[發明專利]液體噴射頭、液體噴射裝置、以及執行器

無效

• 申請號: 200910129560.6
• 申請日: 2009-03-26
• 公開（公告）號: CN101544116A
• 公開（公告）日: 2009-09-30
• 發明（設計）人: 島田勝人
• 申請（專利權）人: 精工愛普生株式會社
• 主分類號: B41J2/14
• 分類號: B41J2/14
• 代理公司: 北京東方億思知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 柳春雷;南 霆

技術領域

本發明涉及通過壓電元件的變位而從噴嘴噴射液滴的液體噴射頭、液體噴射裝置、以及具有壓電元件的執行器。

背景技術

在作為噴射液滴的液體噴射頭的代表示例的噴墨式記錄頭中，有的噴墨式記錄頭例如具有壓電元件，該壓電元件由間隔著振動板而設置在形成有壓力產生室的流路形成基板的一個面側的下電極、壓電體層、以及上電極構成，所述噴墨式記錄頭通過該壓電元件的變位而向壓力產生室內施加壓力，由此從噴嘴噴射墨滴。公知這種噴墨式記錄頭所使用的壓電元件的變位特性根據壓電體層的結晶取向而會發生很大的變化。并且，提出了通過使構成壓電元件的壓電體層的結晶為預定取向來提高變位特性的壓電元件的多種方案(例如，參照專利文獻1)。

在這樣由下電極、壓電體層、以及上電極構成的壓電元件中，有的壓電元件的壓電體層的端面為以下側靠外側的方式傾斜的傾斜面(錐形面)(例如，參照專利文獻2)。

例如，在專利文獻2所記載的結構中，在作為壓電體層的傾斜面的部分(以下稱為錐形部)上未形成電極，但是由于下電極跨多個壓電元件而連續地形成，因此在該壓電體層的錐形部上也可能會作用有強烈的驅動電場，從而會導致壓電體層的錐形部遭受破壞。

另外，在專利文獻1和專利文獻2所記載的結構中，構成壓電元件的下電極跨多個壓電元件而連續地形成，但是例如也有下電極針對各個壓電元件被圖案化(patterning)、壓電體層連續地形成至下電極的外側的壓電元件(例如，參照專利文獻3)。

專利文獻1：日本專利文獻特開2004—66600號公報；

專利文獻2：日本專利文獻特開2007—118193號公報；

專利文獻3：日本專利文獻特開2000—32653號公報。

發明內容

在這樣的專利文獻3所記載的壓電元件中，由于驅動電場不會強烈地施加在壓電體層的錐形部上，因此不會由此而導致壓電體層遭受破壞。但是，在這樣的專利文獻3所記載的結構中，例如在采用專利文獻1所記載的壓電體層來提高壓電元件的變位特性的情況下，由于下電極上的壓電體層和下電極的外側(振動板上)的壓電體層的結晶性發生了變化等原因，在驅動了壓電元件時，在下電極的端部附近壓電體層可能會遭受破壞。

該問題不僅存在于噴射墨滴的噴墨式記錄頭，而且還同樣地存在于噴射其他液滴的液體噴射頭中，另外不僅是液體噴射頭，具有壓電元件的執行器也同樣存在該問題。

本發明是鑒于這樣的情況而完成的，其目的在于提供一種能夠提高壓電元件的變位特性而確保了足夠的變位量、并且能夠抑制壓電體層的破壞而提高了耐久性的液體噴射頭、液體噴射裝置、以及執行器。

解決上述問題的本發明提供一種液體噴射頭，該液體噴射頭包括流路形成基板和壓電元件，所述流路形成基板并列設置有多個分別與噴射液滴的噴嘴連通的壓力產生室，所述壓電元件包括間隔著振動板而設置在所述流路形成基板的一個面側的下電極、壓電體層、上電極，所述壓電體層的端面由傾斜面構成，該傾斜面以其下電極側的端部比上電極側的端部更靠外側的方式傾斜，構成各個壓電元件的所述下電極以比所述壓力產生室的寬度窄的寬度形成，并且所述壓電體層以比所述下電極的寬度寬的寬度形成，所述下電極的端面被所述壓電體層覆蓋，所述振動板的最表層由絕緣體膜構成，所述絕緣體膜由氧化鈦(TiO_x)形成，所述下電極的最表層由取向控制層構成，所述取向控制層由鎳酸鑭(LaNi_yO_x)形成，并且，所述取向控制層和至少該取向控制層上的所述壓電體層由鈣鈦礦結構的結晶形成，并且晶面方向沿(110)優先取向。在該發明中，通過提高壓電體層的結晶性，能夠確保足夠的變位量并能夠抑制壓電體層的破壞而提高了耐久性。

這里，優選的是：在所述振動板與所述壓電體層之間形成有金屬層，所述金屬層不與所述下電極連續，所述金屬層的最表層的至少一部分由所述取向控制層構成。由此，在未形成下電極的非能動部區域中壓電體層的結晶性也得以提高，因此壓電體層整體會協調地產生變位，從而能夠進一步確保足夠的變位量。因此，能夠進一步抑制壓電體層的破壞而提高耐久性。

另外，優選的是：所述壓電體層的晶體結構為菱形晶系(rhombohedral)、四方晶系(tetragonal)或單斜晶系(monoclinic)。另外，優選的是：至少所述取向控制層上的所述壓電體層由柱狀結晶形成。并且，優選的是：所述絕緣體膜上的所述壓電體層也由柱狀結晶形成。由此，能夠進一步可靠地抑制隨著反復驅動而產生的壓電體層的破壞。