本发明专利技术提供一种液体喷射头、液体喷射装置、以及致动器，能够提高压电元件的变位特性并实现高速驱动，并且能够抑制对压电体层的破坏而提高耐久性。压电体层（７０）的端面由向其外侧倾斜的倾斜面构成，构成各个压电元件的下电极（６０）以比压力产生室（１２）的宽度窄的宽度形成，并且压电体层（７０）以比下电极（６０）的宽度宽的宽度形成，振动板（５０）的最表层由绝缘体膜（５２）构成，该绝缘体膜由氧化钛（ＴｉＯ↓［ｘ］）形成，下电极的最表层由取向控制层（６２）构成，该取向控制层由镍酸镧（ＬａＮｉ↓［ｙ］Ｏ↓［ｘ］）形成，并且，压电体层（７０）由柱状结晶形成，并且形成在绝缘体膜（５２）上的压电体层（７０ａ）的晶粒的平均粒径比形成在取向控制层（６２）上的压电体层（７０ｂ）的晶粒的平均粒径小。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及通过压电元件的变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致动器。
技术介绍
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，该压电元件由隔着振动板而设置在形成有 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变位而向压力产生室内施加压 力，由此从喷嘴喷射墨滴。公知这种喷墨式记录头所使用的压电元件的位 移特性根据压电体层的结晶取向而会发生很大的变化。并且，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位移特性的压电元件 (例如，参照专利文献l)。然而，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，在作为压电体层的倾斜面的部 分(以下称为锥形部)上尽管未形成上电极，但是由于下电极跨越多个压 电元件而连续地形成，因此在该压电体层的锥形部上也可能会作用有强烈 的驱动电场，从而会导致压电体层的锥形部遭受破坏。另外，虽然在专利文献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越多个压电元件而连续地形成，但是例如也有如下结构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 成至下电极的外侧(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；4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。
技术实现思路
在这样的专利文献3所记载的压电元件中，由于不会有很强的驱动电场作用于压电体层的锥形部上，因此不会由此而导致压电体层遭受破坏。但是，在这样的专利文献3所记载的结构中，例如在想要采用专利文献1所记载的压电体层来提高压电元件的变位特性的情况下，有可能由于下电极上的压电体层和下电极的外侧(振动板上)的压电体层的结晶性发生了变化的原因，在驱动压电元件时，在下电极的端部附近压电体层可能会遭受破坏。该问题不仅存在于喷射墨滴的喷墨式记录头，而且还同样地存在于喷射其他液滴的液体喷射头中，另外不仅是液体喷射头，具有压电元件的致动器也同样存在该问题。另外，还存在压电元件的响应速度慢而难以高速驱动压电元件的问题。本专利技术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变位特性而实现对其高速驱动、并且能够抑制压电体层的破坏而提高耐久性的液体喷射头、液体喷射装置、以及致动器。解决上述问题的本专利技术提供一种液体喷射头，包括流路形成基板和压电元件，所述流路形成基板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，所述压电元件包括间隔着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，构成各个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，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(TiOx)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(LaNiyOj形成，并且，所述压电体层由柱状结晶形成，并且形成在所述绝缘体膜上的压电体层的晶粒的平均粒径比形成在所述取向控制层上的压电体层的晶粒的平均粒径小。在该专利技术中，提高了压电体层整体的结晶性并实现了实质性的均匀 化。由此，能够实现对压电元件的高速驱动并能够抑制对压电体层的破坏 从而提高耐久性。这里。优选的是所述压电体层的晶体结构为菱形晶、四方晶或单斜 晶。另外，优选的是所述取向控制层和至少形成在该取向控制层上的压 电体层由钙钛矿结构的结晶形成，并且晶面方向沿(110) 、 (001)、(111)或者(113)优先取向。由此，能够更可靠地对压电元件进行高速 驱动，并能够更可靠地抑制随着反复驱动而对压电体层的破坏。另外，优选的是被所述压电体层覆盖的所述下电极的端面为向其外 侧倾斜的倾斜面。由此，在下电极的端面部分上形成的压电体层的结晶性 进一步提高。因此，能够进一步可靠地高速驱动压电元件并能够进一步可 靠地抑制随着反复驱动压电元件而对压电体层的破坏。另外，优选的是所述下电极在所述取向控制层的下层具有导电层， 所述导电层由电阻率比所述取向控制层低的材料形成。由此，即使同时驱 动多个压电元件，也能够获得足够的电流供应能力。因此，能够使并列设 置的各个压电元件的变位特性均匀化。另外，在设置导电层的情况下，优选的是所述导电层被所述取向控 制层覆盖。由此，由于仅下电极的取向控制层与压电体层接触，因此进一 步可靠地提高了压电体层的结晶性。另外，优选的是所述导电层由金属材料、金属材料的氧化物或它们的 合金形成。特别优选的是所述金属材料包括选自以下组中的至少一种， 所述组包括铜、铝、钨、铂、铱、钌、银、镍、锇、钼、铑、钛、镁、 钴。通过使用这些材料，能够进一步可靠地获得上述电流供应能力。另外，优选的是所述压电体层的主要成分为锆钛酸铅(PZT)。由 此，压电元件具有良好的变位特性。另外，优选的是所述压电体层的端面被具有耐湿性的保护膜覆盖。另 外，优选的是所述压电体层的端面被所述上电极覆盖。由此，能够抑制由 于大气中的水分等引起的对压电体层的破坏。另外，对压电元件的电极构造没有特殊的限定，所述下电极可以与所述压力产生室相对应地独立设置并构成所述压电元件的专用电极，所述上电极可以在所述压力产生室的并列设置方向上跨所述压力产生室连续地设置并构成所述压电元件的共用电极。由此，无论压电元件的电极构造如何，均能够提高压电元件的变位特性并能够抑制压电体层的破坏而提高耐久性。另外，本专利技术提供一种具有上述液体喷射头的液体喷射装置。根据该专利技术，能够实现提高了头的可靠性的液体喷射装置。并且，本专利技术提供一种致动器，包括振动板和压电元件，所述振动板设置在基板的一个面侧，所述压电元件包括设置在所述振动板上的下电极、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，所述压电体层以比所述下电极宽的宽度形成，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(TiOx)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(LaNiyOx)形成，并且，所述压电体层由柱状结晶形成，并且形成在所述绝缘体膜上的压电体层的晶粒的平均粒径比形成在所述取向控制层上的压电体层的晶粒的平均粒径小。根据该专利技术，提高了压电体层整体的结晶性并实现了实质性的均匀化。由此，能够实现对压电元件的高速驱动并能够抑制对压电体层的破坏从而提高耐久性。即，能够实现可高速驱动并提高了耐久性的致动器。附图说明图1是实施方式1的记录头的分解立体图2的(a)和(b)是实施方式l的记录头的平面图和截面图3是表示实施方式1的记录头的主要部分的截面图4的(a) (c)是表示实施方式1的记录头的制造工序的截面图5的(a) (c)是表示实施方式1的记录头的制造工序的截面图6的(a) (c)是表示实施方式1的记录头的制造工序的截面图；图7的(a) (c本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种液体喷射头，包括流路形成基板和压电元件，所述流路形成基板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，所述压电元件包括间隔着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， 构成各个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， 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↓［ｙ］Ｏ↓［ｘ］）形成， 并且，所述压电体层由柱状结晶形成，并且形成在所述绝缘体膜上的压电体层的晶粒的平均粒径比形成在所述取向控制层上的压电体层的晶粒的平均粒径小。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：岛田胜人，
申请(专利权)人：精工爱普生株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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