JP5521652B2 - 圧電アクチュエータ、液体吐出ヘッド及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は圧電アクチュエータ、液体吐出ヘッド及び画像形成装置に関する。

プリンタ、ファクシミリ、複写装置、プロッタ、これらの複合機等の画像形成装置として、例えばインク液滴を吐出する液体吐出ヘッド（液滴吐出ヘッド）からなる記録ヘッドを用いた液体吐出記録方式の画像形成装置（例えばインクジェット記録装置）が知られている。この液体吐出記録方式の画像形成装置は、記録ヘッドからインク滴を、搬送される用紙（紙に限定するものではなく、ＯＨＰなどを含み、インク滴、その他の液体などが付着可能なものの意味であり、被記録媒体あるいは記録媒体、記録紙、記録用紙などとも称される。）に対して吐出して、画像形成（記録、印字、印写、印刷も同義語で使用する。）を行なうものであり、記録ヘッドが主走査方向に移動しながら液滴を吐出して画像を形成するシリアル型画像形成装置と、記録ヘッドが移動しない状態で液滴を吐出して画像を形成するライン型ヘッドを用いるライン型画像形成装置がある。

なお、本願において、液体吐出記録方式の「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こと（単に液滴を媒体に着弾させること）をも意味する。また、「インク」とは、インクと称されるものに限らず、記録液、定着処理液、液体などと称されるものなど、画像形成を行うことができるすべての液体の総称として用い、例えば、ＤＮＡ試料、レジスト、パターン材料、樹脂なども含まれる。また、「用紙」とは、材質を紙に限定するものではなく、上述したＯＨＰシート、布なども含み、インク滴が付着されるものの意味であり、被記録媒体、記録媒体、記録紙、記録用紙などと称されるものを含むものの総称として用いる。また、「画像」とは平面的なものに限らず、立体的に形成されたものに付与された画像、また立体自体を３次元的に造形して形成された像も含まれる。

従来、液体吐出ヘッドとして、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（アクチュエータ手段）として圧電素子、特に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圧電アクチュエータを用いた圧電型ヘッドが知られている。

このような圧電型ヘッドでは、例えば積層型圧電素子を用いて、内部電極を端面に引き出した共通電極となる外部電極（端面電極ともいう。）及び個別電極となる外部電極にそれぞれＦＰＣ（フレキシブル基板、フレキシブルプリントケーブル、フレキシブル配線基板）などの配線部材の共通配線電極、個別配線電極を接合し、各圧電素子に画像信号に応じた駆動信号を与えるようにしている。

この場合、圧電素子柱を形成する圧電素子部材の両端部を非駆動圧電素子柱とし、この両端部の非駆動圧電素子柱に共通電極を設けてＦＰＣなどの配線部材の共通配線電極と接合するものが知られている（特許文献１）。

また、１枚の連続したノズルプレート上に複数個のノズル開口部を配列し、圧電素子は複数のバルク状圧電体を加工してノズル開口部に対応するように配置したライン型ヘッドにおいて、複数の圧電体の共通電極は導電性のベース部材に対して圧電体の導電部を導通させ、導電性のベース部材から外部に共通電極を取り出すことも知られている（特許文献２）。

また、ベース部材プレート上に配線パターンを形成して、その配線パターンと圧電素子の電極パターンを、導電粒子を含んだ樹脂材で導通させることも知られている（特許文献３）。

特許第３１１４７７１号公報 特開２００７−０５５０２１号公報 特開２００５−０３５２２６号公報

ところで、画像形成装置の高速化に伴って液体吐出ヘッドも長尺化しており、これに伴って複数配列される圧電素子柱の内の端部側の圧電素子柱と中央部の圧電素子柱との間で、電圧印加径路（一般的に圧電素子表面に形成された金属薄膜によって形成されている）の抵抗値の差が大きくなってしまい、各圧電素子柱で均一な変位量を確保できないという課題がある。

そこで、この電圧印加径路に導電性樹脂等を埋めて断面積を稼ぎ抵抗を下げることが行われていたが、ヘッドの長尺化に伴い、導電性樹脂では圧電素子の金属層との接合部の抵抗が無視できない状態になってきている。接合部の抵抗を下げるには、はんだ等を用いた金属溶融接合（金属を溶融して接合すること）が有効であるが、ベース部材は圧電素子の振動を低減するために重量（大きさ）が必要であることから、ベース部材は熱容量が大きく、そのため、はんだ接合には大きな熱量が必要となって、例えば、圧電素子部材間の隙間のような微細領域のはんだを加熱溶融するようなことは困難であった。

本願発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、例えばレーザー等を用いた金属溶融接合に必要な熱量を低減して微細な接合領域を低抵抗に接合することができ、また電圧印加径路の断面積を制御して抵抗値を自由に設定可能とすることを目的とする。

上記の課題を解決するため、圧電アクチュエータは、
ベース部材上に複数配設された圧電素子部材に複数の圧電素子柱が形成され、
前記圧電素子柱に配線部材が接合され、
前記ベース部材上には、少なくとも前記圧電素子部材との接合部以外の領域に、前記ベース部材よりも熱伝導率の低い低熱伝導層と導電層とが積層され、
前記導電層は一部が溶融して又は溶融金属を介して前記圧電素子柱の共通電極と接合されている
構成とした。

ここで、前記ベース部材上の導電層は、前記ベース部材と前記圧電素子部材との接合部には形成されていない構成とできる。

また、前記ベース部材上の低熱伝導層は、前記ベース部材と前記圧電素子部材との接合部には形成されていない構成とできる。

また、前記ベース部材が導電性部材から形成され、前記導電層と前記ベース部材とが電気的に導通している構成とできる。

また、前記低熱伝導層と前記導電層との間には、前記導電層と異なる金属材料からなる金属層が形成されている構成とできる。

また、前記ベース部材と前記低熱伝導層との間の少なくとも一部には、前記ベース部材と異なる材質の導電層が形成されている構成とできる。

また、前記低熱伝導層は導電性を有している構成とできる。

また、前記低熱伝導層は、前記圧電素子部材に前記複数の圧電素子柱を形成する溝の底部よりも低い位置に位置している構成とできる。

また、前記ベース部材には前記圧電素子部材が２列配置され、前記２列の圧電素子部材の間の距離は前記低熱伝導層に突き当てられて位置決めされている構成とできる。

また、前記ベース部材には前記圧電素子部材が少なくとも２列配置され、前記ベース部材には、各圧電素子部材の列間に、前記ベース部材と前記圧電素子部材との接合面より低い凹部が形成され、前記凹部の底面に前記低熱伝導層が形成されている構成とできる。

この場合、前記凹部の幅は前記圧電素子部材の列間の幅よりも大きい構成とできる。

本発明に係る液体吐出ヘッドは、本発明に係る圧電アクチュエータを備えたものである。

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。

本発明に係る圧電アクチュエータによれば、ベース部材上には、少なくとも圧電素子部材との接合部以外の領域に、ベース部材よりも熱伝導率の低い低熱伝導層と導電層とが積層され、導電層は一部が溶融して又は溶融金属を介して圧電素子柱の共通電極と接合されている構成としたので、例えばレーザー等を用いた金属溶融接合に必要な熱量を低減して微細な接合領域を低抵抗に接合することができ、また溶融して形成する金属の厚さを制御することで電圧印加径路の断面積を制御して抵抗値を自由に設定することが可能となる。

本発明に係る液体吐出ヘッドによれば、本発明に係る圧電アクチュエータを備えているので、良好な滴吐出特性が得られる。

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るので、安定した画像形成を行うことができる。

本発明に係る液体吐出ヘッドの第１実施形態の分解斜視図である。 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）に沿う断面説明図である。 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。 同じく配線部材（透過状態で図示）との接合を説明する側面説明図である。 本発明に係る圧電アクチュエータの第１実施形態の配線部材を除く断面説明図である。 同アクチュエータの圧電素子部材のスリット加工前の製作工程の説明に供する断面説明図である。 同じくスリット加工前の圧電素子部材の内部電極の平面説明図である。 本発明に係る圧電アクチュエータの第２実施形態の配線部材を除く断面説明図である。 本発明に係る圧電アクチュエータの第３実施形態の配線部材を除く断面説明図である。 本発明に係る液体吐出ヘッドの第２実施形態の分解斜視説明図である。 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）に沿う断面説明図である。 同ヘッドのノズル配列方向（液室短手方向）に沿う一部の断面説明図である。 同じく配線部材（透過状態で図示）との接合を説明する側面説明図である。 本発明に係る圧電アクチュエータの第４実施形態の配線部材を除く断面説明図である。 本発明に係る圧電アクチュエータの配線部材を除く断面説明図である。 本発明に係る圧電アクチュエータの第５実施形態の配線部材を除く断面説明図である。 本発明に係る圧電アクチュエータの第６実施形態の配線部材を除く断面説明図である。 本発明に係る圧電アクチュエータの第７実施形態の配線部材を除く断面説明図である。 同アクチュエータのポリイミドシートの製作工程の説明図である。 本発明に係る圧電アクチュエータの第８実施形態の配線部材を除く断面説明図である。 本発明に係る圧電アクチュエータの第９実施形態の配線部材を除く断面説明図である。 本発明に係る圧電アクチュエータの第１０実施形態の配線部材を除く断面説明図である。 本発明に係る画像形成装置の一例を示す全体構成図である。 同じく要部平面説明図である。 本発明に係る画像形成装置の他の例を示す全体構成図である。

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。本発明に係る圧電アクチュエータを含む液体吐出ヘッドの第１実施形態について図１ないし図４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は同ヘッドの圧電アクチュエータのノズル配列方向（液室短手方向）に沿う断面説明図、図４は同じく配線部材（透過状態で図示）との接合を説明する側面説明図である。

この液体吐出ヘッドは、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の下面に接合した振動板部材２と、流路基板１の上面に接合したノズル板３とを有し、これらによって液滴（液体の滴）を吐出する複数のノズル４がそれぞれノズル連通路５を介して連通する個別流路としての複数の液室（加圧液室、圧力室、加圧室、流路などとも称される。）６、液室６にインクを供給する供給路を兼ねた流体抵抗部７、この流体抵抗部７を介して液室６と連通する連通部８を形成し、連通部８に振動板部材２に形成した供給口９を介して後述するフレーム部材１７に形成した共通液室１０からインクを供給する。

流路基板１は、流路板１Ａと連通板１Ｂとを接着して構成している。この流路基板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（プレス）などの機械加工することで、連通路５、加圧液室６、流体抵抗部７などの開口をそれぞれ形成している。

振動板部材２は各液室６に対応してその壁面を形成する各振動領域（ダイアフラム部）２ａを有し、振動領域２ａの面外側（液室６と反対面側）に島状凸部２ｂが設けられ、この島状凸部２ｂに振動領域２ａを変形させる駆動手段（アクチュエータ手段、圧力発生手段）としての積層型圧電素子部材１２の圧電素子柱１２Ａの上端面（接合面）を接合している。また、積層型圧電素子部材１２の下端面はベース部材１３に接合している。

ここで、圧電素子部材１２は、圧電材料層２１と内部電極２２Ａ、２２Ｂとを交互に積層したものであり、内部電極２２Ａ、２２Ｂをそれぞれ端面、即ち圧電素子部材１２の振動板部材２に略垂直な側面に引き出して、この側面に形成された端面電極（外部電極）２３、２４に接続し、端面電極（外部電極）２３、２４間に電圧を印加することで積層方向の変位を生じる。ここで、外部電極２３を個別外部電極（個別電極）とし、外部電極２４を共通外部電極（共通電極）として使用する。

この圧電素子部材１２は、ハーフカットダイシングによって溝３１（図３）を加工して１つの圧電素子部材に対して所要数の圧電素子柱１２Ａ、１２Ｂを所定の間隔で櫛歯状に形成したものである。なお、圧電素子部材１２の圧電素子柱１２Ａ、１２Ｂは、同じものであるが、駆動波形を与えて駆動させる圧電素子柱を駆動圧電素子柱１２Ａ、駆動波形を与えないで単なる支柱として使用する圧電素子柱を非駆動圧電素子柱１２Ｂとして区別している。また、圧電素子部材１２の端部の非駆動圧電素子柱１２Ｂは共通電極を外部に取り出すために幅広に形成した非駆動圧電素子柱１２Ｂａとしている。

また、圧電素子部材１２には駆動圧電素子柱１２Ａに駆動信号を与えるための可撓性を有する配線部材としてのＦＰＣ１５が接続されている。ＦＰＣ１５には、駆動圧電素子柱１２Ａの個別電極２３に接続する個別配線電極４１と、端部の非駆動圧電素子１２Ｂａに取り出される複数の駆動圧電素子柱１２Ａの共通電極２４に接続された共通の共通電極部２５に接続する共通配線電極４２を有している。なお、ＦＰＣ１５は圧電素子部材１２の近傍でベース部材１３に図示しないホットメルト接着剤で接着されている。また、ＦＰＣ１５と圧電素子部材１２を接続するための加熱方法としては、ヒーター等を用いた接触加熱方法とレーザー等を用いた非接触加熱方法があるが、レーザーによる接合が好ましく、この場合、ガラス等の剛性部材でＦＰＣ１５と圧電素子部材１２を密着させて接合させてもよいが、エアー圧によってＦＰＣ１５と圧電素子部材１２を密着させながらレーザーによって接合する方が好ましい。

ノズル板３は、ニッケル（Ｎｉ）の金属プレートから形成したもので、エレクトロフォーミング法（電鋳）で製造している。このノズル板３には各液室６に対応して直径１０〜３５μｍのノズル４を形成し、流路板１に接着剤接合している。そして、このノズル板３の液滴吐出側面（吐出方向の表面：吐出面、又は液室６側と反対の面）には撥水層を設けている。

なお、このヘッドでは、圧電素子部材１２の圧電方向としてｄ３３方向の変位を用いて液室６内インクを加圧する構成とし、更に、液滴の吐出方向が液室６での記録液の流れ方向と異なるサイドシュータ方式で液滴を吐出させる構成としている。サイドシュータ方式とすることで、圧電素子部材１２の大きさが略ヘッドの大きさとなり、圧電素子部材１２の小型化を直接ヘッドの小型化に結びつけることができ、ヘッドの小型化を図り易い。

さらに、これらの圧電素子部材１２、ベース部材１３及びＦＰＣ１５などで構成される本発明に係る圧電アクチュエータ１００の外周側には、エポキシ系樹脂或いはポリフェニレンサルファイトで射出成形により形成したフレーム部材１７を接合している。そして、このフレーム部材１７には前述した共通液室１０を形成し、更に共通液室１０に外部から記録液を供給するための供給口１９を形成し、この供給口１９は更に図示しないサブタンクやインクカートリッジなどのインク供給源に接続される。

このように構成した液体吐出ヘッドにおいては、例えば押し打ち方式で駆動する場合には、図示しない制御部から記録する画像に応じて駆動圧電素子柱１２Ａに２０〜５０Ｖの駆動パルス電圧を選択的に印加することによって、パルス電圧が印加された駆動圧電素子柱１２Ａが変位して振動板部材２の振動領域２ａをノズル板３方向に変形させ、液室６の容積（体積）変化によって液室６内の液体を加圧することで、ノズル板３のノズル４から液滴が吐出される。そして、液滴の吐出に伴って液室６内の圧力が低下し、このときの液流れの慣性によって液室６内には若干の負圧が発生する。この状態の下において、駆動圧電素子柱１２Ａへの電圧の印加をオフ状態にすることによって、振動板２が元の位置に戻って液室６が元の形状になるため、さらに負圧が発生する。このとき、共通液室１０から液室６内に記録液が充填され、次の駆動パルスの印加に応じて液滴がノズル４から吐出される。

なお、液体吐出ヘッドは、上記の押し打ち以外にも、引き打ち方式（振動板２を引いた状態から開放して復元力で加圧する方式）、引き−押し打ち方式（振動板２を中間位置で保持しておき、この位置から引いた後、押出す方式）などの方式で駆動することもできる。

次に、上記液体吐出ヘッドを構成する本発明に係る圧電アクチュエータの第１実施形態について図５を参照して説明する。
この圧電アクチュエータ１００は、ベース部材１３上には接着剤５０にて圧電素子部材１２が接合され、ベース部材１３の圧電素子部材１２との接合領域以外の領域には、ベース部材１３よりも熱伝導率の低い低熱伝導層５１と導電層５２とが積層され、導電層５２の一部が溶融して圧電素子部材１２の共通電極２４と接合されている。

ここで、ベース部材１３として、ＳＵＳを用いているが、これに限るものではない。例えば、Ｃｕなどでもよく、圧電素子部材１２の駆動圧電素子柱１２Ａを駆動するときに生じる振動を効率よく抑制することができるものであればよい。

低熱伝導層５１としてはポリイミドを用いているが、これに限るものではない。例えば、セラミックや金属酸化物などの無機材料、有機材料の耐熱性のある材料などでもよい。また、ポリイミドの代わりにＴｉなどの低熱伝導率の金属材料を用いてもよい。Ｔｉは、Ｃｕの熱伝導率に比べて１／２０ほどであり、蓄熱効果が高く、導電性のため、導電面積を十分に取ることが可能となり低抵抗化にも有利である。

導電層５２としては、半田ペーストを用いて導電層５２を形成するとともに、共通電極２４と金属溶融接合を行っている。

このように、ベース部材上には、圧電素子部材との接合領域以外の領域に、ベース部材よりも熱伝導率の低い低熱伝導層と導電層とが積層され、導電層は一部が溶融して圧電素子柱の共通電極と接合されている構成とすることで、まず第１に低熱伝導層を設けることによって例えばレーザー等を用いた金属溶融接合に必要な熱量を低減して微細な接合領域を低抵抗に接合することができ、また溶融して形成する金属の厚さを制御することで電圧印加径路の断面積を制御して抵抗値を自由に設定することが可能となる。

さらに、第２に、複数の圧電素子柱に対する共通電極の電圧印加経路が導電層で形成されていることで電圧印加経路の低抵抗化を図れて、液体吐出ヘッドに適用した場合に、ノズル配列方向における各圧電素子柱の変位特性の均一化を図れ、安定した滴吐出特性を得ることができる。

次に、この圧電アクチュエータの製造工程の一例について図６及び図７をも参照して説明する。なお、図６は同アクチュエータの圧電素子部材のスリット加工前の製作工程の説明に供する断面説明図、図７は同じくスリット加工前の圧電素子部材の内部電極の平面説明図である。

まず、圧電素子部材１２を形成するため、図６（ａ）に示すように、図７（ａ）に示すパターンを有する内部電極２２Ａと、同図（ｂ）に示すパターンを有する内部電極２２Ｂとを圧電層２１を介して交互に積層した圧電素子部材７０を製作し、図６（ｂ）に示すように、この圧電素子部材７０に金属膜７１を成膜する。なお、金属膜７１の材料としては、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕなどを用いることができ、この例ではＡｕをスパッタにより０．４μｍ厚みで成膜した。その後、図６（ｃ）に示すように、ベース部材１３との接合面となる底面側で接合時にベース部材１３の短手方向外側になる端部を斜めに切り欠いた加工面７４を形成することで、金属膜７１からなる個別電極層７２と共通電極層７３を形成する。

次に、ベース部材１３の圧電素子部材７０と接合する面に、蓄熱層（低熱伝導層）５１となる感光性のポリイミドの前駆体を厚さ５μｍで塗布する。塗布方法は、転写法やスプレー法、ディッピング法など特に限定されるものではない。その後、１００℃／１分でプリベークし、フォトリソ工程により、圧電素子部材７０とベース部材１３との接合部のポリイミドを除去する。

なお、低熱伝導層５１としてのポリイミドの形状は、連続線状でも、間欠線状でもよい。ここでは、連続線状のパターンとした。また、低熱伝導層５１としてのポリイミドの高さ（厚さ）は、圧電素子部材７０に対する溝加工時のダイシング切り込みの底部５４を越えない高さとしている。これにより、ダイシングによって圧電素子柱１２Ａ、１２Ｂを形成するときに、ダイシングブレードの切削領域にポリイミドが侵入することが防止され、異種材料のダイシングが防止されてダイシングの溝形成精度の確保とブレードの長寿命化を図れる。

そして、パターン化したポリイミドを３００℃の高温で５時間ベークし、低熱伝導層５１としてポリイミド膜を形成する。

その後、圧電素子部材７０の裏面、あるいはベース部材１３上の接合面となる開口部（ポリイミドを形成していない領域）５３に接着剤５０を塗布する。接着剤５０としては、エポキシ系接着剤、紫外線硬化性接着剤、嫌気性接着剤などを用いることができるが、低温で硬化して硬化時間が比較的早い嫌気性の紫外線硬化型の接着剤を用いている。

そして、圧電素子部材７０とベース部材１３とを、直接接着剤５０で接合する。圧電素子部材７０、７０は、低熱伝導層（ポリイミド）５１のエッジ５１ａに突き当てることにより位置決めしている。低熱伝導層（ポリイミド）５１は、フォトリソ工程によりパターン形成しているので、高精度に形状形成することが可能であり、高精度に形成されたポリイミドに突き当て位置決めすることにより、圧電素子部材７０、７０の列間位置を高精度に位置決めすることができる。圧電素子部材７０は、嫌気性の紫外線硬化型の接着剤５０と、低熱伝導層（ポリイミド）５１への突き当て位置決めにより列間位置精度±１０μｍで配置することができる。

次に、圧電素子部材７０、７０の列間に導電層５２を形成する半田ペーストを供給する。供給方法としては、ディスペンスにより列間の間に注入することで供給する。半田ペーストの加熱方法としては、半導体レーザーを用い、ビーム径５００μｍに絞って圧電素子部材７０、７０の列間に照射した。半導体レーザーは、局所的に半田ペーストを加熱し、また、半田に供給された熱は、下地にある低熱伝導層（ポリイミド）５１によって蓄熱される。また、照射されたレーザーによって、圧電素子部材７０、７０の共通電極層７３も加熱され、導電層５２となる半田ペーストが共通電極層７３の金属部に接して十分に溶融するために良好な接合状態が得られる。

なお、導電層５２となる半田ペーストの加熱方法としては、半導体レーザーに限った物ではなく、比較的照射エリアが狭いキセノンランプを光源に用いてもよい。また、レーザーではなく、半田ごてのような先端が鋭利な熱源を近づけて半田溶融させても可能である。圧電素子部材７０とベース部材１３は、直接接着剤５０で接合されることにより、半田ペーストの加熱後であっても、圧電素子部材７０、７０の位置ずれは発生せず、加熱前の位置精度±１０μｍ以下を確保することができる。

このように、圧電素子部材７０とベース部材１３は直接接着剤５０で接合され、圧電素子部材７０と導電層５２となる半田ペーストの導通を得るための電気的接合を形成するのに、熱が低熱伝導層５１であるポリイミドによってベース部材１３側に拡散し難いために、レーザーを用いたスポット加熱で瞬時に十分な熱量が半田ペーストとその下地のポリイミドに蓄えられため、圧電素子部材７０、７０間の高精度の位置関係を保ったまま、圧電素子部材７０、７０の共通電極層７３と導電層５１となる半田ペーストの間には良好な電気的接合を形成でき、共通電極の低抵抗化が可能となる。

そして、圧電素子部材７０、７０の共通電極層７３、７３が導電層５２と金属溶融接合された後、圧電素子部材７０に溝加工を施して駆動圧電素子柱１２Ａ、１２Ｂが形成されるとともに、個別電極層７２が個別電極２３に分割された圧電素子部材１２とし、その後、圧電素子部材１２の個別電極２３及び共通電極部２５にＦＰＣ１５の各電極４１、４２を接合することで圧電アクチュエータ１００が得られる。

次に、本発明に係る圧電アクチュエータの第２実施形態について図８を参照して説明する。なお、図８は同アクチュエータの配線部材を除く断面説明図である。
ここでは、上記第１実施形態において、ベース部材１３上に形成した低熱伝導層５１を形成した後開口部５３を形成しないで、そのまま低熱伝導層５１上に接着剤５０にて圧電素子部材１２、１２を接合している。このようにしても、前記第１実施形態と同様な作用効果が得られ、ポリイミドをパターニングするフォトリソ工程が省略できるため、より低コストで形成することができる。

次に、本発明に係る圧電アクチュエータの第３実施形態について図９を参照して説明する。なお、図９は同アクチュエータの配線部材を除く断面説明図である。
ここでは、上記第１実施形態において、ベース部材１３上に形成した低熱伝導層５１に開口部５３を形成した後、導電層５２とは異なる金属層５５をベース部材１３及び低熱伝導層５１の表面に形成し、金属層５５上に接着剤５０にて圧電素子部材１２、１２を接合している。金属層５５の材料としては、ＡｕやＡｇなど導電層５２を形成する半田と接合しやすく、更に表面が酸化されにくい材料が好ましい。

このように、低熱伝導層と導電層の間に、導電層とは異なる金属層が形成されていることで、導電層と合金が形成しやすくなり、電気的な接続不良の低減を図れ、共通電極を低抵抗化できる。金属層として、Ａｕなどの不活性材料を使用することで、表面の酸化を防止する効果もある。

次に、本発明に係る液体吐出ヘッドの第２実施形態について図１０ないし図１３を参照して説明する。なお、図１０は同ヘッドの分解斜視説明図、図１１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１２は同ヘッドのノズル配列方向（液室短手方向）に沿う一部の断面説明図、図１３は同じく配線部材（透過状態で図示）との接合を説明する側面説明図である。

この液体吐出ヘッドは、ベース部材１３上に１列当たり３個の圧電素子部材１２を溝３１の幅に相当する隙間３２を空けて配列することでライン型ヘッドを構成したものである。そして、圧電素子部材１２の共通電極２４とＦＰＣ１５との電気的接続は、図１３に示すように、ベース部材１３にＦＰＣ１５の共通配線電極４２を半田などで接合することによって行っている。なお、圧電アクチュエータ１００以外の構成については、前記第１実施形態に係る液体吐出ヘッドと略同様であるので対応する部分に同じ符号を付して説明を省略する。

そこで、この液体吐出ヘッドを構成している本発明に係る圧電アクチュエータの第４実施形態について図１４を参照して説明する。なお、図１４は同アクチュエータの配線部材を除く断面説明図である。
この圧電アクチュエータ１００は、ベース部材１３上にベース部材１３よりも熱伝導率の低い低熱伝導層５１が形成され、この低熱伝導層５１に形成されたスルーホール形状の開口部６０を含めて導電層の一部となる金属層（ここでは半田層）６１が積層され、更にこの半田層６１上に導電層５２が積層され、半田層６１上に接着剤５０で接合された圧電素子部材１２の共通電極２４に導電層５２の一部が溶融して接合されている。

この実施形態においても、ベース部材１３として、ＳＵＳを用いているが、これに限るものではない。例えば、Ｃｕなど導電性を有する材料であればよく、圧電素子部材１２の駆動圧電素子柱１２Ａを駆動するときに生じる振動を効率よく抑制することができるものであればよい。なお、導電率はできるだけ高いものが好ましい。

また、低熱伝導層５１としてはポリイミドを用いているが、これに限るものではない。例えば、セラミックや金属酸化物などの無機材料、有機材料の耐熱性のある材料などでもよい。また、ポリイミドの代わりにＴｉなどの低熱伝導率の金属材料を用いてもよい。Ｔｉは、Ｃｕの熱伝導率に比べて１／２０ほどであり、蓄熱効果が高く、導電性のため、導電面積を十分に取ることが可能となり低抵抗化にも有利である。

導電層５２としては、半田ペーストを用いて導電層５２を形成するとともに、共通電極２４と金属溶融接合を行っている。また、金属層６１としては半田層を用いているが、半田に限られるものではない。

このように、ベース部材上には、少なくとも圧電素子部材との接合領域以外の領域に、ベース部材よりも熱伝導率の低い低熱伝導層と導電層とが積層され、導電層は一部が溶融して圧電素子柱の共通電極と接合されている構成とすることで、例えばレーザー等を用いた金属溶融接合に必要な熱量を低減して微細な接合領域を低抵抗に接合することができ、また溶融して形成する金属の厚さを制御することで電圧印加径路の断面積を制御して抵抗値を自由に設定することが可能となる。

また、圧電素子部材１２の共通電極２４は導電層５２及び半田層（金属層）６１を通じてベース部材１３と電気的に接続されるので、前述したようにＦＰＣ１５の共通配線電極４２をベース部材１３に接続している。この結果、ライン型ヘッドの構成であっても容易に共通電極ラインを外部に取出すことができる。

次に、この圧電アクチュエータの製造工程の一例について説明する。
まず、前記第１実施形態で説明したような圧電素子部材７０を作製する。ベース部材１３から共通電極ラインを取り出すので、内部電極２２Ａ、２２Ｂは図１５に示すようなパターンであってもよい。そして、ベース部材１３の圧電素子部材７０と接合する面に、蓄熱層（低熱伝導層）５１となる感光性のポリイミドの前駆体を厚さ５μｍで塗布する。塗布方法は、転写法やスプレー法、ディッピング法など特に限定されるものではない。その後、１００℃／１分でプリベークし、フォトリソ工程を経て、スルーホール形状の開口部６０を形成する。なお、スルーホール形状とは、貫通している形状という意味であり、平面形状が限定されるものではなく、穴形状でもスリット形状などいずれでもよい。

そして、パターン化したポリイミドを３００℃の高温で５時間ベークし、低熱伝導層５１としてのポリイミド膜を形成する。

次に、金属層６１となる半田膜を低熱伝導層（ポリイミド膜）５１の上に１０μｍ厚で形成した。半田膜の形成方法としては、ペースト状の半田をスクリーン印刷法により形成したが、スパッタ法等を用いても可能である。その後、２５０℃の熱処理を行うことにより、開口部６０のベース部材１３と金属層６１となる半田が接する界面に電気的な接合が形成され、安定した接合状態が得られる。

その後、圧電素子部材７０の裏面に接着剤５０を塗布して金属層６１上に接合する。接着剤５０は前述したよう限定されるものではなく、ここでは紫外線硬化性接着剤を用いて位置精度±５μｍで圧電素子部材７０を接合した。

次に、圧電素子部材７０、７０の列間に導電層５２を形成する半田ペーストを前述したようにディスペンサなどにより供給する。続いて、注入した半田ペーストを加熱して下地の半田層（金属層）６１と合金化させる。加熱方法としては、前述したように半導体レーザーを用いて、ビーム径５００μｍに絞って圧電素子部材７０、７０の列間に照射した。半導体レーザーは局所的に加熱するためベース部材１３と圧電素子部材７０、７０全体が熱せられることなく、熱膨張差が生じない。また、半田に供給された熱は下地にあるポリイミド膜（低熱伝導層）５１によって蓄熱され、導電層５２となる半田ペーストは下地の半田層（金属層）６１と馴染み、良好な合金層を得ることができた。また、照射されたレーザーによって、圧電素子部材７０の共通電極層７３も加熱され共通電極層７３の金属部とも良好な接合が得られる。

このように、圧電素子部材７０とベース部材１３との電気的な導通を得るために金属溶融接合するとき、熱を供給した際に熱がポリイミド（低熱伝導層）５１によりベース部材１３側に拡散し難いために、瞬時に十分な熱量が半田ペーストとその下地のポリイミドに蓄えられ、ベース部材１３や圧電素子部材７０全体を加熱する必要がなく、良好な接合が得られる。その結果、複数の圧電素子部材７０とベース部材１３間の線膨張差が生じにくく、高精度に位置合わせした圧電素子部材７０、７０間の高精度の位置関係を保ったまま電気的に安定した導電層５２（金属層６１を含む）を得ることができる。

次に、本発明に係る圧電アクチュエータの第５実施形態について図１６を参照して説明する。なお、同図は同アクチュエータの配線部材を除く断面説明図である。
ここでは、前記第４実施形態において、半田層で形成された金属層６１上に、半田以外の金属で形成される金属層６２を形成し、この金属層６２上に導電層５２を形成したものである。金属層６２としては、ＡｕやＡｇなど半田と合金層が形成しやすく、更に表面が酸化されにくい材料が好ましい。

このような構成とすることで、圧電素子部材１２が半田層で形成された金属層６１上に直接固定されないため、導電層５２を溶融した際に圧電素子の固定部の金属層６１が若干溶融したとしても、圧電素子部材７０が位置ずれすることを防止できる。

次に、本発明に係る圧電アクチュエータの第６実施形態について図１７を参照して説明する。なお、同図は同アクチュエータの配線部材を除く断面説明図である。
ここでは、前記第４実施形態において、ベース部材１３上に金属層６１及び導電層５２以外の材料であって、半田と合金層を形成しやすい材料からなる金属層６３を形成し、この金属層６３上に低熱伝導層５１及び金属層６１を形成している。金属層６３としては、Ａｕを５μｍ厚みでスパッタ法により成膜した。Ａｕ以外にも、ＣｕやＳｉなど他の導電性の材料を用いることもできる。このように構成することで、ベース部材１３と圧電素子部材１２との電気的な接合が安定して信頼性の高い接合状態を得ることができる。

次に、本発明に係る圧電アクチュエータの第７実施形態について図１８を参照して説明する。なお、同図は同アクチュエータの配線部材を除く断面説明図である。
ここでは、ベース部材１３上にＡｕなどの金属層６３を成膜し、この金属層６３上に金属層としての半田層６４を成膜し、更に半田層６４上に、ポリイミド６６ａの両面にＣｕからなる導電層６６ｂ、６６ｃが形成されたポリイミドシート６６を接合し、更にポリイミドシート６６上に導電層５２を形成している。

なお、金属層６３は例えばスパッタ法により３μｍ厚みで形成し、半田層６４はスパッタ法で１０μｍ厚みで形成している。

ポリイミドシート６６は、例えば図１９に示すように、導電層６６ｂとなる１０μｍの厚みのＣｕのシート９１に感光性ポリイミドの前駆体９２を２０μｍ厚みで形成し、フォトリソ工程を経て所定の位置に貫通口９３を形成した後、３００℃／５時間で硬化させ、その後シート９１及び前駆体９２上に導電層６６ｃとなるＣｕ９４を１０μｍ厚みにスパッタ法或いは電鋳法などにより形成したものである。このようにして得られたポリイミド９２とＣｕ９１、９４の積層体であるポリイミドシート６６をベース部材１３上に配置し、２７０℃の熱処理を行うことでシート６６とベース部材１３上の半田層６３とが合金層を形成し、電気的に導通した構造体を得ることができる。このような構造体に、複数の圧電素子部材７０、７０を仮固定した後、半田ペーストを圧電素子部材７０、７０の列間に供給し、レーザー照射により圧電素子部材７０とシート６６のＣｕ（導電層）６６ｃを合金化させる。

本実施例においては、低熱伝導層となるポリイミドシート６６をベース部材１３とは別に作製しているので、工程を並列化させることでプロセスタイムを短縮することができる。また、ポリイミドシート６６は個片を並べて大判化させて同時に作製することができるので、低コストで低熱伝導層用のシートを形成することができる。

なお、上記各実施形態の液体吐出ヘッドにインクを供給するタンクを一体にしたインクカートリッジを構成することもできる。

次に、本発明に係る圧電アクチュエータの第８実施形態について図２０を参照して説明する。
本実施形態においては、ベース部材１３に、各圧電素子部材１２、１２の列間に、ベース部材１３と圧電素子部材１２との接合面５３より低い凹部５７が形成され、凹部５７の底面に低熱伝導層であるポリイミド５１が形成されている。

ここで、凹部５７の幅（列方向と直交する方向の幅）Ｗ１は、圧電素子部材１２、１２の列間の幅Ｗ２（例えば約０．３ｍｍ）以上であることが好ましい。また、凹部５７の断面形状（図２０の断面形状）は矩形に限るものではなく、曲線のＲ形状でもよい。さらに、凹部５７の深さは、凹部５７の幅Ｗ１の１／２以上であることが好ましい。

ここで、本実施形態の圧電アクチュエータの製造工程の一例について説明する。
例えばＳＵＳ、Ｃｕなどからなるベース部材１３の前述第１実施形態で説明した圧電素子部材７０、７０と接合する面で、圧電素子部材７０、７０の列間に凹部５７を形成する。

そして、ベース部材１３の圧電素子部材７０、７０を接合する面に、蓄熱層（低熱伝導層）５１となる感光性のポリイミドの前駆体を厚さ５μｍで塗布する。その後、１００℃／１分でプリベークし、フォトリソ工程により、圧電素子部材７０とベース部材１３との接合部のポリイミドを除去する。これにより、凹部５７の底面にのみポリイミド５１が形成される。また、圧電素子部材７０はベース部材１３に直接接合されることになって、圧電素子部材７０の位置ずれはなく、高精度に位置決めを行うことができる。

そして、パターン化したポリイミドを３００℃の高温で５時間ベークし、低熱伝導層５１としてポリイミド膜を形成する。

その後、圧電素子部材７０の裏面、あるいはベース部材１３上の接合面となる開口部（ポリイミドを形成していない領域）５３に接着剤５０を塗布する。

そして、圧電素子部材７０とベース部材１３とを、直接接着剤５０で接合する。圧電素子部材７０の接合に際しては、加圧力（例えば約３０Ｎ）が加えられることにより、接着剤５０が圧電素子部材７０の両側に溢れ出してくる。接着剤５０の溢れ出しの量は、接着剤５０の塗布位置や、塗布量により適宜調整する。加圧後に圧電素子部材７０の列間に向かって溢れ出してきた接着剤５０は、凹部５７の幅Ｗ１が、圧電素子列間の幅Ｗ２以上であり、接着剤５０の進行方向に対して、凹部５７のエッジが先に出現するため、凹部５７の壁面に沿って、凹部５７の底面側に流れこみ、貯留される。すなわち、接着剤５０は、圧電素子部材７０の共通電極層７３側の面のエッジには到達しないため、圧電素子部材７０の共通電極層７３に這い上がることを確実に防止することができる。

次に、圧電素子部材７０、７０の列間に導電層５２を形成する半田ペーストを供給する。供給方法としては、ディスペンスにより列間の間に注入することで供給する。半田ペーストの加熱方法としては、半導体レーザーを用い、ビーム径５００μｍに絞って圧電素子部材７０、７０の列間に照射した。半導体レーザーは、局所的に半田ペーストを加熱し、また、半田に供給された熱は、下地にある低熱伝導層（ポリイミド）５１によって蓄熱される。また、照射されたレーザーによって、圧電素子部材７０、７０の共通電極層７３も加熱され、導電層５２となる半田ペーストが共通電極層７３の金属部に接して十分に溶融するために良好な接合状態が得られる。

圧電素子部材７０とベース部材１３は、直接接着剤５０で接合されることにより、半田ペーストの加熱後であっても、圧電素子部材７０、７０の位置ずれは発生せず、加熱前の位置精度±１０μｍ以下を確保することができる。

このように、圧電素子部材７０とベース部材１３は直接接着剤５０で接合され、圧電素子部材７０と導電層５２となる半田ペーストの導通を得るための電気的接合を形成するのに、熱が低熱伝導層５１であるポリイミドによってベース部材１３側に拡散し難いために、レーザーを用いたスポット加熱で瞬時に十分な熱量が半田ペーストとその下地のポリイミドに蓄えられるため、圧電素子部材７０、７０間の高精度の位置関係を保ったまま、圧電素子部材７０、７０の共通電極層７３と導電層５１となる半田ペーストの間には良好な電気的接合を形成でき、共通電極の低抵抗化が可能となる。

そして、圧電素子部材７０、７０の共通電極層７３、７３が導電層５２と金属溶融接合された後、圧電素子部材７０に溝加工を施して駆動圧電素子柱１２Ａ、１２Ｂが形成されるとともに、個別電極層７２が個別電極２３に分割された圧電素子部材１２とし、その後、圧電素子部材１２の個別電極２３及び共通電極部２５にＦＰＣ１５の各電極４１、４２を接合することで圧電アクチュエータ１００が得られる。

なお、その他の点は、前記第１実施形態の圧電アクチュエータの製造工程で説明したと同様である。

このように、ベース部材に凹部を形成して、凹部底面に低熱伝導層を形成することで、接着剤接合時に共通電極側の面への接着剤への這い上がりを防止できる。そして、共通電極層への接着剤の這い上がりが防止されることで、半田ペーストなどの導電層を形成するとき、導電層と共通電極層との金属溶融による電気的接続が確実に行なわれる。

この場合、ベース部材に凹部の幅を圧電素子部材の列間の幅より大きくすることによって、圧電素子部材の接合接着剤のはみ出しを凹部で確実に貯留して、共通電極面への接着剤の這い上がりを防止することができる。

次に、本発明に係る圧電アクチュエータの第９実施形態について図２１を参照して説明する。
本実施形態では、前記第８実施形態において、ベース部材１３の圧電素子部材１２との接合面に形成されたポリイミド膜に開口を形成しないで、そのまま低熱伝導層５１として残している。

このように構成しても前記第８実施形態と同様の作用効果を得ることができ、また、ポリイミド膜のパターニングが不要になる。

次に、本発明に係る圧電アクチュエータの第１０実施形態について図２２を参照して説明する。
本実施形態では、前記第８実施形態において、ベース部材１３の圧電素子部材１２との接合面及び凹部５７内の低熱伝導層５１の表面に導電層５２とは異なる金属層５５を形成している。なお、金属層５２の形成範囲は、ベース部材１３上の全面に形成する必要はなく、少なくとも低熱伝導層（ポリイミド膜）５１上に形成されていればよい。本実施形態では、スパッタ法により、Ａｕを５μｍを成膜している。

前述したように、低熱伝導層と導電層の間に、導電層とは異なる金属層が形成されていることで、導電層と合金が形成しやすくなり、電気的な接続不良の低減を図れ、共通電極を低抵抗化できる。金属層として、Ａｕなどの不活性材料を使用することで、表面の酸化を防止する効果も得られる。

次に、本発明に係る液体吐出ヘッドを備える本発明に係る画像形成装置の一例について図２３及び図２４を参照して説明する。なお、図２３は同装置の機構部の全体構成を説明する概略構成図、図２４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２２１Ａ、２２１Ｂ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。

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ユニットからなる記録ヘッド２３４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。

記録ヘッド２３４は、それぞれ２つのノズル列を有する液体吐出ヘッド２３４ａ、２３４ｂを１つのベース部材に取り付けて構成したもので、一方のヘッド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、他方のヘッド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。なお、ここでは２ヘッド構成で４色の液滴を吐出する構成としているが、各色毎の液体吐出ヘッドを備える（前記図１３、図２６で説明した構成）こともできる。

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サブタンク２３５ａ、２３５ｂ（区別しないときは「サブタンク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２３６を介して、供給ユニット２２４によっ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。

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。

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。

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。

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。

また、装置本体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。

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。

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空吐出受け２８８を配置し、この空吐出受け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。

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２４７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。

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。

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。

このように、この画像形成装置では本発明に係る液体吐出ヘッドを記録ヘッドとして備えているので、安定した滴吐出特性が得られ、安定して高画質画像を形成することができる。

次に、本発明に係る液体吐出ヘッドを備える本発明に係る画像形成装置の他の例について図２５を参照して説明する。なお、図２５は同装置の機構部全体の概略構成図である。
この画像形成装置は、ライン型画像形成装置であり、装置本体４０１の内部に画像形成部２０２等を有し、装置本体４０１の下方側に多数枚の記録媒体（用紙）４０３を積載可能な給紙トレイ４０４を備え、この給紙トレイ４０４から給紙される用紙４０３を取り込み、搬送機構４０５によって用紙４０３を搬送しながら画像形成部４０２によって所要の画像を記録した後、装置本体４０１の側方に装着された排紙トレイ４０６に用紙４０３を排紙する。

また、装置本体４０１に対して着脱可能な両面ユニット４０７を備え、両面印刷を行うときには、一面（表面）印刷終了後、搬送機構４０５によって用紙４０３を逆方向に搬送しながら両面ユニット４０７内に取り込み、反転させて他面（裏面）を印刷可能面として再度搬送機構４０５に送り込み、他面（裏面）印刷終了後排紙トレイ４０６に用紙４０３を排紙する。

ここで、画像形成部４０２は、例えばブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各色の液滴を吐出する、フルライン型の４個の本発明に係る液体吐出ヘッドで構成した記録ヘッド４１１ｋ、４１１ｃ、４１１ｍ、４１１ｙ（色を区別しないときには「記録ヘッド４１１」という。）を備え、各記録ヘッド４１１は液滴を吐出するノズルを形成したノズル面を下方に向けてヘッドホルダ４１３に装着している。

また、各記録ヘッド４１１に対応してヘッドの性能を維持回復するための維持回復機構４１２ｋ、４１２ｃ、４１２ｍ、４１２ｙ（色を区別しないときには「維持回復機構４１２」という。）を備え、パージ処理、ワイピング処理などのヘッドの性能維持動作時には、記録ヘッド４１１と維持回復機構４１２とを相対的に移動させて、記録ヘッド４１１のノズル面に維持回復機構４１２を構成するキャッピング部材などを対向させる。

なお、ここでは、記録ヘッド４１１は、用紙搬送方向上流側から、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの順に各色の液滴を吐出する配置としているが、配置及び色数はこれに限るものではない。また、ライン型ヘッドとしては、各色の液滴を吐出する複数のノズル列を所定間隔で設けた１又は複数のヘッドを用いることもできるし、ヘッドとこのヘッドに記録液を供給する記録液カートリッジを一体とすることも別体とすることもできる。

給紙トレイ４０４の用紙４０３は、給紙コロ（半月コロ）４２１と図示しない分離パッドによって１枚ずつ分離され装置本体４０１内に給紙され、搬送ガイド部材４２３のガイド面４２３ａに沿ってレジストローラ４２５と搬送ベルト４３３との間に送り込まれ、所定のタイミングでガイド部材４２６を介して搬送機構４０５の搬送ベルト４３３に送り込まれる。

また、搬送ガイド部材４２３には両面ユニット４０７から送り出される用紙４０３を案内するガイド面４２３ｂも形成されている。更に、両面印刷時に搬送機構４０５から戻される用紙４０３を両面ユニット４０７に案内するガイド部材４２７も配置している。

搬送機構４０５は、駆動ローラである搬送ローラ４３１と従動ローラ４３２との間に掛け渡した無端状の搬送ベルト４３３と、この搬送ベルト４３３を帯電させるための帯電ローラ４３４と、画像形成部４０２に対向する部分で搬送ベルト４３３の平面性を維持するプラテン部材４３５と、搬送ベルト４３３から送り出す用紙４０３を搬送ローラ４３１側に押し付ける押さえコロ４３６と、その他図示しないが、搬送ベルト４３３に付着した記録液（インク）を除去するためのクリーニング手段である多孔質体などからなるクリーニングローラなどを有している。

この搬送機構４０５の下流側には、画像が記録された用紙４０３を排紙トレイ４０６に送り出すための排紙ローラ４３８及び拍車４３９を備えている。

このように構成した画像形成装置において、搬送ベルト４３３は矢示方向に周回移動し、高電位の印加電圧が印加される帯電ローラ４３４と接触することで帯電される。この場合、帯電ローラ４３４の帯電電圧は所定の時間間隔で極性を切り替えることによって、搬送ベルト４３３を所定の帯電ピッチで帯電させる。

ここで、この高電位に帯電した搬送ベルト４３３上に用紙４０３が給送されると、用紙４０３内部が分極状態になり、搬送ベルト４３３上の電荷と逆極性の電荷が用紙４０３の搬送ベルト４３３と接触している面に誘電され、搬送ベルト４３３上の電荷と搬送される用紙４０３上に誘電された電荷同士が互いに静電的に引っ張り合い、用紙４０３は搬送ベルト４３３に静電的に吸着される。このようにして、搬送ベルト４３３に強力に吸着した用紙４０３は反りや凹凸が校正され、高度に平らな面が形成される。

そして、搬送ベルト４３３を周回させて用紙４０３を移動させ、記録ヘッド４１１から液滴を吐出することで、用紙４０３上に所要の画像が形成され、画像が記録された用紙４０３は排紙ローラ４３８によって排紙トレイ４０６に排紙される。

このように、この画像形成装置においては本発明に係る液体吐出ヘッドからなる記録ヘッドを備えているので、安定した滴吐出特性が得られ、安定して高画質画像を形成することができる。

なお、上記実施形態では本発明をプリンタ構成の画像形成装置に適用した例で説明したが、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適用することができる。また、狭義のインク以外の液体や定着処理液などを用いる画像形成装置にも適用することができる。

１ 流路板
２ 振動板部材
３ ノズル板
４ ノズル
６ 個別液室
１０ 共通液室
１２ 圧電素子部材
１２Ａ、１２Ｂ 圧電素子柱
１２Ｂａ 圧電素子柱
１３ ベース部材
１５ ＦＰＣ（配線部材）
２３ 個別電極
２４ 共通電極
４１ 個別配線電極
４２ 共通配線電極
５０ 接着剤
５１ 低熱伝導層
５２ 導電層
５５ 金属層
６１ 金属層（導電層）
６２ 金属層
６３ 金属層
６６ ポリイミドシート
２３４…キャリッジ
２３５…記録ヘッド
４１１ｋ、４１１ｃ、４１１ｍ、４１１ｙ 記録ヘッド（液体吐出ヘッド）

Claims (13)

1. ベース部材上に複数配設された圧電素子部材に複数の圧電素子柱が形成され、
   前記圧電素子柱に配線部材が接合され、
   前記ベース部材上には、少なくとも前記圧電素子部材との接合部以外の領域に、前記ベース部材よりも熱伝導率の低い低熱伝導層と導電層とが積層され、
   前記導電層は一部が溶融して又は溶融金属を介して前記圧電素子柱の共通電極と接合されている
   ことを特徴とする圧電アクチュエータ。
2. 前記ベース部材上の導電層は、前記ベース部材と前記圧電素子部材との接合部には形成されていないことを特徴とする請求項１に記載の圧電アクチュエータ。
3. 前記ベース部材上の低熱伝導層は、前記ベース部材と前記圧電素子部材との接合部には形成されていないことを特徴とする請求項１又は２に記載の圧電アクチュエータ。
4. 前記ベース部材が導電性部材から形成され、前記導電層と前記ベース部材とが電気的に導通していることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の圧電アクチュエータ。
5. 前記低熱伝導層と前記導電層との間には、前記導電層と異なる金属材料からなる金属層が形成されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の圧電アクチュエータ。
6. 前記ベース部材と前記低熱伝導層との間の少なくとも一部には、前記ベース部材と異なる材質の導電層が形成されていることを特徴とする請求項４又は５に記載の圧電アクチュエータ。
7. 前記低熱伝導層は導電性を有していることを特徴とする請求項４ないし６のいずれかに記載の圧電アクチュエータ。
8. 前記低熱伝導層は、前記圧電素子部材に前記複数の圧電素子柱を形成する溝の底部よりも低い位置に位置していることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の圧電アクチュエータ。
9. 前記ベース部材には前記圧電素子部材が２列配置され、前記２列の圧電素子部材の間の距離は前記低熱伝導層に突き当てられて位置決めされていることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の圧電アクチュエータ。
10. 前記ベース部材には前記圧電素子部材が少なくとも２列配置され、前記ベース部材には、各圧電素子部材の列間に、前記ベース部材と前記圧電素子部材との接合面より低い凹部が形成され、前記凹部の底面に前記低熱伝導層が形成されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の圧電アクチュエータ。
11. 前記凹部の幅は前記圧電素子部材の列間の幅よりも大きいことを特徴とする請求項１０に記載の圧電アクチュエータ。
12. 請求項１ないし１１のいずれかに記載の圧電アクチュエータを備えていることを特徴とする液体吐出ヘッド。
13. 請求項１２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。

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