[发明专利]液体喷头以及液体喷射装置

说明书

技术领域

本发明涉及从喷嘴喷射液体的液体喷头以及液体喷射装置。

背景技术

作为液体喷头所使用的压电元件是用两个电极夹持压电体层而构成的，其中压电体层由呈电-机械转换功能的压电材料，例如结晶化过的电介质材料构成。这样的压电元件，例如作为挠曲振动模式的致动器装置而搭载于液体喷头。作为液体喷头的代表例，例如具有下述的喷墨式记录头，即，用振动板构成与排出墨滴的喷嘴开口连通的压力发生室的一部分，并通过压电元件使该振动板变形而对压力发生室的油墨进行加压，从喷嘴开口排出墨滴。

搭载于这样的喷墨式记录头的压电元件，例如有利用成膜技术在振动板的表面整体形成均匀的压电材料层，并通过光刻法将该压电材料层切分成与压力发生室对应的形状，按照每个压力发生室独立的方式形成压电元件(参照专利文献1)。

专利文献1：日本特开2003-127366号公报

在这样的压电元件中，存在在施加电压时对压电体层作用应力，此时存在有可能在压电体层上产生裂纹的问题。与烧结金属氧化物的颗粒而形成的所谓的大块的压电体层不同，特别是在通过溶液法或CVD法等薄膜成膜法形成压电体层的薄膜的情况下，由于作用于压电体层的应力巨大，因此发生裂纹的问题变得显著。另外，这样的问题不限定于喷墨式记录头所代表的液体喷头，在喷射其他液体的液体喷头中也存在。

发明内容

本发明鉴于这样的实际情况，目的在于提供一种抑制在压电体层产生的裂纹的液体喷头和液体喷射装置。

解决上述课题的本发明的方式为一种液体喷头，其特征在于，具备与喷嘴开口连通的压力发生室和使上述压力发生室发生压力变化的压电元件，其中压电元件具备：第1电极、形成在上述第1电极上含有铅、锆、钛的压电体层、形成在上述压电体层的与上述第1电极相反一侧的第2电极，存在于上述压电体层的上述第2电极侧表面的晶粒间的槽部，满足0≤d/ρ≤0.900(d：槽部的深度，w：槽部的宽度，ρ：曲率半径(d²+w²/4)/2d)。

在该方式中，能够抑制压电体层施加电压时产生裂纹，从而成为耐久性优越的液体喷头。

而且，上述压电体层的厚度可以是6μm以下。压电体层的厚度越薄作用于压电体层的应力越大，越容易产生裂纹，然而根据本构成，即使做成6μm以下较薄的压电体层，也能够抑制裂纹产生。

另外，本发明的另一方式为一种液体喷射装置，其特征在于，具备上述方式的液体喷头。在该方式中，能够实现具备具有压电元件的液体喷头的液体喷射装置，其中压电元件能够抑制压电体层产生的裂纹的发生。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式1涉及的记录头的概略构成的分解立体图。

图2是本发明的实施方式1涉及的记录头的俯视图和剖视图。

图3是本发明的实施方式1涉及的记录头的要部放大剖视图。

图4是压电体层的要部放大剖视图。

图5是表示实施方式1涉及的记录头的制造工序的剖视图。

图6是表示实施方式1涉及的记录头的制造工序的剖视图。

图7是表示实施方式1涉及的记录头的制造工序的剖视图。

图8是表示实施方式1涉及的记录头的制造工序的剖视图。

图9是表示实施方式1涉及的记录头的制造工序的剖视图。

图10是压电元件A的压电体层的AFM像。

图11是压电元件B的压电体层的AFM像。

图12是压电元件C的压电体层的AFM像。

图13是压电元件D的压电体层的AFM像。

图14是压电元件E的压电体层的AFM像。

图15是表示压电元件A的压电体层的槽部测量结果的一个例子的图。

图16是表示裂纹发生率的结果的图。

图17是表示电压施加时间与压电体层的破坏产生应力的关系的图。

图18是表示本发明的一个实施方式涉及的记录装置的概略构成的图。

图中符号说明：

I...喷墨式记录头(液体喷头)；II...喷墨式记录装置(液体喷射装置)；10...流路形成基板；12...压力发生室；13...连通部；14...油墨供给路；15...连通部；20...喷嘴板；21...喷嘴开口；30...保护基板；31...储液槽部；40...柔性基板；50...弹性膜；55...绝缘体膜；60...第1电极；70...压电体层；80...第2电极；90...引线电极；100...储液槽；120...驱动电路；300...压电元件；501...晶粒；502...槽部。

具体实施方式