(57)【要約】【課題】ヘッド基板上の水分が付着した領域を特定する。【解決手段】検知回路１００は、ヘッド基板５２上に、圧電素子の配列に沿って形成された一対の検知配線１０２Ａ、１０２Ｂ、及びヘッド基板上の予め設定された位置に配置され、一方の検知配線１０２Ａにより直列接続された複数の抵抗器１０４を備える。検知回路は、ヘッド基板上の検知配線が複数の抵抗器により複数の領域ＡＲ０〜ＡＲｎに分割され、水分の付着した領域ＡＲｉに応じて抵抗値Ｒｚが異なり、検知配線の抵抗値Ｒｚを検知することで、水分が付着したか否かのみで無く、水分が付着した領域ＡＲｉからヘッド基板上の水分が付着した領域が判定される。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面に一次元状又は二次元状に配置された複数の圧電素子、前記圧電素子の各々に対向して内部に形成されて前記圧電素子により加圧される複数の液室、及び下面に形成されて各々が連通された前記液室が加圧されることで液滴を吐出する複数のノズルを備えるヘッド基板と、
前記ヘッド基板の上面に前記圧電素子の配列に沿って延設された第１配線と、
前記第１配線に沿って予め設定された位置に配置された複数の抵抗素子と、
前記ヘッド基板の上面に前記第１配線に沿って隣接する前記抵抗素子の間の領域の各々に配置されて前記複数の抵抗素子を直列接続する共に、前記第１配線との間に付着した水分により第１配線と短絡され、かつ環境湿度に応じて前記第１配線との間の抵抗値が変化する複数の接続線を備える第２配線と、
を含む液滴吐出ヘッド。
【請求項２】
前記ヘッド基板に、環境温度に応じて抵抗値が変化する温度検出用抵抗素子が設けられ、前記温度検出用抵抗素子が前記第１配線と前記第２配線との間に接続された、請求項１記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項３】
前記請求項１記載の液滴吐出ヘッドと、
前記液滴吐出ヘッドの前記第１配線及び前記第２配線の各々の一端側に接続して前記第１配線と前記第２配線との間の抵抗値を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された前記抵抗値に基づいて、前記第１配線と前記第２配線との間に水分が付着したか否かを判定する環境判定手段と、
を含む液滴吐出装置。
【請求項４】
前記環境判定手段が、前記第１配線と前記第２配線との間に水分が付着したと判定した場合に、前記検出手段により検出された抵抗値及び前記複数の抵抗素子の各々の抵抗値に基づいて、水分が付着した前記第２配線の前記抵抗素子の間の前記領域を特定する、
請求項３記載の液滴吐出装置。
【請求項５】
前記環境判定手段は、前記第１配線と前記２配線との間に水分が付着したと判定した後、前記検出手段により検出された抵抗値が減少した場合に、前記水分が付着した前記第２配線の前記抵抗素子の間の前記領域が増加したと判定する、請求項４記載の液滴吐出装置。
【請求項６】
前記環境判定手段が、前記検出手段により検出された前記抵抗値から、前記環境湿度に応じて変化する前記第１配線と前記第２配線との間の絶縁抵抗値を判定することを含む、請求項３から請求項５の何れか１項記載の液滴吐出装置。
【請求項７】
前記環境判定手段が、前記検出手段により検出された前記抵抗値に基づいて、前記ヘッド基板の環境湿度が予め設定した湿度以上となっているか否かを判定することを含む、
請求項３から請求項５の何れか１項記載の液滴吐出装置。
【請求項８】
前記環境判定手段の判定結果を報知するように制御する報知制御手段を含む、請求項３から請求項７の何れか１項記載の液滴吐出装置。
【請求項９】
前記環境判定手段により判定された前記絶縁抵抗値から前記環境湿度を推定する湿度推定手段と、
前記湿度推定手段により推定された前記環境湿度に基づいて、前記液滴吐出ヘッドの前記ヘッド基板に設けられた前記加圧素子に対して設定されている使用推奨期間又は使用推奨期間の残期間を補正する補正手段と、
を含む請求項６記載の液滴吐出装置。
【請求項１０】
前記液滴吐出ヘッドの前記ヘッド基板に設けられて前記第１配線と前記第２配線との間に接続され、環境温度に応じて抵抗値が変化する温度検出用抵抗素子と、
前記検出手段により検出された抵抗値に基づく前記温度検出用抵抗素子の抵抗値から、環境温度を検出する温度検出手段と、
を含む請求項３から請求項９の何れか１項記載の液滴吐出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液滴吐出ヘッド、及び液滴吐出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１では、記録ヘッドの圧電素子を取り囲むように一対の電極を形成し、一対の電極間の電位差の変化を検出するインクジェット式記録装置を提案している。このインクジェット式記録装置では、インク漏れが生じ、漏れたインクが一対の電極間に付着することで一対の電極間の電位差が低下した場合に、インク漏れが発生したと判断する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−５８６３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、圧電素子が配置されたヘッド基板上において水分が付着した領域を特定可能とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に係る液滴吐出ヘッドは、上面に一次元状又は二次元状に配置された複数の圧電素子、前記圧電素子の各々に対向して内部に形成されて前記圧電素子により加圧される複数の液室、及び下面に形成されて各々が連通された前記液室が加圧されることで液滴を吐出する複数のノズルを備えるヘッド基板と、前記ヘッド基板の上面に前記圧電素子の配列に沿って延設された第１配線と、前記第１配線に沿って予め設定された位置に配置された複数の抵抗素子と、前記ヘッド基板の上面に前記第１配線に沿って隣接する前記抵抗素子の間の領域の各々に配置されて前記複数の抵抗素子を直列接続する共に、前記第１配線との間に付着した水分により第１配線と短絡され、かつ環境湿度に応じて前記第１配線との間の抵抗値が変化する複数の接続線を備える第２配線と、を含む。
【０００６】
請求項２に係る液滴吐出ヘッドは、請求項１記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記ヘッド基板に、環境温度に応じて抵抗値が変化する温度検出用抵抗素子が設けられ、前記温度検出用抵抗素子が前記第１配線と前記第２配線との間に接続されている。
【０００７】
請求項３に係る液滴吐出装置は、前記請求項１記載の液滴吐出ヘッドと、前記液滴吐出ヘッドの前記第１配線及び前記第２配線の各々の一端側に接続して前記第１配線と前記第２配線との間の抵抗値を検出する検出手段と、前記検出手段により検出された前記抵抗値に基づいて、前記第１配線と前記第２配線との間に水分が付着したか否かを判定する環境判定手段と、を含む。
【０００８】
請求項４に係る液滴吐出装置は、請求項３記載の液滴吐出装置において、前記環境判定手段が、前記第１配線と前記第２配線との間に水分が付着したと判定した場合に、前記検出手段により検出された抵抗値及び前記複数の抵抗素子の各々の抵抗値に基づいて、水分が付着した前記第２配線の前記抵抗素子の間の前記領域を特定する。
【０００９】
請求項５に係る液滴吐出装置は、請求項４記載の液滴吐出装置において、前記環境判定手段は、前記第１配線と前記２配線との間に水分が付着したと判定した後、前記検出手段により検出された抵抗値が減少した場合に、前記水分が付着した前記第２配線の抵抗素子の間の前記領域が増加したと判定する。
【００１０】
請求項６に係る液滴吐出装置は、請求項３から請求項５の何れかに記載の液滴吐出装置において、前記環境判定手段が、前記検出手段により検出された前記抵抗値から、前記環境湿度に応じて変化する前記第１配線と前記第２配線との間の絶縁抵抗値を判定することを含む。
【００１１】
請求項７に係る液滴吐出装置は、請求項３から請求項５の何れかに記載の液滴吐出装置において、前記環境判定手段が、前記検出手段により検出された前記抵抗値に基づいて、前記ヘッド基板の環境湿度が予め設定した湿度以上となっているか否かを判定することを含む。
【００１２】
請求項８に係る液滴吐出装置は、請求項３から請求項７の何れかに記載の液滴吐出装置において、前記環境判定手段の判定結果を報知するように制御する報知制御手段を含む。
【００１３】
請求項９に係る液滴吐出装置は、請求項７記載の液滴吐出装置において、前記環境判定手段により判定された前記絶縁抵抗値から前記環境湿度を推定する湿度推定手段と、前記湿度推定手段により推定された前記環境湿度に基づいて、前記液滴吐出ヘッドの前記ヘッド基板に設けられた前記加圧素子に対して設定されている使用推奨期間又は使用推奨期間の残期間を補正する補正手段と、を含む。
【００１４】
請求項１０に係る液滴吐出装置は、請求項３から請求項９の何れかに記載の液滴吐出装置において、前記液滴吐出ヘッドの前記ヘッド基板に設けられて前記第１配線と前記第２配線との間に接続され、環境温度に応じて抵抗値が変化する温度検出用抵抗素子と、前記検出手段により検出された抵抗値に基づく前記温度検出用抵抗素子の抵抗値から、環境温度を検出する温度検出手段と、を含む。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に係る発明は、圧電素子が配置されたヘッド基板上に水分の付着した領域の特定が可能となる、という効果を有する。
【００１６】
請求項２に係る発明は、一対の配線に水分が付着していない通常状態でおいて、環境温度の検出できる、という効果を有する。
【００１７】
請求項３に係る発明は、水分の付着の有無の判定可能となる、という効果を有する。
【００１８】
請求項４に係る発明は、ヘッド基板上の水分の付着領域を特定できる、という効果を有する。
【００１９】
請求項５に係る発明は、水分の付着したヘッド基板上の領域が拡がったか否かを判定することができる、という効果を有する。
【００２０】
請求項６に係る発明は、環境湿度の上昇に伴う絶縁不良の発生を的確に検出することができる、という効果を有する。
【００２１】
請求項７に係る発明は、環境湿度が予め設定された湿度以上となったことを的確に判定することができる、という効果を有する。
【００２２】
請求項８に係る発明は、ヘッド基板の環境状態を的確に把握することができる、という効果を有する。
【００２３】
請求項９に係る発明は、環境湿度に応じたヘッド基板の使用推奨期間又は残期間を明確に把握できる、という効果を有する。
【００２４】
請求項１０に係る発明は、一対の配線間の短絡が検知されない通常状態では、一対の配線間の抵抗値から環境温度が得られる、という効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】第１の実施形態に係る画像形成装置の要部の構成図である。
【図２】画像形成装置の制御部の一例を示すブロック図である。
【図３】（Ａ）は記録ヘッドを形成するヘッドモジュールの配列を示す要部の斜視図、（Ａ）は一つのヘッドモジュールの組み付けを示す要部の斜視図である。
【図４】ヘッド基板の要部の断面図である。
【図５】記録ヘッドにおけるヘッド基板の配列を示す要部の平面図である。
【図６】ヘッド基板の一例を示す要部の平面図である。
【図７】ヘッド基板上の検知配線の配置の一例を示すヘッド基板の要部の拡大平面図である。
【図８】第１の実施形態に係る検知回路の一例を示す回路図である。
【図９】（Ａ）から（Ｃ）の各々は、第１の実施形態において検知配線が短絡状態となった検知回路を示し、（Ａ）は一つの領域の短絡状態を示し、（Ｂ）及び（Ｃ）は隣接する二つの領域の短絡状態を示している。
【図１０】第１の実施形態に係る環境状態判定部の機能ブロック図である。
【図１１】第１の実施形態に係る環境状態判定部の処理の一例を示す流れ図である。
【図１２】環境状態判定部の判定結果に基づいた処理の一例を示す流れ図である。
【図１３】第２の実施形態に係る検知回路の一例を示す回路図である。
【図１４】（Ａ）から（Ｃ）の各々は、第２の実施形態において検知配線が短絡状態となった検知回路を示し、（Ａ）は一つの領域の短絡状態を示し、（Ｂ）及び（Ｃ）は隣接する二つの領域の短絡状態を示している。
【図１５】第２の実施形態に係る環境状態判定部の機能ブロック図である。
【図１６】第２の実施形態に係る環境状態判定部の処理の一例を示す流れ図である。
【図１７】第３の実施形態に係る検知回路の一例を示す回路図である。
【図１８】第３の実施形態に係る環境状態判定部の機能ブロック図である。
【図１９】第３の実施形態に係る環境状態判定部の処理の一例を示す流れ図である。
【図２０】圧電素子に対する管理処理の一例を示す流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。
〔第１の実施形態〕
本実施形態は、液滴を吐出する記録ヘッドを用いた各種の構成の液滴吐出装置、及び画像形成装置に適用することができる。図１には、記録ヘッドが用いられる画像形成装置の一例とする画像形成装置１０の構成を示している。
【００２７】
画像形成装置１０は、記録媒体の一例として記録用紙Ｗを用い、記録用紙Ｗにインクジェット方式で画像を形成（記録又は印字）する。記録用紙Ｗとしは、シート状であっても良く、また、ロール状であっても良い。画像形成装置１０は、一例として、シート状の記録用紙Ｗを用いる。
【００２８】
本実施形態に適用される液滴吐出装置及び画像形成装置は、液滴を吐出する公知の構成を適用でき、画像形成装置１０は、一例として、給紙部１２、処理液塗布部１４、画像形成部１６、インク乾燥部１８、画像定着部２０、及び排出部２２を備える。なお、画像形成装置１０は、少なくも画像形成部１６に対応する機能を含む構成であれば良く、処理液処理部１４、インク乾燥部１８、及び画像定着部２０等の機能を省いた構成であっても良い。
【００２９】
画像形成装置１０は、給紙部１２に記録用紙Ｗが積層して収容され、給紙部１２に設けた給紙機構（図示省略）により記録用紙Ｗが取り出され、モータ等の駆動源の駆動力によって記録用紙Ｗが次工程へ搬送される。なお、ロール状の記録用紙Ｗが用いられる構成においては、給紙部１２に記録用紙Ｗのロールを収容し、ロールの外周端から記録用紙Ｗを引き出して次工程へ搬送する。
【００３０】
画像形成装置１０は、処理液塗布部１４に処理液塗布ドラム１４Ａが設けられ、画像形成部１６に印字ドラム１６Ａが設けられ、インク乾燥部１８に乾燥ドラム１８Ａが設けられ、画像定着部２０に定着ドラム２０Ａが設けられている。また、画像形成装置１０には、これらのドラムの間に、搬送ドラム２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃ、２４Ｄが設けられ、これらのドラムにより記録用紙Ｗの搬送手段が形成されている。各ドラムは、例えば、搬送部１２に設けているモータ等の駆動源の駆動力により、各ドラムを予め設定された周速度で図１の各矢印方向へ回転駆動する。また、各ドラムは、外周部の予め設定された位置に保持部材２６を備え、記録用紙Ｗの搬送方向の上流側の端部を保持部材２６により保持することで、記録用紙Ｗを外周面に巻かけて回転し、記録用紙Ｗを搬送方向の上流側のドラムから下流側のドラムへ順に受け渡すことで記録用紙Ｗを搬送する。なお、記録用紙Ｗの搬送手段としては、ドラム方式に限らず、静電吸着等によりベルト上に記録用紙Ｗを保持して搬送するベルト搬送方式、及び搬送方向に沿って配列された複数のローラ対により記録用紙Ｗを挟んで送り出すことで搬送するローラ搬送方式等、記録用紙Ｗを予め設定された搬送速度で搬送する各種の構成が適用される。また、ロール状の記録用紙Ｗを搬送する構成においては、ロールから引き出した記録用紙Ｗの先端を保持して搬送する方式を適用しても良い。
【００３１】
処理液塗布部１４は、外周面が処理液塗布ドラム１４Ａの外周面に接して回転する処理液塗布ロール１４Ｂを備え、処理液塗布ロール１４Ｂにより処理液塗布ドラム１４Ａの外周面に保持した記録用紙Ｗの記録面（表面）に処理液を塗布する。なお、処理液は、例えば、インクと反応して色材（顔料）を凝縮させ、色材と溶媒との分離を促進させるものであり、画像形成に用いるインクによっては、処理液処理部１４が省略された構成であっても良い。
【００３２】
画像形成部１６には、ヘッドユニット２８が設けられている。ヘッドユニット２８は、例えば、互いに異なる色（イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の何れかの色）のインクを吐出する複数のインクジェット記録ヘッド（記録ヘッド３０Ｙ、記録ヘッド３０Ｍ、記録ヘッド３０Ｃ、及び記録ヘッド３０Ｋ。以下、総称するときは記録ヘッド３０とする）を備える。ヘッドユニット２８は、記録ヘッド３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋの各々が、印字ドラム１６Ａの周方向に沿って配列され、印字ドラム１６Ａに巻けられた記録用紙Ｗに対向されている。なお、ここでは、一例として、Ｙ、Ｍ、Ｃ、及びＫの４色のインクを用いているが、インクの色は、２色又は３色であっても良く、６色などの５色以上であっても良い。また、画像形成装置１０は、例えば、Ｋ色のインクを用いた単色画像を形成する構成であっても良く、この場合、ヘッドユニット２８として単色の記録ヘッド３０Ｋを備えれば良い。
【００３３】
画像形成部１６は、印字ドラム１６Ａの回転方向を走査方向として、印字ドラム１６Ａに保持された記録用紙Ｗの記録面へ向けて記録ヘッド３０のそれぞれからインクの液滴を吐出し、各インクのドット配列により記録用紙Ｗに画像（例えば、カラー画像）を形成する。なお、記録用紙Ｗをベルト搬送又はローラ搬送する構成においては、記録用紙Ｗの搬送方向を走査方向として画像を形成する。
【００３４】
インク乾燥部１８は、例えば乾燥ドラム１８Ａの外周面に対向する複数の温風ヒータ１８Ｂを備え、乾燥ドラム１８Ａの外周面に巻かけられた記録用紙Ｗへ向けて温風ヒータ１８Ｂから温風を吹き出し、記録用紙Ｗの表面に形成された画像（インク液）における余分な溶媒を除去して画像を乾燥させる。
【００３５】
画像定着部２０は、ヒータを内蔵し、定着ドラム２０Ａの外周面に圧接された定着ロール２０Ｂを備え、定着ドラム２０Ａに巻き掛けられた記録用紙Ｗを定着ロール２０Ｂにより加圧及び加熱し、記録用紙Ｗに画像を定着させる。排出部２２は、画像が定着された（画像が形成された）記録用紙Ｗを集積する。
【００３６】
なお、インクとして紫外線硬化インクを用いる場合、インク乾燥部１８及び画像定着部２０に替えて、記録用紙Ｗに紫外線を照射する工程が設けられる。従って、画像形成装置１０は、画像形成に用いるインクの種類、単位時間当たりに要求される処理量（例えば、画像形成を行う記録用紙Ｗの枚数）、画像品質などに応じた任意の構成が適用される。
【００３７】
図２に示すように、画像形成装置１０は、システム制御部３２を備える。システム制御部３２は、マイクロコンピュータ３４を備える。マイクロコンピュータ３４は、ＣＰＵ３４Ａ、ＣＰＵ３４Ａで実行するプログラムを記憶するＲＯＭ３４Ｂ、ワークメモリとして用いられるＲＡＭ３４Ｃ、及び入出力インターフェイス（Ｉ／Ｏ）３４Ｄ等を備え、これらがデータバス及びシステムバスを含むバス３４Ｅに接続されている。入出力インターフェイス３４Ｄには、各種の制御プログラム及びデータ等が格納されるＨＤＤ３６が接続されている。
【００３８】
マイクロコンピュータ３４は、ＣＰＵ３４ＡがＲＯＭ３４Ｂ及びＨＤＤ３６に記憶された制御プログラム等を実行することで、画像形成装置１０の作動を制御する。なお、マイクロコンピュータ３４は、ＣＰＵ３４Ａに加え、ＦＰＧＡ（Field  Programmable  Gate  Array）等を含んでも良い。
【００３９】
システム制御部３２は、情報の表示及び入力等を行うユーザインターフェイス（ＵＩ）３８、並びに通信インターフェイス（通信Ｉ／Ｆ）４０を備え、これらがマイクロコンピュータ３４の入出力インターフェイス３４Ｄに接続されている。ＵＩ３８は、各種の情報を表示するためのディスプレイを備える表示部、及び使用者が各種の情報を入力するための入力部を含む。システム制御部３２は、ＵＩ３８の表示部に画像形成装置１０についての各種の情報を表示し、ＵＩ３８の入力部を介して画像形成装置１０に対する情報、及び指示等を読み込む。
【００４０】
通信インターフェイス４０には、例えば、パーソナルコンピュータを用いた画像処理装置、及び各種のサーバ等が接続される。システム制御部３２は、記録用紙Ｗに形成する画像の画像データが、画像処理装置から入力されることで、入力された画像データに応じた画像を記録用紙Ｗに形成するように画像形成装置１０の作動を制御する。また、システム制御部３２は、通信インターフェイス４０を介して、サーバ等との間で各種のデータの送受信を行う。
【００４１】
画像形成装置１０には、搬送手段を形成する各ドラムを回転駆動して記録用紙Ｗを搬送する搬送部４２が設けられ、システム制御部３２には、搬送部４２の機能部品が接続されている。また、システム制御部３２には、給紙部１２、処理液塗布部１４、画像形成部１６、インク乾燥部１８、画像定着部２０、及び排出部２２の各々の機能部品が接続される。システム制御部３２は、マイクロコンピュータ３４により、給紙部１２、処理液処理部１４、画像形成部１６、乾燥部１８、画像定着部２０、排出部２２、及び搬送部４２の動作を制御する。なお、システム制御部３２の基本構成は、本実施形態の構成に限るものではなく、画像形成装置１０の構成に応じた機能を備えるものであれば良い。
【００４２】
画像形成装置１０には、画像処理部４４が設けられ、画像処理部４４が、マイクロコンピュータ３４の入出力インターフェイス３４Ｄに接続されている。記録ヘッド３０の各々は、インクを吐出するアクチュエータを形成する複数の圧電素子４６、及び複数の圧電素子４６の各々に対応して設けられて圧電素子４６を駆動する複数の駆動回路４８を備え、複数の駆動回路４８の各々が画像処理部４４に接続されている。なお、図２では、一つの記録ヘッド３０について、一つの圧電素子４６と一つの駆動回路４８とを図示しているが、これは、一つの圧電素子４６に対して一つの駆動回路４８を設けていることを示す。後述するように、記録ヘッド３０は、複数の圧電素子４６が設けられ、駆動回路４８は、複数の圧電素子４６の各々に対応するよう設けられていることを示す。
【００４３】
画像処理部４４は、画像データに対して予め設定された画像処理を実行し、画像データに応じた画像を記録用紙Ｗに形成するための圧電素子４６毎の駆動信号を駆動回路４８へ出力する。駆動回路４８は、入力された駆動信号に応じた駆動電圧を対応する圧電素子４６へ出力する。これにより、画像形成装置１０では、複数の圧電素子４６の各々を画像データに応じた駆動信号に基づいて駆動する。なお、画像形成装置１０の基本構成は、公知の構成を適用でき、本実施形態では、詳細な説明を省略する。
【００４４】
次に、本実施形態に係る記録ヘッド３０を説明する。本実施の形態では、液滴を吐出するための加圧素子としてピエゾ素子を用いるピエゾ方式を適用した圧電素子４６を用いている。なお、インクジェット方式には、ピエゾ方式のほかにサーマル方式等があり、圧電素子４６に替えてサーマル方式の加圧素子を用いてもよい。画像形成装置１０は、一例として、記録用紙Ｗを縦方向に沿って搬送（縦通し）しており、以下では、印字ドラム１６Ａの回転方向を記録用紙Ｗの縦方向（一般的にいう副走査方向、矢印Ｖ方向）とし、印字ドラム１６Ａの軸方向（図１の紙面表裏方向）となる記録用紙Ｗの幅方向（一般的にいう主走査方向、矢印Ｈ方向）として説明する。
【００４５】
図３（Ａ）に示すように、本実施形態に係る記録ヘッド３０は、一例として複数のヘッドモジュール５０を備え、複数のヘッドモジュール５０が記録用紙Ｗの幅方向に沿って配置されて連結されている。なお、ヘッドモジュール５０の基本的構成は同じであり、以下では、一つのヘッドモジュール５０を例に説明する。
【００４６】
図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示すように、ヘッドモジュール５０は、ヘッド基板５２、マニホールド５４、及び内部にフィルタが設けられたフィルタケース５６を備え、ヘッド基板５２にマニホールド５４が取り付けられ、マニホールド５４にフィルタケース５６が連結されている。
【００４７】
フィルタケース５６には、インク供給口５６Ａ、及びインク排出口５６Ｂが形成され、ヘッドモジュール５０では、フィルタケース５６のインク供給口５６Ａに供給されたインクがフィルタケース５６からマニホールド５４を経てヘッド基板５２内に供給される。また、ヘッドモジュール５０は、ヘッド基板５２のインクがマニホールド５６及びフィルタケース５６を経てインク排出口５６Ｂから排出される。画像形成装置１０は、図示しないインクタンクからフィルタケース５６のインク供給口５６Ａにインクを供給し、フィルタケース５６のインク排出口５６Ｂから排出されたインクをインクタンクに戻すことでインクの循環を行う。
【００４８】
図４には、ヘッド基板５２の要部の概略断面を示している。なお、図４では、一例として、記録用紙Ｗの幅方向に沿うヘッド基板５２の概略断面図を示している。
【００４９】
図４に示すように、ヘッド基板５２は、複数の積層体が積層されて形成されている。最下層の積層体５８には、ノズル孔（以下、ノズル６０と言う）が形成され、表面が記録用紙Ｗに対向するノズル面となる。また、積層体５８上には、複数の積層体により中間体層６２が形成されている。この中間体層６２には、インク流路６４、及びノズル６０毎の圧力室６６が形成され、更に、ノズル６０、インク流路６４、及び圧力室６６がつながっている。なお、ヘッド基板５２は、図４に記載の構成に限らず、下面にノズル６０が形成され、内部に圧力室６６及び圧力室６６へインクを供給するインク流路６４が形成された公知の構成が適用される。
【００５０】
インク流路６４には、マニホールド５４（図３（Ａ）、図３（Ｂ）参照）からインクが供給され、圧力室６６には、インク流路６４のインクが供給される。圧力室６６のインクは、圧力室６６が拡縮されることで加圧され、この圧力がノズル６０側に伝達されることで、ノズル６０から液滴として吐出される。
【００５１】
ヘッド基板５２は、中間体層６２に振動体層６８及び圧電体層７０が順に重ねられている。振動体層６８には、圧電体層７０側の面に共通電極７２が形成されている。圧電体層７０は、ピエゾ圧電効果（piezoelectric  effect）を生じさせる素材が用いられて薄膜状に形成されている。また、圧電体層７０には、共通電極７２と反対側の面に駆動電極７４が形成されている。駆動電極７４は、圧力室６６に対向するように形成され、圧電体層７０は、圧力室６６に対応する領域が、共通電極７２と駆動電極７４とに挟まれている。また、ヘッド基板５２には、駆動電極７４毎に駆動配線７６が形成され、駆動配線７６を介して駆動電極７４と共通電極７２との間に駆動電圧が印加される。
【００５２】
ヘッド基板５２は、共通電極７２と駆動電極７４とに挟まれた領域の圧電体層７０が、圧電素子４６として機能する。圧電体層７０は、共通電極７２と駆動電極７４との間に駆動電圧が印加されることにより、駆動電極７４に対向する領域にピエゾ圧電効果が生じ、駆動電圧に応じて振動体層６８を振動させ、圧力室６６を拡縮させる。なお、以下では、駆動電極７４に対向する圧電体層７０の領域（圧電素子として機能する領域）を圧電素子４６と表記する。また、駆動電極７４の位置は、圧電素子４６及びノズル６０の位置に対応しており、以下の説明においては、駆動電極７４の位置に、圧電素子４６の位置及びノズル６０の位置を含める。
【００５３】
ヘッド基板５２は、駆動電極７４及び駆動配線７６を覆うようにコーティング層７８が形成され、このコーティング層７８により、圧電素子４６、駆動電極７４及び駆動配線７６が外気に曝されるのを抑制している。駆動電極７４、駆動配線７６、及びコーティング層７８は、フォトリソグラフィー法等を用いた一般的手法で形成される。
【００５４】
図５及び図６に示すように、本実施形態に適用したヘッド基板５２の各々は、一例として略平行四辺形状の領域内に、圧電素子４６、ノズル６０及び駆動電極７４の各々が略三角形状を形成するように二次元状に配列されている。以下、圧電素子４６、ノズル６０及び駆動電極７４が配列された領域をノズル領域８０とする。
【００５５】
ヘッド基板５２の各々には、記録用紙Ｗの幅方向に沿って連結された際に交互に向き合うように２つのノズル領域８０が形成されている。また、ヘッド基板５２には、ノズル領域８０の各々に対応して延設部８２が形成されている。なお、ヘッド基板５２には、ノズル面側（図５及び図６の紙面奥側）に複数のノズル６０（図４参照）が配列され、各々のノズル６０に対応する駆動電極７４が、ノズル面とは反対側（図５及び図６の紙面手前側）の面に二次元状に配列され、この駆動電極７４の配列により圧電素子４６が二次元状に配列された形態となっている。
【００５６】
圧電素子４６を例に、圧電素子４６、ノズル６０及び駆動電極７４の配列を説明すると、ヘッド基板５２のノズル領域８０には、底辺側（延設部８２側）に矢印Ｈ方向に沿って予め設定された間隔で複数の圧電素子４６が配列されている。また、ノズル領域８０には、矢印Ｈ方向に沿って配列された圧電素子４６の各々から矢印Ｈ方向と交差する方向に沿って圧電素子４６が配列されている。ヘッド基板５２では、矢印Ｈ方向と交差する方向に沿って配列される圧電素子４６の数が、矢印Ｈ方向に沿って段階的に変えられていることで、ノズル領域８０が略三角形状となっている。
【００５７】
図５に示すように、記録ヘッド３０は、複数のヘッド基板５２を矢印Ｈ方向に配列した際、ノズル領域８０の向きが交互に変わることで、矢印Ｈ方向の両端部のノズル領域８０を除く範囲（画像形成領域ＨＰ）において、矢印Ｈ方向と交差する方向に沿う圧電素子４６（ノズル６０）の数が同じとなるようにしている。画像形成装置１０は、矢印Ｖ方向に沿う圧電素子４６（ノズル６０）が、所定サイズ（例えばＡ４サイズ）の記録用紙Ｗの矢印Ｈ方向の全域を覆うように記録ヘッド３０が形成され、記録用紙Ｗに画像を形成する際、記録ヘッド３０の主走査移動が不要となっている。
【００５８】
また、ヘッド基板５２は、矢印Ｈ方向と交差する方向への圧電素子４６の配列方向が矢印Ｖ方向に対して予め設定された角度だけ傾斜され、一つのライン（矢印Ｈ方向に沿う１ライン）に形成するドットの間隔を、矢印Ｈ方向と交差する方向に沿って配列された圧電素子４６により狭めている。なお、以下では、矢印Ｈ方向と交差する方向に沿う圧電素子４６の配列方向を矢印Ｖ方向として説明する。また、記録ヘッド３０は、矢印Ｈ方向の両端部を非画像形成領域ＡＰとし、画像形成の際に、非画像形成領域ＡＰの間の画像形成領域ＨＰに対応する圧電素子４６が用いられる。
【００５９】
なお、本実施形態では、一例として、記録用紙Ｗの幅方向の全域を覆うようにノズル６０が配列されるように形成した記録ヘッド３０を用いて説明するが、これに限らず、ノズル６０が記録用紙Ｗの幅方向に沿う一部の領域を覆うように配列された記録ヘッドを用いても良く、この場合、記録ヘッドを記録用紙Ｗの幅方向に沿って走査移動（主走査移動）させることで、記録用紙Ｗの幅方向の全域を覆うようにして良い。また、記録ヘッド３０及び記録ヘッド３０に設けるヘッド基板５２は、一例を示すものであり、本実施形態においては、複数のノズル６０が、一次元状又は二次元状に配列した任意の構成の記録ヘッドに対して適用可能である。
【００６０】
図５及び図６に示すように、ヘッド基板５２には、延設部８２の各々に集積回路（以下、駆動ＩＣ８４とする）が装着される。駆動ＩＣ８４には、内部に複数の駆動回路４８（図２参照）が形成されている。本実施形態では、ヘッド基板５２上の複数の圧電素子４６の各々に一つずつの駆動回路４８が対応するように、ヘッド基板５２には、一つ又は複数の駆動ＩＣ８４が設けられる。駆動配線７４（図４及び図７参照）は、圧電素子４６の位置に対応する駆動電極７４の各々と、圧電素子４６に対応する駆動回路４８が配置された駆動ＩＣ８４とを接続するように形成されている。なお、図５及び図６においては、駆動配線７６の図示を省略している。
【００６１】
図３（Ａ）、及び図３（Ｂ）に示すように、ヘッドモジュール５０の各々には、フレキシブルプリント基板（Flexible  Printed  Circuits、以下、ＦＰＣ８６とする）が取り付けられる。図２に示すように、ＦＰＣ８６は、一端がシステム制御部３２の画像処理部４４に接続される。
【００６２】
図３（Ｂ）、図５及び図６に示すように、ヘッド基板５２の延設部８２には、接続部８８が形成されている。図６に示すように、ヘッド基板５２の接続部８８には、各々が駆動ＩＣ８４に接続された複数のターミナル９０が矢印Ｈ方向に沿って配列されて形成され、ターミナル９０の各々が主に駆動ＩＣ８４に接続される。ＦＰＣ８６は、ヘッド基板５２の接続部８８に接続される。ＦＰＣ８６は、複数の配線が一体とされた形態となっており、各配線がターミナル９０（図６参照）の各々に接続される。
【００６３】
これにより、図２に示すように、駆動ＩＣ８４の各駆動回路４８は、ＦＰＣ８６を介して画像処理部４４に接続される。なお、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示すように、マニホールド５４には、ヘッド基板５２の接続部８８に対応する位置（矢印Ｖ方向の両端部）に、長手方向が矢印Ｈ方向に沿うスリット状の挿通孔５４Ａが形成されており、各ヘッド基板５２に接続されたＦＰＣ８６は、マニホールド５４の挿通孔５４Ａに挿通される。
【００６４】
一方、図８には、第１の実施形態に適用した検知回路１００を示す。本実施形態において、検知回路１００は、ヘッド基板５２の各々に形成される。検知回路１００は、ヘッド基板５２上に形成される一対の検知配線１０２Ａ、１０２Ｂ、及びヘッド基板５２に装着される複数の抵抗器１０４を備える。なお、以下では、検知配線１０２Ａ、１０２Ｂを総称する場合、検知配線１０２と表記する。
【００６５】
図６に示すように、ヘッド基板５２の接続部８８には、矢印Ｈ方向の端部に、ターミナル９０Ａ、９０Ｂが設けられ、検知配線１０２Ａ、１０２Ｂは、一端がターミナル９０Ａ、９０Ｂに接続される。また、図８に示すように、検知配線１０２Ａ、１０２Ｂは、ターミナル９０Ａ、９０Ｂと反対側の端部が解放されている。
【００６６】
図６に示すように、検知配線１０２（１０２Ａ、１０２Ｂ）は、ヘッド基板５２上のノズル領域８０及び延設部８２に、ノズル領域８０及び延設部８２の空きスペースを埋めるように延設されて形成されている。図４に示すように、検知配線１０２Ａ、１０２Ｂは、ヘッド基板５２上に形成される際、予め設定した間隔ｄとなり、かつ周囲の空気に曝されるように露出されて、ヘッド基板５２の上面を成す圧電体層７０上に形成されている。検知配線１０２Ａ、１０２Ｂの間隔ｄは、例えば、ヘッド基板５２にインクなどの水分を含んだ液滴が付着することで、検知配線１０２Ａと検知配線１０２Ｂとが液滴の水分によって短絡状態となる間隔としている。また、一対の検知配線１０２Ａ、１０２Ｂの間隔ｄは、周囲の湿度（以下、環境湿度Ｅｈとする）が、圧電素子４６の適正な動作が補償されている湿度であれば検知配線１０２Ａ、１０２Ｂ間が良好な絶縁状態となっているが、環境湿度Ｅｈが圧電素子４６の寿命等に影響を生じさせる可能性のある湿度に上昇することにより、検知配線１０２Ａ、１０２Ｂ間に絶縁低下（絶縁抵抗値の低下）が生じる間隔としている。
【００６７】
図６に示すように、ノズル領域８０における検知配線１０２は、矢印Ｖ方向に沿う圧電素子４６の各々の配列に沿って形成されている。この際、図６及び図７に示すように、検知配線１０２は、延設部８２側から矢印Ｖ方向に配列された圧電素子４６に沿って延設され、圧電素子４６の配列の先端で折り返されて延設部８２側に延設されている。これにより、検知回路１００は、矢印Ｖ方向に沿う圧電素子４６の配列ごとに、圧電素子４６及び駆動配線７６を検知配線１０２により囲っている。また、図４及び図７に示すように、検知配線１０２（１０２Ａ、１０２Ｂ）は、一例として、検知配線１０２Ｂが、内側（圧電素子４６、駆動配線７６側）となり、検知配線１０２Ａが、外側となるように形成されている。
【００６８】
図６に示すように、ヘッド基板５２上のノズル領域８０内を圧電素子４６の配列に沿って引き回された検知配線１０２は、更に、ノズル領域８０から延設部８２上を引き回されて予め設定された位置まで延設されている。なお、本実施形態では、一例として、ヘッド基板５２の２つのノズル領域８０に１回線ずつの検知配線１０２を形成しているが、これに限らず、ヘッド基板５２上の２つのノズル領域８０に跨って１回線の検知配線１０２を形成するなど、任意の構成が適用される。
【００６９】
一方、図６及び図７に示すように、検知回路１００は、一方の検知配線１０２Ａが予め設定された複数位置で切り離されている。切り離された検知配線１０２Ａの各々には、抵抗器１０４の接続用のランド１０６が対となって形成されている。検知回路１００は、検知配線１０２Ａに対となって形成されたランド１０６に抵抗器１０４が接続される。これにより、図８に示すように、検知回路１００には、検知配線１０２Ａにより複数の抵抗器１０４が直列接続されている。なお、ヘッド基板５２に設ける抵抗器１０４としては、例えば、チップ抵抗器を用いることができるが、限られたスペースに配置可能であり、予め設定した抵抗値が得られるものであればこれに限るものではない。
【００７０】
検知回路１００は、複数の抵抗器１０４の各々により検知配線１０２が複数の領域ＡＲに分割されている。検知回路１００では、複数の抵抗器１０４の抵抗値を、ターミナル９０Ａ、９０Ｂ側から順にＲ１〜Ｒｎとしている。また、検知回路１００は、ＦＰＣ８６に抵抗値Ｒ０の配線抵抗を形成し、ＦＰＣ８６が検知配線１０２Ａに接続される抵抗器１０４として機能するようにしている。
【００７１】
ここで、第１の実施形態では、検知配線１０２上において、抵抗値Ｒ０と抵抗値Ｒ１との間の領域（ＦＰＣ８６から１番目の抵抗器１０４までの領域ＡＲ）を領域ＡＲ０、抵抗値Ｒ１と抵抗値Ｒ２との間の領域（１番目の抵抗器１０４から２番目の抵抗器１０４までの領域）を領域ＡＲ１、・・・、抵抗値Ｒｉと抵抗値Ｒｉ＋１との間の領域（ｉ番目の抵抗器１０４からｉ＋１番目の抵抗器１０４までの領域）を領域ＡＲｉ、・・・抵抗値Ｒｎと先端との間の領域（ｎ番目の抵抗器１０４から解放端までの領域）を領域ＡＲｎとする。
【００７２】
なお、ＦＰＣ８６の配線抵抗は、ＦＰＣ８６の短絡時及び検知配線１０２の領域ＡＲ０の短絡時の過電流保護を図る機能を含んでおり、例えば、ＦＰＣ８６上の配線抵抗に替えて、ＦＰＣ８６の接続されるシステム制御部３２側に、抵抗値Ｒ０に対応する抵抗器を設けても良く、また、他の手段によりＦＰＣ８６又は領域ＡＲ０の短絡時の過電流保護が図られていれば抵抗値Ｒ０の抵抗器を省略してもよい。
【００７３】
検知回路１００では、検知配線１０２Ａ、１０２Ｂの間で短絡及び絶縁不良が生じていない状態で、検知配線１０２Ａ、１０２Ｂの先端（解放端）を短絡した場合、抵抗値Ｒｚが（１）式で表される。なお、ＣＲ（０〜ｎ)は、抵抗値Ｒ０〜Ｒｎを直列接続した合成抵抗値を示す。
【００７４】
【数１】
2014233971.tif 000003
【００７５】
一方、検知回路１００は、ヘッド基板５２にインクなどの水分が付着し、検知配線１０２（検知配線１０２Ａと検知配線１０２Ｂとの間）が領域ＡＲ０〜領域ＡＲｎの何れかで短絡などが生じることで、当該領域ＡＲにおいて、一対の検知配線１０２Ａ、１０２Ｂが導通状態となる。検知回路１００は、水分が付着した検知配線１０２の領域ＡＲに応じた抵抗値Ｒｚが生じる。例えば、図９(Ａ）に示すように、領域ＡＲｉで検知配線１０２Ａ、１０２Ｂに短絡が生じると、検知回路１００は、抵抗値Ｒ０〜Ｒｉの各々の抵抗器１０４及び短絡抵抗値Ｒｓの抵抗器とが直列接続された状態となる。なお、Ｒｓは、短絡時の抵抗値（短絡抵抗値）を示し、短絡抵抗値Ｒｓは、例えば、数Ωから十数Ω程度となる。
【００７６】
この場合、検知回路１００の抵抗値Ｒｚ（Ｒｚｉ）は、（２）式で表される。また、抵抗値Ｒ０〜Ｒｉの合成抵抗値ＣＲ（０〜ｉ）を用いると、（２）式は、（３）式に置き換えられる。
【００７７】
【数２】
2014233971.tif 000004
【００７８】
ヘッド基板５２に水分が付着した場合、付着領域が、ヘッド基板５２上で拡がる可能性がある。水分の付着領域は、例えば、領域ＡＲｉから、この領域に隣接する領域ＡＲｉ＋１、及びＡＲｉ−１等に拡がる。
【００７９】
例えば、図９（Ｂ）に示すように、ヘッド基板５２上で水分の付着領域が、領域ＡＲｉから領域ＡＲｉに隣接する領域ＡＲｉ＋１に拡がった場合、検知回路１００は、抵抗値Ｒｉ＋１の抵抗器１０４と短絡抵抗値Ｒｓの抵抗器とが直列接続され、この抵抗器に短絡抵抗値Ｒｓの抵抗器が並列接続され、さらに、抵抗値Ｒ０〜Ｒｉの抵抗器１０４の各々が直列接続された状態となる。ここから、検知回路１００の抵抗値Ｒｚ（Ｒｚ（ｉ、ｉ＋１））は、（４）式及び（５）式で表される。
【００８０】
また、図９（Ｃ）に示すように、ヘッド基板５２上で水分の付着領域が、領域ＡＲｉから領域ＡＲｉに隣接する領域ＡＲｉ−１に拡がった場合、検知回路１００は、抵抗値Ｒｉの抵抗器１０４と短絡抵抗値Ｒｓの抵抗器とが直列接続され、この抵抗器に短絡抵抗値Ｒｓの抵抗器が並列接続され、さらに、抵抗値Ｒ０〜Ｒｉ−１の抵抗器１０４の各々が直列接続された状態となる。ここから、検知回路１００の抵抗値Ｒｚ（Ｒｚ（ｉ−１、ｉ））は、（６）式及び（７）式で表される。
【００８１】
【数３】
2014233971.tif 000005
【００８２】
ここで、（２）式と（４）式との相違は、第２項にあり、（４）式の第２項の抵抗値は、（２）式の第２項の抵抗値（短絡抵抗値Ｒｓ）に満たないことを示す。なお、領域ＡＲｉに加えて、検知配線１０２の最先端の領域ＡＲｎに短絡が生じた場合においても、抵抗値Ｒｚの低下は、短絡抵抗値Ｒｓに満たない範囲となる。
【００８３】
また、（２）式と（６）式との大きな相違は、第１項にあり、（６）式の第１項は、（２）式の第１項と比較して、抵抗値が抵抗値Ｒｉだけ減少していることを示す。
【００８４】
従って、抵抗値Ｒｚが変化し、かつその変化が抵抗値Ｒｓに満たない範囲（数Ω）であれば、領域ＡＲｉより検知配線１０２の延設方向の下流側に水分の付着が拡がっていると判定することができる。また、抵抗値Ｒｚの変化が抵抗値Ｒｉに近い値であれば、領域ＡＲｉより検知配線１０２の延設方向の上流側に水分が拡がっていると判定することができ、かつ、その抵抗値Ｒｚから、短絡状態となっている最上流の領域ＡＲ（（検知配線１０２の延設方向の最も上流側。ここでは、領域ＡＲｉ−１）を特定することができる。
【００８５】
検知配線１０２Ａ、１０２Ｂ間に絶縁不良が生じた場合、検知配線１０２Ａ、１０２Ｂの間に電流リークが生じる。一般に、絶縁不良における電流リーク時の抵抗値（以下、リーク抵抗値ＲＬとする）は、数ＭΩとされている。ＦＰＣ８６の配線抵抗を含む抵抗器１０４の抵抗値Ｒ０〜Ｒｎは、各々がリーク抵抗値ＲＬよりも小さく、かつ、総和（合成抵抗値ＣＲ（０〜ｎ））もリーク抵抗値ＲＬに対して小さいことが好ましい。また、抵抗値Ｒ０〜Ｒｎの各々は、短絡抵抗Ｒｓよりも大きい抵抗値（少なくとも抵抗値Ｒｓの十倍以上の抵抗値）とすることが好ましい。
【００８６】
ここから、抵抗値Ｒ０〜Ｒｎの各々は、１０３Ω（１ｋΩ）以下であることが好ましく、第１の実施形態では、一例として、１回線（１つの検知回路１００）当たりの抵抗器１０４の数を４０個〜５０個とし、抵抗値Ｒ０〜Ｒｎ＝１００Ωとしている。なお、抵抗値Ｒ０〜Ｒｎは、その値が同じであることが抵抗器１０４の管理、ヘッド基板５２への装着と共に、抵抗値Ｒｚの演算の簡略化の上で好ましいが、異なる値を含んでもよい。また、第１の実施形態では、検知配線１０２Ａ、１０２Ｂの先端を解放端としているが、検知配線１０２Ａ、１０２Ｂの先端を接続してもよい。この場合、抵抗値Ｒｎとなる最終端の抵抗器１０４を終端抵抗器として用い、抵抗値Ｒｎの抵抗器１０４により検知配線１０２Ａ、１０２Ｂを接続することが好ましく、これにより、検知配線１０２Ａ、１０２Ｂは、領域ＡＲ０〜ＡＲｎ−１に分割される。
【００８７】
図６に示すように、ヘッド基板５２には、一例として、ヘッド基板５２のノズル領域８０内に、圧電素子４６の矢印Ｖ方向に沿う配列単位で、配列方向の先端側（延設部８２と反対側）に抵抗器１０４が設けられている。また、ヘッド基板５２には、延設部８２内において、予め設定された間隔又は予め設定された位置に抵抗器１０４が設けられている。ヘッド基板５２は、検知配線１０２の領域Ｒ０〜Ｒｎの各々に対応する領域が、検知配線１０２の形成位置及び抵抗器１０４の取り付け位置によって特定される。なお、ヘッド基板５２上で検知配線１０２を分割する位置及び分割数は、任意に設定することができる。
【００８８】
図１０に示すように、画像形成装置１０には、ヘッド基板５２に対する環境状態判定部１１０が形成されている。環境状態判定部１１０は、ヘッド基板５２毎に設けた検知回路１００を用いる。なお、環境状態判定部１１０は、各ヘッド基板５２の各々に対して同様の構成となっており、以下では、一つの検知回路１００例に説明する。
【００８９】
第１の実施形態において、環境状態判定部１１０は、判定する環境状態として、記録ヘッド３０のヘッド基板５２上にインクなどの水分が付着したか否かを含む。また、環境状態判定部１１０は、ヘッド基板５２に水分が付着したと判定した際、ヘッド基板５２上の水分の付着部位を特定する。なお、環境状態判定部１１０は、判定する環境として、ヘッド基板５２の環境湿度がヘッド基板５２上に形成した複数の駆動配線７６の間で絶縁不良を生じさせ、圧電素子４６の寿命に影響を及ぼす高湿度の環境となっているか否かを含んでも良い。
【００９０】
環境状態判定部１１０は、検知部１１２、抵抗値演算部１１４、及び判定部１１６を含む。また、環境状態判定部１１０は、判定部１１６の判定結果を報知する報知部１１８を含む。
【００９１】
検知回路１００が接続された検知部１１２は、検知配線１０２Ａに予め設定された電圧（例えば、電源電圧Ｖｃｃ）を印加し、検知配線１０２Ｂを接地している。検知部１１２は、電流検出回路１２０、及び電圧検出回路１２２を備え、電流検出回路１２０は、検知配線１０２Ａに接続されて、検知回路１００を流れる電流値（電流Ｉｓ）を検出する。また、電圧検出回路１２２は、検知回路１００に印加される電圧（電圧値）Ｖｓを検出する。なお、検知回路１００に印加する電圧が予め設定されている定電圧（例えば、電源電圧Ｖｃｃ）である場合、電圧検出回路１２２を省略し、電圧Ｖｓとして電源電圧Ｖｃｃ（Ｖｓ＝Ｖｃｃ）を用いてもよい。なお、環境状態判定部１１０に複数の検知回路１００を接続する場合、少なくとも電流検出回路１２０を備える検知部１１２を検知回路１００の各々に対して設ければ良い。
【００９２】
抵抗値演算部１１４には、電流Ｉｓ、及び電圧Ｖｓが入力される。なお、抵抗値演算部１１４には、例えば、電流Ｉｓ及び電圧Ｖｓがアナログ-デジタル変換器（ＡＤＣ）によりデジタルデータに変換されて入力される。抵抗値演算部１１４は、電流Ｉｓ及び電圧Ｖｓから、検知回路１００の抵抗値Ｒｚを演算する。
【００９３】
判定部１１６は、抵抗値演算部１１４で演算された抵抗値Ｒｚに基づいてヘッド基板５２上に水分が付着したか否かを判定する。また、判定部１１６は、ヘッド基板５２上に水分が付着していると判定した場合、水分が付着した検知配線１０２上の領域ＡＲを特定する。判定部１１６は、検知配線１０２の領域ＡＲを判定することで、ヘッド基板５２上の検知配線１０２の経路及び各抵抗器１０４の位置から、ヘッド基板５２上の水分の付着領域を特定する。
【００９４】
報知部１１８は、判定部１１６の判定結果を、例えば、システム制御部３２に設けているＵＩ３８のディスプレイに表示するなどして画像形成装置１０の使用者或いは管理者に報知する。また、システム制御部３２は、判定部１１６の判定結果に基づいて予め設定されている処理を実行する。
【００９５】
以下に、第１の実施形態の作用として環境状態判定部１１０の処理の一例を説明する。
図１１には、環境状態判定部１１０が検知回路１００を用いて実行する短絡検知処理の一例を示す。短絡検知処理は、画像形成装置１０の電源投入時、画像形成装置１０の稼働中における画像形成処理の待機時の予め設定した時間間隔、画像データに基づいた画像形成処理の開始時、画像データに基づいた画像形成処理の終了時、及び画像データに基づいた画像形成処理中において予め設定されている時間間隔などの予め設定されたタイミングで実行される。また、短絡検知処理は、画像形成装置１０の製造時の動作試験の際に実行されてもよい。
【００９６】
図１１のフローチャートでは、最初のステップ２００で電流検出回路１２０により検出される検知回路１００の電流Ｉｓを読み込む。また、ステップ２００では、検知回路１００に印加されている電圧Ｖｓを読み込む。次のステップ２０２では、電流Ｉｓが検知されたか否かを判定する。ここで、検知回路１００は、検知配線１０２Ａ、１０２Ｂの先端が解放されており、検知配線１０２Ａ、１０２Ｂの間に短絡が生じていない場合、電流ＩｓがＩｓ＝０と見なされ、ステップ２０２で否定判定して処理を終了する。
【００９７】
なお、第１の実施形態における短絡検知において、電流Ｉｓ＝０と見なされる条件としては、例えば、検知配線１０２Ａ、１０２Ｂ間の絶縁抵抗（リーク抵抗値ＲＬ）が十ＭΩ以上となっている場合の電流値を基準値として、電流Ｉｓが基準値より少ない場合を含む。また、このフローチャートでは、一例として検知配線１０２の短絡を検知しており、ステップ２０２では、電流Ｉｓが予め設定されたしきい値Ｉｔｈより低いか否かを判定してもよい。この場合、しきい値Ｉｔｈは、例えば、抵抗値Ｒ０〜Ｒｎの合成抵抗値ＣＲ（０〜ｎ）に短絡抵抗値Ｒｓを直接接続した際の電流値を用いることができる。
【００９８】
一方、検知配線１０２上の領域ＡＲ０〜ＡＲｎの何れかに水分が付着し、検知配線１０２Ａ、１０２Ｂの間に短絡抵抗値Ｒｓが生じると、電流Ｉｓが検出される。この際、電流Ｉｓは、しきい値Ｉｔｈ以上となる（Ｉｓ≧Ｉｔｈ）。
【００９９】
これにより、ステップ２０２で肯定判定してステップ２０４へ移行する。このステップ２０４では、電流Ｉｓ及び電圧Ｖｓに基づいて、検知回路１００の抵抗値Ｒｚを演算する。次のステップ２０６では、演算された抵抗値Ｒｚ、検知回路１００の各抵抗器１０４の抵抗値Ｒ０〜Ｒｎに基づき、短絡が発生した領域ＡＲｉを特定する。なお、電流Ｉｓの判定を行わず（ステップ２０２の処理を省略）、電流湯Ｉｓ及び電圧Ｖｓから検知回路１００の抵抗値Ｒｚを演算し、演算した抵抗値Ｒｚから短絡の発生の有無を判定するようにしても良い。この場合、例えば、抵抗値Ｒｚが合成抵抗値ＣＲ（０〜ｎ）以下（Ｒｚ≦ＣＲ（０〜ｎ））であれば短絡が発生していると判定すれば良い。
【０１００】
検知回路１００において検知配線１０２上の領域ＡＲｉに短絡が生じた場合、抵抗値Ｒｚ（Ｒｚｉ）は、（２）式により得られる。
【０１０１】
【数４】
2014233971.tif 000006
【０１０２】
ここで、（２）式の右辺の第１項は、抵抗値Ｒ０〜Ｒｉまでの合成抵抗値であり、また、（２）式の第２項の値は、抵抗値Ｒ０〜Ｒｎよりも小さい短絡抵抗値Ｒｓであることから、領域ＡＲｉに短絡が生じた場合、抵抗値Ｒｚｉは、抵抗値Ｒ０〜Ｒｉ−１の合成抵抗値ＣＲ（０〜ｉ−１）より大きく、抵抗値Ｒ０〜Ｒｉ＋１の合成抵抗値ＣＲ（０〜ｉ＋１）より小さくなる。
【０１０３】
従って、演算した抵抗値Ｒｚから、検知配線１０２上の領域ＡＲ０〜ＡＲｎの何れかで短絡が発生したか否かを判定することができ、かつ、短絡した検知配線１０２上の領域ＡＲｉを特定することができる。また、検知配線１０２上の領域ＡＲｉから、領域ＡＲｉに対応するヘッド基板５２上の領域を特定することができる。なお、抵抗値Ｒ０〜Ｒｎが予め定まっていることから、抵抗値Ｒｚ０〜Ｒｚｎのテーブルを作成しておき、このテーブルを参照して、短絡が生じた領域ＡＲｉを特定するようにしてもよい。
【０１０４】
短絡が生じた領域ＡＲｉを特定すると、次のステップ２０８では、画像形成装置１０のＵＩ３８に設けているディスプレイに表示を行うなどして、ヘッド基板５２上への水分の付着発生及び水分の付着領域を示す短絡情報を報知する。また、ステップ２１０では、短絡情報をＨＤＤ３６等に検知履歴として格納して保持する。この短絡情報には、水分が付着したヘッド基板５２が、記録ヘッド３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋの何れに設けられているかを示すヘッド基板５２の特定情報を含む。
【０１０５】
この後、画像形成装置１０の稼働が継続していると、ステップ２１２では、電流検出回路１２０により検出される電流Ｉｓを読み込み、次のステップ２１４では、抵抗値Ｒｚを演算する。また、ステップ２１６では、演算結果に基づいて、抵抗値Ｒｚが低下したか否かを確認する。さらに、抵抗値Ｒｚが低下し、ステップ２１６で肯定判定されると、ステップ２１８では、水分の付着の拡がり方向を判定する。
【０１０６】
ヘッド基板５２にインク等の水分が付着した場合、水分の付着した領域が拡がる可能性がある。ここから、例えば、検知配線１０２上の領域ＡＲｉに加え、領域ＡＲｉ＋１に水分の付着が拡がった場合、抵抗値Ｒｚ（ｉ、ｉ＋１）は、（４）式で表される。また、検知配線１０２上の領域ＡＲｉに加え、領域ＡＲ（ｉ−１）に水分が拡がった場合、抵抗値Ｒｚ（ｉ−１、ｉ）は、（６）式で表される。
【０１０７】
【数５】
2014233971.tif 000007
【０１０８】
ここから、検知回路１００の抵抗値Ｒｚが変化し、変化値が短絡抵抗値Ｒｓに満たない場合、水分の付着領域が検知配線１０２の延設方向の下流側の領域ＡＲであると判定することができる。また、抵抗値Ｒｚの変化値が、抵抗値Ｒｉに近ければ、水分の付着領域が検知配線１０２の延設方向の上流側の領域ＡＲに拡がったと判定することができる。また、水分の付着領域が検知配線１０２の延設方向の上流側の領域に拡がった場合、演算された抵抗値Ｒｚから新たに水分の付着した領域ＡＲを特定することができる（（６）式及び（７）式の右辺の第１項参照）。
【０１０９】
次のステップ２２０では、ステップ２１８の判定結果に基づいて、ヘッド基板５２上の水分の付着領域が拡がったこと示す拡大情報を報知する。また、ステップ２２２では、水分の付着領域が拡がったこと拡大情報を含めた短絡情報をＨＤＤ３６に格納する。
【０１１０】
一方、ヘッド基板５２上の検知配線１０２の短絡を検知した場合、各種の処理を行うことができる。図１２には、記録ヘッド３０に設けている複数のヘッド基板５２の何れかに検知配線１０２の短絡発生を検知した場合の処理の一例を示す。
【０１１１】
このフローチャートは、最初のステップ２３０において、何れかのヘッド基板５２に検知配線１０２の短絡が検知されたか否かを確認する。ここで、例えば、図１１のステップ２０２〜２０６が実行されて短絡が検知された場合、ステップ２３０で肯定判定してステップ２３２へ移行する。このステップ２３２では、短絡情報を読み込み、次のステップ２３４では、短絡情報からヘッド基板５２が記録ヘッド３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋの何れに設けられたヘッドモジュール５０のヘッド基板５２であるかを特定する。
【０１１２】
次のステップ２３６では、領域ＡＲｉに対応するヘッド基板５２上の領域が、画像形成に影響を与える領域か否かを確認する。即ち、図５に示すように、記録ヘッド３０では、矢印Ｈ方向の両端部に非画像形成領域ＡＰが設けられている。水分が付着したと判定されたヘッド基板５２の領域が、非画像形成領域ＡＰであれば、画像形成を継続することができる。
【０１１３】
ここから、図１２のフローチャートでは、短絡が検知された検知配線１０２の領域ＡＲｉが、記録ヘッド３０の非画像形成領域ＡＰに対応する領域であれば、ステップ２３６で肯定判定して、ステップ２３８へ移行する。このステップ２３８では、当該領域の動作のみを停止状態にして、画像形成処理を継続するように設定する。なお、画像形成処理を継続する場合、ヘッド基板５２上の水分の付着領域の監視を継続し、水分の付着領域が画像形成領域ＨＰに入り込んだ場合、ステップ２３６で否定判定する。
【０１１４】
これに対し、短絡が検知された検知配線１０２の領域ＡＲｉが、ヘッド基板５２のノズル領域８０内であり、かつ画像形成領域ＨＰ内であれば、ステップ２３６で否定判定して、ステップ２４０へ移行する。このステップ２４０では、例えば、記録用紙Ｗに形成する画像の品質低下を生じさせる可能性があり、画像形成処理を中止するように促すメッセージを報知する。これと共に、ステップ２４０では、記録ヘッド３０等のメンテナンスを促すメッセージを報知する。
【０１１５】
なお、ステップ２４０で報知するメッセージは、ＵＩ３８のディスプレイに表示するのみで無く、例えば、画像形成装置１０にネットワーク接続されている画像処理端末、画像形成装置１０の管理者にメール等により報知するようにしてもよい。また、画像形成装置１０に、画像形成装置１０のメンテナンスを担うサーバが接続されている場合、当該サーバに短絡の発生を報知してメンテナンスを促すようにしてもよい。
【０１１６】
また、図６及び図７に示すように、ヘッド基板５２のノズル領域８０では、矢印Ｖ方向に沿う圧電素子４６の一配列が２つの領域ＡＲ（例えば、領域ＡＲｉ−１と領域ＡＲｉとに囲われており、このような二つの領域ＡＲに跨って水分の付着が検出された場合、圧電素子４６に水分が付着している可能性が高くなる。
【０１１７】
ここから、システム制御部３２は、環境状態判定部１１０により、少なくとも２つの領域ＡＲに跨って水分の付着が検出された場合、実行中の画像形成処理が終了した後、或いは予め設定した時間が経過した後などの予め設定したタイミングで画像形成装置１０の動作を停止する。
【０１１８】
画像形成装置１０において、記録ヘッド３０のメンテナンスを行う際、ＨＤＤ３６に格納されている短絡情報を読み出すことで、記録ヘッド３０に対するメンテナンスが必要であることを的確に判断することができ、また、メンテナンスを必要とする記録ヘッド３０のヘッド基板５２を的確に特定することができる。更に、ＨＤＤ３６に格納した短絡情報を用いることで、ヘッド基板５２上のメンテナンスが必要な領域を特定することができる。
【０１１９】
また、画像形成装置１０では、記録ヘッド３０を複数のヘッドモジュール５０を用いて形成しており、メンテナンスが必要なヘッド基板５２が特定されることで、当該ヘッド基板５２を、例えば、ヘッドモジュール５０の単位で的確に交換することができ、メンテナンスが極めて容易となる。
【０１２０】
なお、環境状態判定部１１０を備える画像形成装置１０は、何れかのヘッド基板５２に水分の付着が検出された場合、この検出結果に基づいた各種の処理を行うことができる。
【０１２１】
画像形成装置１０が、例えば、ヒータ等を用いて空気を加熱することで乾燥風を生成する乾燥手段を備える場合、ヘッド基板５２への水分の付着が検出されたときに、乾燥手段を作動させてヘッド基板５２上に付着した水分の除去を行う。
【０１２２】
また、検知回路１００の抵抗値Ｒｚから検知配線１０２の短絡状態を解消されたか否かの確認を行うことができるので、この確認結果に基づいて乾燥手段の動作を停止できるので、不必要に乾燥手段を作動することによる電力消費を抑制することができる。なお、第１の実施形態に係る検知回路１００は、検知配線１０２Ａ、１０２Ｂの先端を解放しているので、非短絡状態では電力消費が抑制される。
【０１２３】
〔第２の実施形態〕
次に第２の実施形態を説明する。なお、第２の実施形態の基本的構成は、前記した第１の実施形態と同じであり、第２の実施形態において、第１の実施形態と同一の機能部品については、第１の実施形態と同一の符号を付与してその説明を省略する。
【０１２４】
インクジェット方式の画像形成装置１０では、環境温度Ｔに応じてインク液の粘度等が変化する。このインク液の粘度の変化は、ノズル６０から吐出されるインクの量（インク滴の大きさ）を変化させ、記録用紙Ｗ形成される画像の画質に影響を生じさせることがある。
【０１２５】
第２の実施形態において画像形成装置１０は、記録ヘッド３０のヘッド基板５２の環境温度Ｔを検出し、検出した環境温度Ｔに基づいて、圧電素子４６を駆動するための駆動電圧（電圧波形）を補正する。この際、画像処理部４４は、環境温度Ｔに応じて補正した駆動電圧が得られる駆動信号を生成して駆動回路４８（駆動ＩＣ８４）へ出力する。なお、環境温度Ｔに応じて駆動電圧を補正する構成は、公知の構成を適用でき、以下では、その説明を省略する。
【０１２６】
図１３に示すように、第２の実施形態に係るヘッド基板５２Ａには、環境温度Ｔを検出する温度センサ１３０が設けられ、検知回路１００Ａには、温度センサ１３０が接続されている。この温度センサ１３０としては、例えば、温度に応じて抵抗値ＲＴＨが変化するサーミスタが用いられる。なお、温度センサ１３０は、記録ヘッド３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋに設けられる複数のヘッド基板５２のうちの何れか少なくとも一つのヘッド基板５２に設ければ良い。以下では、温度センサ１３０を設けたヘッド基板５２Ａについて説明する。
【０１２７】
検知回路１００Ａは、一例として、ターミナル９０Ａ、９０Ｂと１番目の抵抗器１０４（抵抗値Ｒ１の抵抗器１０４）との間において、検知配線１０２Ａ、１０２Ｂの間に温度センサ１３０が接続されている。なお、検知回路１００Ａは、例えば、温度センサ１３０と１番目の抵抗器１０４との間が領域ＡＲ０となっている。
【０１２８】
検知回路１００Ａは、領域ＡＲ０〜ＡＲｎの何れにおいても検知配線１０２Ａ、１０２Ｂ間に短絡状態が生じていない場合、抵抗値Ｒｚが、（８）式で表れる。検知回路１００Ａにおいて抵抗値Ｒ０が既知であることから、環境温度に応じて変化する温度センサ１３０の抵抗値ＲＴＨは、（９）式に示すように、検知回路１００Ａの抵抗値Ｒｚから求められる。
【０１２９】
【数６】
2014233971.tif 000008
【０１３０】
ここで、温度センサ１３０として用いるサーミスタは、予め設定されたサーミスタ定数（Ｂ定数）に基づき、抵抗値ＲＴＨが温度上昇に応じて低下し、抵抗値ＲＴＨと温度センサ１３０の特性（温度−抵抗値特性）から環境温度Ｔを特定することができる。
【０１３１】
この際、温度センサ１３０（サーミスタ）が、２０°Ｃにおいて抵抗値ＲＴＨ＝４０ＫΩ、６０°Ｃにおいて抵抗値ＲＴＨ＝５ＫΩと設定されている場合、温度センサ１３０の抵抗値ＲＴＨは、２０°Ｃ〜６０°Ｃの温度範囲において、ＲＴＨ＝４０ｋ〜５ｋΩであり、かつＢ定数に応じて変化する。
【０１３２】
検知回路１００Ａにおいて、検知配線１０２Ａ、１０２Ｂの先端を短絡した場合、抵抗値Ｒ１〜Ｒｎを直列接続した回路と温度センサ１３０とが並列接続した回路となる。この場合の検知回路１００Ａの抵抗値Ｒｚは、(１０)式により示される。
【０１３３】
また、温度センサ１３０と１番目の抵抗器１０４との間の領域ＡＲ０が短絡状態となった場合、検知回路１００Ａには、短絡抵抗値Ｒｓの抵抗器と温度センサ１３０とが並列接続される。従って、領域ＡＲ０が短絡状態となった場合、検知回路１００Ａの抵抗値Ｒｚ（Ｒｚ０）は、（１１）式で表される。
【０１３４】
【数７】
2014233971.tif 000009
【０１３５】
一方、図１４（Ａ）に示すように検知回路１００Ａにおいて、領域ＡＲｉが短絡状態となると、温度センサ１３０には、抵抗値Ｒ１〜Ｒｉの各々の抵抗器１０４に短絡抵抗値Ｒｓの抵抗器が直列接続された回路が並列に接続される。
【０１３６】
また、図１４（Ｂ）に示すように、検知回路１００Ａにおいて、領域Ｒｉ及び領域Ｒｉ＋１が短絡状態となると、抵抗値Ｒｉ＋１の抵抗器１０４と短絡抵抗値Ｒｓの抵抗器との直列接続回路に短絡抵抗値Ｒｓの抵抗器が並列接続し、かつ抵抗値Ｒ１〜Ｒｎの各々の抵抗器１０４を直列接続した回路が形成され、この回路が温度センサ１３０に並列接続する。更に、図１４（Ｃ）に示すように、検知回路１００Ａにおいて、領域Ｒｉ及び領域Ｒｉ−１が短絡状態となると、抵抗値Ｒｉと短絡抵抗値Ｒｓとの直列接続回路に短絡抵抗値Ｒｓの抵抗器が並列接続し、かつ抵抗値Ｒ１〜Ｒｉ−１の各々の抵抗器１０４が直列接続した回路が形成され、この回路が温度センサ１３０に並列接続する。
【０１３７】
従って、検知回路１００Ａの領域ＡＲ１〜ＡＲｎの間の領域ＡＲｉにおいて検知配線１０２Ａ、１０２Ｂに水分が付着して短絡状態となった場合、抵抗値Ｒｚ（Ｒｚｉ）は、（１２）式により表される。また、検知回路１００Ａの領域ＡＲｉに付着した水分が領域ＡＲｉ＋１に拡がった場合、抵抗値Ｒｚ（Ｒｚ（ｉ、ｉ＋１））は、（１３）式により表される。さらに、検知回路１００Ａの領域ＡＲｉに付着した水分が領域ＡＲｉ−１に広がった場合、抵抗値Ｒｚ（Ｒｚ（ｉ−１、ｉ））は、（１４）式により表される。
【０１３８】
【数８】
2014233971.tif 000010
【０１３９】
従って、抵抗値Ｒ１〜Ｒｎの合成抵抗値ＣＲ（１〜ｎ）を、例えば、温度センサ１３０により検知する温度範囲における抵抗値ＲＴＨの最低値ＲＴＨＬ（例えば、ＲＴＨＬ＝５ｋΩ）と同様にするか、この抵抗値ＲＴＨＬより低くすることで、検知配線１０２Ａ、１０２Ｂ間の短絡状態の検知が容易となる。なお、本実施形態では、抵抗値Ｒ０〜Ｒｎの合成抵抗値ＣＲ（０〜ｎ）を５ｋΩ以下とするように、例えば、各抵抗器１０４の抵抗値Ｒ（Ｒ０〜Ｒｎ）を１００Ωとし、抵抗器１０４の数を５０以下としている。
【０１４０】
また、抵抗値Ｒｚ（ｉ、ｉ＋１）、抵抗値Ｒｚ（ｉ−１、ｉ）は、抵抗値Ｒｚｉより減少する。従って、抵抗値Ｒｚの変化から、少なくとも水分の付着領域が拡がったか否かを判定することが可能となる。更に、抵抗値Ｒｚ（ｉ−１、ｉ）は、抵抗値Ｒｚ（ｉ、ｉ＋１）より減少が大きくなることから、水分が検知配線１０２の延設方向の上流側に拡がったか又は下流側に拡がったかを判別することが可能なる。
【０１４１】
図１５には、第２の実施形態に係る環境状態判定部１３２の一例を示す。環境状態判定部１３２は、検出部１１２、抵抗値演算部１３４、判定部１３６、及び報知部１１８に加え、温度検出部１３８を備え、検知回路１００Ａを用いた環境状態の判定、及び温度センサ１３０を用いたヘッド基板５２（記録ヘッド３０）の環境温度Ｔの検出を行う。抵抗値演算部１３４は、検知回路１００Ａの電流Ｉｓ及び電圧Ｖｓに基づいて、検知回路１００Ａの抵抗値Ｒｚを演算する。
【０１４２】
判定部１３６は、演算された抵抗値Ｒｚに基づいて、検知配線１０２Ａ、１０２Ｂに短絡が生じているか否かを判定し、演算された抵抗値Ｒｚが予め設定された抵抗値ＲＴＨＬ以上（Ｒｚ≧ＲＴＨＬ）の場合、短絡が生じていないと判定し、演算した抵抗値Ｒｚを温度検出部１３８へ出力する。温度検出部１３８は、抵抗値Ｒｚ及び抵抗値Ｒ０に基づいて温度センサ１３０の抵抗値ＲＴＨを演算し、この抵抗値ＲＴＨを環境温度Ｔに換算する。システム制御部３２に設けた画像処理部４４は、この環境温度Ｔに基づいて補正した駆動電圧に応じた駆動信号を生成する。
【０１４３】
また、判定部１３６は、検知配線１０２Ａ、１０２Ｂの間に短絡が発生していると判定すると、前回演算された抵抗値Ｒｚ（以下、抵抗値Ｒｚｍとする）を用いて短絡が発生した領域ＡＲｉを特定する。
【０１４４】
以下に、図１６を参照しながら、検知回路１００Ａを用いた環境温度Ｔ及び水分の付着による短絡検知処理を説明する。以下で説明する処理は、画像形成装置１０において、少なくとも環境温度Ｔを検出する期間などに、予め設定された時間間隔で実行される。なお、画像形成装置１０の製造時の動作試験の際に実行されても良い。
【０１４５】
図１６のフローチャートでは、最初のステップ２５０で電流Ｉｓ、及び電圧Ｖｓを読み込み、次のステップ２５２では、電流Ｉｓ及び電圧Ｖｓに基づき、検知回路１００Ａの抵抗値Ｒｚを演算する。
【０１４６】
次のステップ２５４では、演算した抵抗値Ｒｚが温度センサ１３０の特性によって定まる範囲か否かを確認する。ここで、例えば、演算した抵抗値Ｒｚが温度センサ１３０の特性により定めた抵抗値ＲＴＨＬ以上（Ｒｚ≧ＲＴＨＬ）であれば、ステップ２５４で肯定判定してステップ２５６へ移行する。
【０１４７】
ステップ２５６では、抵抗値Ｒｚを抵抗値Ｒｚｍとして図示しないメモリ（又はＨＤＤ３６）に格納することで、抵抗値Ｒｚｍを更新する。これと共に、ステップ２５６では、抵抗値Ｒｚと抵抗値Ｒ０に基づいて、温度センサ１３０の抵抗値ＲＴＨを演算する。次のステップ２５８では、抵抗値ＲＴＨを温度センサ１３０の特性（温度−抵抗値特性）に基づいて設定したテーブルを用いて環境温度Ｔに換算し、得られた環境温度Ｔを画像処理部４４へ出力する。
【０１４８】
これに対して、演算した抵抗値Ｒｚが温度センサ１３０の特性により定まる範囲を外れている場合（例えば、Ｒｚ＜ＲＴＨＬ）、ステップ２５４において否定判定されてステップ２６０へ移行する。ステップ２６０では、演算された抵抗値Ｒｚ、前回の抵抗値Ｒｚｍ、及び検知回路１００Ａの各抵抗器１０４の抵抗値Ｒ０〜Ｒｎに基づき、短絡が発生した領域ＡＲｉを特定する。
【０１４９】
ここで、検知回路１００Ａにおいて、検知配線１０２の領域ＡＲ０（ｉ＝０）が短絡状態となった場合、抵抗値Ｒｚ（Ｒｚ０）は、（１１）式から得られる。また、検知配線１０２上の領域ＡＲ１から領域ＡＲｎまでの間（１≦ｉ≦ｎ）の領域ＡＲｉおいて短絡状態となった場合の抵抗値Ｒｚ（Ｒｚｉ）は、（１２）式で示される。
【０１５０】
画像形成装置１０内において、過熱等の異常が生じていない場合、温度センサ１３０の抵抗値ＲＴＨの変化は少ないと見なすことができる。前回の検出回路１００Ａの抵抗値Ｒｚｍを用いることで、抵抗値Ｒｚから短絡が生じて領域ＡＲｉを特定することができる。
【０１５１】
短絡が生じた領域ＡＲｉを特定すると、次のステップ２６２では、画像形成装置１０のＵＩ３８に設けているディスプレイに予め設定した表示を行うなどして、ヘッド基板５２上への水分の付着発生及び水分の付着領域を示す短絡情報を報知する。また、ステップ２６４では、短絡情報をＨＤＤ３６等に履歴として格納して保持する。
【０１５２】
この後、ステップ２６６では、検知回路１００Ａの電流Ｉｓを読み込み、次のステップ２６８では、抵抗値Ｒｚを演算する。また、ステップ２７０では、演算結果に基づいて、抵抗値Ｒｚが低下したか否かを確認する。
【０１５３】
ここで、新たに検出した電流値Ｉｓから得られた抵抗値Ｒｚが低下すると、ステップ２７０で肯定判定されステップ２７２へ移行する。ステップ２７２では、水分の付着の拡がり方向を判定する。例えば、検知配線１０２上の領域ＡＲｉに加え、領域ＡＲｉ＋１に水分の付着が拡がった場合、抵抗値Ｒｚ（ｉ、ｉ＋１）は、（１３）式で表される。また、検知配線１０２上の領域ＡＲｉに加え、領域ＡＲ（ｉ−１）に水分が拡がった場合、抵抗値Ｒｚ（ｉ−１、ｉ）は、（１４）式で表される。
【０１５４】
検知配線１０２上の領域ＡＲｉ及び領域ＡＲｉ＋１に水分が付着した場合、演算された抵抗値Ｒｚ（ｉ、ｉ＋１）は、短絡抵抗値Ｒｓに応じて抵抗値Ｒｚｉより減少する。また、領域ＡＲｉ及び領域ＡＲｉ−１に水分が付着した場合、演算された抵抗値Ｒｚ（ｉ−１、ｉ）は、抵抗値Ｒｉに応じて抵抗値Ｒｚｉより減少する。従って、抵抗値Ｒｚの変化から水分の付着領域が拡がったか否かを判定することができ、また、その変化量から検知配線１０２の延設方向の下流側（解放端側）に拡がったか、上流側（ターミナル９０Ａ、９０Ｂ側）に拡がったかを判定することができる。
【０１５５】
ステップ２７２では、ステップ２７０の判定結果に基づいて、ヘッド基板５２上の水分の付着領域が拡がったことを報知する。また、ステップ２７４では、水分の付着領域が広がったことを示す拡大情報を含む短絡情報をＨＤＤ３６に格納する。
【０１５６】
従って、環境状態判定部１３２は、温度センサ１３０が設けられた検知回路１００Ａを用いて、環境温度Ｔの検出と共に、ヘッド基板５２Ａ上への水分の付着の有無、水分が付着した場合の付着した領域の特定を的確に行うことができる。
【０１５７】
第２の実施形態に適用した環境状態判定部１３２の判定結果に基づいて、前記した第１の実施形態と同様に各種の処理を行うことができる。
【０１５８】
〔第３の実施形態〕
次に第３の実施形態を説明する。なお、第３の実施形態の基本的構成は、前記した第１の実施形態と同じであり、第３の実施形態において、第１の実施形態と同一の機能部品については、同一の符号を付与してその説明を省略する。
【０１５９】
記録ヘッド３０のヘッド基板５２に設けている圧電素子４６は、水分の付着のみならず、高湿度環境下に曝されることで部品の所謂寿命が短縮する。また、圧電素子４６の寿命は、環境湿度Ｅｈが高いほど短縮されてしまう。これにより、ヘッド基板５２のメンテナンスを行うタイミングが早まる可能性が生じる。
【０１６０】
一般に、検知配線１０２Ａ、１０２Ｂ間には、絶縁抵抗（絶縁抵抗値ＲＬ）が存在するが、絶縁不良と判断されない通常状態では、絶縁抵抗値ＲＬが極めて高い値（数十ＭΩ以上）となっている。この場合、絶縁抵抗値ＲＬに起因する検知配線１０２Ａ、１０２Ｂ間の電流漏れ（リーク電流）は、極めて少なく実質的に無視できるものとなっている。
【０１６１】
これに対して、環境湿度Ｅｈが極めて高くなると、検知配線１０２Ａ、１０２Ｂ間の絶縁抵抗値ＲＬが低下し、リーク電流が無視できない程度に増加する（絶縁不良状態）。記録ヘッド３０においてヘッド基板５２の駆動配線７６の間に絶縁不良が生じた場合、例えば、駆動電極７４に印加する駆動電圧が変化し、液滴の吐出不良等が生じることがある。画像形成装置１０におけるインクの液滴の吐出不良は、記録用紙Ｗに形成する画像の画質低下を招く。第３の実施形態では、検知回路１００を用いることで、環境湿度Ｅｈの上昇に起因する画像形成装置１０の画質低下を抑制する。
【０１６２】
図１７に示すように、検知回路１００においては、検知配線１０２Ａ、１０２Ｂの各領域ＡＲ０〜ＡＲｎの各々に絶縁抵抗値ＲＬが存在する。この絶縁抵抗値ＲＬが低下することで、検知配線１０２Ａ、１０２Ｂ間には、絶縁抵抗値ＲＬに応じたリーク電流が生じて抵抗値Ｒｚが低下する。
【０１６３】
ここで、検知配線１０２Ａ、１０２Ｂの最先端（解放端側、１段目とする）の抵抗値Ｒｎの抵抗器１０４と領域ＡＲｎの絶縁抵抗値ＲＬを一つの抵抗値Ｚｎと見なすと、抵抗値Ｚｎ＝Ｒｎ＋ＲＬとなる。また、抵抗値Ｒｎ−１の抵抗器１０４と領域ＡＲｎ−１の絶縁抵抗値ＲＬと含めた２段目の抵抗値Ｚｎ−１は、（１５）式で表される。ここで、演算を簡略化するために、Ｒｎ＝Ｒｎ−１＝Ｒとすると、抵抗値Ｚｎ−１にたいしては（１６）式が得られる。
【０１６４】
また、絶縁抵抗値ＲＬに対して、抵抗値Ｒ０〜Ｒｎの各々が極めて小さく、実質的に無視できる値であれば、絶縁不良が生じた検知回路１００は、ｎ個の絶縁抵抗値ＲＬを並列接続した回路と見なすことができ、この場合、抵抗値Ｒｚは、（１７）式に示すように、Ｒｚ＝ＲＬ／ｎに近似する。
【０１６５】
【数９】
2014233971.tif 000011
【０１６６】
さらに、絶縁抵抗値ＲＬは、環境温度Ｔに応じて変化するが、抵抗値Ｒ０〜Ｒｎが一定であることから、検知回路１００における抵抗値Ｒｚに対する絶縁抵抗値ＲＬ−湿度Ｅｈ特性のテーブルを予め作成することで、検知回路１００の抵抗値Ｒｚから環境湿度Ｅｈを推定することができる。
【０１６７】
図１８には、検知回路１００を用いる環境状態判定部１５０を示す。環境状態判定部１５０は、検出部１１２、抵抗値演算部１５２、判定部１５４、及び報知部１１８を含む。また、環境状態判定部１５０は、参照データ記憶部１５６及び部品管理部１５８を含む。
【０１６８】
抵抗値演算部１５２は、電流Ｉｓ及び電圧Ｖｓに基づいて検知回路１００の抵抗値Ｒｚを演算する。判定部１５４は、抵抗値演算部１５２で演算された抵抗値Ｒｚに基づいて、検知回路１００の検知配線１０２Ａ、１０２Ｂ間に、環境湿度Ｅｈの上昇に起因する絶縁低下が生じているかを判定する。報知部１１８は、絶縁低下が生じていると判定された場合に、ＵＩ３８のディスプレイ等を用いて画像形成装置１０内の記録ヘッド３０の近傍の環境湿度Ｅｈが上昇していることを報知する。なお、抵抗値演算部１５４及び判定部１５６は、環境状態検出部１１０の抵抗値演算部１１４及び判定部１５６の機能を含んでも良い。
【０１６９】
参照データ記憶部１５６には、例えば、環境湿度Ｅｈに対する圧電素子４６の平均動作期間の短縮率を示す湿度特性情報が記憶される。環境湿度Ｅｈが適正な環境下において圧電素子４６の耐久試験を行うことで、適正な環境下において圧電素子４６が正常に動作する平均動作期間（寿命）が得られる。画像形成装置１０には、この平均動作期間に基づいて圧電素子４６又は圧電素子４６を形成したヘッド基板５２の使用推奨期間が設定される。画像形成装置１０は、使用推奨期間が満了するタイミングで、圧電素子４６又は圧電素子４６が設けられたヘッド基板５２の交換等のメンテナンスが行われることで、高品質の画像形成機能が維持される。
【０１７０】
湿度特性情報には、使用推奨期間の短縮率を含み、使用推奨期間の短縮率は、例えば、圧電素子４６の耐久試験において、高湿度環境下における環境湿度Ｅｈに応じた動作期間を求め、使用推奨期間と環境湿度Ｅｈごと動作期間に基づいて演算するなどして生成される。参照データ記憶部１５６には、この湿度特性情報が記憶される。
【０１７１】
部品管理部１５８は、環境湿度推定部１６０、期間補正部１６２、及びメンテナンス設定部１６４を備える。環境湿度推定部１６０は、環境湿度Ｅｈが上昇していると判定されると、抵抗値Ｒｚに基づいて環境湿度Ｅｈを推定し、推定した環境湿度Ｅｈを、例えば、記録ヘッド３０の動作環境の変化履歴等として記憶する。期間補正部１６２は、参照データ記憶部１５６の湿度特性情報を参照して、使用推奨期間の残期間を補正する。メンテナンス設定部１６４は、補正された圧電素子４６の使用推奨期間の残期間に基づき、使用推奨期間の満了するタイミングを、圧電素子４６が設けられたヘッド基板５２、ヘッド基板５２が設けられたヘッドモジュール５０又は記録ヘッド３０に対するメンテナンスタイミングに設定する。また、メンテナンス設定部１６４は、メンテナンスタイミングより予め設定している期間前（例えば、１ヶ月前などの予め設定された期間前、以下報知タイミングとする）に、報知部１１８により、ヘッド基板５２の交換等のメンテナンスを要求する報知を行う。
【０１７２】
以下に、図１９を参照しながら、第３の実施形態に係る環境状態判定部１５０の処理の一例を説明する。図１９のフローチャートでは、最初のステップ２８０において検知回路１００の電流Ｉｓ及び電圧Ｖｓを読み込み、ステップ２８２において、電流Ｉｓ及び電圧Ｖｓに基づいて検知回路１００の抵抗値Ｒｚを演算する。次のステップ２８４では、演算した抵抗値Ｒｚに基づいて検知配線１０２Ａ、１０２Ｂ間に絶縁不良が発生しているか否かを判定する。
【０１７３】
検査回路１００が形成されているヘッド基板５２の環境湿度Ｅｈが上昇することで、絶縁抵抗値ＲＬは低下する。ここから、圧電素子４６の使用推奨期間に影響する環境湿度Ｅｈに応じた絶縁抵抗値ＲＬを用いて、抵抗値Ｒｚのしきい値ＲｚＴＨを設定する。演算された抵抗値Ｒｚがしきい値ＲｚＴＨより低く、かつ検知配線１０２Ａ、１０２Ｂ間に短絡が生じていない範囲（例えば、ＲｚＴＨ≧Ｒｚ≧ＣＲ（０〜ｎ））である場合、ステップ２８４では、環境湿度Ｅｈの上昇に起因する絶縁不良が発生していると判定（肯定判定）する。
【０１７４】
ステップ２８４において肯定判定されるとステップ２８６へ移行し、環境湿度Ｅｈが圧電素子４６の寿命に影響する湿度に上昇していることを、例えば、ＵＩ３８のディスプレイに表示するなどして報知し、使用者に注意を促す。
【０１７５】
次のステップ２８８では、抵抗値Ｒｚが環境湿度Ｅｈに基づいて設定した下限値ＲｚＬ（但し、ＲｚＴＨ＞ＲｚＬ）より低下しているか否かを判定する。下限値ＲｚＬとしては、例えば、結露が生じる湿度あるいは、圧電素子４６が動作していることで損傷する可能性のある湿度に応じた絶縁抵抗値ＲＬにおける抵抗値Ｒｚを適用することができる。
【０１７６】
抵抗値Ｒｚが下限値ＲｚＬに達している（Ｒｚ≦ＲｚＬ）と、ステップ２８８において肯定判定して、ステップ２９０へ移行する。このステップ２９０では、ヘッド基板５２（記録ヘッド３０）の周囲の湿度が極めて高くなっていることを報知する。これと共に、ステップ２９０では、画像形成装置１０の動作を停止させる。
【０１７７】
一方、湿度が上昇していると、部品管理部１５８では、環境湿度Ｅｈに基づいて、圧電素子４６の使用推奨期間の残期間を補正する。図２０に示すフローチャートは、画像形成装置１０の電源がオンされると、予め設定された時間間隔等で実行され、最初のステップ３００では、検知配線１０２Ａ、１０２Ｂ間の絶縁不良を示す抵抗値Ｒｚが検出されたか否かを確認する。ここで、例えば、図１９のステップ２８４において肯定判定されていると、ステップ３００において肯定判定されてステップ３０２へ移行する。このステップ３０２では、検知回路１００の抵抗値Ｒｚを読み込み、抵抗値Ｒｚから環境湿度Ｅｈを推定する。
【０１７８】
環境湿度Ｅｈを推定すると、ステップ３０４では、記録ヘッド３０に設けた圧電素子４６に対する湿度特性情報を参照して、環境湿度Ｅｈに基づき、使用推奨期間の残期間を補正する。
【０１７９】
一方、ステップ３００において否定判定されていると、予め設定している時間が経過した後などのタイミングでステップ３０６に移行し、圧電素子４６（ヘッド基板５２）に対して設定されている使用推奨期間の残期間を読み込み、この後、ステップ３０８へ移行する。また、ステップ３０４において使用推奨期間の残期間を補正するとステップ３０８へ移行する。
【０１８０】
このステップ３０８では、使用推奨期間の残期間から使用推奨期間の満了するタイミングに基づいて、メンテナンス要求の報知タイミングを設定し、ステップ３１０では、メンテナンス要求の報知タイミングに達してか否かを判定する。
【０１８１】
ここで、メンテナンス要求の報知タイミングとなっていると、ステップ３１０で肯定判定してステップ３１２へ移行する。このステップ３１２では、記録ヘッド３０に対するメンテナンス時期が迫っていることを報知する。なお、メンテナンス要求の報知は、ＵＩ３８のディスプレイに表示するのみで無く、例えば、画像形成装置１０の管理者、及び画像形成装置１０に対するメンテナンスを管理するメンテナンスサーバ等に報知する。
【０１８２】
従って、ヘッド基板５２に検知回路１００を形成することで、この検知回路１００を用いて、環境湿度Ｅｈの検出を行うことができる。また、環境湿度Ｅｈに基づいて、ヘッド基板５２に形成している圧電素子４６の使用推奨期間（寿命）を管理することができ、また、管理している圧電素子４６の使用推奨期間を用いることで、適正なタイミングでメンテナンスを要求することができる。
【０１８３】
従って、画像形成装置１０は、ヘッド基板５２に設けている検知回路１００を用いることで、高品質な画像形成機能を長期にわたって維持することができる。
【０１８４】
なお、画像形成装置１０がメンテナンスサーバに接続される場合、参照データ記憶部１５６及び部品管理部１５８は、メンテナンスサーバ上に形成されても良い。また、参照データ記憶部１５６及び部品管理部１５８を画像形成装置１０に設ける場合、メンテナンスサーバに湿度特性情報を記憶するようにし、参照データ記憶部１５６が予め設定しているタイミングでメンテナンスサーバから湿度特性情報を取得するなどの任意の構成を適用することができる。
【０１８５】
また、環境状態判定部１５０を備える画像形成装置１０は、例えば、ヒータ等を用いて空気を加熱することで乾燥風を生成する乾燥手段を備える場合、ヘッド基板５２が高湿度環境下にあることを検知したときに、乾燥手段を作動させてヘッド基板５２の周囲の湿度低下を図ることができる。
【０１８６】
この場合、検知回路１００の抵抗値Ｒｚから環境湿度Ｅｈの低下を確認できるので、この確認結果に基づいて乾燥手段の動作を停止でき、不必要に乾燥手段を作動することによる電力消費を抑制することができる。
【０１８７】
なお、以上説明した本実施形態では、圧電体層７０において、共通電極７２と駆動電極７４とに挟まれる領域が圧電素子４６として機能するヘッド基板５２を例に説明したが、ヘッド基板５２の構成はこれに限るものではない。例えば、ヘッド基板は、共通電極７２に覆うように最上層の積層体を積層し、この最上層の積層体上に圧力室６６の各々に対応する圧電素子４６を形成し、圧電素子４６上に駆動電極７４を形成し、駆動配線７６に替えてワイヤボンディング等により駆動電極７４を駆動ＩＣ８４に接続した構成であっても良い。この場合、一対の検知配線１０２Ａ、１０２Ｂは、例えば、矢印Ｖ方向への配列毎に圧電素子４６を囲むように形成すれば良い。
【０１８８】
また、本実施形態では、圧電素子４６が二次元状に配列されたヘッド基板５２を例に説明したが、複数の圧電素子４６を少なくとも一次元状に配列したヘッド基板に適用することができる。さらに、ヘッド基板上に形成する第１及び第２配線は、圧電素子、駆動電極及び駆動配線を複数のブロックに分割して、各ブロックを囲うように形成すれば良く、これにより、ヘッド基板上に水分が付着した際に、水分が圧電素子、駆動電極及び駆動配線に達する前に、水分の付着を検出することができる。この際、複数の抵抗素子の各々の位置に応じて、水分が付着したヘッド基板上の位置を特定することができる。
【０１８９】
なお、本実施形態に係る液滴吐出ヘッド及び液滴吐出装置において、画像記録の対象となる記録媒体には、液滴吐出ヘッドが液滴を吐出する対象であれば広く含まれる。また、液滴が記録媒体上に付着することで得られる記録媒体上のドットパターンが、液滴吐出装置で得られる画像あるいは記録画像に含まれる。従って、本実施形態に係る液滴吐出装置は、記録用紙への文字や画像への記録に用いられるものに限定されない。また、記録媒体には、記録用紙やＯＨＰシートなどが含まれるのは勿論であるが、これら以外にも、例えば、配線パターン等が形成される基板等が含まれる。また、画像には、文字、絵、及び写真などの一般的画像のみならず、配線パターンや、３次元物体、有機薄膜等が含まれる。吐出する液体も着色インクに限定されず、例えば、高分子フィルムやガラス上に着色インクを吐出してディスプレイ用のカラーフィルタの製作、溶融状態のハンダを基板上に吐出して行う部品実装用のバンプの形成、有機ＥＬ溶液を基板上に吐出させて行うＥＬディスプレイパネルの形成など、種々の工業用途を対象とした液滴吐出装置一般に対して、本実施形態に係る液滴吐出ヘッド及び液滴吐出装置を適用することが可能である。
【０１９０】
また、本実施形態に係る検知回路１００、１００Ａは、ヘッド基板５２に限らず、任意の基板に適用することができ、適用することで水分の付着の有無のみならず水分が付着した領域を特定することが可能となる。
【符号の説明】
【０１９１】
１０    画像形成装置
３０（３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋ）    記録ヘッド
３２    システム制御部
３４    マイクロコンピュータ
３６    ＨＤＤ
３８    ＵＩ
４０    通信インターフェイス
４４    画像処理部
４６    圧電素子
５０    ヘッドモジュール
５２    ヘッド基板
６０    ノズル
７２    共通電極
７４    駆動電極
７６    駆動配線
８０    ノズル領域
１００、１００Ａ  検知回路
１０２（１０２Ａ、１０２Ｂ）    検知配線
１０４    抵抗器
１１０、１３２、１５０    環境状態判定部
１１２    検知部
１１４、１３４、１５２    抵抗値演算部
１１６、１３６、１５４    判定部
１１８    報知部
１２０    電流検出回路
１３０    温度センサ
１５６    参照データ記憶部
１５８    部品管理部
１６０    環境湿度推定部
１６２    動作期間補正部
１６４    メンテナンス設定部
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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