[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移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，该压电元件由经由振动板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移位而向压力产生室内施加压力，由此从喷嘴喷射墨滴。已知这种喷墨式记录头所使用的压电元件的移位特性会根据压电体层的结晶取向而发生很大的变化。并且，已提出有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移位特性的多种压电元件(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形成为以朝着其外侧向下倾斜的倾斜面(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，虽在作为压电体层的倾斜面的部分(以下称为锥形部)上没有形成上电极，但由于下电极跨多个压电元件而连续地形成，因此会有较强的驱动电场作用于该压电体层的锥形部，从而有可能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，但例如也有下电极按照每个压电元件而被图案化(patterning)、并且压电体层连续地形成至下电极外侧的压电元件(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，由于不会有强的驱动电场作用于压电体层的锥形部，因此不会导致压电体层破坏。但是，在这样的专利文献3所记载的结构中，例如当想要采用专利文献1所记载的压电体层来提高压电元件的移位特性时，可能是因为下电极上的压电体层和下电极外侧(振动板上)的压电体层的结晶性发生了改变，在驱动了压电元件时下电极端部附近的压电体层可能会遭受破坏。

这种问题不仅存在于喷射墨滴的喷墨式记录头，喷射其他液滴的液体喷射头中也同样存在，另外不仅是液体喷射头，只要是具有压电元件的执行器就会同样存在。

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移位特性并能够抑制压电体层被破坏的液体喷射头、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，在所述流路形成基板上并列设置有分别与喷射液滴的喷嘴连通的多个压力产生室，所述压电元件包括经由振动板而设置在所述流路形成基板的一个面侧的下电极、压电体层以及上电极，所述压电体层的端面由向其外侧倾斜的倾斜面构成，构成各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，从而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，而且晶面方向沿(111)优先取向。在上述本发明中，通过提高压电体层的结晶性，能够增加压电元件的移位量并能够抑制对压电体层的破坏而提高耐久性。

这里，优选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，并且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，没有形成下电极的非能动部区域上的压电体层的结晶性也得以提高，因此压电体层整体会协调移位，从而能够确保移位量。因此，能够进一步实现压电元件的高速驱动并能够进一步抑制压电体层的破坏来提高耐久性。

另外，所述压电体层的晶体结构优选为菱形晶、四方晶或单斜晶。另外，至少所述取向控制层上的所述压电体层优选由柱状结晶形成。并且，所述绝缘体膜上的所述压电体层也优选由柱状结晶形成。由此，能够更可靠地抑制随着压电元件的反复驱动而压电体层被破坏。

另外，被所述压电体层覆盖的所述下电极的端面优选为向其外侧倾斜的倾斜面。由此，形成在下电极的端面部分上的压电体层的结晶性进一步提高。因此，能够进一步可靠地抑制随着压电元件的反复驱动而压电体层被破坏。