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機種とキャリアが正しい。

リンゴのサーバーが判別しているらしいよ。

相手がiPhoneでiMessageを使える設定、機種なら、iMessageで行き、違うキャリア、違う機種なら、smsで行く。

iPhoneのメッセージアプリは元々はSMSとMMS（ソフトバンクモバイルでいうS!メール）を使える物でしたが、少し前からiMessageがそこに加わっています。

SMS（ショート・メッセージ。・サービス）は携帯電話回線の音声回線の一部を間借りして送受信する仕組みです。ですからソフトバンク同士は送受信無料だけど他社に送ると一通2円（受信は無料）といった電話に近いような料金体系になっています。MMS（マルチメディア・メッセージング・サービス）は長文や写真などの添付ができるようになった代わりに携帯電話のパケット通信（モバイルデータ通信）が必要になりました。そこに携帯電話回線のパケット通信でもWi-Fiでもインターネットに接続されていれば使用できるiMessgaeが加わった形になります。

そして設定で変更は可能ですが、3つとも使用できるようにしておいた場合メッセージアプリは相手がiOS機器かMacであればまずiMessageを使用しようとして、それができない場合宛先が電話番号で短文ならSMSが、宛先がメアド（か電話番号）か長文か添付ファイルがあるとMMSが使用されるようになります。

これらの使用が合わさった結果、質問者様の環境ですとWi-Fiでインターネットに接続されている場合はiMessageを使用して送受信して、Wi-Fiがなくなりインターネットに接続できなくなると携帯電話の音声回線を使用してSMSで送信されます。