JP3945420B2 - 消耗品の残存量を計測可能な消耗品容器 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、消耗品容器内の消耗品の残存量を計測可能な消耗品容器を製造する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、コンピュータの出力装置として、インクジェットプリンタが普及している。消耗品であるインクジェットプリンタのインクは、インクカートリッジに、収容されて提供されるのが通例である。インクカートリッジに収容されたインクの残量を計測する方法としては、たとえば特許文献１に開示されているように圧電素子を用いて直接計測する方法も提案されている。
【０００３】
この方法では、まず、インクカートリッジに装着された圧電素子に電圧波を印可することにより圧電素子の振動部を振動させる。つぎに、圧電素子の振動部に残留する残留振動によって生ずる逆起電力の周期の変動に応じて消耗品の残量を計測する。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−１４７１４６号公報
【特許文献２】
特開２００２−２４１４５０号公報
【特許文献３】
特開平６−８４２７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような方法では、発生を意図しない振動ノイズによってＳ／Ｎ比が下がって正確な計測ができない場合があるという問題が生じていた。一方、Ｓ／Ｎ比を上げるために個々のインクカートリッジの回路を手作業で調整するのは負担が大きい。このような問題は、インクカートリッジに限られず、一般に、圧電素子を用いて消耗品の残存量を計測可能な消耗品容器に共通する問題であった。
【０００６】
この発明は、従来技術における上述の課題を解決するためになされたものであり、圧電素子を用いて消耗品の残存量を計測可能な消耗品容器において、ノイズを抑制する技術を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
上述の課題の少なくとも一部を解決するため、本発明の第１の態様は、収容された消耗品の残存量を計測可能な消耗品容器であって、
前記消耗品を格納するとともに圧電素子が装着された消耗品タンクと、
前記圧電素子の充電と放電とを行うとともに、前記圧電素子の放電後の出力電圧波の周期を表す周期情報を含む検出信号を生成する検出信号生成回路と、
前記検出信号生成回路による前記圧電素子の充電と放電の制御を行う制御部と、
を備え、
前記検出信号生成回路は、
前記出力電圧波の電圧が残量検出用基準電圧より高いか否かを決定するとともに、前記決定に応じてパルスを生成する比較器と、
前記パルスに応じて前記検出信号を生成する信号生成部と、
を備え、
前記制御部は、前記残量検出用基準電圧を変更可能であることを特徴とする。
【０００８】
本発明の第１の態様は、放電後の圧電素子の自由振動に起因する電圧波のうち残量検出用基準電圧より高い信号だけを抽出することが可能な消耗品容器である。この基準電圧は変更可能なので、ノイズの除去に好ましい値に設定することにより計測の信頼性を高めることができる。この計測は、消耗品の残存量が所定量より多いか否かの決定に利用可能な周期情報を生成するためのものである。ここで、圧電素子とは、充放電に応じて変形する逆圧電効果と、変形に応じて電圧を発生させる圧電効果という２つの特性を有する素子をいう。
【０００９】
本発明の第２の態様は、収容された消耗品の残存量を計測可能な消耗品容器であって、
前記消耗品を格納するとともに圧電素子が装着された消耗品タンクと、
前記圧電素子の充電と放電とを行うとともに、前記圧電素子の放電後の残留振動の振幅が所定の閾値より大きいか否かを表す振幅情報を含む検出信号を生成する検出信号生成回路と、
前記検出信号生成回路による前記圧電素子の充電と放電の制御を行う制御部と、
を備え、
前記振幅情報は、前記消耗品の残存量が所定量より多いか否かの決定に利用可能であり、
前記制御部は、前記所定の閾値を変更可能であることを特徴とする。
【００１０】
本発明の第２の態様は、消耗品の残存量が所定量より多いか否かの決定に利用可能な振幅情報を生成することが可能である。この振幅情報は、圧電素子の放電後の残留振動の振幅が所定の閾値より大きいか否かを表す情報として生成される。この基準値は変更可能なので、この基準値を適切に設定することにより簡易にインク残量を計測することができる。なお、放電特性は、消耗品の残存量が所定量より多いか否かに応じて、振幅に差が出るように設定して有ればよく、試行錯誤による設定であっても良い。
【００１１】
上記消耗品容器において、前記制御部は、さらに、前記検出信号生成回路による前記圧電素子の放電の放電時定数と放電時間の少なくとも一方を調整することによって、前記圧電素子の放電特性を変更可能であるように構成することが好ましい。
【００１２】
こうすれば、消耗品の残存量が所定量より多い場合と少ない場合とで、残留振動の振幅に大きな差が出るように放電特性を設定することができる。これにより計測の信頼性をさらに高めることができる。
【００１３】
上記消耗品容器において、前記検出信号生成回路は、前記圧電素子の放電後の出力電圧が前記閾値としての残量検出用基準電圧より高いピーク部分の数に応じて前記検出信号を生成するように構成しても良い。
【００１４】
ただし、この場合には、前記制御部は、前記消耗品の残存量が所定量より多い場合に、前記ピーク部分の数が所定の範囲内となるように前記残量検出用基準電圧を設定することが好ましい。こうすれば、ピーク部分の数に基づいた計測の信頼性を高めることができる。
【００１５】
あるいは、上記消耗品容器において、前記制御部は、前記消耗品の残存量が所定量より多い場合に、前記ピーク部分の数がゼロとなるように前記残量検出用基準電圧を設定するようにしても良い。
【００１６】
こうすれば、検出信号生成回路は、圧電素子の放電後の出力電圧が基準電圧より高い所定のピーク部を有するか否かに基づいて簡易に検出信号を生成することができる。
【００１７】
上記消耗品容器において、さらに、前記圧電素子の特性を表す圧電素子特性情報と前記残量検出用基準電圧の間の関係を表す残量検出用基準電圧設定情報を格納する不揮発性メモリを備え、
前記制御部は、予め与えられた前記圧電素子特性情報と前記残量検出用基準電圧設定情報とに応じて、前記残量検出用基準電圧を設定可能であるように構成することが好ましい。
【００１８】
このように圧電素子の特性を計測して圧電素子特性情報を生成し、この情報に応じて圧電素子の放電特性が設定されるようにすれば、圧電素子の特性のばらつきに起因して要求される残量検出用基準電圧の設定負担を軽減することができる。なお、圧電素子の特性計測の負担は、たとえば圧電素子の製品検査の際に併せて行うことで小さくすることができる。
【００１９】
上記消耗品容器において、前記圧電素子特性情報は、前記圧電素子の特性の計測に応じて、複数のランクの中から選択されたランクであり、
前記制御部は、前記選択されたランクに応じて、前記残量検出用基準電圧を設定するように構成されていても良い。
【００２０】
上記消耗品容器において、前記制御部は、前記検出信号生成回路に対して、前記圧電素子の充電と放電のうち最後に行われたものから所定の時間が経過した後の前記圧電素子の出力電圧を計測させるとともに、前記圧電素子の出力電圧波が機能確認用基準電圧より高いピーク部分を有するか否かに応じて故障検出信号を生成させる試験モードを有するように構成されていることが好ましい。
【００２１】
この故障検出信号は、消耗品容器の故障の有無の決定に利用可能なので、圧電素子とその制御回路を含む消耗品容器の故障の検出を行うことができる。
【００２２】
上記消耗品容器において、さらに、前記圧電素子の特性を表す圧電素子特性情報と前記機能確認用基準電圧の間の関係を表す機能確認用基準電圧設定情報を格納する不揮発性メモリを備え、
前記制御部は、予め与えられた前記圧電素子特性情報と前記機能確認用基準電圧設定情報とに応じて、前記機能確認用基準電圧を設定可能であるように構成しても良いし、
【００２３】
上記消耗品容器において、前記圧電素子特性情報は、前記圧電素子の特性の計測に応じて、複数のランクの中から選択されたランクであり、
前記制御部は、前記選択されたランクに応じて、前記機能確認用基準電圧を設定するように構成されていても良い。
【００２４】
なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能であり、たとえば、残量計測装置、残量計測制御方法および残量計測制御装置、それらの方法または装置の機能を実現するためのコンピュータプログラム、そのコンピュータプログラムを記録した記録媒体、そのコンピュータプログラムを含み搬送波内に具現化されたデータ信号、その印刷装置に用いられる印刷ヘッドやカートリッジ、その組合せ等の態様で実現することができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を実施例に基づいて以下の順序で説明する。
Ａ．本発明の第１実施例におけるインクカートリッジの構造：
Ｂ．本発明の第１実施例におけるインクカートリッジの電気的構成：
Ｃ．本発明の第１実施例におけるインク残量検出部の回路構成：
Ｄ．本発明の第１実施例におけるインク残量測定処理：
Ｅ．本発明の第１実施例における放電特性設定処理の内容：
Ｆ．本発明の第２実施例におけるインク残量測定処理：
Ｇ．変形例：
【００２６】
Ａ．本発明の第１実施例におけるインクカートリッジの構造：
図１は、本発明の第１実施例におけるインクカートリッジ１００の外観斜視図である。インクカートリッジ１００は、消耗品として内部に１種類のインクを収容する筐体１４０を備えている。筐体１４０の下部には、後述するプリンタにインクを供給するためのインク供給口１１０が設けられている。筐体１４０の上部には、プリンタと電波により通信するためのアンテナ１２０やロジック回路１３０が備えられている。筐体１４０の側部には、インク残量の計測に利用されるセンサＳＳが装備されている。センサＳＳは、ロジック回路１３０に電気的に接続されている。
【００２７】
図２は、インクカートリッジ１００の筐体１４０の側部に装備されたセンサＳＳの断面を示す断面図である。センサＳＳは、圧電効果や逆圧電効果といった圧電素子としての特性を備えるピエゾ素子ＰＺＴと、ピエゾ素子ＰＺＴに電圧を印可する２つの電極１０、１１と、センサアタッチメント１２とを備える。電極１０、１１は、ロジック回路１３０に接続されている。センサアタッチメント１２は、ピエゾ素子ＰＺＴからインクと筐体１４０とに振動を伝える薄膜を有するセンサＳＳの構造部である。
【００２８】
図２（ａ）は、インクが所定量以上残存していて、インクの液面がセンサＳＳの位置（図１）より高い場合を示している。図２（ｂ）は、インクが所定量以上残存しておらず、インクの液面がセンサＳＳの位置より低い場合を示している。これらの図から分かるように、インクの液面がセンサＳＳの位置より高い場合には、センサＳＳとインクと筐体１４０とが振動体となるが、インクの液面がセンサＳＳの位置より低い場合には、センサＳＳと筐体１４０とセンサＳＳに付着した少量のインクのみが振動体となる。この結果、ピエゾ素子ＰＺＴ周辺の振動特性がインクの残量に応じて変化することになる。本実施例では、このような振動特性の変化を利用して、インクの残量の計測が行われる。なお、計測の方法の詳細については後述する。
【００２９】
Ｂ．本発明の第１実施例におけるインクカートリッジの電気的構成：
図３は、インクカートリッジ１００に備えられたロジック回路１３０のブロック図である。ロジック回路１３０は、ＲＦ回路２００と、制御部２１０と、不揮発性メモリであるＥＥＰＲＯＭ２２０と、インク残量検出回路２３０と、電力発生部２４０と、チャージポンプ回路２５０とを備えている。
【００３０】
ＲＦ回路２００は、アンテナ１２０を介してプリンタ２０から受信した電波を復調する復調部２０１と、制御部２１０から受信した信号を変調してプリンタ２０に送信するための変調部２０２とを備えている。プリンタ２０は、アンテナ１２１を用いて所定の周波数の搬送波でベースバンド信号をインクカートリッジ１００に送信している。一方、インクカートリッジ１００は、搬送波を用いずにアンテナ１２０の負荷を変動させることによりアンテナ１２１のインピーダンスを変動させることができる。インクカートリッジ１００は、このインピーダンスの変動を利用して信号をプリンタ２０に送信する。このようにして、インクカートリッジ１００とプリンタ２０とは、双方向通信を行うことができる。
【００３１】
電力発生部２４０は、ＲＦ回路２００が受信した搬送波を整流して所定の電圧（たとえば５Ｖ）で電力を生成する。電力発生部２４０は、ＲＦ回路２００と、制御部２１０と、ＥＥＰＲＯＭ２２０と、チャージポンプ回路２５０とに電力を供給する。チャージポンプ回路２５０は、センサＳＳが要求する所定の電圧に昇圧してからインク残量検出回路２３０に電力を供給する。
【００３２】
Ｃ．本発明の第１実施例におけるインク残量検出部の回路構成：
図４は、インク残量検出回路２３０とセンサＳＳの回路構成を示す回路図である。インク残量検出回路２３０は、ＰＮＰ型トランジスタＴｒ１と、ＮＰＮ型トランジスタＴｒ２と、充電時定数調整用抵抗器Ｒ１と、放電時定数調整用抵抗回路Ｒｓと、アンプ２３２と、パルスカウンタ２３５とを備えている。センサＳＳは、２つの電極１０、１１（図２）でインク残量検出回路２３０に接続されている。
【００３３】
放電時定数調整用抵抗回路Ｒｓは、４つの放電時定数調整用抵抗器Ｒ２ａ、Ｒ２ｂ、Ｒ２ｃ、Ｒ２ｄと、その各々に接続された４つのスイッチＳａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄとを有している。４つのスイッチＳａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄは、制御部２１０によって開閉することができる。この開閉の組合せによって、制御部２１０は、放電時定数調整用抵抗回路Ｒｓの抵抗値を設定することができる。
【００３４】
ＰＮＰ型トランジスタＴｒ１は以下のように接続されている。ベースは、制御部２１０からの制御出力として充電制御信号Ｓ１を受信する端子ＴＡと接続されている。エミッタは、充電時定数調整用抵抗器Ｒ１を介してチャージポンプ回路２５０に接続されている。コレクタは、センサＳＳの一方の電極である電極１０に接続されている。センサＳＳの他方の電極である電極１１は接地されている。
【００３５】
ＮＰＮ型トランジスタＴｒ２は以下のように接続されている。ベースは、制御部２１０からの制御出力として放電制御信号Ｓ２を受信する端子ＴＢと接続されている。コレクタは、センサＳＳの一方の電極である電極１０に接続されている。エミッタは、上述のように抵抗値を変更可能な放電時定数調整用抵抗回路Ｒｓを介して接地されている。
【００３６】
パルスカウンタ２３５は、ピエゾ素子ＰＺＴが出力する電圧を増幅するアンプ２３２を介して、ピエゾ素子ＰＺＴに接続された電極１０に接続されている。パルスカウンタ２３５は、制御部２１０からの制御出力を受信することができるように制御部２１０に接続されている。
【００３７】
図５は、インク残量検出回路２３０に備えられたパルスカウンタ２３５のブロック図である。パルスカウンタ２３５は、コンパレータ（比較器）２３４と、カウンタ制御部２３６と、カウント部２３８と、図示しない発振器とを備えている。コンパレータ２３４には、分析対象となるアンプ２３２の出力Ｑ２３２と、比較対象となる基準電位Ｖｒｅｆとが入力されている。カウンタ制御部２３６とカウント部２３８とは、制御部２１０に接続されている。なお、インク残量検出回路２３０と基準電位Ｖｒｅｆとは、それぞれ特許請求の範囲における「検出信号生成回路」と「残量検出用基準電圧」とに相当し、カウンタ制御部２３６およびカウント部２３８は、特許請求の範囲における「信号生成部」に相当する。
【００３８】
Ｄ．本発明の第１実施例におけるインク残量測定処理：
図６は、本発明の第１実施例におけるインク残量測定処理の方法を示すフローチャートである。図７は、この処理におけるインク残量検出回路２３０とセンサＳＳの作動を示すタイミングチャートである。この処理は、たとえばプリンタ２０の電源スイッチの操作に応じてインクカートリッジ１００とプリンタ２０の双方で実行される。
【００３９】
インクカートリッジ１００では、時刻ｔ０〜ｔ１でピエゾ素子ＰＺＴが充電され、時刻ｔ２〜ｔ３の期間（第１のウィンドウＷ１）で放電される。その後、一定の待機時間の後にピエゾ素子ＰＺＴの出力電圧波の周期が測定される（第２のウィンドウＷ２）。具体的には、ピエゾ素子ＰＺＴが出力する電圧波が所定の数（たとえば５つ）だけ発生する間のクロック信号ＣＬＫの数がカウントされる。一方、プリンタ２０は、カウントされた値に応じて電圧波の周波数を算出するとともに、算出された周波数に応じてインクの残量状態を推定する。具体的には、以下の処理が行われる。
【００４０】
ステップＳ１００では、制御部２１０（図４）は、ピエゾ素子ＰＺＴの放電時定数と、基準電位Ｖｒｅｆとを設定する。ピエゾ素子ＰＺＴの放電時定数の設定は、放電時定数調整用抵抗回路Ｒｓの４つのスイッチＳａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄを開閉することにより行われる。この処理の詳細については後述する。一方、基準電位Ｖｒｅｆの設定は、センサランクと後述するテーブルとに応じて自動的に行われる。なお、センサランクとこのテーブルは、いずれもインクカートリッジ１００の製造時にＥＥＰＲＯＭ２２０に格納されたものである。
【００４１】
図８は、第１実施例におけるセンサランクと基準電位Ｖｒｅｆの設定状態の関係（テーブル）を示す説明図である。センサランクとは、印可電圧（あるいは出力電圧）と歪みの関係その他のセンサの特性を表すランクである。センサランクの決定は、たとえばセンサＳＳの製造者がセンサの特性を実際に計測することによって行われる。本実施例では、センサＳＳは、ＡからＨまでの８段階のセンサランクに分類されるものとする。なお、センサランクは、特許請求の範囲における「圧電素子特性情報」に相当する。
【００４２】
ステップＳ１１０では、制御部２１０（図４）は、端子ＴＡに所定の充電制御信号Ｓ１を出力してトランジスタＴｒ１をオンする（図７の時刻ｔ０）。これにより、チャージポンプ回路２５０からピエゾ素子ＰＺＴに電流が流れ込み、この電流によってキャパシタンスを有するピエゾ素子ＰＺＴに電圧が印可される。なお、初期状態では、２つのトランジスタＴｒ１、Ｔｒ２は、いずれもオフにされている。
【００４３】
制御部２１０は、時刻ｔ１においてトランジスタＴｒ１をオフし、時刻ｔ２までインク残量検出回路２３０を待機させる。時刻ｔ２まで待機させるのは、電圧が印可されたことによるピエゾ素子ＰＺＴの振動を減衰させるためである。なお、時刻の計測は、制御部２１０内部の図示しないクロックを利用して行われる。
【００４４】
ステップＳ１２０では、制御部２１０（図４）は、端子ＴＢに所定の放電制御信号Ｓ２を送信してトランジスタＴｒ２を時刻ｔ２でオンし、時刻ｔ３でオフする。これにより、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの間だけピエゾ素子ＰＺＴからの放電が行われる。ピエゾ素子ＰＺＴは、この放電によって急激に変形してセンサ振動系を加振する。センサ振動系とは、本実施例では、センサＳＳ（図２）とセンサＳＳ周辺の筐体１４０とインクとを含む系である。
【００４５】
図９は、放電時のピエゾ素子ＰＺＴの放電波形を示す説明図である。図９（ａ）は、時間領域における放電波形を示す説明図である。各時刻における電圧は以下のとおりである。
（１）放電開始時刻ｔ２：電位Ｖｃｈ（チャージポンプ回路２５０の出力電位）
（２）時定数時刻ｔｄ ：電位Ｖｃｈから６３．２％だけ降下した電位
（３）放電終了時刻ｔ３：接地電位より少し高い電位（図９）
ここで、時定数時刻ｔｄは、放電開始時刻ｔ２から時定数だけ経過した時刻である。放電終了時刻ｔ３は、センサＳＳの特性に応じて計測に好ましい放電終了時刻として予め設定された時刻である。これらの設定方法については後述する。なお、本明細書では、放電開始時刻ｔ２から放電終了時刻ｔ３までのピエゾ素子ＰＺＴと接地とが導通関係にある時間を放電時間と呼ぶ。
【００４６】
図９（ｂ）は、周波数領域における印可電圧の基本波と複数の高調波とを示す説明図である。これは、第１ウィンドウＷ１（図７）におけるピエゾ素子ＰＺＴの印可電圧の波形が永遠に繰り返されると仮定した波形のフーリエ解析結果を示す図である。この結果、印可電圧は、放電時間の逆数である基本周波数とその整数倍の周波数を有する高調波とから構成される電圧波となることが分かる。ここで、説明を分かりやすくするためにピエゾ素子ＰＺＴの歪みが印可電圧と線形の関係あると仮定すると、加振力の波形は、印可電圧の波形と一致することになる。
【００４７】
図１０は、センサＳＳを含むセンサ振動系の周波数応答関数（伝達関数）を示す説明図である。周波数応答関数とは、センサ振動系の振動伝達系の入力と出力との関係を表したものであり、入力のフーリエスペクトルと出力のフーリエスペクトルの比で表される。すなわち、本実施例の周波数応答関数は、ピエゾ素子ＰＺＴの放電波形（加振力と線形の関係にある）のフーリエスペクトルと、センサ振動系の自由振動のフーリエスペクトルの比である。
【００４８】
図１０の１次モードと２次モードは、センサ振動系の２つの固有モードを示している。固有モードとは、センサ振動系が振動し得る形である。換言すれば、全ての物体は、振動するときのそれぞれの固有の形を持っていて、これ以外の形では振動することができない。この固有の形が固有モードである。物体の固有モードは、モーダル解析によって求めることができる。
【００４９】
インクカートリッジ１００は以下の２つの振動モードを有すると仮定している。
（１）１次モードは、センサＳＳ（図２）が有する凹部のエッジ部分が振動の節となるとともに、凹部の中心が振動の腹になってお椀型に変形する振動モードである。
（２）２次モードは、センサＳＳが有する凹部のエッジ部分と中心部分の双方が振動の節となるとともに、エッジ部分と中心部分の中間部の中心部から見て左右２箇所が振動の腹となってシーソー型に変形する振動モードである。
【００５０】
図１０の実線は、インクが所定量以上残存していてインクの液面がセンサＳＳの位置（図１）より高いとき（図２（ａ））における周波数応答関数を示している。図１０の点線は、インクが所定量以上残存しておらず、インクの液面がセンサＳＳの位置より低いとき（図２（ｂ））における周波数応答関数を示している。
【００５１】
なお、「インクの液面がセンサＳＳの位置より高いとき」と「インクの液面がセンサＳＳの位置より低いとき」は、それぞれ特許請求の範囲における「消耗品の残存量が所定量より多い場合」と「消耗品の残存量が所定量より少ない場合」に相当する。
【００５２】
このように周波数応答関数がインクの液面に応じて変化するのは、前述のようにピエゾ素子ＰＺＴ周辺の振動特性が変化するからである。振動特性の変化は、インクの液面がセンサＳＳの位置より高い場合には、センサＳＳとインクと筐体１４０とが振動体となるのに対して、インクの液面がセンサＳＳの位置より低い場合には、センサＳＳと筐体１４０とセンサＳＳに付着した少量のインクのみが振動体となることに起因するものである。
【００５３】
このように、センサ振動系は、１次モードと２次モードの固有振動数においてのみ加振による自由振動が生ずる。一方、他の周波数でピエゾ素子ＰＺＴがセンサ振動系を加振しても、センサ振動系に生ずる自由振動は極めて小さく直ちに減衰する。
【００５４】
図１１は、ピエゾ素子ＰＺＴの自由振動に応じてピエゾ素子ＰＺＴに電圧が発生する様子を示す説明図である。図１１（ａ）は、周波数領域における印可電圧（放電時）の波形（図９（ｂ））と、センサ振動系の周波数応答関数の後述する中間値とを重畳させて、それぞれ実線と一点鎖線とで示している。図１１（ｂ）は、ピエゾ素子ＰＺＴの出力電圧を示している。
【００５５】
周波数応答関数の中間値とは、図１０に示された点線と実線の周波数方向の中間値（たとえば対数における中間の値）である。このような値を用いるのは、インク残量の多少に拘わらず安定してピエゾ素子ＰＺＴから電圧を出力させるためである。この第１実施例においては、１次モードや２次モードの固有振動数というときは、周波数応答関数の中間値を基準とした値を示すものとする。
【００５６】
図１１（ａ）から分かるように、センサ振動系の１次モードの固有振動数にほぼ一致し、センサ振動系の２次モードの周波数に一致する放電波形の高調波が存在しないように放電波形の基本波の周波数が調整されている。これにより、センサ振動系の１次モードの固有振動数においてのみ大きな自由振動が発生することになる。この結果、センサ振動系の１次モードの固有振動数においてのみピエゾ素子ＰＺＴに大きな電圧が発生することになる（図１１（ｂ））。これは、第２ウィンドウＷ２（図７）におけるピエゾ素子ＰＺＴの出力電圧の波形が永遠に繰り返されると仮定した波形のフーリエ解析結果と一致することになる。
【００５７】
本実施例では、センサ振動系の１次モードの固有振動数の微小なシフトを利用してインクの液面を計測している。すなわち、本実施例では、インクの液面がセンサＳＳより高いか否かで１次モードの固有振動数が微小にシフトする。このシフトに応じて、センサＳＳとインクの液面の位置関係が決定されている。この結果、他の周波数の電圧波は、ノイズとなることが分かる。
【００５８】
ステップＳ１３０（図６）では、制御部２１０は、図７の時刻ｔ３から時刻ｔ４までの間インク残量検出回路２３０を再び待機させる。この待機時間は、ノイズ源となる不要振動を減衰させるための時間である。この待機時間に、１次モードと２次モードの固有振動数以外の周波数における振動がほとんど消滅することになる。
【００５９】
制御部２１０（図５）は、時刻ｔ４においてカウンタ制御部２３６にカウンタ起動信号ＣＩを出力する。カウンタ起動信号ＣＩを受信したカウンタ制御部２３６は、カウント部２３８へカウント制御信号ＣＣを出力する。カウント制御信号ＣＣは、受信後の最初のパルスＱＣの立ち上がりエッジＥｄｇｅ１に応じて立ち上がり（時刻ｔ５）、６番目の立ち上がりエッジＥｄｇｅ６（時刻ｔ６）に応じて下がる。
【００６０】
コンパレータ２３４において比較対象となる基準電位Ｖｒｅｆは、図１１（ｂ）に示されるように１次モードにおける自由振動に起因する電圧波のみを検出するように設定されている。このような設定は、本実施例では、前述のようにセンサランクと基準電位Ｖｒｅｆの設定状態の関係（テーブル）と、センサランクとに応じて実現されている。このように、基準電位Ｖｒｅｆは、ノイズを抑制して１次モードにおける自由振動に起因する電圧波のみを検出するのに好ましい値に設定されている。
【００６１】
ステップＳ１４０では、カウント部２３８は、クロック信号ＣＬＫのパルス数をカウントする。このパルス数のカウントは、カウント部２３８がカウント制御信号ＣＣを受信している間にのみ行われる。これにより、時刻ｔ４後のパルスＱＣの１番目の立ち上がりエッジＥｄｇｅ１から６番目の立ち上がりエッジＥｄｇｅ６までの間のクロック信号ＣＬＫのパルス数がカウントされることになる。すなわち、ピエゾ素子ＰＺＴが出力した電圧波の５周期分のクロック信号ＣＬＫのパルス数がカウントされたことになる。
【００６２】
ステップＳ１５０では、カウント部２３８は、カウント値ＣＮＴを出力する。出力されたカウント値ＣＮＴは、プリンタ２０に送られる。プリンタ２０は、受信したカウント値ＣＮＴとクロック信号ＣＬＫの既知の周期とに応じてピエゾ素子ＰＺＴが出力した電圧波の周波数を算出する。
【００６３】
ステップＳ１６０では、プリンタ２０は、この周波数に応じてインクの残量が所定の量以上であるか否かを決定することができる。たとえば、インクの液位がセンサＳＳの位置よりも高いときには、９０ｋＨｚに近い周波数となり、インクの液位がセンサＳＳの位置よりも低いときには、１１０ｋＨｚに近い周波数となることが分かっていると仮定する。この場合には、計測された周波数が、たとえば１０５ｋＨｚであればインク残量が所定値未満であることが分かる（ステップＳ１７０、Ｓ１８０）。
【００６４】
このように、本発明の第１実施例のインクカートリッジ１００は、コンパレータ（比較器）２３４の基準電位Ｖｒｅｆを変更することが可能なので、基準電位Ｖｒｅｆを適切に設定することによってノイズを抑制して計測の信頼性を高めることができる。
【００６５】
Ｅ．本発明の第１実施例における放電特性設定処理の内容：
図１２は、図１１と同様にピエゾ素子ＰＺＴの自由振動に応じてピエゾ素子ＰＺＴに電圧が発生する様子を示す説明図である。ただし、放電特性が適切に設定される前の状態における電圧発生の様子である。調整前であるため、放電時の印可電圧の基本波の周波数がセンサ振動系の１次モードの固有振動数に一致していない一方、センサ振動系の２次モードの固有振動数に一致する放電時の印可電圧の高調波が存在する。
【００６６】
この結果、１次モードの固有振動数だけでなく２次モードの固有振動数においても大きな電圧が発生する。このため、２次モードの固有振動数における電圧波がノイズとなってインク残量の計測を阻害することが分かる。このように、１次モード以外の周波数で高い電圧（ノイズ）が発生すると、基準電位Ｖｒｅｆの設定によるノイズの除去が困難となる。
【００６７】
図１３は、本発明の実施例における放電特性設定処理の様子を示す説明図である。図１３（ａ）は、放電特性の設定後の放電波形を示しており、図９（ａ）と同一の図である。図１３（ｂ）は、放電特性の設定前の放電波形を示している。
【００６８】
この例では、放電特性として放電時定数と放電時間とを設定している。放電時定数は、ピエゾ素子ＰＺＴと接地との間の抵抗値と、ピエゾ素子ＰＺＴの静電容量の積である。放電時定数は、放電時定数調整用抵抗回路Ｒｓの抵抗値の調整によって設定することができる。この抵抗値は、各放電時定数調整抵抗制御スイッチＳａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄを適切な組合せで開閉することにより設定することができる。
【００６９】
一方、放電時間とは、前述のようにピエゾ素子ＰＺＴと接地とが導通状態にある時間である。具体的には、制御部２１０がトランジスタＴｒ２をオンにしている時間である。放電時間は、制御部２１０が自由に設定することができる。
【００７０】
このような方法により、放電時定数を時定数Ｔｄ’から時定数Ｔｄに変更するとともに、放電終了時刻をｔ３’からｔ３に延ばして放電時間を変更すると図１３（ａ）に示される放電波形と同一の波形となる。
【００７１】
このように、本発明の第１実施例のインクカートリッジ１００は、放電時定数調整用抵抗回路Ｒｓ内部のスイッチの接続状態と、スイッチングＴｒ２の駆動タイミングのうちの少なくとも一方を調整することによってピエゾ素子ＰＺＴからの放電特性を変更することが可能である。これによって、放電後の残留振動の特性を残存量検出に好ましいＳ／Ｎの高いものに変更することができる。
【００７２】
Ｆ．本発明の第２実施例におけるインク残量測定処理：
図１４は、本発明の第２実施例におけるインク残量測定処理の方法を示すフローチャートである。このフローチャートは、第１実施例のフローチャート（図６）と下記の点で相違する。
（１）ステップＳ９０が第１実施例のフローチャートに追加されている。ステップＳ９０では、センサＳＳの機能を確認するための処理が行われる。
（２）ステップＳ１００、ステップＳ１４０、ステップＳ１５０、およびステップＳ１６０が、それぞれステップＳ１００ａ、ステップＳ１４０ａ、ステップＳ１５０ａ、およびステップＳ１６０ａに変更されている。
【００７３】
ステップＳ９０では、制御部２１０は、センサＳＳの機能確認試験を行う。この試験は、センサＳＳが異常電圧を出力していないことを確認するための試験である。異常電圧とは、充放電を行っていないにも拘わらず出力される過大な電圧である。センサＳＳの機能確認試験を行うのは、このような電圧がセンサＳＳから出力されていないことをインク残量の計測前に確認して計測を信頼性を高めるためである。
【００７４】
センサＳＳの機能確認試験は、（１）基準電位Ｖｒｅｆ（図５）の設定、（２）パルスＱＣの確認、の順に行われる。
（１）基準電位Ｖｒｅｆの設定：制御部２１０は、センサランクと所定のテーブル（図１５）とに応じて基準電位Ｖｒｅｆを機能確認用基準電圧に設定する。
（２）パルスＱＣの確認：制御部２１０は、パルスＱＣが所定の時間（たとえば０．１秒間）「０」のままで変化しないことを確認する。
以上の処理によってセンサＳＳが異常電圧を出力していないことが確認される。
【００７５】
なお、パルスＱＣの確認は、ピエゾ素子ＰＺＴの充電と放電のうち最後に行われたものから所定の時間が経過した後（充電や放電による電圧波が十分に減衰した後）に行えば良く、たとえばインク残量の計測後に行っても良い。
【００７６】
ステップＳ１００ａでは、制御部２１０（図４）は、基準電位Ｖｒｅｆの再設定とピエゾ素子ＰＺＴの放電時定数の設定とを行う。基準電位Ｖｒｅｆの再設定として、基準電位Ｖｒｅｆが機能確認用基準電圧から残量検出用基準電圧に（センサランクに応じて）変更される。ピエゾ素子ＰＺＴの放電時定数の設定は、第１実施例とは異なる考え方で行われる。すなわち、第１実施例では、インク残量の多少に関わらずセンサＳＳが安定して電圧波を出力できるように設定されるのに対して、第２実施例ではインク残量が所定量未満の場合にのみ比較的に大きな振幅の電圧波が発生するように設定される。このような放電特性の設定は、放電時定数調整用抵抗回路Ｒｓの抵抗値と放電時間の適切な設定によって実現される。
【００７７】
図１６は、図１１（ａ）と同様に周波数領域における印可電圧（放電時）の波形（図９（ｂ））と、センサ振動系の周波数応答関数とを重畳させた説明図である。ただし、本図は以下の点で図１１（ａ）と異なる。すなわち、図１１（ａ）では、センサ振動系の周波数応答関数として、インク残量が「所定量以上」の場合と「所定量未満」の場合における周波数方向の中間値がプロットされているのに対して、図１６ではセンサ振動系の周波数応答関数として、インク残量が「所定量未満」の場合の値（実線）と「所定量以上」の場合の値（点線）がそれぞれプロットされている。
【００７８】
図１６において、２つの入出力比Ｔ１、Ｔ２は、圧電素子ＰＺＴの放電による加振の基本周波数におけるセンサ構造の伝達関数である。入出力比Ｔ１は、インク量が所定量未満の場合における伝達関数であり、入出力比Ｔ２は、インク量が所定量以上の場合における伝達関数である。本実施例では、図１６に示されるように入出力比Ｔ１を入出力比Ｔ２で除した値が大きくなるように圧電素子ＰＺＴの放電特性（基本周波数）が設定されている。これにより、本実施例では、インク残量が所定量未満の場合にのみ比較的に大きな電圧波が発生することになる。
【００７９】
図１７は、本発明の第２実施例におけるピエゾ素子ＰＺＴの出力電圧を示す説明図である。実線は、インク残量が所定量未満の場合のピエゾ素子ＰＺＴの出力電圧を示しており、点線は、インク残量が所定量以上の場合のピエゾ素子ＰＺＴの出力電圧を示している。
【００８０】
基準電圧Ｖｒｅｆは、残量検出用基準電圧として設定された値である。図から分かるように、残量検出用基準電圧は、インク残量が所定量未満の場合のピエゾ素子ＰＺＴの出力電圧の最大値よりも小さく、インク残量が所定量以上の場合のピエゾ素子ＰＺＴの出力電圧よりも大きくなるように設定されている。このような設定は、第２実施例のテーブル（図１５）を適切に作成することによって実現されている。
【００８１】
ステップＳ１１０〜ステップＳ１３０では、第１実施例と同様に、充電（Ｓ１１０）、放電（Ｓ１２０）、そして待機（Ｓ１３０）の処理が行われる。
【００８２】
ステップＳ１４０ａでは、制御部２１０（図５）は、所定の時間だけカウンタ制御部２３６にカウンタ起動信号ＣＩを出力する。カウンタ起動信号ＣＩを受信したカウンタ制御部２３６は、カウント部２３８へカウント制御信号ＣＣを出力する。カウント部２３８は、カウント部２３８がカウント制御信号ＣＣを受信している間だけコンパレータ２３４から出力されるパルスをカウントする。
【００８３】
ステップＳ１５０ａでは、カウント部２３８は、パルス数を出力する。出力されたパルス数は、プリンタ２０に送られる。プリンタ２０は、パルス数に応じてインク残量が所定量以上か否かを決定する（ステップＳ１６０ａ）。具体的には、パルス数が「１」以上の場合には「インク残量が所定量未満」と判断され（ステップＳ１７０）、パルス数が「０」の場合には「インク残量が所定量以上」と判断される（ステップＳ１８０）。
【００８４】
このように、第２実施例では、圧電素子の放電後の出力電圧が所定の残量検出用基準電圧より大きい部分を有するか否かで判断することができる。この基準電圧は変更可能なので、この基準値を適切に設定することにより簡易にインク残量の計測を行うことができるという利点がある。
【００８５】
なお、第２実施例では、ピエゾ素子ＰＺＴの放電時特性は、インク残量が所定量未満の場合にのみ比較的に大きな電圧波が発生するように設定されているが、インク残量が所定量以上の場合にのみ比較的に大きな電圧波が発生するように設定しても良い。
【００８６】
Ｇ．変形例：
なお、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
【００８７】
Ｇ−１．上記各実施例では、センサの要素としてピエゾ素子ＰＺＴを使用しているが、たとえばロッシェル塩（酒石酸ナトリウムカリウム）を使用しても良い。本発明で使用するセンサは、充放電に応じて変形する逆圧電効果と、変形に応じて電圧を発生させる圧電効果という２つの特性を有する圧電素子を利用するものであれば良い。
【００８８】
Ｇ−２．上記実施例では、トランジスタＴｒ２のオンの時間と、圧電素子と放電時定数調整用抵抗で定まる時定数とを調整することによって放電特性を変更しているが、いずれか一方だけでも良い。
【００８９】
Ｇ−３．上記実施例では、放電時定数は、放電時定数調整用の抵抗回路の抵抗値を変更することによって調整されているが、たとえば圧電素子に並列にコンデンサを接続可能としてキャパシタンスを変更することによって時定数を調整するようにしても良い。
【００９０】
Ｇ−４．上記実施例では、残量の計測対象はインクであるが、たとえばトナーであっても良い。本発明で残量の計測対象となるのは、機器の使用によって減少する消耗品であれば良い。
【００９１】
Ｇ−５．上記実施例の放電特性や基準電圧の設定処理では、予め定められたセンサランクと放電時定数調整用抵抗回路Ｒｓの設定状態や基準電圧の関係を表すテーブルを用いて、圧電素子の放電特性や基準電圧を設定しているが、たとえば圧電素子の特性を電圧と歪みの関係を表す特性数値として計測し、この計測結果に応じて予め不揮発性メモリやコンピュータに格納されたアルゴリズムに従って放電特性や基準電圧を設定するようにしても良い。
【００９２】
アルゴリズムは、たとえば上記の特性数値から所定の計算式を用いて時定数や放電時間といった放電特性の最適値を算出し、この最適値に最も近い設定状態を選ぶというように構成しても良い。本発明で行われる放電特性設定処理や基準電圧の設定処理は、圧電素子の特性を表す圧電素子特性情報に応じて設定されるように構成されていれば良く、さらに、適切な計測ができるまで設定を変更するというような試行錯誤によって設定するようにしても良い。
【００９３】
Ｇ−６．上記実施例では、圧電素子の放電後の出力電圧が所定の残量検出用基準電圧より大きい部分を有するか否かに応じて検出信号が生成されているが、たとえば所定の残量検出用基準電圧より高い所定のピーク部分が所定の数（たとえば３つ）以上であるか否かに応じて決定するように構成しても良い。一般に、本発明で使用される検出信号生成回路は、圧電素子の放電後の残留振動の振幅が所定の閾値より大きいか否かを表す情報を含む検出信号を生成するように構成されていれば良い。
【００９４】
Ｇ−７．上記実施例では、ピエゾ素子ＰＺＴの出力電圧波振幅が、インク残量が所定量以上の場合と所定量未満の場合とで大きく変化するようにピエゾ素子ＰＺＴの放電時定数を設定しているが、周波数領域における印可電圧（放電時）の波形（図９（ｂ））の振幅が、インク残量が所定量以上の場合と所定量未満の場合とで大きく異なるセンサＳＳを用いても良い。
【００９５】
本発明の機能の一部または全部がソフトウェアで実現される場合には、そのソフトウェア（コンピュータプログラム）は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納された形で提供することができる。この発明において、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスクやＣＤ−ＲＯＭのような携帯型の記録媒体に限らず、各種のＲＡＭやＲＯＭ等のコンピュータ内の内部記憶装置や、ハードディスク等のコンピュータに固定されている外部記憶装置も含んでいる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施におけるインクカートリッジ１００の外観斜視図。
【図２】 インクカートリッジ１００の筐体１４０の側部に装備されたセンサＳＳの断面を示す断面図。
【図３】 インクカートリッジ１００に備えられたロジック回路１３０のブロック図。
【図４】 インク残量検出回路２３０とセンサＳＳの回路構成を示す回路図。
【図５】 インク残量検出回路２３０に備えられたパルスカウンタ２３５のブロック図。
【図６】 本発明の第１実施例におけるインク残量測定処理のフローチャート。
【図７】 インク残量検出回路２３０とセンサＳＳの作動を示すタイミングチャート。
【図８】 センサランクとノイズカット用基準電圧の設定状態の関係を示す説明図。
【図９】 ピエゾ素子ＰＺＴの印可電圧（接地電位との電位差）を示す説明図。
【図１０】 センサＳＳを含むセンサ振動系の周波数応答関数（伝達関数）を示す説明図。
【図１１】 ピエゾ素子ＰＺＴからの放電に応じてピエゾ素子ＰＺＴに電圧が発生する様子を示す説明図。
【図１２】 ピエゾ素子ＰＺＴからの放電に応じてピエゾ素子ＰＺＴに電圧が発生する様子を示す説明図。
【図１３】 本発明の実施例における放電特性設定処理の内容を示す説明図。
【図１４】 本発明の第２実施例におけるインク残量測定処理の方法を示すフローチャート。
【図１５】 本発明の第２実施例におけるセンサランクと基準電位Ｖｒｅｆの設定状態の関係（テーブル）を示す説明図。
【図１６】 本発明の第２実施例における印可電圧（放電時）の波形とセンサ振動系の周波数応答関数とを重畳させた説明図。
【図１７】 本発明の第２実施例におけるピエゾ素子ＰＺＴの出力電圧を示す説明図。
【符号の説明】
１０、１１…電極
１２…センサアタッチメント
２０…プリンタ
１００…インクカートリッジ
１１０…インク供給口
１２０、１２１…アンテナ
１３０…ロジック回路
１４０…筐体
２００…ＲＦ回路
２０１…復調部
２０２…変調部
２１０…制御部
２２０…ＥＥＰＲＯＭ
２３０…インク残量検出回路
２３０…間インク残量検出回路
２３２…アンプ
２３４…コンパレータ
２３５…パルスカウンタ
２３６…カウンタ制御部
２３８…カウント部
２４０…電力発生部
２５０…チャージポンプ回路

Claims (15)

1. 収容された消耗品の残存量を計測可能な消耗品容器であって、
   前記消耗品を格納するとともに圧電素子が装着された消耗品タンクと、
   前記圧電素子の充電と放電とを行うとともに、前記圧電素子の放電後の出力電圧波の周期を表す周期情報を含む検出信号を生成する検出信号生成回路と、
   前記検出信号生成回路による前記圧電素子の充電と放電の制御を行う制御部と、
   を備え、
   前記検出信号生成回路は、
   前記出力電圧波の電圧が残量検出用基準電圧より高いか否かを決定するとともに、前記決定に応じてパルスを生成する比較器と、
   前記パルスに応じて前記検出信号を生成する信号生成部と、
   を備え、
   前記制御部は、前記残量検出用基準電圧を変更可能であることを特徴とする、消耗品容器。
2. 収容された消耗品の残存量を計測可能な消耗品容器であって、
   前記消耗品を格納するとともに圧電素子が装着された消耗品タンクと、
   前記圧電素子の充電と放電とを行うとともに、前記圧電素子の放電後の残留振動の振幅が所定の閾値より大きいか否かを表す振幅情報を含む検出信号を生成する検出信号生成回路と、
   前記検出信号生成回路による前記圧電素子の充電と放電の制御を行う制御部と、
   を備え、
   前記振幅情報は、前記消耗品の残存量が所定量より多いか否かの決定に利用可能であり、
   前記制御部は、前記所定の閾値を変更可能であることを特徴とする、消耗品容器。
3. 請求項２記載の消耗品容器であって、
   前記制御部は、さらに、前記検出信号生成回路による前記圧電素子の放電の放電時定数と放電時間の少なくとも一方を調整することによって、前記圧電素子の放電特性を変更可能である、消耗品容器。
4. 請求項２または３に記載の消耗品容器であって、
   前記検出信号生成回路は、前記圧電素子の放電後の出力電圧が前記閾値としての残量検出用基準電圧より高いピーク部分の数に応じて前記検出信号を生成する、消耗品容器。
5. 請求項４記載の消耗品容器であって、
   前記制御部は、前記消耗品の残存量が所定量より多い場合に、前記ピーク部分の数が所定の範囲内となるように前記残量検出用基準電圧を設定する、消耗品容器。
6. 請求項４記載の消耗品容器であって、
   前記制御部は、前記消耗品の残存量が所定量より多い場合に、前記ピーク部分の数がゼロとなるように前記残量検出用基準電圧を設定する、消耗品容器。
7. 請求項１、４ないし６のいずれかに記載の消耗品容器であって、さらに、
   前記圧電素子の特性を表す圧電素子特性情報と前記残量検出用基準電圧の間の関係を表す残量検出用基準電圧設定情報を格納する不揮発性メモリを備え、
   前記制御部は、予め与えられた前記圧電素子特性情報と前記残量検出用基準電圧設定情報とに応じて、前記残量検出用基準電圧を設定可能である、消耗品容器。
8. 請求項７記載の消耗品容器であって、
   前記圧電素子特性情報は、前記圧電素子の特性の計測に応じて、複数のランクの中から選択されたランクであり、
   前記制御部は、前記選択されたランクに応じて、前記残量検出用基準電圧を設定する、消耗品容器。
9. 請求項１ないし８のいずれかに記載の消耗品容器であって、
   前記制御部は、前記検出信号生成回路に対して、前記圧電素子の充電と放電のうち最後に行われたものから所定の時間が経過した後の前記圧電素子の出力電圧を計測させるとともに、前記圧電素子の出力電圧波が機能確認用基準電圧より高いピーク部分を有するか否かに応じて故障検出信号を生成させる試験モードを有する、消耗品容器。
10. 請求項９記載の消耗品容器であって、さらに、
    前記圧電素子の特性を表す圧電素子特性情報と前記機能確認用基準電圧の間の関係を表す機能確認用基準電圧設定情報を格納する不揮発性メモリを備え、
    前記制御部は、予め与えられた前記圧電素子特性情報と前記機能確認用基準電圧設定情報とに応じて、前記機能確認用基準電圧を設定可能である、消耗品容器。
11. 請求項１０記載の消耗品容器であって、
    前記圧電素子特性情報は、前記圧電素子の特性の計測に応じて、複数のランクの中から選択されたランクであり、
    前記制御部は、前記選択されたランクに応じて、前記機能確認用基準電圧を設定する、消耗品容器。
12. 消耗品容器内の消耗品の残存量を計測する方法であって、
    （ａ）前記消耗品を格納するとともに圧電素子が装着された消耗品タンクと、前記圧電素子の充放電を行う回路とを準備する工程と、
    （ｂ）前記計測に利用される残量検出用基準電圧を可変に設定する工程と、
    （ｃ）前記計測を行う工程と、
    を備え、
    前記工程（ｃ）は、
    （ｃ−１）前記圧電素子に充電する工程と、
    （ｃ−２）前記圧電素子から放電する工程と、
    （ｃ−３）前記圧電素子の放電後の出力電圧波の電圧が残量検出用基準電圧より高いか否かを決定するとともに、前記決定に応じてパルスを生成する工程と、
    （ｃ−４）前記パルスに応じて、前記パルスの周期を表す周期情報を含む検出信号を生成する工程と、
    （ｃ−５）前記検出信号に応じて、前記格納された消耗品の残存量が所定量より多いか否かを決定する工程と、
    を含むことを特徴とする、計測方法。
13. 消耗品容器内の消耗品の残存量を計測する方法であって、
    （ａ）前記消耗品を格納するとともに圧電素子が装着された消耗品タンクと、前記圧電素子の充放電を行う回路とを準備する工程と、
    （ｂ）前記計測に利用される所定の閾値を可変に設定する工程と、
    （ｃ）前記計測を行う工程と、
    を備え、
    前記工程（ｃ）は、
    （ｃ−１）前記圧電素子に充電する工程と、
    （ｃ−２）前記圧電素子から放電する工程と、
    （ｃ−３）前記圧電素子の放電後の残留振動の振幅が、前記設定された所定の閾値より大きいか否かを表す振幅情報を含む検出信号を生成する工程と、
    （ｃ−４）前記検出信号に応じて、前記格納された消耗品の残存量が所定量より多いか否かを決定する工程と、
    を含むことを特徴とする、計測方法。
14. 収容された消耗品の残存量を計測可能な消耗品容器において、前記計測に利用される残量検出用基準電圧の設定のためにコンピュータに前記消耗品容器を制御させるコンピュータプログラムであって、
    前記消耗品容器は、
    前記消耗品を格納するとともに圧電素子が装着された消耗品タンクと、
    前記圧電素子の充電と放電とを行うとともに、前記圧電素子の放電後の出力電圧波の周期を表す周期情報を含む検出信号を生成する検出信号生成回路と、
    前記圧電素子の充電と放電の制御を行う制御部と、
    前記残量検出用基準電圧の設定内容を表す設定情報と、前記消耗品の残存量が所定量より多いか否かを表す残存量情報とを格納する不揮発性メモリと、
    を備え、
    前記コンピュータプログラムは、
    （ａ）前記設定情報と前記残存量情報とを前記不揮発性メモリから読み出す機能と、
    （ｂ）前記設定情報に基づいて、前記残量検出用基準電圧を設定させる機能と、
    （ｃ）前記残存量情報に基づいて、前記消耗品の残存量が前記所定量より多いことを確認する機能と、
    （ｄ）前記確認に応じて、前記圧電素子の放電後の残留振動の周期を表す情報を含む検出信号を生成させる機能と、
    （ｅ）前記検出信号を受信し、前記受信された検出信号に応じて前記消耗品の残存量を計測できるか否かの判断を行う機能と、
    （ｆ）前記計測できるか否かの判断に応じて、前記計測できないと判断がなされた場合には、前記計測ができないと判断された残量検出用基準電圧とは異なる電圧に設定させるとともに、前記機能（ｄ）に処理を戻す機能と、
    （ｇ）前記計測できるか否かの判断に応じて、前記計測可能との判断がなされた場合には、前記設定された残量検出用基準電圧の設定内容を表す設定情報を、前記不揮発性メモリに記録させる機能と、
    を前記コンピュータに実現させるプログラムを含むコンピュータプログラム。
15. 収容された消耗品の残存量を計測可能な消耗品容器において、前記計測に利用される所定の閾値の設定のためにコンピュータに前記消耗品容器を制御させるコンピュータプログラムであって、
    前記消耗品容器は、
    前記消耗品を格納するとともに圧電素子が装着された消耗品タンクと、
    前記圧電素子の充電と放電とを行うとともに、前記圧電素子の放電後の残留振動の振幅が所定の閾値より大きいか否かを表す振幅情報を含む検出信号を生成する検出信号生成回路と、
    前記圧電素子の充電と放電の制御を行う制御部と、
    前記所定の閾値の設定内容を表す設定情報と、前記消耗品の残存量が所定量より多いか否かを表す残存量情報とを格納する不揮発性メモリと、
    を備え、
    前記コンピュータプログラムは、
    （ａ）前記設定情報と前記残存量情報とを前記不揮発性メモリから読み出す機能と、
    （ｂ）前記設定情報に基づいて、前記所定の閾値を設定させる機能と、
    （ｃ）前記残存量情報に基づいて、前記消耗品の残存量が前記所定量より多いことを確認する機能と、
    （ｄ）前記確認に応じて、前記検出信号を生成させる機能と、
    （ｅ）前記検出信号を受信し、前記受信された検出信号に応じて前記消耗品の残存量を計測できるか否かの判断を行う機能と、
    （ｆ）前記計測できるか否かの判断に応じて、前記計測できないと判断がなされた場合には、前記計測ができないと判断された閾値とは異なる閾値に設定させるとともに、前記機能（ｄ）に処理を戻す機能と、
    （ｇ）前記計測できるか否かの判断に応じて、前記計測可能との判断がなされた場合には、前記設定された閾値の設定内容を表す設定情報を、前記不揮発性メモリに記録させる機能と、
    を前記コンピュータに実現させるプログラムを含むコンピュータプログラム。

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