Han hävdar att Universal Music bara har betalat bandet en "miniscule fraktion" av de pengar de var skyldiga från nedladdningar på webbplatser som iTunes och Amazon.
Musikern stämmer för ersättning, enligt juridiska dokument som arkiverats i Los Angeles på onsdag.
Fordringen görs också på uppdrag av hans syster, Karen, som dog 1983.
Carpenter anlitade revisorer för att granska bokslut från Universal Music och dess dotterbolag, A&M Records, som har släppt The Carpenters musik sedan deras debutalbum 1969.
Han säger att de hittade flera fel, och att etiketterna "orättvist klassificerade" intäkter från digitala nedladdningar av Carpenters musik som försäljning av fysiska skivor - vilket drar till sig en lägre royalty. Han hävdar också att digitala nedladdningar var underräknade.
I ett uttalande sade Carpenter att han hade varit oförmögen att lösa tvisten utan att stämma.
"De Carpenters inspelningar är bland de bästa säljarna i historien om populär musik, och efter 48 år fortsätter att bidra med en betydande mängd till [Universals] årliga slutresultat", skrev han. "Det verkar bara rättvist att dessa företag står rättvist till svars för min systers egendom och för mig."
Specialiserad på radiovänlig mjukrock sålde Carpenters miljontals skivor på 1970-talet. Broder-syster duon vann tre Grammy Awards 1970 och 1971, inklusive bästa nya artist och bästa sångföreställning för balladen (De Long to Be) Nära dig.
Bandets karriär kortades när Karen utvecklade anorexia nervosa 1975. Även om de fortsatte att dokumentera, ledde tillståndet till slut till hennes död, till följd av hjärtsvikt.
Richard Carpenters rättsliga anspråk är en av många som har lämnats in i USA efter ett domstolsmål 2010 som gällde Eminem, vilket resulterade i ett utslag om att artister bör få högre royaltybetalningar för digitala nedladdningar än de gör när en CD- eller vinylalbum säljs.
Skillnaden är betydande. Enligt Billboard får konstnärer 15% av de pengar som genereras av försäljningen av en skiva. För nedladdningar, som räknas som "licensierat innehåll", siffran 50%.
Konstnärer som Peter Frampton, Public Enemy, Whitesnake och The Temptations har alla stämt, eller hotat att stämma, för att få den högre skattesatsen.
Universal Music var inte omedelbart tillgänglig för att svara på det senaste fallet.
Följ oss på Facebook, på Twitter @BBCNewsEnts, eller på Instagram på bbcnewsents. Om du har en berättelse förslag e-post underhållning.news@bbc.co.uk.
Richard Carpenter har sagt att han är skyldig minst $2m (Â £1.6m) i royalties för de träffar han spelade in i The Carpenters, inklusive igår en gång mer.