[发明专利]驱动装置、液体喷头及液体喷射装置

说明书

技术领域

本发明涉及具有在基板上可变位地设置的压电元件的驱动装置、使用该驱动装置的液体喷头及液体喷射装置。

背景技术

作为在驱动装置中使用的压电元件，有将压电体层由下电极和上电极两个电极夹着而构成的压电元件，该压电体层由呈现电机转换功能的压电材料、例如由结晶后的压电陶瓷等构成。这样的驱动装置一般称作弯曲振动模式的驱动装置，例如在液体喷头等中搭载使用。此外，作为液体喷头的代表例，有：由振动板构成与喷出墨滴的喷嘴开口连通的压力产生室的一部分，由压电元件使该振动板变形对压力产生室的墨液施压，而从喷嘴开口喷出墨滴的喷墨式记录头等。另外，作为喷墨式记录头中搭载的驱动装置，例如有以下装置，即在振动板的整个表面上通过成膜技术形成均匀的压电材料层，以通过光刻法(lithography)将该压电材料层切分为与压力产生室对应的形状并按每个压力产生室独立的方式形成压电元件的装置。

在此，压电元件通过将下电极、压电体层和上电极依次层叠而形成，所述下电极通过在单晶硅基板上将密接层、铂层和扩散防止层层叠而形成，所述压电体层由通过形成由压电材料构成的压电体前驱体膜并进行烧制而被结晶化了的压电体膜构成(例如，WO99/45598(第19～23页，图12～14))。

但是，压电元件的下电极是柔性材料时，具有良好的变位特性的压电元件中，存在以下问题：通过由压电元件的反复驱动引起的应变使下电极失去延展性而塑性变形，压电元件的变位特性降低。例如，在作为下电极使用纯铂(Pt)时，通过反复驱动压电元件，在使振动板变位500nm时，压电元件产生大约40％的变位降低。

发明内容

本发明是鉴于上述问题而提出的，其目的在于提供一种防止压电元件的变位降低的驱动装置、液体喷头及液体喷射装置。

解决上述问题的本发明的第一形式为驱动装置，其中，具备经由绝缘体膜设置在基板上且由下电极、压电体层及上电极构成的压电元件，并且，所述下电极的杨氏模量为200Gpa以上，所述下电极的韧性在所述绝缘体膜的韧性以上且为6MN/m^2/3以上。

所述第一形式中，通过将下电极作成杨氏模量为200Gpa以上的高硬度，而反复驱动压电元件，从而不会因下电极失去延展性而导致塑性变形，能防止压电元件的变位降低。

本发明的第二形式为基于第一形式的驱动装置，其中，所述下电极由合金构成，该合金由铂、氧及其他金属构成。

所述第二形式中，作为下电极使用铂、氧及其他金属的合金，从而能形成希望硬度的下电极，并且能保持良好的导电性。

本发明的第三形式为基于第二形式的驱动装置，其中，所述其他金属由钛构成，并且，所述钛相对所述铂的含有率为3～30％。

所述第三形式中，通过规定下电极所使用的合金中铂和钛之比，能得到所希望的硬度。

本发明的第四形式为基于第二形式的驱动装置，其中，所述其他金属由铅构成，并且所述铅相对所述铂的含有率为1～12％。

所述第四形式中，通过规定下电极所使用的合金的铂和铅之比，能得到所希望的硬度。

本发明的第五形式为基于第一形式的驱动装置，其中，所述下电极的主成分是从钼、钽、铱、钒、钨及铬中选出的至少一种金属。

所述第五形式中，通过在下电极中使用规定的金属，能形成希望硬度的下电极，并且能保持良好的导电性。

本发明的第六形式为基于第1～5的任一形式的驱动装置，其中，所述压电元件经由振动板设置在所述基板上，并且，所述下电极作为所述振动板的一部分发挥作用。

所述第六形式中，通过将规定硬度的下电极作为振动板的一部分发挥作用，能维持压电元件的良好的变位。

本发明的第七形式为基于第1～6的任一形式的驱动装置，其中，所述压电元件的各层通过成膜及光刻法来形成。

所述第七形式中，能得到具有良好的变位特性的压电元件，并且，能实现压电元件的高密度化。

本发明的第八形式为液体喷头，其中，具备第1～7的任一形式的驱动装置，该驱动装置作为产生用于从喷嘴开口喷射液体的压力变化的压力产生部件。

所述第八形式中，可防止因压电元件的变位降低引起的液滴的喷射特性的降低，能实现提高耐久性及可靠性的液体喷头。

本发明的第九形式为液体喷射装置，其中，具备第八形式的液体喷头。

所述第九形式中，能实现提高耐久性及可靠性的液体喷射装置。

附图说明

图1是表示实施方式1的记录头的概略构成的分解立体图。