本发明专利技术的目的在于提供一种提高了压电元件的变位特性的液体喷射头、液体喷射装置以及致动器。该液体喷射头具备：流路形成基板（１０），其形成有与喷嘴（２１）相连通的压力发生室；以及压电元件（３００），其使压力发生室产生压力变化，该压电元件（３００）包括含有钛（Ｔｉ）以及锆（Ｚｒ）的压电体层（７０）和分别设置在该压电体层（７０）的两侧的第一电极（６０）和第二电极（８０），其中，压电体层（７０）中所含的锆和钛的组分比Ｔｉ／（Ｚｒ＋Ｔｉ）在０．５０以上且０．６０以下的范围内并且压电体层（７０）的至少形成于第一电极（６０）上的部分含有菱面体晶系的晶体。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及通过压电元件的变位从喷嘴喷射液滴的液体喷射头、液体喷射装置以及具备压电元件的致动器。
技术介绍
作为液体喷射头的代表例子，可举出通过利用压力发生机构使压力发生室内产生压力而从喷嘴喷射墨滴的喷墨式记录头。作为构成该喷墨式记录头的压力发生机构，可举出例如由2个电极夹持压电体层而成的压电元件，通过使该压电元件挠曲变形而对压力发生室内赋予压力从而使墨滴从喷嘴喷射出，其中该压电体层包括呈现电-机械转换作用的压电材料。而且，作为在这样的压电元件中所使用的压电体层，提出有下述方案例如含有钛 (Ti)和锆(&)，其元素比(组分比)Zr/(Zr+Ti)为0. 5 0. 8，并且其结晶系为单斜晶系 (例如参照专利文献1)。另外，作为压电体层，提出有下述方案例如含有钛(Ti)和锆(&)，在其元素比 (组分比)Zr/(Zr+Ti)为0. 50左右时其结晶系为正方晶系(例如参照专利文献2)。这里，已知包括例如钛酸锆酸铅(PZT)等具有钙钛矿结构的材料的压电体层的结晶系，一般由Ti和ττ的组分比决定。例如，已知在包括块(KA ” )的PZT的压电体层的情况下即对压电体层没有施加外部应力也没有被基板等约束的情况下，在组分比Ti/ (Zr+Ti)为大约0. 50以上(组分比&/(&+Ti)小于大约0. 50)时，压电体层的结晶系成为正方晶系，在组分比小于大约0.50时成为菱面体晶系或单斜晶系。S卩，已知包括PZT的压电体层的正方晶系和菱面体晶系的准同型相界(MPB)存在于组分比Ti/(&+Ti)为0. 50附近。专利文献1 特开2007-088446号公报 专利文献2 特开2005-119166号公报 压电体层的压电特性，依压电体层的组成而变化，但也依压电体层的结晶系而变化。但是，如上所述构成压电元件的压电体层的结晶系，通常依赖于压电体层的组成。如上述专利文献所记载的那样，对压电体层的组成和/或结晶系提出了各种各样的方案，但都是压电体层的结晶系依赖于压电体层的组成的方案。另外，由于压电体层的组成例如受到压电体层的晶格常数与基底的晶格常数的关系等的制约，因此其调整范围受到限制，所得到的压电体层的特性也有限。因此，难以实现由压电体层的压电特性所获得的压电元件的进一步的变位特性的提高。进而，近年来，期望实现压电元件的变位特性的进一步提高，但满足这样的期望是困难的。另外，这样的问题并不限定于喷墨式记录头所使用的压电元件，而也存在于喷射其他液滴的液体喷射头所使用的压电元件中，进而也同样存在于液体喷射头以外的装置所使用的致动器中。
技术实现思路
本专利技术是鉴于这样的情况而实现的，其目的在于提供一种提高了压电元件的变位特性的液体喷射头、液体喷射装置以及致动器。解决上述问题的本专利技术在于一种液体喷射头，其具备流路形成基板，其形成有与喷射液滴的喷嘴相连通的压力发生室；以及压电元件，其设置于该流路形成基板上并使所述压力发生室产生压力变化，该压电元件包括含有钛(Ti)以及锆(Zr)的压电体层和分别设置在该压电体层的两侧的第一电极及第二电极，其中，所述压电体层中所含的锆和钛的组分比Ti/(&+Ti)在0. 50以上且0. 60以下的范围内并且该压电体层含有菱面体晶系的晶体。而且，所述压电体层中所含的菱面体晶系的晶体，具体地，是由于从基底层受到的应力而使得正方晶系的晶体相变而成的晶体。在本专利技术中，由于上述组分比在预定范围内，所以使得压电体层的介电常数变低并且极化旋转时的变形变大。另外，由于压电体层含有菱面体晶系的晶体，所以使得压电体层的变位相对大。因此，能够提高压电元件的变位量等变形特性。另外，能够降低对压电元件施加的电压而使电源装置的负荷减小。 这里，优选，在所述压电体层是层叠多层的压电体膜而成的层的情况下，所述流路形成基板侧的至少最外层的所述压电体膜包含菱面体晶系的晶体。由此，能够更为可靠地提高压电元件的变位特性。另外，优选，所述压电体层由具有钙钛矿结构的材料、例如钛酸锆酸铅(PZT)形成。在压电体层由这样的材料形成的情况下，压电元件的变位特性显著地提高。而且，本专利技术在于一种液体喷射装置，其具备上述那样的液体喷射头。在该专利技术中，能够实现提高了液滴的喷射特性的液体喷射装置。另外，本专利技术在于一种致动器，其具备压电元件，其包括含有钛(Ti)以及锆(Zr) 的压电体层和分别设置在该压电体层的两侧的第一电极及第二电极，其中，所述压电体层中所含的锆和钛的组分比Ti/(&+Ti)为0. 50以上且0. 60以下并且该压电体层含有菱面体晶系的晶体。在本专利技术中，由于上述组分比在预定范围内，所以使得压电体层的介电常数变低并且极化旋转时的变形变大。另外，由于压电体层含有菱面体晶系的晶体，所以使得压电体层的变位相对大。因此，能够提高压电元件的变位量等变形特性。另外，能够降低对压电元件施加的电压而使电源装置的负荷减小。附图说明 图1是表示实施方式1的记录头的概略结构的分解立体图。图2是表示实施方式1的记录头的俯视图和剖面图。图3是表示实施方式1的压电元件的结构的剖面图。图4是表示实施方式1的记录头的制造方法的剖面图。图5是表示实施方式1的记录头的制造方法的剖面图。图6是表示实施方式1的记录头的制造方法的剖面图。图7是表示压电体层的组分比Ti/(Zr+Ti)与晶格常数的关系的曲线图。图8是表示一种实施方式的记录装置的概略结构的图。符号说明 10流路形成基板，12压力发生室，20喷嘴板，21喷嘴，30保护基板，40柔性(二 > 4 7 基板，41密封膜，42固定板，50弹性膜，55绝缘体膜，60第一电极，61导电层，62取向控制层，70压电体层，80第二电极，90引线电极，300压电元件。具体实施例方式下面，基于实施方式详细地说明本专利技术。 (实施方式1) 图1是表示作为本专利技术的实施方式1的液体喷射头的一例的喷墨式记录头的概略结构的分解立体图，图2是图1的俯视图及其A-A’剖面图。构成喷墨式记录头的流路形成基板10，例如由面方位(110)的单晶硅基板构成， 如图1以及图2所示，多个压力发生室12在其宽度方向上并排设置。另外，在流路形成基板10的压力发生室12的纵长方向外侧的区域形成有连通部13，连通部13与各压力发生室12经由按各压力发生室12设置的墨供给通路14以及连通路15连通。连通部13与后述的保护基板的贮存部32相连通而构成作为各压力发生室12的共用的墨室的储液室的一部分。墨供给通路14，起到将从连通部13流入至压力发生室12的墨的流路阻力保持为一定的作用，在本实施方式中，其以比压力发生室12窄的宽度形成。另外，在流路形成基板10的一面侧，通过粘接剂和/或热熔接薄膜等接合有喷嘴板20，该喷嘴板20排列设置有与各压力发生室12相连通的喷嘴21。另外，喷嘴板20，由例如玻璃陶瓷、单晶硅基板、不锈钢等构成。另一方面，在这样的流路形成基板的与喷嘴板20相反的一侧的面上，形成有由氧化膜构成的弹性膜50，在该弹性膜50上形成有由与弹性膜50不同的材料的氧化膜构成的绝缘体膜55。进而，在该绝缘体膜55上形成有由第一电极60、压电体层70和第二电极80 构成的压电元件300。一般来说，将压电元件30本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种液体喷射头，其特征在于，具备：流路形成基板，其形成有与喷射液滴的喷嘴相连通的压力发生室；以及压电元件，其设置于该流路形成基板上并使所述压力发生室产生压力变化，该压电元件包括含有钛（Ｔｉ）以及锆（Ｚｒ）的压电体层和分别设置在该压电体层的两侧的第一电极及第二电极，其中，所述压电体层中所含的锆和钛的组分比Ｔｉ／（Ｚｒ＋Ｔｉ）在０．５０以上且０．６０以下的范围内并且该压电体层的至少形成于所述第一电极上的部分含有菱面体晶系的晶体。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：角浩二，
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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