本发明专利技术提供液体喷头以及液体喷射装置，能够抑制抑制在压电体层产生的裂纹。该液体喷头具备与喷嘴开口(21)连通的压力发生室(12)和使上述压力发生室(12)发生压力变化的压电元件(300)，其中压电元件(300)具备：第1电极(60)、形成在上述第1电极(60)上含有铅、锆、钛的压电体层(70)、和形成在上述压电体层(70)的与上述第1电极(60)相反一侧的第2电极(80)，存在于上述压电体层(70)的上述第2电极(80)侧表面的晶粒(501)间的槽部(502)，满足0≤d/ρ≤0.900(d：槽部的深度，w：槽部的宽度，ρ：曲率半径(d2+w2/4)/2d)。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及从喷嘴喷射液体的液体喷头以及液体喷射装置。
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(参照专利文献1)。专利文献1 日本特开2003-127366号公报在这样的压电元件中，存在在施加电压时对压电体层作用应力，此时存在有可能 在压电体层上产生裂纹的问题。与烧结金属氧化物的颗粒而形成的所谓的大块的压电体层 不同，特别是在通过溶液法或CVD法等薄膜成膜法形成压电体层的薄膜的情况下，由于作 用于压电体层的应力巨大，因此发生裂纹的问题变得显著。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，在喷射其他液体的液体喷头中也存在。
技术实现思路
本专利技术鉴于这样的实际情况，目的在于提供一种抑制在压电体层产生的裂纹的液 体喷头和液体喷射装置。解决上述课题的本专利技术的方式为一种液体喷头，其特征在于，具备与喷嘴开口连 通的压力发生室和使上述压力发生室发生压力变化的压电元件，其中压电元件具备第1 电极、形成在上述第1电极上含有铅、锆、钛的压电体层、形成在上述压电体层的与上述第1 电极相反一侧的第2电极，存在于上述压电体层的上述第2电极侧表面的晶粒间的槽部，满 足0彡d/ P ^ 0. 900 (d 槽部的深度，w 槽部的宽度，P 曲率半径(d2+w2/4) /2d)。在该方式中，能够抑制压电体层施加电压时产生裂纹，从而成为耐久性优越的液 体喷头。而且，上述压电体层的厚度可以是6 μ m以下。压电体层的厚度越薄作用于压电体 层的应力越大，越容易产生裂纹，然而根据本构成，即使做成6 μ m以下较薄的压电体层，也 能够抑制裂纹产生。另外，本专利技术的另一方式为一种液体喷射装置，其特征在于，具备上述方式的液体 喷头。在该方式中，能够实现具备具有压电元件的液体喷头的液体喷射装置，其中压电元件 能够抑制压电体层产生的裂纹的发生。附图说明图1是表示本专利技术的实施方式1涉及的记录头的概略构成的分解立体图。图2是本专利技术的实施方式1涉及的记录头的俯视图和剖视图。图3是本专利技术的实施方式1涉及的记录头的要部放大剖视图。图4是压电体层的要部放大剖视图。图5是表示实施方式1涉及的记录头的制造工序的剖视图。图6是表示实施方式1涉及的记录头的制造工序的剖视图。图7是表示实施方式1涉及的记录头的制造工序的剖视图。图8是表示实施方式1涉及的记录头的制造工序的剖视图。图9是表示实施方式1涉及的记录头的制造工序的剖视图。图10是压电元件A的压电体层的AFM像。 图11是压电元件B的压电体层的AFM像。图12是压电元件C的压电体层的AFM像。图13是压电元件D的压电体层的AFM像。图14是压电元件E的压电体层的AFM像。图15是表示压电元件A的压电体层的槽部测量结果的一个例子的图。图16是表示裂纹发生率的结果的图。图17是表示电压施加时间与压电体层的破坏产生应力的关系的图。图18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)； 10...流路形成基板；12...压力发生室；13...连通部；14...油墨供给路；15...连通 部；20...喷嘴板；21...喷嘴开口 ；30...保护基板；31...储液槽部；40...柔性基板； 50...弹性膜；55...绝缘体膜；60...第1电极；70...压电体层；80...第2电极；90...引 线电极；100. · ·储液槽；120. · ·驱动电路；300. · ·压电元件；501. · ·晶粒；502. · ·槽部。具体实施例方式以下基于实施方式对本专利技术进行详细说明。(实施方式1)图1是表示作为本专利技术的实施方式1涉及的液体喷头的一个例子的喷墨式记录头 的概略构成的分解立体图，图2是图1的俯视图及其A-A'剖视图，图3是将喷墨式记录头 的要部放大的剖视图。如图1和图2所示，本实施方式的流路形成基板10由单晶硅基板构成，在其一个 面上形成有由二氧化硅构成的弹性膜50。在流路形成基板10上沿其宽度方向并排设置有多个压力发生室12。另外，在流 路形成基板10的压力发生室12长度方向外侧的区域形成连通部13，连通部13和各压力 发生室12经由设置于各个压力发生室12的油墨供给路14以及连通路15而连通。连通部 13构成与后述的保护基板的储液槽部31连通而成为各压力发生室12共用的油墨室的储液槽的一部分。油墨供给路14以比压力发生室12窄的宽度形成，将从连通部13流入到压力 发生室12的油墨的流路阻力保持为一定。另外，本实施方式中，通过将流路的宽度从单侧 缩小而形成了油墨供给路14，然而也可以将流路的宽度从两侧缩小来形成油墨供给路。另 外，还可以不缩小流路的宽度，而从厚度方向缩小来形成油墨供给路。另外本实施方式中， 在流路形成基板10上设置有由压力发生室12、连通部13、以及油墨供给路14和连通路15 构成的液体流路。另外，利用粘接剂或热封膜等将喷嘴板20固定安装在流路形成基板10的开口面 侧，其中喷嘴板20中贯穿设置有与和各压力发生室12的油墨供给路14相反一侧的端部附 近连通的喷嘴开口 21。另外，喷嘴板20例如由玻璃陶瓷、单晶硅基板、不锈钢等构成。另一方面，在与这样的流路形成基板10的开口面相反的一侧，如上所述形成弹性 膜50，并在该弹性膜50上形成绝缘体膜55。此外，在该绝缘体膜55上层叠形成有由白金 或铱等构成的第1电极60 ；厚度为6 μ m以下、优选为0. 3 1. 5 μ m的薄膜的压电体层70 ； 以及由铱等构成的第2电极80，从而构成压电元件300。在此，压电元件300是指包括第1 电极60、压电体层70和第2电极80的部分。通常情况下，将压电元件300中的任意一个 电极作为共用电极，将另一个电极和压电体层70通过对各个压力发生室12图案成形而构 成。本实施方式中，将第1电极60作为压电元件300的共用电极，将第2电极80作为压电 元件300的单独电极，然而根据驱动电路和布线情况而将它们反过来也不存在问题。另外， 在此，将压电元件300与通过该压电元件300的驱动而产生位移的振动板一起称为致动器 装置。另外，在上述的例子中，弹性膜50、绝缘体膜55以及第1电极60作为振动板发挥作 用，当然不限定于此，例如，也可以不设置弹性膜50和绝缘体膜55，而且可以只将第1电极 60作为振动板发挥作用。另外，压电元件300本身实质上可以兼作振动板。压电体层70由在第1电极60上形成的表示电-机械转换作用的压电材料构成，特 别是由即使在压电材料中也具本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种液体喷头，其特征在于，具备：与喷嘴开口连通的压力发生室；和使上述压力发生室发生压力变化的压电元件，其中压电元件具备：第１电极、形成在上述第１电极上含有铅、锆、钛的压电体层、和形成在上述压电体层的与上述第１电极相反一侧的第２电极，存在于上述压电体层的上述第２电极侧表面的晶粒间的槽部，满足０≤ｄ／ρ≤０．９００，其中，ｄ：槽部的深度，ｗ：槽部的宽度，ρ：曲率半径（ｄ２＋ｗ２／４）／２ｄ。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：加藤治郎，传田聪，宫泽容子，
申请(专利权)人：精工爱普生株式会社，
类型：发明
国别省市：JP
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。