本发明专利技术提供液体喷头、液体喷射装置、压电元件及液体喷头的制造方法，其中液体喷头具有不含铅且压电特性优越的压电元件。该液体喷头具备压力发生室和压电元件，其中上述压力发生室与喷嘴开口连通，上述压电元件具备：第1电极、形成在上述第1电极上含有铁锰酸铋镧的压电体层、形成在上述压电体层上的第2电极，上述压电体层的结晶优先取向于(111)面。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及使与喷嘴开口连通的压力发生室产生压力变化，具备压电元件的液体喷头、液体喷射装置、压电元件及液体喷头的制造方法，其中压电元件具有压电体层和对压电体层外加电压的电极。
技术介绍
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勻的压电材料层，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。作为这样的压电元件所使用的压电材料，可列举出钛酸锆酸铅(PZT)(参照专利文献1)。专利文献1 日本特开2001-223404号公报然而，由于上述钛酸锆酸铅中含有铅，从环境问题的观点出发而寻求由不含铅的铁电体构成的压电材料。作为不含铅的压电材料，例如有具有用AB03表示的钙钛矿构造的 BiFe03等，然而Bii^e03系的压电材料存在绝缘性低有时会发生泄漏电流的问题。另外，在通常所使用的钛酸锆酸铅中，虽然进行了用于改善其特性的各种改良，然而对于Bi!^03系的压电材料中会显示什么样的举动，目前尚未确认。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，在搭载于其他装置的致动器装置等的压电元件中也同样存在。
技术实现思路
本专利技术鉴于这样的实际情况，目的在于提供一种具有不含铅的压电元件的液体喷头、液体喷射装置和压电元件以及液体喷头的制造方法。本专利技术解决上述课题的方式为，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；和压电元件，其具备第1电极、形成在上述第1电极上含有铁锰酸铋镧的压电体层、及形成在上述压电体层上的第2电极，上述压电体层的结晶优先取向于(111)面。 由此成为由不含铅的铁锰酸铋镧构成的压电体层，并且成为位移特性优越的液体喷头。而且，优选地，上述第1电极包括含有白金的白金层、和形成在上述白金层上含有钛酸锶(STO)的STO层，且在上述STO层上形成上述压电体层。由此，能够容易地得到结晶优先取向于(111)面的压电体层。上述STO层可以掺杂Nb。由此，将含有Nb掺杂钛酸锶(Nb-STO)的STO层作成取向控制层，从而能够容易地得到结晶优先取向于(111)面的压电体层。另外，优选地，上述第1电极包括含有白金的白金层、和形成在上述白金层上含有钌酸锶的SRO层，上述压电体层形成在上述SRO层上。由此，能够容易地得到结晶优先取向于(111)面的压电体层。另外，上述第1电极包括含有氧化铱的氧化铱层、和形成在上述氧化铱层上含有白金的白金层，上述压电体层可以形成在上述白金层上。由此，能够容易地得到结晶更牢固地优先取向于(111)面的压电体层。而且，优选地，上述第1电极包括含有的白金层，该白金层是(111)面的半值宽度为10度以下的层，上述压电体层形成在上述白金层上。由此，能够容易地得到结晶更牢固地优先取向于(111)面的压电体层。另外，优选地，上述铁锰酸铋镧是以用下述一般式表示的复合氧化物。由此，用下述一般式(1)表示的复合氧化物能够得到作为铁电体的特性，因此能够成为具有不含铅并且容易控制变形量的压电元件的液体喷头。因此能够成为具有容易控制排出的液滴大小的压电元件的液体喷头。(Bil-x, Lax) (Fel-y, Mny)03(0· 10 ^ χ ^ 0. 20,0. 01 ^ y ^ 0. 09)。而且，在上述一般式(1)中，优选0.17彡χ彡0.20，更优选0.19彡χ彡0.20，另外优选0. 01 < y < 0. 05。由此能够做成变形量更大的压电元件。本专利技术的另一方式为，一种液体喷射装置，其特征在于，具备上述液体喷头。在该方式中，由于具备具有压电元件的液体喷头，其中压电元件不含铅并且位移特性优越，绝缘性高能够抑制泄漏电流的发生，因此成为不会对环境造成恶劣影响并且防止绝缘破坏且可靠性优越的液体喷射装置。另外，本专利技术的压电元件具备含有铁锰酸铋镧的压电体层、和在上述压电体层上形成的电极，上述压电体层的结晶优先取向于(111)面。由此能够提供不含铅并且压电特性优越的压电元件。本专利技术的另一方式是上述方式的液体喷头的制造方法，其特征在于，包括以下工序在上述白金层上形成成为上述STO层的前驱体的STO前驱体膜的工序；在上述STO前驱体膜上形成成为上述压电体层的前驱体的压电体前驱体膜的工序；将上述STO前驱体膜和上述压电体前驱体膜同时烧结，做成上述STO层和上述压电体层的工序。由此，能够比较容易地制造STO层与压电体层的层积体。另外，本专利技术的再一方式是上述方式的液体喷头的制造方法，其特征在于，包括以下工序在上述氧化铱层上形成上述白金层的工序；在上述白金层上形成成为上述压电体层的前驱体的压电体前驱体膜的工序；将上述压电体前驱体膜在惰性气体环境中烧结而做成上述压电体层的工序。由此，能够比较容易地制造牢固地优先取向于(111)面的压电体层。附图说明图1是表示实施方式1涉及的记录头的概略构成的分解立体图。图2是实施方式1涉及的记录头的俯视图。图3是实施方式1涉及的记录头的剖视图和要部放大剖视图。图4是表示样品1的P-V曲线的图。图5是表示样品2的P-V曲线的图。图6是表示样品3的P-V曲线的图。图7是表示样品4的P-V曲线的图。图8是表示样品5的P-V曲线的图。图9是表示样品6的P-V曲线的图。图10是表示样品7的P-V曲线的图。图11是表示样品8的P-V曲线的图。图12是表示样品9的P-V曲线的图。图13是表示样品10的P-V曲线的图。图14是表示样品11的P-V曲线的图。图15是表示样品12的P-V曲线的图。图16是表示样品13的P-V曲线的图。图17是表示样品14的P-V曲线的图。图18是表示样品15的P-V曲线的图。图19是表示实施方式1涉及的记录头的制造工序的剖视图。图20是表示实施方式1涉及的记录头的制造工序的剖视图。图21是表示实施方式1涉及的记录头的制造工序的剖视图。图22是表示实施方式1涉及的记录头的制造工序的剖视图。图23是表示实施方式1涉及的记录头的制造工序的剖视图。图M是表示实施例1、2和比较例1、2的X射线衍射谱的图。图25是实施例1的倒易晶格图谱。图沈是表示实施例1、3和比较例1、3的X射线衍射谱的图。图27是实施例3的倒易晶格图谱。图观是表示实施例1白金层的(111)面的X扫描结果的图。图四是表示实施例3白金层的(111)面的X扫描结果的图。图30是观察实施例1的截面和表面的SEM照片。图31是观察实施例3的截面和表面的SEM照片。图32是表示实施例1、3和比较例1、3的P-V曲线的图。图33是将实施例3和比较例1的ftVRii相对于外加电场的曲线图。图34是表示本专利技术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)； 本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种液体喷头，其特征在于，具备：压力发生室，其与喷嘴开口连通；和压电元件，其具备第１电极、形成在上述第１电极上含有铁锰酸铋镧的压电体层及形成在上述压电体层上的第２电极，上述压电体层的结晶优先取向于（１１１）面。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：古林智一，绳野真久，
申请(专利权)人：精工爱普生株式会社，
类型：发明
国别省市：JP
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