(57)【要約】【課題】  本発明は、環境変化によらず安定した吐出ができる高密度で高信頼性を有する液体吐出ヘッド、ヘッドカートリッジ及び画像形成装置を提供する。【解決手段】  本発明の液体吐出ヘッドは、液体を吐出するノズルを有したノズル基板と、流路を含む各ノズルが連通する液体を蓄える液室と、液室の少なくとも一部の壁面を形成する振動板とが接合された液室ユニットと、液室内の液体を加圧する圧力を発生させるための駆動手段と、液室ユニットを支持し、共通液室を有するフレーム部材と、フレーム部材に吐出させる液体を加熱させる加熱手段とを有している。そして、本発明の液体吐出ヘッドにおけるフレーム部材は熱伝導率が異なる複数種類の部材から形成され、フレーム部材の加熱手段を備えた部位を高熱伝導部材で形成し、高熱伝導部材の駆動手段側に低熱伝導部材で形成された部位を設けている。【選択図】        図１
2010214743.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を吐出するノズルを有したノズル基板と、流路を含む各ノズルが連通する液体を蓄える液室と、前記液室の少なくとも一部の壁面を形成する振動板とが接合された液室ユニットと、前記液室内の液体を加圧する圧力を発生させるための駆動手段と、前記液室ユニットを支持し、共通液室を有するフレーム部材と、前記フレーム部材に吐出させる液体を加熱させる加熱手段とを有する液体吐出ヘッドにおいて、
前記フレーム部材は熱伝導率が異なる複数種類の部材から形成され、
前記フレーム部材の前記加熱手段を備えた部位を高熱伝導部材で形成し、前記高熱伝導部材の前記駆動手段側に低熱伝導部材で形成された部位を設けたことを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項２】
前記高熱伝導部材の外周部を低熱伝導部材で形成することを特徴とする請求項１記載の液体吐出ヘッド。
【請求項３】
前記共通液室から前記液室ユニットの液室へ液体を供給するフレーム部材側の流路が流体抵抗部となることを特徴とする請求項１又は２に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項４】
前記共通液室から前記液室ユニットの液室へ液体を供給するフレーム部材側の流路にフィルタを設けることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項５】
前記共通液室から前記液室ユニットの液室へ液体を供給する前記フレーム部材にダンパを設けることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項６】
前記フレーム部材が前記流路ユニットより高剛性部材で形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項７】
前記液室基板を形成する機械加工がプレス加工であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドを搭載したことを特徴とするヘッドカートリッジ。
【請求項９】
請求項１〜７のいずれかに記載の液体吐出ヘッドを搭載したことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液体吐出ヘッド、インクカートリッジ及び画像形成装置に関し、詳細には圧電素子などの駆動手段により振動板を変位させてノズルから液体を吐出させる液体吐出ヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ、ファクシミリ、複写装置、プロッタ等の画像形成装置として使用するインクジェット記録装置は、液滴を吐出するノズルと、このノズルが連通する圧力室、加圧液室、液室、インク室、流路等の吐出室と、この吐出室内の液体を加圧するエネルギーを発生するアクチュエータ手段とを備えて、アクチュエータ手段を駆動することで吐出室内の液体を加圧してノズルから液滴を吐出させるものであり、記録の必要なときにのみ液滴を吐出するインク・オン・デマンド方式のものが主流である。
【０００３】
ところで、記録速度の高速化、記録密度の高密度化の要求から、複数のノズルを有するマルチノズルヘッドを使用し、さらに要求する液滴のサイズを益々小さくする傾向にある。そのために液室をより小さくする傾向にある。ノズルピッチを細かくするために幅方向が短くなるだけでなく、液室の長さ方向も短くする必要がある。これは、液室の圧力共振周波数を高くすることで、小さい滴を吐出させるためである。
【０００４】
また、一方で特許文献１に記載のように、液体を吐出するために熱エネルギーを発生する電気熱変換体が設けられた支持体に、温度を検出する温度検出素子を設けて液体の粘度制御のために熱を加えて当該熱を管理する記録ヘッドが提案されている。更に、特許文献２には、隔壁の基材は通電して発熱する電気／熱交換材料で形成されて、この隔壁に通電して隔壁からの発熱で個別液室内のインク液を加温するインクジェットヘッドが提案されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前述のような高密度で小型のヘッドにおいて、このような粘度制御を行う場合、加熱源を配置するスペースが問題となる。具体的には、駆動手段等は電気制御部を有し熱を嫌うため、できるだけ加熱源から離す事が好ましいが、液室を高密度化にすることでフレームと駆動手段との距離も近づき、駆動手段等の電気制御部に不具合をもたらす。
【０００６】
本発明はこれらの問題点を解決するためのものであり、環境変化によらず安定した吐出ができる高密度で高信頼性を有する液体吐出ヘッド、ヘッドカートリッジ及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記問題点を解決するために、本発明の液体吐出ヘッドは、液体を吐出するノズルを有したノズル基板と、流路を含む各ノズルが連通する液体を蓄える液室と、液室の少なくとも一部の壁面を形成する振動板とが接合された液室ユニットと、液室内の液体を加圧する圧力を発生させるための駆動手段と、液室ユニットを支持し、共通液室を有するフレーム部材と、フレーム部材に吐出させる液体を加熱させる加熱手段とを有している。そして、本発明の液体吐出ヘッドにおけるフレーム部材は熱伝導率が異なる複数種類の部材から形成され、フレーム部材の加熱手段を備えた部位を高熱伝導部材で形成し、高熱伝導部材の駆動手段側に低熱伝導部材で形成された部位を設けたことに特徴がある。また、高熱伝導部材の外周部を低熱伝導部材で形成する。よって、駆動手段に近いフレームの外周部に低熱伝導部材を使用し、内側に加熱手段で加熱できる高熱伝導部材を使用することで液体の粘度は制御でき、かつヘッドの周りに熱が放熱されにくくなり、加熱手段による熱によって生じる駆動手段の電気回路部の故障がなくなり、高品質で高信頼性な液体吐出ヘッドを提供できる。
【０００８】
また、共通液室から液室ユニットの液室へ液体を供給するフレーム部材側の流路が流体抵抗部となることにより、個別液室側で生じた圧力波が共通液室に伝播することがなく、高品質な吐出が可能となると共に、液室基板に流体抵抗を設ける必要が無くなり、ヘッドの小型化や複雑な液室構造を設ける必要が無くなり、液室自体の剛性も高くなる。
【０００９】
更に、共通液室から液室ユニットの液室へ液体を供給するフレーム部材側の流路にフィルタを設けることにより、流路内に異物を持ち込むことが無く、ノズル詰まり等の問題が無くなり、高品質で高寿命の液体吐出ヘッドが提供できる。
【００１０】
また、共通液室から液室ユニットの液室へ液体を供給するフレーム部材にダンパを設けることにより、共通液室内で生じる圧力波や液体供給による液体の慣性を吸収することが可能となる。
【００１１】
更に、フレーム部材が流路ユニットより高剛性部材で形成されている。機械加工により液室が形成された液室基板は、変形が生じていて均一な接合をすることが困難であるが、液室ユニットと接合されるフレーム部材を高剛性部材にすることで流路ユニットの変形を矯正することができ、均一な接合が可能となる。また、高剛性部材により液室ユニットを支持するので駆動手段が液室に与えるエネルギーの損失を防ぐことができるために吐出効率が良く、高品質で高信頼性を実現できる高密度な液体吐出ヘッドを提供できる。
【００１２】
また、液室基板を形成する機械加工がプレス加工であることにより、低コストで高密度かつ高精度な液室が形成できる。
【００１３】
更に、別の発明としてのヘッドカートリッジは、上記の液体吐出ヘッドを搭載したことに特徴がある。よって、高密度化、高品質化、高画質化と低コスト化を満たすことができるインクカートリッジを提供できる。
【００１４】
また、別の発明としての画像形成装置は、上記の液体吐出ヘッドを搭載したことに特徴がある。よって、高密度化、高品質化、高画質化と低コスト化を満たすことができる画像形成装置を提供できる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の液体吐出ヘッドによれば、駆動手段に近いフレームの外周部に低熱伝導部材を使用し、内側に加熱手段で加熱できる高熱伝導部材を使用することで液体の粘度は制御でき、かつヘッドの周りに熱が放熱されにくくなり、加熱手段の熱によって生じる駆動手段の電気回路部の故障がなくなり、高品質で高信頼性な液体吐出ヘッドを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施の形態に係る液体吐出ヘッドの構成を示す断面図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係る液体吐出ヘッドの構成を示す断面図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係る液体吐出ヘッドの別の構成を示す断面図である。
【図４】液室の高密度化構造を示す断面図である。
【図５】Ｎｉ電鋳の２層振動板の電鋳工程を示す断面図である。
【図６】本発明の一実施の形態に係る液体吐出ヘッドの別の構成を示す断面図である。
【図７】本発明の一実施の形態に係る液体吐出ヘッドの別の構成を示す断面図である。
【図８】本発明の一実施の形態に係る液体吐出ヘッドの別の構成を示す断面図である。
【図９】本発明の一実施の形態に係る液体吐出ヘッドの別の構成を示す断面図である。
【図１０】本発明の一実施の形態に係る液体吐出ヘッドの別の構成を示す断面図である。
【図１１】本発明の一実施の形態に係る液体吐出ヘッドの別の構成を示す断面図である。
【図１２】本発明の一実施の形態に係る液体吐出ヘッドの別の構成を示す断面図である。
【図１３】本発明の一実施の形態に係る液体吐出ヘッドの別の構成を示す断面図である。
【図１４】本発明の一実施の形態に係る画像形成装置の全体構成を示す側面図である。
【図１５】本発明の一実施の形態に係る画像形成装置の要部構成を示す平面図である。
【符号の説明】
【００１７】
１０，７０；液室基板、１１；液室、１２；液体抵抗部、
１３；共通液室、２０；ノズル板、２１；ノズル、３０；振動板、
３１；ダイアフラム部、３２；凸部、３３；肉厚部、
３４；液体供給口、４０；積層圧電素子、４１；電極積層部、
４２；駆動部、４３；支持部材、５０；ベース基板、６０；フレーム、
８０；ヒータ、８１；高熱伝導率部材、８２；低熱伝導率部材、
８３；電気制御部、８４；流体抵抗部、８５；フィルタ、
８６；ダンパ、８７；低熱伝導性接着剤、１００；画像形成装置。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１〜図３は本発明の一実施の形態を表わす液体吐出ヘッドの構成を示す断面図である。図１は液室長軸方向、つまりノズル配列方向と交差する方向に沿った断面図である。図２、３は液室短軸方向、つまりノズル配列方向に沿った断面図である。なお、吐出する液体はインクでなくても良い。また、接合面に関して、ここでは平面であることを中心に説明するが部材表面に複数の凹凸があっても良い。
【００１９】
図１、２に示す液体吐出ヘッドは、液室１１や流体抵抗部１２を形成する液室基板１０と、この液室基板１０の上面に接合した液滴を吐出するノズル２１を形成するノズル板２０と、液室基板１０の下面に接合し、ダイアフラム部３１を有す振動板３０と、この振動板３０と接合され、液室１１内の圧力を変化させる圧力変化手段である積層圧電素子４０と、積層圧電素子４０を固定するベース基板５０とを備えている。また、本実施の形態の液体吐出ヘッドによれば、フレーム部材が２種以上の熱伝導率が違う部材から形成され、また液体の粘度を制御するためにヒータ８０を設け、更には共通液室１３の溜まっている液体を加熱保温するために共通液室を形成している部材が熱伝導性の高い高熱伝導率部材８１を使用している。また、駆動手段に近いフレーム部材の外周部は低熱伝導率部材８２で形成されている。なお、各部材は接着層で接合されているが、図１、２では接着層は他部材に比べると厚さが薄いために図示していない。また、振動板３０には図３に示すような凸部３２と厚肉部３３を設ける構成も考えられる。
【００２０】
液体吐出ヘッドにおける積層圧電素子４０は、図１の（ｂ）及び当該図１の（ｂ）の破線部分の拡大図である図１の（ｃ）に示すように、圧電材料層と電極層とを交互に積層した電極積層部４１を有し、積層圧電素子４０の圧電方向としてｄ３３方向の変位を用いて液室１１内の液体を加圧する構成としている。また、図２、３に示したような、積層圧電素子４０はハーフカットのダイシング加工により櫛歯上に分割され、１つ毎に圧電素子の駆動部４２と非駆動部である支持部材４３として使用する。この構造をバイピッチ構造と呼ぶ。支持部材４３により流路ユニットを支えているので、液室１１の圧力上昇によって液室基板１０が持ち上がることを防ぎ、いわゆる相互干渉を抑えることに非常に有効である。
【００２１】
なお、液室１１をより高密度化させた構造を示す本発明の別の一実施の形態を表わす図４からわかるように、積層圧電素子４０の駆動部４２をノズルピッチと同じ間隔として、支持部材４３を形成しない構造（ノ−マルピッチ構造）でも良い。また、液室基板１０の材料はＳｉ、Ｎｉ、４２アロイ、ＳＵＳ３０４や別のＳＵＳ材であっても良い。液室基板１０の液体に接する面には、窒化チタン膜あるいはポリイミドなどの有機樹脂膜からなる耐液性薄膜を成膜しても良い。このような耐液性薄膜を形成することで、液室基板１０の材料が液体に対して溶出しにくく、また濡れ性も向上するため気泡の滞留が生じにくくなり、安定した滴吐出が可能になる。なお、ここでは「層」や「膜」は、実質的な平らな全ての構造物を含む意味に用いる。
【００２２】
また、図１、図２に示す液体吐出ヘッドでは、液室基板１０の厚さが４０μｍ〜６００μｍ（液室基板１０を積層することにより液室を形成することも考えられる）、液室１１の長手方向の長さは４００μｍ〜１６００μｍ、液室１１の幅は１２０〜１３９μｍとした。流路隔壁の幅は振動板３０との接合面で約１５〜５０μｍ（液室ピッチが１５０ｄｐｉのため）である。
【００２３】
更に、図４に示す液体吐出ヘッドの液室基板１０の厚さが１００μｍ〜６００μｍ（液室基板１０を積層することにより液室を形成することも考えられる）、液室１１の長手方向の長さは４００μｍ〜１６００μｍ、液室１１の幅は５０〜７０μｍとした構造であっても良い（液室ピッチが３００ｄｐｉのため）。また、ノズル板２０は金属材料、例えば電鋳工法によるＮｉメッキ膜等で形成したもので、液滴を飛翔させるための微細な吐出口であるノズル２１を多数形成している。このノズル２１の内部形状（内側形状）は、ホーン形状（略円柱形状又は略円錘台形状でも良い）に形成している。更に、このノズル２１の径は液滴出口側の直径で約１５〜３５μｍである。ここでのノズル２１の直径は１８〜２６μｍとした。また、各列のノズルピッチは、１５０ｄｐｉ／３００ｄｐｉである。ノズル板２０の材料として樹脂材を用いることもある。
【００２４】
また、ノズル板２０の液体吐出面（ノズル表面側）には、図示しない撥水性の表面処理を施した撥水処理層が設けられている。ＰＴＦＥ−Ｎｉ共析メッキやフッ素樹脂の電着塗装、蒸発性のあるフッ素樹脂（例えばフッ化ピッチなど）を蒸着コートしたもの、シリコン系樹脂・フッ素系樹脂の溶剤塗布後の焼き付け等、液体物性に応じて選定した撥水処理膜を設けて、液体の滴形状、飛翔特性を安定化し、高品位の画像品質を得られるようにしている。
【００２５】
図１に示すように、外部から液体を供給するための液体供給口３４と、共通液室１３となる彫り込みが形成するフレーム６０は２種以上の熱伝導率が違う部材から形成され、また液体の粘度を制御するためにヒータ８０を設け、更には共通液室１３の溜まっている液体を加熱保温するために共通液室を形成している部材が熱伝導性の高い高熱伝導率部材８１を使用している。また、駆動手段に近い側のフレーム６０は低熱伝導率部材８２で形成されている。
【００２６】
このような構成を有する液体吐出ヘッドにおいては、記録信号に応じて積層圧電素子４０に駆動波形（１０〜５０Ｖのパルス電圧）を印加することによって、積層圧電素子４０に積層方向の変位が生起し、振動板３０を介して液室１１が加圧されて圧力が上昇し、ノズル２１から液滴が吐出される。その後、液滴吐出の終了に伴い、液室１１内の液体圧力が低減し、液体の流れの慣性と駆動パルスの放電過程によって液室１１内に負圧が発生して液体充填行程へ移行する。このとき、液体タンクから供給された液体は共通液室１３に流入し、共通液室１３から液体流入口３４を経て流体抵抗部１２を通り、液室１１内に充填される。流体抵抗部１２は、吐出後の残留圧力振動の減衰に効果が有る反面、表面張力による再充填（リフィル）に対して抵抗になる。流体抵抗部を適宜に選択することで、残留圧力の減衰とリフィル時間のバランスが取れ、次の液滴吐出動作に移行するまでの時間（駆動周期）を短くできる。
【００２７】
ここで、図３の構成における凸部３２と厚肉部分３３の形状として、凸部３２の周りは薄肉部３１で囲まれ、その周りを厚肉部分３３で囲んでいる構成がある。形成方法として、電鋳工法によるＮｉメッキ膜を２層重ねる方法がある。また、この電鋳工法によりリブ（突起物）を形成しても良い。
【００２８】
次に、Ｎｉ電鋳の２層振動板の電鋳工程について図５を参照して説明する。同図の（ａ）に示すように電鋳支持基板７１に薄肉部を形成する第一層７２を形成し、同図の（ｂ）に示すように厚肉部間に相当する部分が窓となるレジストパターン７３を形成して例えばニッケル電鋳を行うことで、同図の（ｃ）に示すように、第一層７２上にニッケルが析出され堆積してニッケル層７４が形成され、更に電鋳を継続することで、同図の（ｄ）に示すように、窓から突出するまでニッケル層７４が成長すると、エッジ効果によりレジストパターン７３の表面方向にも肥大してオーバハング部７４ａが生じる。このプロセスを継続していくと、同図の（ｅ）に示すようにニッケル層７４は厚み方向と平面方向にさらに伸長し、所定の成長の段階で電鋳を終了した後、レジストパターン７３を除去することで、同図の（ｆ）に示すように、凹部７５により囲まれた断面鋲型のアイランド状の厚肉部を備えた振動板が得られる。
【００２９】
また、図１で示された、薄肉部３１の部材が樹脂層で、凸部３２と厚肉部分３３の部材を金属層とした構成も考えられる。これにより、薄肉部３１の剛性が、Ｎｉで形成した振動板と比べて低くなることで圧電素子の変位効率を阻害することもなくなる。金属部材として、本実施の形態では、Ｎｉ、４２アロイ、ステンレスが考えられる。また、ＳｉＯ２やＴｉ等の金属膜を表面に形成することにより液体の透湿を懸念することがなくなる。また、液室基板１０が金属である場合、樹脂層と金属との接合は金属同士より接合強度が増す。
【００３０】
更に、樹脂層が、圧延フィルムであっても良い。これにより厚みが薄くなってもピンホールなどの欠陥がほとんど皆無で、信頼性が高い製品を提供することができる。
【００３１】
なお、振動板３０と駆動部４２の接合領域に接着剤に対して親和性を示す処理を行うことも考えられる。また、親和性を示す処理として水酸基やＳｉＯ２薄膜層を形成することが考えられる。ＳｉＯ２薄膜層の形成には、比較的熱のかからない、すなわち振動板３０の部材に熱的影響の発生しない範囲の温度で成膜可能な方法で形成する。具体的には、スパッタリング、イオンビーム蒸着、イオンプレーティング、ＣＶＤ（化学蒸着法）、Ｐ−ＣＶＤ（プラズマ蒸着法）などが適しているといえる。Ｓｉのスパッタリング後スパッタ膜にＯ２処理をしてＳｉＯ２膜を生成している。ＳｉＯ２薄膜層の膜厚は密着力が確保できる範囲で必要最小限の厚さとするのが工程時間、材料費から見て有利である。ＳｉＯ２膜の厚さを１０〜２０００Åの範囲で使用している。また、撥水処理に関して、メッキ被膜、あるいは撥水剤コーティングなどの周知の方法で撥水膜を形成している。撥水処理方法としてスピンコータ、ロールコータ、スクリーン印刷、スプレーコータなどの方法が使用可能であり、それ以外にも真空蒸着で成膜する方法も使用されている。この方法を使用すると撥水膜の密着性が向上する。薄肉部の厚さは、２〜１０μｍである。また、液室短手方向の薄肉部領域の長さを１０〜７０μｍとしている。
【００３２】
また、樹脂層としてポリフェニレンサルフアイド（ＰＰＳ）樹脂を用いているが、延伸可能な他の高分子材料、例えば、ポリイミド（ＰＩ）樹脂、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）樹脂、ボリアミドイミド（ＰＡＩ）樹脂、ポリバラバン酸（ＰＰＡ）樹脂、ボリサルホン（ＰＳＦ）樹脂、ポリエーテルサルホン（ＰＥＳ）樹脂、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）樹脂、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂、ポリオレフィン（ＡＰＯ）樹脂、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）樹脂、アラミド樹脂、ポリプロピレン樹脂、塩化ビニリデン樹脂、ポリカーネート樹脂等を用いることもできる。
【００３３】
図６は本発明の別の一実施の形態に係る液体吐出ヘッドの別の構成を示す断面図である。本実施の形態の液体吐出ヘッドによれば、フレーム６０の部材が２種以上の熱伝導率が違う部材から形成され、また液体の粘度を制御するためにヒータ８０を設け、更には共通液室１３の溜まっている液体を加熱保温するために共通液室を形成している部材が熱伝導性の高い高熱伝導率部材８１を使用している。また、駆動手段に近いフレーム６０の外周部は低熱伝導率部材８２で形成されている。また、図７に示すように、ヒータ８０と低熱伝導部材８２が接していても良い。更に、図８に示すように、フレーム６０の外周部が全て低熱伝導部材８２で覆われていることで電気制御部８３を接合してヘッドの高密度化を可能とすることもできる。また、図９に示すように、共通液室１３から液体供給口３４までの流路部分が流体抵抗部８４の役割を果たしていても良い。更に、共通液室前に流体抵抗があると個別液室側で生じた圧力波が共通液室に伝播することがなく、共通液室内の液体の不規則な残留圧力波による画像乱れを防止することができる。また、図１０に示すように、共通液室１３から液体供給口３４までの流路部分にフィルタ８５を設置しても良い。このフィルタ８５により流路内には異物が入らず、ノズル詰まりになることを防ぐことができる。また、フィルタ８５の素材として、ステンレスやＮｉの金属材や樹脂材が使用されている。更に、図１１に示すようにフレーム６０の部材の中に圧力を緩和させるダンパ８６を形成し、このダンパ８６により共通液室内で生じる圧力波や液体供給による液体の慣性を吸収することが可能となる。ダンパの素材として、ステンレスやＮｉの金属材や樹脂材の薄膜が使用される。樹脂部材に金属膜を形成していても良い。また、フレーム６０の部材が流路ユニットよりも高剛性部材であれば流路ユニットの反りや変形を矯正することが可能となる。この構成により信頼性が高く、小型の液体吐出ヘッドを提供できる。図６〜図１１においても、図示していないが接着剤によって各部材間は接合されている。
【００３４】
本実施の形態のフレーム６０の部材は、高伝熱性部材８１を例えばステンレス、Ｎｉ、４２アロイ、Ｓｉなどの金属部材、低伝熱部材８２を例えばエポキシ樹脂、ＰＰＳ、ＰＥＳ、ＬＣＰなど樹脂部材を用いることが考えられる。また、樹脂部材に添加剤を使用した部材も考えられる。
【００３５】
また、本実施の形態で示されている駆動手段としての積層圧電素子４０の圧電方向がｄ３３方向だけでなく、図１２及び図１３で示すように、積層圧電素子４０の圧電方向がｄ３１方向でも本発明の効果に悪影響を及ぼすことがない。ｄ３１方向の駆動手段としての積層圧電素子４０とフレーム６０の接合に関して、熱伝達が生じないように低熱伝導性接着剤８７を使用して接合することや低熱伝導部材８２をベースの部材として使用することが考えられる。
【００３６】
本発明で用いることができるインクジェットヘッドは、インク流路から吐出口にかけての形状が直線的であるエッジシュータ方式であっても良いし、インク流路の向きと吐出口の向きが異なるサイドシュータ方式であっても良い。
【００３７】
次に、本発明に係る液体吐出ヘッド或いは液滴吐出装置を備えた本発明に係る画像形成装置の一例について図１４及び図１５を参照して説明する。なお、図１４は本発明に係る画像形成装置の全体構成を示す側面図であり、図１５は本発明に係る画像形成装置の要部構成を示す平面図である。
【００３８】
本発明の画像形成装置１００は、図示しない左右の側板に横架したガイド部材であるガイドロッド１０１とガイドレール１０２とでキャリッジ１０３を主走査方向に摺動自在に保持し、主走査モータ１０４でタイミングベルト１０５を介して図１５で矢示方向（主走査方向）に移動走査する。このキャリッジ１０３には、例えばイエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂｋ）の各色の液滴を吐出する４個の液体吐出ヘッドからなる記録ヘッド１０６を複数の液体吐出口を主走査方向と交叉する方向に配列し、液滴吐出方向を下方に向けて装着している。なお、記録ヘッド１０６を構成する液体吐出ヘッドとしては、圧電素子などの圧電アクチュエータを用いたものを使用している。
【００３９】
また、キャリッジ１０３には、記録ヘッド１０６に各色の液体を供給するための各色のサブタンク１０７を搭載している。このサブタンク１０７には図示しない液体供給チューブを介してメインタンクである本発明のインクカートリッジから液体が補充供給される。この実施の形態では、サブタンク１０７と記録ヘッド１０６で液滴吐出装置を構成しているが、記録ヘッド１０６を本発明に係る液体吐出ヘッドで構成し、別途にサブタンク１０７を設ける構成とすることもできるし、あるいはサブタンクを用いないで本発明のインクカートリッジを搭載する構成とすることもできる。
【００４０】
一方、給紙カセット１０８などの用紙積載部（圧板）１０９上に積載した用紙１１０を給紙するための給紙部として、用紙積載部１０９から用紙１１０を１枚ずつ分離給送する半月コロである給紙ローラ１１１及び当該給紙ローラ１１１に対向し、摩擦係数の大きな材質からなる分離パッド１１２を備え、この分離パッド１１２は給紙ローラ１１１側に付勢されている。
【００４１】
そして、このような給紙部から給紙された用紙１１０を記録ヘッド１０６の下方側で搬送するための搬送部として、用紙１１０を静電吸着して搬送するための搬送ベルト１１３と、給紙部からガイド１１４を介して送られる用紙１１０を搬送ベルト１１３との間で挟んで搬送するためのカウンタローラ１１５と、略鉛直上方に送られる用紙１１０を略９０°方向転換させて搬送ベルト１１３上に倣わせるための搬送ガイド１１６と、押さえ部材１１７で搬送ベルト１１３側に付勢された先端加圧コロ１１８とを備えている。また、搬送ベルト１１３の表面を帯電させるための帯電手段である帯電ローラ１１９を備えている。
【００４２】
ここで、搬送ベルト１１３は、無端状ベルトであり、搬送ローラ１２０とテンションローラ１２１との間に掛け渡されて、副走査モ−タ１２２からタイミングベルト１２３及びタイミングローラ１２４を介して搬送ローラ１２０が回転されることで、図１４のベルト搬送方向（副走査方向）に周回するように構成している。なお、搬送ベルト１１３の裏面側には記録ヘッド１０６による画像形成領域に対応してガイド部材１２５を配置している。
【００４３】
また、図１４に示すように、搬送ローラ１２０の軸には、スリット円板１２５を取り付け、このスリット円板１２５のスリットを検知するための図２０のセンサ１２６を設けて、これらのスリット円板１２５及びセンサ１２６によってエンコーダ１２７を構成している。更に、帯電ローラ１１９は、搬送ベルト１１３の表層に接触し、搬送ベルト１１３の回動に従動して回転するように配置され、加圧力として軸の両端に各２．５Ｎをかけている。また、キャリッジ１０３の前方側には、図１５に示すように、スリットを形成したエンコーダスケール１２８を設け、キャリッジ１０３の前面側にはエンコーダスケール１２８のスリットを検出する透過型フォトセンサからなるエンコーダセンサ１２９を設け、これらによって、キャリッジ１０３の主走査方向位置（ホーム位置に対する位置）を検知するためのエンコーダ１３０を構成している。
【００４４】
更に、記録ヘッド１０６で記録された用紙１１０を排紙するための排紙部として、搬送ベルト１１３から用紙１１０を分離するための分離部と、排紙ローラ１３１及び排紙コロ１３２と、排紙される用紙１１０をストックする排紙トレイ１３３とを備えている。
【００４５】
また、背部には両面給紙ユニット１３４が着脱自在に装着されている。この両面給紙ユニット１３４は搬送ベルト１１３の逆方向回転で戻される用紙１１０を取り込んで反転させて再度カウンタローラ１１５と搬送ベルト１１３との間に給紙する。
【００４６】
このような構成を有する本発明の画像形成装置１００においては、給紙部から用紙１１０が１枚ずつ分離給紙され、略鉛直上方に給紙された用紙１１０はガイド１１４で案内され、搬送ベルト１１３とカウンタローラ１１５との間に挟まれて搬送され、更に先端を搬送ガイド１１６で案内されて先端加圧コロ１１８で搬送ベルト１１３に押し付けられ、略９０°搬送方向を転換される。このとき、図示しない制御回路によって高圧電源から帯電ローラ１１９に対してプラス出力とマイナス出力とが交互に繰り返すように、つまり交番する電圧が印加され、搬送ベルト１１３が交番する帯電電圧パターン、すなわち周回方向である副走査方向に、プラスとマイナスが所定の幅で帯状に交互に帯電されたものとなる。このプラス、マイナス交互に帯電した搬送ベルト１１３上に用紙１１０が給送されると、用紙１１０が搬送ベルト１１３に静電力で吸着され、搬送ベルト１１３の周回移動によって用紙１１０が副走査方向に搬送される。
【００４７】
そこで、キャリッジ１０３を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド１０６を駆動することにより、停止している用紙１１０に液滴を吐出して１行分を記録し、用紙１１０を所定量搬送後、次の行の記録を行う。記録終了信号又は用紙１１０の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了して、用紙１１０を排紙トレイ１３３に排紙する。
【００４８】
また、両面印刷の場合には、表面（最初に印刷する面）の記録が終了したときに、搬送ベルト１１３を逆回転させることで、記録済みの用紙１１０を両面給紙ユニット１３４内に送り込み、用紙１１０を反転させて（裏面が印刷面となる状態にして）再度カウンタローラ１１５と搬送ベルト１１３との間に給紙し、タイミング制御を行って、前述したと同様に搬送ベル１１３上に搬送して裏面に記録を行った後、排紙トレイ１３３に排紙する。
【００４９】
なお、本発明に係る画像形成装置は、プリンタ、ファクシミリ装置、複写装置、これらの複合機などにも適用することができる。また、インク以外の液体、例えばＤＮＡ試料やレジスト、パターン材料などを吐出する液体吐出ヘッドや液滴吐出装置、或いはこれらを備える画像形成装置にも適用することができる。
【００５０】
また、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内の記載であれば多種の変形や置換可能であることは言うまでもない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５１】
【特許文献１】特許第２，８３１，７７８号公報
【特許文献２】特開２００５−２５４６６６号公報
【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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