(57)【要約】【課題】ミッシングノズルが発生したとき、これを直ぐに検出することができるミッシングノズル又は不良ノズルの検出方法、これを用いたインクジェットプリントヘッド及び画像形成装置を提供すること。【解決手段】複数のチャンバーと、前記各チャンバーに対応する複数のヒーターと、前記各ヒーターに対応する複数のノズルとを備えるインクジェットヘッドに使用されるミッシングノズル検出方法として、前記複数のチャンバーの温度をそれぞれ感知する段階と、前記感知された温度が所定の温度帯域から逸脱する場合、前記チャンバーに対応する前記ノズルをミッシングノズルであると判断する段階とを備えてミッシングノズル検出方法を構成する。【選択図】図２
2009012458.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のチャンバーと、
前記チャンバーに対応する複数のヒーターと、
前記ヒーターに対応する複数のノズルと、
を備えるインクジェットヘッドに適用されるミッシングノズル検出方法であって、
前記複数のチャンバーの温度がそれぞれ感知される段階と、
前記感知された温度が所定の温度帯域から逸脱する場合、前記チャンバーに対応する前記ノズルがミッシングノズルであると判断される段階と、
を含むことを特徴とする、ミッシングノズル検出方法。
【請求項２】
前記温度感知段階では、前記複数のチャンバーにそれぞれ隣接して設けられた薄膜熱電対が用いられることを特徴とする、請求項１に記載のミッシングノズル検出方法。
【請求項３】
前記所定の温度帯域は、約４０℃〜８０℃であることを特徴とする、請求項１に記載のミッシングノズル検出方法。
【請求項４】
前記温度感知段階では、前記ヒーターがオンになるとき、前記チャンバーの温度が感知されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載のミッシングノズル検出方法。
【請求項５】
ヒーター及び前記ヒーターを保護するパッシベーション層が形成された基板と、
前記ヒーターに対応するチャンバーを形成する流路形成層と、
前記チャンバーに対応する複数のノズルが形成されたノズル層と、
前記複数のチャンバーの温度をそれぞれ感知する温度センシング部と、
前記温度センシング部によって感知された温度が所定の温度帯域から逸脱する場合、前記ノズルをミッシングノズルであると判断する制御部と、
を含むことを特徴とする、インクジェットプリントヘッド。
【請求項６】
前記流路形成層は、前記チャンバーにインクをガイドするリストリクターを形成し、
前記温度センシング部は、前記リストリクターに設けられたことを特徴とする、請求項５に記載のインクジェットプリントヘッド。
【請求項７】
前記温度センシング部は、前記チャンバーに隣接して前記パッシベーション層と前記流路形成層との間に設けられることを特徴とする、請求項５又は６に記載のインクジェットプリントヘッド。
【請求項８】
前記温度センシング部は、薄膜熱電対であることを特徴とする請求項５〜７のいずれかに記載のインクジェットプリントヘッド。
【請求項９】
インクが充填されるチャンバーと、前記チャンバーに対応するノズルと、前記チャンバー内のインクを加熱するヒーターとを含む複数のノズルモジュールと、
前記複数のノズルモジュールにそれぞれ設けられ、前記チャンバーの温度を感知する温度センシング部と、
感知された前記チャンバーの温度がインクのバブル生成温度帯域から逸脱する場合、該当のノズルモジュールの前記ノズルをミッシングノズルであると判断する制御部と、
を含むことを特徴とする、インクジェットプリントヘッド。
【請求項１０】
前記温度センシング部は、薄膜熱電対として形成されたことを特徴とする、請求項９に記載のインクジェットプリントヘッド。
【請求項１１】
前記制御部は、前記ヒーターのオン／オフを制御し、
前記温度センシング部は、前記ヒーターがオンになるとき、前記チャンバーの温度を感知することを特徴とする、請求項９又は１０に記載のインクジェットプリントヘッド。
【請求項１２】
インクジェットプリントヘッドに用いられるミッシングノズル検出方法として、
前記インクジェットプリントヘッドの複数のチャンバーの温度がそれぞれ測定される段階と、
前記測定された温度が所定の範囲から逸脱したか否かが判断される段階と、
を含むことを特徴とする、ミッシングノズル検出方法。
【請求項１３】
前記所定の範囲は、液体インクのバブル生成温度範囲であることを特徴とする、請求項１２に記載のミッシングノズル検出方法。
【請求項１４】
前記ノズルと一対一に対応するヒーティングユニットが設けられており、前記インクジェットプリントヘッドが印刷されるとき、前記各ノズルに対応するチャンバー内のインクの温度が測定される段階と、
をさらに含むことを特徴とする、請求項１２又は１３に記載のミッシングノズル検出方法。
【請求項１５】
前記測定段階では、前記各チャンバーに対応する薄膜熱電対を用いて温度が測定されることを特徴とする、請求項１４に記載のミッシングノズル検出方法。
【請求項１６】
前記ミッシングノズル検出方法は、印刷動作中に、又はスキャニング動作なしに処理が発生することを特徴とする、請求項１２〜１５のいずれかに記載のミッシングノズル検出方法。
【請求項１７】
インクジェットプリントヘッドに用いられるミッシングノズル検出方法として、
前記インクジェットプリントヘッドの複数の位置で独立的に温度を測定することで、印刷動作中に複数のノズルで構成されたインクジェットプリントヘッドの一つの不良ノズルが検出される段階を含むことを特徴とする、ミッシングノズル検出方法。
【請求項１８】
前記複数のノズルで構成された前記インクジェットプリントヘッドの不良ノズルが検出される段階は、前記インクジェットプリントヘッドの各チャンバーの温度が測定されることで行われることを特徴とする、請求項１７に記載のミッシングノズル検出方法。
【請求項１９】
前記各ノズルは、チャンバーと、前記チャンバーに対応するヒーターとを含んで構成され、前記ミッシングノズル検出方法は、一つのチャンバーの温度が所定の温度範囲から逸脱したか否かが判断される段階をさらに含むことを特徴とする、請求項１８に記載のミッシングノズル検出方法。
【請求項２０】
インクジェットプリントヘッドを含む画像形成装置は、
複数のノズルと、
不良ノズルを識別するために、前記インクジェットプリントヘッド内の複数の位置で温度を判断するように構成された複数の検出回路と、
を含むことを特徴とする、画像形成装置。
【請求項２１】
前記複数の検出回路は、印刷動作中に前記温度を判断することを特徴とする、請求項２０に記載の画像形成装置。
【請求項２２】
前記インクジェットプリントヘッドは、
基板と、
前記基板に設けられる複数のヒーターと、
前記ヒーターをカバーするために設けられる保護層と、
前記ヒーターに対応する複数のチャンバーと、
前記チャンバーに対応するノズルと、
前記各チャンバーの温度を検出するための温度センシング部と、
所定の温度範囲から逸脱した前記温度センシング部によって検出されたチャンバー温度、及び当該検出されたチャンバー温度に対応する前記不良ノズルのうち少なくとも一つを検出するための制御部と、
を含むことを特徴とする、請求項２１に記載の画像形成装置。
【請求項２３】
前記所定の温度範囲は、所定の第１値以上、所定の第２値以下、液体インクのバブル生成温度範囲内であることを特徴とする、請求項２２に記載の画像形成装置。
【請求項２４】
前記温度センシング部は、各ノズルの付近及び前記各ノズルに対応して設けられるか、各チャンバーの付近及び前記各チャンバーに対応して設けられた熱電対であることを特徴とする、請求項２２又は２３に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置、ミッシングノズル検出方法及びこれを用いたインクジェットプリントヘッドに関する。より詳細には、インクジェットプリントヘッドに設けられた各ノズル側の温度を感知することで、ミッシングノズルを検出することができるミッシングノズル検出方法及びこれを用いたインクジェットプリントヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェットプリントヘッドは、印刷媒体上の所望の位置に微小なインク液滴を吐出させることで画像を形成する装置である。上記のようなインクジェットプリントヘッドは、インク液滴の吐出メカニズムによって熱駆動方式と圧電駆動方式に区分される。このうち、熱駆動方式のプリントヘッドは、熱源を用いてインクにバブルを発生させ、そのバブルの膨張力によってインク液滴を吐出させるものである。
【０００３】
熱駆動方式のプリントヘッドは、シリコンウェハーで形成される基板と、インクを供給するために基板に形成されるインク供給口と、基板上にインクの流路及び複数のインクチャンバーを形成する流路形成層と、流路形成層上に形成され、各インクチャンバーに対応する複数のノズルを有するノズル層と、インクチャンバー内のインクを加熱するために各インクチャンバーに対応して設けられる複数のヒーターとを備えている。
【０００４】
インクジェットプリントヘッドには、複数のノズルのうちの一部が詰まったり、複数のノズルに対応するヒーター又はアクチュエーターのうち何れか一部の誤作動が発生したり、或いは、ヒーター又はアクチュエーターに電源を印加する回路で異常が発生することによって複数のノズルのうちの一部が損傷されると、印刷媒体に白い線が形成されてしまい、印刷品質の不良がもたらされる。
【０００５】
上記のように損傷されてインクが吐出されないノズルをミッシングノズルといい、このミッシングノズルを検出し、該当のミッシングノズルを補償して印刷品質の低下を防止するための技術が開発されている。
【０００６】
ミッシングノズルを検出するための方法の一例として、下記の特許文献１には、印刷部で印刷された結果をスキャニングすることで、ミッシングノズルを検出するミッシングノズル検出方法が開示されている。
【０００７】
上記のような従来の方法は、ノズルを通して印刷媒体にインクを吐出することで試験パターンを印刷し、スキャンセンサーによって試験パターンをスキャニングすることでミッシングノズルを検出する方法である。
【０００８】
しかしながら、上記のような従来のミッシングノズル検出方法によると、試験パターンを印刷し、スキャン作業を通してミッシングノズルを探すので、作業自体が面倒かつ複雑であるという問題点がある。
【０００９】
また、従来技術では、所定分量（例えば、時間）の印刷作業を行った後、所定間隔で試験パターンの印刷を繰り返す周期的な試験によってミッシングノズルを探すが、ミッシングノズル検出作業の直後にミッシングノズルが発生すると、次のミッシングノズル検出作業時まで印刷品質の低下した画像が得られる。すなわち、従来技術では、ミッシングノズルが発生したとき、このミッシングノズルを直ぐに感知できないという問題点がある。
【００１０】
また、ミッシングノズル検出作業時に印刷媒体にインクを吐出させる必要があるので、ミッシングノズルを検出するために印刷媒体やインクを不必要に浪費するという問題点がある。
【００１１】
また、スキャンセンサーを用いてミッシングノズルの位置情報を検出するので、ミッシングノズルの位置をより正確に検出することが難しいという問題点がある。
【００１２】
また、特許文献２には、プリントヘッドの温度を測定し、測定された温度によってプリントヘッドのインク吐出状態の良否を判断するインクジェット記録ヘッドが開示されている。
【００１３】
しかしながら、特許文献２に開示されたインクジェット記録ヘッドは、ヘッドの平均温度を測定してインク吐出状態の良否を検出するためのものであり、各インクチャンバーの個別的な温度を測定するものでないので、ホワイトラインを発生させる各ミッシングノズルを正確に検出できないという問題点がある。
【００１４】
【特許文献１】大韓民国登録特許第１０−６３６２３６号
【特許文献２】日本公開特許公報特開平０５−３０９８３２号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、ミッシングノズルが発生したとき、これを直ぐに検出することが可能な、新規かつ改良されたミッシングノズル又は不良ノズルの検出方法、これを用いたインクジェットプリントヘッド及び画像形成装置を提供することにある。
【００１６】
また、本発明の他の目的は、複数のノズルに対応する温度を使用又は測定することができるミッシングノズル又は不良ノズルの検出方法、これを用いたインクジェットプリントへッド及び画像形成装置を提供することにある。また、本発明の更に他の目的は、インクジェットプリントヘッドに設けられた各ノズルの温度を測定することで、ミッシングノズルを検出することができるミッシングノズル又は不良ノズルの検出方法、これを用いたインクジェットプリントへッド及び画像形成装置を提供することにある。また、本発明の更に他の目的は、ミッシングノズルの正確な位置を検出することができるミッシングノズル検出方法、及びこれを用いたインクジェットプリントヘッドを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、複数のチャンバーと、前記各チャンバーに対応する複数のヒーターと、前記各ヒーターに対応する複数のノズルとを備えるインクジェットヘッドに使用され、前記複数のチャンバーの温度をそれぞれ感知する段階と、前記感知された温度が所定の温度帯域から逸脱する場合、前記チャンバーに対応する前記ノズルをミッシングノズルであると判断する段階と、を備えることを特徴とする、ミッシングノズル検出方法が提供される。
【００１８】
また、前記温度感知段階は、前記複数のチャンバーにそれぞれ隣接した薄膜熱電対を用いることができる。また、前記所定の温度帯域は、約４０℃〜８０℃であることを特徴とする。また、前記温度感知段階は、前記ヒーターがオンになるとき、前記各チャンバーの温度を感知する。
【００１９】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、ヒーター及び前記ヒーターを保護するパッシベーション層が形成された基板と、前記ヒーターに対応するチャンバーを定義する流路形成層と、前記チャンバーに対応する複数のノズルが形成されたノズル層と、前記複数のチャンバーの温度をそれぞれ感知する温度センシング部と、前記温度センシング部によって感知された温度が所定の温度帯域から逸脱する場合、前記ノズルをミッシングノズルであると判断する制御部とを含む、インクジェットプリントヘッドが提供される。
【００２０】
また、前記流路形成層は、前記チャンバーにインクを案内するリストリクターを定義し、前記温度センシング部は、前記リストリクターに設けられる。また、前記温度センシング部は、前記チャンバーに隣接して前記パッシベーション層と前記流路形成層との間に設けられる。また、前記温度センシング部は、薄膜熱電対として形成される。
【００２１】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、インクが充填されるチャンバーと、前記チャンバーに対応するノズルと、前記チャンバー内のインクを加熱するヒーターとを含む複数のノズルモジュールと、前記複数のノズルモジュールにそれぞれ設けられ、前記チャンバーの温度を感知する温度センシング部と、感知された前記チャンバーの温度がインクのバブル生成温度帯域から逸脱する場合、該当のノズルモジュールの前記ノズルをミッシングノズルであると判断する制御部とを含むことを特徴とする、インクジェットプリントヘッドが提供される。
【００２２】
また、前記温度センシング部は、薄膜熱電対として形成される。また、前記制御部は、前記ヒーターのオン／オフを制御し、前記温度センシング部は、前記ヒーターがオンになるとき、前記チャンバーの温度を感知する。
【００２３】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、インクジェットプリントヘッドに用いられ、前記インクジェットプリントヘッドの複数のチャンバーの温度をそれぞれ測定する段階と、前記測定された温度が所定の範囲から逸脱したときを判断する段階とを含むことを特徴とする、ミッシングノズル検出方法が提供される。
【００２４】
また、このミッシングノズル検出方法は、インクジェットプリントヘッドに用いられ、前記インクジェットプリントヘッドの複数の位置で温度を独立的に測定することで、印刷動作中に複数のノズルで構成されたインクジェットプリントヘッドの一つの不良ノズルを検出する段階を含むことを特徴とする。
【００２５】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、インクジェットプリントヘッドを含み、複数のノズルと、不良ノズルを識別するために、前記インクジェットプリントヘッドの複数の位置で温度を判断するように構成された複数の検出回路とを含むことを特徴とする、画像形成装置が提供される。
【発明の効果】
【００２６】
以上説明したように本発明によれば、ミッシングノズルを迅速に検出することができ、各ノズルの温度を用いて各ミッシングノズルの発生可否を判断することができ、印刷作業を行うときに動作することができる。
【００２７】
また、本発明は、各ノズルの温度測定によってミッシングノズルの発生可否を感知するので、ミッシングノズルを正確に検出することができる。また、本発明は、簡単な方法でミッシングノズルを検出することができ、不必要な印刷を防止することができるので、印刷媒体やインクの浪費を減少又は予防することができる。例えば、ミッシングノズルは、ミッシングノズルを有するプリントヘッドを含む装置によって出力される印刷媒体の評価と関係なしに検出される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２９】
実施形態図１は、本発明の一実施形態に係るインクジェットプリントヘッドの構成を概略的に示した平面図で、図２は、図１のＩ−Ｉ線断面図で、図３は、本発明の一実施形態に係るインクジェットプリントヘッドのノズルモジュールの構成を概略的に示した部分断面斜視図である。
【００３０】
本実施形態に係るインクジェットプリントヘッドは、熱源を用いてインクにバブルを発生させ、そのバブルの膨張力によってインク液滴を吐出させる熱駆動方式のインクジェットプリントヘッドである。
【００３１】
本実施形態に係るインクジェットプリントヘッドは、図１〜図３に示すように、インク吐出のための吐出圧発生素子としてヒーター１１が設けられた基板１０を備えている。ヒーター１１の上部には電極１２が形成され、前記電極１２上には、パッシベーション層１３及びアンチキャビテーション層１４のうち少なくとも一つが追加的に形成される。
【００３２】
また、基板１０上には、チャンバー２１ａの空間を限定する流路形成層２０が積層され、流路形成層２０上には、インク吐出のためのノズル３１を形成するノズル層３０が積層される。流路形成層２０は、基板１０に安定的に結合される。流路形成層２０と基板１０との間には、流路形成層２０を基板１０上に安定的に接着させるための接着層１５が介在される。
【００３３】
温度センシング部４３は、各ノズル（例えば、各チャンバー２１ａ内）に対応するインクの温度を検出するために、各チャンバー２１ａの付近に形成されるか、各チャンバー２１ａに対応又は隣接して形成される。例えば、温度センシング部４３は、チャンバー２１ａに隣接するパッシベーション層１３上に形成される。
【００３４】
基板１０としてシリコンウェハーが使用され、基板１０には、インク貯蔵部（図示せず）からインクを供給するためのインク供給口１０ａが形成される。ヒーター１１は、基板１０の上部に形成される通常の薄膜ヒーターであり、電極１２から伝達される電気的信号を熱エネルギーに転換することで、チャンバー２１ａ内部のインクを加熱する。
【００３５】
ヒーター１１としては、窒化タンタル（ＴａＮ）又はアルミニウムタンタル（Ｔａ−Ａｌ）などの発熱抵抗物質が使用される。電極１２は、アルミニウム（Ａｌ）などの優れた導電性を有する金属物質が蒸着されて形成され、蒸着された金属層は、フォトリソグラフィ工程及びエッチング工程によって所定の配線形態でヒーター１１の上部に形成される。また、電極１２は、通常のＣＭＯＳロジック及びパワートランジスタから信号を受けた後、この信号をヒーター１１に伝達する。
【００３６】
ヒーター１１と基板１０との間には、シリコン酸化膜からなる絶縁層として熱貯蔵層１６が設けられる。熱貯蔵層１６は、ヒーター１１から発生した熱が基板１０に漏れることを減少又は防止する。
【００３７】
パッシベーション層１３は、ヒーター１１及び電極１２の酸化、又はヒーター１１及び電極１２とインクとの直接的な接触を防止することで、ヒーター１１及び／又は電極１２を保護する。パッシベーション層１３は、良好な絶縁性及び熱伝逹効率を有するシリコン窒化膜（ＳｉＮ）として形成される。パッシベーション層１３上で各ノズル３１に対応するヒーター１１の発熱領域上には、アンチキャビテーション層１４が形成される。
【００３８】
アンチキャビテーション層１４は、チャンバー２１ａ内部の気泡が収縮及び消滅するときに生じるキャビテーション圧力（Ｃａｖｉｔａｔｉｏｎ  Ｆｏｒｃｅ）からヒーター１１を保護し、インクによって生じるヒーター１１の腐食を減少、又は防止する。アンチキャビテーション層１４は、パッシベーション層１３の上部に所定厚さのタンタル（Ｔａ）を蒸着することで形成される。
【００３９】
流路形成層２０は、インク供給口１０ａとノズル３１とを連結するインク流路２１（２１ａ，２１ｂ）を定義（空間を区画するように形成）し、各インク流路２１は、インクが充填されるチャンバー２１ａと、インク供給口１０ａとチャンバー２１ａとを連結するリストリクター２１ｂとを含んで構成される。
【００４０】
インクをチャンバー２１ａに案内するリストリクター２１ｂには、チャンバー２１ａ内のインクの温度を感知するための温度センシング部４３が形成される。
【００４１】
本発明の一実施形態において、一つの層（例えば、フィーチャー）は、基準層又は基板上に直接形成されるか（設けられるか）、前記基準層をオーバーレイする他の層又はパターン上に形成される（設けられる）とき、他の層又は基板“上”に形成される（設けられる）ものと見なされる。
【００４２】
温度センシング部４３は、薄膜熱電対として設けられる。温度を感知するための温度センサーとしては、ＴＣＲ（ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ  ｏｆ  ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）を用いた温度センサーを使用することもできる。しかし、ＴＣＲを用いた温度センサーは、金属の抵抗変化値を用いて温度を測定するので、比較的広い領域の平均温度を測定するだけで、特定ポイントの温度を測定することはできない。したがって、本実施形態では、特定部位の精密な温度測定のために、熱電対を用いた温度センシング部４３を備えることが好ましい。
【００４３】
熱電対は、二種類の異なる金属で輪状の閉回路を構成した後、閉回路の二種類の金属が接触して形成された二つの接点のうち一側の接点を高温に連結し、他側の接点を低温に連結することで、閉回路を構成する金属の種類及び二つの接点の温度差によって起電力が発生するゼーベック効果（Ｓｅｅｂｅｃｋ  Ｅｆｆｅｃｔ）を用いた温度センサーである。
【００４４】
したがって、熱電対は、前記二種類の金属が接触して形成された一側の接点を、温度を測定しようとする領域に直接接続し、二種類の金属が接触しない状態で開放された他側端をデータ取得ボード（Ｄａｔａ  Ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ  Ｂｏａｒｄ）に連結することで、温度信号を容易に得ることができる。熱電対は、このような温度信号を用いて測定領域の温度を簡便に測定することができ、熱電対を構成する二種類の金属の種類によって多様に分類される。
【００４５】
本発明の一実施形態では、例えば、クロメル及びアルメルを用いたｋタイプ熱電対が使用される。
【００４６】
チャンバー２１ａ内部のインクの温度を容易に測定するために、第１金属層４１の一端部と第２金属層４２の一端部を、リストリクター２１ｂの下面を形成するパッシベーション層１３の上部に接触させることで、温度センシング部４３を形成する。
【００４７】
第１金属層４１は、クロメルをスパッタリング又は化学気相蒸着法によって蒸着した後、これをパターニングすることで形成され、第２金属層４２は、アルメルをスパッタリング又は化学気相蒸着法によって蒸着した後、これをパターニングすることで形成される。
【００４８】
第１及び第２金属層４１，４２がインクとの接触を減少又は最小化しながらリストリクター２１ｂで接続されるように、第１及び第２金属層４１，４２はチャンバー２１ａを迂回し、第１及び第２金属層４１，４２の端部がリストリクター２１ｂに形成される。しかし、第１及び第２金属層４１，４２の構成がこれに限定されることはない。
【００４９】
このとき、温度センシング部４３の広さは、第１及び第２金属層４１，４２の端部の幅を調節することで可変することができる。
【００５０】
チャンバー２１ａ内のインクの温度を温度センシング部４３によって測定し、測定された温度のアナログ信号をＡ／Ｄコンバーター（図示せず）を通してデジタル信号に変換した後、このデジタル信号を後述する制御部５０に伝送する。
【００５１】
以下、本発明の一実施形態に係るインクジェットプリントヘッドのミッシングノズル検出方法について説明する。インクジェットプリントヘッドのミッシングノズル検出方法は、図１に示した本実施形態の装置に適用され、図１に示した本実施形態の装置を用いて説明されるが、これによって限定されることはない。
【００５２】
図４は、本発明に係るインクジェットプリントヘッドを示した制御ブロック図で、本発明に係るインクジェットプリントヘッドは、制御部５０及びヒーター駆動部５１をさらに含んで構成される。
【００５３】
制御部５０は、入力信号によってヒーター駆動部５１を通してヒーター１１を駆動制御する。流路形成層２０によって区画されるチャンバー２１ａと、チャンバー２１ａの下部に設けられたヒーター１１と、チャンバー２１ａの上部に設けられたノズル３１と、チャンバー２１ａの温度を測定する温度センシング部４３とを含む単位ノズルモジュール５２は、インクジェットプリントヘッドに複数個で形成される。
【００５４】
上記のようなノズルモジュール５２においては、制御部５０によって制御されるヒーター１１を駆動することでチャンバー２１ａ内のインクにバブルが発生し、そのバブルの膨張力によってインク液滴がノズル３１を通して吐出される。
【００５５】
このとき、温度センシング部４３は、ヒーター１１駆動時のチャンバー２１ａの温度を持続的に感知するが、温度センシング部４３によって感知された温度信号は、制御部５０に伝送される。
【００５６】
正常な状態又は動作で制御部５０の信号によってヒーター１１が発熱する場合、チャンバー２１ａ内の加熱したインクがノズル３１を通して吐出されるので、チャンバー２１ａ内のインクは、所定の温度帯域に維持される。すなわち、インクが正常的にノズル３１を通して吐出される場合、チャンバー２１ａ内のインクの温度は、インクにバブルが発生する温度である約６０℃±２０℃の範囲に維持される。
【００５７】
ノズル３１が詰まった状態でヒーター１１が加熱する場合、チャンバー２１ａの温度が所定の閾値（例えば、高閾値）を持続的に超えるようになる。例えば、チャンバー２１ａ内のインクがノズル３１を通して吐出されないので、チャンバー２１ａ内のインクはヒーター１１によって継続的に加熱され、チャンバー２１ａ内の温度は、８０℃を越えても持続的に増加するようになる。
【００５８】
また、ヒーター１１に異常が発生し、ヒーター１１が発熱しない場合、チャンバー２１ａの温度が所定の閾値（例えば、低閾値）以下に持続的に低下し、例えば、チャンバー２１ａの温度が常温に維持される。
【００５９】
したがって、ノズル３１が詰まったり、ヒーター１１が発熱しないミッシングノズルが発生する場合、チャンバー２１ａの温度は、前記所定の温度帯域（約６０℃±２０℃）から逸脱する。そのため、制御部５０は、チャンバー２１ａの温度を持続的にモニタリングし、チャンバー２１ａの温度が前記所定の温度帯域から逸脱したと判断される場合、該当のノズルモジュール５２のノズル３１をミッシングノズルであると判断する。
【００６０】
上記のようにミッシングノズルを検出した後、多様なミッシングノズル補正方法を通して印刷品質の低下を減少又は防止する。ミッシングノズル補正方法と関連した多数の特許は、本出願人によって出願及び登録されている。また、ミッシングノズルの補償方法の一例が大韓民国公開特許公報第１０−２００６−６７０５６号に開示されており、多様なミッシングノズルの補償方法が本実施形態に組み合わせて適用可能であるので、それに対する説明は省略する。
【００６１】
上記のような実施形態の方法及び装置によると、印刷時ごとにミッシングノズルを検出できるので、従来のスキャニングを用いたミッシングノズル検出方法に比べて迅速にミッシングノズルを発見し、印刷品質を向上させることができる。
【００６２】
また、従来のミッシングノズル検出における印刷及びスキャニングなどの一連の複雑な過程を省略することができるため、不必要な印刷を防止することが可能になり、印刷媒体やインクの浪費を減少又は予防することができる。
【００６３】
また、各ノズルの温度測定によってミッシングノズルの発生可否を感知するので、ミッシングノズルを正確に検出することができる。
【００６４】
以下、本発明の他の実施形態に係るインクジェットプリントヘッドに対して説明する。本発明の一実施形態と同一の構成には同一の図面符号を付与し、それに対する説明を省略する。
【００６５】
図５は、本発明の他の実施形態に係るインクジェットプリントヘッドの構成を概略的に示した平面図で、図６は、本発明の他の実施形態に係るインクジェットプリントヘッドのノズルモジュールの構成を概略的に示した部分断面斜視図で、図７は、図６のＡ−Ａ線断面図である。
【００６６】
本発明の他の実施形態に係るインクジェットプリントヘッドは、本発明の一実施形態に係るインクジェットプリントヘッドと比較したとき、温度センシング部の位置に差があるだけで、その他の構成は同一である。
【００６７】
本発明の他の実施形態に係るインクジェットプリントヘッドに含まれる温度センシング部４３’は、パッシベーション層１３の上部に設けられる。すなわち、チャンバー２１ａ内のインクの温度を容易に測定するために、第１金属層４１’の一端部と第２金属層４２’の一端部を、チャンバー２１ａを区画する流路形成層２０とパッシベーション層１３との間で接続させることで、温度センシング部４３’を形成する。
【００６８】
チャンバー２１ａ内のインクが温度センシング部４３’と接触しないように、温度センシング部４３’がチャンバー２１ａから離隔してパッシベーション層１３上に蒸着された後、接着層１５と流路形成層２０が積層されることが好ましい。
【００６９】
上記のように構成することで、図５に示したインクジェットプリントヘッドが長期間の間使用される場合にも、インクとの接触による温度センシング部４３’の腐食を減少又は防止することができる。
【００７０】
本発明の他の実施形態に係るインクジェットプリントヘッドのミッシングノズル検出方法は、本発明の一実施形態に係るミッシングノズル検出方法と同一の方法で行われる。
【００７１】
まとめると、上記の実施形態に係る技術は、インクジェットプリントヘッドのミッシングノズル検出方法に関し、次のようなインクジェットプリントヘッドにより実現される。例えば、このインクジェットプリントヘッドは、インクを加熱するために基板上に形成されたヒーターと、前記ヒーターを保護するために前記ヒーターの上に形成されたパッシベーション層と、前記インクを貯蔵するためのチャンバーとして前記基板上の空間を区画するために前記パッシベーション層の上に壁面として形成される流路形成層と、前記チャンバーを覆うように前記流路形成層の上に形成され、前記ヒーターにより加熱されたインクの吐出口が形成されるノズル層と、前記チャンバー内の温度を検知する温度センシング部と、前記温度センシング部により検知された温度が所定の温度帯域から上方又は下方に逸脱しているか否かを監視し、逸脱した場合にミッシングノズルの状態であると判断する制御部と、を備える。また、制御部は、温度が所定の温度帯域から上方に逸脱した場合に、前記ノズル層の吐出口が詰まったものと判断し、下方に逸脱した場合に前記ヒーターが故障したものと判断する。尚、所定の温度帯域は、前記ヒーターやノズルが正常に機能している場合における前記インクジェットプリントヘッドの動作中に検知された温度帯域である。この所定の温度帯域は、上記のインクジェットプリントヘッドを搭載した画像形成装置の出庫時や製造時等において予め測定される等により、決定される。
【００７２】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の一実施形態に係るインクジェットプリントヘッドの構成を概略的に示した平面図である。
【図２】図１のＩ−Ｉ線断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るインクジェットプリントヘッドのノズルモジュールの構成を概略的に示した部分断面斜視図である。
【図４】本発明に係るインクジェットプリントヘッドを示した制御ブロック図である。
【図５】本発明の他の実施形態に係るインクジェットプリントヘッドの構成を概略的に示した平面図である。
【図６】本発明の他の実施形態に係るインクジェットプリントヘッドのノズルモジュールの構成を概略的に示した部分断面斜視図である。
【図７】図６のＡ−Ａ線断面図である。
【符号の説明】
【００７４】
１０    基板
１１    ヒーター
１２    電極
１３    パッシベーション層
１４    アンチキャビテーション層
２０    流路形成層
２１ａ    チャンバー
３０    ノズル層
３１    ノズル
４１，４２    第１及び第２金属層
４３    温度センシング部
５０    制御部
５２    ノズルモジュール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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