[发明专利]液体喷头及液体喷射装置

说明书

技术领域

本发明涉及在与喷嘴开口连通的压力产生室产生压力变化、并具备压电元件的液体喷头及液体喷射装置，所述压电元件具有压电体层和对压电体层施加电压的电极。

背景技术

用于液体喷头的压电元件，有将体现电机械转换功能的压电材料，例如，由结晶化的电介质材料构成的压电体层用2个电极夹持而构成的压电元件。这样的压电元件例如作为弯曲振动模式的驱动器装置搭载于液体喷头。作为液体喷头的代表例，例如有喷墨式记录头，该喷墨式记录头用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，通过压电元件使该振动板变形，从而对压力产生室的油墨加压，从喷嘴开口喷出墨滴。

作为构成这样的压电元件的压电体层(压电陶瓷)来使用的压电材料要求高的压电特性，作为代表例可以举出锆钛酸铅(PZT)(参照专利文献1)。

但是，从环境问题的观点考虑，需要抑制了铅含量的压电材料。作为不含铅的压电材料，例如公开了化学组成由x[(Bi_aK_1-a)TiO₃]-(1-x)[BiFeO₃](其中，0.3≤X≤0.8，0.4＜A＜0.6)表示的压电陶瓷(参照专利文献2)。

专利文献

专利文献1：日本特开2001-223404号公报

专利文献2：日本特开2008-069051号公报

发明内容

该专利文献2中记载的压电陶瓷是膜厚度为0.1mm的所谓的块状，如果将该材料制成薄膜，则由于绝缘性低且泄漏电流大，所以存在难以用于液体喷头的问题。需要说明的是，这样的问题不仅存在于喷出油墨的喷墨式记录头，而且同样存在于喷出油墨以外的液滴的其他的液体喷头。

本发明鉴于这样的情况，以提供绝缘性高并可以抑制泄露电流的产生且环境负荷少的液体喷头及液体喷射装置为目的。

解决上述课题的本发明的方式是一种液体喷头，其特征在于，具备：与喷嘴开口连通的压力产生室；具有压电体层和设在所述压电体层的电极的压电元件；所述压电体层是具有含锰铁酸铋和钛酸铋钾的钙钛矿结构的复合氧化物。

在该方式中，通过将具有含锰铁酸铋和钛酸铋钾的钙钛矿结构的复合氧化物构成的压电材料作为压电体层，绝缘性高并可以抑制泄漏电流的产生。另外，由于可以抑制铅含量，所以可以降低对环境的负荷。

并且，优选地，作为上述锰铁酸铋与上述钛酸铋钾的摩尔比的锰铁酸铋/钛酸铋钾为0.42～1.5。由此，可以得到抑制泄漏电流的产生、且介电常数和压电性高的压电材料。

另外，上述压电体层优选厚度为2μm以下的薄膜。由此，可以提供具有薄膜的压电体层的液体喷头。

进而，上述压电体层优选电容率为300以上。由此，压电特性(应变量)变得良好。

本发明其它的实施方式是一种液体喷射装置，其特征在于，具有上述方式的液体喷头。在该方式中，由于具有绝缘性高并可以抑制泄漏电流的产生的液体喷头，因此，成为防止了绝缘破坏且可靠性优异的液体喷射装置。加之，由于具有具备介电常数和压电性高的压电材料的液体喷头，从而成为液体喷出能力优异的液体喷射装置。

附图说明

图1为表示实施方式1的记录头的示意结构的分解立体图。

图2为实施方式1的记录头的俯视图。

图3为实施方式1的记录头的剖视图。

图4为表示实施方式1的记录头的制造工序的剖视图。

图5为表示实施方式1的记录头的制造工序的剖视图。

图6为表示实施方式1的记录头的制造工序的剖视图。

图7为表示实施方式1的记录头的制造工序的剖视图。

图8为表示实施方式1的记录头的制造工序的剖视图。

图9为表示实施例1、3和5的J-E曲线的图。

图10为表示实施例1、3和5的P-E曲线的图。

图11为实施例1～6的矫顽电场-组成图示。

图12为实施例1～6的电容率-组成图示。

图13为表示实施例1～6的S-V曲线的图。

图14为实施例1～6的压电常数-组成图示。

图15为实施例7的ΔS/L₁₂-ΔV₇₀图示。

图16为表示比较例1的P-E曲线的图。

图17为表示本发明的一实施方式的记录装置的示意结构的图。

符号说明