JPH08323997A

JPH08323997A - インクジェットカートリッジレベル監視用冷却タイミングシステム

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Publication number: JPH08323997A
Application number: JP8152995A
Authority: JP
Inventors: Trudy L Benjamin; トラディー・エル・ベンジャミン
Original assignee: Hewlett Packard Co
Current assignee: HP Inc
Priority date: 1995-05-24
Filing date: 1996-05-24
Publication date: 1996-12-10
Anticipated expiration: 2016-05-24
Also published as: US5721573A; DE69610359D1; DE69610359T2; JP3761975B2; EP0744296A1; EP0744296B1

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】インクジェットカートリッジが完全に空になる
前に、早期警告を行って、オペレータがカートリッジを
補充又は交換することができる、インクジェットプリン
ト機構。【解決手段】インクレベルを監視する方法は、第１及び
第２のカートリッジ温度を選択する。次に、カートリッ
ジ６０、６２をフォーム供給中等のプリント動作中に休
止し、カートリッジ６０、６２が第１の温度から第２の
温度に移り変わるのに必要な冷却時間を測定する。測定
するステップを繰り返し、一組の冷却時間を蓄積する。
信号を出して知らせるステップにおいて、蓄積した一組
の冷却時間にわたって冷却時間が少なくとも２０％等の
選択した値増加すると、オペレータはインク切れ状態が
近づいていることを警告される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の分野】本発明は、一般的にインクジェットプリ
ント機構に関し、より詳細には、インクジェットカート
リッジが完全に空になる前に早期警告を行うインクレベ
ル監視システムに関する。

【０００２】

【発明の背景】インクジェットプリント機構では、本明
細書では一般的に「インク」と呼ぶ液体の着色剤の滴を
ページ上に発射する、しばしば「ペン」と呼ばれるカー
トリッジが用いられる。それぞれのペンは、それを通し
てインク滴が発射される非常に小さいノズルを形成した
プリントヘッドを有する。画像をプリントするために、
プリントヘッドがページを横切って前後に推進され、移
動するにつれてインク滴を所望のパターンで発射する。
プリントヘッド内のインク噴出機構は、圧電または熱に
よるプリントヘッド技術を用いたもの等、当業者に公知
の様々な異なる形をとってもよい。例えば、本発明の譲
受人であるヒューレット・パッカード社にともに譲渡さ
れている米国特許番号第５，２７８，５８４号及び４，
６８３，４８１号には、これまでの熱によるインク噴出
機構が２つ示されている。熱によるシステムにおいて
は、インクのチャネル及び気化チャンバを含むバリア層
が、ノズルのオリフィス板と基板層の間に配置される。
この基板層は、通常、通電されて気化チャンバ内のイン
クを加熱する、直線に並んだ抵抗器等のヒータ要素を含
む。加熱されると、通電された抵抗器に関連するノズル
から、インク滴が噴出される。プリントヘッドがページ
を横切って移動するにつれて選択的に抵抗器に通電する
ことによって、インクはあるパターンでプリント媒体上
に吐出され、所望の画像（例えば、絵、図表、テキス
ト）を形成する。

【０００３】プリントヘッドをきれいにし保護するため
に、通常「サービス・ステーション」機構がプリンタの
シャシ内に搭載されており、プリントヘッドを整備のた
めにステーションの上に移動することができる。装置を
しまっておいたりプリントを行わない間のために、サー
ビス・ステーションには通常、プリントヘッドのノズル
を汚染物質や乾燥から湿度に関して(humidically)シー
ルする、ふたをするシステムが含まれている。ふたの中
には、さらに、プリントヘッドに真空をもたらすポンピ
ングユニットに接続すること等によってプライミング(p
riming)を促進するような設計になっているものもあ
る。動作中、プリントヘッドの目詰まりは、「スピッテ
ィング」として知られる方法で多数のインク滴をそれぞ
れのノズルを通して発射することにより、定期的にきれ
いにされる。このとき、廃インクはサービス・ステーシ
ョンの「痰壷(spitoon)」槽部に集められる。大部分の
サービス・ステーションにおいては、スピッティングの
後、ふたをとった後、あるいはプリント中に時折、エラ
ストマーのワイパがプリントヘッド表面をぬぐい、プリ
ントヘッド上にたまった紙の粉塵その他のくずととも
に、残留インクを除去する。

【０００４】プリントする画像の明瞭性やコントラスト
を改良するために、最近の研究においては、インクその
ものの改良に焦点を合わせてきた。より高速で水に強い
プリントを、黒はより黒くカラーはより鮮やかに行うた
めに、顔料をベースにしたインクが開発された。こうい
った顔料をベースにしたインクは、前世代の染料をベー
スにしたインクに比べて、固体の含有量が多く、その結
果、顔料をベースにしたインクの方が光学的密度が高く
なる。このどちらのタイプのインクも素早く乾燥するた
め、インクジェットプリント機構で普通紙を用いること
ができる。あいにくなことに、小さなノズルと素早く乾
燥するインクとを組み合わせると、プリントヘッドが目
詰まりしやすくなる。この目詰まりは、乾燥したインク
及び微細な粉塵の粒子または紙の繊維だけでなく、この
新しいインクそのものが含む固体分によっても起こる。
ノズルが一部または完全に詰まると、プリント媒体上で
滴が欠落したり方向がずれてしまったりする可能性があ
り、このどちらの場合もプリント品質は低下する。顔料
をベースにしたインクを用いるときには、ノズルをきれ
いにするスピッティングの重要性はより大きくなる。前
世代の染料をベースにしたインクよりも固体の含有量が
多くなれば、より目詰まりしやすくなるからである。通
常、痰壷は、プリント機構の寿命が終わるまでの廃イン
クを収容するように設計されねばならない。

【０００５】動作中のインクジェットプリント機構の信
頼性を維持するために、カートリッジ内のインクレベル
が低くなってくる時に関してオペレータにあらかじめ警
告するようになっていると、役に立つ。このようになっ
ていれば、オペレータは、使用中のカートリッジが完全
に空になる前に、現在のカートリッジに補充を行うかま
たは新しいインクジェットカートリッジを入手すること
ができる。カートリッジが補充可能なものであれば、早
期警告によって、オペレータは、ペンが空打ち(dry-fir
ed)前に供給インクを補充することができる。空になっ
ているときにインクジェットカートリッジを空打ちする
と、プリントヘッドにずっと消えない損傷が起こる可能
性がある。

【０００６】インクジェットカートリッジ内のインクレ
ベルを監視する様々な解決法が提案されている。たとえ
ば、供給インクが所定のレベル以下になったときを決定
する機械的装置がいくつか提案されている。あるシステ
ムでは、インクバッグ内のボール逆止め弁を用いて、ペ
ンがほとんど空になるとインクの流れを遮る。あいに
く、このようなシステムでは、早期警告を行うことはで
きない。

【０００７】痰壷へある特定の量のインクを吐出するこ
とによる温度変化に基づいた、より精巧な検出システム
もいくつか考案されている。あいにく、こういったシス
テムでは、インクが浪費され、痰壷が不必要に満たされ
る。あるシステムでは、テストパターンが痰壷内に発射
されるときのプリントヘッドの基板の温度を感知するこ
とによって、インクレベルを検出する。この方法では、
このテストパターンの異なる部分のプリントからの温度
変化を比較することによって、比を出す。この比が既知
の値を超えると、信号が送られてオペレータに警告しプ
リントが停止する。これに関連したシステムでは、テス
トパターンの発射中の温度変化率からだけでなく、プリ
ントヘッドの温度の履歴における変化からも、インクの
流出量が決定されるように、プリントヘッドの温度変化
の履歴が蓄積される。

【０００８】他のインク切れ検出器システムでは、ウォ
ーミングパルスを用いて、通常の動作温度よりも高い温
度にカートリッジを加熱する。このようにあらかじめ暖
めた後、カートリッジ発射パルスはインクを痰壷内に噴
出し、発射中の温度がサンプリングされて、一組の温度
値を作成する。カートリッジが通常のまたはほぼ通常の
量のインクを噴出していれば、インクの噴出につれて温
度は下降する。しかし、カートリッジが通常の量より少
ないインクを噴出していれば、この温度下降の率は小さ
くなるか、あるいは温度が同じままであったり上昇さえ
する。すなわち、温度下降率のグラフにおいて、通常よ
りも少ない量のインクが噴出される際には、この率の傾
きが通常のインクレベルの傾きとは変わる。

【０００９】別のインクレベル監視システムでは、より
高い頻度で発射するときには、より低い頻度で発射する
ときと比べて、供給インクが減少するにつれてインク滴
の体積がより速く減少する、ということが主張されてい
る。このシステムにおいては、カートリッジが所定の温
度まで暖められた後、第１の頻度で発射されてある特定
の量のインクを噴出する。この第１の発射のシーケンス
の後、より温度の低いある量のインクがプリントヘッド
に導かれ、噴出した量のインクに取って代わり、温度変
化が監視される。その後第２の発射頻度でこの過程が繰
り返され、第２の温度変化が判定される。次に第１及び
第２の温度変化が比較され、残っているインクのレベル
が決定される。

【００１０】別のインクレベルを検出するシステムで
は、プリントヘッドの使用を記録し、そのカウントをメ
モリ要素に記憶する。ある使用のレベルが検出される
と、プリンタがプリントヘッドに搭載した抵抗器のうち
のあるものを開路（焼き切れた）状態にする。焼き切れ
た抵抗器の数を用いて、オペレータにインクレベルを警
告する。

【００１１】上述のインク検出方法はすべて、１つまた
は複数の欠点がある。例えば、早期警告システムを備え
ておらずあるインクレベルになるとプリントジョブが唐
突に中断されるシステムもある。ある特定の量のインク
を吐出した後の温度変化を比較する他のシステムでは、
あいにくインクを浪費する。インクが「浪費」される、
というのは、１）プリントに用いらるのではなく、２）
プリントヘッドのノズルから目詰まりをなくすのに必要
なわけでもない、からである。さらに、この浪費したイ
ンクはプリント機構及び痰壷領域内に収容しなければな
らない。プリント機構の寿命の間において、この廃イン
クの累積は全く迷惑なものになり得る。

【００１２】

【発明の概要】本発明の一態様は、インクジェットプリ
ント機構内に取り付けたインクジェットカートリッジ内
に残っているインクレベルを監視する方法を提供するこ
とによって、このインクレベルの検出の問題を扱う。本
方法は、カートリッジの第１及び第２の温度を選択する
ステップとプリント動作中にインクジェットカートリッ
ジを休止するステップを含む。休止するステップにおい
て、カートリッジが第１の温度から第２の温度に移り変
わるのに必要な冷却時間が測定される。測定するステッ
プは繰り返され、一組の冷却時間が蓄積される。信号を
出して知らせるステップにおいて、蓄積した一組の冷却
時間にわたって冷却時間が選択した値増加すると、オペ
レータはインク切れ状態が近づいていると警告を受け
る。

【００１３】本発明の他の態様によると、インクジェッ
トカートリッジを用いたプリントのためのインクジェッ
トプリント機構が設けられている。機構は、インクジェ
ットカートリッジを収容する移動可能なキャリッジと、
カートリッジの温度に関する情報を集める温度センサを
有する。プリント機構はまた、温度センサに応答して、
選択した第１及び第２の温度の間でカートリッジが移り
変わるのに必要な冷却時間を測定し、そこから後に続く
測定から一組の冷却時間を蓄積する、制御装置を有す
る。機構はまた、制御装置に応答して、蓄積した一組の
冷却時間にわたって冷却時間が選択した値増加するとオ
ペレータにインク切れ状態が近づいていると警告する、
信号装置を有する。

【００１４】本発明の総合的な目的は、信頼性があり、
インクジェットカートリッジが完全に空になる前に早期
警告を行って、オペレータがカートリッジを補充または
交換することができる、インクジェットプリント機構を
提供することである。

【００１５】本発明の他の目的は、速くて正確な、イン
クジェットカートリッジ内のインクレベルを監視する方
法を提供することである。

【００１６】本発明の他の目的は、不必要にインクを浪
費しないインクジェットカートリッジのレベルの監視シ
ステムを提供することである。

【００１７】

【好適実施例の詳細な説明】図１は、本発明に従って構
成し本明細書ではインクジェットプリンタ２０として示
す、インクジェットプリント機構の一実施例を示す。こ
れは、産業、オフィス、家庭その他の環境においてビジ
ネスの報告書、通信文、デスクトップ・パブリッシング
等のプリントに用いることができる。様々なインクジェ
ットプリント機構が商業的に入手可能である。たとえ
ば、本発明を実施することができるプリント機構をいく
つか挙げると、プロッタ、ポータブルプリントユニッ
ト、複写機、カメラ、ビデオプリンタ、ファクシミリ等
である。便宜上、本発明の概念は、インクジェットプリ
ンタ２０の環境において示す。

【００１８】プリンタの部品がモデルによって異なるこ
とは明白であるが、通常のインクジェットプリンタ２０
は、通常プラスチック材でできたハウジングまたはケー
シングの外枠２４で囲まれたシャシ２２を含む。プリン
ト媒体取扱いシステム２６によって、プリント媒体のシ
ートがプリントゾーン２５を通って供給される。プリン
ト媒体は、紙、カード用紙、透明シート、マイラー等、
適当なシート材であればどんなタイプのものでもよい
が、便宜上、図示の実施例は、プリント媒体として紙を
用いて説明する。プリント媒体取扱いシステム２６は、
プリント前の紙のシートを収容する供給トレイ２８を有
する。ステッパモータ３０及び駆動歯車のアセンブリ３
２によって駆動される一連の従来技術の紙駆動ローラ
（図示せず）を用いて、シート３４について示すよう
に、プリント媒体をトレイ２８からプリントのためにプ
リントゾーン２５内へ移動してもよい。プリントの後、
モータ３０はプリントしたシート３４を１対の伸縮自在
の出力乾燥ウイング部材３６上に動かす。ウイング３６
は、新しくプリントされたシートを、出力トレイ部３８
内にある前にプリントされまだ乾いていないシートの上
で少しの間保持し、その後両側に引っ込んで新しくプリ
ントされたシートを出力トレイ３８内に落とす。プリン
ト媒体取扱いシステム２６は、レターサイズ、リーガル
サイズ、Ａ４サイズ、封筒等異なる大きさのプリント媒
体を適合させる、長さ調整スライドレバー４０、幅調整
スライドレバー４２、封筒供給スライドプレート４４等
の一連の調整機構を含んでもよい。

【００１９】プリンタ２０はまた、通常パーソナル・コ
ンピュータ等のコンピュータであるホスト装置（図示せ
ず）からの命令を受け取る、マイクロプロセッサ４５と
して概略的に示した、プリンタ制御装置を有する。プリ
ンタ制御装置４５はまた、ケーシング２４の外部に配置
されたキーパッド４６を通して行われるユーザによる入
力に応答して動作してもよい。モニタをコンピュータの
ホストにつないで用いて、プリンタの状況やホストコン
ピュータが実行中のプログラム等の視覚情報をオペレー
タに表示してもよい。パーソナル・コンピュータ、キー
ボード及び／またはマウス装置等の入力装置、及びモニ
タはすべて、当業者に公知である。

【００２０】キャリッジ案内ロッド４８がシャシ２２に
支持されており、インクジェットのキャリッジ５０をプ
リントゾーン２５を横切って前後に動くように摺動可能
に支持している。適当なタイプのキャリッジ支持システ
ムの１つが、本発明の譲受人であるヒューレット・パッ
カード社に譲渡されている米国特許番号第５，３６６，
３０５号に示されている。キャリッジ５０はまた、案内
ロッド４８に沿って、ケーシング２４の内部に配置した
矢印５２で一般的に示すサービス・ステーションを収容
するサービス領域内に推進される。キャリッジ駆動歯車
及び直流モータのアセンブリ５５が連結されて、エンド
レスベルト５６を駆動する。モータ５５は、プリンタ制
御装置４５から受け取る制御信号に応答して動作する。
ベルト５６は、ペンのキャリッジ５０に従来技術の方法
で固定して、モータ５５の回転に応答して案内ロッド４
８に沿ってキャリッジを前進させてもよい。

【００２１】キャリッジの位置フィードバック情報をプ
リンタ制御装置４５に与えるために、エンコーダのスト
リップ５８がプリントゾーン２５の長さに沿ってサービ
ス・ステーション領域５２の上に延びている。従来技術
の光学エンコーダリーダもまたプリントヘッドのキャリ
ッジ５０の裏面に搭載して、エンコーダのストリップ５
８が与える位置情報を読み取ってもよい。位置フィード
バック情報をエンコーダのストリップのリーダを経由し
て与える方法と同様、ベルト５６をキャリッジに取り付
ける方法も、当業者に公知の様々な異なる方法で行って
もよい。

【００２２】プリントゾーン２５において、媒体シート
３４は、黒インクのカートリッジ６０及び／またはカラ
ーインクのカートリッジ６２等のインクジェットカート
リッジからインクを受け取る。カートリッジ６０、６２
は、当業者には「ペン」と呼ばれることも多い。図示の
カラーペン６２は３色ペンであるが、実施例によって
は、一組の別個の単色のペンを用いてもよい。カラーペ
ン６２は、顔料をベースにしたインクを含有してもよい
が、図においては、ペン６２はシアン、イエロー、マゼ
ンタ等の３色の染料をベースにしたインクを含有するも
のとして説明する。黒インクのペン６０は、本明細書で
は顔料をベースにしたインクを含有するものとして示
す。パラフィンをベースにしたインクやまた顔料両方の
特性を有するハイブリッドつまり複合インクのような、
他のタイプのインクもペン６０、６２に用いてよいこと
は明白である。

【００２３】図示のペン６０、６２はそれぞれ、供給イ
ンクを貯蔵する槽を含む。ペン６０、６２は、それぞれ
プリントヘッド６４、６６を有する。プリントヘッド６
４、６６はそれぞれ、当業者に公知の方法で内部を貫い
て形成した複数のノズルを有するオリフィス板を有す
る。図示のプリントヘッド６４、６６は熱インクジェッ
トのプリントヘッドであるが、圧電型プリントヘッド等
他のタイプのプリントヘッドを用いてもよい。プリント
ヘッド６４、６６は、通常、ノズルと関連した複数の抵
抗器を有する基板層を含む。選択した抵抗器に通電する
と、気泡が形成されて、ノズルからシート３４のプリン
トゾーン２５内にインク滴が噴出される。インクはま
た、整備中にまたは目詰まりしたノズルをきれいにする
ためにサービス・ステーション５２の痰壷部内に噴出し
てもよい。プリントヘッドの抵抗器は、複数導線のスト
リップ６８によって制御装置４５からプリントヘッドの
キャリッジ５０に供給される発射命令制御信号に応答し
て選択的に通電される。

【００２４】冷却タイミングシステムプリントヘッド６４、６６内の抵抗器を形成するとき
に、プリントヘッド内に含まれるように従来技術の温度
測定装置またはセンサを形成してもよい。たとえば、こ
れらのプリントヘッド基板に含まれる搭載温度センサ
は、当業者に公知の従来技術の方法で形成された別の抵
抗トレースであってよい。本発明によると、これらの抵
抗トレースが発生する信号が温度情報を伝え、その情報
はプリンタ制御装置４５によって集められる。このカー
トリッジ温度情報は、プリント後、及び／または改行中
で紙３４がプリント取扱いシステム２６によってプリン
タ内を前進するのをプリントヘッド６４、６６が働かな
いで待っている間の、冷却時間を監視するのに用いられ
る。

【００２５】２つの温度が選択され、ペンが低い方の温
度まで冷却されるのに必要な時間が監視される。好まし
くは、カートリッジの第２の低い方の温度は、プリンタ
２０が動作する周囲温度よりも高い。また、冷却温度
は、使用量やプリンタの環境上の位置等によって変わる
実際のプリンタの動作温度をベースにして選択してよい
ことも、明白である。

【００２６】選択した冷却時間の値は、プリンタ制御装
置４５内の従来技術のメモリ装置に記憶して一組のカー
トリッジ冷却時間を蓄積してもよい。この冷却時間が増
加してくると、インク切れ状態が近づいている。例え
ば、ペンが新品のときに蓄積した元の冷却値よりも少な
くとも２０％増加したときに空の状態が近づいていると
予測すると信頼性が高い、ということが、試験によって
示された。実施するカートリッジ及びプリント機構によ
って、他のしきい値を本発明に従い経験的に選択しても
よいことは明白である。時間が増加して選択した値に達
すると、プリンタ制御装置４５が信号を発生し、例えば
ホストコンピュータまたはプリンタ制御パネル４６に送
り、残っている供給インクが枯渇する前にペンを補充す
るかまたは新しいインクのカートリッジを入手すること
ができる。

【００２７】従来技術の部分において述べたこれまでの
システムの別のものは、プリント中に、１）インクレベ
ルが下がると放散する熱が少なくなることによる、ペン
の加熱、及び２）冷たいインクがないこと、の２つの影
響を測定している。本システムにおいては、発射による
ペンの加熱と冷却時間の両方が監視される。本方法にお
いては、冷却時間の測定によって、単に最後の温度上昇
を測定するよりもより早期でより強い信号を与えること
ができる。すなわち、冷却時間を監視することによっ
て、インク切れ状態が近づいていることを非常に素早く
早期に知らせることができる。図２及び図３は、本方法
の概念及び妥当性を示すのに用いるグラフである。

【００２８】たとえば、図２のグラフにおいて、黒のカ
ートリッジ６０で一群の真っ黒のページをプリントした
後の４５℃から３５℃への冷却時間を示す。選択する温
度は、１５−３０％の温度低下等の都合のよい範囲に対
応してよい。図２に示す例においては、温度が２２％低
下したときの冷却時間を示す。測定した冷却時間は、最
初１４ページ目のプリント後までは２６−２９秒のあた
りでまちまちであったが、１４ページ目のプリント後は
冷却時間が約３０秒に徐々に増加した。この１４ページ
目の時間において、プリント品質が低下し始めたことが
わかった。具体的には、１４ページ目からは３つのドッ
トが欠けていた。その後冷却時間は増加し始め、１６ペ
ージ目のプリント後は約３２秒になった。このときに初
めて、ペンが本当にインク切れし始めていると判定され
た。４５℃から３５℃への冷却時間の増加は、１９ペー
ジ目のプリント後にピークに達し、約３８秒となった。

【００２９】図３は、本発明によるインクレベルを監視
する第２の方法を示す。本実施例において、試験ページ
は、３５％の領域を充填するようにプリントされた。テ
キストやグラフィックのプリントでは、図２のデータを
蓄積するのに用いた真っ黒のページよりも、こちらの方
がより普通である。図３において、選択した２つの温度
は、最初の温度が４３．８５℃であり、冷却した温度が
４１．３９℃である。これは約１０％の温度低下に対応
する。もっとも、他の低下率を用いてもよい。これらの
温度は、試験中に用いるアナログ・デジタル（Ａ−Ｄ）
変換器の分解能に基づいて都合のよい測定点として選択
した。使用する部品を変えることによって、例えばより
感度のよいＡ−Ｄ変換器その他電子部品を本発明の与え
られた実施のプリンタ制御装置４５内に用いることによ
り、より高速の範囲（互いにより接近した温度）を選択
してもよいことは、明白である。

【００３０】図３の温度は、フォーム供給ステップの間
等プリント動作中に、プリントヘッドのキャリッジ５０
が休止している間に都合よく監視を行うように選択され
た。例えば、図示のプリンタ２０において、プリントし
たシートを出力トレイのウイング３６上に吐出し新しい
シートを入力トレイ２８からプリントゾーン２５に装填
するのにフォーム供給装置が必要とする時間は、約２秒
である。従って、約２秒の間に冷却時間を出してペンが
非プリントモードの間に何とかして監視を完了して監視
中にプリント時間のロスがないように、冷却温度を選択
した。または、もちろん、冷却時間を、テストパターン
を痰壷内に吐出する時等の予定した試験中に監視しても
よい。実現形態によっては、このようにする方がシステ
ムの耐久性が増す。

【００３１】図３において、３つの線は、黒のペン６０
が空になっていくプリントサイクルの開始における異な
るペンの重量、つまりインクの異なる充填レベルを表
す。便宜上、インクのみでなくペン全体の重量を記録し
た。試験サイクルの最初において、ペンの重量は１０６
グラムであり、冷却時間を曲線９０で示した。２番目の
サイクルの最初において、ペンの重量は９６グラムであ
り、冷却時間を曲線９２として記録した。ペンの寿命の
最初及び中間の部分においては、１５ページのプリント
サイクルにわたって冷却時間は非常に徐々に増加を示
し、１ページ目から１５ページ目までにサイクルは約
０．２秒増加した。

【００３２】試験したペンの寿命の最後のサイクルの最
初において、ペン全体の重量は８１グラムになってお
り、ペンの冷却時間は図３に曲線９４として示した。１
１ページ目のプリント後、点９５において、３つのドッ
トが欠けていることを検出することによって、インク切
れ状態を示す最初のものがわかった。１４ページ目のプ
リント後、曲線９４の点９６において、プリントしたテ
キスト内にインク切れ状態が確かに目で見えた。ここで
は約１０％程度の低下という図２よりもはるかに少ない
温度低下を用いることにより、約２秒（図２の３０秒で
はなく）の冷却時間を、近づいている顕著なインク切れ
状態を最初に示すものとして用いることができる。その
後制御装置４５がこの状態をオペレータに信号を出して
知らせる。オペレータは、インク切れ状態に近づいてい
るペンを用いてプリントを続けてもよいが、高品質のプ
リントが必要な場合には、オペレータはカートリッジを
補充するかカートリッジを新しいものと交換するかのど
ちらかに決めてもよい。または、プリント品質が問題に
ならないときには、オペレータはインクの品質がいくら
か低下してもペンがプリントできなくなるまでプリント
を続けてもよい。ただし、プリントヘッドがインクのな
い状態での発射（空のときの発射）によって損傷する可
能性があるので、補充することができるインクジェット
カートリッジを用いているときには、特に早期警告が有
用である。

【００３３】冷却時間に影響を与える別の要因は、ペー
ジのプリント濃度のレベルであろう。例えば、テキスト
のシートは、通常７％の領域が充填されている、または
プリント濃度が７％である。高い濃度のレベルでプリン
トすると、ノズルがより頻繁に発射してインクを噴出す
るので、プリントヘッドの温度は高くなると思われる。
したがって、使用中には様々な異なるプリント濃度のレ
ベルがあるので、そういったものについて最初に一組づ
つの冷却時間を蓄積しておくと役に立つ。充填した領域
を２倍づつにしていった、例えば、テキストのレベルで
ある７％、１５％、３０％、６０％、真っ黒（１００％
の充填）のプリント濃度の全部で５つの濃度のレベルの
それぞれについて一組の冷却時間を蓄積すると役に立つ
かもしれない。もちろん、他の点のとり方や他のレベル
数で実施してもよい。

【００３４】望ましくは、冷却時間を監視するステップ
は、図示の実施例におけるフォームの供給中等、ある間
隔をおいて規則的に行われる。その後プリント中に、制
御装置４５はそのページの濃度のレベルも識別する。監
視するステップに続いて、制御装置は、今監視した冷却
時間を、今用いたプリント濃度のレベルに対応する濃度
のレベルについて蓄積した一組の時間と比較する。この
ように工夫して蓄積した冷却時間の組をプリント濃度に
従って下位の組に分けることにより、本方法の変数とし
ての充填された領域に帰因するいかなる変動も取り除か
れる。図３の例において、インク切れ状態を知らせるし
きい値は、約１．８秒の冷却時間であってもよい。これ
に比べて、最初に蓄積した一組の冷却時間は最初の部分
の曲線９０については１．２秒程度である。通知を行う
閾値は、もっと小さなマージンについては２．２秒等、
他の快適さのマージンによって、変化してもよいことは
明白である。

【００３５】監視した冷却時間をペンの使用開始のあた
りで蓄積した一組の時間と比較するとき、新しい一組の
値が蓄積されるように新しいペンがいつプリンタ２０内
に取り付けられたかをシステムが認識できるべきである
ことは明らかである。この認識のステップは、現行のペ
ンの設計を用いて容易に実施することができる。例え
ば、図示の黒のカートリッジ６０は、それぞれのペンに
電子的に符号化した８ビットの通し番号を有している。
あいにく、これによって、通し番号の最大数は２５６に
制限される。同じペンがキャリッジに再び挿入されたの
か、たまたま同じ通し番号を有する新しいペンかを識別
するために、プリントヘッドは基数が１０である識別抵
抗器も装備している。制御装置４５は、８ビットの通し
番号のみでなく識別記録器も読み取り、これらの値を、
ペンが取り外され制御装置が「新しい」ペンが取り付け
られるのを見るときに比較するために記憶する。制御装
置は、「新しい」ペンの識別データを比較して、新しい
ペンが取り付けられたのか古いペンが取り付けられたの
かを決定する。新しいペンであるという識別を用いて、
古いペンの値をクリアして新しい冷却時間の組の蓄積を
開始してもよい。または、新しいペンが使用されるとき
に１度に１つづつ古い値を取り替えて、新しい参照デー
タが出るまでは古いデータが比較のベースラインの役割
をするようにするのが好ましいかもしれない。

【００３６】（利点）本システムは、余分にインクを吐
出で費やすことなく、都合よくペン内のインクレベルを
監視することができる。さらに、本システムは、近づい
ている顕著なインク切れ状態を早期に警告する検出を行
う。この早期警告によって、オペレータは、プリントが
実際に止まる前に、現在のカートリッジを補充するか新
しいカートリッジを入手することができる。本システム
を、黒のカートリッジ６０等の顔料をベースにしたイン
クまたはカラーのカートリッジ６２等の染料をベースに
したインク、もしくは当業者に公知の他のタイプのイン
クに用いてもよいことは明らかである。この冷却時間監
視の概念は、カートリッジの層内に残っている冷たいイ
ンクの温度を低下する特性を都合よく用いている。カー
トリッジ６０、６２内に残っているインクが少なくなる
と、残っているインクが熱を放散するのに必要な時間が
増加する。

【００３７】これまでのレベル検出システムには、１２
ｋＨｚ程度の高いプリント頻度での滴の体積の減少を発
見するものがあったが、低いプリント頻度ではできなか
った。本明細書で説明した方法は、発射頻度が高い場合
も低い場合も両方、結果を出す。ペンの冷却時間による
方法はプリントヘッド内の流れの補充速度に関係し、こ
れはまた滴の体積の変化よりもむしろカートリッジ内の
背圧の変化に関連すると思われる。

【００３８】この冷却時間監視システムはまた、テスト
パターンが痰壷内に吐出されるとき等の他の予定した試
験中に用いてもよいことは明らかである。しかし、プリ
ンタ２０のフォーム供給動作中に監視するための約２秒
等、非プリントモードの期間内に冷却時間を出すように
冷却温度を選択することによって、ルーチンの監視中の
プリント時間のロスがなくなる。この技術により、処理
能力、すなわち１分あたりのページ数によって与えられ
るプリンタの仕様書の定格、を低下させることなく、イ
ンクレベルの監視が都合よく行われる。

【図面の簡単な説明】

【図１】インクジェットカートリッジ内のインクレベル
を決定する本発明の冷却時間監視システムを用いたイン
クジェットプリント機構の一形式の切り欠いた部分的に
図式的な透視図である。

【図２】図１の冷却時間監視システムの一実施例を示す
グラフである。

【図３】図１の冷却時間監視システムの異なる実施例を
示すグラフである。

【符号の説明】

２０・・・インクジェットプリント機構２５・・・プリントゾーン２６・・・プリント媒体取扱いシステム３４・・・媒体シート４５・・・制御装置４６・・・信号装置５０・・・キャリッジ６０・・・カートリッジ６２・・・カートリッジ６４・・・プリントヘッド６６・・・プリントヘッド

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】インクジェットプリント機構内に取り付け
られたインクジェットカートリッジに残っているインク
レベルを監視する方法において、前記カートリッジの第１及び第２の温度を選択するステ
ップと、プリント動作中に前記インクジェットカートリッジを休
止するステップと、前記休止するステップ中に、前記カートリッジが前記第
１の温度から前記第２の温度に移り変わるのに必要な冷
却時間を測定するステップと、前記測定するステップを繰り返しそこから一組の冷却時
間を蓄積するステップと、前記蓄積した一組の冷却時間にわたって冷却時間が選択
した値増加するとインク切れ状態が近づいていることを
信号を出して知らせるステップを含む方法。
【請求項２】前記カートリッジがプリントヘッドを有
し、前記選択するステップが前記カートリッジのプリントヘ
ッドの第１及び第２の温度を選択することを含み、前記測定するステップが前記カートリッジのプリントヘ
ッドの冷却時間を測定することを含むことを特徴とす
る、請求項１に記載の方法。
【請求項３】前記カートリッジの前記第１及び第２の温
度が、前記プリント機構の実際の動作温度をベースにし
て選択されることを特徴とする、前記請求項のいずれか
に記載の方法。
【請求項４】前記休止するステップが、シートが前記プ
リント機構の中の前記カートリッジのプリント通路(pas
ses)の間を前進する媒体供給プリント動作が第１の時間
の長さの間に起こるように、前記媒体供給プリント動作
中に前記インクジェットカートリッジを休止することを
含み、前記選択するステップが、冷却時間が前記第１の時間の
長さよりも短いように第１及び第２の温度を選択するこ
とを含むことを特徴とする、前記請求項のいずれかに記
載の方法。
【請求項５】前記方法がさらに、新しいカートリッジが
前記プリント機構内に取り付けられると識別するステッ
プを含み、前記識別するステップに応答して、前記蓄積するステッ
プが前記新しいカートリッジについて新しい一組の冷却
時間を蓄積することを含むことを特徴とする、前記請求
項のいずれかに記載の方法。
【請求項６】前記方法がさらに、少なくとも２つのプリ
ント濃度のレベルを規定するステップとどのプリント濃
度のレベルがプリントされているかを決定するステップ
を含み、前記蓄積するステップが、それぞれのプリント濃度のレ
ベルについて一組の冷却時間を蓄積することを含み、前記信号を出して知らせるステップが、決定されたプリ
ントされているプリント濃度のレベルに対応するプリン
ト濃度のレベルについて前記蓄積した一組の冷却時間に
わたって冷却時間が選択した値増加するとインク切れ状
態が近づいていることを信号を出して知らせることを含
むことを特徴とする、前記請求項のいずれかに記載の方
法。
【請求項７】インクジェットカートリッジを用いたプリ
ントのためのインクジェットプリント機構において、前記インクジェットカートリッジを収容する移動可能な
キャリッジ、前記カートリッジの温度に関する情報を集める温度セン
サ、前記温度センサに応答して、選択した第１及び第２の温
度の間で前記カートリッジが移り変わるのに必要な冷却
時間を測定し、そこから後に続く測定から一組の冷却時
間を蓄積する、制御装置、前記制御装置に応答して、前記蓄積した一組の冷却時間
にわたって冷却時間が選択した値増加するとオペレータ
にインク切れ状態が近づいていると警告する、信号装置
を含むインクジェットプリント機構。
【請求項８】前記プリント機構がさらに、媒体シートを
プリントゾーンを通って前進させるプリント媒体取扱い
システムを含み、前記制御装置が、前記媒体シートの前記プリントゾーン
を通る前進を含むプリント動作中にキャリッジの移動が
休止されるときに前記冷却時間を測定することを特徴と
する、請求項７に記載のインクジェットプリント機構。
【請求項９】前記カートリッジが識別コードを含み、前記制御装置が、新しいカートリッジの存在を感知して
前記新しいカートリッジについて新しい一組の冷却時間
を蓄積することを開始するように前記カートリッジの識
別コードに応答することを特徴とする、請求項７または
請求項８に記載のインクジェットプリント機構。
【請求項１０】前記インクジェットカートリッジがプリ
ントヘッドを有し、前記温度センサが前記プリントヘッ
ド内に収容された温度測定装置から温度情報を集めて前
記プリントヘッドの冷却時間を測定することを特徴とす
る、請求項７、請求項８、または請求項９に記載のイン
クジェットプリント機構。