[發明專利]液體噴射頭、液體噴射裝置和壓電元件

無效

• 申請號: 201010287110.2
• 申請日: 2010-09-15
• 公開（公告）號: CN102019754A
• 公開（公告）日: 2011-04-20
• 發明（設計）人: 王小興
• 申請（專利權）人: 精工愛普生株式會社
• 主分類號: B41J2/045
• 分類號: B41J2/045;H01L41/187
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 陳海紅;劉瑞東

技術領域

本發明涉及液體噴射頭及采用它的液體噴射裝置和壓電元件。

背景技術

作為液體噴射頭的代表例，例如，有由振動板構成與排出墨滴的噴嘴開口連通的壓力發生室的一部分，通過壓電元件使該振動板變形對壓力發生室的墨加壓而從噴嘴開口排出墨滴的噴墨式記錄頭。作為噴墨式記錄頭中采用的壓電元件，由2個電極夾持包括呈電氣機械變換功能的壓電材料例如壓電陶瓷的壓電體層而構成。這樣的壓電元件作為彎曲振動模式的執行器裝置在液體噴射頭搭載。

作為壓電陶瓷，已知有采用具有高變位特性的鋯鈦酸鉛(PZT)的液體噴射頭(參照專利文獻1)。但是，從環境污染的觀點，尋求采用抑制了有害物質鉛的含有量的壓電陶瓷的液體噴射頭。這里，作為不含有鉛的壓電陶瓷，已知具有例如ABO₃表示的鈣鈦礦構造的BaTiO₃(例如，參照專利文獻2)。

但是，將包括BaTiO₃的壓電陶瓷用作液體噴射頭的壓電元件時，BaTiO₃的壓電特性不充分，期望進一步提高。因而，例如，提出了通過在鈦酸鋇(BaTiO₃)中添加鈦酸鈣(CaTiO₃)而提高耐電壓性的提案(例如，參照專利文獻3)。

專利文獻1：日本特開2001-223404號公報。

專利文獻2：日本特開2000-72539號公報。

專利文獻3：日本特開平6-279110號公報。

但是，即使在壓電元件采用向BaTiO₃添加了CaTiO₃的壓電陶瓷的場合，變位特性也不充分，因此存在無法充分獲得噴墨式記錄頭的噴射特性的問題。

發明內容

本發明針對這樣的問題，以提供對環境影響小且具有變位特性高的壓電元件的液體噴射頭及采用它的液體噴射裝置及壓電元件為目的。

本發明的液體噴射頭，其特征在于，具備：與噴射液滴的噴嘴連通的壓力發生室；和具有壓電體層和在該壓電體層的兩面設置的一對電極的壓電元件，上述壓電體層包括包含鈦酸鋇、鈦酸鈣和氧化銪的鈣鈦礦型氧化物。本發明的液體噴射頭的壓電體層具有鈦酸鋇、鈦酸鈣和氧化銪，從而對環境影響小，且變位特性高。因而，可以充分獲得作為液體噴射頭的噴射特性。

另外，上述壓電體層優選還包含鉀或者還包含硅。通過包含K或者Si，可以降低晶化溫度，因此可以在更低溫形成壓電體層。

上述壓電體層優選還包括氧化鋯。從而，變位特性更好。

另外，優選上述壓電體層包括下式(1)表示的鈣鈦礦型氧化物。從而，可以可靠地提高變位特性。

x[BaTiO₃]-(1-x)[CaTiO₃]-y[Eu₂O₃]-z[ZrO₂](1)

(0.93≤x≤0.95，0.005≤y≤0.01，0.005≤z≤0.01)

本發明的液體噴射裝置，其特征在于具有上述液體噴射頭。通過具備具有對環境影響小、變位特性高的壓電元件的液體噴射頭，可以形成對環境影響小且液體噴射性能高的液體噴射裝置。

另外，本發明的壓電元件，其特征在于具有壓電體層和在該壓電體層的兩面設置的一對電極，上述壓電體層包括包含鈦酸鋇、鈦酸鈣和氧化銪的鈣鈦礦型氧化物。從而，壓電體層通過具有鈦酸鋇、鈦酸鈣和氧化銪，對環境影響小，且變位特性高。

附圖說明

圖1是實施例1的記錄頭的分解立體圖。

圖2是實施例1的記錄頭的平面圖及剖面圖。

圖3是實施例1的記錄頭的制造步驟的示意要部剖面圖。

圖4是實施例1的記錄頭的制造步驟的示意要部剖面圖。

圖5是實施例1的記錄頭的制造步驟的示意要部剖面圖。

圖6是實施例1的記錄頭的制造步驟的示意要部剖面圖。

圖7是實施例2的記錄頭的分解立體圖。

圖8是實施例2的記錄頭的剖面圖。

圖9是樣品1的介電常數-溫度的測定結果的示圖。

圖10是樣品3的介電常數-溫度的測定結果的示圖。

圖11是樣品6的介電常數-溫度的測定結果的示圖。

圖12是樣品1的X線衍射圖案的示圖。

圖13是樣品6的X線衍射圖案的示圖。

圖14是其他實施例的液體噴射裝置的立體圖。

符號說明：