[發明專利]液體噴射頭、液體噴射裝置、壓電元件以及壓電陶瓷

有效

• 申請號: 201110409697.4
• 申請日: 2011-12-09
• 公開（公告）號: CN102529373A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 繩野真久;古林智一
• 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;H01L41/18
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 金世煜;苗堃

技術領域

本發明涉及液體噴射頭、液體噴射裝置、壓電元件以及壓電陶瓷。

背景技術

例如，已知用于噴墨打印機等液體噴射裝置的噴墨式記錄頭等液體噴射頭(參照專利文獻1)。作為這種液體噴射頭所具備的壓電元件的壓電材料，已知鋯鈦酸鉛(以組成式Pb(Zr、Ti)O₃表示，簡稱為“PZT”的壓電陶瓷)等PZT系壓電材料(參照專利文獻1)。

抑制了鉛含量的壓電陶瓷與PZT系壓電陶瓷相比一般變形量小。然而，近年來從環境問題的觀點出發，期待抑制了鉛含量的鈣鈦礦型氧化物的壓電材料來作為PZT系壓電材料的替代材料。因此，期待具備如下壓電元件的液體噴射頭，即，所述壓電元件是使用抑制了鉛含量且變形量以及可靠性得到了提高的壓電陶瓷而制得的。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1日本特開2008-211140號公報

發明內容

根據本發明的幾個方式中的任一個就能提供具備如下壓電元件的液體噴射頭，即，所述壓電元件是使用環境負荷小、變形量和可靠性得到了提高的壓電陶瓷而制得的。并且，根據本發明的幾個方式中的任一個就能提供上述壓電陶瓷、上述壓電元件以及具備上述液體噴射頭的液體噴射裝置。

(1)本發明的液體噴射頭，包括：

與噴嘴孔連通的壓力產生室，和

壓電元件，其具有壓電體層和對上述壓電體層施加電壓的電極；

上述壓電體層由含有鉍、鋇、鐵和鈦的具有鈣鈦礦型結構的復合氧化物形成，

上述壓電體層的(111)面的取向強度α相對于(100)面的取向強度β的強度比γ(α/β)為3以上。

根據本發明，可提供具備環境負荷小、變形量和可靠性得到了提高的壓電元件的液體噴射頭。

(2)本發明的液體噴射頭，其中，上述復合氧化物中上述鉍相對于上述鋇的組分比(X_Bi/Ba)可以是70/30≤X_Bi/Ba≤80/20。

(3)本發明的液體噴射頭，其中，上述壓電體層可以在(111)面進行單一取向。

由此，可提供具備變形量進一步得到了提高的壓電元件的液體噴射頭。

(4)本發明的液體噴射頭，其中，上述電極包含上述壓力產生室側的第1電極、和夾持上述壓電體層而與上述第1電極對置的第2電極，上述第1電極層疊有多個導電層，上述導電層中最靠近上述壓電體層側的導電層可以是導電性鍶化合物。

(5)本發明的液體噴射頭，其中，上述導電性鍶化合物可以是釕酸鍶。

(6)本發明的液體噴射頭，其中，上述導電性鍶化合物可以是添加有鈮的鈦酸鍶。

(7)本發明的液體噴射頭，其中，上述導電性鍶化合物可以優先在(111)面進行取向。

(8)本發明的液體噴射頭，還具有在上述壓力產生室與上述壓電元件之間設置的基板，上述基板的材質可以是硅基板。

(9)本發明的液體噴射頭，其中，上述復合氧化物可以進一步含有具有錳、鈷、鎳、鋁、鋅和鈦中的至少一個的添加物。

(10)本發明的液體噴射頭，其中，上述復合氧化物的晶系為假立方晶系。

(11)本發明的液體噴射裝置具有本發明的液體噴射頭。

根據本發明，可提供具備環境負荷小、變形量和可靠性得到了提高的壓電元件的液體噴射裝置。

(12)本發明的壓電元件包含壓電體層和對上述壓電體層施加電壓的電極，上述壓電體層由含有鉍、鋇、鐵和鈦的具有鈣鈦礦型結構的復合氧化物形成，上述壓電體層的(111)面的取向強度α相對于(100)面的取向強度β的強度比γ(α/β)為3以上。

根據本發明，可提供環境負荷小、變形量和可靠性得到了提高的壓電元件。

(13)本發明的壓電元件，其中，上述復合氧化物中，上述鉍相對于上述鋇的組分比(X_Bi/Ba)可以是70/30≤X_Bi/Ba≤80/20。

(14)本發明的壓電元件，其中，上述壓電體層可以在(111)面進行單一取向。

(15)本發明的壓電元件，其中，作為上述電極，包含第1電極和夾持上述壓電體層與上述第1電極對置的第2電極，上述第1電極層疊有多個導電層，上述導電層中最靠近上述壓電體層側的導電層可以是導電性鍶化合物。

(16)本發明的壓電元件，其中，上述導電性鍶化合物可以是釕酸鍶。

(17)本發明的壓電元件，其中，上述導電性鍶化合物可以是添加有鈮的鈦酸鍶。