温度来划分至少两个单位的信息。可以按照由记录头记录的周边温度来划分至少两个单位的信息。
校正部最好是利用估算消耗状态和实际消耗状态之间的比例来校正参考消耗换算信息。
有关的喷墨记录装置最好能有一个用来存储参考消耗换算信息的存储部。有关的喷墨记录装置最好能有一个用来存储被校正部校正后的参考消耗信息的存储部。
可以用记录头排放的墨滴量来代表参考消耗换算信息的一个要素。可以用记录头排放的墨滴质量来代表参考消耗换算信息的一个要素。可以用构成最佳单位信息的一个比例作为参考来代表参考消耗换算信息的一个要素。估算消耗计算处理部可以根据多个参考消耗换算信息当中的任何一个参考消耗换算信息来建立一种估算消耗状态。
按照本发明一个方面的墨水容器装备有用于容纳提供给排放墨滴的记录头的墨水的一个容器，用于为记录头供应墨水的一个液体供应开口，用于检测容器内部墨水消耗状态的一个压电器件，和一个用于存储参考消耗换算信息的存储部，参考消耗换算信息被划分成与记录头的墨水消耗量有关并且彼此不同的至少两种单位信息。有关的墨水容器可以和通过排放墨滴来记录的喷墨记录装置实现连接/拆卸。
存储部最好是用来存储参考消耗换算信息，该信息被划分成根据参考消耗换算信息和利用压电器件从对应着有关墨水容器内部的墨水消耗状态的一种振荡状态中检测到的实际消耗状态，在有关墨水容器内的墨水的估算消耗状态的基础上校正的单位信息。
存储部可以存储彼此不同的多个参考消耗换算信息。这多个参考消耗换算信息的数量是按照压电器件的数量来确定的。
本发明的墨水消耗检测方法的一个方面是用来检测墨水容器的墨水消耗状态的一种方法，墨水容器上具有压电器件，被用来容纳供应给排放墨滴的记录头的墨水并且检测墨水，它在安装时可以在喷墨记录装置上连接和拆卸，并且具有一个检测步骤，可根据来自记录头的关于墨水消耗量的参考消耗换算信息建立一个估算消耗状态，并通过用压电器件检测对应着墨水消耗状态的一种振荡状态来检测实际消耗状态，一个校正确定步骤，用于确定参考消耗换算信息给出的是不是正确结果，以及一个校正步骤，它根据在执行校正确定步骤中确定为正确的结果来校正参考消耗换算信息。
在校正确定步骤中，校正部可以用检测步骤之前的估算消耗状态和检测步骤中的参考消耗换算信息之间的关系来确定是否在校正步骤中校正参考消耗换算信息。
最好将参考消耗换算信息划分成关于从记录头排放的墨滴量的至少两种彼此不同的单位信息。
最好由用来检测墨水消耗的有关方法根据校正确定步骤中的估算消耗状态来确定这至少两种单位信息给出的是不是正确结果。
在校正确定步骤中，如果根据第二单位信息的估算消耗状态相对于墨水消耗量或是消耗比例比根据除第一单位信息之外的单位信息的估算消耗状态要大，就可以将第二单位信息作为正确结果。
在校正确定步骤中，如果在检测步骤中根据有关单位信息的估算消耗状态相对于墨水消耗量或是消耗比例比这一检测步骤之前根据有关单位信息的任何估算消耗状态都大，该单位信息就可以确定为正确结果。
在校正确定步骤中，可以将这样的单位信息确定为正确结果，其估算消耗状态相对于墨水消耗量或是消耗比例大于一个预定的阈值。
在估算消耗计算程序中，可以适当采用参考消耗换算信息各要素之间的线性计算来建立估算的消耗。
在校正确定步骤中，可以用估算消耗状态和实际消耗状态之间的误差概率值来确定单位信息当中的至少一个单位信息作为正确结果。
按照本发明的墨水消耗检测方法的另一方面具有第一步骤，根据来自记录头的和墨水消耗量有关的多个参考消耗换算信息当中的第一参考消耗换算信息建立一个估算消耗状态，并且用一个压电器件来检测对应着墨水消耗状态的一种振荡状态，以及第二检测步骤，它根据多个参考消耗换算信息当中不同于第一参考消耗换算信息的第二参考消耗换算信息来建立一个估算消耗状态，并且用一个压电器件通过检测对应着墨水消耗状态的一种振荡状态来检测实际消耗状态。
这一方面可以有一个修改的确定步骤，用于确定在第一检测步骤和第二检测步骤之间是否将第一参考消耗换算信息改变成不同于第一参考消耗换算信息的第二参考消耗换算信息。在这种情况下，在第二检测步骤中，按照修改的确定步骤的结果，根据第一参考消耗换算信息或第二参考消耗换算信息建立一个估算消耗状态，并且通过用一个压电器件检测对应着墨水消耗状态的一种振荡状态而检测出实际消耗状态。
在估算消耗计算程序中，最好是通过累加由记录头消耗的墨水消耗数量以及从参考消耗换算信息获得的墨水量来建立一个估算消耗状态。
在实际消耗检测处理部中，最好是采用压电器件根据伴随着墨水消耗的声学阻抗变化来检测实际消耗状态。
在实际消耗检测处理部中，最好是根据对装有压电器件的振荡部中剩下的残余振荡所产生的反电动势来检测一种墨水消耗状态。
附图简介

图1表示用于单色例如是黑色墨水的一种墨盒的一个实施例；图2表示用于容纳多种墨水的一种墨盒的一个实施例；图3表示适用于图1和图2所示墨盒的一种喷墨记录装置的一个实施例；图4具体表示了一个附属容器单元33的截面图；图5是制造弹性波发生装置3，15，16和17的一种方法的示意图；图6是图5所示的弹性波发生装置3另一个实施例的示意图；图7是本发明的墨盒的另一实施例的示意图；图8是本发明的墨盒的又一实施例的示意图；图9是本发明的墨盒的再一实施例的示意图；图10是本发明的墨盒的另一实施例的示意图；图11是本发明的墨盒的又一实施例的示意图；图12A和12B是图11所示墨盒的再一实施例的示意图；图13A和13B是本发明的墨盒的再一实施例的示意图；图14A，14B和14C表示一个穿透孔1c的另一实施例的平面示意图；图15A和15B表示本发明的喷墨记录装置一个实施例的截面图；图16A和16B表示适用于图15A和图15B所示的记录装置的一种墨盒的实施例；图17表示本发明的墨盒272的另一实施例；图18表示本发明的墨盒272和喷墨记录装置的又一实施例的截面图；图19是图16A和图16B所示墨盒272的另一实施例的示意图；图20A，20B和20C具体表示一个激励器106的示意图；图21是激励器106的外围及其等效电路的示意图；图22A和22B用曲线表示了墨水密度与由激励器106检测到的墨水谐振频率之间的关系；
图23A和23B用曲线表示了激励器106的反电动势波形；图24是激励器106的另一实施例的示意图；图25是图24所示激励器106的一个局部截面图；图26是图25所示激励器106的整体截面图；图27是制造图24所示激励器106的一种方法的示意图；图28A，28B和28C是本发明的墨盒的又一实施例的示意图；图29A，29B和29C表示穿透孔1c的另一实施例的示意图；图30表示激励器660的另一实施例的示意图；图31A和31B表示激励器670的另一实施例的示意图；图32是一个模块体100的透视图；图33是图32所示模块体100的结构分解图；图34是模块体100另一实施例的示意图；图35是图34所示模块体100的结构分解图；图36A，36B和36C是模块体100的又一实施例的示意图；图37是上面安装有图32所示模块体100的一个墨水容器1的一个实施例的截面图；图38A，38B和38C表示模块体100的另一实施例的截面图；图39是一个墨盒和采用图20A，图20B，图20C和图21所示的激励器106的一个喷墨记录装置的一种实施例的透视图；图40的示意图具体表示了一个喷墨记录装置；图41A和41B是图40中所示墨盒180的另一实施例的示意图；图42A，42B和42C是墨盒180的又一实施例的示意图；图43A，43B和43C是墨盒180的再一实施例的示意图；图44A，44B，44C和44D是墨盒180的另外一个实施例的示意图；图45A，45B和45C是图44C所示墨盒180的又一实施例的示意图；图46A，46B，46C和46D表示采用模块体100的一种墨盒的再一实施例的示意图；图47表示组合采用估算消耗计算和实际消耗检测的一种构造以及一个喷墨记录装置的方框图；图48的曲线表示采用图47所示构造的一种消耗检测程序；图49表示采用图47所示构造的一种消耗检测程序的流程图；图50的示意图表示为用户显示消耗状态的一种显示形式的实施例；
图51表示液体传感器和消耗信息存储器的合适布局的一个实施例的示意图；图52A和52B表示液体传感器和消耗信息存储器的合适布局的一个实施例的示意图；图53表示另一实施例的喷墨记录装置的一个实施例的示意图；图54表示另一实施例的喷墨记录装置的一个实施例的示意图；图55表示组合采用估算消耗计算和实际消耗检测的一种构造以及一个喷墨记录装置的方框图；图56表示在图55的构造中采用校正目标识别信息的一种程序的流程图；图57表示另一实施例的喷墨记录装置的一个实施例的示意图；图58表示液体传感器在图57所示墨盒中的布局示意图；图59表示在图58的构造中采用校正目标识别信息的一种程序的流程图；图60是图59所示程序的一个实施例的示意图；图61表示组合采用估算消耗计算和实际消耗检测的一种构造以及一个喷墨记录装置的方框图；图62表示传感器和存储器在一个墨盒上的布局的一个实施例的示意图；图63的曲线表示采用图61所示构造的一种消耗检测程序；图64表示采用图61所示构造的一种消耗检测程序的流程图；图65表示另一实施例的喷墨记录装置的一个实施例的示意图；图66表示一种喷墨记录装置的实施例；图67是用于单色例如是黑色墨水的一种墨盒的一个实施例的示意图；图68是用于容纳多种墨水的一个墨盒的一个实施例的示意图；图69表示组合采用估算消耗计算和实际消耗检测的一种构造以及一个喷墨记录装置的方框图；图70表示一个矩阵表，它表示存储在消耗换算信息存储部808中的参考消耗换算信息的一个实施例；图71的曲线表示采用图69所示构造的一种消耗检测程序；图72的曲线表示采用图69所示构造的一种消耗检测程序；
图73A和73B是一个表和一个流程图，表示校正确定部815是如何作出墨水是否耗尽的决定的；图74A和74B是采用图69所示构造的一种消耗检测程序的流程图；图75表示作为本发明的一个实施例的具有多个激励器的一种墨盒的一个截面图；图76表示另一实施例的喷墨记录装置的一个实施例的示意图；图77的示意图表示墨盒上装有一个激励器的那一部分的放大的结构图；图78的流程图表示对应着具有多个激励器的墨盒的一种检测程序和一种校正程序；图79是一个表，表示采用每单位信息的数字值来执行的校正；图80是一个表，表示采用每单位信息的数字值来执行的校正；图81A和81B的流程图表示一个校正目标(S22)的确定和关于图74A，图74B或图78的校正目标(S26)的单位信息的一种校正；图82的流程图表示一个校正目标(S22)的确定和关于图74A，图74B或图78的校正目标(S26)的单位信息的一种校正；以及图83的流程图表示采用图80的估算消耗率的阈值来执行的一种校正程序。
本发明的最佳实施方式以下要通过本发明的实施例来解释本发明，然而，下述实施例并不对权利要求书的本发明范围构成限制，为了解决问题也不一定需要具备这些实施例中所述特征的所有组合。
首先要解释本实施例的原理。在本实施例中，本发明的应用是检测一个墨水容器内部的墨水消耗状态的技术。墨水消耗状态是在两种程序的配合下建立的。一种程序是估算消耗计算程序，另一种程序是实际消耗检测程序。
在估算消耗计算程序中，根据墨水容器的墨水消耗计算墨水消耗状态，建立一个估算消耗状态。墨水消耗包括打印的墨水消耗和记录头维护所需的墨水消耗。本发明可以用于其中一种或是双方。关于墨水量，按照从记录头射出的墨滴数或是产生的墨滴数的数值以及每一滴的墨水量来建立墨水消耗量。关于维护方面是通过维护程序的次数，处理量，从处理量变换成墨滴数的量等等来建立墨水消耗。
在实际消耗检测程序中，用一个压电器件检测对应着墨水消耗状态的一种振荡状态，从而检测出实际消耗状态。最好是用一个压电器件来检测伴随着墨水消耗的声学阻抗的变化。
按照估算程序，尽管伴随有一些误差，仍能具体建立一个消耗状态。另一方面，采用压电器件能够精确地检测到一个消耗状态，不需要采取任何复杂的传感器密封结构。这样就能通过两种程序的组合精确并具体地建立墨水消耗状态。
在下述的本实施例中，实际消耗检测程序检测通过压电器件的作为实际消耗状态的墨水液面。当一定的墨水液面通过压电器件时，压电器件的输出会有很大变化。这样就能保证检测到通过的液面部分。由估算消耗计算程序具体建立该液面部分通过前、后的墨水消耗状态。进而可以在液面部分通过压电器件时校正估算计算程序产生的误差。还可以校正估算计算程序所使用的变化信息。执行这些程序就能精确和具体地建立一个墨水消耗程序。
以下要参照附图具体解释本实施例。首先要解释采用压电器件根据振荡来检测墨水消耗的工作原理。然后要解释这种检测技术的各种应用。以下要参照图47说明本实施例的墨水消耗检测技术，特别是采用估算消耗计算程序和实际消耗检测程序的一种检测技术。
在本实施例中，压电器件被装在一个液体传感器中。下文中所述的“激励器”和“弹性波发生装置”都等同于一个液体传感器。
本发明的基本原理是利用一种振荡现象来检测液体容器内的液体状态(包括液体容器内有没有液体，液体的量，液面，液体种类，及液体的成分)。利用振荡现象的某些具体方法可以考虑作为检测液体容器内液体状态的一种方法。例如有这样一种方法，相对于液体容器的内部用弹性波发生装置产生一个弹性波，接收被液面或对面的壁反射的反射波，并且检测液体容器内部的一种介质及其状态的变化。另外还有一种方法是根据一个振荡物体的振荡特性来检测声学阻抗的变化。作为利用声学阻抗的一种方法，有一种方法是用一种具有一个压电元件的压电器件或是振荡的激励器的一个振荡部件来检测声学阻抗的变化，连续测量振荡部件中剩下的残余振荡所产生的反电动势，并且检测谐振频率或反电动势波形的幅值，还有一种方法是测量电流值和电压值的变化，或者是用一个阻抗分析仪例如是诸如发射电路等测量装置来测量液体的阻抗特性或液体的导纳特性，从而在液体受到振荡时测量由于频率造成的电流值和电压值的变化。以下还要具体解释弹性波发生装置和压电器件或激励器的工作原理。
图1是采用本发明的用于单色例如是黑色墨水的一种墨盒的一个实施例的截面图。图1的墨盒是基于这样一种方法，提供接收出自上述方法的一个弹性波的反射波来检测液体容器内液面的位置以及有没有液体。采用一个弹性波发生装置3来产生和接收弹性波。在用于容纳墨水的容器1中设有一个与记录装置的墨水供应针相连接的墨水供应开口2。弹性波发生装置3被安装在容器1的底面1a的外侧，让弹性波发射装置3能够通过容器向内部的墨水发射一种弹性波。在墨水k几乎完全耗尽的一级上，特别是在墨水即将用尽的时间点上，弹性波发生装置3处在比墨水供应开口2略高的位置上，以便使传播弹性波的介质从墨水变成空气。值得注意的是，接收装置是独立设置的，而弹性波发生装置3可以仅仅用做发生装置。
在墨水供应开口2中有一个密封件4和一个阀门件6。如图3所示，密封件4以液密的方式和连通到一个记录头31的墨水供应针32啮合。阀门件6在一个弹簧5的作用下始终与密封件4保持接触。当墨水供应针32插入时，墨水供应针32推动阀门件6打开让墨水流通，通过墨水供应开口2和墨水供应针32将容器1内的墨水供应给记录头31。在容器1的上壁上面安装有一个半导体存储装置7，在其中存储与墨盒内部的墨水有关的信息。
图2是从背面看到的一个透视图，它表示用于容纳多种墨水的一个墨盒的实施例。容器8被间隔壁划分成三个墨水舱9，10和11。每个墨水舱有一个墨水供应开口12，13和14。在各个墨水舱9，10和11的底面8a上装有弹性波发生装置15，16和17，这些装置可以通过容器8向装在各个墨水舱中的墨水发射一种弹性波。
图3的截面图表示适用于图1和2所示墨盒的一种喷墨记录装置的主要零件的实施例。在能够在记录纸的宽度方向上往复运动的一个托架30上装有一个副容器单位22，并且在副容器单位33的下面安装一个记录头31。另外，在副容器单位33的墨盒安装面的侧面装有一个墨水供应针32。
图4的截面图表示副容器单位33的细节。副容器单位33有一个墨水供应针32，一个墨水舱34，一个薄膜阀门36和一个过滤器37。从墨盒通过墨水供应针32供应的墨水被容纳在墨水舱34内。薄膜阀门36是这样设计的，利用墨水舱34和墨水供应路径35之间的压力差使阀门开、闭。其配置使墨水供应路径35与记录头31连通，将墨水供应给记录头31。
如图3所示，当容器1的墨水供应开口2被插入并且与副容器单位33的墨水供应针32连通时，阀门元件6抵住弹簧5，形成墨水通路，容器1内的墨水流入墨水舱34。在墨水舱34中充满墨水的台阶上，记录头31的一个喷嘴开口受到负压，墨水被充入墨水舱34，并且随之执行记录操作。
当记录操作消耗了记录头31中的墨水时，因为薄膜阀门36下游一侧的压力降低，薄膜阀门36与阀门元件38分离，并且阀门如图4所示打开。随着薄膜阀门36打开，墨水舱34中的墨水通过墨水供应路径35流入记录头31。随着墨水流入记录头31，容器1中的墨水通过墨水供应针32流入副容器单位33。
在记录装置工作期间，按照预先设置的检测定时例如是一定的周期向弹性波发生装置3提供一个驱动信号。由弹性波发生装置3产生的弹性波通过容器1的底面1a传播，传递到墨水并且通过墨水传播。
弹性波发生装置3被连接并固定在容器1上，能够为墨盒本身提供持续的检测功能。按照本发明，因为不必在模制容器1时嵌入用于检测一同水平的电极，使注模工艺得以简化，不会在电极嵌入区出现一同泄漏，并且能够提高墨盒的可靠性。
图5表示弹性波发生装置3，15，16和17的一种制造方法。用陶瓷一类的材料制成一个能够烧制的固定衬底20。首先如图5(I)所示，在固定衬底20的表面上形成作为一个电极的导电材料层21。接着如图5(II)所示在导电材料层21的表面上层叠一个压电材料的毛坯片22。接着如图5(III)所示将毛坯片22形成预定的形状例如是压成一个振荡器的形状，在自然干燥之后用例如1200℃的燃烧温度下烧制。接着如图5(IV)所示在毛坯片22的表面上形成作为另一个电极的一个导电材料层23，并且利用弯曲振荡使其极化。最后如图5(V)所示将固定衬底20切割成各个元件。用一种胶质将固定衬底20固定在容器1的预定面上，将弹性波发生装置3固定在容器1的预定面上，就制成了具有剩余量检测功能的一个墨盒。
图6表示图5所示弹性波发生装置3的另一个实施例。在图5的实施例中是将导电材料层21用做导电电极。另一方面，在图6的实施例中，通过焊接在比由毛坯片22构成的压电材料层的表面高的位置上形成导电端子21a和23a。利用导电端子21a和23a就能在电路衬底上直接安装弹性波发生装置3，并且不需要连接引线。
另外，弹性波是一种能够通过空气，液体和固体介质传播的波。因此，波长，振幅，相位，振荡的次数，传播方向，传播速度等等是随着介质的改变而变化的。另一方面，弹性波的反射波的波状态和特性也会随着介质的改变而变化。利用弹性波传播中通过的介质的改变而造成的反射波变化就能得知介质的状态。如果用这种方法检测液体容器内的液体状态，就要使用弹性波发射和接收机。以图1到图3的简化形式来解释，首先由发射和接收机向介质例如是液体容器中的液体发射一个弹性波，弹性波通过介质传播并且到达液体的表面。因为在液体表面上存在液体和空气的界面，就会有反射波回到发射和接收机。发射和接收机接收这一反射波，并且能够从弹性波与其反射波的往复运动时间周期，在弹性波产生的振幅和受到液体表面等等反射的反射波的振幅之间产生的衰减比例测量出发射机或接收机与液体表面之间的距离。利用它就能检测出液体容器内液体的状态。采用由弹性波通过介质传播的变化而产生的反射波方法的弹性波发生装置3可以是单件的发射和接收机，或者可以单独安装一个专用接收装置。
如上所述，当弹性波发生装置3产生的弹性波通过墨水液体传播时，在墨水液体表面上产生的反射波进入弹性波发生装置3的时间是随着墨水液体的密度和液面而改变的。因此，在墨水成分不变的情况下，墨水液体表面产生的反射波的进入时间取决于墨水量。这样就能通过测量从弹性波发生装置3产生弹性波的时间点到墨水液体表面发射的反射波到达弹性波发生装置3的时间点经过的时间周期检测出墨水量。另外，因为墨水中包含弹性波振动粒子，如果用颜料作为墨水的染色剂，还能够防止颜料发生沉淀。
因为弹性波发生装置3是装在容器1上，如果由于打印操作和维护操作使墨盒中的墨水减少到接近墨水用尽，并且弹性波发生装置3不能再接收到反射波，就能确定墨水接近用尽，并且可以赶快更换墨盒。
图7表示本发明的墨盒的另一个实施例。在容器1的侧壁上装有多个弹性波发生装置41到44。对于图7的墨盒，可以根据弹性波发生装置41到44各自位置上是否存在墨水而检测出各个弹性波发生装置41到44的安装水平上有没有墨水。例如，当墨水液面处在弹性波发生装置44和43之间的水平时，因为弹性波发生装置44检测到没有墨水，而弹性波发生装置41，42和43检测到有墨水，就能确定墨水液面是处在弹性波发生装置44和43之间。因此，只要提供多个弹性波发生装置41到44，就能逐步检测到墨水剩余量。
图8和9分别表示本发明的墨盒的其它实施例。在图8所示的实施例中，弹性波发生装置65被安装在按照远离墨盒最底部的垂直倾斜方式形成的底面1a上。另外，在图9所示的实施例中，在垂直方向上延长的弹性波发生装置66被安装在侧壁1b靠近底面的位置上。
按照图8和图9的实施例，当墨水被消耗并且各弹性波发生装置65和66中的一部分暴露出液面时，由弹性波发生装置65和66产生的弹性波的反射波的到达时间周期和声学阻抗就会分别对应着液面Δh1和Δh2的变化而连续改变。这样就能通过检测弹性波的反射波的到达时间周期或声学阻抗的改变程度而精确地检测到从墨水剩余量的墨水接近用尽状态到墨水用尽的过程。
在上述实施例中例举的墨盒形式是在液体容器中直接容纳墨水。作为墨盒的另一个实施例，安装在墨盒上的上述弹性波发生装置可以采取在容器1内装入一种多孔弹性体的形式，并且让液体浸入弹性体。另外，尽管在上述实施例中墨盒的高度会因采用了弯曲振荡式压电振荡器而受到限制，也可以采用纵向振荡式压电振荡器。另外，在上述实施例中，弹性波是由同一个弹性波发生装置发射和接收的。作为另一种实施例，也可以采用不同的弹性波发生装置来检测墨水剩余量，例如一方是一个回声探测发射器，而另一方是一个回声探测接收器。
图10表示本发明的墨盒的另一个实施例。在一个容器1的以垂直倾斜方式形成的底面1a上，在垂直方向上按一定的间隔设置多个弹性波发生装置65a，65b和65c。按照这一实施例，弹性波的反射波到达处在安装位置各水平上的各个弹性波发生装置65a，65b和65c的到达时间周期是不同的，这取决于在多个弹性波发生装置65a，65b和65c各自的位置上有没有墨水。因此要扫描弹性波发生装置65，检测弹性波发生装置65a，65b和65c中的弹性波的反射波的到达时间周期，这样就能检测出在各个弹性波发生装置65a，65b和65c安装位置的水平上有没有墨水。由此就能逐步检测到墨水剩余量。例如，如果墨水液面处在弹性波发生装置65b和弹性波发生装置65c之间，弹性波发生装置65c就能检测到没有墨水，另一方面，弹性波发生装置65a和65b会检测到有墨水。综合评估这些结果就能得知墨水液面处在弹性波发生装置65b和弹性波发生装置65c之间的位置。
图11表示本发明的墨盒的另一个实施例。在图11的墨盒中，为了提高被液面反射的反射波的强度，在一个浮体68上装设一个平板件67并且盖住液面。平板件67是用具有高声学阻抗和耐墨水特性的材料制成的，例如是一种陶瓷平板件。
图12A和图12B表示图11所示墨盒的另一个实施例。在图12A和图12B的墨盒中，与图11的墨盒类似，为了提高被液面反射的反射波的强度，在一个浮体68上装设一个平板件67并且盖住液面。在图12A中，弹性波发生装置65被固定在以垂直倾斜方式形成的底面1a上。当墨水剩余量减少并且弹性波发生装置65暴露出液面时，由于弹性波发生装置65产生的弹性波的反射波到达弹性波发生装置65的到达时间周期会改变，就能检测出在弹性波发生装置65安装位置的水平上有没有墨水。由于弹性波发生装置65是被安装在以垂直倾斜方式形成的底面1a上，即使是在弹性波发生装置65检测到已经没有墨水之后，容器1内也会剩下一些墨水，这样就能在墨水接近用尽的时间点上检测出墨水剩余量。
在图12B中，在一个容器1的以垂直倾斜方式形成的底面1a上，在垂直方向上按一定的间隔设置多个弹性波发生装置65a，65b和65c。按照图12B的实施例，根据在多个弹性波发生装置65a，65b和65c各自的位置上是否有墨水，反射波到达处在弹性波发生装置65a，65b和65c安装位置各水平上的各个弹性波发生装置65a，65b和65c的到达时间周期是不同的，这样就能逐步检测到墨水剩余量。例如，如果墨水液面处在弹性波发生装置65b和弹性波发生装置65c之间，弹性波发生装置65c就能检测到没有墨水，另一方面，弹性波发生装置65a和65b会检测到有墨水。综合评估这些结果就能得知墨水液面处在弹性波发生装置65b和弹性波发生装置65c之间的位置。
图13A和图13B表示本发明的墨盒的又一个实施例。在图13A所示的墨盒中装有一个墨水吸附体74，它作为至少一个墨水吸附体74面对着设在容器1内部的一个穿透孔1c。弹性波发生装置70面对着穿透孔1c被固定在容器1的底面1a上。在图13B所示的墨盒中，面对着与穿透孔1c连通的一个通道1h设有一个墨水吸附体75。
按照图13A和图13B所示的实施例，当容器1内的墨水被消耗并且墨水吸附体74和75暴露出墨水时，墨水吸附体74和75中的墨水靠自重流出并且供应给记录头31。当墨水完全耗尽时，因为墨水吸附体74和75向上吸引穿透孔1c中剩下的墨水，墨水会完全从穿透孔1c的凹部漏出。这样，由弹性波发生装置70产生的弹性波的反射波的状态在墨水用尽时就会发生变化，并且能更可靠地检测出墨水用尽。
图14A，图14B和图14C表示穿透孔1c又一个实施例的平面图。如图14A到图14C所示，穿透孔1c的平面形状可供选择的形状有圆形，矩形和三角形等适合安装弹性波发生装置的形状。
图15A和图15B表示本发明的喷墨记录装置的又一个实施例。图15A表示喷墨记录装置本身的截面。图15B表示在喷墨记录装置上安装一个墨盒272之后的截面。在一个能够在喷墨记录纸宽度方向上往复运动的托架250的下面有一个记录头252。托架250在记录头252的上面具有一个副容器单位256。副容器单位256的构造与副容器单位33类似。在副容器单位256的墨盒272的安装面侧面有一个墨水供应针254。托架250有一个面对着墨盒272基座部的凸出部258，在该区域上可以安装墨盒272。凸出部258具有弹性波发生装置260，例如是一个压电振荡器。
图16A和图16B表示适用于图15A和15B所示记录装置的一种墨盒的实施例。图16A表示用于单色例如黑色墨水的墨盒的一个实施例。本实施例的墨盒272有一个用于容纳墨水的容器274，和一个与记录装置的墨水供应针254连接的墨水供应开口276。容器274的一个凸出部278与底面274a上的一个凸出部258啮合。凸出部278含有一种超声发射材料例如是凝胶材料280。
墨水供应开口276有一个密封件282，一个阀门件286和一个弹簧284。密封件282以液密的方式和墨水供应针254啮合。阀门件286在弹簧284的作用下始终与密封件282保持接触。当墨水供应针254插入墨水供应开口276时，墨水供应针254推动阀门件286打开墨水路径。在容器274的上表面安装有半导体存储装置288，在其中存储与墨盒272内部的墨水有关的信息。
图16B表示包含多种墨水的一种墨盒的一个实施例。利用壁将容器290划分成多个区也就是墨水舱292，294和296。墨水舱292，294和296各自具有墨水供应开口298，300和302。在面对着容器290的底面290a的各个墨水舱292，294和296的区域，在圆筒形凹部310，312和314中含有凝胶材料304，306和308，远离发射弹性波发生装置260产生的弹性波。
如图15所示，当墨盒272的墨水供应开口276被插入，与副容器单位256的墨水供应针254连通时，因为阀门件286背靠着弹簧284，就会形成一个墨水通路，墨盒272内的墨水流入墨水舱262。当墨水舱262被墨水充满时，记录头252的喷嘴开口受到负压，为记录头充入墨水，并且连续执行记录操作。当记录头252中的墨水由于记录操作而被消耗时，由于薄膜阀门266下游一侧的压力降低，薄膜阀门266与阀门件270分离，阀门如图4所示打开。一旦薄膜阀门266打开，墨盒262中的墨水就流入记录头252。随着墨水流入记录头252，墨盒272中的墨水流入副容器单位256。
在记录装置工作期间，按照预先设置的检测定时例如是一定的周期向弹性波发生装置260提供一个驱动信号。由弹性波发生装置260产生的弹性波从凹部258发出，通过墨盒272的底面274a的凝胶材料传播并且发射到墨盒272内的墨水。在图15A和图15B中设有弹性波发生装置260，然而，弹性波发生装置260也可以设在副容器单位256之内。
由于弹性波发生装置260产生的弹性波通过墨水液体传播，从墨水液体表面反射到弹性波发生装置260的反射波的到达时间会随着墨水液体密度和液面而改变。因此，在墨水成分不变的情况下，在墨水液体表面上产生的反射波的到达时间仅仅取决于墨水量。这样就能通过检测从弹性波发生装置260激励的时间点到墨水液体表面反射的反射波到达弹性波发生装置260的时间点经过的时间周期来检测到墨盒272内部的墨水量。另外，因为弹性波发生装置260产生的弹性波会振动墨水中的粒子，还能防止颜料发生沉淀。
当墨盒272内部的墨水由于打印操作和维护操作减少到接近墨水用尽，并且不能再接收到弹性波发生装置260产生的弹性波之后的情况下，就能确定墨水接近用尽，并且能及时更换墨盒。值得注意的是，在墨盒272没有按规则安装到托架250上的情况下，由弹性波发生装置260产生的弹性波的传播方式就会出现急剧变化。在检测到弹性波急剧变化的情况下发出一个警告提醒用户赶快检查墨盒272。
由弹性波发生装置260产生的弹性波的反射波的到达时间周期会受到容器274内包含的墨水的密度的影响。墨水的密度可能有所不同，这取决于墨水的种类，关于墨盒272内所包含墨水的种类的数据被存储在半导体存储装置288中，根据它执行一个检测程序就能精确地检测出墨水剩余量。
图17表示本发明的墨盒272的另一个实施例。图17所示的墨盒272的底面274a是按照垂直倾斜方式形成的。对于图17的墨盒272，当墨水剩余量减少并且弹性波发生装置260的弹性波发射区有一部分暴露在液面之外时，由弹性波发生装置260产生的弹性波的反射波的到达时间周期就会随液面Δh1的变化而改变。Δh1表示底面274a在凝胶材料280两端的高度差。这样，通过检测反射波到达弹性波发生装置260的到达时间周期的改变程度就能精确地检测到从墨水剩余量的墨水接近用尽状态到墨水用尽的过程。
图18表示本发明的墨盒272和喷墨记录装置的又一个实施例。在图18的喷墨记录装置中，在墨盒272侧面的墨水供应开口276的一个侧面274b上有一个凸出部258′。凸出部258′背靠弹性波发生装置260′。在在墨盒272的侧面274b上设有凝胶材料280′，凝胶材料280′与凸出部258′啮合。按照图18的墨盒272，当墨水剩余量减少并且弹性波发生装置260′的弹性波发射区有一部分暴露在液面之外时，由弹性波发生装置260′产生的弹性波的反射波的到达时间周期和声学阻抗就会随液面Δh2的变化而持续变化。Δh2表示凝胶材料280′上、下两端的高度差。这样，通过检测反射波到达弹性波发生装置260′的到达时间周期或声学阻抗的改变程度就能精确地检测到从墨水剩余量的墨水接近用尽状态到墨水用尽的过程。
在上述实施例中例举和解释的墨盒是采取了在液体容器中直接容纳墨水的形式。作为墨盒的另一个实施例，上述弹性波发生装置260可以作用在容器174中采取一种多孔弹性体形式的墨盒上，并且让液体墨水浸入弹性体。另外，在上述实施例中，在根据液面上的反射波检测墨水剩余量的情况下，弹性波是由同一个弹性波发生装置260和260’发射和接收的。然而，本发明并非仅限于此，也可以由彼此不同的弹性波发生装置260来发射和接收弹性波。
图19表示图16A和图16B所示墨盒272的又一个实施例。在墨盒272中，为了提高被液面反射的反射波的强度，在一个浮体318上装设一个平板件316并且盖住墨水液面。平板件316最好是用具有高声学阻抗和耐墨水特性的材料制成的，例如是一种陶瓷平板件。
图20A，图20B，图20C和图21表示作为压电器件的一个实施例的激励器106的细节和等效电路。此处所说的激励器采用了至少检测液体容器内的液体的声学阻抗变化并检测消耗状态的一种方法。具体采用的方法是根据剩余振荡来检测谐振频率，并且检测液体容器内的液体的消耗状态。图20A是激励器106的放大平面图。图20B表示沿B-B线提取的截面图。图20C表示沿C-C线提取的截面图。另外，图21(A)和图21(B)表示激励器106的等效电路。另外，图21(C)和图21(D)分别表示当墨盒内充满墨水时包括激励器106及其等效电路在内的外围设备，而图21(E)和图21(F)分别表示当墨盒内没有墨水时包括激励器106及其等效电路在内的外围设备。
激励器106在其衬底178的中心处有一个圆形开口161，将一个振荡板176布置在衬底178的一面(以下称为表面)上，盖住开口161，在振荡板176的表面一侧上布置一个压电层，上部电极164和下部电极166从两侧将压电层160夹在中间，一个上部电极端子168用电路连接上部电极164，一个下部电极端子170用电路连接下部电极166，在上部电极164和上部电极端子168之间还布置有一个用电路将其相互连接的辅助电极172。各个压电层160，上部电极164，和下部电极166的主体部分都是圆形的。由压电层160，上部电极164，和下部电极166的各个圆形部分构成压电元件。
振荡板176盖住衬底178表面上的开口161。由振荡板176面对开口161的那部分和衬底178表面上的开口161形成一个空腔162。衬底178的压电元件相反一侧的面(以下称为反面)面对着液体容器一侧，在配置空腔162时让空腔162接触到液体。振荡板176相对于衬底178以液密的方式安装，即使有液体进入空腔162，液体也不会泄漏到衬底178的表面一侧。
下部电极166位于振荡板176的表面上，也就是在液体容器相反一侧的面上，并且在安装时让作为下部电极166主体部分的圆形部分的中心和开口161的中心相互间大体保持一致。应该注意到它的设置，下部电极166的圆形部分面积比开口161要小。另一方面，在下部电极166的表面一侧形成压电层160，使其圆形部分的中心和开口161的中心相互间大体保持一致。从而设置成让压电层160圆形部分的面积小于开口161的面积并且大于下部电极166圆形部分的面积。
另一方面，在压电层160的表面一侧形成上部电极164，让作为其主体部分的圆形部分的中心和开口161的中心相互间大体保持一致。在设置中让上部电极164的圆形部分面积比开口161和压电层160的圆形部分的面积小，并且比下部电极166圆形部分的面积大。
这样就构成了压电层160的主体部分，从前面一侧和后面一侧分别用上部电极164主体部分和下部电极166主体部分将其主体部分夹在中间，使压电层160能够有效地变形并受到驱动。由分别作为压电层160，上部电极164和下部电极166主体部分的各圆形部分构成激励器106中的压电元件。如上所述让压电元件接触到振荡板176。另外，在上部电极164的圆形部分，压电层160的圆形部分，下部电极166的圆形部分和开口161当中，最大面积是开口161的面积。借助于这样的结构，振荡板176以外的实际振荡区域是由开口161确定的。另外，因为上部电极164的圆形部分，压电层160，和下部电极166的圆形部分比开口161小，振荡板176更容易振荡。另外，如果将用电路连接压电层160的上部电极164的圆形部分和下部电极166的圆形部分相比较，下部电极166的圆形部分比较小。因此，是下部电极166的圆形部分决定了压电层160上产生压电效应的那一部分。
上部电极端子168被设在振荡板176的前面，通过辅助电极172用电路连接到上部电极164。另一方面，下部电极端子170被设在振荡板176的前面一侧，用电路连接到下部电极166。上部电极164被设在压电层160的前面一侧，在连接到上部电极端子168的中途需要有一个与压电层160的厚度与下部电极166的厚度之和相等的台阶差。仅仅由上部电极164难以形成这一台阶差，即使有可能，上部电极164和上部电极端子168之间的连接状态也是脆弱的，容易发生断裂。因而采用了辅助电极172作为辅助元件来连接上部电极164和上部电极端子168。按照这样的处理方式，就能得到由辅助电极172来支撑压电层160以及上部电极164的结构，可以获得所需的机械强度，并且能够确保上部电极164和上部电极端子168之间的连接。
应该注意到，压电元件和振荡板176上直接面对这一压电元件的振荡区域才是激励器106中实际产生振荡的振荡部分。另外，最好是通过烧制使激励器106中包含的部件彼此间形成一个整体。通过整体形成激励器106可使激励器106变得更容易处理。另外，加强衬底178的强度可以提高振荡特性。如果衬底178的强度加强了，仅有激励器106的振荡部分会振动，而振荡部分以外的部分不振动。另外，与加强衬底178的强度相反，如果使激励器106的压电元件变薄变小，并且使振荡板176变薄，就可以达到使激励器106除振荡部分之外的其它部分不振动的目的。
压电层160的材料最好是采用铅锆酸盐钛酸盐(PZT)，铅镧锆酸盐钛酸盐(PLZT)，或者是不采用铅的无铅压电层，而衬底178的材料最好是采用二氧化锆或铝。另外，振荡板176最好采用和衬底178相同的材料。上部电极164，下部电极166，上部电极端子168和下部电极端子170可以采用具有导电性的材料，例如是金，银，铜，铂，铝，镍等等。
如上构成的激励器106可以用于容纳液体的容器。例如可以将激励器安装在墨盒和墨水容器上，或者容纳用于溶解记录头的一种清洗溶剂的容器上。
图20A，图20B，图20C和图21中所示的激励器106被安装在液体容器上的预定位置，让空腔162接触到装在液体容器内部的液体。在液体容器内所含的液体足够的情况下，空腔162的内部及其外侧充满液体。另一方面，当液体容器内的液体被消耗并且液面下降到激励器安装位置以下的一点时，就会出现这样的状态，即空腔162内没有液体，或者是仅有空腔162内部还有液体而外侧存在空气。激励器106至少能检测到这一状态变化所产生的声学阻抗差异。借助于此，激励器106就能检测到液体容器内部包含有充足液体的状态，或者是液体消耗超过了一定的量。另外，激励器106还能够检测出液体容器内部的墨水种类。
以下要解释用激励器检测液面的原理。
为了检测介质声学阻抗的变化，需要测量介质的阻抗特性或导纳特性。为了测量介质的阻抗特性或导纳特性，可以采用一个发射电路。发射电路对介质施加一定的电压，并且通过改变频率来测量提供给介质的电流。或者是用发射电路为介质提供一定的电流，并且通过改变频率来测量施加到介质上的电压。在发射电路中测得的电流值或电压值的变化可以指示出声学阻抗的变化。另外，电流值或电压值变成最大或最小时的频率fm的变化也可以指示出声学阻抗的变化。
与上述方法不同，激励器也可以仅仅采用谐振频率的变化检测出液体声学阻抗的变化。作为利用液体声学阻抗的一种方法，有一种方法是利用激励器的振荡部分之后的一个振荡部分例如是一个压电元件，通过测量压电元件中的残余振荡所产生的反电动势来检测谐振频率。压电元件可以用激励器振荡部分中剩下的残余振荡产生一个反电动势，由激励振荡部分的振幅产生一个巨大的反电动势。这样，激励器振荡部分的振幅越大，就越容易检测。另外，巨大反电动势的变化周期随着激励器振荡部分中的残余振荡的频率而改变。这样，激励器振荡部分的频率就对应着反电动势的频率。所谓的谐振频率是指激励器的振荡部分和与这一振荡部分相接触的介质处在谐振状态下的那个频率。
为了获得谐振频率fs，要对振荡部分和介质处在谐振状态时通过测量反电动势获得的波形执行Fourier变换。因为激励器的振荡不仅伴随有一个方向上的变形，还会有诸如扭曲，伸展等各种变形，它具有包括谐振频率fs在内的多种频率。因此，要通过在压电元件和介质处在谐振状态时对反电动势的波形执行Fourier变换，并且规定最主要的频率成分，才能确定谐振频率fs。
频率fm表示介质的导纳最大或介质的阻抗最小时的那个频率。假设谐振频率是fs，频率fm会由于介质的介电损失或机械损失相对于谐振频率fs产生微小误差。然而，由于从实际测量的频率fm导出谐振频率fs很麻烦，一般都是用频率fm来代替谐振频率。通过将激励器106的输出输入到发射电路，激励器106至少能检测出声学阻抗。
试验已经证明，在测量介质的阻抗特性或导纳特性并测量频率fm的方法中规定的谐振频率与通过测量激励器振荡部分中的残余振荡所产生的反电动势来测量谐振频率fs的方法中规定的谐振频率之间几乎没有差别。
激励器106的振荡区域是由振荡板176以外的开口161所确定的空腔162构成的那一部分。在液体容器中含有足够的液体时，该振荡区域接触到液体容器内的液体。另一方面，如果液体容器中的液体没有充满，该振荡区域就接触到容器内部空腔中剩下的液体，或者是振荡区域接触不到液体，而是接触到空气或真空。
在本发明的激励器106中设有空腔162，借助于这种设计，可以在激励器106的振荡区域中保存液体容器内的液体。这样做的理由如下。
根据激励器在液体容器上的安装位置和安装角度，尽管液体容器内的液体的液面低于激励器的安装位置，液体也能附着在激励器的振荡区域上。如果激励器仅仅依靠在振荡区域内有没有液体来检测液体的存在与否，附着在激励器振荡区域上的液体就会妨碍其检测有无液体的精度。例如，在液面低于激励器安装位置的状态下，如果液体容器由于托架的往复运动而摆动，液体及会产生波纹，并且将液滴附着在振荡区域上，激励器会错误地确定液体容器内还有足够的液体。因而，与此相反，为了在即使仍然有液体的情况下精确检测液体的有无，只要合适地设计一个空腔，如果液体容器被摆动并且液面产生波纹，就能防止激励器误动作。采用这样的具有空腔的激励器可以防止误动作。
另外，如图21(E)所示，将液体容器内没有液体而激励器106的空腔162中仍剩有液体容器内的液体的情况做成一个阈值。具体地说，如果在空腔162的外围没有液体且空腔内的液体低于这一阈值时，就确定没有墨水了，如果在空腔162外围有液体并且液体高于这一阈值，就确定有墨水。例如，如果将激励器106安装在液体容器的侧壁上，就将液体容器内的液体低于激励器的安装位置确定为没有墨水的情况，并且将液体容器内的液体高于激励器的安装位置确定为有墨水的情况。由于提供了这样一个阈值，即使在空腔内的墨水已经干了且没有墨水的情况下，也能确定没有墨水的情况，空腔内没有墨水的情况和墨水由于托架摆动而附着在空腔上的情况可以确定为没有墨水的情况，因为它没有超过上述阈值。
以下要参照图20A，图20B，图20C和图21来解释通过测量反电动势而根据介质和激励器106振荡部分的谐振频率来检测液体容器内的液体状态的一种工作原理。在激励器106中，通过上部电极端子168和下部电极端子170对上部电极164和下部电极166施加一个电压。在压电层160的区域之外，在夹在上部电极164和下部电极166之间在部位产生一个电场。这一电场使压电层160变形。变形的压电层160使振荡板176以外的振荡区域扭曲和振动。在压电层160变形之后激励器106的振荡部分还会有扭曲振荡。
残余振荡是激励器106的振荡部分和介质的自由振荡。因此，在施加电压之后通过将施加到压电层160上的电压变换成脉冲波形或矩形波就容易获得振荡部分和介质的谐振状态。残余振荡还能使压电层160变形，随之使激励器106的振荡部分变形。这样，压电层160就会产生一个反电动势。通过上部电极164，下部电极166，上部电极端子168和下部电极端子170检测其反电动势。由于通过检测反电动势就能确定谐振频率，这样就能检测到液体容器内液体的状态。
谐振频率fs一般用下式来表示fs＝1/(2*π*(M*Cact)1/2)(公式1)其中的M代表振荡部分的惯性Mact与附加惯性M′之和，而Cact代表振荡部分的柔量(compliance)。
图20C是本实施例中激励器106当空腔内没有剩下墨水时的截面图。图21(A)和图21(B)是激励器106的振荡部分和空腔162在空腔内没有剩下墨水时的等效电路。
Mact代表振荡部分的厚度与振荡部分密度除以振荡部分面积的乘积，具体如图21(A)所示可表示成Mact＝Mpzt+M electrode1+M electrode2+Mvib(公式2)其中的Mpzt是振荡层160中的压电层160的厚度与压电层160密度除以压电层160面积的乘积，M electrode1代表上部电极164的厚度与振荡部分中的上部电极164的密度除以上部电极164面积的乘积，M electrode2代表下部电极166的厚度与振荡部分中的下部电极166的密度除以下部电极166面积的乘积，而M vib代表振荡部分中的振荡板176的厚度与振荡板176的密度除以振荡区域面积的乘积。然而，本实施例的最佳形式是，压电层160，上部电极164，下部电极166以及振荡板176的振荡区域各自的面积之间具有上述的或大或小的关系，面积之间的差别很小，可以从厚度，密度，和整个振荡部分的面积计算出Mact。另外，在本实施例中，最好将作为主体部分的圆形部分之外的那部分缩小到在压电层160，上部电极164和下部电极166中能够忽略的程度。这样，在激励器106中，Mact就能代表除上部电极164，下部电极166，压电层160和振荡板176以外的那些振荡区域各自的惯性之和。另外，柔量Cact代表由上部电极164，下部电极166，压电层160和振荡板176以外的振荡区域构成的那一部分的柔量。
应该注意到图21(A)，图21(B)，图21(D)和图21(F)表示了激励器106的振荡部分和空腔162的等效电路，然而，在这些等效电路中，Cact代表激励器106的振荡部分的柔量。C pzt，C electrode1，C electrode2和C vib分别代表振荡部分中的压电层160，上部电极164，下部电极166，和振荡板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可以将图21(A)表示成图21(B)。
柔量C act代表在增加振荡部分单位面积上的压力时出现的变形所产生的能够接收介质的量。另外也可以用柔量C代表变形的难易程度。
图21(C)表示激励器106在液体容器内含有充足液体并且液体充满激励器106的振荡部分外围的情况下的一个截面图。图21(C)中的M′max代表在液体容器内含有充足液体并且液体充满激励器106的振荡部分外围的情况下附加惯性的最大值。M′max的表达式是M′max＝(π*ρ/(2*K3))*(2*(2*K*a)3/(3*π))/(π*a2)2(公式4)
其中的a代表振荡部分的直径，ρ代表介质的密度，而K代表波的数量。
应该注意到，在激励器106的振荡部分是直径为a的圆形的情况下满足公式4。附加惯性M′代表的量表示振荡部分质量出现的增加。从公式4可见，M′max会随着振荡部分的直径a和介质的密度ρ有很大变化。
波的数量K可以表示为K＝2*π*f act/C (公式5)其中的f代表振荡部分在没有液体接触时的谐振频率，而C代表通过介质传播的声音的速度。
图21(D)表示在图21(C)情况下激励器106的振荡部分和空腔162的等效电路，在这种情况下，液体容器中含有足够的液体，并且液体充满激励器106振荡区域的外围。
图21(E)表示激励器106在液体容器的液体有消耗情况下的一个截面图，在激励器106的振荡区域外围没有液体，但是激励器106的空腔162内还有液体。公式4表示根据密度ρ的联系确定的最大值M′max，例如是在液体容器充满液体的情况下。另一方面，在液体容器的液体有消耗，并且激励器106的振荡区域外围的液体变成了空气或真空，而空腔162内还有液体情况下，可以用以下公式表示M′＝ρ*t/S(公式6)其中的t代表参与振荡的介质的厚度，S代表激励器106振荡区域的面积。如果振荡区域是直径为a的圆形，就满足S＝π*a2。这样，在液体容器含有充足液体并且液体充满激励器106的振荡区域外围的情况下，附加惯性M′就遵守公式4。另一方面，在液体有消耗并且激励器106的振荡区域外围的液体变成了空气或真空，而空腔162内还有液体的情况下，就遵守公式6。
如图21(E)所示，在液体有消耗，激励器106的振荡区域外围没有液体，但是激励器106的空腔162内还有液体的情况下，附加惯性M′被定义为M′cav，M′cav是在激励器106的振荡区域外围充满液体的情况下根据附加惯性M′max来识别的。
图21(F)表示在图21(E)情况下激励器106的振荡部分和空腔162的等效电路，在这种情况下，液体容器中的液体有消耗，在激励器106振荡区域外围没有液体，但是在激励器106的空腔162内还有液体。
此时，涉及介质状态的参数是公式6中的介质密度ρ和介质厚度t。在液体容器内部含有充足液体的情况下，液体会接触到激励器106的振荡部分，并且，在液体容器内部含有充足液体的情况下，液体会留在空腔内，或者激励器106的振荡部分会接触到空气或真空。在激励器106外围的液体会消耗，如果在从图21(C)的M′max变到图21(E)的M′cav的过程中将附加惯性定义为M′var，因为介质的厚度t是随液体容器内包含液体的状态而变的，附加惯性M′var会改变，而谐振频率fs也会改变。因此，通过确定谐振频率fs就能检测出液体容器中有没有液体。如图21(E)所示，假设t＝d，用公式6表示M′cav，并且将空腔的深度d代入公式6中的t。
M′cav＝ρ*d/S (公式7)另外，即使介质是彼此不同的液体，因为密度ρ对不同的成分是不同的，附加惯性M′会改变，而谐振频率fs也会改变。因此，通过确定谐振频率fs就能检测出液体容器中有没有液体。
应该注意到，在仅有墨水或空气中的任何一种接触到激励器106的振荡部分并且不会混淆的情况下，即使按照公式4计算也能检测到M′的不同。
图22A的曲线表示墨水容器内的墨水量与墨水和振荡部分的谐振频率fs之间的关系。以下将墨水作为一个实施例中的液体。纵坐标轴表示谐振频率fs，横坐标轴表示墨水量。当墨水成分不变时，谐振频率fs随着剩余墨水量减少而上升。
在墨水容器含有充足的墨水并且墨水充满激励器106的振荡区域外围的情况下，最大附加惯性M′max是由公式4代表的值。另一方面，在墨水有消耗，激励器106的振荡区域外围没有充满墨水，而空腔162内还有墨水的情况下，用公式6根据介质的厚度计算附加惯性M′var。因为公式6中的t代表参与振荡的介质的厚度，只要减小激励器106的空腔的d(参见图20B)，也就是将衬底178做成足够薄，就能检测到墨水逐步消耗的过程(参见图21(C))。将tink定义为参与振荡的墨水的厚度，而tink-max定义为M′max的t ink。例如可以将激励器106布置在墨盒的底面上，大致与墨水液面平行。当墨水有消耗并且墨水液面到达比激励器106的t ink-max部位低的高度时，M′var就会按公式6逐步变化，而谐振频率fs按公式1逐步变化。因此，只要墨水液面处在t的范围之内，激励器106就能检测到墨水逐步消耗的状态。
另外，只要将激励器106的振荡区域做得越来越大并且布置在纵向上，公式6中的S就会由于墨水消耗而随着液面位置改变。这样，激励器106就能检测到墨水逐步消耗的过程。例如，激励器106布置在墨盒的侧壁上，大致与墨水液面垂直。当墨水有消耗且墨水液面到达激励器106的振荡区域时，由于附加惯性M’随着液面降低而减小，谐振频率fs会逐步增大。因此，只要墨水液面处在空腔162的半径2a范围之内(参见图21(C))，激励器106就能检测到墨水逐步消耗的状态。
图22A的曲线X代表墨水容器内含有的墨水量与墨水和振荡部分之间在激励器106的空腔162被做得足够浅的情况下或是激励器106的振荡区域被做得越来越大的情况下的关系。可以看出墨水和振荡部分的谐振频率是随着墨水容器内墨水量的减少而逐步改变的。
具体地说，可以检测到墨水逐步消耗过程的情况是这样一种情况，彼此间具有不同密度的液体和空气同时存在并且参与振荡。随着墨水被逐步消耗，作为在激励器106振荡区域的外围参与振荡的介质，在液体减少的同时空气会增加。例如，如果将激励器106与墨水液面平行地布置，并且在t ink小于t ink-max的情况下，参与激励器106的振荡的介质就同时包括墨水和空气。因此，假设激励器振荡区域的面积是S，按下式用墨水和空气的附加质量来表达一种比公式4的M’max低的状态M’＝M’air+M’ink＝ρair*t air/S+ρink*t ink/S (公式8)其中的M’air代表空气的惯性，M’ink代表墨水的惯性，ρair代表空气的密度，ρink代表墨水的密度，t air代表参与振荡的空气厚度，而t ink代表参与振荡的墨水的厚度。在激励器106振荡区域外围参与振荡的介质之外，空气会随着液体减少而增加，在激励器106与墨水液面平行布置的情况下，t air增加而t ink减少，从而使M’var逐步下降而谐振频率逐步增大。这样就能检测出墨水容器内剩余的墨水量或墨水的消耗量。应该注意到，公式7之所以仅仅包含液体密度的原因是因为在此处假设的情况是空气密度很小可以忽略。
在激励器106与墨水液面大致垂直布置的情况下，就需要考虑参与激励器106振荡的介质的区域仅仅是墨水和参与激励器106振荡的介质的区域仅仅是激励器106振荡区域以外的空气的两种平行等效电路(未示出)。假设在参与激励器106振荡的介质的区域仅仅是墨水时，其面积是S ink，而在参与激励器106振荡的介质的区域仅仅是空气时，其面积是S air
1/M’＝1/M’air+1/M’ink＝Sair/(ρair*t air)+S ink/(ρink*t air)(公式9)在激励器106的空腔内没有墨水时采用公式9。如果激励器106的空腔内还有墨水，就可以用公式7，公式8和公式9来计算。
另一方面，在衬底178很厚的情况下，也就是空腔162的深度d很深，d接近于介质的厚度t ink-max，或者是在激励器的振荡区域与采用的液体容器相比很小的情况下，无论墨水液面是处在比激励器安装位置高的位置还是低的位置上，实际上或多或少总能检测到墨水逐步消耗的过程。换句话说就是能够检测到激励器振荡区域中有没有墨水。例如，图22A的曲线Y代表在小圆形振荡区域的情况下墨水容器内的墨水量与墨水和振荡部分的谐振频率fs之间的关系。在墨水容器内的墨水液面通过激励器安装位置前、后的墨水量Q的范围内，可以看到墨水和振荡部分的谐振频率fs有引人注目的变化，这样就能检测到墨水容器内是否还有预定量的墨水。
图22B表示图22A曲线Y中的墨水的密度与墨水和振荡部分的谐振频率fs之间的关系。以墨水作为液体的一个例子，如图22B所示，随着墨水密度的增大，附加惯性会增大，而谐振频率fs就会降低。具体地说，不同类墨水的谐振频率是不同的。因此，通过在补充墨水时测量谐振频率fs，就能查出是否混入了不同密度的墨水。
这样就能识别出含有不同类墨水的墨水容器。
以下要解释的情况是，如果适当地设置空腔的形状和尺寸，激励器106的空腔162即使在液体容器内没有液体时也能精确检测到液体状态。如果激励器106在空腔162内充满液体时能够检测到液体的状态，即使是在空腔162内没有充满液体时，它也能检测出液体的状态。
谐振频率fs是惯性M的函数。惯性M是惯性M act和附加惯性M’之和，而附加惯性与液体的状态有关。附加惯性M’是用来指示振荡部分的质量由于振荡部分附近的介质作用而有所增加的一个量。具体地说，也就是由于振荡部分的振荡对介质的明显吸收所引起的振荡部分质量的增加。
与此相应，在公式4中的M’cav大于M’max的情况下，受到明显吸收的介质是留在空腔162内的所有液体和液体容器内的空气或真空。此时，由于M’不变，谐振频率fs也不会变。这样，激励器106就能检测出液体容器内液体的状态。
另一方面，在公式4中的M’cav小于M’max的情况下，受到明显吸收的介质是留在空腔162内的液体和液体容器内的空气或真空。此时，由于M’与液体容器内充满液体的状态有所变化，谐振频率fs就会改变。这样，激励器106就能检测出液体容器内液体的状态。
具体地说，在液体容器内的液体处于空的状态并且激励器106的空腔162能还有液体的情况下，要激励器106能够精确检测液体状态的条件是M’cav小于M’max。应该注意到，激励器106能够精确检测液体状态的这一条件M’max＞M’cav没有涉及到空腔162的形状。
其中的M’cav是与空腔162的体积大致相等的液体质量。因此，根据不等式M’max＞M’cav，就可以用空腔162体积的条件来表示要激励器106能够精确检测液体状态所要求的条件。例如，假设圆形空腔162的开口161的直径是a，而空腔162的深度是d，M’max＞ρ*d/πa2(公式10)展开公式10可得到以下的条件a/d＞3*π/8 (公式11)应该注意到，只要空腔162的形状是圆形的，就满足公式10和公式11。如果在不是圆形的情况下采用M’max的表达式并且替换其面积πa2代入公式10，就能得到空腔尺寸如宽度和长度与空腔深度之间的关系。
这样，即使是在液体容器内已没有液体而空腔162内还有液体的情况下，其空腔162具有满足公式11的开口161的半径a和空腔深度d尺寸的一个激励器106也能无误地检测出液体状态。
由于附加惯性M’会影响到声学阻抗特性，可以说测量激励器106由于残余振荡而产生的反电动势的方法至少能检测到声学阻抗的变化。
另外，按照本实施例，由激励器106产生一个振荡，并且测量测量激励器106由于随后发生的残余振荡而产生的反电动势。然而，不一定要求激励器106的振荡部分在驱动电压的作用下通过其本身的振荡为液体提供振荡。具体地说，如果振荡部分本身不振荡，而是由液体中与振荡部分相接触的一定范围内的液体的振荡使压电层160扭曲和变形。这种残余振荡使压电层160产生一个反电动势电压并且将其反电动势电压发送给上部电极164和下部电极166。利用这种现象就能检测到介质的状态。例如在一种平面记录装置中，可以在打印时对打印头进行扫描，利用由于托架往复运动的振荡所产生的发生在激励器振荡部分外围的振荡检测出墨水容器或是其内部墨水的状态。
图23A和图23B表示残余振荡的波形和在激励器106发生振动之后测量激励器106的残余振荡的一种方法。在激励器106振荡之后，利用残余振荡频率的变化和振幅的变化就能检测出墨水液面在墨盒内部激励器106安装位置水平处的上、下。在图23A和图23B中，纵轴代表激励器106的残余振荡所产生的反电动势的电压，而横轴代表时间。图23A和图23B中所示的电压模拟信号是由激励器106的残余振荡产生的。随后将模拟信号变换成对应着信号频率的数字值。
在图23A和图23B所示的实施例中，有没有墨水是通过测量从模拟信号的第四个脉冲到第八个脉冲的四段所构成的时间周期来检测的。
具体地说，在激励器106振荡之后，对预先设置的参考电压从低电压一侧过渡到高电压一侧的次数计数。将从四计数到8计数范围内的数字信号定义为High，按照预定的时钟脉冲测量跨度从四计数到8计数的时间周期。
图23A表示当墨水液面比激励器106的安装位置水平高时的一种波形。另一方面，图23B表示在激励器106的安装位置水平上没有墨水时的波形。比较图23A和图23B，在从第四计数到第八计数的时间跨度内，图23A的波形比图23B的波形长。换句话说，从第四计数到第八计数的时间跨度是随着有没有墨水而不同的。利用时间跨度的这种差别就能检测出墨水消耗状态。之所以从模拟波形的第四计数开始计数是因为应该在激励器106的振荡稳定之后再开始计数。从第四计数起计数仅仅是一个实施例，也可以从优选的一个顺序计数值开始计数。在此处是检测从第四计数到第八计数的信号，并且测量从第四计数到第八计数的时间跨度，从中找出谐振频率。时钟脉冲最好采用与用来控制安装在墨盒上的半导体器件的时钟相同的时钟脉冲。值得注意的是，不一定要测量直至第八计数的时间跨度，计数可以到优选的一个顺序计数值结束。在图23A和图23B中是测量从第四计数到第八计数的时间跨度，然而，根据用来检测频率的具体电路结构，也可以测量不同计数间隔之内的时间跨度。
例如，在墨水的质量稳定并且在峰值之间的幅值变化很小的情况下，为了加快检测速度，可以通过检测从第四到第六计数的时间跨度来建立谐振频率。另外，在墨水的质量不稳定并且脉冲幅值变化很大的情况下，为了能精确检测残余振荡，可以检测从第四计数到第十二计数的时间跨度。
另外，作为另一个实施例，可以在预定周期内对反电动势电压波形的波形数计数(未示出)。按照这种方法也能建立谐振频率。具体地说，在激励器106振荡之后，数字信号只有在预定周期内才变成High，预定的参考电压从低电压一侧过渡到高电压一侧。通过测量其计数值就能检测出有没有墨水。
另外，比较图23A和图23B可见，在墨盒中充满墨水的情况下和墨盒中没有墨水的情况下，反电动势的幅值是不同的。因此，通过测量反电动势的幅值就能检测出墨盒内的墨水消耗状态。具体地说，例如将参考电压设置在图23A的反电动势的顶点和图23B的反电动势的顶点之间。在激励器106振荡之后，一个数字信号会变成High，如果反电动势跨过了参考电压，就确定为没有墨水。如果反电动势没有跨过参考电压，就确定为有墨水。
图24表示激励器106的一种制造方法。整体形成多个激励器106(在图24的实施例中是4件)。图25所示的激励器106是通过将图24所示的整体模制的多个激励器切割成单个激励器106的形式而制成的。如果图24所示的整体模制的多个激励器106各自的压电元件是圆形的，只要将整体模制件切割成单个激励器106的形式，就能制成图20A，图20B和图20C所示的激励器106。通过整体形成多个激励器106便于在同时有效地制造第一个激励器106，并且在运用材料时便于处理。激励器106具有一个薄板或振荡板176，衬底178，弹性波发生装置或压电元件174，一个端子形成材料或上部电极端子168，以及端子形成件或下部电极端子170。压电元件174包括压电振荡板或压电层160，上电极或上部电极164，以及下电极或下部电极166。振荡板176被设在衬底178的上表面上，下部电极166被设在振荡板176的上表面上。压电层160被设在下部电极166上，上部电极164被设在压电层160的上表面上。这样所形成的压电层160的主体部分从上、下两方被夹在上部电极164和下部电极166的主体部分之间。
在振荡板176上形成多个压电元件174(在图24的实施例中是4件)。下部电极166被设在振荡板176的前面，压电层160被设在下部电极166的前面，而上部电极164被设在压电层的上表面上。上部电极端子168和下部电极端子170被设在上部电极164和下部电极166的端部。单独切割成4件激励器106并且单独使用。
图25表示压电元件为矩形的一种激励器106的一个局部截面图。
图26表示图25中所示激励器106的整体截面图。在衬底178面对着压电元件174的表面上形成穿透孔178a。用振荡板176密封穿透孔178a。振荡板176具有诸如氧化铝和氧化锆的电绝缘，并且用弹性和可变形材料制成。压电元件174面对着穿透孔178a设在振荡板176上。下部电极166被设在振荡板176的前面上，在远离穿透孔178a的方向上延伸到图26的左侧。上部电极164被设在压电层160的前面上，延伸到图26的右侧，与远离穿透孔178a的下部电极的方向相反。分别在辅助电极172和下部电极166的上面形成上部电极端子168和下部电极端子170。下部电极端子170用电路连接到下部电极166，上部电极端子168通过辅助电极172用电路连接到上部电极164，并且在压电元件和激励器106的外部之间接收和发送一个信号。上部电极端子168和下部电极端子170的高度比压电元件加上电极和压电层的高度要高。
图27表示制造图24所示激励器106的一种方法。首先采用压力或激光等处理方式在一个毛坯片940中冲压出一个穿透孔940a。经过烧制由毛坯片940形成衬底178。毛坯片940是用陶瓷一类的材料制成的。接着在毛坯片940上层叠一个毛坯片941。经过烧制由毛坯片941形成振荡板176。毛坯片941是用氧化锆一类的材料制成的。接着在毛坯片941的表面上采用压膜印刷等方法依次形成一个导电层942，压电层160和一个导电层944。导电层942在以后作为下部电极166，而导电层944在以后作为上部电极164。接着将形成的毛坯片940，毛坯片941，导电层942，压电层160和导电层944进行干燥和烧制。垫片件947和948的底部层叠在一起并且比压电元件要高，从而垫高上部电极端子168和下部电极端子170的高度。通过用相同的材料印刷毛坯片940和941或者用层叠的毛坯片形成垫片件947和948。借助于这些垫片件947和948，不仅可以减少上部电极端子168和下部电极端子170的金属材料，还可以使上部电极端子168和下部电极端子170的厚度变薄，便于精制地印刷上部电极端子168和下部电极端子170，并且还能获得稳定的高度。
在形成导电层942时，如果在同时形成连接部分944’和垫片件947和948，就容易形成并稳固地固定上部电极端子168和下部电极端子170。最后在端部区域上形成导电层942和导电层944。在形成上部电极端子168和下部电极端子170时形成上部电极端子168和下部电极端子170与压电层160的电连接。
图28A，图28B和图28C表示适用于本发明的墨盒的又一个实施例。图28A是按照本实施例的墨盒底部的一个截面图。本实施例的墨盒在包含墨水的容器1的底面1a上有一个穿透孔1c。穿透孔1c的底部与激励器650是密封的，形成一个墨水储存槽。
图28B表示图28A中的激励器650和穿透孔1c的细微截面图。图28C表示图28B中所示激励器650和穿透孔1c的平面图。激励器650具有一个振荡板72和一个固定在振荡板72上的压电元件73。激励器650被固定在容器1的底面上，让压电元件73通过振荡板72和衬底71面对着穿透孔1c。振荡板72是有弹性并可以变形的，并且具有耐墨水特性。
由压电元件73和振荡板72的残余振荡所产生的反电动势的幅值和频率是随着容器1的墨水量而改变的。穿透孔1c被形成在面对激励器650的位置，在穿透孔1c中保存有少量的墨水。这样就能通过预先测量由保存在穿透孔1c中的墨水量来确定的激励器650的振荡特性而可靠地检测到容器1中的墨水用尽。
图29A，图29B和图29C表示穿透孔1c的另一个实施例。在图29A，图29B和图29C中，左侧的图表示在穿透孔1c中没有墨水K的状态，而右侧的图表示在穿透孔1c中还有墨水K的状态。在图28A，图28B和图28C中，穿透孔1c所形成的侧壁是垂直壁。在图29A中，在穿透孔1c中以垂直倾斜的方式形成侧壁1d，开口向外展宽。在图29B中，在穿透孔1c的侧壁上形成台阶部1e和1f。位于上部位置的台阶部1f比位于上部位置的台阶部1e宽。在图29C中，穿透孔1c有一个在墨水K易于泄漏的方向也就是墨水供应开口2的方向上延伸的通道1g。
根据图29A到图29C所示的穿透孔1c的形状，可以减少墨水储存位置处的墨水量K。这样，在图20A，图20B，图20C和图21中所述的M’cav和M’max就具有可比性并且能够达到很小，并且因为激励器650在墨水用尽时的振荡特性与容器1中还有可以打印的墨水量K时的情况有很大区别，就能更可靠地检测到墨水用尽。
图30表示激励器另一个实施例的透视图。激励器660有一个密封件76，它在衬底或用来配置激励器660的安装板78上的位置比穿透孔1c更靠外。在激励器660的周边上形成模压孔77。利用模压通过模压孔77将激励器660固定在容器1上。
图31A和图31B是激励器的又一个实施例的透视图。在本实施例中，激励器670有一个凸起形衬底80和一个压电元件82。凸起部81被形成在凸起形衬底80的一个表面上，在另一个表面上安装压电元件82。凸起部81上除凸起形衬底80之外的底部作为振荡区域。这样，激励器670的振荡区域就是由凸起部81的边缘部限定的。另外，激励器670的结构类似于按照图20A，图20B和图20C的实施例中除激励器106之外的整体形成的衬底178和振荡板176的结构。这样就能在制造墨盒时缩短制造步骤并且降低其成本。激励器670的尺寸可以嵌入设在容器1上的穿透孔1c中，这样就能将凸起部81当做一个空腔。值得注意的是，按照图20A，图20B和图20C的激励器106也可以和按照图31A和图31B的激励器670一样嵌入穿透孔1c中。
图32的透视图表示作为一个安装模块体100整体形成的激励器106的构造。模块体100被装备在容器1上的预定位置。按照模块体100的配置，它可以通过至少检测墨水液体中声学阻抗的变化而检测出容器1内部液体的消耗状态。本实施例的模块体100具有一个液体容器安装部101，用于在容器1上安装激励器106。液体容器安装部101被配置成包含由驱动信号产生振荡的激励器106的一个圆筒部116，它被安装在大致为矩形平面的一个基座102上。这样的配置使模块体100的激励器106在安装到墨盒上时不会接触到外部，能够保护激励器106免于与外部接触。应该注意到圆筒部116顶上一侧的边沿被导成了圆形，在安装到设在墨盒上的孔中时便于装入。
图33是图32所示模块体100的结构分解图。模块体100包括由树脂构成的液体容器安装部101，一个板110，和一个具有凸起部113的压电器件安装部105。另外，模块体100还具有引线104a，104b，激励器106和一个薄膜108。板110是用不易被腐蚀的材料制成的，例如是不锈钢或不锈钢合金等等。在圆筒部116和液体容器安装部101所包含的基座102上的中心部位形成一个开口部114，可以包含引线104a和104b，并且形成凸起部113以便能容纳激励器105，薄膜108和板110。激励器106通过薄膜108与板110接合，将板110和激励器106固定在液体容器安装部101上。这样就能将引线104a和104b，激励器106，薄膜108和板110整体安装到液体容器安装部101上。引线104a和104b分别被连接到上部电极和下部电极，并且向压电层发射一个驱动信号，同时向记录装置发射由激励器106检测到的谐振频率的信号。激励器106按照从引线104a和104b发射来的驱动信号短暂振荡。激励器106在振荡之后执行残余振荡，由其振荡而产生一个反电动势。此时，通过检测反电动势的振荡周期就能检测出对应着液体容器内墨水状态的谐振频率。薄膜108将激励器106和板110粘接在一起，并且以液密方式将激励器密封。薄膜108是用聚烯烃等材料制成的，并且能够通过热融而粘接。
板110是一个圆形的板，并且形成基座102的圆筒形开口部114。激励器106和薄膜108被制成矩形。引线104，激励器106，薄膜108和板110可以和基座102连接/拆卸。基座102，引线104，激励器106，薄膜108和板110相对于模块体100的中心轴线对称地布置。另外，基座102，激励器106，薄膜108和板110的中心大约被布置在这一中心轴线上。
基座102的开口114的面积比激励器106的振荡区域的面积要大。在板110的中心面对着激励器106的振荡区域的位置上设有一个穿透孔112。在图20A，图20B，图20C和图21所示的激励器106上形成空腔162，由穿透孔112和空腔162配合形成一个墨水储存部。板110的厚度应该小于穿透孔112的半径，以便减少残余墨水的影响。例如，穿透孔112的深度最好是小于其半径的三分之一。穿透孔112是相对于模块体100的中心轴线对称的一个大致完整的圆形。另外，穿透孔112的面积比激励器106的空腔162的开口面积要大。穿透孔112的圆周可以是锥形或台阶形。模块体100被安装在容器1的侧壁，上部或底部上。当墨水被消耗并且在激励器106的外围没有墨水时，由于激励器106的谐振频率会有很大变化，就能检测到墨水液面的变化。
图34是模块体另一个实施例的透视图。在本实施例的模块体400中，在液体容器安装部401上形成一个压电器件安装部405。在液体容器安装部401中平面大致成正方形并且导成圆角的一个基座402上形成圆筒形的圆筒部403。另外，压电器件安装部405包括竖立在圆筒部403和凸起413上的一个平面要素406。激励器106被布置在设置于平面要素406侧壁上的凸起部413上。应该注意到平面要素406的尖部是以预定的角度倾斜的，在安装到设在墨盒内的孔中时便于安装。
图35是图34所示模块体400的结构分解图。与图32所示的模块体100类似，模块体400包括液体容器安装部401和压电器件安装部405。液体容器安装部401具有基座402和圆筒部403，而压电器件安装部405具有平面要素406和凸起部413。激励器106与板410接合，并且固定在凸起部413上。模块体400还具有引线404a和404b，激励器106，和薄膜408。
按照本实施例，板410是矩形的，而设在平面要素406上的开口部位414也是矩形的。引线404a和404b，激励器106，薄膜408和板410被配置成可以和基座402连接/拆卸。激励器106，薄膜408和板410穿过开口414的中心，并且相对于在与开口部位414的平面垂直的方向上延伸的中心轴线对称地布置。另外，激励器106，薄膜408和板410的中心被大致布置在这一中心轴线上。
在板410的中心形成的穿透孔412的面积比激励器106的空腔162开口的面积要大。由激励器106空腔162的开口和穿透孔412配合形成一个墨水储存部。板410的厚度应该小于穿透孔412的半径。例如，穿透孔412的深度最好是小于其半径的三分之一。穿透孔412是相对于模块体400的中心轴线对称的一个大致完整的圆形。穿透孔412的圆周可以是锥形或台阶形。模块体400可以被安装在容器1的底部，让穿透孔412处在容器1内。由于激励器106被布置在容器1内，激励器106在垂直方向上延伸，如何改变基座402的高度，就能改变激励器106在容器1内部的布置高度，这样就便于改变对墨水用尽时间点的设置。
图36A，36B和36C表示模块体的又一实施例。与图32所示的模块体100类似，图36A，36B和36C的模块体500包括具有基座502和圆筒部503的一个液体容器安装部501。模块体500还具有引线504a和504b，激励器106，薄膜508和板510。在液体容器安装部501所包括的基座502的中心部位形成一类包含引线504a和504b的开口部514，并且形成一个能够包含激励器106，薄膜508和板510的凸起部513。激励器106通过板510被固定在压电器件安装部505上。这样就能将引线504a和504b，激励器106，薄膜508和板510整体安装到液体容器安装部501上。在本实施例的模块体500中，在平面大致成正方形并且导成圆角的一个基座上以垂直倾斜方式在其上表面上形成圆筒部503。在以垂直倾斜方式设置在圆筒部503上的凸起部513上布置激励器106。
模块体500的尖部是倾斜的，并且激励器106被安装在其倾斜面上。这样，当模块体500被安装到容器1底部或侧面上时，激励器106相对于容器1的垂直方向有一个斜面。考虑到检测性能的要求，模块体500尖部的倾斜角度最好在30°到60°之间。
模块体500被安装到容器1的底部或侧壁上，让激励器106处在容器1的内部。在模块体500被安装在容器1侧面的情况下，激励器106被安装在容器1上，使激励器106是倾斜的，并且面朝着上方，下方或横向一侧。另一方面，在模块体500被安装在容器1底部的情况下，激励器106被安装在容器1上，使激励器106倾斜并且面朝着容器1的墨水供应开口。
图37是在图32所示的模块体100被安装到容器1上时靠近墨水容器底部的一个截面图。模块体100在安装时穿透容器1的侧壁。在容器1的侧壁与模块体100的接合面上设有一个O-环365，并且以液密的方式保持模块体100和容器1。模块体100最好能设有一个如图32所示的圆筒部，以便用一个O-环将模块体100密封。将模块体100的尖部插入容器1的内部，使容器1内部的墨水通过板110的穿透孔112接触到激励器106。由于激励器106的残余振荡的谐振频率是随着液体或气体介质在激励器106的振荡部分外围的存在与否而不同的，采用这种模块体100就能检测到墨水消耗状态。另外还不仅限于模块体100，图34所示的模块体400，图36A，图36B和图36C所示的模块体500，或者是图38A，图38B和图38C所示的模块体700A和700B以及一种模制结构体600都可以安装在容器1上用来检测有没有墨水。
图38A表示当模块体700B被安装到容器1上时墨水容器的截面图。在本实施例中，模块体700B被用做安装构件中的一个。模块体700B被安装在容器1上，让液体容器安装部360突入容器1的内部。在安装板350上形成穿透孔370，并且让穿透孔370面对着激励器106的振荡部分。另外，在模块体700B的底面上形成孔382和压电器件安装部。用激励器106密封住孔382的一侧。墨水通过压电器件安装部363的孔382和安装板350的穿透孔370接触到振荡板176。压电器件安装部363的孔382和安装板350的穿透孔370配合构成一个墨水储存部。用安装板350和薄膜件来固定压电器件安装部363和激励器106。在液体容器安装部360和容器1之间的接触部位上设有密封结构372。密封结构372可以用具有塑性的材料例如是合成树脂等制成，或者是制成一的O-环。图38A的模块体700B和容器1是独立体，然而，模块体700B的压电器件安装部可以由容器1的一部分构成。
在图38A的模块体700B中，不需要象图32到图36A，图36B和图36C那样在模块体中嵌入引线。这样就能简化模制工艺。另外还有可能更换模块体700B并且能回收。
当墨盒摆动时可能有这样的危险，墨水会附着在容器1的上面或侧面，激励器106会由于墨水在容器1的上面和侧壁上流动而发生误动作。然而，由于模块体700B的液体容器安装部360是突入容器1内部的，激励器106不会因墨水在容器1的上面和侧壁上流动而发生误动作。
另外，在图38A的实施例中，模块体700B被安装在容器1上，只有振荡板176和安装板350的一部分接触到容器1内部的墨水。在图38A的实施例中，不需要在模块体的电极中嵌入图32到图36A，图36B和图36C中所示的引线104a，104b，404a，404b，504a和504b。这样就能简化模制工艺。另外还有可能更换模块体700B并且能回收。
图38B表示当激励器106被安装到容器1上时墨水容器的截面图。在按照图38B的实施例的墨盒中，在容器1上装有作为与激励器106分开的独立体的一个保护件361。这样，保护件361和激励器106不是作为一个模块的整体，然而，另一方面，保护件361可以使激励器106受到保护，避免接触到使用者的手。在激励器106的前面，在容器1的侧壁上布置有一个孔380。激励器106包括压电层160，上部电极164，下部电极166，振荡板176和安装板350。振荡板176被设在安装板350的上面，而下部电极166被设在振荡板176的上面。压电层160被设在下部电极166的上面，而上部电极164被设在压电层160的上面。这样所形成的压电层160的主体部分从上、下双方被夹在上部电极164的主体部分和下部电极166的主体部分之间。由作为压电层160，上部电极164和下部电极166各自的主体部分的圆形部分构成压电元件。压电元件被设在振荡板176上。压电元件和振荡板176的振荡区域就是激励器实际振动的振荡部分。在安装板350上设有穿透孔370。另外在容器1的侧壁上设有穿透孔380。这样，墨水就能通过容器1上的孔380和安装板350上的穿透孔370接触到振荡板176。由容器1上的孔380和安装板350上的穿透孔370配合构成一个墨水储存部。另外，在图38B的实施例中，因为保护件361保护了激励器106，可以防止从外部接触到激励器106。
值得注意的是可以用图20A，图20B和图20C中的衬底178代替图38A和图38B的安装板350。
图38C表示具有包括激励器106的一个模制结构体600的一个实施例。在本实施例中，模制结构体600被用做一个安装结构体。模制结构体600具有激励器106和模制部分364。激励器106和模制部分364是整体模制的。模制部分364是用具有塑性的材料例如硅胶等等模制而成的。在模制部分364内部有引线362。所形成的模制部分364有两个从激励器106上伸出的腿。模制部分364两腿的端部被制成半球形，以便以液密的方式来固定模制部分364和容器1。控制部分364被安装在容器1上，让激励器106突入容器1内部，并且让激励器106的振荡部分接触到容器1内的墨水。模制部分364可保护上部电极164，压电层160和下部电极166不会接触到墨水。
在模制结构体600中，由于不需要在模制部分364和容器1之间提供密封结构372，墨水不容易泄漏。另外，因为模制结构体600的配置不是突出在容器1外部的，可以保护激励器106免于接触到外部。在墨盒摆动时有可以出现这种危险，墨水会附着在容器1的上面或侧壁上，而激励器106会由于从容器1的上面和侧壁上流动的墨水接触到激励器106而发生误动作。然而，利用模制结构体600，由于模制部分364是突入容器1内部的，激励器106不会因墨水在容器1的上面和侧壁上流动而发生误动作。
图39表示采用图20A，图20B和图20C所示的激励器106的墨盒和喷墨记录装置的一个实施例。在具有多个墨水入口部分182和对应着各个墨盒180的支架184的一个喷墨记录装置上安装多个墨盒180。多个墨盒180各自包含不同类例如是不同颜色的墨水。在多个墨盒180各自的底面上装有至少用来检测声学阻抗的激励器106。在墨盒180上安装激励器106就能检测出墨盒180内的墨水剩余量。
图40表示喷墨记录装置的头部外围的细节。喷墨记录装置具有墨水入口部分182，支架184，头板186和一个喷嘴板188。在喷嘴板188上形成多个用于喷射墨水的喷嘴190。墨水入口部分182具有空气供应开口181和入口183。空气供应开口181为墨盒180供应空气。墨水入口183从墨盒180中引入墨水。墨盒180具有空气入口185和墨水供应开口187。空气供应入口185从入口部分182的空气供应开口181引入空气。墨水供应开口187为墨水入口部分182的墨水入口183供应墨水。墨盒180从墨水入口部分182引入空气，促使从墨盒180向墨水入口部分182供应墨水。支架184通过墨水入口部分182连通从墨盒180供应给头板186的墨水。
以下是图41A，图41B和图40所示墨盒180的另一个实施例。
在图41A所示的墨盒180中，激励器106被安装在按垂直倾斜方式形成的底面194a上。在墨盒180的墨水容器194的内部，在面对着激励器106的位置上设有一个挡水壁192，它与墨水容器194的内部底面相距预定的高度。因为激励器106是以垂直倾斜的方式安装在墨水容器194上的，墨水可平稳排出。
在激励器106和挡水壁192之间形成一个充满墨水的间隙。另外，挡水壁192和激励器106之间的这一间隙的间隔不会因毛细吸附作用而存住墨水。当墨水容器194被横向摆动时，横向摆动会使容器194内的墨水产生波动，激励器106可能会由于冲击而检测到空气或气泡，使激励器106出现误动作的危险。提供挡水壁192可以防止在激励器106附近出现墨水波动，并且能防止激励器106误动作。
图41B所示墨盒180B的激励器106被安装在墨水容器194的供应开口的侧壁上。激励器106可以安装在墨水容器194的侧壁或底面上，只要是能够靠近墨水供应开口187。另外，最好将激励器106安装在墨水容器194交叉方向的中心上。因为墨水是通过墨水供应开口187向外供应的，如果将激励器106设置在靠近墨水供应开口187处，一直到墨水接近用尽的时间点之前都能保证墨水和激励器106彼此接触。这样，激励器106就能可靠地检测出墨水接近用尽的时间点。
另外，如果将激励器106设置在靠近墨水供应开口187处，当墨水容器被安装到墨盒支架或托架上时，可以精确地执行激励器106在托架上的接触定位。之所以这样做是因为在墨水容器与托架的配合中最重要的是墨水供应开口和供应针的可靠配合。即使是稍有偏差，供应针的尖部就会受损，或者是诸如O-环等密封结构会受损造成墨水泄漏。为了避免这些问题，喷墨打印机一般都具有特殊的结构，在托架上安装墨水容器时能够精确地定位。因此，只要将激励器布置在供应开口附近，就能在同时可靠地执行激励器的定位。另外，如果将激励器106安装在墨水容器194交叉方向的中心，还可以执行更加可靠的定位。这是因为，在安装到支架上时，当墨水容器以交叉方向的中心线为中心轴向摆动时，容器的摆动是最轻的。
图42A，图42B和图42C表示墨盒180的又一个实施例。图42A是墨盒180C的一个截面图，图42B是图42A所示墨盒180C的侧壁194b的一个放大的截面图，而图42C是从正面看到的一个透视图。对于墨盒180C，半导体存储装置7和激励器106被形成在同一个电路衬底610上。
如图42B和图42C所示，半导体存储装置7被形成在电路衬底610的上部，激励器106在同一个电路衬底610上被形成在半导体存储装置7的下部。在侧壁194b上围绕着激励器106安装一个特殊形状的O-环614。在侧壁194b上设有多个模压部616用于将电路衬底610与墨水容器194接合。电路衬底610通过模压部616与墨水容器194接合，并且用特殊形状的O-环614推挤电路衬底610，以液密的方式来维持墨盒的外部和内部，同时又让激励器106的振荡区域能接触到墨水。
在半导体存储装置7和靠近半导体存储装置7处形成一个端子612。端子612在半导体存储装置7与外部例如是一个喷墨记录装置之间接收和发送一个信号。半导体存储装置7例如可以由可编程的半导体存储器EEPROM等等构成。因为半导体存储装置7和激励器106被形成在同一个电路衬底610上，当激励器106和半导体存储装置7被安装到墨盒180C上时，只需要一个安装工艺步骤。另外，在制造和回收墨盒180C时的加工工艺步骤也简化了。另外，因为减少了零件数量，可以降低墨盒180C的制造成本。
激励器106检测墨水容器194内的墨水消耗状态。半导体存储装置7存储墨水信息，例如是激励器106检测到的墨水剩余量。具体地说，半导体存储装置7存储了与特性参数有关的信息，例如是在检测时采用的墨水和墨盒。半导体存储装置7存储的一个特性参数是谐振频率，也就是当墨水容器194处在预先充满状态时也就是墨水容器194内充满墨水时的谐振频率，或者是在墨水用尽时也就是墨水容器194内的墨水耗尽时的谐振频率。在墨水容器首次被安装到一个喷墨记录装置上时，可以存储在墨水容器194内充满墨水的状态下或者是在墨水完全耗尽并用尽的状态下的谐振频率。另外，在制造墨水容器194时，可以存储在墨水容器194内充满墨水的状态下或者是在墨水完全耗尽并用尽的状态下的谐振频率。在检测墨水剩余量时，利用在墨水容器194中充满墨水时或墨水用尽时在半导体存储装置7中预先存储的谐振频率，并且在喷墨记录装置一侧读出谐振频率的数据，就能够调节离散值，这样就能精确地检测出下降到参考值的墨水剩余量。
图43A，图43B和图43C表示墨盒180的又一个实施例。在图43A的墨盒180D中，在墨水容器194的侧壁194b上安装了多个激励器106。这多个激励器106最好是采用如图24所示的整体模制的多个激励器106。多个激励器106在垂直方向上按一定间隔布置在侧壁194b上。通过在垂直方向上按一定间隔在侧壁194b上布置多个激励器106就能逐步检测到墨水剩余量。
在图43B所示的墨盒180E中，在墨水容器194的侧壁194b上安装一个在垂直方向上延长的激励器606。在垂直方向上延长的激励器606可以连续检测墨水容器194内墨水剩余量的变化。激励器606的长度最好是能让该长度大于侧壁194b高度的一半，在图43B中，激励器606的长度从侧壁194b的顶端附近跨越到其底端附近。
在图43C所示的墨盒180F中，与图43A所示的墨盒180D类似，在墨水容器194的侧壁194b上安装了多个激励器106，并且面对着多个激励器106相距预定的间隔设置一个挡水壁192，挡水壁192在垂直方向上延长。这多个激励器106最好是采用如图24所示的整体模制的多个激励器106。在激励器106和挡水壁192之间形成一个充满墨水的间隙。另外，挡水壁192和激励器106之间的这一间隙的间隔不会因毛细吸附作用而存住墨水。当墨水容器194被横向摆动时，横向摆动会使容器194内的墨水产生波动，激励器106可能会由于冲击而检测到空气或气泡，使激励器106出现误动作的危险。按照本发明，提供挡水壁192可以防止在激励器106附近出现墨水波动，能防止激励器106误动作。另外，挡水壁192能防止摆动所产生的气泡侵入激励器106。
图44A，图44B，图44C和图44D表示墨盒180的又一个实施例。图44A的墨盒180G具有从墨水容器194的上表面194c延伸到下部的多个分隔壁212。因为在各个分隔壁212的下端和墨水容器194的底面之间留有预定的间隙，墨水容器194的底部是连通的。墨盒180G具有由多个分隔壁212逐块展开的多个容纳舱213。多个容纳舱213的底部相互连通。在多个容纳舱213中各自的墨水容器194的上表面194c上安装有激励器106。这多个激励器106最好是采用如图24所示的整体模制的多个激励器106。激励器106大致被布置在墨水容器194的容纳舱213上表面194c的中心。容纳舱213的最大体积是墨水供应开口187一侧的那个容纳舱213的体积，随着容纳舱朝着墨盒194的后面逐渐远离墨水供应开口187，容纳舱213的体积逐渐缩小。这样，在墨水供应开口187一侧布置激励器106的间隔就比较宽，而远离墨水供应开口187到墨水容器194内部的间隔越来越窄。
因为墨水从墨水供应开口187排出而空气从空气入口185进入，墨水从墨水供应开口187一侧的容纳舱213到位于墨盒180G背后的容纳舱213逐渐消耗。例如，最靠近墨水供应开口187的容纳舱213中的墨水被消耗，当最靠近墨水供应开口187的容纳舱213中的墨水液面降低时，其他容纳舱213内充满墨水。当最靠近墨水供应开口187的容纳舱213中的墨水被完全耗尽时，空气侵入距墨水供应开口187第二位的容纳舱213，开始消耗第二容纳舱213中的墨水，而第二容纳舱213的墨水液面开始下降。在这一时间点上，各容纳舱当中距墨水供应开口187第三位以后的容纳舱213中的墨水是满的。这样就会从最靠近墨水供应开口187的容纳舱213到距墨水供应开口187最远的容纳舱213中依次消耗墨水。
这样，由于激励器106是按照每一容纳舱213一个的间隔布置在墨水容器194的上表面194a上的，激励器106能够检测到墨水量的逐步减少。另外，容纳舱213的体积从墨水供应开口187一侧的容纳舱的体积到后面的容纳舱213的体积逐渐缩小，从激励器106检测到墨水量减少的那一时间点到激励器106检测到墨水量减少的下一时间点之间的时间间隔逐渐缩短，越是接近墨水用尽，检测就越频繁。
图44B的墨盒180H具有从墨水容器194的上表面194a延伸到下部的一个分隔壁212。由于在分隔壁212的下端与墨水容器194的底面之间相距预定的间隔，墨水容器194的底部是连通的。墨盒180H具有被分隔壁212分开的两个容纳舱213a和213b。容纳舱213a和213b的底部是彼此连通的。在墨水供应开口187一侧的容纳舱213a的体积比背离墨水供应开口187的容纳舱213b要大。容纳舱213b的体积最好是小于容纳舱213a体积的一半。
激励器106被安装在容纳舱213b的上表面194c上。另外在容纳舱213b中设有一个缓冲器214，它是用来捕捉在制造墨盒180H时进入的气泡的一个通道。在图44B中，由缓冲器214形成从墨水容器194的侧壁194b延伸到上部的一个通道。因为缓冲器214会捕捉侵入墨水容纳舱213b内的气泡，它能防止激励器106因气泡而错误地检测到墨水用尽。另外，将激励器106设置在墨水容纳舱213b的上表面194c上，并且根据由字点计数器掌握的容纳舱213a中的墨水消耗状态来校正从检测到墨水接近用尽的时间点到墨水完全用尽状态的那一时间点的墨水量，墨水就能一直消耗到最后。另外，只要通过改变分隔壁212等等的长度和间隔来调节容纳舱213b的体积，在检测到墨水接近用尽之后仍可供消耗的墨水量是可以改变的。
在图44C中，在图44B的墨盒180I的容纳舱213b中填充一个多孔件216。多孔件216嵌满容纳舱213b内从上面到下面的整个空间。多孔件216接触到激励器106。当墨水容器跌落或者是在托架上往复运动的过程中，空气会侵入容纳舱213b，导致激励器106有造成误动作的危险。然而，如果装设有多孔件216，多孔件216就能捕捉空气，防止空气侵入激励器106。另外，因为多孔件216能存住墨水，能够防止墨水流到激励器106上面，防止激励器106由于墨水容器摆动而将没有墨水错误地检测成有墨水。多孔件216最好是设置在体积最小的容纳舱213中。另外，将激励器106设置在容纳舱213b的上表面194c上，并且校正从检测到墨水接近耗尽的时间点到墨水完全用尽状态的时间点的墨水量，墨水可以一直消耗到最后。另外，通过改变分隔壁212等等的长度和间隔来调节容纳舱213b的体积，在检测到墨水接近用尽之后仍可供消耗的墨水量是可以改变的。
图44D表示由具有不同孔径的两种多孔件216A和216B代替图44C所示墨盒180I的多孔件216而组成的一种墨盒180J。多孔件216A布置在多孔件216B上面。上面的多孔件216A的孔径比下面的多孔件216B的孔径要大。或者是多孔件216A的液体亲和力比多孔件216B要高。由于孔径小的多孔件216B的毛细吸附作用比孔径大的多孔件216A要大，容纳舱213b中的墨水向下面的多孔件216B聚集并保持在其中。因此，一旦空气接触到激励器106并且检测到没有墨水，墨水就没有机会再接触到激励器106使其检测到有墨水。进而，因为墨水被远离激励器106的多孔件216B吸附，激励器106附近的墨水被顺利排出，这样就能检测到声学阻抗在有、无墨水时的变化值。另外，将激励器106设置在容纳舱213b的上表面194c上，并且校正从检测到墨水接近耗尽的时间点到墨水完全用尽状态的时间点的墨水量，墨水可以一直消耗到最后。另外，通过改变分隔壁212等等的长度和间隔来调节容纳舱213b的体积，在检测到墨水接近用尽之后仍可供消耗的墨水量是可以改变的。
图45A，图45B和图45C表示作为图44C中所示墨盒180I的又一个实施例的墨盒180K的截面图。在图45A，图45B和图45C中所示的墨盒180的多孔件216是这样设计的，多孔件216下部在水平方向上的截面面积被压缩了，朝着墨水容器194的底面逐渐缩小，并且其孔径也越来越小。在图45A的墨盒180K的侧壁上设有一个用来压缩多孔件的肋，使多孔件216的孔径在下面变小。由于多孔件216下部的孔径被压缩变小，墨水向多孔件216的下部聚集并保持在其中。因为墨水受到远离激励器106一侧的多孔件216B的吸引，靠近激励器106的墨水可以顺利排出，并且能检测到墨水有、无时声学阻抗的变化值。这样还能防止墨水由于墨水摆动而流到装在墨盒180K上表面上的激励器106上面，防止激励器106将没有墨水错误地检测成有墨水。
另一方面，在图45B和图45C的墨盒180L中，多孔件216下部在水平方向上的截面面积被压缩了，朝着墨水容器194的底面逐渐缩小，并且其孔径也越来越小。由于多孔件下部的孔径被压缩变小，墨水向多孔件216的下部聚集并保持在其中。因为墨水受到远离激励器106一侧的多孔件216B的吸引，靠近激励器106的墨水可以顺利排出，并且能检测到墨水有、无时声学阻抗的变化值。这样还能防止墨水由于墨水摆动而流到装在墨盒180K上表面上的激励器106上面，防止激励器106将没有墨水错误地检测成有墨水。
图46A，图46B，图46C和图46D表示采用激励器106的墨盒的又一种实施例。图46A的墨盒220A具有从上面延伸到下部的第一分隔壁222。因为在第一分隔壁222的下端和墨盒220A的底面之间留有预定的间隙，墨水可以通过墨盒220A的底面流入墨水供应开口230。在远离第一分隔壁222的墨水供应开口230一侧，从墨盒220A的底面向上竖直地形成第二分隔壁224。因为在第二分隔壁224的上端和墨盒220A的上表面之间留有预定的间隙，墨水可以通过墨盒220A的上表面流入墨水供应开口230。
从墨水供应开口230到远处的第一分隔壁222的一侧看去，在第一分隔壁222的背面一侧形成第一容纳舱225a。另一方面，从墨水供应开口230到近处的第二分隔壁224的一侧看去，在第二分隔壁224的这一侧形成第二容纳舱225b。第一容纳舱225a的体积比第二容纳舱225b大。仅有第一分隔壁222和第二分隔壁224之间能够产生毛细现象的那一部分间隙形成毛细通道227。因此，第一容纳舱225a的墨水由于毛细通道227的毛细吸附作用被聚集到毛细通道227中。这样就能防止空气和气泡进入第二容纳舱225b。另外，第二容纳舱225b内的墨水液面会逐渐并稳定地降低。因为第一容纳舱225a从墨水供应开口230一侧看去是处在第二容纳舱225b的后面，在消耗完第一容纳舱225a的墨水之后，再消耗第二容纳舱225b的墨水。
激励器106被安装在墨盒220A的墨水供应开口230一侧的侧壁上，也就是在第二容纳舱225b墨水供应开口230一侧的侧壁上。激励器106检测第二容纳舱225b内的墨水消耗状态。安装在第二容纳舱225b侧壁上的激励器106能够稳定地检测到墨水接近用尽的时间点上的墨水剩余量。另外，通过改变激励器106在第二容纳舱225b的侧壁上的安装高度就能够随意设置作为墨水用尽的时间点上的墨水剩余量。由于是通过毛细通道227从第一容纳舱225a向第二容纳舱225b供应墨水，激励器106不会受到墨盒220A中的墨水横向摆动的影响，激励器106能够可靠地测量墨水剩余量。另外，由于毛细通道227能保持墨水，防止了墨水从第二容纳舱225b回流到第一容纳舱225a。
在墨盒220A的上表面上设有一个阻止阀228。当墨盒220A横向摆动时，它能够防止墨盒220A的墨水通过阻止阀228泄漏到外面。另外，在墨盒220A的上表面上设置阻止阀228能防止墨盒220A中的墨水蒸发。当墨盒220A内的墨水有所消耗并且墨盒220A内部的负压超过了阻止阀228的压力时，阻止阀228就打开，将空气吸入墨盒220A，并且随后关闭将墨盒220A内部的压力维持在一定的水平。
图46C和图46D具体表示阻止阀228的截面图。图46C的阻止阀228的阀门232有一个橡胶制成的阀瓣232a。在墨盒220上面对着阀瓣232a设有一个与墨盒220外部连通的气孔233。由阀瓣232a打开和关闭气孔233。在阻止阀228内，当墨盒220内的墨水减少并且墨盒220内部的负压超过了阻止阀228的压力时，墨盒220内侧的阀瓣232a就打开，将外部空气吸入墨盒220。图46D的阻止阀228具有由橡胶和弹簧235组成的阀门232。在阻止阀228中，当墨盒220内部的负压超过了阻止阀228的压力时，阀门232推动并挤压弹簧235打开，将外部空气吸入墨盒220。并且随后关闭将墨盒220A内部的负压维持在一定的水平。
在图46B的墨盒220B中布置有多孔件242，用来代替图46A的墨盒220A中的阻止阀228。当墨盒220B横向摆动时，多孔件242能防止墨水泄漏到墨盒220B外部，并且多孔件242能保持墨盒220B内部的墨水。
到此为止，尽管所述的情况都是将激励器106安装在墨盒上，而墨盒又安装到托架上，墨盒与托架分离，或者是将激励器106安装在一个托架上，而墨盒与托架分离，也可以将激励器106安装在与托架形成整体的一个墨水容器上，并且和托架一起安装到喷墨记录装置上。另外，激励器106也可以安装在与托架分离的托架分离式墨水容器上，通过一个管路为托架供应墨水。再有，本发明的激励器还可以安装在由整体的记录头和墨水容器构成的一个墨盒上，并且可以更换。
到此为止，已经解释了本发明的装备有墨水消耗检测功能的各种墨盒。这些墨盒具有由压电器件组成的液体传感器(激励器等等)。采用液体传感器来检测实际出现的消耗状态也就是实际消耗状态。在本实施例中还要进一步估算消耗状态。墨水消耗是由于打印或记录头维护造成的墨水消耗，可以对二者或是其一进行估算。在本实施例中要说明一种主要依据打印量作为喷墨记录装置的操作量的估算程序。用这种方式建立的消耗状态被称为估算消耗状态。通过结合着检测实际消耗状态并且计算实际消耗状态可以更精确和具体地建立一种墨水消耗状态。以下就要说明一种将实际检测状态和估算消耗状态加以组合的最佳配置。
图47表示具有本实施例的墨水消耗检测功能的一种系统配置。墨盒800例如是对应着图1的墨盒。墨盒800具有液体传感器802和消耗信息存储器804。液体传感器802是由压电器件构成的。具体的液体传感器802是由上述的弹性波发生装置或激励器构成的，并且输出对应着墨水消耗状态的一个信号。消耗信息存储器804是一个EEPROM等等可重写存储器，对应着上述的半导体存储装置(图1中的标号7)。
记录装置控制部810由用于控制喷墨记录装置的计算机构成。喷墨记录装置也可以装备有记录装置控制部810。另外，连接到记录装置上的外部装置例如是另外一台计算机装备有记录装置控制部810的一个或全部功能。
记录装置控制部810有一个消耗检测处理部812。墨水消耗检测装置是由消耗检测处理部812，液体传感器802和消耗信息存储器804组成的。消耗检测处理部812采用液体传感器802和消耗信息存储器804建立一个消耗状态。然后将建立的消耗状态存储在消耗信息存储器804中。
记录装置控制部810还包括一个打印操作控制部818，一个打印数据存储部824和一个消耗信息显示部826。以下要解释这些配置。
记录装置控制部810的消耗检测处理部812包括一个估算消耗计算处理部814和一个实际消耗检测处理部816。实际消耗检测处理部816通过控制液体传感器802来检测实际消耗状态，并且将实际消耗状态写入消耗信息存储器804。按照上文所述的原理检测实际消耗状态。例如，为了根据声学阻抗来检测实际消耗状态，实际消耗检测处理部816要驱动液体传感器802的一个压电元件。压电元件输出一个代表振荡产生之后的残余振荡状态的信号。根据随着墨水消耗状态而改变的残余振荡状态来检测实际消耗状态。
按照本实施例，墨水液面是否通过液体传感器802被当作实际消耗状态来检测。传感器的输出信号在液面部分通过前、后有很大的变化。这样就能可靠地发现液面的通过。以下将液面部分通过之前的状态视为“有墨水的状态”，而将液面部分通过之后的状态视为“没有墨水的状态”。
另一方面，估算消耗计算处理部814根据墨盒800的墨水消耗建立一种估算消耗状态。记录头的打印和维护操作会消耗墨水。这样就能根据打印所使用的墨滴数和维护的次数来建立一个墨水消耗量。然而，在本发明的范围内，可以建立其中任何一种的墨水消耗量。以下主要说明根据打印量来建立墨水消耗量的程序。
具体地说，估算消耗计算处理部814根据使用墨盒800中的墨水时的打印量来计算墨水消耗状态，从而建立一个估算消耗状态。由打印操作控制部818的打印量计算部822建立一个打印量，并且提供给估算消耗计算处理部814。打印操作控制部818接收打印数据并且控制记录头等等执行打印。这样，打印操作控制部818就能掌握打印量。如果掌握了打印量，就能估算出对应着打印量的墨水消耗量。这样建立的估算消耗状态接近实际消耗状态，并且存储在墨盒800的消耗信息存储器804中。
对估算的消耗量采用消耗换算信息。消耗换算信息是用来指示作为喷墨记录装置操作量的打印量与估算消耗状态之间的关系的一种信息。在本实施例中的消耗换算信息采用了对应着记录头射出的墨滴的墨水量(每个墨滴的墨水量)。在这种情况下，打印字点的数量对应着打印量。仅需将每个墨滴的墨水量乘以字点数量就能估算出一个消耗量。
应该注意到，上文中已经说明，字点数量与墨水消耗量成正比。因此可以将字点数量直接当作代表墨水消耗量的参数来对待。
另外，对消耗量的估算最好是根据墨滴的大小来执行。记录装置会按照打印数据射出许多大小不等的墨滴。每个墨滴的墨水量随着墨滴大小是不同的。因此，采用对应着这一大小的不同变换值就能执行更加精确的估算。
例如，假设射出的墨滴有三种大小a，b和c。假设每一种墨滴的墨水量是Va，Vb和Vc。并且假设射出的每一种墨滴的累计数量分别是Na，Nb和Nc。在这种情况下，墨水消耗量就可以表示成Va*Na+Vb*Nb+Vc+Nc在这样的消耗估算程序中，由于字点数量是采用软件手段相乘和相加的，该程序也被称作软估计程序。
用于建立估算消耗状态的变换信息被存储在墨盒800的消耗信息存储器804中。消耗信息存储器804设有用于存储变换信息的消耗换算信息存储部808。
一般来说，消耗换算信息都会包括一定程度的误差。这一误差的主要来源是记录头排放量的离差，墨盒及喷墨记录装置的个体差异，使用条件，以及它们的组合。例如，每一字点的墨水量会因众多字点中的墨水粘度变化而有所不同。因此，在消耗换算信息存储部808中存储了参考消耗换算信息和校正的消耗换算信息。参考消耗换算信息是标准的变换信息。而校正的消耗换算信息是在采用液体传感器802检测实际消耗状态时根据实际消耗状态对参考消耗换算信息进行校正而获得的。
一直到获得校正的消耗换算信息之前都使用参考消耗换算信息。在获得了校正的消耗换算信息时就采用其校正值。这样就有可能使检测更加精确。
图48表示按照本实施例的墨水消耗检测的一个实施例。在图48中还表示了消耗换算信息的校正程序。墨水完全充满状态是初次使用一个墨盒时的状态，墨水消耗量的值是零。首先，尽管估算消耗量是利用估算消耗计算处理部814乘以字点数而建立的，这其中采用了已经从消耗状态存储部806中读出的参考消耗换算信息。
如上所述，估算消耗量是打印字点数和每个字点墨水量(变换信息)的乘积。因此，估算消耗量与字点数成正比增加。估算消耗量的梯度(a)对应着变换信息。
随着墨水的消耗，墨水液面达到液体传感器802。此时，液体传感器802检测到液面部分的通过，将其作为实际消耗状态。在液面通过时实际测得的墨水消耗量是墨盒中液面高于液体传感器的那部分体积，该体积是预先知道的。最好将这一信息存储在消耗信息存储器804中。最好将液体传感器802设在液面在墨水剩余量减少时的位置。这样，液体传感器802就能在墨水接近用尽状态下检测到液面的通过，将其作为实际消耗状态。
如图48所示，当检测到实际消耗状态时，在实际测得的消耗量与估算消耗量(每个墨滴墨水量的累加值)之间会产生一个误差。这是因为估算程序采用的变换值与实际出现的值有所不同。因此，在检测到实际消耗状态时，作为累加值的估算消耗量要校正到实际测量值。将校正值存储在消耗信息存储器804的消耗状态存储部806中。
另外还要根据实际消耗状态来校正变换信息。假设从墨水完全充满状态到液面通过的字点数是Nx。另外假设从墨水完全充满状态到液面通过的消耗量是Vx。在这种情况下，校正的变换信息就是Vx/Nx。将校正的变换信息存储在消耗信息存储器804的消耗换算信息存储部808中。
在检测到实际消耗状态之后，通过乘以字点数再次估算其消耗量。然而后续的消耗量是根据校正后的累加值来计算的。另外，在计算消耗量时采用校正后的变换信息。具体地说，在图48中，校正之后的估算消耗量的梯度就是上述的Vx/Nx。
这样就能借助于采用校正的数据根据从墨水接近用尽的时间点到完全耗尽的时间点精确地建立一个墨水消耗状态。
特别是，当墨水量很小时，精确地检测墨水消耗量比墨水量很大的时间点上更加重要。按照本实施例，因为估算消耗量和变换信息是在墨水接近用尽的时间点上校正的，这些要求可以得到适当的满足。借助于此就能防止因缺乏墨水而造成劣质打印。另外还可以提醒用户适时地更换墨盒。
图49表示消耗检测处理部812的检测程序。在安装墨盒800时，从消耗换算信息存储部808中获得参考消耗换算信息(S10)。然后由估算消耗计算处理部814计算其估算消耗状态(S12)。另外，实际消耗检测处理部816用液体传感器802检测其实际消耗状态(S14)。直到墨水液面到达液体传感器802之前都将检测到的“有墨水状态”作为实际消耗状态。
可以按照适当的间隔检测实际消耗量。另外，当估算消耗量很小时，检测的频率较低，而当估算消耗量达到预定的切换值时，就增加检测的频率。或者是可以在直到估算消耗量达到预定的切换值之前不检测实际消耗状态。
预定切换值被设置在墨水液面达到液体传感器802之前的一个适当值上。这一预定切换值最好是墨水液面接近液体传感器802的那一时间点上的消耗量。在设置切换值时，使切换时的消耗量与液面通过时的消耗量之间的差别要大于估算消耗量在液面通过时的最大误差。
借助于这些程序，就限制了在可能检测到液面通过时的实际消耗检测次数。这样就能减少压电器件的操作和用于这种操作的程序。压电器件可以得到有效的利用。
回到图49，在步S14之后，将估算消耗量的计算结果和实际消耗状态的检测结果存储在消耗状态存储部806中(S16)。接着为用户显示消耗信息(S18)。步S18的程序是由记录装置控制部810的消耗信息显示部826来执行的(图47)。以下还要进一步解释这一程序。
接着要检测是否有液面通过，将其确定为实际消耗状态(S20)。在接下来的程序中，结果是通过将后续的消耗量与作为最后估算消耗量的估算消耗量相加而获得的。
在步S20，如果指示出YES，就停止用液体传感器802检测实际消耗状态(S22)。当液面通过传感器时，实际检测状态从有墨水的状态切换到没有墨水的状态。接着连续检测没有墨水的状态。这样就不需要再检测实际消耗状态。因此就要停止实际消耗状态的检测。借助于这些程序就能减少压电器件的操作和用于这种操作的程序，并且使压电器件可以得到有效的利用。
接下来如图48所示，在步S24中接着估算消耗状态(累加值)，在步S26存储在消耗换算信息存储部808中(S28)。
在步S30象步S12一样计算估算消耗状态。然而，与步S12不同之处是采用校正后的变换信息。另外还要以步S24中被校正的消耗状态作为参考来计算后续的消耗量。然后在步S32为用户显示消耗状态，在步S34将消耗量的计算结果存储在消耗状态存储部806中。在步S36中确定估算消耗量是否达到了墨水的总量(是否完全耗尽)，如果给出的指示是NO，就回到步S30。在完全耗尽也就是没有墨水的情况下，保存在打印之前的打印数据(S38)。
在上述的程序中，墨水消耗量是根据墨滴数量来建立的。另外，在喷墨记录装置中要按照适当的间隔执行记录头的维护程序。在维护程序中也要消耗墨水，这种消耗量往往会大到不能忽略的程度。因此还应该考虑到因维护造成的消耗量。
最好由记录装置控制部将维护程序的执行发送给估算消耗计算部。每执行一次维护的墨水消耗量被存储在消耗换算信息存储部中。估算消耗计算处理部将执行维护的次数乘以每一次的消耗量。借助于此就能建立随墨水消耗的墨水消耗量。因执行维护造成的消耗量和根据墨滴建立的消耗量的总和被作为估算消耗量。
如上所述，墨水消耗量可以用墨滴的数量来表示。二者是成正比的。在这种情况下，可以将维护的消耗量变换成墨滴数量。将变换所得的墨滴数量加在用于打印的墨滴数量上。可以将相加的数量当作显示墨水消耗量的参数。
按照本实施例，除了打印的墨水消耗量之外还估算到了维护的墨水消耗量，这样就能以更加精确的方式估算墨水消耗状态。
在下述的另一个实施例中也同样包含了这一维护程序。
接下来要说明的是如何利用如上所述获得的消耗状态。参见图47，打印操作控制部818是用于控制打印操作部820的控制部，并且按照打印数据完成打印。打印操作部820包括一个打印头，打印头移动装置，和一个换页装置等等。如上所述，由打印操作控制部818的打印量计算部822为消耗检测处理部812提供用于估算墨水消耗量的打印量。
打印操作控制部818根据消耗检测处理部812检测到的消耗状态信息来操作。在本实施例中，如果根据估算消耗量确定了没有墨水，就停止诸如打印操作和维护操作等消耗墨水的操作。然后在打印之前将打印数据存储在打印数据存储部824中。在安装一个新墨盒之后再打印这一打印数据。这一程序相当于图49的步S38。
应该注意到，为了防止由于缺乏墨水造成劣质打印，最好是将还剩下适当的一点墨水量的状态确定为没有墨水。
另外还有一种情况就是最好不要在打印一页的中途停止打印。在这种情况下最好是在以一页纸为参考的基础上确定是否缺乏墨水。例如可以适当地设定打印一页纸所需的墨水量。在剩余量小于这一墨水量的时间点上就确定为没有墨水。
也可以根据打印数据来执行类似的决定。例如，假设是要打印大量的文件数据。在剩余量小于对应着打印页数的墨水量的时间点上就确定为没有墨水。
在打印操作控制部818的另一个处理实施例中，在采用实际消耗检测程序检测实际消耗状态时，根据实际消耗状态计算出剩余可打印量。在打印完剩余可打印量时，在打印之前将打印数据存储在打印数据存储部824中。可以根据实际消耗状态可靠地执行该程序。
在又一个处理实施例中，根据检测到的消耗状态来控制其他设备。例如可以用来控制墨水补充装置，墨盒更换装置等等现有的装置。具体地说，根据消耗状态(实际消耗状态和/或估算消耗状态)来确定是否需要补充墨水，更换墨水容器或者是定时，并且按照确定的结果来执行补充或更换。这样，用户就能及时补充墨水或更换墨盒。
图47的消耗信息显示部826是需要利用消耗状态的另一个设备。消耗信息显示部826用一个显示器818和一个扬声器820为用户显示消耗检测处理部812检测到的消耗状态信息。在显示器818上显示代表消耗状态等等的图形，输出提示声音或合成语音。可以用合成语音指导适当的操作。
可以根据用户的需要显示消耗状态。另外还可以按照适当的间隔周期性显示。另外也可以显示适当的事件，例如是开始打印等等的事件。另外，当墨水剩余量达到预定值时还可以自动显示。
图50表示消耗状态的一个显示实施例。按照这种形式显示剩余墨水量。对应着消耗状态用不同的形式显示墨水量。具体地说，对应着墨水量来改变指示墨水量的一个棒的长度。另外，可以随着墨水量的减少，按照蓝，黄，红来改变棒图形的颜色。
另外，显示器828例如是记录装置的显示板。另外，显示器828也可以是连接到记录装置的一台计算机的屏幕。
在图50中显示墨水剩余量。关于这一点，可以根据消耗状态来建立可用剩余墨水打印的打印量并且提供显示。可打印的打印量例如是纸的页数。作为一个计算的实施例，可以通过用墨水剩余量除以每一页纸的标准消耗量来建立可打印的打印量。
以下要参照图51来说明液体传感器802和消耗信息存储器804的一种最佳布局。如图51所示，液体传感器802和消耗信息存储器804被设在供应开口840附近。
利用这种布局可以获得以下的优点。一般来说，供应开口的定位需要很高的定位精度，需要有一种能够满足定位要求的构造。例如，可以提供一个用于定位的突起和一个用于定位的挡块。用于供应开口定位的构造还可以用做液体传感器和存储器的定位构造，将液体传感器和存储器设置在靠近供应开口的壁部上。用于供应开口定位的一个构造对供应开口，液体传感器和存储器都起作用。这样就能有效地提高检测精度。应该注意到，任何一个液体传感器和存储器都可以设置在供应开口附近。
图52A和图52B表示供应开口840的定位构造的一个实施例。在墨盒下面的供应开口840的外围设置一个矩形定位突起842。定位突起842被装入记录装置侧面的一个定位凸起部844中。定位凸起部844具有与定位突起842对应的形状。
在上述构造中，液体传感器被设置在供应开口附近。然而，液体传感器也可以设置在对应着具体墨盒的适当位置上。在最佳构造的实施例中，墨盒的内侧被至少一个分隔壁划分成多个彼此连通的舱。液体传感器被安装在稍后消耗的墨水的上部。后使用的墨水舱的体积被设置得比先使用的墨水舱的体积要小。在上文中解释带检测功能的墨盒时已经参照附图描述了这些构造。
以下要说明本发明的另一个实施例。
图53表示本实施例的具有墨水消耗检测功能的一种喷墨记录装置。在本实施例中，与图47的构造不同，消耗换算信息存储部850被设置在记录装置控制部810上。
按照这种形式，假设消耗换算信息是在安装墨盒时根据实际消耗状态来校正的。所获得的校正的消耗换算信息被保存在控制部810内部的消耗换算信息存储部850中。在安装另一个墨盒时，读出消耗换算信息存储部850中的校正的消耗换算信息，并且用来估算墨水消耗量。
按照本实施例的方式，由于消耗换算信息被保存在记录装置一侧，即使在更换墨盒之后也可以继续使用校正的消耗换算信息。在喷墨记录装置的个体差异对实际消耗变换值有影响的情况下，本实施例具有特别的优点。记录装置之间的个体差异往往体现为记录头之间的个体差异。
另外，按照这种形式可以使用多个墨盒，如果多次执行校正程序，就能使变换信息更加接近合适的值。利用这一值就能完成更加精确的估算处理。
另外，作为本实施例的一种变形，也可以将消耗换算信息存储部850设置在另外的设备上，例如是连接到喷墨记录装置的一台外部计算机。
除此之外，在本实施例中，在存储器中为每一个墨盒ID(序号)存储一个值(信息)，如果是安装相同的墨盒，就可以读出并采用存储的值。
另外，作为本实施例的一个变更实施例，在墨盒和记录装置双方都设有消耗换算信息的存储部。这些存储部可以同时重写双方的存储内容，或者是在拆卸墨盒时从墨盒上下载数据。
接下来要解释本发明的另一个实施例。
图54表示本实施例的具有墨水消耗检测功能的一种喷墨记录装置。与图47的构造相比的不同之处是，为墨盒800的消耗信息存储器804增加了一个墨水用尽事件信息存储部860。
墨水用尽事件信息存储部860在消耗检测处理部812的控制下存储墨水用尽事件信息。墨水用尽事件信息是从实际消耗状态获得的信息和指示墨水液面通过液体传感器的信息。这里将液面通过视为一个墨水用尽事件。具体地说，墨水用尽事件是从液面通过之前的“有墨水状态”过渡到液面通过之后的“没有墨水状态”的这一现象。当消耗检测处理部812检测到液面通过时，就将墨水用尽事件信息存储部860从“事件没有发生”重写成“事件已发生”。
消耗检测处理部812通过记录墨水用尽事件信息很容易掌握有没有墨水液面通过。各种程序都是利用这一信息根据液面通过来执行的。在消耗状态存储部806中，可以存储关于实际消耗状态的更具体的信息。
本实施例的优点用于在安装墨盒时的操作。在安装墨盒时读出存储的墨水用尽事件信息。由喷墨记录装置确定墨水液面是否已经通过了液体传感器，在它已经通过传感器的情况下，就执行预定的操作。例如是立即将墨水剩余很少通知给用户。另外，即使是在记录装置没有处在适当方式的情况下，也易于发现剩余墨水很少。
这样，本实施例的优点就体现在容易获得作为实际消耗状态的特别有用的墨水用尽事件信息。
到此为止已经解释完了本实施例。接下来要一同解释本实施例的优点。上文已经说明了其他优点。
按照本实施例，估算消耗计算和实际消耗检测是组合使用的。实际消耗状态是采用压电器件执行的一种更精确的检测，并且由于采用了压电器件可以有效地防止墨水泄漏。另一方面，按照估算程序，尽管伴随有一些误差，还是能建立具体的消耗状态。因此，采用两种处理程序就能精确和具体地建立墨水消耗状态。
在本实施例中由实际消耗检测程序来检测墨水液面通过压电器件。当墨水液面通过压电器件时，压电器件的输出会有很大变化。这样就能可靠地检测到液面通过。具体地估算在液面通过前、后的墨水消耗状态。由这些程序可以精确和具体地建立墨水消耗状态。
另外，在本实施例中，在检测到墨水液面通过压电器件时，就停止实际消耗状态的检测。借助于此可以将压电器件的操作限制在必要的限度。具体地说，就是省略压电器件及其伴随的实际消耗检测程序的不必要操作。
在本实施例中是根据实际消耗状态的检测结果来校正消耗换算信息。借助于此可以减少消耗状态估算程序的误差，并且能估算出更加精确的消耗状态。
校正的消耗换算信息可以用来限制作为校正对象的墨水容器。或者是不用校正的消耗换算信息来限制作为校正对象的墨水容器，还可以用于以后安装的墨水容器。按照后一种情况，即使在更换墨盒之后也可以继续使用校正的信息。
另外，在本实施例中，参见图48所示，估算消耗状态是根据实际消耗检测程序的检测结果来校正的。根据校正后的消耗状态精确地执行以后的估算。
在本实施例中，采用估算消耗状态将消耗量的信息显示在显示器上。例如，根据已经建立的消耗状态显示出用剩余墨水可以打印的打印量。另外，根据已经建立的消耗状态显示出剩余墨水量。在此时采用对应着墨水量的不同颜色和形状的图形。这样就便于将墨水消耗状态告知用户。
在本实施例中，液体传感器被设置在墨盒的墨水供应开口附近。借助于此可以将液体传感器更精确地定位。另外，消耗信息存储器也被设置在供应开口附近，并且借助于此实现更精确的定位。
在本实施例中，已经建立的消耗状态被存储在消耗信息存储器中。将消耗信息存储器安装在墨盒上。这样，在拆卸墨盒后重新安装时就容易建立其消耗状态。
另外，消耗换算信息也被存储在消耗信息存储器中。在安装墨盒时也要从存储器中读出这一信息并且加以最佳的利用。
另一方面，校正的消耗换算信息可以保存在记录装置一侧。在这种情况下，即使在更换墨盒之后也能继续使用校正的变换信息。在重复校正时使这一变换信息接近一个合适的值，并且更精确地执行估算程序。
另外，在本实施例中，如果确定了没有墨水，就将打印数据存入存储部。借助于此不会丢失打印数据。
另外，在另一个实施例中，在检测实际消耗状态时计算剩余可打印的打印量。在打印完剩余可打印的打印量时，将打印之前的打印数据存入打印数据存储部。借助于此更不会丢失打印数据。
另外，在另一个实施例中设有墨水事件信息存储部。它被用来保存便于作为实际消耗信息的特别有用的事件信息。当墨盒被安装到记录装置上时读出这一事件信息。如果墨水液面已经通过了液体传感器，就立即为用户显示墨水剩余量很少。例如，即使是在记录装置没有处在适当方式的情况下，也易于发现剩余墨水很少。
本发明的各个方面可以用各种形式来实现。本发明可以是一种检测墨水消耗的方法，一种墨水消耗检测装置，一种喷墨记录装置，一种喷墨记录装置的控制装置，和一种墨盒等等。对于墨盒来说，这种墨盒最好有一个消耗信息存储器，并且为上述的各种程序提供所需的信息。
接下来要描述本发明的另外一个实施例。
图55表示本实施例的一种具有墨水消耗检测功能的系统的结构。与图47的实施例相比，在本实施例中，除了墨盒800的消耗信息存储器804之外还提供了校正目标识别信息存储部809。这一存储部809存储校正目标识别信息。该识别信息可以在校正消耗换算信息时用来识别安装有该墨盒的喷墨记录装置。在校正消耗换算信息时由消耗检测处理部812将识别信息写入存储部809。
实际上，消耗换算信息存储部808和校正目标识别信息存储部809可以是一体的。这样就能配合着用来指示作为校正目标的记录装置的识别信息来存储校正的消耗换算信息。
校正目标识别信息可以是用来识别喷墨记录装置种类的信息，或者是用来识别喷墨记录装置个体的信息。该识别信息也可以是用来识别喷墨记录装置的信息。与墨水消耗有关的构造例如有记录头。另外，与墨水消耗有关的构造还包括与控制软件有关的打印。
在本实施例中，可以用记录装置和记录头的个体号码作为识别信息的一个实施例。在校正消耗换算信息时，将这种个体号码及其校正值一起写入消耗状态存储器804。
图56表示消耗检测处理部812利用这一校正目标识别信息的一种程序。在接通打印机电源时或者是在记录装置上安装墨盒时执行这一程序。墨盒的安装是采用设在记录装置上的一个合适的开关(未示出)来确定的。
在图56中，首先从消耗信息存储器中读出校正目标识别信息(S10)，并确定该识别信息与喷墨记录装置是否彼此一致。如果彼此不一致(包括还没有记录识别信息的情况)，就读出参考消耗换算信息。在此后的消耗量估算计算中采用这一参考信息。
另一方面，在步S12的决定是YES的情况下，就存储以当前的记录装置为目标所获得的校正的消耗换算信息。就这样读出校正的消耗换算信息(S16)。在此后的消耗量估算计算中采用这一校正的信息。
按照本实施例，仅仅在参照校正目标识别信息来执行对喷墨记录装置的校正时才使用校正的消耗换算信息。这种情况在拆下墨盒并且安装到另一个记录装置上时可以避免在另一个喷墨记录装置中使用这一校正的消耗换算信息，此时，步S12的决定指示出NO，并且采用参考消耗换算信息。当一个墨水容器被重新安装到同一个记录装置上时，步S12的决定指示出YES，采用先前经过校正的消耗换算信息。在没有连接或拆卸墨盒而仅仅是接通或断开电源时，与上述的情况类似。这样，因为采用了适当的消耗换算信息，就能精确地建立一个墨水消耗状态。
接下来要解释本发明的另一个实施例。
图57表示本实施例的具有墨水消耗检测功能的一种喷墨记录装置。本实施例与图55所示结构的不同之处是在墨盒800上设有多个液体传感器802。在图57的实施例中设置了七个传感器。由记录装置控制部801的消耗检测处理部812来控制这些液体传感器802，具体地说就是由实际消耗检测处理部816来控制。
图58表示多个液体传感器802在墨盒800中的布局。七个传感器沿着液面随着墨水消耗而下降的方向布置在彼此分开的七个不同高度位置上。这种结构适用于容纳比较大量墨水的墨盒，例如是所谓的托架分离式墨盒。托架分离式墨盒在使用过程中被安装在远离记录头的位置。墨盒和记录头通过管道等相互连接。
参见图57，消耗检测处理部812采用七个独立的液体传感器802检测消耗状态。这样就能检测到七个不同等级的消耗状态(液面的通过)。
最好是不要同时而是依次使用所有的液体传感器。假设有一个液体传感器检测到液面通过。具体地说，假设有一个传感器的检测结果从有墨水的状态变成了没有墨水的状态。这时就停止使用该传感器，并且采用紧挨着这一传感器位于低位的下一个传感器。当最低的一个传感器检测到没有墨水的状态时，就结束采用传感器的实际消耗检测。这样就能减少传感器及其有关处理的操作，并且能有效地利用传感器。
接着要解释在本实施例的系统中对消耗换算信息的校正处理。在这一系统中，如果两次检测到液面通过，就校正消耗换算信息。在第一次检测中用某一个传感器检测液面的通过。在第二次检测中用紧挨着首次检测传感器位于低位的下一个传感器来检测液面的通过。在执行第二次检测时，根据两次检测之间的打印量来建立校正的消耗换算信息。具体地说就是建立两次检测之间的打印字点数。然后用液面位于两个传感器之间的墨水量除以打印字点数。
假设是从完全充满状态开始使用一个墨盒，并且位于最高位置的传感器已检测到液面的通过。在这种情况下，将第一检测的液面当作第二次液面并且执行校正程序。这样就能建立从完全充满状态到检测到液面时的打印量。根据处在最高传感器以上部位的墨水量和打印量来建立校正的消耗换算信息。
另外，当墨盒在同一个记录装置中连续使用时，会依次检测到液面的通过。在这种情况下，每当检测到液面通过时就建立一个校正的消耗换算信息。根据前一次检测到这一次检测之间的打印量建立校正的消耗换算信息。这样，每当检测到液面通过时就将校正的消耗换算信息更新一次。
接下来要解释本系统中对校正目标识别信息的处理。如上所述，校正目标识别信息是在校正消耗换算信息时用来识别装有墨盒的喷墨记录装置的一种信息。在本实施例中，采用记录装置或记录头的个体号码作为识别信息的一个实施例。与上述的第一实施例类似，在校正消耗换算信息时，在消耗检测处理部812的控制下将这一识别信息存入消耗信息存储器804的存储部809。
图59表示消耗检测处理部812利用校正目标识别信息的一个程序。在接通打印机电源时或者是在记录装置上安装墨盒时执行这一程序。墨盒的安装是采用设在记录装置上的一个合适的开关(未示出)来确定的。
在图59中，首先从消耗信息存储器中读出校正目标识别信息(S20)，并确定该识别信息与喷墨记录装置是否彼此一致(S22)。如果彼此不一致(包括还没有记录识别信息的情况)，就读出参考消耗换算信息(S24)。在此后的消耗量估算计算中采用这一参考信息。
在消耗墨水的过程中确定液面的通过是否已达到两次(S26)。如果步S20的决定指示出YES，就校正参考消耗换算信息(S28)。校正的消耗换算信息和指示被作为校正目标的那一记录装置的校正目标识别信息一起被存入消耗状态存储器804。在此后的消耗量估算计算中采用校正的消耗换算信息。
另一方面，在步S22的决定指示出YES的情况下，就存储以当前的记录装置为目标获得的校正的消耗换算信息。就这样读出校正的消耗换算信息(S30)。在此后的消耗量估算计算中采用这一校正的信息。
接着，在消耗墨水的过程中确定液面通过的检测次数是否已达到两次(S32)。在步S32的决定指示出YES的情况下，就再次建立校正的消耗换算信息(S34)。校正的消耗换算信息和指示被作为校正目标的那一记录装置的校正目标识别信息一起被存入消耗状态存储器804。这样就能更新校正的消耗换算信息。在此后的消耗量估算计算中采用再次校正后的消耗换算信息。
图60表示上述程序的一个实施例。在墨盒800上排列有第一到第七传感器802-1到802-7。假设墨盒是被安装在尚未被作为消耗换算信息校正目标的一个喷墨记录装置上。假设在安装墨盒时墨水液面处在第三传感器802-3和第四传感器802-4之间。
当墨水有消耗时，第四传感器802-4会检测到液面通过(第一次检测)。进而，第五传感器802-5会检测到液面通过(第二次检测)。假设液面处在从第四传感器802-4到第五传感器802-5的墨水量是Vy。另外假设在两次检测之间的打印字点数是Ny。在这种情况下，校正的消耗换算信息就可以表示成Vy/Ny。将这一校正值和用于识别记录装置的识别信息一起存储在消耗信息存储器中。此后采用这一校正值来计算墨水消耗量。
应该注意到，按照上述的程序，当墨盒被安装到多个记录装置上时，在各个记录装置上建立校正的消耗换算信息。在这种情况下要记录多个校正的消耗换算信息和各个记录装置的识别信息。然后对有关的记录装置采用各自的校正信息。
到此为止已经解释完了本实施例。接下来要一同说明本实施例的优点。其他优点已如上所述。
按照本实施例，采用压电器件组成的液体传感器来检测实际消耗状态，不必采用复杂的密封结构，也不会产生墨水泄漏。
在液体传感器检测到液面通过时估算其通过前、后的消耗量。用这些程序就能精确和具体地建立一个墨水消耗状态。
特别是在本实施例中是根据实际消耗状态来校正消耗换算信息。采用校正的消耗换算信息可以提高对墨水消耗量的估算精度。
另外，在墨盒上装备有消耗信息存储器。在消耗信息存储器中存储校正的消耗换算信息以及在执行校正程序时用来识别安装有该墨盒的那一喷墨记录装置的校正目标识别信息。参照这一校正目标识别信息，喷墨记录装置仅仅在执行校正时才使用这一校正的消耗换算信息。因为采用了适当的消耗换算信息，能够精确地获得墨水消耗状态。
另外，在本实施例中提供了多个液体传感器。然后，在安装墨盒时等待有两个传感器检测到液面的通过，并且校正其消耗换算信息。这样，在获得了以该记录装置为目标的校正的消耗换算信息之后就采用其校正的消耗换算信息。例如，如果拆下一个用了一半的墨盒并且安装到另一个记录装置上，就可以使用适当的消耗换算信息。
本发明的各个方面可以用各种形式来实现。本发明不仅限于墨水消耗检测装置，还可以是一种喷墨记录装置，一种喷墨记录装置的控制装置，和一种墨盒等等其他方面。对于墨盒来说，这种墨盒最好有一个消耗信息存储器，并且为上述的各种程序提供所需的信息。
不用说，本实施例在本发明的范围内还可以变形。
在本实施例中，液体传感器是由压电器件组成的。如上所述，可以用压电器件检测出声学阻抗的变化。可以利用弹性波的反射波检测出消耗状态。建立从产生弹性波到反射波到达的时间。根据压电器件使用功能的各种原理都能检测出消耗状态。
在本实施例中，液体传感器产生振荡并且还产生一个用于指示墨水消耗状态的检测信号。反之也可以不用液体传感器本身来产生振荡。具体地说，振荡产生和检测信号输出都可以不必执行。由另一个激励器来产生振荡。或者是，在随着托架运动而在墨盒中产生振荡时，由液体传感器产生一个指示墨水消耗状态的检测信号。在检测墨水消耗时不需要主动产生振荡，而是采用打印机操作自然产生的振荡。
记录装置控制部的功能不一定要由记录装置的计算机来实现。其整体功能的一部分或全部功能都可以设在外部计算机上。显示器和扬声器也可以设在外部计算机上。
本实施例中的液体容器是一个墨盒，使用液体的装置是一台喷墨记录装置。然而，液体容器也可以是除墨盒之外的墨水容器，例如是一个墨水罐。它例如可以是装在记录头侧面的一个副容器。另外，墨盒可以是所谓的托架分离式墨盒。另外，本发明也可以应用于容纳除墨水外的其他液体的一种容器。
以下要解释本发明的其他实施例。
首先要解释采用压电器件在振荡的基础上检测墨水消耗的一种技术。接着要解释这种检测技术的各种应用。接着要参照图61来解释墨水消耗检测技术，特别是采用估算消耗计算程序和实际消耗检测程序的检测技术。
在本实施例中是将压电器件设在液体传感器上。在下文中所述的“激励器”或“弹性波发生装置”分别对应着一种液体传感器。
到此为止已经解释了本实施例的带有墨水消耗检测功能的各种墨盒。这些墨盒都装备有由压电器件组成的液体传感器(激励器等等)。实际消耗状态是由液体传感器来检测的。因此，如图7所示，提供多个传感器就可以检测到多个实际消耗状态。
另外，在本实施例中还根据墨水消耗来估算消耗状态。墨水消耗是由于打印和记录头维护造成的墨水消耗，，估算中可以考虑这两方面或是其中之一。在本实施例中主要描述了基于打印量的估算程序。如此建立的消耗状态被称为估算消耗状态。将实际消耗状态与估算消耗状态的计算加以组合就能建立更加精确和具体的墨水消耗状态。以下将要描述实际消耗状态与估算消耗状态的最佳组合形式。
图61表示具有本实施例的墨水消耗检测功能的一种系统的结构。墨盒800具有多个液体传感器802(在图61的实施例中是4个)和消耗信息存储器804。每个液体传感器802是由一个压电器件组成的。具体的液体传感器802是由上述的弹性波发生装置或一个激励器组成的，并且输出对应着墨水消耗状态的一个信号。消耗信息存储器804是一种例如EEPROM的可重写存储器，它对应着上述的半导体存储装置(图1中的标号7)。
图62表示液体传感器802和消耗信息存储器804的一种合适的布局。四个液体传感器802沿着墨水液面随着墨水消耗而移动的方向排列。四个液体传感器802可供检测程序单独采用。借助于此可以检测出具有不同高度的四级也就是四次液面通过。
另外如图62所示，四个液体传感器802的间隔不是固定的。在布置液体传感器802时令其布置间隔沿着墨水液面移动方向逐渐变窄。在墨盒的下部，传感器的间隔比其在墨盒上部的间隔要窄。借助于此，当墨水减少时，检测间隔就变窄。在墨水减少时的消耗状态信息比墨水充足时更加重要，因此，最好能具体地检测其消耗状态。将消耗状态告知用户，或者是用来控制记录装置。按照本实施例，这种要求是通过按不同间隔来设置传感器而实现的。
图63表示按照本实施例的墨水消耗检测的一个实施例。在图63中表示了实际消耗状态的多级检测与估算消耗状态的估算的一种最佳组合程序。另外在图63中还表示了消耗换算信息的校正程序。
在图63中，横轴代表打印量(打印字点数)，而纵轴代表由这一系统建立的消耗量。完全充满状态是在墨盒刚开始使用时的状态，此时的墨水消耗量是零。
首先由估算消耗计算处理部814对打印字点数执行乘法和累加运算而建立一个估算消耗量。此时采用从消耗状态存储部806中读出的参考消耗换算信息。如上所述，估算消耗量是打印字点数和每字点墨水量(变换信息)的乘积。因此，估算消耗量与字点数成正比地增加。估算消耗量的梯度对应着变换信息。随着墨水的消耗，墨水液面到达具有最高水平的那个液体传感器802。
此处将最高位液体传感器802定义为第一传感器，依此类推是第二传感器，第三传感器和第四传感器。墨盒在各个传感器以上的体积是预先确定的。在液面通过各个传感器时的消耗量是已知的。这些消耗量信息预先被存储在消耗信息存储器804中。因此，当第一传感器检测到液面通过时，就能识别出该时间点上精确的消耗量。
如上所述，在参考消耗换算信息与实际变换信息之间有一定的偏差。因此，采用该变换信息来估算的消耗量值中也会有一个误差。该误差随着墨水消耗进程越来越大。如图63所示，在本实施例中，在第一传感器检测到液面通过的时间点上校正这一误差。校正值被存储在消耗信息存储器804的消耗状态存储部808中。
进而还要根据实际消耗状态来校正该变换信息。假设从“墨水完全充满”到“第一传感器检测到液面”的字点数是N×1。另外还假设同一时间段的墨水消耗量是V×1。在这种情况下可以将校正的变换信息表示成V×1/N×1。校正的变换信息被存储在消耗信息存储器804的消耗换算信息存储部808中。
在检测到实际消耗状态之后，再次乘以字点数来估算消耗量。然而，此后的消耗量是根据校正后的累加值来计算的。另外，在计算消耗量时采用了校正后的变换信息。具体地说，在液面通过第一传感器之后，估算消耗量的梯度(b)就是上述的Vx/Nx。
在第二传感器，第三传感器和第四传感器检测到液面通过时的程序与用于第一传感器的程序类似。在检测到液面通过时，就校正已经由字点累加所建立的估算消耗量。另外还要校正消耗换算信息。例如，假设第二传感器检测到液面通过。从第一传感器检测到第二传感器检测的打印量(字点数)用N×2来表示。另外假设第一传感器到第二传感器之间的墨盒体积是V×2。在这种情况下，校正的变换信息可以表示成V×2/N×2。采用校正后的变换信息估算出一个消耗量作为0次校正后的消耗量。
在第四传感器之后，也就是第四传感器检测到液面通过之后，通过累加字点数估算出一个消耗状态，并且当墨水完全耗尽时停止打印。具体说也就是通过估算来建立最终墨水用尽。然后催促用户更换墨盒。
如上所述，按照本实施例是通过累加字点数来估算消耗量的。在传感器检测到液面通过时校正这一消耗量和变换参数。每当多个传感器之一检测到液面通过时就执行校正程序。借助于此就能避免在估算值和实际消耗量之间出现大的偏差。
另外，在上述程序中，消耗换算信息是根据每个传感器间隔的打印量来校正的。具体地说，就是建立从一个传感器检测到液面通过的时间点到下一个传感器检测到液面通过的时间点之间的打印量。用传感器之间的墨水量除以打印量。借助于这种程序来限制用于校正的数据，从减少墨盒使用过程中环境变化所造成的影响的观点来看，它是有优越性的。
另外，当最低液体传感器(第四传感器)检测到液面通过时，就可以根据迄今为止伴随着多次检测到液面通过而执行的多次消耗换算信息的校正结果来建立最终的消耗换算信息。例如是建立由四次校正计算所获得的校正的变换信息的平均值。在最低压电器件检测到液面通过之后采用最终消耗换算信息来建立一个估算消耗状态。按照这种形式就能用多次校正结果获得更精确的变换信息。这样就能在墨水剩余量很少时精确地估算出消耗状态。
另一方面，作为校正程序的另一个变更实施例，可以采用从墨盒完全充满时起的累加打印量。例如，假设是第二传感器检测到液面通过。可以将从完全充满状态到第二传感器位置的墨水量除以迄今为止的全部打印量，并且建立校正的消耗换算信息。在图63的实施例中可以用下式来表示校正的消耗换算信息(V×1+V×2)/(N×1+N×2)图64表示消耗检测处理部812的检测程序。在安装墨盒800时，从消耗换算信息存储部808获取参考消耗换算信息(S10)。然后由估算消耗计算处理部814来计算估算消耗状态(S12)。另外由实际消耗检测处理部816用液体传感器802检测实际消耗状态(S14)。在这一级仅仅使用最高位液体传感器802也就是第一传感器。直至墨水液面到达第一液体传感器802，检测到的实际消耗状态是“有墨水的状态”。
在步S14之后，将估算消耗量的计算结果和实际消耗状态的检测结果存入消耗状态存储部806(S16)。接着为用户显示消耗信息(S18)。步S18的程序是由记录装置控制部810的消耗信息显示部826来执行的(图61)。以下还要进一步解释这一程序。
接着要确定是否能检测到液面通过的实际消耗状态(S20)。如果其指示出NO，就回到步S12。在接下来的子程序中，将后续的消耗量加到最后一次的估算消耗量上作为估算消耗量而获得结果。
在步S20指示出YES的情况下，如图63所示，在步S22中校正估算消耗状态(累加值)，并且在步S24中校正消耗换算信息。这些校正值分别被存入消耗状态存储部806和消耗换算信息存储部808(S26)。
在步S28要确定液面是否已通过最后的传感器。当最低传感器(第四传感器)检测到液面通过时，步S28就会指示出YES。当第一传感器到第三传感器检测到液面通过时，步S28就会指示出NO。在其指示出NO的情况下，用来检测实际消耗状态的液体传感器就切换到接下来的有关传感器(S30)，并且返回到步S12。这样，每当液面通过某一个传感器时就校正估算消耗量和消耗换算信息，并且采用校正的值来估算后续的消耗量。另外，仅仅由必要的传感器来检测实际消耗状态。可以减少压电器件的操作和用于这些操作的程序，这样就能有效地利用压电器件。
另一方面，在步S28指示出YES的情况下，就停止用液体传感器802检测实际消耗状态(S32)。在墨水液面通过最后传感器之后，任何一个传感器都陆续检测到没有墨水的状态。这时就不必再检测实际消耗状态了。因此就停止检测实际消耗状态。借助于这样的程序再加上上述的传感器切换程序就能减少压电器件的操作和用于这些操作的程序，这样就能有效地利用压电器件。
在步S34，，和步S12类似地计算一个估算消耗状态。然后在步S36为用户显示消耗状态，在步S38将消耗状态的计算结果存入消耗状态存储部806。在步S40中确定估算消耗量是否达到了全部墨水量(是否完全耗尽)，如果其指示出NO，就回到步S34。假如是在完全耗尽的情况下，就保存打印前的打印数据(S42)。
在图62的实施例中，液体传感器被布置在墨盒的垂直壁上。然而，液体传感器也可以根据具体的墨盒布置在适当的位置。在一个最佳结构实施例中，墨盒的内侧被至少一个分隔壁划分成彼此连通的多个舱。在多个舱的上部安装多个液体传感器。晚使用的墨水舱的体积被设置得比早使用的墨水舱的体积要小。这种构造已经参照着用来解释具有检测功能的墨盒的附图解释过了。按照这种形式，传感器是沿着墨水消耗的方向布置的，因而能逐步指示出实际消耗状态。另外，因为舱的大小有所不同，和上述实施例一样，具有在墨水量很少时缩短检测间隔的优点。
接着要解释本发明的另一个实施例。
图65表示本实施例的具有墨水消耗检测功能的一种喷墨记录装置。按照本实施例，与图61的构造不同，消耗换算信息存储部850被设置在记录装置控制部810上。
假设按照这种形式，在安装某一个墨盒时，根据实际消耗状态来校正消耗换算信息。所获得的校正的消耗换算信息被保存在控制部810内部的消耗换算信息存储部850中。在安装另一个墨盒时，读出校正的消耗换算信息并且用于估算墨水消耗量。
这样，按照本实施例，因为消耗换算信息被保存在记录装置一侧，即使在更换墨盒之后也能继续利用校正的消耗换算信息。本实施例在喷墨记录装置的个体差异对实际测得的消耗变换值有影响的情况下特别有用。记录装置间的个体差异通常表现为记录头之间的个体差异。
另外，按照这种形式可以使用多个墨盒，在多次执行校正程序时能使变换信息接近一个更加合适的值。利用这一值就能实现更加精确的估算。
另外，作为本实施例的一种变形，消耗换算信息存储部850可以设置在另外的构造上，例如是连接到喷墨记录装置的一台外部计算机。
除此之外，在本实施例中，每个墨盒的ID(序号)值(信息)被存储在存储器中，在安装同一个墨盒时可以读出并利用这种存储值。
另外，作为本实施例的一种变形，在墨盒和记录装置双方都设有消耗换算信息的存储部。这些存储部可以同时重写其存储内容，或者是在安装墨盒时从墨盒上下载数据。
到此为止已经解释了本实施例。接下来要一同说明本实施例的优点。其他优点如上所述。
在本实施例中结合使用了估算消耗计算和实际消耗检测。尽管由于估算程序会伴随有一定的误差，还是能具体建立其实际消耗状态。另一方面，采用压电器件可以精确地检测实际消耗状态，并且正是因为采用了压电器件，还能防止墨水泄漏。特别是，如果采用多个压电器件，就能识别出多级实际消耗状态。根据多级实际消耗状态和估算消耗状态就能建立精确和具体的墨水消耗状态。
具体地说，在实际消耗检测程序中，多个压电器件各自检测液面的通过。在从一个压电器件检测到液面通过的时间点到下一个压电器件检测到液面通过的时间段期间估算墨水消耗量。即使当墨水液面处在两端的压电器件的水平以外，也能估算墨水消耗量。借助于此就能连续地建立墨水消耗量。
在本实施例中，在检测到液面通过时校正估算消耗量。另外还要校正用来估算消耗量的消耗换算信息。因为布置了多个压电器件，校正在墨水消耗的过程中是分多级来执行的。借助于此就能限制估算消耗量与实测消耗量的偏差，并且能精确和具体地建立墨水消耗状态。
在本实施例中，所有压电器件并不是同时而是依次使用的。如果一个压电器件检测到没有墨水的状态，就停用该压电器件，并且起用位置紧接着有关压电器件以下的那一个压电器件。当最低位压电器件检测到没有墨水的状态时，就停止采用压电器件的实际消耗检测。借助于这些程序就能减少用于压电器件操作和程序，并且能有效地利用压电器件。
在本实施例中，用估算消耗状态将消耗量的信息显示在显示器上。例如，根据已经建立的消耗状态，用剩余墨水来显示可打印的打印量。另外，根据已经建立的消耗状态来显示剩余墨水量。在此时采用对应着墨水量的不同颜色和形状的图形。这样就容易向用户告知墨水消耗状态。
在本实施例中，已经建立的消耗状态被存储在消耗信息存储器中。消耗信息存储器被安装在墨盒上。这样，在拆掉墨盒再重新安装时就容易建立其消耗状态。
另外，消耗换算信息也被存储在消耗信息存储器中。在安装墨盒时也能从存储器中读出这一信息并且加以利用。
另一方面，校正的消耗换算信息可以保存在记录装置一侧。在这种情况下，即使在更换墨盒之后也能继续利用校正的消耗换算信息。在重复校正时使消耗换算信息接近一个合适的值，并且更精确地执行估算程序。
另外，在本实施例中，如果确定了没有墨水，就将打印数据存入存储部。借助于此不会丢失打印数据。
另外，在另一个实施例中，在检测实际消耗状态时计算剩余可打印的打印量。在打印完剩余可打印的打印量时就将打印前的打印数据存入打印数据存储部。借助于此也不会丢失打印数据。
本发明的各个方面可以用各种形式来实现。本发明可以是一种检测墨水消耗的方法，一种墨水消耗检测装置，一种喷墨记录装置，一种喷墨记录装置的控制装置，和一种墨盒等等。对于墨盒来说，这种墨盒最好有一个消耗信息存储器，并且为上述的各种程序提供所需的信息。
不用说，本实施例在本发明的范围内是可以变形的。例如液体传感器的数量不仅局限于4件。
另外，在本实施例中墨水消耗量是根据打印量来计算的。另外如上所述，在喷墨记录装置中，记录头维护工作也会消耗墨水。因此，在估算墨水消耗量时还应该考虑到维护问题。例如，在维护工作中消耗的标准墨水量(维护消耗量)已经被存储在消耗信息存储器804中。维护次数和维护消耗量的乘积加到估算消耗量上。在消耗换算信息的校正程序中也要考虑到维护造成的那部分消耗来建立校正值。
在本实施例中，液体传感器是由压电器件组成的。如上所述，采用压电器件可以检测到声学阻抗的变化。利用弹性波的反射波能够检测出消耗状态。建立从弹性波产生到反射波到达的时间。根据利用压电器件的功能的任何一种原理都能够检测消耗状态。
在本实施例中，由液体传感器产生振荡，并且还产生一个指示墨水消耗状态的检测信号。反之，也可以不用液体传感器本身来产生振荡。具体地说，振荡产生和检测信号输出都可以不必执行。由另一个激励器来产生振荡。或者是，在随着托架运动而在墨盒中产生振荡时，由液体传感器产生一个指示墨水消耗状态的检测信号。在检测墨水消耗时不需要主动产生振荡，而是采用打印机操作自然产生的振荡。
记录装置控制部的功能不一定要由记录装置的计算机来实现。其整体功能的一部分或全部功能都可以设在外部计算机上。显示器和扬声器也可以由外部计算机来提供。
本实施例中的液体容器是一个墨盒，使用液体的装置是一台喷墨记录装置。然而，液体容器也可以是除墨盒之外的墨水容器，例如是一个墨水罐。它例如可以是装在记录头侧面的一个副容器。另外，墨盒可以是所谓的托架分离式墨盒。另外，本发明也可以应用于容纳除墨水外的其他液体的一种容器。
以下要解释本发明的又一个实施例。
首先要解释本实施例的原理。在本实施例中，本发明是应用于检测墨水容器内的墨水消耗状态的技术。配合使用两类程序建立一个墨水消耗状态。一种程序是估算消耗计算程序，另一种程序是实际消耗检测程序。
在估算消耗计算程序中，根据墨水容器的墨水消耗计算一个墨水消耗状态，从而建立一个估算消耗状态。墨水消耗包括打印的墨水消耗和记录头维护的墨水消耗。本发明可以可以应用于其中一种，也可以应用于双方。对于墨水量，墨水消耗量是由记录头射出的墨滴数建立的，或者是采用墨滴数和每个墨滴的墨水量的乘积值。关于维护的墨水消耗量是由维护次数，处理量，从处理量变换成墨滴数所得的量等等而建立的。
在实际消耗检测程序中，通过用压电器件来检测对应着墨水消耗状态的一种振荡状态而检测出实际消耗状态。最好是采用压电器件来检测伴随着墨水消耗的声学阻抗变化。
按照估算程序，尽管伴随有一些误差，还是能具体建立一个消耗状态。另一方面，采用压电器件可以精确地检测消耗状态，无需提供复杂的传感器密封结构。这样就能用这两个程序的组合精确而具体地建立一个墨水消耗状态。
在下述的本实施例中，实际消耗检测程序将检测的通过压电器件的墨水液面作为实际消耗状态。当墨水液面通过压电器件时，压电器件的输出会有很大变化。这样就能精确检测到液面部分的通过。由估算消耗计算程序具体建立液面部分通过前、后的墨水消耗状态。另外，在墨水液面通过压电器件时校正估算计算程序到此时的误差。此外，还要校正供估算消耗程序参考的参考消耗换算信息。用这些程序精确而具体地建立一个墨水消耗过程。
在本实施例中应该注意到，实际消耗检测程序将检测到的墨水的实际消耗量作为实际消耗量，而估算消耗计算程序建立墨水的估算消耗量。
以下要参照附图更具体地解释本实施例。
在本实施例中提供的压电器件的一个实施例是一个激励器，并且用它作为激励器。
本发明的基本原理是利用一种振荡现象来检测液体容器内的液体状态(包括液体容器内有没有液体，液体的量，液面，液体种类，及液体成分)。有些具体的方法可以考虑作为利用振荡现象检测液体容器内部液体状态的方法。例如有一种方法是用弹性波发生装置相对于液体容器内部产生一种弹性波，接收由液面或对面的壁反射的反射波，并且检测液体容器内部介质及其状态的变化。另外，除此之外还有一种方法是根据振荡体的振荡特性来检测声学阻抗变化。作为利用声学阻抗变化的一种方法，可以使激励器的一个具有压电元件或振荡部分的压电器件产生振荡，并且连续测量由剩余的振荡部分的残余振荡所产生的反电动势，检测谐振频率或反电动势波形的振幅并作为一个结果而检测出声学阻抗的变化，还有一种方法是用一个阻抗分析仪来测量液体的阻抗特性或导纳特性，例如是诸如发射电路等测量装置，并且在对液体施加振荡时测量其频率造成的电流值和电压值的变化或者是电流值和电压值的变化。本实施例采用的方法是使激励器的振荡部分发生振荡，并且通过检测其谐振频率来检测声学阻抗的变化。
图66是作为本发明一个实施例的一种喷墨记录装置的一个实施例的示意性透视图。通过一个定时皮带1202连接到驱动电机1204上的一个托架1206具有一个容纳舱1236，用于容纳在上部含有黑色墨水的黑色墨盒，以及一个容纳舱1237，用于容纳含有彩色墨水的彩色墨水墨盒。托架1206还有一个记录头1250用于从其下部接收墨水供应。黑色墨盒和彩色墨盒通过墨水供应针1232和1234为记录头1250供应墨水。定时皮带1202和驱动电机1204是由记录装置控制部1210控制的。在定时皮带1202和驱动电机1204执行扫描的同时，接收墨水供应的记录头1250向记录介质1200上排放墨水。
图67是作为本发明的一个实施例的用于单色墨水例如是黑色墨水的一种墨盒的截面图。作为本发明的墨水容器的一个实施例的这种墨盒具有包含墨水的容器2001，用于向容器2001外部供应墨水的墨水供应开口2002，以及用于检测声学阻抗变化并检测墨水消耗量的一个激励器106。墨水供应开口2002被布置在相对于墨水的液面处在低位的底面1a上。激励器106被布置在底面1a附近，并且在容器2001的侧壁中比较靠近墨水供应开口2002的那一侧壁2010上。另外，在容器2001的上部安装有存储装置7，它存储了关于墨盒内的墨水的信息。
在墨水供应开口2002的内侧布置有密封件2030。密封件2030的密封使墨水不会从容器2001泄漏到外部。另一方面，当墨水供应针1232(见图66)穿透密封件2030插入墨水供应开口2002时，通过墨水供应针1232从墨盒向记录头1250供应墨水。密封件2030最好是由弹性体构成，例如是橡胶。借助于此就能使存在于墨水供应针和密封件2030之间的间隙保持在液密状态。
图68是从用于容纳多种墨水的一个实施例的墨盒背面看到的一个透视图。容器8被间隔壁划分成了三个墨水舱9，10和11。在各个舱中设有墨水供应开口12，13和14。在各个墨水舱9，10和11的侧壁8a上安装激励器15，16和17，让它们能够通过容器8接触到装在各个墨水舱中的墨水。
到此为止已经解释了本实施例的喷墨记录装置，墨盒，和激励器。在这种墨盒中，实测的消耗量也就是实际消耗量是采用激励器来检测的。在本实施例中，进一步的消耗量是通过测量记录头排出的墨滴的量来估算的。由这种估算建立的消耗量被称为估算消耗量。此后要描述实际消耗状态和估算消耗状态相组合的一种最佳配置。
图69表示本实施例的具有墨水消耗检测功能的一种系统配置。墨盒800对应着例如图66的墨盒。墨盒800具有激励器106和消耗信息存储器804。激励器106是由压电器件组成的。具体的激励器106是由上述激励器组成的，并且输出一个对应着墨水消耗状态的信号。消耗信息存储器804是一个EEPROM可重写存储器，并且对应着上述的半导体存储装置(图67或7中的标号7)。
记录装置控制部810是由用于控制喷墨记录装置的计算机组成的。记录装置控制部810被布置在喷墨记录装置上作为记录装置控制部1210。参考消耗换算信息被存储在消耗信息存储器804中。记录装置控制部810具有消耗检测处理部812和校正部813。
消耗检测装置是由消耗检测处理部812，激励器106，和消耗信息存储器804组成的。消耗检测处理部812采用激励器106和消耗信息存储器804建立一个消耗量。这样就能将所建立的消耗量存储在消耗信息存储器804中。
记录装置控制部810还包括打印操作控制部818，打印数据存储部824和一个消耗信息显示部826。下文要说明其配置。
记录装置控制部810的消耗检测处理部812包括估算消耗计算处理部814和实际消耗处理部816。
实际消耗检测处理部816通过控制激励器106来检测实际消耗量，并且将实际消耗量写入消耗信息存储器804。按照上述原理检测实际消耗量。例如，为了根据声学阻抗来检测实际消耗量，实际消耗检测处理部816驱动激励器106的一个压电元件。压电元件输出的信号指示出随着振荡的产生的残余振荡状态。根据对应着墨水消耗量而改变的残余振荡状态检测出实际消耗量。
特别是在本实施例中，将液面是否通过激励器106作为实际消耗量来检测。传感器的输出信号在液面部分通过其前、后会有很大变化。这样就能确保发现液面部分的通过。以下将液面部分通过之前的状态称为“有墨水的状态”，而将液面部分通过之后的状态称为“没有墨水的状态”。
另一方面，估算消耗计算处理部814根据墨盒800的墨水消耗建立一个估算消耗量。在打印状态下，打印会消耗墨水，即使在非打印状态下，记录头的维护操作也会消耗墨水。因此，最好是根据用于打印的墨滴数和维护次数来建立一个墨水消耗量。另外，打印和维护操作所消耗的墨水量都会随着记录头在执行打印时所处的外部环境而有所不同。例如，在记录头外围温度和墨水温度比较高的情况下，墨水消耗量就大。另一方面，在记录头外围温度和墨水温度低的情况下，消耗的墨水就少。另外还要考虑在打印现场湿度不同的情况下也会造成墨水消耗量的改变。然而，在本发明的范围内，可以依据其中任何一种条件来建立墨水消耗量。此处主要解释根据打印量来建立墨水消耗量的一种程序。然而，以下所述的对应着记录头射出的墨滴的量(每一滴的墨水量)也可以应用于记录头维护的墨水消耗量。在这种情况下所执行的程序可以将每滴墨水量考虑作为一次维护处理部分。这样就是将墨水消耗次数认为是记录头射出的墨滴数或者是维护处理的次数。
估算消耗计算处理部814在使用墨盒800的墨水时根据打印量来计算墨水消耗量，从而建立一个估算消耗状态。打印量是由打印操作控制部818的打印量计算部822和提供给估算消耗计算处理部814的数据来建立的。打印操作控制部818接收打印数据并且用记录头来控制打印。这样，打印操作控制部818就能掌握打印量。如果掌握了打印量，就能估算出对应着打印量的墨水消耗量。由此建立的估算消耗量类似于实际消耗量，也存储在墨盒800的消耗信息存储器804中。
参考消耗换算信息被用于消耗量的估算。如图70所示的参考消耗换算信息是用来表示打印量和估算消耗状态之间关系的一种信息。在本实施例中，采用每滴墨水量作为参考消耗换算信息的一个要素。在这种情况下，打印字点数就对应着打印量。单单用每滴墨水量乘以字点数部分就能估算出一个消耗量。
在上文中有一点是值得注意的，字点数与墨水消耗量成正比。由此，可以将字点数当作直接代表墨水消耗量的一个参数来对待。
另外还应该根据墨滴的大小来执行消耗量的估算。记录装置会按照打印数据射出多种大小的墨滴。每滴的墨水量是随着墨滴大小而有所不同的。由此，采用对应着大小的不同变换值就能执行一种更加精确的估算。
例如，假设射出的墨滴有a，b和c三种不同的大小。假设每个墨滴的墨水量是Va，Vb和Vc。并且假设射出的每一种墨滴累计数分别是Na，Nb和Nc。在这种情况下，可以用下式来表示墨水消耗量Va·Na+Vb·Nb+Vc+Nc
在这一消耗估算程序中，因为字点数是采用软件手段相乘和相加的，这一程序也可以被称为软计算程序。
用于建立估算消耗量的变换信息被存储在墨盒800的消耗信息存储器804中。在消耗信息存储器804中设有用于存储参考消耗换算信息的参考消耗换算信息存储部808。
记录装置控制部810还有一个校正部813。校正部813有一个校正决定部815。校正部813从消耗检测处理部812接收墨盒内的墨水的一个估算消耗量和一个实际消耗量。
由校正部813中的校正决定部815决定是否应该将这一参考消耗换算信息作为一个校正目标。
特别是，校正部813中的校正决定部815决定是否将参考消耗换算信息所包括的单位信息以外的任何单位信息(参见图70)作为校正目标。校正决定部815可以确定具体的单位信息作为校正目标，或是确定整个参考消耗换算信息作为校正目标。另外，还能按照下述的决定来确定校正目标。
校正部813根据校正决定部815的决定结果来校正作为校正目标的单位信息。在校正决定部815没有确定校正目标的情况下，校正部813不校正单位信息。
包括校正的单位信息的参考消耗换算信息被存储在消耗换算信息存储部808中作为整体校正的参考消耗换算信息。在校正过参考消耗换算信息之后，估算消耗计算处理部814根据校正后的参考消耗换算信息检测一个估算消耗量。
应该注意到，作为另外一种形式，消耗信息存储器804也可以设置在喷墨记录装置上，例如是图66实施例中的记录装置控制部1210。另外，消耗信息存储器804的一部分功能或所有功能也可以设置在其它外部设备例如是连接到记录装置的一台计算机上。另外，记录装置控制部810的一部分功能或所有功能也可以设置在外部设备例如是连接到记录装置的一台计算机上。另外，参考消耗换算信息可以存储在记录装置控制部810中，其它的结构例如是也可以存储在连接到喷墨记录装置的外部计算机中。另外，彼此不同的多个参考消耗换算信息被存储在消耗信息存储器804或记录装置控制部810中。借助于这些手段，估算消耗计算处理部814就能采用多个参考消耗换算信息当中的一个优化的参考消耗换算信息来建立一个估算消耗量。另外也可以用一个修改和决定部(未示出)来代替校正部813，由修改和决定部来确定合适的参考消耗换算信息。估算消耗计算处理部814可以采用多个参考消耗换算信息数据当中的一个合适的参考消耗换算信息来建立一个估算消耗量。
在本实施例中，将每个墨盒的ID(序号)值存储在存储器中，在安装同一个墨盒时可以读出并利用这一存储值。
另外，作为本实施例的一个变更实施例，参考序号变换信息的存储部可以设在墨盒和记录装置双方。这些存储部可以同时重写双方的存储器内容，或者也可以在拆除墨盒时从墨盒上下载数据。
图70的表表示存储在消耗换算信息存储部808中的参考消耗换算信息的一个实施例。在本实施例中，作为参考消耗换算信息的一个要素，表示出了打印状态下每一滴的墨水量，用pl(picoliter)表示在喷射中每一次喷射所需的墨水量，以及用ml(毫升)表示在清洗中每一次清洗所需的墨水量。
参考消耗换算信息数据被分成打印状态信息和非打印状态信息。进而，打印状态信息数据被分成彼此间墨滴量不同的字点1和字点2的信息。非打印状态信息数据被分成喷射和维护的信息，喷射与维护需要消耗的墨水量是彼此不同的。喷射是指用于清除喷嘴开口中的异物并恢复其机能的维护，要从记录头的所有喷嘴开口中排放墨滴。清洗是指这样一种维护，用一个吸气泵从记录头外部提供一个负压，清除喷嘴开口中的异物并恢复其机能。进而，喷射信息数据又被分成喷射1和喷射2的信息，二者的墨滴量是不同的。清洗信息数据也被分成清洗1和清洗2的信息，二者的墨水消耗量是不同的。
应该注意到参考消耗换算信息的一个要素被定义为每滴墨水量。这样，在控制中，喷射和清洗操作是由打印操作控制部818来处理的，每一次喷射和清洗的处理操作被当作打印操作中的每滴墨水量来处理。
进而，参考消耗换算信息还指示出记录头外围温度不同的情况下对打印状态和非打印状态，字点1和字点2，清洗1和清洗2，以及喷射1和喷射2等每一类别的墨水消耗量。
用于为参考消耗换算信息分类的单位信息可以分成两类，一类单位信息是整个打印状态下的每滴墨水量，另一种单位信息是非打印状态下的墨水量。另外，单位信息可以按照字点1和字点2，清洗1和清洗2，喷射1或喷射2中的墨水量信息的单位被分成六类。
另外，信息的单位还可以分成三类，作为记录头外围温度不同情况下的墨水量信息的单位。
另外，单位信息还可以分成八类，作为在参考消耗换算信息中指示的并且彼此不同的每滴墨水量的所有信息单位。
应该注意到，在参考消耗换算信息的两个要素之间大致成线性关系时，为了获得参考消耗换算信息这两个要素之间的信息，可能需要执行建立线性相关的计算。例如在图70中，为了获得字点1的记录头外围温度在10℃到25℃范围内的每滴墨水量的信息，就要用各温度下在每滴墨水来执行建立线性相关的计算。具体地说，可以用以下的线性函数表达式计算出记录头外围温度是20℃时的每滴墨水量30(pl)+(20(℃)-10(℃))*((31(pl)30(pl))/(25(℃)-10(℃))＝30.66(pl)由图69中的校正决定部815来决定是否将图70中所示的参考消耗换算信息或单位信息作为校正目标。
例如，由校正决定部815决定是否按照墨水的估算消耗量和实际消耗量之间的差别来执行校正。因为在估算消耗量和实际消耗量大致相同的情况下不需要校正。另外，校正决定部815来决定按照消耗量或消耗墨水当中每单位信息的消耗率将任何单位的信息作为校正目标。如果对为墨水的整个消耗量比例计算的消耗率很低的单位信息进行校正，就可能使被校正的单位信息值脱离实测的每滴墨水量。由校正决定部815决定是否还要确定一个校正目标。
图71和图72表示按照本实施例的墨水消耗检测的一个实施例。墨水完全充满状态是在墨盒初次使用并且墨水消耗量值为零时的状态。首先，利用估算消耗计算处理部814通过字点数的乘法运算建立一个估算消耗量，在此时采用已经从消耗状态存储部806中读出的参考消耗换算信息。
估算消耗量是打印字点数和参考消耗换算信息的每字点墨水量的乘积。因此，估算消耗量与字点数成正比增加。估算消耗量的梯度(a)对应着参考消耗换算信息的每滴墨水量。
随着墨水消耗的进程，墨水液面到达激励器106。此时将激励器106检测到的液面部分通过作为实际消耗状态。在液面通过时实测的墨水消耗量是墨盒中液面处在激励器106以上的墨水量，它是预先知道的。最好将这一信息存储在消耗信息存储器804中。最好将激励器106设置在墨水剩余量减少时液面所处的位置上。借助于此就可以将激励器106在墨水接近用尽状态下检测到的液面通过作为实际消耗量。
如图71和图72所示，在检测到实际消耗量时，在实际消耗量和估算消耗量(每滴墨水量的累计值)之间存在一个误差。具体地说，估算消耗量的梯度(a)与实测的每滴墨水量(b)不同。这是因为用于估算程序的变换值与实测值不同。
一般来说，参考消耗换算信息都包括一定程度的误差。造成误差的主要原因是记录头排放量的分散，墨盒和喷墨记录装置的个体差异，使用条件，以及这些因素的组合。例如，每字点墨水量会由于大量字点当中墨水粘度的变化而有所不同。另外还有一种情况是每单位信息在每一滴的实测墨水量和估算量之间的误差是不同的。
图71表示的情况是所有墨水都是按照字点1模式或字点2模式作为墨滴排放的。信息的单位被分成字点1和字点2的至少两类。在本实施例的情况下并不是最好的，因为校正所有单位信息意味着那些无用模式的信息单位也要校正。因此，校正决定部815就将排放墨滴的信息单位作为校正目标。
具体地说，例如，假设排放墨滴的单位信息是仅仅由字点1组成的。校正决定部815就仅仅将字点1的单位信息作为校正目标。因为要校正的参考值仅仅是字点1的估算消耗量和实际消耗量，校正部813就仅仅校正字点1的单位信息，而不校正字点2的单位信息。
假设从墨水完全充满状态起到液面通过止的字点1的字点数是Nx。另外，假设从墨水完全充满状态起到液面通过止的消耗量是Vx。在这种情况下就能将实测的每滴墨水量表示成Vx/Nx。这样，校正部813就将单位信息校正成Vx/Nx。最好是将已经被校正的单位信息的历史记录存储在消耗信息存储器804的消耗换算信息存储部808中。
另外，在校正部813中可以这样来校正字点1的单位信息，将单位信息乘以估算消耗量V1＝Nx·30(pl)的比例Vx/Nx，并且将实际消耗量Vx作为校正系数。最好将校正系数Vx/Vlis存储在消耗信息存储器804的消耗状态存储部806中。
另外，作为累计值的估算消耗量也被校正到实测值。将校正值存储在消耗信息存储器804的消耗状态存储部806中。
在检测到实际消耗状态之后，再次用字点数的乘法运算估算其消耗量。然而，后续的消耗量是根据校正后的累计值来计算的。另外，在计算消耗量时采用校正后的变换信息。具体地说，在图71中经过校正后的估算消耗量的梯度(b)就是上述的Vx/Nx。
就这样采用校正的数据，并且借助于此能够精确地建立从墨水接近用尽的时间点到完全耗尽的时间点的墨水消耗状态。
特别是在墨水量很少的情况下，精确检测墨水消耗量要比墨水量很大时更加重要。按照本实施例，因为估算消耗量和变换信息是在墨水接近用尽状态的时间点上校正的，这些要求可以得到适当的满足。借助于此就能防止由于缺乏墨水造成劣质打印。另外还可以告知用户适时更换墨盒。
另一方面，图72表示的情况是墨水按照字点1和字点2的单位信息有所消耗。在这种情况下还不知道单位信息与实测的每滴墨水量有多少差别。例如在图72中，实际消耗量Vx的墨水是按照字点1和字点2的单位信息消耗的。然而并不清楚实际消耗量Vx是按照字点1还是字点2的单位信息消耗的。因此也就不清楚实际消耗量Vx与估算消耗量V1+V2之间的误差是由于字点1还是字点2的单位信息造成的。
这样，参照在校正决定部815中的决定，首先要确定估算消耗量大的那一单位信息为校正目标，其次将估算消耗量的误差预期值大的那一单位信息作为校正目标。
图73A和73B是一个表和一个流程图，表中表示校正决定部815是否决定将其作为校正目标，而流程图表示在墨水如图72的实施例所示按照字点1和字点2的单位信息消耗的情况下对决定的处理。校正决定部815的决定是分成情况1和情况2来表示的。
对于每滴的估算墨水量相对于每滴的实测墨水量所预期的误差，误差是可以根据喷墨记录装置的设计，制造和使用以及由记录显示的墨盒通过实验来预测的。
例如，情况1和情况2是这样的，由于记录头的设计及其制造带来的误差，可以预料到的情况是，采用墨滴比较小的字点2产生的误差比采用墨滴比较大的字点1产生的误差要大。还有一种情况是可以预料的，对于每滴估算墨水量相对于每滴实测墨水量的误差来说，采用字点2造成的误差比采用字点1要小。对于每滴估算墨水量相对于每滴实测墨水量的预期误差采用了误差的预期记录(以下称其为误差的预期记录)。
情况1是字点2的墨水估算消耗量比字点1大的情况。情况2是字点2的墨水估算消耗量比字点1小的情况。
按照图73B的流程图，以下要解释用来确定是否将字点1和字点2作为校正目标的程序。首先，校正决定部815要确定误差的预期记录。在本实施例中就是要确定误差的预期记录是否大于或等于5。接着要确定估算消耗量是不是预定值。在本实施例中，当误差的预期记录大于或等于5时，就确定估算消耗量是否大于或等于400，而当误差的预期记录小于或等于5时，就确定估算消耗量是否大于或等于750。具体地说，在预料到每滴估算墨水量相对于每滴实测墨水量有较大误差的情况下，即使估算消耗量比较小，也将有关的单位信息作为校正目标。另一方面，在预料到每滴估算墨水量相对于每滴实际墨水量有一个误差，并且误差的预期记录处在预定值以下的情况下，对于估算消耗量比较大的情况，不用将有关的单位信息作为校正目标。
更具体地说，在情况1下，字点1的误差的预期记录是3。因此就要确定字点1的估算消耗量是否大于或等于750。因为字点1的估算消耗量是200，它小于750，就确定字点1的有关单位信息不作为校正目标。另一方面，字点2的误差的预期记录是8。因此就要确定字点1的估算消耗量是否大于或等于400。因为这一估算消耗量是800并且大于750，就确定字点2的有关单位信息作为校正目标。另一方面，在情况2下，字点1的估算消耗量是700，而字点2是300。这样，就确定它们都不作为校正目标。
在本实施例中，尽管是将误差的预期记录阈值限定为5，作为比较参考的估算消耗量的预定值被设定在400或750，也可以预先将这些值设定在一个最佳值。另外还可以为误差的预期记录提供多个阈值。对应着各个误差的预期记录处在阈值以上和处在阈值以下的情况来设定估算消耗量的值。还可以将与超过这一估算消耗量值的情况有关的单位信息确定为校正目标。另外，被作为校正目标的单位信息也可以这样来确定，将误差的预期记录乘以估算消耗量所获的值与预定值相比较。
可供决定参考的预定值例如有误差的预期记录，用于比较参考的估算消耗量的预定值等等被存储在外部计算机中，它连接到设在消耗信息存储器804和喷墨记录装置上的一个存储器，或者是连接到图69的喷墨记录装置上。
接着要参照图72来解释在墨水按字点数和字点2的模式被消耗的情况下的校正值。字点1和字点2的实际消耗量是Vx。与其对应的估算消耗量是V1+V2。因此，校正系数就是Vx/(V1+V2)，用已经被校正决定部815确定为校正目标的这一单位信息乘以该校正系数，对参考消耗换算信息进行校正。
在校正参考消耗换算信息时采用校正后的参考消耗换算信息，并且执行估算计算程序。借助于此就能实现更加精确的检测。
在检测实际消耗量时，将作为累计值的估算消耗量校正到实际消耗量。将校正值存储在消耗信息存储器804的消耗状态存储部806中。
在执行消耗量的确定时不用按照图73A和图73B的实施例，不必执行图73B的流程中对误差的预期记录的确定。具体地说，只要将校正条件规定为估算消耗量大于预定值，校正部813就能确定将满足该校正条件的单位信息作为校正目标。另外，用规定校正的确定条件来代替从记录头排出的字点数大于预定值的估算消耗量的确定条件，校正部813就能确定将满足这一确定条件的单位信息作为校正目标。另外，规定校正的确定条件是这样的单位信息，它用于计算整个消耗量比例的估算消耗量比例很大，并且它用于计算整个消耗量比例的估算消耗量比例大于预定的比例，满足这一确定条件的单位信息可以被确定为校正目标。另外，对于每滴估算墨水量相对于每滴实际墨水量的大误差或是小误差来说，被作为校正目标的单位信息是可以预先设置的，不需要由校正决定部815来确定。
图74A和图74B表示消耗检测处理部812的检测程序和校正部813的校正程序。在安装墨盒800时，从消耗换算信息存储部808获取参考消耗换算信息(S10)。然后由估算消耗计算处理部814计算此估算消耗状态(S12)。另外，实际消耗检测处理部816用激励器106检测出实际消耗量(S14)。直至墨水液面到达激励器106之前，检测到的实际消耗状态都是“有墨水的状态”。
可以按照适当的间隔检测实际消耗量。另外，当估算消耗量很小时，检测频率很低，而当估算消耗量达到预定切换值时提高检测频率。或者是直至估算消耗量达到预定的切换值之前可以不检测实际消耗状态。
预定切换值被设置在墨水液面到达激励器106之前的一个适当值。这一预定切换值最好是在墨水液面接近激励器106的那一时间点上的消耗量。在设置切换值时，使切换时的消耗量与液面通过时的消耗量之间的差大于估算消耗量在液面通过时的最大误差。
借助于这些程序，可以在检测到液面通过的可能性很低时减少实际消耗检测。这样就能减少压电器件的操作和用于这些操作的程序。可以有效地利用压电器件。
回到图74A，在步S14之后，将估算消耗量的计算结果和实际消耗状态的检测结果存储在消耗状态存储部806(S16)。接着为用户显示消耗信息(S18)。步S18的程序是由记录装置控制部810的消耗信息显示部826来执行(图69)。以下还要解释这一程序。
接着，检测是否有液面通过作为实际消耗状态(S20)。如果指示出NO，就回到步S12。在接下来的子程序中，将后续的消耗量累加到最后一次作为估算消耗量的估算消耗量上获得结果。当液面通过传感器时，实际消耗状态从有墨水的状态切换到没有墨水的状态。在图74A的流程中进展到步S20为YES的情况。在作为图67的墨盒的容器上仅仅装有一个激励器106的情况下，就不能再检测实际消耗量了。因此就停止检测实际消耗状态。借助于这些程序就能减少压电器件的操作和用于这些操作的程序，并且相应地可以有效利用压电器件。
接着在步S21中确定校正部813的校正决定部815是否校正。
在实际消耗量和估算消耗量之间的差接近零或是小于预定值的情况下，就确定校正决定部815不校正。借助于此，程序不中断地进展到步S30计算估算消耗量，校正部813不校正参考消耗换算信息。
应该注意到，在实际消耗量和估算消耗量之间的误差接近零的情况下，校正部813不需要在步S24中校正估算消耗量(累加值)。另外，在实际消耗量和估算消耗量之间的差小于预定值的情况下可以这样来设置，让校正部813在步S24中校正估算消耗量(累加值)，但是不执行对参考消耗换算信息的校正。
另一方面，在实际消耗量和估算消耗量之间的差大于预定值的情况下，校正决定部815就确定要校正参考消耗换算信息。接着在步S22中由校正决定部815选择作为校正目标的单位信息。校正部813在步S24校正估算消耗量(累加值)，并在步S26校正参考消耗换算信息。这些校正值被存储在消耗状态存储部806和消耗换算信息存储部808中(步S28)。
在步S30与S12类似地计算一个估算消耗状态。然而与步S12的不同在于采用了校正后的参考消耗换算信息。另外，以步S24中校正的估算消耗量(累加值)为参考来计算后续消耗量。然后在步S32为用户显示消耗状态，在步S34将消耗量的计算结果存储在消耗状态存储部806中。在步S36中确定估算消耗量是否达到了墨水的总量(完全耗尽与否)，如果指示是NO，就回到步S30。在完全耗尽也就是没有墨水的情况下，在打印之前保存打印数据(S38)。
另外如图74B所示，对累加值的校正(S24)和对消耗换算信息的校正(S26)的顺序是可以交换处理的。通过执行图74B的程序，在校正决定部815决定了不将参考消耗换算信息确定为校正目标的情况下，校正部813可以继续执行程序，仅仅校正累加值，而不校正参考消耗换算信息。
在上述的程序中已经解释了打印过程中对单位信息的校正。在喷墨记录装置中同样要按照适当间隔执行记录头的维护程序。在维护程序中要消耗墨水，并且其消耗量有可能多到不能忽略的程度。因此，每滴墨水量还包括用于记录头维护的消耗量。
具体地说，存储在记录装置控制部中的参考消耗换算信息具有在图70所示的非打印状态下的维护程序的墨水消耗量，它作为一个单位信息。类似于将每滴墨水量乘以打印状态时间的情况，估算消耗计算处理部用维护次数乘以每一次的消耗量。借助于此来估算维护的墨水消耗量。用这一消耗量和根据墨滴数建立的消耗量的总和来建立估算消耗量。校正部813的校正决定部815根据估算消耗量来确定参考消耗换算信息所包括的单位信息当中有没有任何单位信息(参见图70)可作为校正目标。校正决定部815可以将特定的单位信息确定为校正目标，也可以将整个参考消耗换算信息确定为校正目标。在这种情况下可以划分成打印状态和非打印状态，并且可以将其各自整体定义为单位信息。另外，非定义整体的维护可以划分成喷射和维护，并且可以各自定义为单位信息。进而，可以将喷射和清洗划分成喷射1和喷射2以及清洗1和清洗2，并且可以各自定义为单位信息。
可以用墨滴数量代表墨水消耗量。因为墨水消耗量与墨滴数量成正比。在这种情况下，由于维护的消耗量可以转换成墨滴数量。将这一转换的墨滴数量加到用于打印的墨滴数量上。将累加的墨滴数量作为指示墨水消耗量的参数。
另外，本实施例可以用每滴墨水量来表示参考消耗换算信息，然而，其表达形式并没有特别的限制。例如，因为字点1的量是字点2的量10pl的三倍，也就是30pl，以10pl作为参照可以用它的3倍来表示。另外，可以用每滴墨水量的质量来代表参考消耗换算信息。
另外，本实施例的参考消耗换算信息数据还可以按记录头外围的温度和每个墨滴的墨水量来划分。然而，还可以按照记录头外围的其他环境因素来划分，不需要限制记录头外围的温度。例如可以按照湿度和大气压来划分。
为了测量记录头外围的温度，湿度和大气压，在记录头的喷嘴开口外围布置温度计，湿度计和气压计(未示出)。温度计，湿度计和气压计最好是小而轻的装置，不要影响到记录头的扫描。另外，温度计，湿度计和气压计最好是能够遥控。
按照本实施例是这样来估算墨水消耗量的，除了用于打印的墨水消耗量之外还估算用于维护的墨水消耗量，建立二者的总和，并且要考虑记录头外围环境对每滴墨水量的影响。
接着要参照图69来解释如何利用按上述方式获得的消耗量的一种构造。打印操作控制部818是用于控制打印操作部820并且按照打印数据实现打印的一个控制部。打印操作部820是由一个打印头，打印头移动装置，送纸器等等组成的。打印操作控制部818的打印量计算部822为消耗检测处理部812提供用于估算墨水消耗量的打印量。
打印操作控制部818根据消耗检测处理部81检测的消耗量来操作。在本实施例中，如果根据估算消耗量确定了没有墨水，就停止诸如打印操作和维护操作等消耗墨水的操作。然后将打印之前的打印数据存储在打印数据存储部824中。在安装新墨盒之后存储这一打印数据。该程序相当于图74A和图74B中的步S38。
应该注意到，为了防止由于缺乏墨水造成劣质打印，应该将还剩下少量墨水的状态确定为没有墨水。
另外还有一种情况是不应该在打印一页的半途停止打印。在这种情况下，最好是以一页纸为参考来确定是否缺乏墨水。例如可以适当设定打印一页纸所需的墨水量。当剩余墨水量小于该墨水量时就确定为没有墨水。
也可以根据打印数据来执行类似的决定。例如，假设要打印成批的文档数据。当剩余墨水量小于对应着打印页数的墨水量时就确定为没有墨水。
在打印操作控制部818的另一个处理实施例中，当实际消耗检测程序检测到实际消耗状态时，就根据实际消耗状态计算剩余可打印量。在打印完剩余可打印量时，就在打印之前将打印数据存储在打印数据存储部824中。根据数据消耗状态安全地执行这一程序。
在又一个处理实施例中是根据实际消耗状态来控制另一种构造。例如可以提供墨水补充装置，墨盒更换装置等等，这些装置都是可以控制的。具体地说，根据消耗状态(实际消耗状态和/或估算消耗状态)来确定有没有必要补充墨水，更换墨盒，或是定时，并且按照确定的结果执行补充或更换。这样就能及时提醒用户补充墨水或更换墨盒。
图69的消耗信息显示部826是利用消耗状态的另一个构造。消耗信息显示部826用显示器818和扬声器820为用户显示由消耗检测处理部812检测到的消耗状态信息。在显示器818上显示代表消耗状态等等的图形，从扬声器820输出提示声音或合成语音。可以用合成语音指导适当的操作。
可以根据用户的需要显示消耗状态。另外也可以按照适当间隔周期性显示。另外，在出现一个合适的事件例如是开始打印等事件时，也可以显示。另外，当墨水剩余量达到预定值时可以自动显示。
在本实施例中校正了参考消耗换算信息，然而，也可以通过改变施加到记录头上的电压来校正每滴实际墨水量，而无需校正参考消耗换算信息。在这种情况下，校正部813将校正的估算消耗量(累加值)校正成实际消耗量。另外，校正部813向打印操作控制部818发送预定的信号，并且校正提供给打印操作部820的电压。
图75表示具有多个激励器802的一种墨盒800的截面图。在本实施例中布置了七件激励器。这七个传感器沿着液面随着墨水信号而降低的方向布置在彼此有一定间隔的七个不同高度位置上。这种构造适合用于容纳比较大量墨水的那种墨盒，例如是所谓的托架分离式墨盒。托架分离式墨盒被固定在远离记录头的位置上使用。墨盒与记录头通过一条管子来连接。
图76表示具有本实施例的墨水信号检测功能的一种喷墨记录装置。在本实施例中，与图69的构造不同，多个液体传感器802被设在墨盒800上。在图76的实施例中有七件传感器。这多个液体传感器802是由记录装置控制部801的信号检测处理部812来控制的，具体地说是由实际消耗检测处理部816控制的。
消耗检测处理部812采用七个液体传感器802单独地检测消耗状态。这样就能检测出七个不同等级的消耗量(液面通过)。
特别应该注意到所有液体传感器并不是同时而是依次使用的。假设有一个传感器检测到液面的通过。具体地说，假设有一个传感器的检测结果从有墨水的状态变成了没有墨水的状态。这时就停止使用这一传感器，并且起用紧挨着这一传感器位于低位的下一个传感器。当最低的一个传感器检测到没有墨水的状态时，就结束采用传感器的实际消耗检测。借助于这样的程序就能减少有关的操作和处理，并且能有效地利用传感器。
另外，记录装置控制部810还具有校正部813。校正部813具有校正决定部815。校正部813的操作类似于图69的校正部813。
接着要解释在本实施例的系统中对参考消耗换算信息的校正处理。在本实施例中，当两次检测到液面通过时，就校正参考消耗换算信息。在第一次检测时，由某一个传感器检测液面的通过。接着，在第二次检测中，由紧挨着首先检测的传感器位于低位的下一个传感器来检测液面的通过。在执行第二次检测时，根据两次检测之间的打印量对校正的参考消耗换算信息进行校正。具体地说就是由估算消耗计算处理部814利用消耗检测处理部的两次检测来建立一个估算消耗量。实际消耗检测处理部816检测两个传感器之间的实际消耗量。校正部813按照图69到图74A和图74B所解释的那样根据估算消耗量和实际消耗量校正参考消耗换算信息。
假设是从完全充满状态开始使用一个墨盒，并且处在最高位的那一传感器已检测到液面的通过。在这种情况下就将对液面的第一次检测当作第二次液面并且执行校正程序。建立一个从完全充满状态到检测到液面通过时的消耗量。根据处在最高位的传感器以上部分的墨水量和打印量来校正参考消耗换算信息。
另外，当墨盒在同一个记录装置上连续使用时，会一个接一个地检测到液面的通过。在这种情况下，每当检测到液面通过就对参考消耗换算信息进行校正。根据前一次检测和这一次检测之间的打印量来建立参考消耗换算信息。这样，每当检测到液面通过，参考消耗换算信息就被更新。应该注意到最好是将校正的参考消耗换算信息及其校正值存储在消耗信息存储器804中。
即使是在将用户用过的墨盒从喷墨记录装置上拆下又再次安装这一墨盒的情况下，也能精确地检测墨盒内的墨水消耗量。
彼此不同的多个参考消耗换算信息可以存储在记录装置控制部810的消耗信息存储器804中。借助于此，估算消耗计算处理部814就能采用多个参考消耗换算信息当中优选的一个参考消耗换算信息来建立估算消耗量。另外，可以用一个修改和决定部(未示出)代替校正部813，所谓的修改和决定部可以是一个合适的参考消耗换算信息。估算消耗计算处理部814可以根据修改和决定部的确定结果采用多个参考消耗换算信息当中合适的一个参考消耗换算信息来建立估算消耗量。另外，存储在消耗信息存储器804中的参考消耗换算信息的数量可以是上述的传感器数量加1。借助于此，每当墨水液面通过墨盒内的传感器时，修改和决定部就确定一个预定或优选的参考消耗换算信息。估算消耗计算处理部814可以根据修改和决定部的确定结果采用这一参考消耗换算信息来建立估算消耗量。
图77表示设有激励器802的一个墨盒800的局部放大图。在墨盒800上排列有第一到第七激励器802-1至802-7。假设是将一个墨盒安装到尚未作为参考消耗换算信息的校正目标的一个喷墨记录装置上。假设在安装墨盒时的墨水液面是处在第三激励器802-3和第四激励器802-4之间。
当墨水有消耗时，第四激励器802-4就会检测到液面的通过(第一次检测)。接着，第五激励器802-5会检测到液面的通过(第二次检测)。假设液面处在第四激励器802-4到第五激励器802-5之间的墨水量是Vy。另外还假设两次检测之间的打印字点数是Ny。这时就将作为校正目标的低位信息校正到Vy/Ny。最好将这一校正值和用于具体记录装置的识别信息一起存储在消耗信息存储器中。接着采用校正后的参考消耗换算信息对估算消耗量执行乘法和加法运算。
应该注意到，按照上述的程序，当墨盒被安装到多个记录装置上时，要在这些记录装置上校正参考消耗换算信息。在这种情况下，要记录多个参考消耗换算信息和各个记录装置的识别信息。然后将各个校正的信息数据用于有关的记录装置。
图78的流程图表示对应着具有多个激励器的墨盒的消耗检测处理部812的检测程序和校正部813的校正程序。在图78中，一串流程框B被重复执行三次，接着按指示进行处理，直至完全耗尽。然而，流程框B的次数并没有特别的限制。例如，在按照图75的实施例具有7件激励器802的墨盒中，流程框B就要重复七次。因为流程框B与图74A和图74B中所述程序的一部分是相同的，省略了有关的说明。在设有多个激励器的这种墨盒中，每当墨水液面通过激励器时就重复执行流程框B，这样就能确定是否将参考消耗换算信息的单位信息作为校正目标，并且可以根据其确定结果来执行校正。
另外，按照本实施例，可以获得诸如各个估算消耗量，各个激励器之间的实际消耗量等参数。这样，校正决定部815就能利用诸如估算消耗量，墨水液面所通过的激励器之间的实际消耗量等已知的参数来确定是否将单位信息作为校正目标。在图79和图80中，表示了利用已知参数校正单位信息的方法。
图79和图80的表中表示了采用字点1和字点2的每单位信息的数字值的校正。图79所示的实施例没有提供涉及到估算消耗量的阈值。图80与图79的实施例正相反，在这一实施例中提供了涉及到估算消耗量的阈值。
在图79中表示了从情况1到情况6的实施例。ACT代表一个激励器。具体地说，在本实施例中设置了七件激励器，分别表示出了当墨水液面通过激励器1至激励器7时的墨滴数。
在本实施例中，按照惯例假设墨水是按照参考消耗换算信息当中的两类单位信息字点1和字点2来消耗的。另外，在本实施例中，字点1和字点2的每滴墨水量被说成是估算墨滴量。字点1的实测墨滴量是28，而先前在参考消耗换算信息中设置的估算墨滴量是30。字点2的实测墨滴量是13，而先前在参考消耗换算信息中设置的估算墨滴量是10。
假设字点1的墨滴数是A，字点2的墨滴数是G，作为字点1的估算墨滴量的那个估算墨滴量是B，作为字点2的估算墨滴量的那个估算墨滴量是H，字点1的估算消耗量是C，字点2的估算消耗量是I，字点1实际消耗的消耗量是D，字点2实际消耗的消耗量是J，字点1的正确墨滴量是E，字点2的正确墨滴量是K，字点1的估算消耗率是F，字点2的估算消耗率是L，实际消耗的消耗量是M，总估算消耗量是N，并且校正系数是0，就满足以下的公式。
应该注意到括号内的n代表墨水液面通过第n个激励器。具体表示出了图79中从第1到第7个ACT的数字值。这样，n-1就代表墨水液面是通过紧接在第n个激励器前面的那个激励器。
B(n)＝B(n-1)·O(n-1) (表达式1)C(n)＝A(n)·B(n) (表达式2)D(n)＝A(n)·28(表达式3)E(n)＝C(n)/D(n) (表达式4)F(n)＝C(n)/N(n) (表达式5)H(n)＝H(n-1)·O(n-1) (表达式6)I(n)＝G(n)·H(n) (表达式7)J(n)＝G(n)·13(表达式8)K(n)＝I(n)/J(n) (表达式9)L(n)＝I(n)/N(n) (表达式10)M(n)＝D(n)+J(n) (表达式11)N(n)＝C(n)+I(n) (表达式12)O(n)＝M(n)/N(n) (表达式13)墨滴数A和墨滴数G分别是由消耗检测处理部812计算的字点1和字点2的墨滴数。
估算墨滴量B(n)是用校正前的估算墨滴量B(n-1)乘以一个校正系数O(n-1)获得的。仅仅在被校正决定部815确定为校正目标的情况下才执行对估算墨滴量的校正。这样，在决定不执行校正目标的情况下，校正系数就是1。
估算消耗量C是用估算墨滴量B乘以墨滴数A获得的一个量。估算消耗量C是在估算消耗计算处理部814中计算的。
实际消耗的消耗量D是用实测的墨滴量乘以墨滴数A获得的一个量。因为实际消耗的墨滴量是不知道的，实际消耗的消耗量D在消耗检测程序中也是一个未知量。
墨滴量正确性E是估算消耗量C相对于实际消耗的消耗量D的比值。显然，墨滴量正确性E越接近1，实际消耗的消耗量D就越接近估算消耗量C。在图79中，为了理解本实施例，按照惯例表示了墨滴量正确性E。
估算消耗率F代表估算消耗量C与总估算消耗量N的比例。估算消耗率F是由估算消耗计算处理部814来计算的。校正决定部815可以根据这一估算消耗率F来确定是否将这一单位信息作为校正目标。
墨水实际消耗量是在墨水液面通过激励器802时由实际消耗检测处理部816检测的。这样，因为实际消耗的消耗量M被定义为字点1的实际消耗的消耗量D和字点2的实际消耗的消耗量J的总和，在实际消耗检测处理部816检测的实际消耗量与其之间就可能存在一定程度的偏差。然而，在解释过本实施例的优点时，如果在表达式11中采用实际消耗的消耗量M就不会有问题。举例来说，作为表达式13中的校正系数，实际采用的是由实际消耗检测处理部816检测的实际消耗量，然而，在本实施例中采用了实际消耗的消耗量M。
总估算消耗量N是字点1和字点2的估算消耗量C和估算消耗量I的总和。
另外，在本实施例中，单位信息数据被划分成字点1和字点2。另外，参考消耗换算信息的系数是字点1和字点2的估算墨滴量B和估算墨滴量H。这样，本实施例的目标就是要校正作为单位信息的字点1和字点2的信息，从而使估算墨滴量B和估算墨滴量H分别接近实测墨滴量28和13，也就是使墨滴量正确性E和K更加接近1。
应该注意到，因为字点2的G，H，I，J，K和L对应着A，B，C，D，E和F，省略了有关的说明。
现在对应着用不同方法确定估算墨滴量的校正目标的情况对情况1到情况6分类，具体地说，用来确定作为校正目标的参考消耗换算信息的单位信息的方法是不同的。在情况1下，始终将所有单位信息数据确定为校正目标。在情况2，情况3和情况5下，在此时检测到的估算消耗率大于以往和此时的检测之前已经检测到的估算消耗率的最大值，就将有关的单位信息确定为校正目标。在情况4和情况6下，将有关的单位信息确定为校正目标，其方法是，如果在此时检测到的估算消耗率大于以往和此时的检测之前已经检测到的估算消耗率的最大值，就将有关的单位信息确定为校正目标，还要比较单位信息之间的估算消耗率。在情况2，情况3和情况5下是根据以下图81A所述的确定方法来执行确定。在情况4和情况6下是根据图82和图81A的组合确定方法来执行确定。
在情况1下，每当墨水液面通过激励器时，就用校正系数0将所有估算墨滴量作为校正目标。因此，在情况1下，校正决定部815始终将这个量确定为校正目标。其结果是反复使墨滴量正确性E和K接近和远离数值1。这样是为了朝着背离实测墨滴量的方向校正估算墨滴量，包括将估算消耗率F和I很低并且稍微背离实测墨滴量的估算墨滴量作为校正的目标。
情况2是这样一种情况，在墨水液面已经通过的激励器中计算的估算消耗率F(n)和L(n)大于以前在墨水液面已经通过的激励器中计算的任何估算消耗率F(n到n-1)和L(n到n-1)，校正决定部815就将估算墨滴量确定为校正目标。例如对情况2的ACT4和ACT5就没有校正估算墨滴量B。借助于此使墨滴量正确性E朝着数值1会聚。对字点2是类似的。
图81A，图81B和图82用流程图进一步具体表示了与图74A，图74B或图78的校正目标有关的校正目标的确定(S22)和单位信息的校正(S26)。以下要参照图81A和图81B说明在情况2，情况3或情况5下确定校正目标(S22)和校正与校正目标有关的单位信息(S26)的程序。还要参照图81A，图81B和图82说明在情况4和情况6下确定校正目标(S22)和校正与校正目标有关的单位信息(S26)的程序。
在图81A中，在ACT(n)检测到墨水液面之后，校正决定部815就对所有单位信息执行单独的决定。校正决定部815将有关单位信息的估算消耗率F(n)与ACT(1到n-1)检测到墨水液面时的估算消耗率F(1到n-1)的最大值Fmax相比较。当F(n)小于Fmax时，校正决定部815就将有关的单位信息确定为校正目标。另一方面，如果F(n)等于Fmax，校正决定部815就确定将有关的单位信息作为校正目标(S22-4)。另外，用F(n)作为Fmax(S22-6)，并且，在还有对其他单位信息的决定或其他类型的决定的情况下，就执行其他决定(S22-8，S22-10)。在执行其他决定的情况下，还要执行对下一个估算消耗量的校正。
接着如图81B所示，按照校正执行子程序根据校正决定部815的确定结果校正有关的单位信息(S26)。由校正部813根据校正决定部815的确定结果来校正单位信息(S26)。首先由校正部813确定该单位信息是否被确定为校正目标(S26-2)。利用校正系数O(n)＝1对不被作为校正目标的单位信息进行校正。具体的校正就是用公式B(n)＝B(n-1)*O(n-1)来表示本实施例中作为单位信息的估算墨滴量。另一方面，对作为校正目标的单位信息进行校正，其校正系数用公式O(n)＝M(n)/N(n)来表示。具体的校正是用公式B(n)＝B(n-1)*O(n-1)来表示本实施例中作为单位信息的估算墨滴量(S26-4)。接下来采用校正后的单位信息对估算消耗量执行进一步检测。
情况3是这样一种情况，假设用户使用的喷墨记录装置是专用于字符记录的。这样，墨滴量比较大的字点1的估算消耗率F就会比字点2的估算消耗率L大。情况3与情况2相似，当估算消耗率F(n)或L(n)大于任何估算消耗率F(1到1-n)，L(1到n-1)时，校正决定部815就决定对估算墨滴量进行校正。
在情况3下，字点1的墨滴量正确性E比情况2更接近于1。这是因为已经更精确地执行了对特定单位信息的校正，因为喷墨记录装置是专用于字符记录的。
情况4类似于情况3是这样一种情况，假设喷墨记录装置的用途是专用于字符记录的。另外，在情况4中要比较单位信息数据之间的估算消耗率。首先按照图82的子程序比较字点1和字点2各自的估算消耗率F(n)和L(n)(S22-12)。根据比较结果将消耗率比较大的那一个估算消耗率F(n)或L(n)作为校正目标(S22-14)。另外，作为其他决定，为了将其与Fmax或Lmax相比较，在图81A的校正目标确定子程序中执行步S22-16(S22)，如果在步S22-8中指示出NO，就执行步S26。如果在图82的步S22-14中决定的校正目标是L(n)，就用L(n)代替图81A的步S22-2和S22-6中的F(n)，并且用Lmax代替Fmax。
在情况4的实施例中，假设用户的用途是固定的，因为情况4下的估算消耗率F(n)始终大于估算消耗率L(n)，仅有字点1是校正目标。
作为情况4的一个实施例，在假设用户的用途固定的情况下，可以预先设置作为校正目标的单位信息。借助于此就能省略校正决定部815的决定工作。与情况3相比，在情况4下，墨滴量正确性的值是分散的。然而，因为在消耗换算信息存储部808中无需存储除作为校正目标的单位信息以外的单位信息，存储器的容量可以做得比较小。因为校正的时间周期被缩短了，并且装置可以在一定程度上缩小，同时又能精确地执行对单位信息的校正，情况4是比较实用的。
情况5是这样一种情况，假设喷墨记录装置的用途是专用于图像记录。因此，在情况5下，墨滴量比较大的字点2的估算消耗率L比字点1的估算消耗率F大。情况5与情况2相似，当估算消耗率F(n)，L(n)大于任何估算消耗率F(1到1-n)，L(1到n-1)时，校正决定部815就决定对估算墨滴量进行校正。
在情况5下，字点2的墨滴量正确性L比情况2更接近于1。这是因为已经更精确地执行了对特定单位信息的校正，因为喷墨记录装置是专用于图像记录的。
情况6类似于情况5是这样一种情况，假设喷墨记录装置的用途是专用于图像记录的。另外，在情况6中要象情况4一样比较单位信息数据之间的估算消耗率。首先按照图82的子程序比较字点1和字点2各自的估算消耗率F(n)和L(n)(S22-12)。根据比较结果将消耗率比较大的那一个估算消耗率F(n)或L(n)作为校正目标(S22-14)。另外，作为其他决定，为了将其与Fmax或Lmax相比较，在图81A的校正目标确定子程序中执行步S22-16(S22)，如果在步S22-8中指示出NO，就执行步S26。如果在图82的步S22-14中决定的校正目标是L(n)，就用L(n)代替图81A的步S22-2和S22-6中的F(n)，并且用Lmax代替Fmax。
在情况4和情况6的实施例中，假设用户的用途是固定的。因此，在情况4下仅有字点1是校正目标，然而在情况6的实施例中仅有字点2是校正目标。
情况6的实施例中，因为假设了用户的用途是固定的，类似于情况4可以预先设置作为校正目标的单位信息。因为校正的时间周期被缩短了，并且装置可以在一定程度上缩小，同时又能精确地执行对单位信息的校正，情况6也比较实用。
图80是一个表，它表示为了图79的校正用估算消耗率的阈值进一步执行的校正。当墨水液面通过激励器时，如果优选单位信息的估算消耗率超过了预定阈值，校正决定部815就决定将这一单位信息作为校正目标。例如在图80的实施例中，字点1的估算消耗率的阈值被限定在0.5，字点2的估算消耗率的阈值被限定在0.6。如果字点1的估算消耗率超过了0.5，校正决定部815就确定将字点1的估算墨滴量作为校正目标。如果字点2的估算消耗率超过了0.6，校正决定部815就确定将字点2的估算墨滴量作为校正目标。借助于此就能防止估算墨滴量偏离实测墨滴量。
图83是按照图80用估算消耗信息的阈值来执行的校正目标确定子程序的流程图。
首先由校正决定部815确定单位信息(S22-18)。在本实施例中，校正决定部815确定字点1或字点2为单位信息。接着由接着决定部815确定字点1或字点2的估算消耗率是否大于其阈值(S22-20)。例如在字点1的估算消耗率F(n)大于阈值0.5的情况下，就将字点1作为校正目标。在字点2的估算消耗率L(n)大于阈值0.6的情况下，就将字点2作为校正目标。对于除字点1和字点2以外的其他单位信息执行其他决定(S22-22)。如果存在其他单位信息就执行校正。在图80的实施例中，按以下方式利用图83的校正目标确定子程序。
图80的情况1是这样一种情况，仅仅由图83的校正目标确定子程序来执行对校正目标的确定。具体地说，在校正决定部815执行完图83的校正目标确定子程序之后，如果有其他单位信息需要确定，校正部813就执行图74A，图74B或图78的校正步骤(S24和S26)。
在校正步S26中可以执行图81B的校正执行子程序。按照本实施例，估算消耗率没有超过阈值的那种单位信息不被作为校正目标。另一方面，将估算消耗率超过了阈值的那种单位信息作为校正目标。
图80中的情况2，情况3和情况5是这样的情况，校正目标的确定是由图83的校正目标确定子程序和图81A的校正目标确定子程序来执行的。校正决定部815执行图83的校正目标确定子程序，接着执行图81A的校正目标确定子程序。校正部813在图74A，图74B或图78的校正步骤(S24和S26)中对图83的校正目标确定子程序和图81A的校正目标确定子程序确定为校正目标的单位信息进行校正。按照步S26的校正可以执行图81B的校正执行子程序。按照本实施例，估算消耗率没有超过阈值的那种单位信息不被作为校正目标。另一方面，将被图81A的校正目标确定子程序进一步确定为校正目标的那种单位信息，也就是估算消耗率超过了阈值的单位信息作为校正目标。另外，没有被图81A的校正目标确定子程序确定为校正目标的那种单位信息不被作为校正目标。
图80的情况4和情况6是这样的情况，校正目标的确定是由图83的确定子程序、图81A的校正目标决定，和图82的校正目标确定子程序来执行的。校正决定部815执行图83的校正目标确定子程序，再执行图82的校正目标确定子程序，接着执行图81A的校正目标确定子程序。校正部813在图74A，图74B或图78的校正步骤(S24和S26)中对图83的校正目标确定子程序，图81A的校正目标确定子程序和图82的校正目标确定子程序确定为校正目标的单位信息进行校正。按照步S26的校正可以执行图81B的校正执行子程序。按照本实施例，估算消耗率没有超过阈值的那种单位信息不被作为校正目标。另一方面，将被图82的校正目标确定子程序和图81A的校正目标确定子程序进一步确定为校正目标的那种单位信息，也就是估算消耗率超过了阈值的单位信息作为校正目标。另外，没有被图81A的校正目标确定子程序确定为校正目标的那种单位信息不被作为校正目标。
如果比较图79和图80的情况3下的ACT2中的墨滴正确性的比例，就容易发现为估算消耗率提供阈值所获得的效果。在没有提供阈值的图79中，墨滴量正确性K的比例是在墨滴量正确性K的比例远离1值的方向上从ACT1的0.769被校正到ACT2的0.728。这是因为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，在提供了阈值的图80中，墨滴量正确性K的比例对ACT1和ACT2是相同的。因此，墨滴量正确性的比例没有偏离1值。这是因为估算墨滴量H没有用阈值校正，因为ACT1的估算消耗率很低，是0.036。
可以根据喷墨记录装置的用途来确定阈值。例如，在喷墨记录装置的用途是用图80的打印操作控制部818发送的打印数据中所包括的信息来管理字符记录的情况下，就将字点1的估算消耗率的阈值设置在较高值。另一方面，在用途为图像记录的情况下，就将字点2的估算消耗率的阈值设置在较高值。
到此为止已经解释完了本实施例。以下要一同说明本实施例的优点。其他优点如上所述。
按照本实施例，估算消耗计算和实际消耗检测是结合使用的。采用压电器件能够更精确地检测实际消耗量，并且由于采用了压电器件而有效避免了墨水等的泄漏。另一方面，按照估算程序，尽管伴随有一些误差，还是能建立具体的消耗量。这样就能用两种程序的组合精确和具体地建立墨水消耗量。
在本实施例中，采用实际消耗检测程序来检测通过压电器件的墨水液面。当墨水液面通过压电器件时，压电器件的输出会有很大变化。这样就能确保检测到液面通过。具体估算液面通过之前、后的墨水消耗量。用这些程序就能精确和具体地建立墨水消耗量。
在本实施例中，根据实际消耗量的检测结果将参考消耗换算信息作为校正目标。借助于此就能减少消耗量估算程序的误差，估算出更精确的消耗量。
另外，在参考消耗换算信息的校正中决定是否将其信息数据作为每单位信息校正的目标。借助于此，仅仅校正有必要校正的单位信息，而不必校正参考消耗换算信息当中不需要校正的单位信息。这样就能减少消耗量估算程序的误差，并且使估算消耗量能对上实际消耗量。
在本实施例中的已经解释的决定方法有以下方法，如图83所示将估算消耗率与阈值相比较，如图73A和73B所示将估算消耗率与阈值相比较，如图82所示比较单位信息之间的估算消耗率，如图81A和图81B所示将估算消耗率和有关的估算消耗率之前测得的估算消耗率当中的最大值相比较，以及如图73A和图73B所示将误差的预期记录相比较。尽管这些比较可以分别单独执行，然而也可以组合采用任何两种比较，还可以组合两种以上的比较甚至可以组合使用所有的比较。
校正的消耗换算信息可以仅限于被作为校正目标的墨盒采用。或者是不仅限于被作为校正目标的墨盒采用，还可以用于以后安装的墨盒。按照后一种情况，即使在更换墨盒之后也能继续采用校正的信息。
另外，在本实施例中，如参照图71所述，估算消耗量是根据实际消耗检测程序的检测结果来校正的。在校正后的消耗量的基础上更精确地执行后续的估算。另外如参照图74B所述，如果不校正参考消耗换算信息，就仅有估算消耗计算程序的累加值可供校正。
在本实施例中，消耗量的信息采用估算消耗量显示在显示器上。例如，根据已经建立的消耗量，用剩余墨水量显示出可打印的打印量。另外，根据已经建立的消耗量显示剩余墨水量。在此时采用对应着墨水量的不同颜色和形状的图形。这样就便于向用户报告墨水消耗量。
在本实施例中，已经建立的消耗量被存储在消耗信息存储器中。消耗信息存储器被安装在墨盒上。这样，在拆掉墨盒后再安装时就容易建立消耗状态。
另外，参考消耗换算信息也被存储在消耗信息存储器中。在安装墨盒时也要从存储器中读出这一信息并且加以利用。
另一方面，校正后的参考消耗换算信息可以保存在记录装置一侧。在这种情况下，即使在更换墨盒之后也能继续利用参考消耗换算信息。在重复校正时使参考消耗换算信息逼近一个合适的值，并且更精确地执行估算程序。
另外，在本实施例中，在确定了没有墨水时，将打印数据存储在存储部中。借助于此就不会丢失打印数据。
另外，在另一个实施例中，在检测实际消耗量时要计算剩余可打印的打印量。在打印完剩余可打印的打印量时，就在打印之前将打印数据存储在打印数据存储部中。借助于此就不会丢失打印数据。
本发明的各方面可以有各种实施方式。本方面可以是检测墨水消耗的方法，，是消耗检测装置，喷墨记录装置，墨盒及其他方面。对于墨盒来说，这种墨盒应该具备消耗信息存储器，并且为上述的各种程序提供所需的信息。
本实施例当然还可以在本发明的范围内变形。
本实施例中的激励器是由压电器件组成的。如上所述，采用压电器件可以检测到声学阻抗的变化。利用弹性波的反射波就能检测到消耗状态。建立一个从产生弹性波到反射波到达的时间跨度。按照利用压电器件的任何一种原理都能检测出消耗量。
在本实施例中，由激励器产生一个振荡，并且还产生用于指示墨水消耗量的一个检测信号。反之也可以不用激励器本身产生振荡。具体地说，振荡产生和检测信号输出都可以不执行。由另一个激励器产生振荡。或者是随着托架运动在墨盒中产生一种振荡，可以用液体传感器产生指示墨水消耗状态的检测信号。不用主动产生一个振荡，而是利用打印机操作自然产生的振荡来检测墨水消耗。
记录装置控制部的功能不一定要由记录装置的计算机来实现。全部功能的一部分或是全部功能都可以设在外部计算机上。在外部计算机上可以提供显示器和扬声器。
本实施例中的液体容器是指一种墨盒，使用液体的装置是一台喷墨记录装置。然而，液体容器也可以是除墨盒以外的墨水容器，例如是一个墨水罐。例如它可以是附在记录头侧面的副容器。另外，墨盒可以是所谓的托架分离式墨盒。另外，本发明也可以用于容纳除墨水外的其他液体的容器。
到此为止已经用本实施例解释了本发明，然而，本发明的范围并非仅限于上述实施例所述的范围。还可以为上述实施例增加各种修改或改进。增加了修改和改进的这些形式也应该包括在本发明的范围之内，可以由权利要求书的内容来体现。
如上所述，按照本发明，采用压电器件可以精确地检测实际消耗状态，无需采用复杂的密封结构。然后通过估算消耗计算和实际消耗检测的组合就能精确而具体地建立墨水消耗状态。
按照本发明，可以通过校正用来建立估算消耗状态的变换信息来精确而具体地建立墨水消耗状态。另外，可以适当利用消耗换算信息来记录校正的消耗换算信息，以及被作为校正目标的一个记录装置的识别信息。
按照本发明，通过校正用来建立估算消耗量的参考消耗换算信息就能精确而具体地建立一个墨水消耗量。另外，还能通过校正参考消耗换算信息中所包括的每单位信息的信息进一步建立精确和具体的墨水消耗量。
工业应用性本发明可以用来检测用于喷墨记录装置的一种墨水罐内部的墨水消耗状态。
权利要求
1.一种安装在喷墨记录装置上的墨水罐，包括用来存储关于上述墨水罐的墨水消耗状态信息的消耗信息存储器，在上述消耗信息存储器中存有上述墨水罐的估算消耗状态，用表示上述喷墨记录装置的工作量和墨水消耗量之间关系的一种消耗换算信息来计算的；以及用具有压电元件的一个压电器件获得的作为实际消耗状态的一种墨水用尽事件信息，上述墨水用尽信息指示对应着墨水液面通过上述压电器件的上述压电元件的一个位置所发生的墨水用尽事件。
2.按照权利要求1的墨水罐，其特征是，上述压电器件能够检测到声学阻抗随墨水消耗的变化。
3.按照权利要求2的墨水罐，其特征是，上述压电器件能够输出指示上述压电元件的残余振荡状态的一个信号。
4.一种用于喷墨记录装置的墨水罐，包括用来存储一种消耗换算信息的消耗信息存储器，表示上述喷墨记录装置的工作量和墨水消耗量之间的关系，可用于通过计算上述墨水罐的墨水消耗状态而获得一个估算消耗状态，上述消耗信息存储器存储校正的消耗换算信息，根据上述墨水罐内墨水的实际消耗状态校正后的上述消耗换算信息，实际消耗状态是通过检测压电器件的压电元件对应着上述墨水罐内的上述墨水的消耗状态的一种振荡状态而检测到的，还存储参考消耗换算信息，是校正前的上述消耗换算信息。
5.按照权利要求4的墨水罐，其特征是，上述消耗信息存储器存储上述校正的消耗换算信息连同用来识别在上述消耗换算信息被校正时装有上述墨水罐的那个喷墨记录装置的校正目标识别信息。
6.一种墨水罐，包括用来容纳供应给排放墨滴的记录头的一种墨水的容器；为上述记录头供应上述墨水的液体供应开口；具有压电元件的一个压电器件，用来检测上述容器内的上述墨水的实际消耗状态；以及用来存储被划分成至少两类单位信息的一种参考消耗换算信息的存储部，该信息代表了喷墨记录装置的工作量和墨水消耗量之间的关系，上述墨水罐可以在通过排放墨滴执行记录的上述喷墨记录装置上连接和拆卸。
7.按照权利要求6的墨水罐，其特征是，上述存储部存储上述参考消耗换算信息，上述参考消耗换算信息是根据上述墨水罐内的上述墨水的估算消耗状态和上述实际消耗状态经过校正的，上述估算消耗状态是根据上述参考消耗换算信息获得的，而上述实际消耗状态是利用上述压电器件由上述压电元件对应着上述墨水罐内的上述墨水的消耗状态的一种振荡状态检测到的。
8.一种安装在喷墨记录装置上的墨水罐，其特征是，具有消耗信息存储器，存储有关上述喷墨记录装置的墨水消耗状态的信息；上述消耗信息存储器存储使用表示上述喷墨记录装置的工作量和墨水消耗量关系的消耗换算信息算出的上述墨水罐的估算消耗状态；使用具有压电元件的压电装置作为实际消耗状态获得的墨水用尽事件信息。
9.一种安装在喷墨记录装置上的墨水罐，其特征是，具有消耗信息存储器，存储有关上述喷墨记录装置的墨水消耗状态的信息；上述消耗信息存储器存储使用表示上述喷墨记录装置的工作量和墨水消耗量关系的消耗换算信息算出的上述墨水罐的估算消耗状态；使用表示上述喷墨记录装置的工作量和墨水消耗量关系的消耗换算信息算出的上述墨水罐的估算消耗状态；使用具有压电元件的压电装置作为实际消耗状态获得的液面通过信息信息。
10.按照权利要求1至9中任一项所述的墨水罐，其特征是，上述压电装置具有通过开口与上述墨水罐内的上述墨水接触的振动部，上述开口划定上述振动部的区域；上述压电装置的构成使得为了检测由使振动部强制振动后的残留振动所产生的反电动势电压，传输通过公共的一对电极传输给上述压电元件的输入信号和来自上述压电元件的输出信号。
全文摘要
在墨盒(800)上安装一个由压电器件组成的液体传感器(802)。记录装置控制部的实际消耗检测处理部(816)利用压电器件通过检测对应着墨水消耗状态的一种振荡状态来检测实际消耗状态。一个估算消耗计算处理部(814)根据使用墨水打印时的打印量计算出墨水消耗状态，从而建立一个估算消耗状态。例如可通过累加并乘以打印字点数计算出一个消耗量。将用于建立具体消耗量的估算消耗计算程序和能够精确检测的实际消耗检测程序组合使用。最好是检测液面的通过作为对实际消耗的检测。通过累加并乘以字点数估算出液面通过前、后的消耗量。
文档编号B41J2/175GK1663800SQ2004101011
公开日2005年9月7日 申请日期2001年5月17日 优先权日2000年5月18日
发明者塚田宪児, 金谷宗秀 申请人:精工爱普生株式会社