(57)【要約】【課題】圧電素子の温度上昇によってインク温度が上昇し、安定したインク滴吐出特性が得られなくなる。【解決手段】液滴を吐出するノズル５が連通する液室６の壁面を形成するダイアフラム部３８を有する振動板３と、振動板３の島状凸部３８と接着剤２７で接合された圧電素子１２の駆動圧電素子柱１２ａとを備え、接着剤２７には、接着剤２７の主たる接着成分よりも熱伝導率の低い材料からなる粒子２８が含有されることで、振動板３の凸部３８と圧電素子柱１２ａの接合部との間に、接着剤２７よりも熱伝導率の低い材料粒子２８が介在している。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴を吐出するノズルが連通する液室の少なくとも一部の壁面を形成するダイアフラム部を有する振動板と、
この振動板の前記液室に対応して設けられた凸部と接着剤で接合された圧電素子と、を備え、
前記振動板の凸部と前記圧電素子の接合部との間に、前記接着剤よりも熱伝導率の低い材料が介在している
ことを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項２】
請求項１に記載の液体吐出ヘッドにおいて、前記熱伝導率の低い材料が接着剤に含まれていることを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項３】
請求項１に記載の液体吐出ヘッドにおいて、前記熱伝導率の低い材料が前記振動板の凸部に設けられていること特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項４】
請求項１に記載の液体吐出ヘッドにおいて、前記熱伝導率の低い材料が前記圧電素子に設けられていること特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の液体吐出ヘッドにおいて、前記熱伝導率の低い材料が発泡材料であること特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項６】
請求項１ないし４のいずれかに記載の液体吐出ヘッドにおいて、前記熱伝導率の低い材料が熱硬化性または光硬化性材料であることを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項７】
液滴を吐出するノズルが連通する液室の少なくとも一部の壁面を形成するダイアフラム部を有する振動板と、
この振動板の前記ダイアフラム部を撓ませる圧電素子と、を備え、
前記振動板の少なくとも前記ダイアフラム部の前記圧電素子側の表面に前記ダイアフラム部よりも熱伝導率の低い層が形成されている
ことを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項８】
請求項７に記載の液体吐出ヘッドにおいて、前記熱伝導率の低い層が粘弾性材料であることを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれかに記載の液体吐出ヘッドを備えている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及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、プリンタ、ファックス、コピア、プロッタ、或いはこれらの内の複数の機能を複合した画像形成装置としては、例えば、インクの液滴を吐出する液体吐出ヘッドで構成した記録ヘッドを備え、媒体（以下「用紙」ともいうが材質を限定するものではなく、また、被記録媒体、記録媒体、転写材、記録紙なども同義で使用する。）を搬送しながら、インク滴を用紙に付着させて画像形成（記録、印刷、印写、印字も同義語で用いる。）を行なうものがある。
【０００３】
なお、「画像形成装置」は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス等の媒体に液体を吐出して画像形成を行う装置を意味し、また、「画像形成」とは、文字や図形等の意味を持つ画像を媒体に対して付与することだけでなく、パターン等の意味を持たない画像を媒体に付与する（単に液滴を吐出する）ことをも意味する。また、「インク」とは、狭義のインクに限るものではなく、吐出されるときに液体となるものであれば特に限定されるものではなく、例えば、ＤＮＡ試料、レジスト、パターン材料なども含まれる。
【０００４】
液体吐出ヘッドとしての例えばインクジェットヘッドとしては、液室内の液体であるインクを加圧する圧力を発生するための圧力発生手段として電気機械変換素子としての圧電素子、例えば圧電層と内部電極を交互に積層した積層型圧電素子を用いて、積層型圧電素子のｄ３３又はｄ３１方向の変位で液室の壁面を形成する弾性変形可能な振動板を変形させ、液室内容積／圧力を変化させて液滴を吐出させるいわゆるピエゾ型のものが知られている。
【０００５】
ところで、液体吐出ヘッドとして、例えば圧力発生手段に発熱抵抗体を用いてインクを膜沸騰させることでインク滴を吐出させるサーマル型ヘッドにあっては、発熱抵抗体による熱エネルギーでインク滴を吐出させるため、発熱抵抗体が畜熱されると、インク滴吐出特性が低下して画質が劣化することから、発熱抵抗体の畜熱を放熱させるための種々の方策が講じられている。
【０００６】
これに対し、ピエゾ型ヘッドにあっては、電機機械変換素子の機械的変位エネルギーでインク滴を吐出させるために、上述したサーマル型ヘッドのような畜熱に伴うインク滴吐出特性の低下については問題が顕在化していない。例えば、従来のピエゾ型ヘッドとして、特許文献１や特許文献２に記載されているように、圧電素子の駆動回路や駆動配線等の実装部の発熱への対応については検討されているが、圧電素子自体の発熱については問題とされていない。
【特許文献１】特開２００３−６２９９８号公報
【特許文献２】特開２００６−２８９９６３号公報
【特許文献３】特開１９９９−１５１８１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、圧電素子などの電気機械変換素子にあってもこれを駆動することで発熱する。すなわち、圧電素子は、電位を印加することで変位を生じるが、このとき、すべての電気エネルギーが機械エネルギーに変換されるわけではなく、熱エネルギーにも変換されてしまい、実際には、インク滴を吐出するのに十分な機械エネルギーを発生させると、圧電素子の温度は１０〜数１０度圧電素子の温度が上昇する。
【０００８】
そして、高画質化を達成するために、ノズル数を増加して、且つ、ノズルピッチの高解像度化を進めると、それに伴って、圧電素子数も増加し、圧電素子の形成密度も増加して、圧電素子の発熱を考慮せざるを得ない。特に、画質を向上するためには、紙面上でのドット位置精度を向上することが不可欠であり、そのためにインク滴速度を高速化しなければならず、これに対応するために圧電素子の変位速度を高速化していくと、圧電素子の畜熱が顕在化してくる。また、印字速度を速くするためには、インク滴吐出周波数（ヘッド駆動周波数）を大きくしなければならず、これに対応するために圧電素子に対する電圧印加のための時定数及び放電のための時定数を短縮することも、同時に圧電素子への畜熱を促す結果になる。
【０００９】
このようにして圧電素子の畜熱量が増加すると、次のような問題が発生する。つまり、圧電素子の変位をインク液室に伝搬するための振動板の温度が上昇し、振動板が接しているインクの温度が上昇して、インク粘度が変化する。その結果、吐出するインク滴吐出特性が変化して安定した画像品質を確保することができなくなる。
【００１０】
また、インク温度が上昇すると、インク中に溶け込んでいる溶存空気（主に溶存酸素）が発泡し始め、その泡が液室内部に滞留することでインク液室内圧力の上昇をダンピングさせる効果を持ち、インク滴吐出不良を引き起こす。
【００１１】
さらに、ノズル表面近傍ではインクが増粘しノズル板表面のクリーニング不良の発生やメニスカス形成が不安定になり、不吐出、着弾位置ズレの原因となる。
【００１２】
このような圧電素子の発熱に対し、上述した特許文献３では振動板の一部に放熱部を設けているが、振動板のみが突き出した構成となり、ヘッド組立において作業効率を低下させているという課題がある。
【００１３】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、圧電素子の温度上昇によるインク温度の上昇を抑え、安定したインク滴吐出特性を維持することができるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の課題を解決するため、本発明に係る液体吐出ヘッドは、液滴を吐出するノズルが連通する液室の少なくとも一部の壁面を形成するダイアフラム部を有する振動板と、この振動板の液室に対応して設けられた凸部と接着剤で接合された圧電素子と、を備え、振動板の凸部と圧電素子の接合部との間に、接着剤よりも熱伝導率の低い材料が介在している構成とした。
【００１５】
ここで、熱伝導率の低い材料が接着剤に含まれている構成とできる。また、熱伝導率の低い材料が振動板の凸部に設けられている構成とできる。また、熱伝導率の低い材料が圧電素子に設けられている構成とできる。また、請求項１ないし４のいずれかに記載の液体吐出ヘッドにおいて、熱伝導率の低い材料が発泡材料である構成とできる。また、熱伝導率の低い材料が熱硬化性または光硬化性材料である構成とできる。
【００１６】
本発明に係る液体吐出ヘッドは、液滴を吐出するノズルが連通する液室の少なくとも一部の壁面を形成するダイアフラム部を有する振動板と、この振動板のダイアフラム部を撓ませる圧電素子と、を備え、振動板の少なくともダイアフラム部の圧電素子側の表面にダイアフラム部よりも熱伝導率の低い層が形成されている構成とした。
【００１７】
ここで、熱伝導率の低い層が粘弾性材料である構成とできる。
【００１８】
本発明に係る画像形成装置は、本発明に係る液体吐出ヘッドを備えたものである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る液体吐出ヘッドによれば、振動板の凸部と圧電素子の接合部との間に、接着剤よりも熱伝導率の低い材料が介在している構成としたので、圧電素子の温度上昇によるインク温度の上昇を抑え、安定したインク滴吐出特性を維持することができるようになる。
【００２０】
また、本発明に係る液体吐出ヘッドによれば、振動板の少なくともダイアフラム部の圧電素子側の表面にダイアフラム部よりも熱伝導率の低い層が形成されている構成としたので、圧電素子の温度上昇によるインク温度の上昇を抑え、安定したインク滴吐出特性を維持することができるようになる。
【００２１】
本発明に係る画像形成装置によれば、本発明に係る液体吐出ヘッドを備えているので、安定した画像形成を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。本発明の第１実施形態に係る液体吐出ヘッドとしてのインクジェットヘッドについて図１ないし図３を参照して説明する。なお、図１は同ヘッドの分解斜視説明図、図２は同ヘッドのノズル配列方向と直交する方向（液室長手方向）に沿う断面説明図、図３は同ヘッドのノズル配列方向（液室短手方向）に沿う断面説明図である。
【００２３】
このインクジェットヘッドは、ＳＵＳ基板で形成した流路基板（液室基板）１と、この流路基板１の上面に接合したノズル板２と、流路基板１の下面に接合した振動板３とを有し、これらによってインク滴を吐出する複数のノズル５が連通する各加圧液室６、各加圧液室６に液体であるインクを供給する供給路を兼ねた各流体抵抗部７を形成している。
【００２４】
ここで、流路基板１は、ＳＵＳ基板を、酸性エッチング液を用いてエッチング、あるいは打ち抜きなどの機械加工することで、各加圧液室６、流体抵抗部７、開口をそれぞれ形成している。また、ノズル板２は、各加圧液室６に対応して直径１０〜３０μｍのノズル５を形成し、流路基板１に接着剤接合している。このノズル板２としては、ステンレス、ニッケルなどの金属、ポリイミド樹脂フィルムなどの樹脂、シリコン、及びそれらの組み合わせからなるものを用いることができる。また、ノズル面（吐出方向の表面：吐出面）には、インクとの撥水性を確保するため、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。
【００２５】
振動板３は、例えばニッケルで形成した金属プレートからなる。そして、振動板３の液室６の壁面を形成する振動板機能部３ａには、厚み３〜１０μｍ程度の最薄膜部分であるダイアフラム部３８と、このダイアフラム部３８の中央部に形成した島状凸部２９とを有している。また、振動板３の島状凸部２９の間には梁４０が設けられ、振動板３の周囲には梁２１が設けられている。
【００２６】
この振動板３には、ダイアフラム部３８の両面に、ダイアフラム部３８よりも熱伝導率の低い層である低熱伝導率層２５が形成されている。この低熱伝導率層２５は、例えば、株式会社スリーボンド製１２０８ＲＴＶ（商品名）のシリコーンゴム（硬度２０〜３０）、同社製紫外線（ＵＶ）硬化樹脂３０８８（硬度４５〜５５）、同ＵＶ硬化樹脂３０１３（硬度９０〜９５）、同社製二液加熱硬化型シリコーンゲル１２３０Ｈ等（硬度(針入度)９０：測定方法１／４コーン、荷重９.３８ｇ）を用いることができる。
【００２７】
そして、振動板３の面外側（加圧液室６と反対面側）にはベース部材１２に接合された圧力発生手段としての積層型圧電素子１２を配置している。この積層型圧電素子１２は、ベース部材１３に接合された状態で溝加工（スリット加工）によって分断することなく複数の圧電素子柱１２ａ、１２ｂが形成されたものであり、圧電素子柱１２ａは駆動波形が与えられる駆動圧電素子柱となり、圧電素子柱１２ｂは駆動波形が与えられない支柱圧電素子柱となる。
【００２８】
なお、圧電素子１２は、厚さ１０〜５０μｍ／１層のチタン酸ジルコン酸（ＰＺＴ）２１と、厚さ数μｍ／１層の銀・パラジューム（ＡgＰd）からなる内部電極２２とを交互に積層したものである。圧電素子を厚さ１０〜５０μｍ／１層の積層型とすることによって低電圧駆動を可能にし、例えば圧電素子の電界強度１０００Ｖ／mmを得るには１０〜５０Ｖのパルス電圧を印加すればよい。圧電素子（電気機械変換素子と同義）としてはＰＺＴに限られるものではない。
【００２９】
ここで、圧電素子１２の駆動圧電素子柱１２ａはそれぞれ加圧液室６に対応して振動板３の振動板機能部３ａの島状凸部３９に接着剤接合し、また支柱圧電素子柱１２ｂはそれぞれ振動板３の梁４９に接着剤接合している。駆動圧電素子柱１２ａに駆動波形を与えることで駆動圧電素子柱１２ａが伸縮して振動板３のダイアフラム部３０が撓み、液室６の内容積／体積が変化する。
【００３０】
ここで、圧電素子１２の一端面には各圧電素子柱１２ａに駆動波形を与えるためのＦＰＣケーブル１４を接続している。このＦＰＣケーブル１４には、各チャンネル（各加圧液室６に対応する）を駆動する駆動波形（電気信号）を印加するためのドライバＩＣ１６を複数搭載している。このように、ＦＰＣケーブル１４に複数のドライバＩＣ１６を搭載することにより、ドライバＩＣ１６毎に電気信号を設定することができ、駆動圧電素子柱１２ａの各駆動チャンネルの変位特性のばらつきを容易に補正することができるようになる。
【００３１】
さらに、振動板３の周囲の梁２１にはフレーム部材２０を接着剤で接合している。そして、このフレーム部材２０には、ドライバＩＣ１６と少なくともベース部材１３を挟んで反対側に配置されるように、加圧液室６に外部からインクを供給するための共通液室１９を形成している。この共通液室１９は、振動板３の貫通穴８を介して流体抵抗部７及び加圧液室６に連通している。
【００３２】
このように構成したインクジェットヘッドにおいては、例えば圧電素子１２の駆動圧電素子柱１２ａに印加する電圧を基準電位から下げることによって駆動圧電素子柱１２ａが収縮し、振動板３の振動板機能部３ａが下降して加圧液室６の容積が膨張することで、加圧液室６内にインクが流入し、その後駆動圧電素子柱１２ａに印加する電圧を上げて駆動圧電素子柱１２ａを積層方向に伸長させ、振動板機能部３ａをノズル４方向に変形させて加圧液室６の容積／体積を収縮させることにより、加圧液室６内のインクが加圧され、ノズル４からインク滴が吐出される。
【００３３】
そして、駆動圧電素子柱１２ａに印加する電圧を基準電位に戻すことによって振動板機能部３ａが初期位置に復元し、加圧液室６が膨張して負圧が発生するので、このとき、共通液室１９から加圧液室６内にインクが充填される。そこで、ノズル４のメニスカス面の振動が減衰して安定した後、次の液滴吐出のための動作に移行する。
【００３４】
なお、このヘッドの駆動方法については上記の例（引き−押し打ち）に限るものではなく、駆動波形の与えた方によって引き打ちや押し打ちなどを行うこともできる。
【００３５】
このように圧電素子１２の駆動圧電素子柱１２ａに駆動波形を与えて繰り返し駆動したとき、前述したように、すべての電気エネルギーが機械エネルギーに変換されるわけではなく、熱エネルギーにも変換されてしまい、実際には、インク滴を吐出するのに十分な機械エネルギーを発生させると、圧電素子１２の温度が上昇する。
【００３６】
このとき、このヘッドでは、ダイアフラム部３８の両面にダイアフラム部３８よりも熱伝導率の低い低熱伝導率層２５が形成されているので、圧電素子１２の熱が振動板３を介して液室６内のインクに伝わることが減少し、インク温度の上昇が抑えられるので、安定したインク滴吐出特性を確保することができる。
【００３７】
ここで、低熱伝導率層２５は圧電素子１２の変位を伝達する振動板３に成膜することから、粘弾性材料が適している。この場合の粘弾性材料は硬さが硬すぎると、振動板３やダイアフラム部３８の変位を拘束して、変位伝達効率が低下し、逆に、軟らかすぎると、固有振動の減衰効果が低下する。そこで、振動板３及びダイアフラム部３８の変位効率を低下させずに、固有振動の減衰効果を得られる硬さとして、ショアー硬度で１０〜９０の値の範囲内にある組成物を選択することが好ましい。また、熱伝導率としては、例えば振動板３がＮｉで構成されている場合には、その熱伝導率α＝０.１４ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・℃であり、例えばＳｉで構成されている場合には、α＝０.２ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・℃となる。したがって、粘弾性材料としては、熱導電率β＝０.１４ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・℃以下の材料が好適となる。上記粘弾性材料としては、特に限定するものではなく各種のものが用いることができる。例えば、フッ素系樹脂、シリコーンゴム、アクリル系硬化性樹脂、フッ素ゲル、シリコーンゲル、ウレタン−シロキサン共重合体等が挙げられる。これらのなかでも、耐熱性，耐薬品性，耐老化性に優れるシリコーンゲルが、特に好適である。
【００３８】
次に、本発明の第２実施形態に係る液体吐出ヘッドとしてのインクジェットヘッドについて図４を参照して説明する。なお、図４は同ヘッドのノズル配列方向に沿う断面説明図である。
この実施形態では、振動板３の液室面に低熱伝導率層２５を形成している。この場合、液室６内のインクは振動板３に直接触れることなく、加えて圧電素子１２から振動板３を介して伝わる熱の移動を抑制することができる。
【００３９】
次に、本発明の第３実施形態に係る液体吐出ヘッドとしてのインクジェットヘッドについて図５を参照して説明する。なお、図５は同ヘッドのノズル配列方向に沿う断面説明図である。
この実施形態では、振動板３のダイアフラム部３８に液室６とは反対側の面に低熱伝導率層２５を形成している。この場合、最も薄く熱伝導しやすいダイアフラム部３８に選択的に低熱伝導率層２５を形成することで、低熱伝導性材料の塗布量を削減でき、効率的にインクの温度上昇を抑えることができる。また、低熱伝導率層２５はインクに直接触れないため、耐薬品性、耐アルカリ性等の要求が無く、その材料選択の幅を広げることができる。
【００４０】
次に、本発明の第４実施形態に係る液体吐出ヘッドとしてのインクジェットヘッドについて図６を参照して説明する。なお、図６は同ヘッドのノズル配列方向に沿う断面説明図である。
この実施形態では、振動板３の島状凸部３９及び梁４０と圧電素子１２の各圧電素子柱１２ａ、１２ｂの接合部に接合に使用する接着剤よりも熱伝導率が低い断熱部２６が形成され、圧電素子柱１２ａで発生した熱の振動板２への伝達を抑えることができる。
【００４１】
断熱部２６を形成する断熱部材としては、セラミック材料、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、メラミン樹脂等を用いることができる。これらの中でも成膜性の容易さから豊富さからエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂が好ましい。なお、圧電素子１２の支持圧電素子柱１２ｂと梁４０との接合部にも断熱部２６を形成するのは振動板３と圧電素子１２との接合高さが異ならないようにするためである（以下の実施形態でも同じ）。
【００４２】
また、この断熱部２６の材料としては、熱硬化性又は光硬化性樹脂を用いることができる。断熱部２６は、インクを吐出させるためのエネルギー発生部となる圧電素子１２とそのエネルギーを加圧液室６に伝える振動板３との接合面に位置するため、その伝達効率損なわない硬度が要求される。例えば、圧電素子１２の変位に伴う負荷は１８Ｎ／ｍｍ２であり、断熱部２６を形成する熱伝導率の低い材料としては、引張強度及び圧縮強度として１８５ｋｇｆ／ｃｍ２以上の材料が好ましい。具体的には、エポキシ樹脂、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリブチレンテレフタレート、ポリエーテルサルホン、ポリエチレンテレフタレート、ポリアセタール等を挙げることができる。成膜性が容易であり、接着性が良好であることから、ポリイミド樹脂が特に好ましい。
【００４３】
次に、本発明の第５実施形態に係る液体吐出ヘッドとしてのインクジェットヘッドについて図７及び図８を参照して説明する。なお、図７は同ヘッドのノズル配列方向に沿う断面説明図、図８は図７の要部拡大説明図である。
この実施形態では、振動板３の島状凸部３９及び梁４０と圧電素子１２の各圧電素子柱１２ａ、１２ｂとを接着剤２７で接合し、この接着剤２７には、接着剤２７の主たる接着成分よりも熱伝導率の低い材料からなる粒子２８が含有されている。例えば接着剤２７としてエポキシ系熱硬化性樹脂を用い、熱伝導率の低い材料としてガラスなどの無機微粒子２８が含まれている。
【００４４】
このように振動板３と圧電素子１２とを接合する接着剤に熱伝導率の低い材料を含有させる（例えば予め混合する）ことで接着剤に断熱機能を付与しておくことで、前記各実施形態に比べて組立て作業の効率化、工数の削減を図ることができる。
【００４５】
次に、本発明の第６実施形態に係る液体吐出ヘッドとしてのインクジェットヘッドについて図９を参照して説明する。なお、図９は同ヘッドのノズル配列方向に沿う断面説明図である。
この実施形態では、振動板３の島状凸部３９及び梁４０に接着剤２８よりも熱伝導率の低い材料からなる断熱部２６を一体的に設け、この振動板３の島状凸部３９及び梁４０の断熱部２６と圧電素子１２の圧電素子柱１２ａ、１２ｂとを接着剤２８で接合している。これにより、断熱部を振動板部品製造工程で形成することができて断熱部材の形成が容易になる。
【００４６】
次に、本発明の第７実施形態に係る液体吐出ヘッドとしてのインクジェットヘッドについて図１０を参照して説明する。なお、図１０は同ヘッドのノズル配列方向に沿う断面説明図である。
この実施形態では、圧電素子１２の圧電素子柱１２ａ、１２ｂの振動板３との接合面側に接着剤２８よりも熱伝導率の低い材料からなる断熱部２６を一体的に設け、この圧電素子１２の圧電素子柱１２ａ、１２ｂの断熱部２６と振動板３の島状凸部３９及び梁４０とを接着剤２８で接合している。これにより、断熱部を圧電素子製造工程で形成することができて断熱部材の形成が容易になる。
【００４７】
なお、この場合、前述したように、圧電素子１２は振動板３との接合面と反対側の面をベース部材１３上に接着剤で接合して固定した後、溝加工によって溝３０を形成することで圧電素子柱１２ａ、１２ｂを形成するが、断熱部２６は溝加工前に形成されるので、圧電素子柱１２ａ、１２ｂの間が断熱材（熱伝導率の低い材料）で埋まるという不具合は生じない。
【００４８】
次に、本発明の第８実施形態に係る液体吐出ヘッドとしてのインクジェットヘッドについて図１１を参照して説明する。なお、図１１は同ヘッドのノズル配列方向に沿う断面説明図である。
この実施形態では、振動板３のダイアフラム部３８の液室６と反対側の面に、ダイアフラム部３８よりも熱伝導率の低い層である低熱伝導率層２５が形成され、且つ、圧電素子１２の圧電素子柱１２ａ、１２ｂの振動板３と接合する面に断熱部２６を形成している。低熱伝導層２５を形成する箇所はこれに限定されるものではなく、振動板１２の表面でインクへの熱伝導を抑制できる箇所であればよい。また、断熱部２６についても同様に圧電素子１２と振動板３の島状凸部３９の間であり、圧電素子１２から振動板３への熱伝導を抑制できる箇所であればよい。
【００４９】
次に、本発明に係る液体吐出ヘッドを備える画像形成装置の一例について図１２及び図１３を参照して説明する。なお、図１２は同装置の機構部の全体構成を説明する概略構成図、図１３は同機構部の要部平面説明図である。
この画像形成装置はシリアル型画像形成装置であり、左右の側板２０１Ａ、２０１Ｂに横架したガイド部材である主従のガイドロッド２３１、２３２でキャリッジ２３３を主走査方向に摺動自在に保持し、図示しない主走査モータによってタイミングベルトを介して矢示方向（キャリッジ主走査方向）に移動走査する。
【００５０】
このキャリッジ２３３には、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の各色のインク滴を吐出するための本発明に係る液体吐出ヘッドからなる記録ヘッド２３４ａ、２３４ｂ（区別しないときは「記録ヘッド２３４」という。）を複数のノズルからなるノズル列を主走査方向と直交する副走査方向に配列し、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。
【００５１】
記録ヘッド２３４は、それぞれ２つのノズル列を有し、記録ヘッド２３４ａの一方のノズル列はブラック（Ｋ）の液滴を、他方のノズル列はシアン（Ｃ）の液滴を、記録ヘッド２３４ｂの一方のノズル列はマゼンタ（Ｍ）の液滴を、他方のノズル列はイエロー（Ｙ）の液滴を、それぞれ吐出する。
【００５２】
また、キャリッジ２３３には、記録ヘッド２３４のノズル列に対応して各色のインクを供給するためのヘッドタンク２３５ａ、２３５ｂ（区別しないときは「ヘッドタンク２３５」という。）を搭載している。このサブタンク２３５には各色の供給チューブ３６を介して、各色のインクカートリッジ２１０から各色のインクが補充供給される。
【００５３】
一方、給紙トレイ２０２の用紙積載部（圧板）２４１上に積載した用紙２４２を給紙するための給紙部として、用紙積載部２４１から用紙２４２を１枚ずつ分離給送する半月コロ（給紙コロ）２４３及び給紙コロ２４３に対向し、摩擦係数の大きな材質からなる分離パッド２４４を備え、この分離パッド２４４は給紙コロ２４３側に付勢されている。
【００５４】
そして、この給紙部から給紙された用紙２４２を記録ヘッド２３４の下方側に送り込むために、用紙２４２を案内するガイド部材２４５と、カウンタローラ２４６と、搬送ガイド部材２４７と、先端加圧コロ２４９を有する押さえ部材２４８とを備えるとともに、給送された用紙２４２を静電吸着して記録ヘッド２３４に対向する位置で搬送するための搬送手段である搬送ベルト２５１を備えている。
【００５５】
この搬送ベルト２５１は、無端状ベルトであり、搬送ローラ２５２とテンションローラ２５３との間に掛け渡されて、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。また、この搬送ベルト２５１の表面を帯電させるための帯電手段である帯電ローラ２５６を備えている。この帯電ローラ２５６は、搬送ベルト２５１の表層に接触し、搬送ベルト２５１の回動に従動して回転するように配置されている。この搬送ベルト２５１は、図示しない副走査モータによってタイミングを介して搬送ローラ２５２が回転駆動されることによってベルト搬送方向に周回移動する。
【００５６】
さらに、記録ヘッド２３４で記録された用紙２４２を排紙するための排紙部として、搬送ベルト２５１から用紙２４２を分離するための分離爪２６１と、排紙ローラ２６２及び排紙コロ２６３とを備え、排紙ローラ２６２の下方に排紙トレイ２０３を備えている。
【００５７】
また、装置本体１の背面部には両面ユニット２７１が着脱自在に装着されている。この両面ユニット２７１は搬送ベルト２５１の逆方向回転で戻される用紙２４２を取り込んで反転させて再度カウンタローラ２４６と搬送ベルト２５１との間に給紙する。また、この両面ユニット２７１の上面は手差しトレイ２７２としている。
【００５８】
さらに、キャリッジ２３３の走査方向一方側の非印字領域には、記録ヘッド２３４のノズルの状態を維持し、回復するための回復手段を含む本発明に係るヘッドの維持回復装置である維持回復機構２８１を配置している。この維持回復機構２８１には、記録ヘッド２３４の各ノズル面をキャピングするための各キャップ部材（以下「キャップ」という。）２８２ａ、２８２ｂ（区別しないときは「キャップ２８２」という。）と、ノズル面をワイピングするためのブレード部材であるワイパーブレード２８３と、増粘した記録液を排出するために記録に寄与しない液滴を吐出させる空吐出を行うときの液滴を受ける空吐出受け２８４などを備えている。
【００５９】
また、キャリッジ２３３の走査方向他方側の非印字領域には、記録中などに増粘した記録液を排出するために記録に寄与しない液滴を吐出させる空吐出を行うときの液滴を受ける液体回収容器であるインク回収ユニット（空吐出受け）２８８を配置し、このインク回収ユニット２８８には記録ヘッド２３４のノズル列方向に沿った開口部２８９などを備えている。
【００６０】
このように構成したこの画像形成装置においては、給紙トレイ２０２から用紙２４２が１枚ずつ分離給紙され、略鉛直上方に給紙された用紙２４２はガイド２４５で案内され、搬送ベルト２５１とカウンタローラ２４６との間に挟まれて搬送され、更に先端を搬送ガイド２３７で案内されて先端加圧コロ２４９で搬送ベルト２５１に押し付けられ、略９０°搬送方向を転換される。
【００６１】
このとき、帯電ローラ２５６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２５１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２５１上に用紙２４２が給送されると、用紙２４２が搬送ベルト２５１に吸着され、搬送ベルト２５１の周回移動によって用紙２４２が副走査方向に搬送される。
【００６２】
そこで、キャリッジ２３３を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド２３４を駆動することにより、停止している用紙２４２にインク滴を吐出して１行分を記録し、用紙２４２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２４２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２４２を排紙トレイ２０３に排紙する。
【００６３】
この画像形成装置は本発明に係る液体吐出ヘッドを搭載しているので、インク滴吐出特性が安定して高画質画像を形成することができる。
【００６４】
なお、上記実施形態ではプリンタ構成の画像形成装置で説明しているが、これに限るものではなく、例えば、プリンタ／ファックス／コピア複合機などの画像形成装置にも適用することができる。また、ライン型液体吐出ヘッドやライン型画像形成装置にも同様に適用することができる。さらに、ＤＮＡ試料、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画像形成装置にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る液体吐出ヘッドの分解斜視説明図である、
【図２】同ヘッドのノズル配列方向と直交する方向に沿う断面説明図である。
【図３】同ヘッドのノズル配列方向に沿う断面説明図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る液体吐出ヘッドのノズル配列方向に沿う断面説明図である。
【図５】本発明の第３実施形態に係る液体吐出ヘッドのノズル配列方向に沿う断面説明図である。
【図６】本発明の第４実施形態に係る液体吐出ヘッドのノズル配列方向に沿う断面説明図である。
【図７】本発明の第５実施形態に係る液体吐出ヘッドのノズル配列方向に沿う断面説明図である。
【図８】図７の要部拡大説明図である。
【図９】本発明の第６実施形態に係る液体吐出ヘッドのノズル配列方向に沿う断面説明図である。
【図１０】本発明の第７実施形態に係る液体吐出ヘッドのノズル配列方向に沿う断面説明図である。
【図１１】本発明の第８実施形態に係る液体吐出ヘッドのノズル配列方向に沿う断面説明図である。
【図１２】本発明に係る液体吐出ヘッドを備える画像形成装置の一例を示す機構部の全体構成を説明する概略構成図である。
【図１３】同じく機構部の要部平面説明図である。
【符号の説明】
【００６６】
１…流路基板 
２…ノズル板 
３…振動板 
３ａ…振動板機能部
５…ノズル 
６…加圧液室
７…流体抵抗部
８…貫通穴
１２…積層型圧電素子
１２ａ…駆動圧電素子柱
１２ｂ…支柱圧電素子柱
１３…ベース部材
１９…共通液室
２０…フレーム
２５…低熱伝導率層
２６…断熱部
２７…熱伝導率の低い材料を含む接着剤
２８…接着剤
３８…ダイアフラム部
３９…島状凸部
【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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