(57)【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プリントヘッドが働かないで待っている間の温度である第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(passes)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、インクの入っている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、選択したプリントヘッドが働かないで待っている間の温度である第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。
【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(priming)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-fired)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３２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４８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５８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６４、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。１１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、１２ｋＨｚ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
【図１】
0003761975.tif 000002
【図２】
0003761975.tif 000003
【図３】
0003761975.tif 000004