[發明專利]液體噴頭、液體噴射裝置、壓電元件及壓電元件的制造方法

有效

• 申請號: 201110351058.7
• 申請日: 2011-11-04
• 公開（公告）號: CN102555475A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 北田和也
• 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;H01L41/09;H01L41/18
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 苗堃;趙曦

技術領域

本發明涉及液體噴頭、液體噴射裝置、壓電元件及壓電元件的制造方法。

背景技術

液體噴頭作為液體噴射裝置的結構而用于例如噴墨打印機等。此時，液體噴頭用于噴出油墨的小滴而使其滑翔，由此，噴墨打印機可以使該油墨附著在紙等介質來進行印刷(參照專利文獻1)。

液體噴頭一般具有為了從噴嘴噴出液體而向液體施加壓力的壓電元件。作為這樣的壓電元件，有將由顯示機電轉換功能的壓電材料、例如結晶化的壓電性陶瓷等構成的壓電體用2個電極夾持而構成的壓電元件。這樣的壓電元件可以通過利用2個電極施加電壓而變形。

作為用于這樣用途的壓電材料，優選機電轉換效率等壓電特性高的壓電材料，由于該特性比其它材料優異，所以進行了鈦酸鋯酸鉛(PZT)系的材料的研究開發。但是，近年，從環境問題的觀點考慮，要求進行不含有害的鉛的、或者抑制了其含量的非鉛系壓電材料的開發。

在理論上壓電特性高的壓電材料中，作為不含鉛的壓電材料，可以舉出例如(K，Na)NbO₃(KNN；鈮酸鉀鈉)。

但是，使KNN形成為薄膜時，可以在鍶和釕的復合氧化物(SrRuOx:SRO)、鍶和鈦的復合氧化物(SrTiOx:STO)等氧化物電極上形成優先沿規定取向形成的取向膜，但存在在壓電元件等一般使用的Pt(鉑)電極上難以形成取向膜的問題。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2009-283950公報

發明內容

本發明鑒于以上的問題點而進行，根據本發明的幾個實施方式，可以提供將KNN薄膜優先取向于(100)的液體噴頭、液體噴射裝置、壓電元件及壓電元件的制造方法。

(1)本發明的液體噴頭具備：

壓力室，其與噴嘴開口連通；和

壓電元件，其具有壓電體、及設在所述壓電體的第1電極和第2電極；

所述第1電極和所述第2電極中的至少一方含有鉑，

所述壓電體由含有鈮酸鉀鈉和鐵酸鉍的復合氧化物構成，

鐵酸鉍的摩爾數與鈮酸鉀鈉和鐵酸鉍的摩爾數之和的比為3％～10％，并且，

鉀和鈉的摩爾數之和與鈮的摩爾數的比為103％～115％。

根據本發明，可以實現具有使KNN薄膜優先取向于(100)的壓電體的液體噴頭。

(2)本發明的液體噴射裝置具備該液體噴頭。

根據本發明，可以實現具有使KNN薄膜優先取向于(100)的壓電體的液體噴射裝置。

(3)本發明的壓電元件是具有壓電體及設在所述壓電體的第1電極和第2電極的壓電元件，

所述第1電極和所述第2電極中的至少一方含有鉑，

所述壓電體由含有鈮酸鉀鈉和鐵酸鉍的復合氧化物構成，

鐵酸鉍的摩爾數與鈮酸鉀鈉和鐵酸鉍的摩爾數之和的比為3％～10％，并且，

鉀和鈉的摩爾數之和與鈮的摩爾數的比為103％～115％。

根據本發明，可以實現具有使KNN薄膜優先取向于(100)的壓電體的壓電元件。

(4)本發明的壓電元件的制造方法，具有以下工序：

形成含鉑的第1電極的工序，

將前體溶液涂布在所述第1電極上，使涂布在所述第1電極上的前體溶液結晶化，從而形成含有鈮酸鉀鈉和鐵酸鉍的壓電體的工序，以及

在所述壓電體上形成第2電極的工序；

所述前體溶液含有鈮、鉀、鈉、鐵和鉍的有機金屬化合物，

鐵酸鉍的摩爾數與鈮酸鉀鈉和鐵酸鉍的摩爾數之和的比為3％～10％，并且，

鉀和鈉的摩爾數之和與鈮的摩爾數的比為103％～115％。

根據本發明，可以制造具有使KNN薄膜優先取向于(100)的壓電體的壓電元件。

附圖說明

圖1是本實施方式的壓電元件100的剖面的模式圖。

圖2是模式性地表示本實施方式的液體噴頭600的主要部分的剖視圖。

圖3是本實施方式的液體噴頭600的分解立體圖。

圖4是模式性地表示本實施方式的液體噴射裝置700的立體圖。

符號說明