JPH08207303A - カートリッジのインク供給量表示方法 - Google Patents

カートリッジのインク供給量表示方法

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JPH08207303A JP7282038A JP28203895A JPH08207303A JP H08207303 A JPH08207303 A JP H08207303A JP 7282038 A JP7282038 A JP 7282038A JP 28203895 A JP28203895 A JP 28203895A JP H08207303 A JPH08207303 A JP H08207303A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 インク室のインクの枯渇がさし迫っているこ
とを判定できない点を解消するカートリッジのインク供
給量表示方法を提供すること。 【解決手段】 プリント・カートリッジ１０のインク室
６０をマイクロプロセッサ５０から第１の噴射周波数の
パルス５５で加温し、液体インク６４をノズル６５から
インク小滴４２を噴射させると同時に、プリントヘッド
温度をマイクロプロセッサ５０でモニタして第１の開始
温度と比較した第１の温度変化を求め、プリントヘッド
を第２の開始温度まで加温して、第１の噴射周波数より
低い第２の噴射周波数のパルス５４でインク室６１から
インク小滴４２を噴射させると同時にプリントヘッドの
第２の開始温度と比較した第２の温度変化をマイクロプ
ロセッサ５０で求め、第１、第２の温度変化を比較して
プリント・カートリッジのインク供給量を表示する基準
を求める。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般に、インク・
ジェット及び他のタイプのプリンタに関するものであ
り、とりわけ、インク・ジェット・プリンタのプリント
・カートリッジに対するインク供給量を表示するカート
リッジのインク供給量表示方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】インク・ジェット・プリンタは、印刷媒
体に関して規定されたアレイをなす特定の場所に、個々
のドットから成るパターンを印刷することによって、印
刷イメージを形成する。これらの場所は、便宜上、直線
アレイにおける小さいドットとして視覚化される。この
場所は、「ドット場所」、「ドット位置」、または、
「ピクセル」と呼ばれる場合もある。従って、印刷工程
は、パターンをなすドット場所に対するインク・ドット
の充填とみなすことが可能である。
【０００３】インク・ジェット・プリンタは、極めて小
さい滴状インクを印刷媒体に噴射することによって、ド
ットを印刷するが、一般に、それぞれ、インク噴射ノズ
ルを備えた、１つ以上のプリント・ヘッドを支持する可
動キャリッジを含んでいる。キャリッジは、印刷媒体の
表面を横断し、ノズルは、制御を受け、マイクロコンピ
ュータまたは他のコントローラのコマンドに従って、適
切な時点にインク小滴を噴射するが、インク小滴を吹き
付けるタイミングは、印刷されるイメージのピクセル・
パターンに対応するように意図されている。
【０００４】サーマル・インク・ジェット・プリンタの
プリント・ヘッドは、一般に、１つ以上のインク・リザ
ーバを備える交換可能なプリント・ヘッド・カートリッ
ジ、及び、インクを噴射するノズル・アレイを備えたノ
ズル・プレート、それぞれのノズルに隣接した複数の噴
射室、及び、インク噴射ノズルに向かい合った噴射室に
隣接し、ノズルから噴射室によって隔てられた、複数の
加熱抵抗器から成る集積回路プリント・ヘッドとして実
施される。
【０００５】単一ドットのインクを印刷するため、外部
電源からの電流が、選択された薄膜抵抗器に通される。
これによって、抵抗器が加熱され、さらに、気化室内の
隣接するインクの薄層が過熱し、爆発性の気化が生じ、
この結果、インク小滴が関連するノズルを介して用紙に
噴射されることになる。
【０００６】サーマル・インク・ジェット・プリンタの
動作に関する重要な考慮事項は、各プリント・カートリ
ッジ・リザーバにおける供給インクの枯渇である。プリ
ンタの中には、プリント・カートリッジ（または、個々
のインク室）が噴射していない場合、これを光電的に判
定し、プリンタを停止して、アラームまたはインジケー
タを作動させ、オペレータにプリント・カートリッジを
交換するように警告し、これによって、時間及び用紙の
浪費を回避できるようにする、小滴センサを備えるもの
もある。こうした装置は、有効であるが、一般に、イン
クが既に枯渇したという表示しか得られない。望ましい
装置は、オペレータに対して、インクが尽きそうになっ
ていることを警告するものである。
【０００７】既存のインク・ジェット・プリンタは、供
給インクの枯渇を検出することができず、従って、供給
インクが枯渇した状態で印刷を試みる場合もある。自動
的にインク供給の枯渇を検出し、補正する装置を備える
ことが有利である。この装置は、空になると、プリント
・ヘッド基板の印刷を阻止し、プリント回路基板の温度
が、サーマル・インク・ジェット・プリンタの発熱抵抗
器に損傷を加える可能性のある、危険なほどの高レベル
に達しないようにする。
【０００８】供給インクの枯渇を検出し、補正する能力
は、正確にプリント・アウトされなければ、データが損
なわれるので、ファクシミリ機に取り付けられるプリン
ト・カートリッジにとって重要な要件でもある。受信器
が、誰が伝送を行ったかに関する印刷記録を残していな
い場合、このデータ損失は、取り返しのつかないことに
なる。供給インクの枯渇を検出し、補正する能力は、ま
た、プロットの作成中に、供給インクが枯渇すると、損
失を被ることになるインクと印刷時間の大量投入を必要
とする、大きいカラー・プロットを作成するプリンタの
重要な特徴でもある。ユーザが付いていない場合が多い
大形プリンタは、供給インクの枯渇を検出し、補正し
て、長時間にわたって、空のプリント・カートリッジで
印刷しようとするのを阻止することができなければなら
ない。補正措置では、印刷を停止し、ユーザに供給イン
クの枯渇が差し迫っていることを警告し、インク・ジェ
ット・カートリッジを移動させて、インク・ジェット・
カートリッジの交換が可能な位置につけることが可能に
なる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】従って、普及している
テクノロジでは、これまで、インク・ジェット・カート
リッジがインク切れになりそうであるという警告を前も
って与える完全に満足のゆく方法が得られなかった。
【００１０】サーマル・インク・ジェット・プリント・
カートリッジが、作動して、インクを噴射すると、３つ
のこと、すなわち、（１）加熱抵抗器による加熱と、こ
れに伴うインク室のサーマル・マスへの熱流入、（２）
リザーバ、プリント・カートリッジ本体、及び、周囲に
対する放熱による冷却、及び、（３）インク小滴で熱を
運び去り、リザーバからのより低温のインクを補充する
ことによる冷却が、同時に発生する。小滴が大きくなる
と、それだけ、運び去る熱量が増し、その補充流によっ
て生じる冷却量が増大する。
【００１１】本発明の目的は、インク供給量の減少につ
れて、インク小滴の体積が、低周波数の噴射率に比べる
と、高周波数の噴射率において、より速く小さくなると
いう発見に基づいて、サーマル・インク・ジェット・プ
リント・カートリッジにおいてインクの枯渇が差し迫っ
ていることを判定するカートリッジのインク供給量表示
方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】この方法は、プリント・
カートリッジのプリント・ヘッド及びインクを所定の温
度まで暖めるステップと、第１の噴射周波数で、プリン
ト・カートリッジのプリント・ヘッドを作動させて、あ
る体積のインクを噴射させるステップと前記作動ステッ
プには、インク及びプリント・ヘッドを加熱し、噴射さ
れた体積のインクによって熱を運び去り、プリント・ヘ
ッドにある体積のより低温のインクを送り込み、噴射さ
れた体積のインクを補充するステップとが含まれる、所
定の温度からの第１の温度変化をモニタするステップか
ら構成される。さらに、同じプリント・カートリッジの
プリント・ヘッド及びインクを所定の温度まで暖めるス
テップと、第１の噴射周波数とは異なる第２の噴射周波
数で、プリント・カートリッジのプリント・ヘッドを作
動させて、ある体積のインクを噴射させるステップと
（前記作動ステップには、インク及びプリント・ヘッド
を加熱することと、噴射された体積のインクによって熱
を運び去ることと、プリント・ヘッドにある体積のより
低温のインクを送り込み、噴射された体積のインクを補
充することが含まれる）、所定の温度からの第２の温度
変化をモニタするステップが含まれる。少インク供給量
を表示するため、第１と第２の温度変化が比較される。
【００１３】この方法は、印刷前、または、印刷間隔の
間に、プリンタによって迅速かつ容易に実施される。少
インク供給量の表示を利用して、プリンタの停止、また
は、予備プリント・カートリッジの利用、または、オペ
レータに対する警告、または、これらの方法の組み合わ
せを実施することが可能である。補正措置では、印刷を
停止し、ユーザに対して、インク切れ状態が差し迫って
いることを警告し、インク・ジェット・カートリッジを
移動させて、インク・ジェット・カートリッジの交換が
可能な位置につけることが可能である。ユーザに対する
警告は、プリンタからの光信号または可聴信号によっ
て、あるいは、プリンタの動作を制御するコンピュータ
からのスクリーン上のメッセージまたは可聴サウンド、
あるいは、両方によって行うことが可能である。
【００１４】２つのプリント・カートリッジを備えたプ
リンタにおいて、補正措置には、別のプリント・カート
リッジが使用されるようにするオプションを含めること
も可能である。この構成は、例えば、ファクシミリ機の
ように、不在時に利用される印刷装置の場合、一般に、
オペレータがプリント・カートリッジの交換に応じられ
ない、夜の間及び週末に作動するので、こうした装置に
おいてとりわけ有益である。
【００１５】
【発明の実施の形態】図１に示すように、サーマル・イ
ンク・ジェット・プリンタにおける典型的な各インク室
６０は、入力デジタル・イメージ・データ４１を受信
し、これに応答して、印刷媒体のシート４５に対するイ
ンク小滴４２、インク経路４３、マーキング４４を制御
する、マイクロプロセッサ５０によって制御される電気
的装置の一部である。マイクロプロセッサ５０は、ま
た、本発明の測定及び計算も制御し、実施する。インク
室６０は、プリンタが何を行っているかに応じて、さま
ざまなやり方で、熱をプリント・ヘッドに向け、その熱
の一部を蓄え、その一部を放出する、サーマル装置の一
部でもある。例えば、プリント・カートリッジ１０内の
インク室６０は、サーマル装置の一部として、噴射され
ているインク小滴４２の量を確認する働きをする。図１
に示すように、各インク室６０には、サーマル装置のた
めに、熱源の働きをする加熱抵抗器６１が含まれてい
る。しかし、加熱抵抗器６１は、それ自体も、サーマル
・マスを備えている。加熱抵抗器６１にすぐ隣接して、
やはり、サーマル・マスを有する、隔壁６２、インク室
内にある時の推進バブル６３、インク室内の液体インク
６４、及び、オリフィスまたはノズル６５を含むオリフ
ィス部材関連部分６６といった、他のサーマル・コンポ
ーネントが設けられている。上記サーマル・コンポーネ
ント６１〜６６の全てが、分析のため、ひとまとめにし
て、インク室６０の単一サーマル・マスとみなされる。
【００１６】インク室６０及びその中の液体インク６４
には、プリント・カートリッジ本体８１内にあるプリン
ト・カートリッジ・リザーバの供給用のインク８２から
のインク７２をインク室６０に送り込むこの延長スタン
ド・パイプ７１が通じている。この延長スタンド・パイ
プ７１及びその中のインク７２は、やはり、サーマル・
マスを有しているが、概して、リザーバ内におけるイン
ク８２及びプリント・カートリッジ本体８１に比べて、
インク室６０のサーマル・マスとの熱的関連性はかなり
低いが、インク室６０との関連性はかなり高い。延長ス
タンド・パイプ７１及びインク７２は、分析のため、ひ
とまとめにして、中間合成サーマル・マス７０とみなさ
れる。インク室のサーマル・マス６０から中間合成サー
マル・マス７０への放熱が生じる。プリント・カートリ
ッジ本体８１及びインク８２は、もう１つの、比較的遠
隔の遠隔合成サーマル・マス８０を形成する。従って、
中間サーマル・マス７０から遠隔サーマル・マス８０へ
の放熱のための漏出経路が存在する。
【００１７】サーマル装置内における２つの主要な操作
パラメータは、（１）インク室６０の中間合成サーマル
・マス７０と、（２）中間合成サーマル・マスへのその
漏出経路である。しかし、サーマル装置には、さらに、
遠隔合成サーマル・マス８０から周囲４６への放熱経路
も含まれている。遠隔合成サーマル・マス８０のサーマ
ル・マス、及び、遠隔サーマルマス８０との間の放熱経
路は、インク室６０との関連性がかなり高い前述のサー
マル素子に比べると、かなり緩慢に作用する。実際、あ
まりに緩慢なので、サーマル装置が、漠然とした表現で
はあるが、高温になると、遠隔合成サーマル・マス８
０、及び、リザーバ内のインク８２及びプリント・カー
トリッジ本体８１に関連した放熱経路は、遠隔合成サー
マル・マス８０としてひとまとめにできるだけでなく、
実際上、無視する、すなわち、周囲４６に関連するもの
として取り扱うことも可能である。噴射されるインク体
積に密接に関連した現象が、ほんの数秒のスケールで作
用し、プリント・カートリッジ・リザーバのインク８２
とプリント・カートリッジ本体８１の加熱または冷却よ
りもはるかに高速であるので、この簡略化によって、満
足のゆく結果が得られる。
【００１８】図１に示すように、プリント・カートリッ
ジがインク小滴４２を噴射すると、噴射インク小滴によ
って熱が運び去られ、延長スタンド・パイプ７１を介し
て、リザーバ内のインク８２からインク流となるインク
７２を補充することによって、対応するインク体積の置
換が行われる。インク小滴４２の噴射によるこの熱除去
と、補充されるインク７２を組み合わせて、インク室６
０の冷却が行われる。
【００１９】本発明の企図するところでは、インク室６
０の加温（２１１、２１３）（図４）は、各インク室６
０毎に、選択された時間間隔にわたって行われるが、加
熱抵抗器６１の発熱によって、インク小滴の噴射を生じ
ることはないようにする。この加温の目的は、総合イン
ク室サーマル・マスに関連したデータ、または、同じ
く、このサーマル・マスへの熱の流入またはこのサーマ
ル・マスからの熱の流出に関するデータの収集（２１
０、２１４）及び記憶を可能にすることにある。
【００２０】このため、加温電力パルス５５が、インク
室６０を加熱して、インク小滴４２を放出させるために
用いられるのと同じ実際の電気接続５３を介して、イン
ク室６０の加熱抵抗器６１に送られる。これらの加温電
力パルス５５は、インク小滴４２を発生する際に、プリ
ンタが利用するのと同じ電圧及び電力とすることができ
るが、この手順のこの段階においては、インク室６０か
らインクが放出されるのを防ぐため、用いられるパルス
５５は、一般に、インク室６０からインクを噴射するた
めに用いられるパルス５４よりも狭い。
【００２１】このパルスの狭さを補償するため、それに
比例して、パルス周波数は高くなっている。「加温」と
いう用語は、解説の手段として、全体としてほぼ同じ電
力であるが、より広いパルス幅を利用して、インクを噴
射させる、「加熱」または「発熱（firing）」と称する
類似のステップと、この手順のこのステップの区別を容
易にするために用いられているだけである。
【００２２】加温時（２１３）、インク室から中間サー
マル・マスへの放熱（２１２）が、当然、生じることに
なり、さらに、ある程度の熱が、このサーマル・マスに
流入し、あるいは、該サーマル・マスから流出する（図
２〜図５には不図示）。これらの現象が生じる間、マイ
クロ・プロセッサ５０は、できれば、内蔵熱検知抵抗器
７９の抵抗を見守ることによって、プリント・ヘッドの
温度を自動的にモニタし（２１４）、できれば、５０ミ
リ秒といった、時間的に密な間隔で、データを記憶す
る。この記憶されたデータは、インク室６０の総合サー
マル・マスに関する情報を提供するが、明らかに、この
情報と静的放熱（２１２）の効果を区別するためには、
他のデータの収集も必要になる。
【００２３】次に、この装置では、パルス幅が比例して
増大し、パルス周波数が低下するので、再び、インク小
滴を噴射するために用いられる通常の電力入力、すなわ
ち、パルス５４が生じることになる（２３１、２３
３）。装置が、プリントヘッドの温度を自動的にモニタ
している（２３４）間に、この入力熱の一部は、中間合
成サーマル・マス７０に流入し、一部は、放熱経路を流
れて（２３２）中間合成サーマル・マス７０に（そこか
ら、リザーバ内のインク８２及びプリント・カートリッ
ジ本体８１に）達する。
【００２４】一方、さらに、この時点で、インク小滴４
２が噴射され、このインク小滴４２によって熱が運び去
られる（２３５）。さらに、通常の供給経路からのイン
クの体積置換（２３６／７２）には、中間合成サーマル
・マス７０からより低温のインク７２をインク室６０に
送り込む効果がある。この結果、こうした現象によって
生じる冷却に関連した情報が取得される。この情報と、
インク室６０のサーマル・マスに関して収集済みの情
報、さらには、上述の静的放熱を区別するためには、追
加ステップが必要になる。
【００２５】次に、装置は、中間合成サーマル・マス７
０への放熱（２６２／２３２／２１２）経路の重要性を
知るため、加熱抵抗器６１への熱入力を停止し（２４
０）、温度低下率をモニタする（２６３）。熱入力が停
止され（２４０）、プリント・ヘッドがインク小滴４２
を放出しなくなると、サーマル装置において重要な働き
をするコンポーネントは、インク室のサーマル・マス及
び中間合成サーマル・マス７０への放熱経路だけであ
る。
【００２６】中間合成サーマル・マス７０の温度Ｔ
70は、中間合成サーマル・マス７０に対するインク室６
０の温度差△Ｔの値を明らかにするために必要である。
サーマル・マス及び放熱経路８６、８７からプリント・
カートリッジ・リザーバ及びプリント・カートリッジ本
体まで、補外で受動減衰の開始点まで戻すことによっ
て、Ｔ70の相対的により正確な値を得ることが可能にな
る。しかし、プリント・カートリッジ１０及び含まれて
いるインク８２の前に測定した重量と後で測定した重量
からＴ70を導き出すのが望ましい。
【００２７】インク室６０から中間合成サーマル・マス
７０への放熱経路は、異なるインク室６０間及び異なる
プリント・カートリッジ間と同様、噴射されるインク小
滴４２によって運び去られる熱に対応する経路に比べる
と、比較的一定している。従って、かなりの数のインク
室６０及びプリント・カートリッジ１０について、放熱
経路の平均値をあらかじめ測定し、全てのプリント・カ
ートリッジ１０における全てのインク室６０に平均値が
適用可能であると仮定することによって、妥当な結果を
得ることが可能である。
【００２８】しかし、中間合成サーマル・マス７０への
放熱経路は、噴射されるインク小滴４２によって運び去
られる熱に対応する熱損失も左右する。このため、イン
ク室６０の各集合体毎に、すなわち、換言すれば、各プ
リント・カートリッジ１０毎に、この測定を実際に実施
する（２１０）ことが望ましい。
【００２９】加温２１０及び加熱／噴射２３０（ただ
し、放熱判定２６０はない）が数回繰り返されると、結
果生じる温度対時間の作用は、図６の略概念グラフにほ
ぼ示すとおりになると思われる。各サイクルにおけるグ
ラフ下方部分の勾配２３１〜２３６（図２〜図５の同様
の番号の部分に対応する）は、インク小滴の体積に関連
している。換言すれば、大きい体積のインク小滴の噴
射、または、小さい体積のインク小滴の噴射によって、
それぞれ、急峻な勾配２３１ａ〜２３６ａ、２３１ｂ〜
２３６ｂ、または、緩やかな勾配２３１ｃ〜２３６ｃ、
２３１ｄ〜２３６ｄが生じることになる。
【００３０】しかし、以下で明らかになるように、上記
は、プリンタにおける噴射されるインクの体積を知るの
に十分な手順を示すものであるが、望ましい手順には、
図２〜図５に関連して解説の放熱測定が組み込まれる。
冷却率を求める自動化テストのため、温度があらかじめ
選択された時間間隔△ｔに降下する示差△Ｔを測定する
か、あるいは、温度があらかじめ選択された示差△Ｔだ
け降下するのに必要な時間△ｔを測定することが可能で
ある。どちらの方法にせよ、測定示差は、絶対温度を通
じて、噴射される体積と関連づけられる。
【００３１】しかし、最良の結果を得るためには、これ
らの方法は両方とも利用せず、はるかに多数の時点に関
するデータを収集する、すなわち、処理を繰り返すこと
によって（２６８）（図４）、データ全体が信頼できる
ようにし、さらに、少なくとも２回の繰り返しに関する
合成データを作成し（２７０）、線形回帰によって合成
データのいくつかのセグメントに直線を当てはめる（２
８０）ことが望ましい。これらの当てはめられた直線の
勾配２９０は、さらに、サーマル・マス及び静的放熱の
効果から分離された、インク噴射による正味冷却率の測
定値を計算する際に、問題となる勾配の典型的なものと
して用いられる。最後に、結果得られた測定値は、イン
ク体積の値によって表現することが可能であり（２９
５）、この総合結果は、差し迫ったインク枯渇の警告と
いった、有益な目的に用いられる（３００）。
【００３２】分離してインク小滴の冷却の測定値を求め
るプロセス（２９０、２９５）に関して、各インク小滴
は、その体積及び絶対温度に比例した、または、中間合
成サーマル・マス７０に伝達される正味エネルギだけし
か考慮しなければ、中間合成サーマル・マス７０を超え
るその温度差に比例したエネルギ量を運び去る。従っ
て、冷却率、温度、及び、較正関係が分かれば、噴射さ
れたインク小滴の体積を導き出すことが可能になる（２
９０、２９５）。
【００３３】すなわち、プリント・カートリッジ本体８
１による既知の放熱、及び、既知の熱入力９１に関して
観測された冷却率を調整し、調整された冷却率を中間合
成サーマル・マス７０の温度を超える温度で割り、イン
ク小滴４２の数値噴射率で割ることによって、各インク
小滴４２の体積が得られる（２６０）。
【００３４】インク小滴の体積に関するこの値には、イ
ンク特性、加熱抵抗、インク室寸法（サイズ、及び、抵
抗器、セル壁、及び、オリフィスの相対配置）、及び、
延長スタンド・パイプ７１における背圧に関する公差の
影響が含まれる。インク小滴の体積に関するこの値は、
前述の理由から、各インク室毎に、別個に測定するのは
容易ではなく、各プリンタ毎に、各プリント・カートリ
ッジについて、全インク室の平均を測定するのが望まし
い。
【００３５】しかし、そうする準備として、できれば、
多くのプリント・カートリッジについて、あらかじめ、
全部で３段階の測定（１００）を実施し（図２）、さら
に、信頼できる較正関係を明らかにするためには、実際
に噴射されるインク量の測定１２０、１５０を組み込ま
なければならない。それは、観測された正味冷却率から
インク体積噴射率を求める分野において利用可能な（２
９０、２９５）関係である。
【００３６】このため、較正シーケンス（１００）のこ
の第３段階（１３０）において実際に噴射されるインク
量が、その冷却効果が観測された既知の数のインク小滴
を噴射する前（１２０）及び噴射した後（１５０）の、
プリント・カートリッジの重量を測定することによっ
て、簡単に求められる。最善の結果のために、この測定
は冷却効果を判定するのに使用される同一インク小滴噴
射シーケンスの前と後に実行されるべきである。求める
べき重量差は、かなりわずかなものであるため、これは
重要である。
【００３７】優れた精度を得るためには、温度対時間シ
ーケンスの各段階、すなわち、入力電力がない場合の温
度降下（１６０、２６０）、入力電力による温度上昇
（１１０、２１０）、及び、プリント・カートリッジの
噴射に起因する低率の温度降下（１３０、２３０）のそ
れぞれにおいて、温度変化率の平均を求めるのも有効で
ある。
【００３８】図７には、モニタされる２０のサーマル・
サイクルの最後の１８を合成したものを表す実際のデー
タが示されている。ドットは、５０ミリ秒間隔で、横軸
に対して間隔をあけて配置され、特定の重みを有するド
ットには、番号が付けられている。縦軸に沿った値は、
温度（゜Ｃ）を表している。１８〜２０の番号がついた
ドット、及び、５１〜５７のドットにおける不連続部
は、電子回路におけるスイッチング等に起因する、人為
的（artifact）なものである。
【００３９】合成グラフのドット１０２〜１０７のセグ
メントは、放熱による冷却だけの間に、換言すれば、イ
ンク室のヒータに電力が供給されておらず、インクが噴
射されていない状態における装置をモニタする間に、収
集されたデータを表している。明確にするため、この状
態を「ケースＡ」と呼ぶことにするが、図９、図１０に
表示のように、約１２゜Ｃ／秒の下向き（負）勾配を示
す。図７のこの部分は、図２と図３の放熱データ収集
（１６０、２６０）に直接対応する。
【００４０】次に、ドット２０〜５１のセグメント「ケ
ースＢ」は、通常の加熱をシミュレートするため（ただ
し、インク噴射が生じないようにして）、通常より高い
動作周波数の、狭い電力パルスで、インク室を暖める間
のデータを表している。電力が入力され、インク噴射が
生じないことに関して表現された、ケース「Ｂ」として
のこのパルス加温は、図２と図４におけるサーマル・マ
ス・データの収集（１１０、２１０）に対応し、ケース
Ａの放熱冷却に重ねると、表示のように、ほぼ２．５゜
Ｃ／秒の正味の上向き勾配が得られる。
【００４１】ドット５７〜１０１のセグメントは、「ケ
ースＣ」であり、それは同じ図２、図４のインクに基づ
く冷却データの収集（１３０，２３０）に対応する。こ
れらのデータは、ほぼ通常の動作中に、換言すれば、通
常のパルス周波数及びパルス幅で加熱して、通常の動作
範囲内のある率でインクを噴射する間に、収集された。
従って、この動作モードにおいて、インク噴射は、ケー
スＡの放熱冷却だけでなく、ケースＢの加熱効果にも重
ねられる。
【００４２】この場合、勾配は、下向きであるが、わず
かであり、０．７゜Ｃ／秒をほんの少し下回る値であ
る。図に示された値を利用すると、三つの勾配は、ほ
ぼ、ｓa＝−１１．９、ｓb ＝＋２．４、ｓc ＝−０．
６８であり、これらの値は、現在生産されているプリン
ト・ヘッドにとって典型的なものとみなすことが可能で
ある。
【００４３】表示のケースＣの場合、セグメント全体
（ドット５７〜１０１）に関する平均温度は、７１゜Ｃ
をほんの少し超えるが、これは、典型的な周囲温度を約
５０゜Ｃ超える、または、中間合成サーマル・マスをほ
ぼ４０゜Ｃ超えるとみなすことが可能である。他の２つ
のセグメント（ケースＡ及びＢ）の平均温度は、両方と
も、この値にほぼ等しい。
【００４４】明らかに、ケースＡに関する温度（右のよ
り急峻な下り勾配）は、約２度低い。この差は、急峻な
下り勾配の最初のわずかなデータ・ポイントだけを利用
して、こうした小さい値に保持される。実際、ケースＢ
から開始して、ケースＣに進み、最後に、ケースＡとい
うのが自然である。
【００４５】２０回繰り返す測定サイクルを利用した目
的は、主として、測定プロセスの正確度を立証するため
である。ケースＢである加温セグメントの間、各加熱パ
ルスは、０．８μｓｅｃの長さが望ましく、これらのパ
ルスは、周波数が各インク室に対して６ｋＨｚである。
インク室に送り込まれる平均電力は、２．１Ｗであり、
この加温は、３．２秒間にわたって継続される。該サイ
クルのインク噴射（あるいは、よりくだけた言い方をす
ると「吹き出し」）部分であるケースＣの間、各加熱パ
ルスの持続時間は、２．４μｓｅｃであり、パルス周波
数は、各インク室に対して２ｋＨｚである。電力は、
２．１Ｗが２．４秒間にわたって継続する。サイクルの
受動放熱部分であるケースＡは、加熱パルスは関連して
おらず、１秒間続く。
【００４６】次に述べるのは、これらの測定結果を利用
して、各インク小滴の平均体積を求める方法である。こ
の体積（立方センチメートル／滴で表示）は、まず、ｖ
＝Ｆ／νで得られるが、ここで、Ｆは、インクの体積流
量（立方センチメートル／秒）を表し、ギリシャ文字ν
は、噴射周波数、すなわち、小滴数／秒を表している。
【００４７】次に、Ｆは、下記の（１）式によって時間
△ｔに伝達される熱量Ｑと関連づけられる：
【００４８】
【数１】
【００４９】ここで、ρは、インクの濃度（ｇ／ｃｃ）
であり、ｃは、インクの比熱（ｃａｌ／ｇ゜Ｃ）であ
り、△Ｔは、中間合成サーマル・マスの温度を超える温
度差（゜Ｃ）である。この場合、各インク小滴の体積ｖ
は、Ｆ／ν＝Ｑ／（νρｃ△Ｔ△ｔ）になる。ワットで
表示の装置に送り込まれる熱量は、既知のものであるの
で、カロリで表示の熱伝達率Ｑ／△ｔと、インク小滴流
で装置から流出するワットで表示の電力Ｐを、下記の
（２）式によって関連づけるのが好都合である：
【００５０】
【数２】
【００５１】従って、インク小滴の平均体積は、次の
（３）式のようになる。
【００５２】
【数３】
【００５３】中間サーマル・マスの温度を超える温度△
Ｔ（゜Ｃ）は、インクに関するｃ及びρ、及び、噴射率
と同様、既知のところである。
【００５４】従って、残りは、上で示唆した、制御条件
下における温度変化の簡単なモニタを通じて、インク流
によって運び去られる電力Ｐoutの値を自動的に概算す
る方法を明らかにすることだけである。
【００５５】ケースＡを参照すると、そこに提示されて
いる状況では、装置に電力が送り込まれることはなく、
インクの流出はない。この場合、熱流ｉは、熱容量Ｃか
ら合成熱抵抗Ｒを経て周囲または中間合成サーマル・マ
ス温度に至る、装置から流出する熱流にすぎない。
【００５６】熱流ｉR は、次の（４）式に示す従来の関
係式に従う：
【００５７】
【数４】
【００５８】ここで、下付き文字「ａ」は、この関係式
がケースＡに適用されていることを示す。簡略化のた
め、このケースＡの勾配（（△Ｖ／△ｔ）a をｓa で表
すことにすると、熱抵抗Ｒを介して流出する熱流ｉR(a)
は、次の（５）式のように書くことができる：
【００５９】
【数５】
【００６０】次に、ケースＢに進むと、まだインクは流
れていないが、熱ｉinは、プリント・ヘッドを作動させ
る加熱抵抗器に電力を供給することによって、装置に送
り込まれている。問題となる実際の装置の場合、ｉin＝
２．１Ｗであり、これは、公称では、インク室の通常動
作に用いられる電力レベルに等しい。
【００６１】図に示すように、この場合、熱流ｉ
c(b)は、ケースＡのように熱容量Ｃから出るのではな
く、熱容量Ｃに入る。しかし、平均温度は、この場合、
ケースＡとほぼ同じなので、熱抵抗を介して周囲へと、
外へ向かう熱流ｉR は、ケースＡにおいて生じるものに
等しい。この仮定によって、熱流関係を下記の（６）式
のように要約することが可能になる：
【００６２】
【数６】
【００６３】ここで、このケースＢの場合、勾配に関す
る略記された概念ｓb ≡（ΔＶ／Δｔ）b を導入するこ
とによって、ケースＡに関して上に示した概念の場合と
同様、後続する式が簡略化される。
【００６４】次に、熱抵抗を通る熱流ｉR を含む、ま
た、ケースＡ及びＢから求められた熱容量Ｃを含む、２
つの式を組み合わせることによって、値ｉR を除去し、
熱容量を次の（７）式〜（１０）式により求めることが
可能になる：
【００６５】
【数７】
【００６６】
【数８】
【００６７】
【数９】
【００６８】
【数１０】
【００６９】次に、熱抵抗を通る熱流に関する式を再導
入すると、次の（１１）式のようになる。
【００７０】
【数１１】
【００７１】ここで、右側に生じる全てのパラメータ
は、自動モニタ・プロセスを通じて求めることができ
る。
【００７２】しかし、実際に得ようとしているのは、イ
ンクの外へ向かう流れ、すなわち、ケースＣのように、
インクによって流出する熱により密接に関連した値であ
る。もう１度、ケースＣに言及すると、開始点は、熱容
量から流出する熱に関する関係、及び、装置の他の３つ
の脚における熱流間のバランスという次の（１２）式、
（１３）式で示す基本式である：
【００７３】
【数１２】
【００７４】
【数１３】
【００７５】熱抵抗を通る熱流ｉR は、平均温度がほぼ
同じであるため、やはり、ほぼケースＡ及びＢにおける
熱流に等しいとみなされる。この時点において、熱容量
Ｃは、前に導き出した結果から既知のところであるが、
最初の２つと同様、このケースの勾配ｓc は、モニタに
よって観測される。従って、このケースのインクによっ
て流出する熱は、次の（１４）式〜（１６）式のように
表すことができる：
【００７６】
【数１４】
【００７７】
【数１５】
【００７８】
【数１６】
【００７９】次に、項をまとめて、単純化し、結果をイ
ンク小滴の体積に関する最初の式に挿入すると、次の
（１７）式〜（２０）式のようになる：
【００８０】
【数１７】
【００８１】
【数１８】
【００８２】
【数１９】
【００８３】
【数２０】
【００８４】図７に示す勾配に関する値ｓa ＝−１１
９，ｓb ＝２．４５，ｓc ＝−０．６８、中間合成サー
マル・マスに対する温度△Ｔ＝７１−５６＝１５゜Ｃを
利用し、入力電力ｉin＝２．１Ｗν＝３００ｋＨｚにお
いて（ 想定された１５０のインク室のそれぞれに対し
２ｋＨｚを表す）と置き、さらに、典型的なインク値ρ
＝１．０３ｇ／ｃｃ、ｃ＝１ｃａｌ／ｇ゜Ｃを用いる
と、典型的なインク・ジェット小滴サイズ：２４ｐＬが
得られる。
【００８５】上述のように、インク切れの検知は、プリ
ント・カートリッジの寿命が終わるまでインク小滴をモ
ニタすることよって可能になった。寿命の終わりに向か
って、インク・リザーバの背圧が増大するため、インク
小滴の体積は減少し始める。本発明は、背圧が増大する
につれて、高周波数の噴射率におけるインク小滴の体積
が、低周波数の噴射率におけるインク小滴の体積よりも
速く減少するという発見を利用した、改良式「インク切
れ」センサである。これは、インク室の補充率が、部分
的に、低周波数の動作よりも高周波数の動作に大きく影
響する背圧によって調節されるためである。
【００８６】図８には、３．７及び１２ｋＨｚにおける
プリント・カートリッジの寿命が終わるまでのインク小
滴の体積が示され、インクが減少し、インク・リザーバ
内の背圧が増大するにつれて減少する、１２ｋＨｚにお
けるインク小滴の体積が示されている。図８のデータ
は、印刷して、噴射されたインク小滴数をカウントし、
次に、プリント・カートリッジすなわち「ペン」の重量
を計測して、カートリッジの寿命の個々の間隔において
減少するインク量を求めることによって得られた。イン
ク小滴の体積は、従って、重量計測によって求められ
た、減少するインクの体積を、カウントすることによっ
て求められた、噴射インク小滴数で割ることによって求
められた。プリント・カートリッジの重量は、満杯で約
１１５グラム、空で約７１．５グラムである。プリント
・カートリッジの寿命の初期において、３．７ｋＨｚよ
り高い１２ｋＨｚの場合のインク小滴体積である理由
は、高周波数の補充時における、インク室の「オーバシ
ュート」として知られる現象によるものである。高周波
数のインク充填に関係する要素の説明については、１９
９４年１０月６日に提出された、弁理士によるドケット
番号が、０９４６０９−１の、「Inkjet Printhead Arc
hitecture for High Speed Ink Firing Chamber Refill
（高速インク噴射室再充填用インクジェット・プリント
ヘッド・アーキテクチュア）」と題する、同時係属の米
国特許出願を参照されたい。
【００８７】インク小滴の体積を測定するには、平均電
力をほぼ一定に保持する必要がある。プリント・ヘッド
に送られる電力は、パルス幅、噴射周波数、及び、噴射
の生じるインク室数（すなわち、抵抗器／ノズル）の積
である。１つの噴射周波数だけしか関係していない場
合、これは、同じ数のインク室の噴射中に、パルス幅及
び周波数制御を利用して、実施された。加温パルス期間
には、狭いパルス幅及び高周波数が利用された。同じ平
均電力によるインク噴射用の噴射パルスの期間には、比
例して広いパルス幅と低い周波数が利用された。２つの
噴射周波数において同じ平均電力を維持しなければなら
ないので、他の電力制御手段を利用しなければならな
い。これは、高周波数においては、低周波数の場合よ
り、比例して少ない数のインク室の噴射を行うことによ
り、もう１度、プリント・ヘッドに送られる一定した平
均電力を得ることによって実現する。従って、上述の、
図２〜図５及び図９、図１０に示す、手順を利用すれ
ば、高周波数と低周波数の両方におけるインク小滴の体
積を求めることが可能である。噴射すなわち吹き出し動
作だけが、高周波数と低周波数で実施される。次に、上
述のようにして、インク小滴の体積を計算することが可
能であり、高周波数による結果と低周波数における結果
を比較することができる。
【００８８】上述のインク小滴の体積に影響を及ぼす要
素の多くは、高周波数と低周波数の両方にほぼ等しく影
響する。従って、低周波数動作と高周波数動作の両方に
おいて実施するインク小滴の体積測定、及び、プリント
・カートリッジの寿命の個々の時間における比率の計算
を利用して、上述のインク小滴の体積測定における不確
かさを軽減することが可能である。これは、インク小滴
の絶対体積に不確かさを生じさせる要素が、高周波数と
低周波数の両方におけるインク小滴の体積に影響し、従
って、２つのインク小滴の体積比を確かめると、相殺さ
れるからである。従って、インク小滴の体積比を利用す
れば、インク小滴の体積測定の比較だけしか利用しない
場合よりも、インク量の少なさがはるかに正確に示され
る。一方、本発明、及び、結果得られる、インク小滴の
体積比による不確かさの軽減を十分に活用するために
は、簡略化手順を利用することが可能である。例えば、
インク小滴の体積を直接計算するため、下記の（２１）
式に示すインク小滴の体積に関する公式を利用して、定
電力における、低周波数の場合のインク小滴の体積対高
周波数の場合のインク小滴の体積比が計算される。
【００８９】
【数２１】
【００９０】項をまとめ、単純化すると、下記の（２
２）式が得られる：
【００９１】
【数２２】
【００９２】冷却勾配及びパルス加温勾配ｓa 及びｓb
は、それぞれ、プリント・ヘッドの高周波数動作及び低
周波数動作の両方についてほぼ同じであるため、一定と
することが可能である。従って、上述の式は、次の（２
３）式のように簡略化することができる：
【００９３】
【数２３】
【００９４】従って、インク小滴の体積値の変動は、主
として、この手順のインク放出段階における勾配ｓcの
変化によって発生する。上記の関係は、温度勾配によっ
て表現されるが、当業者には明らかなように、この勾配
の代わりに、初期温度と指定の時間遅延後の温度との間
の温度変化を利用する場合にも、上記の関係が当てはま
る。
【００９５】３．７ｋＨｚと１２ｋＨｚにおいて、上述
の、図１１、図１２に示す手順及び計算を実施すると、
図１３に示す結果が得られる。図９、図１０〜図１２に
示す手順を実施する場合には、該サイクルを数回にわた
って順次実施して、平衡状態を確保し、次に、第１のサ
イクルを廃棄し、選択されたサイクル数の平均をとるの
が、有利である。図１３に示す結果は、４サイクル実施
し、最初の２サイクルを廃棄して、残り２サイクルの平
均を出すことによって得られた。
【００９６】従って、インク小滴の絶対値とは関係な
く、「インク小滴の体積」比が、上述の働きをし、プリ
ント・カートリッジのインク供給量が枯渇状態に近づく
と、「インク小滴の体積」比が急上昇する。この「イン
ク小滴の体積」比の上昇によって、プリンタに対して、
プリント・カートリッジがインク切れになりそうである
ことが表示される。
【００９７】この表示を利用することによって、プリン
タの停止、または、予備プリント・カートリッジの使
用、または、ユーザに機能不良のインク・カートリッジ
に対する注意を喚起するオペレータ警告、あるいは、こ
れらの措置の所望の組み合わせを実施させることが可能
である。ユーザにプリント・カートリッジの交換を促す
警告は、プリンタからの光信号または可聴信号によっ
て、あるいは、印刷工程を制御するコンピュータのスク
リーン上におけるメッセージまたはこのコンピュータか
らの可聴サウンドによって、あるいは、その両方によっ
て与えることが可能である。補正措置には、インク・ジ
ェット・カートリッジを移動させて、インク・ジェット
・カートリッジの交換が可能な位置につけることを含む
ことも可能である。
【００９８】少なくとも２つのプリント・カートリッジ
を備えたプリンタの場合、インクの枯渇が差し迫ったプ
リント・カートリッジを用いないようにするこの表示に
は、別のプリント・カートリッジを用いるようにするオ
プションを含むことも可能である。この構成は、例え
ば、ファクシミリ機のように、不在時に利用される印刷
装置の場合、一般に、オペレータがプリント・カートリ
ッジの交換に応じられない、夜の間及び週末に作動する
ので、こうした装置においてとりわけ有益である。
【００９９】この方法は、印刷前、または、印刷間隔の
間に、プリンタによって迅速かつ容易に実施される。
【０１００】この方法は、極めて信頼性の高いインク切
れレベル・センサであるが、その実施には、ある程度の
量のインクが用いられるので、本発明のもう１つのオプ
ションである実施例は、インク・カートリッジの寿命に
ついて、テストの実施要求が必要となると、これを表示
する他の信頼性の劣る方法を用いることである。こうし
た信頼性の劣る望ましい方法は、カートリッジから噴射
されるインク小滴数をカウントし、予測されるインク小
滴の平均体積を利用して、噴射されるインクの総体積を
計算することである。インクの初期体積は、分かってい
るので、プリント・カートリッジが空に近づき、本発明
の方法を実施し始めると、それを求めることが可能にな
る。
【０１０１】以上の開示は、単に例示を意図したもので
あり、本発明の範囲を制限する意図がないのは明らかで
あり、該範囲は、付属の請求項に基づいて判断すべきで
ある。
【０１０２】以上本発明の各実施例について詳述した
が、ここで各実施例の理解を容易にするために、各実施
例ごとに要約して以下に列挙する。
【０１０３】１． サーマル・インク・ジェット・プリ
ンタを操作して、サーマル・インク・ジェット・プリン
ト・カートリッジの少インク供給量を表示させる方法で
あって、最初に、インク・ジェット・プリント・カート
リッジのプリント・ヘッドを第１の開始温度まで加温す
るステップと、最初に、第１の噴射周波数で、プリント
・ヘッドのインク室に電気パルスを加えることによっ
て、プリント・ヘッドを作動させ、インク室から第１の
体積のインクを噴射させ、同時に、プリント・ヘッド温
度をモニタして、第１の開始温度と比較した第１の温度
変化を求めるステップと、引き続き、インク・ジェット
・プリント・カートリッジのプリント・ヘッドを第２の
開始温度まで加温するステップと、引き続き、第１の噴
射周波数とは異なる第２の噴射周波数で、プリント・ヘ
ッドのインク室に電気パルスを加えることによって、プ
リント・ヘッドを作動させ、インク室から第２の体積の
インクを噴射させ、同時に、プリント・ヘッド温度をモ
ニタして、第２の開始温度と比較した第２の温度変化を
求めるステップと、プリント・カートリッジにおける少
インク供給量を表示する基準として、第１の温度変化と
第２の温度変化を比較するステップから構成される、カ
ートリッジのインク供給量表示方法である。
【０１０４】２． 前記最初の加温ステップ及び前記２
回目の加温ステップに、インクが噴射しないようにし
て、プリント・ヘッドのインク室に電気パルスを加える
ステップが含まれることを特徴とする上記１に記載のカ
ートリッジのインク供給量表示方法である。
【０１０５】３． さらに、前記最初の加温ステップ
と、後続の加温ステップステップの実施中に、プリント
・ヘッドの温度をモニタするステップが含まれることを
特徴とする上記２に記載のカートリッジのインク供給量
表示方法である。
【０１０６】４． 前記最初の作動ステップ及び後続の
作動ステップには、ペンからインクを噴射させるのに十
分な広さのパルス幅で、プリント・ヘッドの所定の数の
インク室に電気エネルギ・パルスを加えるステップが含
まれていることを特徴とする上記１に記載のカートリッ
ジのインク供給量表示方法である。
【０１０７】５． 前記最初の作動ステップ及び後続の
作動ステップに、ペンからインクを噴射させるのに十分
な低周波数で、所定の数のインク室に電気エネルギ・パ
ルスを加えるステップが含まれ、かつ、前記最初の加温
ステップ及び後続の加温ステップに、ペンからインクを
噴射させることができないほど高すぎる周波数で、イン
ク室に電気エネルギ・パルスを加えるステップが含まれ
ることを特徴とする上記１に記載のカートリッジのイン
ク供給量表示方法である。
【０１０８】６． 前記最初の作動ステップ及び後続の
作動ステップに、プリント・ヘッドに関連した抵抗器の
抵抗を検知し、検知した抵抗の変化を利用して、温度変
化を判定することにより、プリント・ヘッドの温度をモ
ニタするステップが含まれることを特徴とする上記１に
記載のカートリッジのインク供給量表示方法である。
【０１０９】７． 前記最初の作動ステップ及び後続の
作動ステップが、第１の温度変化と第２の温度変化の測
定精度を高めるため、２回以上繰り返されることを特徴
とする上記１に記載のカートリッジのインク供給量表示
方法である。
【０１１０】８． 前記最初の作動ステップにおいて、
最初の噴射周波数が、プリント・ヘッドからインクを噴
射するための最高噴射周波数に近いことを特徴とする上
記１に記載のカートリッジのインク供給量表示方法であ
る。
【０１１１】９． 前記最初の作動ステップにおいて、
第１の噴射周波数で噴射が生じるインク室数が、前記後
続の作動ステップにおいて、前記第２の噴射周波数で噴
射が生じるインク室数と比例するので、第１と第２の噴
射周波数に対して、同じ電力がプリント・ヘッドに加え
られることを特徴とする上記１に記載のカートリッジの
インク供給量表示方法である。
【０１１２】１０． 前記比較ステップに、さらに、第
１の温度変化と第２の温度変化の変化率を求めるステッ
プが含まれることを特徴とする上記１に記載のカートリ
ッジのインク供給量表示方法である。
【０１１３】１１． 第１の温度変化と第２の温度変化
の変化率を求めるステップに、プリント・ヘッドの順次
温度を表すデータに曲線の当てはめを行い、曲線の勾配
を温度変化率として利用するステップが含まれることを
特徴とする上記１０に記載のカートリッジのインク供給
量表示方法である。
【０１１４】１２． 前記比較ステップに、第１の温度
変化と第２の温度変化の比を調べるステップが含まれる
ことを特徴とする上記１に記載のカートリッジのインク
供給量表示方法である。
【０１１５】１３． さらに、比較ステップの少インク
供給量表示を利用して、電気パルスを加え、少インク供
給量動作モードをトリガするステップが含まれることを
特徴とする上記１に記載のカートリッジのインク供給量
表示方法である。
【０１１６】１４． 前記少インク供給量動作モード
に、オペレータに対して、供給インクの枯渇が切迫して
いることを警告するステップが含まれることを特徴とす
る上記１３に記載のカートリッジのインク供給量表示方
法である。
【０１１７】１５． 前記最初の警告ステップ及び後続
の警告ステップにおいて、第１の開始温度と第２の開始
温度が、プリント・ヘッドの動作温度を超えることを特
徴とする上記１に記載のカートリッジのインク供給量表
示方法である。
【０１１８】１６． サーマル・インク・ジェット・プ
リンタを操作して、サーマル・インク・ジェット・プリ
ント・カートリッジの少インク供給量を表示させる方法
であって、最初に、インク・ジェット・プリント・カー
トリッジのプリント・ヘッドを所定の時間にわたって加
温するステップと、最初に、第１の噴射周波数で、プリ
ント・ヘッドのインク室に電気パルスを加えることによ
って、プリント・ヘッドを作動させ、インク室から第１
の体積のインクを噴射させ、同時に、プリント・ヘッド
温度をモニタして、第１の開始温度と比較した第１の温
度変化を求めるステップと、引き続き、インク・ジェッ
ト・プリント・カートリッジのプリント・ヘッドを所定
の時間にわたって加温するステップと、引き続き、第１
の噴射周波数とは異なる第２の噴射周波数で、プリント
・ヘッドのインク室に電気パルスを加えることによっ
て、プリント・ヘッドを作動させ、インク室から第２の
体積のインクを噴射させ、同時に、プリント・ヘッド温
度をモニタして、第２の開始温度と比較した第２の温度
変化を求めるステップと、プリント・カートリッジにお
ける少インク供給量を表示する基準として、第１の温度
変化と第２の温度変化を比較するステップから構成され
る、カートリッジのインク供給量表示方法である。
【０１１９】１７． 前記最初の加温するステップと前
記後続の加温するステップにおいて、プリント・ヘッド
が、プリント・ヘッドの動作温度を超えるまで加温され
ることを特徴とする上記１６に記載のカートリッジのイ
ンク供給量表示方法である。
【０１２０】１８． サーマル・インク・ジェット・プ
リンタを操作して、サーマル・インク・ジェット・プリ
ント・カートリッジの少インク供給量を表示させる方法
であって、最初に、インク・ジェット・プリント・カー
トリッジのプリント・ヘッドを所定の時間にわたって加
温するステップと、最初に、第１の噴射周波数で、プリ
ント・ヘッドのインク室に電気パルスを加えることによ
って、プリント・ヘッドを作動させ、インク室から第１
の体積のインクを噴射させ、同時に、プリント・ヘッド
温度をモニタして、第１の開始温度と比較した第１の温
度変化を求めるステップと、引き続き、インク・ジェッ
ト・プリント・カートリッジのプリント・ヘッドを所定
の時間にわたって加温するステップと、引き続き、第１
の噴射周波数とは異なる第２の噴射周波数で、プリント
・ヘッドのインク室に電気パルスを加えることによっ
て、プリント・ヘッドを作動させ、インク室から第２の
体積のインクを噴射させ、同時に、プリント・ヘッド温
度をモニタして、第２の開始温度と比較した第２の温度
変化を求めるステップと、第１の温度変化と第２の温度
変化の冷却速度を求めるステップと、既知の較正関係に
基づいて、得られた冷却速度とインク体積を相関させ、
第１の噴射周波数及び第２の噴射周波数で噴射されるイ
ンク体積の値を確かめるステップと、前記第１の噴射周
波数及び前記第２の噴射周波数で噴射されるインク体積
の値を比較するステップから構成される、カートリッジ
のインク供給量表示方法である。
【０１２１】１９． さらに、相関ステップの実施前
に、較正関係を判定するステップが含まれることを特徴
とする上記１８に記載のカートリッジのインク供給量表
示方法である。
【０１２２】２０． 較正関係判定ステップが、較正関
係確認ステップ時に噴射されるインクの体積を求めるた
め、ペンの重量を２回測定するステップから成ることを
特徴とする上記１９に記載のカートリッジのインク供給
量表示方法である。
【０１２３】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、プリン
トヘッドを第１の開始温度まで加温するとともに、イン
ク室に第１の噴射周波数のパルスを加えてインク室から
第１の体積のインクを噴射させると同時に、プリントヘ
ッドの第１の開始温度に対する第１の温度変化を求め、
プリントヘッドを第２の開始温度まで加温して第１の噴
射周波数とは異なる第２の噴射周波数のパルスをインク
室に加えてインク室から第２の体積のインクを噴射さ
せ、第２の開始温度に対する第２の温度変化を求め、第
１、第２の温度変化からプリント・カートリッジのイン
クの供給量を表示する基準とするようにしたので、サー
マル・インクジェット・プリント・カートリッジにおけ
るインクの枯渇がさし迫っていることを判定するとがで
き、インクの枯渇をプリンタのユーザやオペレータに警
告することができる。これに伴い、用紙の浪費を回避す
ることができ、プリント・ミスやプリンと前およびプリ
ントとプリント間でのカートリッジの交換作業とインク
の補給措置の迅速化とが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】典型的なインク室を備えたサーマル・インク・
ジェット・プリント・カートリッジを含む、サーマル・
インク・ジェット・プリンタをかなり略した構成説明図
である。
【図２】インク小滴の体積を求める手順を示す論理流れ
図である。
【図３】インク小滴の体積を求める手順を示す論理流れ
図である。
【図４】インク小滴の体積を求める手順を示す論理流れ
図である。
【図５】インク小滴の体積を求める手順を示す論理流れ
図である。
【図６】簡略化された一連の事前可温及びインク噴射サ
イクルにおける温度対時間の概念グラフである。
【図７】より複雑な可温／インク噴射／冷却サイクルを
利用して収集される実際の温度対時間データの合成グラ
フである。
【図８】１２ｋＨｚ及び３．７ｋＨｚの噴射周波数に関
するインク小滴の体積対ペンの重量のグラフである。
【図９】インク・レベルを求めるための本発明の第１の
実施例の手順を示す論理流れ図である。
【図１０】インク・レベルを求めるための本発明の第１
の実施例の手順を示す論理流れ図である。
【図１１】インク・レベルを求めるための本発明の第２
の実施例の手順を示す論理流れ図である。
【図１２】インク・レベルを求めるための本発明の第２
の実施例の手順を示す論理流れ図である。
【図１３】３．７ｋＨｚにおけるインク小滴の体積と１
２ｋＨｚにおけるインク小滴の体積の比対ペン重量のグ
ラフである。
【符号の説明】
１０ プリント・カートリッジ ４２ インク小滴 ４５ 印刷媒体のシート ５０ マイクロプロセッサ ６０ インク室 ６１ 加熱抵抗器 ６２ 隔壁 ６３ バブル ６４ 液体インク ６５ オリフィスまたはノズル ６６ オリフィス部材関連部分 ７０ 中間合成サーマル・マス ７１ 延長スタンド・パイプ ７２，８２ インク ８０ 遠隔合成サーマル・マス ８１ プリント・カートリッジ本体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ベスティー・シー・ハンティントン アメリカ合衆国インディアナ州ウェスト・ ラフェイェット、ヒレンブランド・ホール 568

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 サーマル・インク・ジェット・プリンタ
    を操作して、サーマル・インク・ジェット・プリント・
    カートリッジの少インク供給量を表示させる方法であっ
    て、 最初に、インク・ジェット・プリント・カートリッジの
    プリント・ヘッドを第１の開始温度まで加温するステッ
    プと、 最初に、第１の噴射周波数で、プリント・ヘッドのイン
    ク室に電気パルスを加えることによって、プリント・ヘ
    ッドを作動させ、インク室から第１の体積のインクを噴
    射させ、同時に、プリント・ヘッド温度をモニタして、
    第１の開始温度と比較した第１の温度変化を求めるステ
    ップと、 引き続き、インク・ジェット・プリント・カートリッジ
    のプリント・ヘッドを第２の開始温度まで加温するステ
    ップと、 引き続き、第１の噴射周波数とは異なる第２の噴射周波
    数で、プリント・ヘッドのインク室に電気パルスを加え
    ることによって、プリント・ヘッドを作動させ、インク
    室から第２の体積のインクを噴射させ、同時に、プリン
    ト・ヘッド温度をモニタして、第２の開始温度と比較し
    た第２の温度変化を求めるステップと、 プリント・カートリッジにおける少インク供給量を表示
    する基準として、第１の温度変化と第２の温度変化を比
    較するステップから構成される、カートリッジのインク
    供給量表示方法。
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