[发明专利]液体喷射头、液体喷射装置、以及执行器

说明书

技术领域

本发明涉及通过压电元件的变位而从喷嘴喷射液滴的液体喷射头、液体喷射装置、以及具有压电元件的执行器。

背景技术

在作为喷射液滴的液体喷射头的代表示例的喷墨式记录头中，有的喷墨式记录头例如具有压电元件，该压电元件由间隔着振动板而设置在形成有压力产生室的流路形成基板的一个面侧的下电极、压电体层、以及上电极构成，所述喷墨式记录头通过该压电元件的变位而向压力产生室内施加压力，由此从喷嘴喷射墨滴。公知这种喷墨式记录头所使用的压电元件的变位特性根据压电体层的结晶取向而会发生很大的变化。并且，提出了通过使构成压电元件的压电体层的结晶为预定取向来提高变位特性的压电元件的多种方案(例如，参照专利文献1)。

在这样由下电极、压电体层、以及上电极构成的压电元件中，有的压电元件的压电体层的端面为以下侧靠外侧的方式倾斜的倾斜面(锥形面)(例如，参照专利文献2)。

例如，在专利文献2所记载的结构中，在作为压电体层的倾斜面的部分(以下称为锥形部)上未形成电极，但是由于下电极跨多个压电元件而连续地形成，因此在该压电体层的锥形部上也可能会作用有强烈的驱动电场，从而会导致压电体层的锥形部遭受破坏。

另外，在专利文献1和专利文献2所记载的结构中，构成压电元件的下电极跨多个压电元件而连续地形成，但是例如也有下电极针对各个压电元件被图案化(patterning)、压电体层连续地形成至下电极的外侧的压电元件(例如，参照专利文献3)。

专利文献1：日本专利文献特开2004—66600号公报；

专利文献2：日本专利文献特开2007—118193号公报；

专利文献3：日本专利文献特开2000—32653号公报。

发明内容

在这样的专利文献3所记载的压电元件中，由于驱动电场不会强烈地施加在压电体层的锥形部上，因此不会由此而导致压电体层遭受破坏。但是，在这样的专利文献3所记载的结构中，例如在采用专利文献1所记载的压电体层来提高压电元件的变位特性的情况下，由于下电极上的压电体层和下电极的外侧(振动板上)的压电体层的结晶性发生了变化等原因，在驱动了压电元件时，在下电极的端部附近压电体层可能会遭受破坏。

该问题不仅存在于喷射墨滴的喷墨式记录头，而且还同样地存在于喷射其他液滴的液体喷射头中，另外不仅是液体喷射头，具有压电元件的执行器也同样存在该问题。

本发明是鉴于这样的情况而完成的，其目的在于提供一种能够提高压电元件的变位特性而确保了足够的变位量、并且能够抑制压电体层的破坏而提高了耐久性的液体喷射头、液体喷射装置、以及执行器。

解决上述问题的本发明提供一种液体喷射头，该液体喷射头包括流路形成基板和压电元件，所述流路形成基板并列设置有多个分别与喷射液滴的喷嘴连通的压力产生室，所述压电元件包括间隔着振动板而设置在所述流路形成基板的一个面侧的下电极、压电体层、上电极，所述压电体层的端面由倾斜面构成，该倾斜面以其下电极侧的端部比上电极侧的端部更靠外侧的方式倾斜，构成各个压电元件的所述下电极以比所述压力产生室的宽度窄的宽度形成，并且所述压电体层以比所述下电极的宽度宽的宽度形成，所述下电极的端面被所述压电体层覆盖，所述振动板的最表层由绝缘体膜构成，所述绝缘体膜由氧化钛(TiO_x)形成，所述下电极的最表层由取向控制层构成，所述取向控制层由镍酸镧(LaNi_yO_x)形成，并且，所述取向控制层和至少该取向控制层上的所述压电体层由钙钛矿结构的结晶形成，并且晶面方向沿(110)优先取向。在该发明中，通过提高压电体层的结晶性，能够确保足够的变位量并能够抑制压电体层的破坏而提高了耐久性。

这里，优选的是：在所述振动板与所述压电体层之间形成有金属层，所述金属层不与所述下电极连续，所述金属层的最表层的至少一部分由所述取向控制层构成。由此，在未形成下电极的非能动部区域中压电体层的结晶性也得以提高，因此压电体层整体会协调地产生变位，从而能够进一步确保足够的变位量。因此，能够进一步抑制压电体层的破坏而提高耐久性。

另外，优选的是：所述压电体层的晶体结构为菱形晶系(rhombohedral)、四方晶系(tetragonal)或单斜晶系(monoclinic)。另外，优选的是：至少所述取向控制层上的所述压电体层由柱状结晶形成。并且，优选的是：所述绝缘体膜上的所述压电体层也由柱状结晶形成。由此，能够进一步可靠地抑制随着反复驱动而产生的压电体层的破坏。