(57)【要約】【課題】ミッシングノズルが発生したとき、簡単な方式でインクジェットプリントヘッドのミッシングノズルを検出する装置及び方法を提供すること。【解決手段】インクが充填される複数のチャンバーと、上記チャンバー内のインクを加熱するための複数のヒーターと、上記ヒーターに対応する複数のノズルとを備える画像形成装置の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、上記各ヒーターの温度を感知する段階と；感知された温度が所定の温度帯域から逸脱する場合、上記ヒーターに対応する上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
2009012461.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクが充填される複数のチャンバーと、
前記チャンバー内のインクを加熱するための複数のヒーターと、
前記ヒーターに対応する複数のノズルと、
を備える画像形成装置の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であって、
前記各ヒーターの温度感知段階と；
感知された温度が所定の温度帯域から逸脱する場合、前記ヒータ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、前記各ヒーターの上部に蒸着された薄膜熱電対を用いて温度を検出す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】
前記熱電対は、ｋ型熱電対であることを特徴とする、請求項２に記載のミッシングノズル検出方法。
【請求項４】
前記所定の温度帯域は、１００℃〜３３０℃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５】
インクが充填されるチャンバー、前記チャンバーに対応するノズル及び前記チャンバー内のインクを加熱するヒーターを含む複数のノズルモジュールと、
前記各ノズルモジュールに設けられ、前記ヒーターの発熱温度を感知する一つ以上の温度センシング部と、
前記一つ以上の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、
を備えることを特徴とする、画像形成装置。
【請求項６】
前記ヒーターを保護するパッシベーション層をさらに備え、
前記一つ以上の温度センシング部は、前記ヒーターに対応して前記パッシベーション層の上部に形成されることを特徴とする、請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記パッシベーション層の上部に形成されるアンチキャビテーション層をさらに備え、前記一つ以上の温度センシング部は、前記ヒーターに対応して前記パッシベーション層と前記アンチキャビテーション層との間に形成されることを特徴とする、請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記一つ以上の温度センシング部は、薄膜熱電対で形成されたことを特徴とする、請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記一つ以上の温度センシング部は、キャビテーション防止機能を有することを特徴とする、請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
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及び前記チャンバーに連結される流路を形成する流路形成層と、
前記チャンバーに対応するノズルが形成されたノズル層と、
前記ノズルに対応するパッシベーション層の上部に接合され、一つ以上の温度センシング部を形成する第１金属層及び第２金属層と、
前記一つ以上の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、画像形成装置。
【請求項１１】
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、
前記各ノズルモジュールに設けられ、前記各モジュールの前記ヒーターの発熱温度を検出するする温度センシング部と、
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１２】
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、
前記各ノズルモジュールに設けられ、前記各モジュールの前記ヒーターの発熱温度を検出するする温度センシング部と、
を含むことを特徴とする、画像形成装置。
【請求項１３】
前記インクジェットプリントヘッドに連結され、前記温度センシング部によって検出された温度が所定の温度帯域から逸脱する場合、前記ノズルがミッシングノズルであることを判断する制御部をさらに含むことを特徴とする、請求項１２に記載の画像形成装置。
【請求項１４】
前記温度センシング部は、前記ノズルモジュールのヒーターの位置に対応して配置された第１温度センシング要素と、前記各ヒーターに沿って配置され、前記第１温度センシング要素の位置に連結される第２温度センシング要素と、
を含み、
前記発熱温度は、前記第１温度センシング要素と前記第２温度センシング要素との間に形成された位置に対応する複数の温度を含むことを特徴とする、請求項１２に記載の画像形成装置。
【請求項１５】
前記温度センシング部は、前記第１温度センシング要素及び前記第２温度センシング要素に連結されたセンサー部を含み、前記温度センシング部は、前記各ヒーターに対応する前記位置の温度を検出することを特徴とする、請求項１４に記載の画像形成装置。
【請求項１６】
前記温度センシング部は、前記各ノズルモジュールの前記ヒーターに対応して形成された第１温度センシング要素及び第２温度センシング要素と、
前記第１温度センシング要素及び前記第２温度センシング要素に連結されたセンサー部と、を含み、
前記第１温度センシング要素及び前記第２温度センシング要素は、熱を伝達して、
前記センサー部は前記熱によって、前記対応するヒーターの温度を測定することを特徴とする、請求項１２に記載の画像形成装置。
【請求項１７】
前記各ヒーターは、前記温度センシング部に伝達される熱を発生し、
前記温度センシング部は、前記各ヒーターの前記熱の差によって前記各ヒーターのうち前記ヒーターの前記発熱温度を検出することを特徴とする、請求項１２に記載の画像形成装置。
【請求項１８】
前記温度センシング部は、前記ヒーターから前記インクチャンバーに形成された経路上に配置されることを特徴とする、請求項１２に記載の画像形成装置。
【請求項１９】
前記ノズルモジュールは、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及び前記チャンバーに連結される流路を定義する流路形成層と、
前記チャンバーに対応するノズルが形成されたノズル層と、
を含み、
前記温度センシング部は、前記各ノズルに対応する前記パッシベーション層の上部に接合され、温度センシング部を形成する第１金属層及び第２金属層を備えることを特徴とする、請求項１２に記載の画像形成装置。
【請求項２０】
前記温度センシング部によって検出された温度が所定の温度帯域から逸脱する場合、前記各ノズルのうち一つがミッシングノズルであることを判断する制御部をさらに含むことを特徴とする請求項１９に記載の画像形成装置。
【請求項２１】
前記温度センシング部によって検出された温度が所定の温度帯域から逸脱する場合、前記各ノズルのうち一つがミッシングノズルであることを判断する制御部をさらに含み、
前記インクジェットプリントヘッド及び前記制御部は、一つの結合体に形成されることを特徴とする請求項１２に記載の画像形成装置。
【請求項２２】
前記複数のノズルモジュール及び前記温度センシング部は、一つの単一体に形成されることを特徴とする請求項１２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、インクジェットプリントヘッド、これを有する画像形成装置、ミッシングノズル検出方法に関するもので、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ヒーターの温度を感知することで、インクジェットプリントヘッドのミッシングノズルを検出する装置及び方法に関するものである。
【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。
【０００３】
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。
【０００４】
一般的に、熱駆動方式のプリントヘッドは、シリコンウェハーとして設けられる基板と、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。
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一部が詰まったり、複数のノズルに対応するヒーターまたはアクチュエーターのうち何れか一部の誤作動及びヒーターまたはアクチュエーターに電源を印加する回路における異常発生によって、複数のノズルのうち一部が損傷されると、印刷媒体に白い線が形成されることで、印刷品質の不良をもたらす。
【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、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】
ミッシングノズル検出方法の一例として、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方法が開示されている。
【０００７】
すなわち、上記のような従来の方法は、ノズルを通して印刷媒体上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。
【特許文献１】大韓民国登録特許第１０-６３６２３６号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【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過程を行うべきであるので、作業自体が面倒かつ複雑であり、ミッシングノズル検出に時間が多くかかるという問題点がある。
【０００９】
さらに、従来技術では、所定分量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ことでミッシングノズルを探しているが、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。また、ミッシングノズル検出作業を行うために印刷媒体上にインクを吐出させる必要があるので、ミッシングノズル検出作業時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。
【００１０】
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。
【００１１】
そこで本発明は、上記のような従来の問題点を解決するためのもので、その目的は、ミッシングノズルが発生したとき、簡単な方式でインクジェットプリントヘッドのミッシングノズルを検出する装置及び方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、本発明に係るミッシングノズル検出方法は、インクが充填される複数のチャンバーと、前記チャンバー内のインクを加熱するための複数のヒーターと、前記ヒーターに対応する複数のノズルと、を備える画像形成装置の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であって、
前記各ヒーターの温度感知段階と；感知された温度が所定の温度帯域から逸脱する場合、前記ヒータ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。
【００１３】
また、上記温度感知段階では、上記各ヒーターの上部に蒸着された薄膜熱電対を用いて温度を検出することができる。温度を検出するとは、具体的には温度を測定することであってよい。
【００１４】
また、上記熱電対は、ｋ型熱電対であることを特徴としていてもよい。
【００１５】
また、上記所定の温度帯域は、１００℃〜３３０℃であることを特徴としていてもよい。約１００℃〜３３０℃であることを特徴としていてもよい。
【００１６】
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、上記チャンバーに対応するノズル及び上記チャンバー内のインクを加熱するヒーターを含む複数のノズルモジュールと、上記各ノズルモジュールに設けられ、上記ヒーターの発熱温度を感知する一つ以上の温度センシング部と、上記一つ以上の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、上記ノズルモジュールの上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、画像形成装置を提供する。ここで、発熱温度を感知するとは、温度を測定することであってもよい。
【００１７】
また、上記ヒーターを保護するパッシベーション層をさらに含み、上記一つ以上の温度センシング部は、上記ヒーターに対応して上記パッシベーション層の上部に形成されていてもよい。
【００１８】
また、上記パッシベーション層の上部に形成されるアンチキャビテーション層をさらに含み、上記一つ以上の温度センシング部は、上記一つ以上の温度センシング部は、上記ヒーターに対応して上記パッシベーション層と上記アンチキャビテーション層との間に形成されていてもよい。また、上記パッシベーション層の上部に形成されるアンチキャビテーション層をさらに含み、上記一つ以上の温度センシング部は、上記パッシベーション層の上部に形成されるアンチキャビテーション層をさらに含み、上記一つ以上の温度センシング部は、上記ヒーターに対応して上記パッシベーション層の上部でかつ、上記アンチキャビテーション層の下部に形成されていてもよい。
【００１９】
また、上記一つ以上の温度センシング部は、薄膜熱電対で形成されていてもよい。
【００２０】
また、上記一つ以上の温度センシング部は、キャビテーション防止機能を有することができる。ここで、キャビテーション防止機能を有するために、上記温度センシング部が上記チャンバー内部のインクの気泡が収縮して消滅するときに生じるキャビテーション圧力から上記ヒーターを保護するように、上記ヒーター上部に形成されることが望ましい。
【００２１】
そして、上記課題を解決するために、本発明の更に別の観点によれば、ヒーター及び上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、上記ヒーターに対応するチャンバー及び上記チャンバーに連結される流路を定義する流路形成層と、上記チャンバーに対応するノズルが形成されたノズル層と、上記ノズルに対応するパッシベーション層の上部に接合され、一つ以上の温度センシング部を形成する第１及び第２金属層と、上記一つ以上の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、上記ノズルをミシン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、画像形成装置を提供する。
【００２２】
そして、上記課題を解決するために、本発明の更に別の観点によれば、インクが充填されるチャンバーと、上記チャンバーに対応するノズルと、上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、上記各ノズルモジュールに設けられ、上記各モジュールの上記ヒーターの発熱温度を検出する温度センシング部と、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を提供する。
【００２３】
また、上記課題を解決するために、本発明の更に別の観点によれば、インクが充填されるチャンバーと、上記チャンバーに対応するノズルと、上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、上記各ノズルモジュールに設けられ、上記各モジュールの上記ヒーターの発熱温度を検出する温度センシング部と、を含むことを特徴とする、画像形成装置を提供する。
【００２４】
また、本発明に係る画像形成装置は、上記インクジェットプリントヘッドに連結され、上記温度センシング部によって検出された発熱温度が所定の温度帯域から逸脱する場合、上記ノズルがミッシングノズルであるかどうかを判断する制御部をさらに含んでいてもよい。
【００２５】
また、上記温度センシング部は、上記ノズルモジュールのヒーターの位置に対応して配置された第１温度センシング要素と、上記各ヒーターに沿って配置され、第１温度センシング要素の位置に連結される第２温度センシング要素と、を含み、上記発熱温度は、上記第１温度センシング要素と上記第２温度センシング要素との間に形成された位置に対応する複数の温度を含んでいてもよい。
【００２６】
また、上記温度センシング部は、上記各ヒーターに対応する上記位置の温度を検出するために、上記第１温度センシング要素及び上記第２温度センシング要素に連結されたセンサー部を含んでいてもよい。上記位置とはヒーターが存在する位置であることが望ましい。
【００２７】
また、上記温度センシング部は、熱を伝達するために、上記各ノズルモジュールの上記ヒーターに対応して形成された第１温度センシング要素及び第２温度センシング要素と、上記熱によって上記対応するヒーターの温度を発熱温度として検出するために、上記第１温度センシング要素及び上記第２温度センシング要素に連結されセンサー部と、を含んでいてもよい。
【００２８】
また、上記各ヒーターは、上記温度センシング部に伝達される熱を発生し、上記温度センシング部は、上記各ヒーターの上記熱の差によって上記各ヒーターのうち上記ヒーターの上記発熱温度を検出することもできる。ヒーターの上記発熱温度を検出することは、上記熱によって上記ヒーターの温度を測定するによって可能である。
【００２９】
また、上記温度センシング部は、上記ヒーターから上記インクチャンバーに形成された経路上に配置されることができる。ここで経路上に配置されるとは、上記ヒーターの上部でかつ、上記チャンバーの下部に配置されることであることが望ましい。
【００３０】
また、上記ノズルモジュールは、ヒーター及び上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、上記ヒーターに対応するチャンバー及び上記チャンバーに連結される流路を定義する流路形成層と、上記チャンバーに対応するノズルが形成されたノズル層と、を含み、上記温度センシング部は、上記各ノズルに対応する上記パッシベーション層の上部に接合され、温度センシング部を形成する第１金属層及び第２金属層を含んでいてもよい。
【００３１】
また、本発明に係る画像形成装置は、上記温度センシング部によって検出された温度が所定の温度帯域から逸脱する場合、上記各ノズルのうち一つがミッシングノズルであるかどうかを判断する制御部をさらに含んでいていてもよい。
【００３２】
また、本発明に係る画像形成装置は、上記温度センシング部によって検出された温度が所定の温度帯域から逸脱する場合、上記各ノズルのうち一つがミッシングノズルであるかどうかを判断する制御部をさらに含み、上記インクジェットプリントヘッド及び上記制御部は、一つの結合体に形成されることもできる。
【００３３】
また、上記複数のノズルモジュール及び上記温度センシング部は、一つの単一体に形成されることもできる。
【発明の効果】
【００３４】
以上説明したように本発明によれば、ヒーターの発熱温度を用いて印刷物の出力時ごとにミッシングノズルの発生可否を判断するので、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検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
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。
【００３６】
以下、本発明の好適な一実施例を、添付された図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の一実施例に係る画像形成装置に使用可能なインクジェットプリントヘッド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、本発明の一実施例に係るインクジェットプリントヘッドを概略的に示した部分断面斜視図である。
【００３７】
本実施例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。
【００３８】
本実施例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、上記電極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が形成される。ここで、上部とは、図２もしくは図４において、インクがインクチャンバー２１からノズル３１に向かって吐出していく方向を指す。また、基板１０上には、インクチャンバー２１ａ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上に安定的に接合させるための接着層１５が介在される。温度センシング部４３は、パッシベーション層１３とアンチキャビテーション層１４との間に形成される複数の温度センシング要素を含む。本発明の一実施例においては、温度センシング部４３の温度センシング要素がパッシベーション層１３とアンチキャビテーション層１４との間に形成されているが、ヒーター１１の何れの位置にも形成されうることは本発明の技術分野で通常の知識を有する者にとって自明である。
【００３９】
温度センシング部４３の温度センシング要素は、ヒーター１１に対応して形成され、ヒーター１１からインクチャンバー２１ａへの熱経路に設置されるか、インクチャンバー２１ａ、ノズル３１及びインク吐出力発生器（例えば、ヒーター１１）を有するノズルモジュール内の位置に設置されることで、ノズル２１を通してインクチャンバー２１ａからインクを吐出するために一つ以上のバブルを発生させ、インク吐出力発生器（例えば、ヒーター１１）の温度を検出する。ヒーター１１に対応して形成されるとは、例えば、ヒーターの位置などに依存して形成されることを指し、その他の要因によって形成されてもよい。
【００４０】
インクチャンバーに対応してノズルが形成されている、つまり、ヒーターの熱によってインクがノズルを通してインクチャンバーから吐出されるようになっている。よってヒーターの温度は、ヒーター及び／またはノズルに対応して配置されるインクの温度を表すことができる。ノズルが不良またはミッシングノズルであると、ノズルは、正常的なインク吐出動作で機能せずに詰まるようになる。したがって、他のインクチャンバー内の他のインク及び対応するノズルが正常的なインク吐出動作で機能するので、インクチャンバー内に収容されたインクの温度は、他のインクチャンバー内に収容された他のインクの温度と異なっている。
【００４１】
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。ヒーター１１としては、窒化タンタル（ＴａＮ）また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を蒸着することで形成され、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。
【００４２】
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（伝達される）ことを防止する機能をする。
【００４３】
パッシベーション層１３は、ヒーター１１及び電極１２の酸化またはヒーター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。
【００４４】
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。
【００４５】
このとき、アンチキャビテーション層１４は、温度センシング部４３の上部の各ノズルに対応する位置にタンタル（Ｔａ）を蒸着及びパターニングすることで形成できるが、図４に示すように、アンチキャビテーション層を省略することも可能である。このようにアンチキャビテーション層を省略するとしても、パッシベーション１３の上部に設けられた温度センシング部４３は、ヒーター１１の温度を感知する機能だけでなく、チャンバー２１ａ内部の気泡が収縮して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を保護するキャビテーション防止機能を付加的に行う。このとき、温度センシング部４３は、ヒーター１１の発熱部に対応する広さを有している。したがって、変形された実施例では、タンタル（Ｔａ）を蒸着及びパターニングすることでアンチキャビテーション層を形成する工程が省略されるので、工程効率化を図ることができる。
【００４６】
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を定義し、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とを連結し、インク供給口１０ａとチャンバー２１ａとの間のインクの流路を制限するリストリクター２１ｂとを含んで構成される。
【００４７】
パッシベーション層１３とアンチキャビテーション１４との間には、ヒーター１１の温度を感知するための温度センシング部４３を形成する温度センシング要素として、第１温度センシング要素としての第１金属層４１及び第２温度センシング要素としての第２金属層４２が設けられる。
【００４８】
温度センシング部４３の温度センシング要素は、薄膜熱電対として設けられるが、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、特定ポイントまたは位置の温度を測定することは不可能である。したがって、本発明では、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。
【００４９】
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。ここで、ゼーベック効果は、温度を表すために温度差を電力に変換することである。
【００５０】
したがって、熱電対は、上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な型に分類される。
【００５１】
本発明の好適な一実施例では、クロメル及びアルメルを用いたｋ型熱電対を使用する。
【００５２】
したがって、本発明は、クロメル及びアルメルを含むｋ型熱電対を使用することで、ヒーター１１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の一端部をパッシベーション層１３の上部に接合し、温度センシング部４３の第１温度センシング要素として第１金属層４１を形成し、第２温度センシング要素として第２金属層４２を形成した。
一つの形態として、第１金属層４１がノズルモジュールのヒーターの位置に対応して、つまりヒーターの位置に依存して配置される。そして第２金属層４２が、各ヒーターに沿って配置されて、第１金属層に連結されるように形成されるが、当該形態に限定されるものではない。
【００５３】
形成状態についてより詳細に説明すると、第１金属層４１は、クロメルをスパッタリングまた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また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。
【００５４】
温度センシング部４３でヒーター１１の発熱温度を測定し、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。
【００５５】
図５は、本発明の一実施例に係るインクジェットプリントヘッドを有する画像形成装置を示した制御ブロック図で、本発明に係る画像形成装置は、制御部５０及びヒーター駆動部５１を含んで構成される。
【００５６】
図１〜図５に示すように、制御部５０は、印刷動作の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を駆動し、インク吐出力を用いてインクを吐出することで、印刷媒体上に画像を形成する。
【００５７】
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、ヒーター１１の温度を測定する温度センシング部４３と、チャンバー２１ａの上部に設けられたノズル３１とを含む単位ノズルモジュールは、インクジェットプリントヘッドに複数個で形成される。
【００５８】
上記のようなノズルモジュールにおいては、ヒーター１１の駆動によってチャンバー２１ａ内のインクにバブルが発生し、そのバブルの膨張力（インク吐出力）によってインク液滴がノズル３１を通して吐出される。
【００５９】
このとき、温度センシング部４３は、ヒーター１１駆動時のヒーター１１の温度を持続的に感知し、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。
【００６０】
ヒーター１１から受けた熱が温度センシング部４３に伝達されるように、第２金属層４２及び第１金属層４１の各端部は、温度センシング部４３の各端子に連結される。そして、温度センシング部４３によって検出された温度を表す電圧信号は、制御部５０に出力される。したがって、温度センシング部４３の各端子は、第２金属層４２の一つの先端及び第１金属層４１の各先端に連結され、温度センシング部４３は、第２金属層４２及び第１金属層４１の各端部によって形成された各接点の熱を用いて温度を測定する。さらに、温度センシング部４３は、第１金属層及び第２金属層が前記ヒーターに対応して配置されているので、測定された温度及び第２金属層４２と第１金属層４１との接点によってヒーターの位置を検出する。ここで対応して配置されているとは、例えば第１金属層と第２金属層の接点の下部の位置にヒーターが存在していることをいう。
【００６１】
例えば、一つのノズル３１がミッシングノズル（不良ノズル）であるとき、対応するインクチャンバー２１ａと対応するヒーター１１との間に接点が配置されるので、第１金属層４１及び第２金属層４２によって形成された一つの接点は、他の接点と異なる温度を示している。温度センシング部４３によって検出された一つの接点の温度を表す電圧信号は、他の接点の他の温度を表す他の電圧信号と異なっている。電圧と他の電圧との間の差によって、制御部５０は、対応するノズルをミッシングノズルであると判断し、ミッシングノズルの位置を判断することができる。
インクジェットヘッドが複数列のノズルを含むとき、複数の第２金属層４２は、ノズルの各列に対応するヒーターに沿って配置され、各温度センシング部４３に連結される。ここで、一つの温度センシング部は、複数の第２金属層４２に連結されるのに使用される。制御部５０は、各第１金属層及び複数の各第２金属層４２を用いて各ヒーターの温度を表すための電圧を検出する。
【００６２】
正常な状態で制御部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、ヒーター１１が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、ヒーター１１は、インクにバブルが発生する温度である約２９８℃±３０℃の範囲に維持される。
【００６３】
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内のインクがノズル３１を通して吐出されないので、ヒーター１１の温度は、持続的に増加して３３０℃を越えるようになる。
【００６４】
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、ヒーター１１は常温に維持される。
【００６５】
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、ヒーター１１の温度は、上記所定の温度帯域（例えば、２９８℃±３０℃）から逸脱する。そのため、制御部５０は、ヒーター１１の温度を持続的にモニタリングし、ヒーター１１の温度が上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のノズル３１をミッシングノズルであると判断する。
【００６６】
ミッシングノズル判断の誤差を減少するために、制御部は、測定されたヒーター１１の温度が１００℃以下である場合、ヒーターが発熱していないと判断し、測定されたヒーター１１の温度が３３０℃を超える場合、ノズル３１が詰まっていると判断する。すなわち、所定の温度帯域の幅を１００℃〜３３０℃に広くし、ヒーター１１の温度が所定の温度帯域から逸脱すると、該当のノズルモジュールのノズル３１をミッシングノズルであると判断する。
【００６７】
図６は、本発明の一実施例に係る図５の画像形成装置の制御部及び温度センシング部を示したブロック図である。図１、図５及び図６に示すように、温度センシング部４３は、第２金属層４２と各第１金属層４１との接点の温度を表す電圧を検出するセンサー部４４を含む。センサー部４４は、第２金属層４２と各第１金属層４１に対応する複数のセンサーを含み、各熱によって第２金属層４２と各第１金属層４１との接点の各温度を表す信号を発生する。制御部５０は、センサー部４４に連結され、発生した信号を受信する。
【００６８】
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防止する。ミッシングノズル補正方法の一例は、大韓民国公開特許公報第１０-２００６-６７０５６号に開示されている。多様な従来のミッシングノズル補償方法が本発明に適用可能であるので、それに対する説明は省略する。
【００６９】
例えば、他のノズルは、ミッシングノズルがインクを吐出して画像を形成するようになっている印刷媒体の一部分上にインクを吐出するのに使用される。したがって、ミッシングノズルからインクが吐出されない印刷媒体の部分が、他のノズルを使用することで補償される。従来の維持動作は、ミッシングノズル補償方法として使用可能である。
【００７０】
上記のような検出過程を通して、印刷動作時ごとにミッシングノズルを検出するので、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することができ、高解像度のスキャニングセンサーなしにもミッシングノズルを正確に検出することができる。
また、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で、不必要な印刷を防止できるので、印刷媒体やインクの浪費を予防することができる。
【００７１】
以上説明した本発明に係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は、本発明を実施するための一つの実施例に過ぎない。したがって、本発明は、上述した実施例に限定されるものでなく、本発明の技術的思想内で当該分野で通常の知識を有する者によって多様に変形可能であろう。
【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詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、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】本発明の一実施例に係る画像形成装置に使用可能なインクジェットプリントヘッド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】本発明の一実施例に係る図１のインクジェットプリントヘッドを概略的に示した部分断面斜視図である。
【図４】本発明の他の実施例に係るインクジェットプリントヘッドを示した断面図である。
【図５】本発明の一実施例に係るインクジェットプリントヘッドを有する画像形成装置を示した制御ブロック図である。
【図６】本発明の一実施例に係る図５の画像形成装置の制御部と温度センシング部を示したブロック図である。
【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
【図１】
2009012461.tif 000003
【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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