[发明专利]液体喷射头、压电元件、压电致动器以及液体喷射装置

说明书

技术领域

本发明涉及液体喷射头、压电元件、压电致动器以及液体喷射装置。

背景技术

液体喷射头作为液体喷射装置的构成，例如在喷墨打印机等中被使用。该情况下，液体喷射头被用于喷出小滴墨水并使其飞翔，由此，喷墨打印机能够使该墨水附着于纸等介质而进行打印。

液体喷射头通常具有为了从喷嘴喷出液体而对液体施加压力的致动器。这样的致动器例如有具备压电元件的致动器。作为致动器所具备的压电元件，有通过两个电极夹持呈现电气机械转换功能的压电材料、例如由结晶后的压电性陶瓷等形成的压电体而构成的压电元件。这样的压电元件能够通过被两个电极施加电压而变形，利用该变形，可以使致动器例如以挠曲振动模式动作。

作为这样的用途的压电材料，由于优选电气机械转换效率等压电特性高，该特性比其他材料优异，所以进行了锆钛酸铅(PZT)类材料的研究开发。但是，近年来要求使用对环境负担更小的材料，例如推进了含铅量少的钙钛矿型氧化物的压电材料的开发。

在理论上压电特性高的陶瓷材料中，例如有Bi类氧化物，目前的状况下，可将BiFeO₃(BFO)作为陶瓷材料的有力候补。

但是，BFO存在绝缘性低、漏电流多的问题。而且，由于BFO的矫顽场高，在作为压电体而使用的情况下需要施加大的电压而对其驱动，所以存在需要高的耐电压性的问题。

因此，例如在专利文献1中提出了一种通过将构成BFO的元素的一部分进行置换，来抑制漏电流的BFO类材料。

【专利文献1】日本特开2009-231482号公报

发明内容

本发明鉴于以上问题点而提出，根据本发明的几个方式，能够提供含有耐电压性良好的压电体的液体喷射头、压电元件、压电致动器以及液体喷射装置。

(1)本发明涉及的液体喷射头具备压电致动器，所述压电致动器包括压电体及对所述压电体施加电压的电极，所述压电体为锰铁酸铋镧(鉄酸マンガン酸ビスマスランタン：bismuth lantern ferrite manganate)，在所述锰铁酸铋镧中，铋的摩尔数与镧的摩尔数之和相对于铁的摩尔数与锰的摩尔数之和的比为0.87以上0.94以下，并且铋的摩尔数相对于镧的摩尔数之比为3.57以上4.82以下。

根据本发明，能够实现具有耐电压性良好的压电体的液体喷射头。

(2)根据该液体喷射头，在上述锰铁酸铋镧中，锰的摩尔数相对于铁的摩尔数与锰的摩尔数之和的比为0.02以上0.04以下。

由此，能够实现具有耐电压性良好的压电体的液体喷射头。

(3)本发明涉及的压电元件具有对置配置的一对导电层、和配置在所述一对导电层之间的压电体，所述压电体为锰铁酸铋镧，在所述锰铁酸铋镧中，铋和镧的摩尔数之和相对于铁和锰的摩尔数之和的比为0.87以上0.94以下，并且铋的摩尔数相对于镧的摩尔数之比为3.57以上4.82以下。

根据本发明，能够实现具有耐电压性良好的压电体的压电元件。

(4)本发明涉及的压电致动器包括该压电元件、和通过所述压电元件而变形的弹性部件。

根据本发明，能够实现具有耐电压性良好的压电体的压电致动器。

(5)本发明涉及的液体喷射装置具备上述任意一个液体喷射头。

根据本发明，能够实现具有耐电压性良好的压电体的液体喷射装置。

附图说明

图1是本实施方式涉及的压电元件100的剖面的示意图。

图2是示意性地表示本实施方式涉及的液体喷射头600的主要部分的剖视图。

图3是本实施方式涉及的液体喷射头600的分解立体图。

图4是示意性地表示本实施方式涉及的液体喷射装置700的立体图。

图5是表示实施例1、实施例2、比较例1以及比较例2的压电元件的电流-电压特性的曲线图。

图6是表示实施例1、实施例3、实施例4以及比较例1的压电元件的电流-电压特性的曲线图。

图7是表示实施例1、实施例5、比较例1以及比较例3的压电元件的电流-电压特性的曲线图。