本发明专利技术提供一种喷射特性高的液体喷射头及液体喷射装置以及变位特性高的压电元件。液体喷射头，具有与喷射液体的喷嘴开口（２１）连通的压力发生室（１２）以及压电元件（３００），该压电元件（３００）具有：第一电极（６０）；至少包括铅、锆及钛且形成在该第一电极上的压电体层；以及形成在压电体层上的第二电极，其中，压电体层，当在膜厚方向上通过二次离子质谱分析法对压电体层进行分析的情况下，表示碳强度的最大值与碳强度的最小值的比的碳强度比（最大值／最小值）大于等于８小于等于２８。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及液体喷射头、液体喷射装置及压电元件。技术背景下述喷墨式记录头已被实用化，该喷墨式记录头由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，通过压电元件使该振动板变形而对压力发生室的墨 加压，从喷嘴开口使墨滴排出。例如，作为这样的喷墨式记录头，已知下述结构遍 及振动板的整个表面通过成膜技术形成均勻的压电体层，将该压电体层通过平版印刷法 切分为与压力发生室对应的形状，从而以按各压力发生室独立的方式形成压电元件(例 如，参照专利文献1)。专利文献1特开2001-274472号公报虽然专利文献1所记载的压电元件的压电体层能够得到所期望的变位特性(变位 量)，但是当前，要求在喷墨式记录头中，通过具备具有更高的变位特性的压电元件而具 有更高的喷射特性。此外，这样的问题不仅存在于喷墨式记录头中，而且也同样存在于其他的液体 喷射头中。
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喷射特性高的液体喷 射头及液体喷射装置以及压电特性高的压电元件。本专利技术的液体喷射头，具有与喷射液体的喷嘴开口连通的压力发生室以及压电 元件，所述压电元件具有第一电极；形成在该第一电极上的、包括钙钛矿型氧化物的 压电体层，该钙钛矿型氧化物包含铅、锆及钛；以及形成在该压电体层的所述第一电极 上的第二电极，其中所述压电体层，在从所述第二电极侧开始、在厚度方向上除去了 20nm的范围的区域，在膜厚方向上通过二次离子质谱分析法进行分析时的、表示碳强度 的最大值与碳强度的最小值的比的碳强度比(最大值/最小值)大于等于8小于等于观。 由于碳强度的最大值与碳强度的最小值的比即碳强度比大于等于8，由此相对介电常数 高，其结果，能够使压电常数提高，所以变位量大。另外，所述碳强度比小于等于观。 这是因为，若大于观，则由于压电体层的结晶中的碳使压电体层的膜结构扩张，所以在 碳强度比大于观的情况下，膜中的应力会变大。因此，这样的本专利技术的液体喷射头具有 高的喷射特性。作为本专利技术的优选的实施方式，能够举出所述碳强度的最大值在所述压电体 层的膜厚方向上存在于所述第一电极侧，所述碳强度的最小值在所述压电体层的膜厚方 向上存在于所述第二电极侧，和/或通过溶胶-凝胶法形成。本专利技术的液体喷射装置，具有所述的任意一种液体喷射头。通过具有所述的任 意一种变位特性良好的液体喷射头，本专利技术的液体喷射装置具有高的喷射特性。本专利技术的压电元件，具有第一电极；形成在该第一电极上的、包括钙钛矿型 氧化物的压电体层，该钙钛矿型氧化物包含铅、锆及钛；以及形成在该压电体层上的第 二电极；其中，所述压电体层，在从所述第二电极侧开始、在厚度方向上除去了 20nm的 范围的区域，在膜厚方向上通过二次离子质谱分析法进行分析时的、表示碳强度的最大 值与碳强度的最小值的比的碳强度比(最大值/最小值)大于等于8小于等于观。通过 碳强度比大于等于8小于等于观，压电体层具有高的相对介电常数，其结果，变位特性 提尚。附图说明图1是表示本专利技术的记录头的概要结构的分解立体图。图2是表示本专利技术的记录头的俯视图及剖视图。图3是表示本专利技术的记录头的制造方法的剖视图。图4是表示本专利技术的记录头的制造方法的剖视图。图5是表示本专利技术的记录头的制造方法的剖视图。图6是表示本专利技术的记录头的制造方法的剖视图。图7是表示本专利技术的记录头的制造方法的剖视图。图8是表示实验例的测定结果的曲线图。图9(a)、(b)是表示实验例的测定结果的图表。图10是表示本专利技术的液体喷射装置的立体图。符号说明I喷墨式记录头(液体喷射头)、10流路形成基板、12压力发生室、13连通部、 14墨供给通路、20喷嘴板、21喷嘴开口、30保护基板、31贮液部、32压电元件保持 部、40柔性基板、50弹性膜、55绝缘体膜、60第一电极、70压电体层、71压电体前驱 体膜、72压电体膜、80第二电极、90引线电极、100贮液部、110流路形成基板用晶片、 120驱动电路、121连接布线、300压电元件。具体实施方式(喷墨式记录头)首先，关于作为本专利技术的液体喷射头的一例的喷墨式记录头进行说明。图1是表示本专利技术的实施方式1的喷墨式记录头的概要结构的分解立体图，图2 是图1的俯视图及其A-A'剖视图。如图所示，流路形成基板10包括单晶硅基板，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，在其宽度方向上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所设置的墨供给通路14及连通路15连通。连 通部13与后述的保护基板的贮液部31相连通而构成贮液部的一部分，该贮液器成为各压 力发生室12的共用的墨室。墨供给通路14，以比压力发生室12窄的宽度形成，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。另外，在流路形成基板10的开口面侧，通过粘接剂和/或热熔接薄膜等固接有 喷嘴板20，该喷嘴板20穿通设置有喷嘴开口 21，该喷嘴开口 21与各压力发生室12的与 墨供给通路14相反侧的端部附近连通。另外，喷嘴板20，由例如玻璃陶瓷、单晶硅基板 或不锈钢等构成。另一方面，在这样的流路形成基板10的与开口面的相反侧，如上所述，形成有 弹性膜50，在该弹性膜50上形成有绝缘体膜55。进而，在该绝缘体膜55上，第一电极 60、压电体层70和第二电极80由后述的过程层叠形成，构成压电元件300。在此，压 电元件300指包括第一电极60、压电体层70及第二电极80的部分。一般，将压电元件 300的某一个电极设定为共用电极，将另一个电极及压电体层70按各压力发生室12进行 图案形成而构成。在本实施方式中，将第一电极60设定为压电元件300的共用电极，将 第二电极80设定为压电元件300的分立电极，但也可以因驱动电路和/或布线的原因使 之相反。此外，在上述的例子中，弹性膜50、绝缘体膜55及第一电极60作为振动板发 挥作用，但当然并不限于此，例如，也可以不设置弹性膜50及绝缘体膜55，而仅第一电 极60作为振动板发挥作用。另外，压电元件300自身实质上也可以兼作为振动板。压电体层70形成在第一电极60上，其由显现电-机械转换作用的压电材料构 成。压电体层70是将作为钙钛矿结构的结晶膜的压电体膜层叠而得到的，其至少包含 Pb、Ti及&。作为压电体层70的材料，例如，钛酸锆酸铅(PZT)等压电性材料(强介 质性材料)，和/或在其中添加了氧化铌、氧化镍或氧化镁等金属氧化物而得到的材料， 还能够使用锆酸钛酸铅镧((Pb，La) (Zr, Ti)O3)或者镁铌锆钛酸铅(Pb(&，Ti) (Mg， Nb)03)等。另外，还可以添加钨(W)、钠(Na)、钾(K)等。在本实施方式中，使用钛 酸锆酸铅。关于压电体层70的厚度，将厚度抑制到在制造工序中不会产生裂缝的程度， 且较厚地形成为呈充分的变位特性的程度(例如0.1 5 μ m)。本实施方式中的压电体层70，在对压电体层70、在膜厚方向上进行二次离子质 谱分析的情况下，在除去了表面污染的撞击(7 7々力 > )和/或表面效果的区域(从 第二电极80侧开始直到20本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种液体喷射头，具有与喷射液体的喷嘴开口连通的压力发生室以及压电元件，所述压电元件具有：第一电极；形成在该第一电极上的、包括钙钛矿型氧化物的压电体层，该钙钛矿型氧化物包含铅、锆及钛；以及形成在该压电体层上的第二电极，其特征在于：所述压电体层，在从所述第二电极侧开始、在厚度方向上除去了２０ｎｍ的范围的区域，在膜厚方向上通过二次离子质谱分析法进行分析时的、表示碳强度的最大值与碳强度的最小值的比的碳强度比（最大值／最小值）大于等于８小于等于２８。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：朝冈一郎，加藤治郎，
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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