[發(fā)明專利]液體噴頭及液體噴射裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110060720.3
• 申請(qǐng)日: 2011-03-10
• 公開（公告）號(hào): CN102205718A
• 公開（公告）日: 2011-10-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 米村貴幸;一色鐵也
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 精工愛普生株式會(huì)社
• 主分類號(hào): B41J2/045
• 分類號(hào): B41J2/045;B41J2/135
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 苗堃;金世煜

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及在與噴嘴開口連通的壓力產(chǎn)生室產(chǎn)生壓力變化、并具備壓電元件的液體噴頭及液體噴射裝置，所述壓電元件具有壓電體層和對(duì)壓電體層施加電壓的電極。

背景技術(shù)

用于液體噴頭的壓電元件，有將體現(xiàn)電機(jī)械轉(zhuǎn)換功能的壓電材料，例如，由結(jié)晶化的電介質(zhì)材料構(gòu)成的壓電體層用2個(gè)電極夾持而構(gòu)成的壓電元件。這樣的壓電元件例如作為彎曲振動(dòng)模式的驅(qū)動(dòng)器裝置搭載于液體噴頭。作為液體噴頭的代表例，例如有噴墨式記錄頭，該噴墨式記錄頭用振動(dòng)板構(gòu)成與噴出墨滴的噴嘴開口連通的壓力產(chǎn)生室的一部分，通過(guò)壓電元件使該振動(dòng)板變形，從而對(duì)壓力產(chǎn)生室的油墨加壓，從噴嘴開口噴出墨滴。

作為構(gòu)成這樣的壓電元件的壓電體層(壓電陶瓷)來(lái)使用的壓電材料要求高的壓電特性，作為代表例可以舉出鋯鈦酸鉛(PZT)(參照專利文獻(xiàn)1)。

但是，從環(huán)境問(wèn)題的觀點(diǎn)考慮，需要抑制了鉛含量的壓電材料。作為不含鉛的壓電材料，例如公開了化學(xué)組成由x[(Bi_aK_1-a)TiO₃]-(1-x)[BiFeO₃](其中，0.3≤X≤0.8，0.4＜A＜0.6)表示的壓電陶瓷(參照專利文獻(xiàn)2)。

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開2001-223404號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：日本特開2008-069051號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容

該專利文獻(xiàn)2中記載的壓電陶瓷是膜厚度為0.1mm的所謂的塊狀，如果將該材料制成薄膜，則由于絕緣性低且泄漏電流大，所以存在難以用于液體噴頭的問(wèn)題。需要說(shuō)明的是，這樣的問(wèn)題不僅存在于噴出油墨的噴墨式記錄頭，而且同樣存在于噴出油墨以外的液滴的其他的液體噴頭。

本發(fā)明鑒于這樣的情況，以提供絕緣性高并可以抑制泄露電流的產(chǎn)生且環(huán)境負(fù)荷少的液體噴頭及液體噴射裝置為目的。

解決上述課題的本發(fā)明的方式是一種液體噴頭，其特征在于，具備：與噴嘴開口連通的壓力產(chǎn)生室；具有壓電體層和設(shè)在所述壓電體層的電極的壓電元件；所述壓電體層是具有含錳鐵酸鉍和鈦酸鉍鉀的鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的復(fù)合氧化物。

在該方式中，通過(guò)將具有含錳鐵酸鉍和鈦酸鉍鉀的鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的復(fù)合氧化物構(gòu)成的壓電材料作為壓電體層，絕緣性高并可以抑制泄漏電流的產(chǎn)生。另外，由于可以抑制鉛含量，所以可以降低對(duì)環(huán)境的負(fù)荷。

并且，優(yōu)選地，作為上述錳鐵酸鉍與上述鈦酸鉍鉀的摩爾比的錳鐵酸鉍/鈦酸鉍鉀為0.42～1.5。由此，可以得到抑制泄漏電流的產(chǎn)生、且介電常數(shù)和壓電性高的壓電材料。

另外，上述壓電體層優(yōu)選厚度為2μm以下的薄膜。由此，可以提供具有薄膜的壓電體層的液體噴頭。

進(jìn)而，上述壓電體層優(yōu)選電容率為300以上。由此，壓電特性(應(yīng)變量)變得良好。

本發(fā)明其它的實(shí)施方式是一種液體噴射裝置，其特征在于，具有上述方式的液體噴頭。在該方式中，由于具有絕緣性高并可以抑制泄漏電流的產(chǎn)生的液體噴頭，因此，成為防止了絕緣破壞且可靠性優(yōu)異的液體噴射裝置。加之，由于具有具備介電常數(shù)和壓電性高的壓電材料的液體噴頭，從而成為液體噴出能力優(yōu)異的液體噴射裝置。

附圖說(shuō)明

圖1為表示實(shí)施方式1的記錄頭的示意結(jié)構(gòu)的分解立體圖。

圖2為實(shí)施方式1的記錄頭的俯視圖。

圖3為實(shí)施方式1的記錄頭的剖視圖。

圖4為表示實(shí)施方式1的記錄頭的制造工序的剖視圖。

圖5為表示實(shí)施方式1的記錄頭的制造工序的剖視圖。

圖6為表示實(shí)施方式1的記錄頭的制造工序的剖視圖。

圖7為表示實(shí)施方式1的記錄頭的制造工序的剖視圖。

圖8為表示實(shí)施方式1的記錄頭的制造工序的剖視圖。

圖9為表示實(shí)施例1、3和5的J-E曲線的圖。

圖10為表示實(shí)施例1、3和5的P-E曲線的圖。

圖11為實(shí)施例1～6的矯頑電場(chǎng)-組成圖示。

圖12為實(shí)施例1～6的電容率-組成圖示。

圖13為表示實(shí)施例1～6的S-V曲線的圖。

圖14為實(shí)施例1～6的壓電常數(shù)-組成圖示。

圖15為實(shí)施例7的ΔS/L₁₂-ΔV₇₀圖示。

圖16為表示比較例1的P-E曲線的圖。

圖17為表示本發(fā)明的一實(shí)施方式的記錄裝置的示意結(jié)構(gòu)的圖。

符號(hào)說(shuō)明