WO2018020910A1

WO2018020910A1 - インクジェットヘッド

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Publication number: WO2018020910A1
Application number: PCT/JP2017/022682
Authority: WO
Inventors: 幸一鮫島; 江口　秀幸
Original assignee: コニカミノルタ株式会社
Priority date: 2016-07-27
Filing date: 2017-06-20
Publication date: 2018-02-01
Also published as: JP6879306B2; EP3492263B1; CN109476160A; CN109476160B; EP3492263A1; EP3492263A4; US10836166B2; US20190160817A1; JPWO2018020910A1

Abstract

このインクジェットヘッドは、複数のノズル（Ｎ）を含むノズルプレート（１０）と、ノズル（Ｎ）から吐出されるインクを貯留する圧力室（２１）を含む圧力室プレート（２０）と、圧力室（２０）に圧力を付与する圧電層（６０）を格納するスペーサープレート（４０）と、圧力室（２０）と圧電層（６０）との間に設けられ、圧電層（６０）の変位を圧力室に伝える振動板（３０）と、圧力室プレート（２０）とノズルプレート（１０）との間に、ノズル（Ｎ）と圧力室（２０）とが連通する連通流路を含む中間基板（１００）とを備える。ノズルプレート（１０）は、複数のノズル（Ｎ）のそれぞれに対応して設けられ、インクを排出する個別循環流路（１１１）と、複数の個別循環流路（１１１）が合流する共通循環流路（１１３）とを有する。

Description

インクジェットヘッド

　本発明は、インクジェットヘッドの構造に関する。

　近年、インクジェットヘッドにおいて例えばノズル近傍の増粘や気泡の発生による射出不良を防止するため、ノズル近傍に循環流路を設け、当該循環流路を介して増粘したインクや気泡を回収する技術が知られている。たとえば、特開２００８－２９０２９２号公報（特許文献１）には、ノズルプレート上に積層されたプレート（排出孔プレート）に循環流路を形成し、インクを循環させる機構が開示されている。

特開２００８－２９０２９２号公報

　しかしながら、上記特許文献１に記載される構成においては、循環流路を形成するために、排出孔プレートを別途設ける必要があり、圧力室からノズルまでの距離が、排出孔プレートの厚み分長くなる。したがって、圧力室からノズルまでの距離が長くなることに起因するインクの射出特性の低下が生じてしまう。

　本発明の目的は、上記課題に鑑みてなされたものであり、インクの射出特性の低下を抑制することが可能な構成を備えるインクジェットヘッドを提供することにある。

　このインクジェットヘッドにおいては、複数のノズルを含むノズルプレートと、上記ノズルから吐出されるインクを貯留する圧力室を含む振動プレートと、上記圧力室に圧力を付与する圧電層を格納するスペーサープレートと、上記振動プレートと上記ノズルプレートとの間に、上記ノズルと上記圧力室とが連通する連通流路を含む流路形成基板と、を備える。

　上記振動プレートは、上記圧力室と上記圧電層との間に設けられ、上記圧電層の変位を上記圧力室に伝える振動板を含み、上記ノズルプレートは、複数の上記ノズルのそれぞれに対応して設けられ、インクを排出する個別循環流路と、複数の上記個別循環流路が合流する共通循環流路と、を有する。

　他の形態においては、上記ノズルプレートは、上記流路形成基板側に位置するノズル支持層と、上記ノズル支持層を挟んで、上記流路形成基板とは反対側に位置するノズル層とを、有し、上記個別循環流路および上記共通循環流路は、上記ノズル支持層に設けられている。

　他の形態においては、上記ノズルプレートは、ＳＯＩ基板である。
　他の形態においては、上記共通循環流路は、上記流路形成基板側にも設けられている。

　他の形態においては、上記共通循環流路内には、柱状部材が配置されている。
　他の形態においては、上記ノズルプレートの上記共通循環流路が対向する外表面には、上記共通循環流路側に向う凹部が設けられている。

　他の形態においては、平面視において、上記共通循環流路は、湾曲部を有する。

　この発明においては、インクの射出特性の低下を抑制することが可能な構成を備えるインクジェットヘッドを提供する。

実施の形態１のインクジェットヘッドの構造を示す断面図である。実施の形態１のノズルプレートの構成を示す斜視図である。実施の形態２のインクジェットヘッドの構造を示す断面図である。実施の形態３のノズルプレートの構成を示す斜視図である。実施の形態４のノズルプレートの構成を示す断面図である。実施の形態５のノズルプレートの構成を示す平面図である。関連技術のインクジェットヘッドの構造を示す断面図である。実施例におけるパラメータを示す図である。実施例における連通流路長と負圧との関係を示す図である。実施例における連通流路長と駆動電圧との関係を示す図である。

　本発明に基づいた実施の形態におけるインクジェットヘッドについて、以下、図を参照しながら説明する。以下に説明する実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。同一の部品、相当部品に対しては、同一の参照番号を付し、重複する説明は繰り返さない場合がある。実施の形態における構成を適宜組み合わせて用いることは当初から予定されていることである。図面においては、実際の寸法の比率に従って図示しておらず、構造の理解を容易にするために、構造が明確となるように比率を変更して図示している箇所がある。

　（実施の形態１：インクジェットヘッド１の構成）
　図１および図２を参照して、本実施の形態に係るインクジェットヘッド１の構成について説明する。図１は、インクジェットヘッド１の構造を示す断面図、図２は、ノズルプレート１０の構成を示す斜視図である。なお、図２中のＩ－Ｉ線矢視断面が、図１の断面図に相当する。

　図１においては、ノズルＮが設けられる平面をＸ－Ｙ平面とし、当該平面に沿う方向であって、互いに直交する方向をそれぞれＸ方向、Ｙ方向とする。また、Ｘ－Ｙ平面に直交する方向をＺ方向とする。Ｚ軸方向は、上下方向と一致する。

　図１を参照して、インクジェットヘッド１は、ノズルプレート１０およびヘッドチップ１１０を備える。ノズルプレート１０は、インクを吐出するためのノズルＮを有する。ノズルＮは、ノズルプレート１０を貫通するように設けられている。ノズルプレート１０は、ノズル支持層１１とノズル層１２とを有し、ノズル支持層１１には、通路１１ａが設けられ、ノズル層１２には、通路１１ａに連通するノズルＮが設けられている。

　ノズルＮおよび通路１１ａは、たとえば、Ｙ軸方向に沿って列をなすように複数設けられている。通常は、ノズルＮは、マトリクス状に配置され、たとえば、１０２４（１６×６４）のノズル数（チャネル）が設けられる。

　ノズルプレート１０には、たとえばＳＯＩ基板を用いることができる。なお、ノズルプレート１０は、ＳＯＩ基板に限定されるものではなく、たとえば、ＳＵＳ、４２アロイ又はポリイミド等を用いることも可能である。ノズルプレート１０の下面には、撥水膜が形成されていてもよい。

　ヘッドチップ１１０は、ノズルプレート１０の上面においてＺ方向に沿って、複数の基板等が積層されることにより構成される。具体的には、ヘッドチップ１１０は、中間基板１００、圧力室２１を有する振動プレート２０、スペーサー基板４０、および、配線基板５０が、ノズルプレート１０上に積層されることにより構成される。

　振動プレート２０は、圧力室２１と後述の圧電層６０との間に設けられ、圧電層６０の変位を圧力室２１に伝える振動板３０を含む。

　よって、ノズルプレート１０において、ノズル支持層１１は、中間基板１００側に位置し、ノズル層１２は、ノズル支持層１１を挟んで、中間基板１００とは反対側に位置する。

　中間基板１００は、ノズルＮと圧力室２１とを連結する連結通路１０１を有している。中間基板１００、振動プレート２０、振動板３０、スペーサー基板４０、および、配線基板５０には、圧力室２１に連通するインク供給流路２２、３１、４１、５１が設けられている。インク供給流路により形成されるインクの流路は、圧力室２１と、配線基板５０の上方に設けられる外部のインク供給流路とを接続する。

　中間基板１００は、たとえば、連結通路１０１をノズルプレート１０と振動プレート２０との間に設ける目的で設けられる。連結通路１０１は、圧力室２１とノズルＮとに連通し、インクを吐出する際に、インクに加えられる運動エネルギーを調整する。

　連結通路１０１を設けることで、ノズルＮに至るインクの流路の形状を任意の形状とすることができる。

　中間基板１００の素材としては、特に限定されるものではないが、ガラス、ステンレス、樹脂、シリコン等を用いることができる。

　振動プレート２０は、中間基板１００上に設けられている。振動プレート２０は、インクを貯留する圧力室２１を有する。圧力室２１は、中間基板１００の連結通路１０１を介してノズルＮに連通する。圧力室２１は、Ｙ軸方向に沿って並ぶ複数のノズルＮに連通するようにＹ軸方向に沿って、１対１の対応となるように設けられている。圧力室２１は、インク供給流路２２と独立して設けられている。

　振動プレート２０に設けられた振動板３０は、圧電層６０を格納するスペーサー基板４０の開口部４２を塞ぐとともに、圧力室２１の一面（上面）を構成する。振動板３０は、振動板３０上に設けられた圧電層６０によって振動可能に構成されている。振動板３０が振動することにより、圧力室２１の圧力が増減する。

　スペーサー基板４０は、振動板３０と配線基板５０との間で、圧電層６０及び後述する接続部９０のＺ方向に沿った高さに対応したスペースを確保する。スペーサー基板４０は、圧電層６０の配設位置に応じた開口部４２を有する。

　開口部４２は、スペーサー基板４０をＺ方向に貫通している。開口部４２は、インク供給流路４１と独立して設けられている。開口部４２内に圧電層６０が配置されている。開口部４２は、配線基板５０に塞がれている。これにより、圧電層６０の周囲に閉空間Ｓ１が形成される。スペーサー基板４０および配線基板５０は、圧電層６０を封止する封止部に相当する。

　スペーサー基板４０の素材としては、たとえば、樹脂部材、鉄、ガラス、ニッケル、ステンレス、シリコン等を用いることが可能で、合金にしてもよく、上述のスペースを確保できるものであれば特に限定されない。

　配線基板５０は、たとえば、インターポーザー５３と、絶縁層５４，５５と、貫通電極５６と、配線５７と、絶縁層５８と、配線５２と、絶縁層５９と、インク供給流路５１を有する。

　インターポーザー５３は、板状形状を有する。インターポーザー５３は、配線基板５０の基部となる。絶縁層５４は、インターポーザー５３の上面を被覆する。絶縁層５５は、インターポーザー５３の下面を被覆する。

　貫通電極５６は、絶縁層５４、インターポーザー５３および絶縁層５５を貫通する貫通孔Ｐ内に設けられている。配線５７は、絶縁層５４の上面に設けられて貫通電極５６の上側の端部と電気的に接続されている。

　絶縁層５８は、配線５７の上面および当該配線５７が設けられていない部分の絶縁層５４の上面を被覆する。

　配線５２は、絶縁層５５の下面に設けられて貫通電極５６の下側の端部と電気的に接続されている。配線５２は、貫通電極５６、配線５７を介して、圧電層６０へ印加される電圧を制御する制御部（不図示）に接続されている。

　配線５２，５７は、たとえば、フォトリソグラフィ等を用い、導電性を有する金属（たとえば、Ｃｒ、Ｔｉ、Ａｕ）をパターニングして形成することができる。たとえば、基板上のＣｒ、Ａｕの順に成膜した後、Ａｕをパターニングし、その後Ｃｒをパターニングすることによって形成することができる。ＣｒやＴｉはＡｕの密着層として利用される。

　絶縁層５９は、配線５２のうちバンプ９１が形成されていない部分の下面および絶縁層５５のうち配線５２が設けられていない下面を被覆する。インク供給流路５１は、絶縁層５８、絶縁層５４、インターポーザー５３、絶縁層５５及び絶縁層５９を貫通する。

　圧電層６０は、後述の接続部９０によって配線基板５０に設けられた配線５２と電気的に接続されている。圧電層６０は、Ｙ軸方向に沿って並ぶ複数のノズルＮに対応して設けられている。圧電層６０は、振動板３０上に設けられている。

　圧電層６０は、圧電層から形成される圧電部６１と、圧電部６１の一方の表面を覆うように形成された第１電極６２と、圧電部６１の他方の表面を覆うように形成された第２電極６３とを備える。

　第１電極６２は、接続部９０によって配線５２と電気的に接続されている。接続部９０は、第１電極６２と配線５２とをＺ方向に沿って接続する。接続部９０は、配線基板５０に形成されたバンプ９１を有する。

　バンプ９１は、たとえば、金を材料としたワイヤーボンディングにより形成される。バンプ９１は、たとえば、配線５２の下面に形成される。バンプ９１の下端側には、導電性材料９２が塗布されている。具体的には、導電性材料９２は、たとえば、導電性接着剤である。導電性接着剤とは、導電性を有する金属粉末（たとえば、銀粉等）が混入された接着剤である。

　このように、接続部９０は、配線基板５０に形成されたバンプ９１とバンプ９１に塗布された導電性材料９２を介して配線基板５０と圧電層６０とを電気的に接続する。

　第２電極６３は、振動板３０に形成された電極層（不図示）に当接している。振動板３０に形成された電極層は、第２電極６３と上述の制御部とを電気的に接続する電極として機能している。第２電極６３は、たとえば、振動板３０に形成された電極層に接続された配線（不図示）を介して制御部に接続されている。

　電極層は、たとえば、フォトリソグラフィ等を用い、導電性を有する金属（たとえば、Ｃｒ、Ｔｉ、Ａｕ）を振動板３０にパターニングして形成することができる。たとえば、基板上のＣｒ、Ａｕの順に成膜した後、Ａｕをパターニングし、その後Ｃｒをパターニングすることによって形成することができる。ＣｒやＴｉはＡｕの密着層として利用される。

　第１電極６２が、接続部９０、配線５２、貫通電極５６、配線５７を介して制御部に接続されるとともに、第２電極６３が、振動板３０に形成された電極層を介して制御部に接続される。これにより、制御部の制御下で、圧電層６０が動作する。

　圧電層６０が動作することにより、振動板３０が振動する。これにより、圧力室２１の内圧が変化し、圧力室２１に供給されたインクがノズルＮから吐出される。

　なお、上述の中間基板１００とノズルプレート１０の接合は、エポキシ系の接着剤を使用した接着が好ましい。中間基板１００の素材としてガラスを用い、ノズルプレート１０の素材としてシリコンを用いる場合、ガラスとシリコンの接合として、陽極接合を利用することもできる。

　各基板間において、熱膨張係数の差を十分に小さくすることが好ましい。これより、基板の接合時の温度変化や、インクジェットヘッド１の動作時に発生する熱等によって、基板が反ったり、基板同士が剥離したりすることを抑制できる。

　たとえば、上記振動プレート２０、振動板３０、配線基板５０の素材として、シリコンを用い、スペーサー基板４０の素材として、４２アロイ（重量パーセントでニッケルが４２％、鉄が５７％で、残りが微量の添加物質（たとえば、銅、マンガン等）からなる合金）を用いる。これにより、各基板の熱膨張係数の差を小さくすることができる。

　上述の実施の形態に係るインクジェットヘッド１にあっては、振動板３０が振動プレート２０と一体に設けられた場合について説明しているが、これに限定されず、振動板３０と振動プレート２０とをそれぞれ個別に設けるようにしてもよい。

　（ノズルプレート１０）
　図２を参照して、ノズルプレート１０を構成するノズル支持層１１の構成について説明する。ノズル支持層１１には、複数のノズルＮのそれぞれに対応し通路１１ａに連通してインクを排出する個別循環流路１１１が設けられている。さらに、ノズル支持層１１には、複数の個別循環流路１１１が合流する共通循環流路１１３が設けられている。図２においては、個別循環流路１１１はＸ方向に延びるように設けられ、共通循環流路１１３はＹ方向に直線状に延びるように設けられている。

　上記したように、ノズルＮは、たとえば、１０２４（１６×６４）のノズル数（チャネル）が設けられる。個別循環流路１１１は、すべてのノズルＮに対してそれぞれ設けられるが、共通循環流路１１３は、すべてのノズルＮに対して一つの共通循環流路１１３でもよいが、ノズルＮをいくつかのグループに区分けし、各グループごとに一つの共通循環流路１１３として、複数の共通循環流路１１３を設けるようにしてもよい。

　このように本実施の形態におけるインクジェットヘッド１は、複数のノズルＮのそれぞれに対応して設けられ、インクを排出する個別循環流路１１１と、複数の個別循環流路１１１が合流する共通循環流路１１３とを有している。これにより、図１に示すように、ノズルＮに供給されたインクの内外部に吐出されなかったインクは、個別循環流路１１１から共通循環流路１１３に排出され、循環ラインＬ１を通じて、再び、圧力室２１に連通するインク供給流路２２、３１、４１、５１に供給されることとなる。これにより、インクの射出特性の低下を抑制することを可能とする。

　個別循環流路１１１および共通循環流路１１３は、同一のノズル支持層１１に設けられていることから、基板を別途増加させる必要はなく、本実施の形態のインクジェットヘッド１を製造することができ、コスト増加を抑制することもできる。

　個別循環流路１１１を設けるために基板を増加させる構成にくらべ、圧力室２１からノズルプレート１０に至る個別循環流路１１１の経路を短くすることができる。その結果、低電圧での駆動を図ることができる。また、圧力室２１からノズルプレート１０への経路が短くなることで低負圧となり、圧力室２１での負圧の増大を抑制することも可能となる。

　さらに、個別循環流路１１１および共通循環流路１１３を設けるためにノズル支持層１１を薄型化する必要もないことから、製造工程におけるノズル支持層１１とヘッドチップ１１０側との基板との接合時の割れの発生、熱による反りの発生を回避することも可能となり、インクジェットヘッド１の生産性の向上を図ることも可能となる。

　なお、本実施の形態においては、共通循環流路から排出されるインクを循環ラインＬ１を介して循環させる構成を開示したが、循環を行う構成に限定されないことは言うまでもない。例えば、共通循環流路１１３から循環ラインＬ１を介さず排出するようにしてもよい。

　（実施の形態２：インクジェットヘッド１Ａの構成）
　図３を参照して、本実施の形態に係るインクジェットヘッド１Ａの構成について説明する。図３は、インクジェットヘッド１Ａの構造を示す断面図である。なお、図２中のＩ－Ｉ線矢視断面が、図１の断面図に対応する。

　基本的構成は、上記実施の形態１におけるインクジェットヘッド１の構成と同じである。相違点は、共通循環流路１１３が、ノズル支持層１１だけでなく、中間基板１００側にも設けられている点にある。

　この構成を有するインクジェットヘッド１Ａにおいても、上記実施の形態１におけるインクジェットヘッド１と同様の作用効果を得ることができる。さらに、共通循環流路１１３を中間基板１００側を拡大することで、インクジェットヘッド１ＡのＺ方向の大きさを大きくすることなく、共通循環流路１１３の断面流路の拡大を図り、インクの循環流量の拡大を可能としている。

　さらに、個別循環流路１１１と共通循環流路１１３との連結部分に段部Ｄ１が形成されることで、個別循環流路１１１から共通循環流路１１３へ引き込まれる流れが生じ、個別循環流路１１１に存在する気泡が共通循環流路１１３の流れに巻き込まれ易くなる。その結果、通路１１ａに滞留する気泡の減少を図り、インクの射出特性の低下をより抑制することが可能となる。

　（実施の形態３：インクジェットヘッド１Ｂの構成）
　図４を参照して、本実施の形態に係るインクジェットヘッド１Ｂの構成について説明する。図４は、ノズルプレート１０の構成を示す斜視図である。

　基本的構成は、上記実施の形態１におけるインクジェットヘッド１の構成と同じである。相違点は、ノズルプレート１０に設けられた共通循環流路１１３に、複数の柱状部材１１３Ｐが配置されている点にある。柱状部材１１３Ｐを設ける位置は特に限定されないが、個別循環流路１１１から共通循環流路１１３へ向かうインクの流れに影響を与えないためには、個別循環流路１１１に対向しない位置に設けるとよい。たとえば、隣接する個別循環流路１１１の間に柱状部材１１３Ｐを設けるとよい。

　この構成を有するインクジェットヘッド１Ｂにおいても、上記実施の形態１におけるインクジェットヘッド１と同様の作用効果を得ることができる。さらに、ノズルプレート１０のノズル層１２は、変形することでダンパ（衝撃吸収）としての役目を有している。共通循環流路１１３に、柱状部材１１３Ｐを設けておくことで、ノズル層１２を補強する部材となるとともに、ノズル層１２に想定以上の変位が生じた場合でも柱状部材１１３Ｐによりノズル層１２の変位を抑え、ノズル層１２の損傷を回避することを可能とする。

　更にダンパとしては、中間基板１００側にも撓む必要がある場合があり、その際は、11柱状部材１１３Ｐと中間基板１００との間に隙間を設ける必要がある。方法としては以下の（ｉ）から（ｉｉｉ）が考えられる。（ｉ）ノズル支持層１１の表面を覆う、膜（例えば酸化膜）の柱状部材１１３Ｐの部分だけ除去する、（ｉｉ）ノズル支持層１１の表面の柱状部材１１３Ｐ以外の中間基板１００に接合用接着剤を塗布し接合する、（ｉｉｉ）その接着剤に厚みをコントロールするビーズを含ませる。

　（実施の形態４：インクジェットヘッド１Ｃの構成）
　図５を参照して、本実施の形態に係るインクジェットヘッド１Ｃの構成について説明する。図５は、ノズルプレート１０の構成を示す断面図である。

　基本的構成は、上記実施の形態１におけるインクジェットヘッド１の構成と同じである。相違点は、ノズルプレート１０の共通循環流路１１３が対向する外表面（ノズル表面）１２ａには、共通循環流路１１３側に向う凹部１２ｒが設けられている点にある。凹部１２ｒが設けられている範囲は、共通循環流路１１３が設けられている範囲を含んでいるとよい。

　この構成を有するインクジェットヘッド１Ｃにおいても、上記実施の形態１におけるインクジェットヘッド１と同様の作用効果を得ることができる。さらに、ノズルプレート１０の外表面（ノズル表面）１２ａの清掃時には、弾性体を用いたブレードを外表面（ノズル表面）１２ａに当接させながら摺動させる。この際、ブレードＢ１の移動方向は、図中のＹ方向であり、ブレードのＸ方向の幅は、凹部１２ｒの幅よりも広く設けられていることから、凹部１２ｒの底面にブレードＢ１が触れないようにすることができる。

　その結果、ブレードＢ１を用いた外表面（ノズル表面）１２ａの清掃時に、ノズル層１２を変形させることがないため、ノズル層１２の損傷を回避することを可能とする。

　（実施の形態５：インクジェットヘッド１Ｄの構成）
　図６を参照して、本実施の形態に係るインクジェットヘッド１Ｄの構成について説明する。図６は、ノズルプレート１０の構成を示す平面図である。

　基本的構成は、上記実施の形態１におけるインクジェットヘッド１の構成と同じである。相違点は、ノズルプレート１０に設けられた共通循環流路１１３Ｗが湾曲部を有している点にある。図２に示した実施の形態１におけるインクジェットヘッド１の共通循環流路１１３は、Ｙ方向に沿って直線状に設けられていた。一方、本実施の形態におけるインクジェットヘッド１Ｃの共通循環流路１１３Ｗは、平面視において緩いＳ字状のカーブを描いている。より具体的には、ノズルプレート１０の共通循環流路１１３Ｗを構成する側壁１１３Ｑが、循環流路に向って波状となるように設けられている。

　この構成を有するインクジェットヘッド１Ｄにおいても、上記実施の形態１におけるインクジェットヘッド１と同様の作用効果を得ることができる。さらに、ノズルプレート１０の共通循環流路１１３Ｗを構成する側壁１１３Ｑが、循環流路に向って波状となっていることで、ノズル層１２を補強する部材となるとともに、ノズル層１２に想定以上の変位が（応力）生じた場合でも、応力が掛かった際のノズル支持層１１のシリコン劈開面での割れを防ぎヘッド組立時とヘッド駆動時の割れを防ぐことができる。

　また、共通循環流路１１３Ｗの波状形状は個別循環流路１１１が最も長くなるパターンが好ましい。そうすることで増粘液や気泡が排出され易くなる。

　（実施例）
　以下、実施例について説明する。図１に示す構成を有するインクジェットヘッド１と、図７に示す構成を有するインクジェットヘッド１Ｘとの性能を対比した。図７に示すインクジェットヘッド１Ｘは、共通循環流路１１３およびインク供給流路７１を有する循環プレート７０が設けられ、ノズル支持層１１に個別循環流路１１１が設けられている。そのため、全体としてのＺ方向の厚さがインクジェットヘッド１よりもインクジェットヘッド１Ｘの方が厚くなっている。

　ここで、圧力室２１からノズル層１２に至る、連結通路１０１、通路１１ａ、および、インク供給流路７１により形成されるインク流れの流路の長さを「連通流路長さ」とすると、図１に示すインクジェットヘッド１の「連通流路長さ」は、２７０μｍとなる。一方、図６に示すインクジェットヘッド１Ｘの「連通流路長さ」は、４２０μｍとなる。

　ここで、図８に、連通長さにおける、圧力室２１の負圧（ｋＰａ）と、圧電層６０を駆動させる駆動電圧（Ｖ）の関係について説明する。好ましい負圧（ｋＰａ）の目標値は、－３６０（ｋＰａ）以上であり、駆動電圧は、２５Ｖ以下である。

　「連通流路長さ」が４５０μｍの場合、負圧は、－４０７（ｋＰａ）、駆動電圧は２７．８（Ｖ）である。「連通流路長さ」が３５０μｍの場合、負圧は、－３６８（ｋＰａ）、駆動電圧は２６．２（Ｖ）である。「連通流路長さ」が３００μｍの場合、負圧は、－３５６（ｋＰａ）、駆動電圧は２５．１（Ｖ）である。「連通流路長さ」が２５０μｍの場合、負圧は、－３３９（ｋＰａ）、駆動電圧は２４．２（Ｖ）である。「連通流路長さ」が１５０μｍの場合、負圧は、－３１２（ｋＰａ）、駆動電圧は２２．８（Ｖ）である。また、図９は、「連通流路長」と負圧との関係を示す図であり、図１０は、「連通流路長」と駆動電圧との関係を示す図である。

　負圧（ｋＰａ）を、－３６０（ｋＰａ）以上とするための、「連通流路長さ」は、おおよそ３００μｍ以下あれば良いことが分かる。駆動電圧を、２５Ｖ以下とするための、「連通流路長さ」も、おおよそ３００μｍ以下であれば良いことが分かる。よって、図１に示すインクジェットヘッド１の「連通流路長さ」は、２７０μｍであることから、負圧および駆動電圧の目標値を満足させることができる。一方、図７に示すインクジェットヘッド１Ｘの「連通流路長さ」は、４２０μｍでるため、負圧および駆動電圧の目標値を満足させることができない。

　今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味、および、範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

　１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ　インクジェットヘッド、１０　ノズルプレート、１１　ノズル支持層、１１ａ　通路、１２　ノズル層、１２ｒ　凹部、２０　振動プレート、２１　圧力室、２２，４１，５１，７１，１０２　インク供給流路、３０　振動板、４０　スペーサー基板、４２　開口部、５０　配線基板、５２，５７　配線、５３　インターポーザー、５４，５５，５８，５９　絶縁層、５６　貫通電極、６０　圧電層、６１　圧電部、６２　第１電極、６３　第２電極、９０　接続部、９１　バンプ、９２　導電性材料、１００　中間基板、１０１　連結通路、１１０　ヘッドチップ、１１１　個別循環流路、１１３，１１３Ｗ　共通循環流路、１１３Ｐ　柱状部材、１１３Ｑ　側壁、Ｂ１　ブレード、Ｄ１　段部、Ｎ　ノズル。

Claims

　複数のノズルを含むノズルプレートと、
　前記ノズルから吐出されるインクを貯留する圧力室を含む振動プレートと、
　前記圧力室に圧力を付与する圧電層を格納するスペーサープレートと、
　前記振動プレートと前記ノズルプレートとの間に、前記ノズルと前記圧力室とが連通する連通流路を含む流路形成基板と、
　を備えるインクジェットヘッドであって、
　前記振動プレートは、前記圧力室と前記圧電層との間に設けられ、前記圧電層の変位を前記圧力室に伝える振動板を含み、
　前記ノズルプレートは、
　複数の前記ノズルのそれぞれに対応して設けられ、インクを排出する個別循環流路と、
　複数の前記個別循環流路が合流する共通循環流路と、
　を有する、インクジェットヘッド。
　前記ノズルプレートは、
　前記流路形成基板側に位置するノズル支持層と、
　前記ノズル支持層を挟んで、前記流路形成基板とは反対側に位置するノズル層とを、有し、
　前記個別循環流路および前記共通循環流路は、前記ノズル支持層に設けられている、請求項１に記載のインクジェットヘッド。
　前記ノズルプレートは、ＳＯＩ基板である、請求項１または請求項２に記載のインクジェットヘッド。
　前記共通循環流路は、前記流路形成基板側にも設けられている、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のインクジェットヘッド。
　前記共通循環流路内には、柱状部材が配置されている、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のインクジェットヘッド。
　前記ノズルプレートの前記共通循環流路が対向する外表面には、前記共通循環流路側に向う凹部が設けられている、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のインクジェットヘッド。
　平面視において、前記共通循環流路は、湾曲部を有する、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のインクジェットヘッド。