[发明专利]液体喷射头、液体喷射装置、压电元件以及压电材料

说明书

技术领域

本发明涉及具备压电元件的液体喷射头、液体喷射装置、压电元件以及压电材料，该压电元件包括使与喷嘴开口连通的压力产生室产生压力变化的第1电极、压电体层以及第2电极。

背景技术

作为液体喷射头所使用的压电元件，有由2个电极夹持压电体层而构成的结构，该压电体层包含呈现电机械转换功能的压电材料、例如结晶化的电介质材料。这样的压电元件，作为例如挠曲振动模式的致动器装置而搭载于液体喷射头。作为液体喷射头的代表例，例如，有下述的喷墨式记录头：由振动板构成与排出墨滴的喷嘴开口连通的压力产生室的一部分，通过压电元件使该振动板变形而对压力产生室的墨加压，而从喷嘴开口排出为墨滴。搭载于这样的喷墨式记录头的压电元件，例如有下述结构：遍及振动板的表面整体、通过成膜技术形成均匀的压电材料层，通过光刻法将该压电材料层切分为与压力产生室对应的形状，以按每一压力产生室独立的方式形成压电元件。

对于这样的压电元件所使用的压电材料，要求高的压电特性(变形量)，作为代表例，例如举出钛酸锆酸铅(PZT)(参照专利文献1)。

[专利文献1]特开2001-223404号公报

但是，在前述的钛酸锆酸铅中包含铅，从环境问题的观点来看，要求抑制了铅的含有量的压电材料。作为不合有铅的压电材料，虽然例如存在具有由ABO₃表示的钙钛矿结构的BiFeO₃等各种材料，但是与钛酸锆酸铅相比较，存在变形量小的问题。另外，这样的问题并不限于以喷墨式记录头为代表的液体喷射头，而也同样存在于其他的压电元件。

发明内容

本发明是鉴于这样的情况而实现的，其目的在于提供具有环境负担小、变形量大的压电元件的液体喷射头、液体喷射装置、压电元件以及压电材料。

解决上述问题的本发明的方式，在于液体喷射头，其具备：压力产生室，其与喷嘴开口连通；以及压电元件，其具备第1电极、在前述第1电极上形成的压电体层和在前述压电体层上形成的第2电极；其中，前述压电体层包含钙钛矿型复合氧化物并呈现电场感应相变，该钙钛矿型复合氧化物包含Bi、La、Fe以及Mn。

在这样的方式中，通过使用是包含Bi、La、Fe以及Mn的钙钛矿型复合氧化物并且呈现电场感应相变的压电材料、即反铁电体，能够形成为具有下述压电元件的液体喷射头，该压电元件由于抑制铅的含有量所以能够减轻对于环境的负担，并且变形量大。

此外，本发明的液体喷射头，具备：压力产生室，其与喷嘴开口连通；以及压电元件，其具备第1电极、在前述第1电极上形成的压电体层和在前述压电体层上形成的第2电极；其中，前述压电体层包含由下述通式(1)表示的复合氧化物。由此，由于由通式(1)表示的复合氧化物是反铁电体，所以能够形成为具有下述压电元件的液体喷射头，该压电元件由于抑制铅的含有量所以能够减轻对于环境的负担，并且变形量大。

(Bi_1-x，La_x)(Fe_1-y，Mn_y)O₃    (1)

其中，0.21≤x≤0.38，0.01≤y≤0.09。

并且，在上述通式(1)中，优选地，0.24≤x≤0.33。由此，能够形成为具有变形量更大的压电元件的液体喷射头。

此外，在上述通式(1)中，优选地，0.27≤x≤0.29。由此，由于压电体层呈现电场感应相变的电压稳定，所以容易控制压电元件的变形量。

并且，在上述通式(1)中，优选地，0.01≤y≤0.05。由此，成为绝缘性优异、防止了泄漏所引起的绝缘破坏的液体喷射头。

本发明的另一方式，在于液体喷射装置，其具备上述方式的液体喷射头。在这样的方式中，由于具备液体喷射头，该液体喷射头具有由于抑制铅的含有量所以能够减轻对于环境的负担并且变形量大的压电元件，所以成为不会对环境产生不良影响并且压电特性优异的液体喷射装置。

此外，本发明的另一方式，在于压电元件，其具备压电体层和设置于前述压电体层的多个电极，其中：前述压电体层包含钙钛矿型复合氧化物并呈现电场感应相变，该钙钛矿型复合氧化物包含Bi、La、Fe以及Mn。在这样的方式中，通过使用是包含Bi、La、Fe以及Mn的钙钛矿型复合氧化物并且呈现电场感应相变的压电材料、即反铁电体，能够形成为由于抑制铅的含有量所以能够减轻对于环境的负担并且变形量大的压电元件。