[發明專利]壓電器件、液體噴射頭以及液體噴射裝置

有效

• 申請號: 201910079269.6
• 申請日: 2019-01-28
• 公開（公告）號: CN110091603B
• 公開（公告）日: 2020-12-08
• 發明（設計）人: 高部本規
• 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;B41J2/14;B41J2/01;H01L41/09
• 代理公司: 北京金信知識產權代理有限公司 11225
• 代理人: 蘇萌萌;權太白

本發明提供一種壓電器件、液體噴射頭以及液體噴射裝置。壓電器件具備：基板，其形成有多個第一凹部；振動板，其被設置于基板的一面側；壓電元件，其具有隔著振動板而被設置于基板的一面側的第一電極、被設置于第一電極上的壓電體層和被設置于壓電體層上的第二電極，在壓電元件中，壓電體層的由第一電極與第二電極夾持的活性部針對每個第一凹部獨立設置，第一電極構成針對各活性部而獨立設置的獨立電極，第二電極構成由多個活性部共用設置的共用電極，在壓電體層上設置有第二凹部，第二凹部被設置于活性部的外側且向與基板的相反側開口，在基板與壓電元件的層壓方向上，振動板在至少與第二凹部的底面重疊的區域的第二電極側的最上層具有氮化膜。

技術領域

本發明涉及壓電器件、具有壓電器件的液體噴射頭、具備液體噴射頭的液體噴射裝置。

背景技術

一直以來，已知一種通過使壓電元件變形而使壓力產生室內的液體發生壓力變動從而從與壓力產生室連通的噴嘴噴射液滴的液體噴射頭。作為其代表例，存在一種作為液滴而噴射油墨滴的噴墨式記錄頭。

噴墨式記錄頭例如在設置有與噴嘴開口連通的壓力產生室的流道形成基板的一面側隔著振動板而具備壓電元件，并通過利用該壓電元件的驅動而使振動板變形進而使壓力產生室產生壓力變化，從而從噴嘴噴射油墨滴。

在此，壓電元件由被設置于在最上層含有氧化鋯的振動板上的第一電極、壓電體層以及第二電極構成(例如，參照專利文獻1)。另外，在這樣的壓電元件中，由第一電極與第二電極所夾持且作為實質上的驅動部的活性部針對振動板的與壓力產生室對置的每個區域而被設置。此外，在與壓力產生室對置的區域的活性部的兩側存在有振動板、或者層壓了振動板與壓電元件的非活性部的區域，并將之稱為臂部。進而，在這樣的壓電元件中，通過在壓電體層的與臂部相對應的區域內設置向與基板的相反側開口的凹部，從而能夠提高壓電元件的位移特性，即，能夠以較低的電壓而大幅度地位移。

然而，由于在壓電體層設置凹部會使振動板露出、或接近外部的氣氛，因此，存在如下的問題，即，在高濕度環境下，振動板的氧化鋯與水分發生反應，而使振動板的特性發生變化。

另外，雖然也公開了由第二電極來覆蓋凹部的內部、特別是凹部的底面的結構，但也存在如下的問題，即，水分透過第二電極，且透過了第二電極的水分與振動板的氧化鋯發生反應，而使振動板的特性發生變化。

特別是，如專利文獻1所述，在跨及多個活性部而共用地設置了第二電極的結構的噴墨式記錄頭中，隨著活性部的高密度化，第二電極的膜厚會變薄，從而會因水分易于透過第二電極而使振動板容易發生因水分而導致的特性變化。

此外，這樣的問題并不限定于以噴墨式記錄頭為代表的液體噴射頭，在其他的壓電器件中也同樣存在。

專利文獻1：日本特開2010-228268號公報

發明內容

本發明鑒于這樣的實施情況，其目的在于，提供一種能夠對由于水分而使振動板的特性發生變化的情況進行抑制的壓電器件、液體噴射頭以及液體噴射裝置。

解決上述課題的本發明的方式為一種壓電器件，其特征在于，具備：基板，其形成有多個第一凹部；振動板，其被設置在上述基板的一面側；以及壓電元件，其具有第一電極、壓電體層和第二電極，所述第一電極隔著所述振動板而被設置在上述基板的一面側，所述壓電體層被設置在所述第一電極上，所述第二電極被設置在所述壓電體層上，在所述壓電元件中，所述壓電體層的由所述第一電極與所述第二電極夾持的活性部針對每個所述第一凹部而獨立設置，所述第一電極構成針對各個所述活性部而獨立設置的獨立電極，所述第二電極構成由多個所述活性部所共用設置的共用電極，在所述壓電體層上設置有第二凹部，所述第二凹部被設置于所述活性部的外側，且向與所述基板的相反側開口，在所述基板與所述壓電元件的層壓方向上，所述振動板在至少與所述第二凹部的底面重疊的區域的所述第二電極側的最上層具有氮化膜。