本发明专利技术提供一种对环境友好且相对介电常数高的液体喷射头、液体喷射装置以及压电元件。所述液体喷射头具有压电元件，所述压电元件具备压电体层和设置于所述压电体层的电极，其中，所述压电体层由含有含铁酸锰酸铋和钛酸钡的钙钛矿型化合物的压电材料形成，膜厚在3μm以下，在(110)面优先取向，并且，来自所述(110)面的X射线衍射峰位置(2θ)为31.80°～32.00°。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及具备压电元件，从喷嘴开口喷出液滴的液体喷射头及液体喷射装置， 所述压电元件具有由压电材料形成的压电体层和电极。
技术介绍
作为压电元件有如下构成的元件将由呈现机电转换功能的压电材料例如结晶化介电材料所形成的压电体层，用2个电极夹持而构成。这种压电元件例如作为弯曲振动模式的致动器装置被搭载于液体喷射头。作为液体喷射头的代表例，例如有如下的喷墨式记录头，即，将与喷出墨滴的喷嘴开口连通的压力发生室的一部分用振动板构成，使该振动板通过压电元件变形而将压力发生室的油墨加压，从喷嘴开口作为墨滴喷出的喷墨式记录头。搭载在这种喷墨式记录头的压电元件例如是如下形成的即，在振动板的整个表面上通过成膜技术形成均勻的压电材料层，以光刻法将该压电材料层切分成与压力发生室对应的形状，在每个压力发生室独立地形成。作为用于这种压电元件的压电材料可举出锆钛酸铅(PZT)(参照专利文献1)。现有技术文献专利文献专利文献1 日本特开2001-223404号公报
技术实现思路
但是，从环境问题的观点出发，要求压电材料的低铅化。作为不含铅的压电材料， 例如有具有以ABO3表示的钙钛矿结构的Bii^eO3等。这样的含有Bi及！^的Bii^eO3系的压电材料的相对介电常数比较低，因此存在压电特性(应变量)低的问题。并且，这样的问题不限于喷墨式记录头所代表的液体喷射头，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。本专利技术鉴于这样的情况，以提供对环境友好且相对介电常数高的液体喷射头、液体喷射装置以及压电元件为目的。解决上述课题的本专利技术的形态是一种液体喷射头，其特征在于，具有压电元件， 该压电元件具备压电体层和设置于所述压电体层的电极，其中，所述压电体层由含有含铁酸锰酸铋(鉄酸7 >酸1^ 7 7 7 )和钛酸钡的钙钛矿型化合物的压电材料形成，膜厚在3μπι以下，在(110)面优先取向，并且，来自该(110)面的X射线衍射峰位置ΟΘ)为 31. 80° 32. 00°。该形态中，通过制成由含有含铁酸锰酸铋和钛酸钡的钙钛矿型化合物的压电材料形成，膜厚在3μπι以下，在(110)面优先取向，并且，来自该(110)面的X射线衍射峰位置 ΟΘ)为31.80°以上32.00°以下的压电体层，由此，成为具有低铅化，即含铅量低且相对介电常数高的压电体层的液体喷射头。所述压电体层优选还含有Si02。由此，成为具有绝缘性优异的压电元件的液体喷射头。另外，所述压电体层优选为，相对于所述钙钛矿型化合物含有0. 5摩尔％ 5摩尔％的Si02。由此，可成为具有可靠地低铅化的、相对介电常数高且绝缘性优异的压电体层的液体喷射头。本专利技术的其他形态为一种液体喷射装置，其特征在于，具备上述形态的液体喷射头。该形态中，因为具备具有低铅化的、相对介电常数高的压电体层的液体喷射头，因此成为不给环境带来坏影响的、喷出特性优异的液体喷射装置。另外，本专利技术的其他形态为一种压电元件，其特征在于，具备压电体层和设置于所述压电体层的电极，所述压电体层由含有含铁酸锰酸铋和钛酸钡的钙钛矿型化合物的压电材料形成，膜厚在3μπι以下，在(110)面优先取向，并且，来自该(110)面的X射线衍射峰位置O Θ)为31. 80° 32. 00°。该形态中，通过制成由含有含铁酸锰酸铋和钛酸钡的钙钛矿型化合物的压电材料形成，膜厚在3μπι以下，在(110)面优先取向，并且，来自该(110) 面的X射线衍射峰位置ΟΘ)为31.80° 32.00°的压电体层，由此，成为具有低铅化且相对介电常数高的压电体层的压电元件。附图说明图1是表示实施方式1的记录头的概略构成的分解立体图。图2是实施方式1的记录头的平面图及截面图。图3是表示实施例1的P-V曲线的示意图。图4是表示实施例2的P-V曲线的示意图。图5是表示实施例3的P-V曲线的示意图。图6是表示实施例4的P-V曲线的示意图。图7是表示比较例1的P-V曲线的示意图。图8是表示比较例2的P-V曲线的示意图。图9是表示比较例3的P-V曲线的示意图。图10是表示相对介电常数的测定结果的图。图11是表示实施例1的XRD图形的图。图12是表示实施例2的XRD图形的图。图13是表示实施例3的XRD图形的图。图14是表示实施例4的XRD图形的图。图15是表示比较例1的XRD图形的图。图16是表示比较例2的XRD图形的图。图17是表示比较例3的XRD图形的图。图18是实施例1的二维检测图像。图19是表示本专利技术一个实施方式的记录装置的概略构成的图。符号说明I喷墨式记录头(液体喷射头)，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，20喷嘴板，21喷嘴开口，30保护基板，31 储集部，32压电元件保持部，40柔性基板，60第1电极，70压电体层，80第2电极，90引出电极，100储集池，120驱动电路，121连接配线，300压电元件具体实施例方式(实施方式1)图1是表示本专利技术实施方式1的液体喷射头一例的喷墨式记录头概略构成的分解立体图，图2是图1的平面图及其A-A’线截面图。如图1及图2所示，本实施方式的流路形成基板10由单晶硅基板构成，其一侧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上沿其宽方向并列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的长度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介由设置于每个压力发生室12的油墨供给流路14和连通流路15进行连通。连通部13与后述的保护基板的储集部31连通从而构成作为各压力发生室12共通的油墨室的储集池的一部分。油墨供给流路14形成为比压力发生室12更窄的宽度，从而将由连通部13流入压力发生室12的油墨的流路阻力保持恒定。应予说明，本实施方式中，通过从一侧收紧流路的宽度而形成了油墨供给流路14，但也可以从两侧收紧流路的宽度而形成油墨供给流路。另外，也可以不是收紧流路的宽度，而是通过从厚度方向收紧而形成油墨供给流路。本实施方式中，在流路形成基板10上设有由压力发生室12、连通部13、油墨供给流路 14以及连通流路15形成的液体流路。另外，在流路形成基板10的开口面侧通过粘接剂或热熔膜等固定有喷嘴板20，所述喷嘴板上穿设有与各压力发生室12的与油墨供给流路14相反侧的端部附近连通的喷嘴开口 21。其中，喷嘴板20例如由玻璃陶瓷、单晶硅基板、不锈钢等制成。另一方面，在与这种流路形成基板10的开口面相反一侧，如上所述形成有弹性膜 50，在该弹性膜50上设有由氮化铝钛(TiAlN)等制成的用来提高弹性膜50等的对第1电极60基底的密合性的密合层56。虽然本实施方式中使用TiAlN作为密合层56，但是密合层56的材质可根据第1电极60和其基底的种类等而不同，例如可使用含钛、锆、铝的氧化物、氮化物、Si02、Mg0、CeO2等。其中，在弹性膜50和密合层56之间，根据需要也可形成由氧化锆等制成的绝缘体膜。另外，在该密合层56上，层叠形成有第1电极60，和将厚度为3 μ m以下、优选为 0. 3 1. 5 μ m的薄膜在(110)面优先取向(例如60%以上)的压电体层70以及第2电极 80，从而组成压电元件300。其中，压电元件3本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种液体喷射头，其特征在于，具有压电元件，所述压电元件具备压电体层和设置于所述压电体层的电极，其中，所述压电体层由含有含铁酸锰酸铋和钛酸钡的钙钛矿型化合物的压电材料形成，膜厚在３μｍ以下，在１１０面优先取向，并且，来自所述１１０面的Ｘ射线衍射峰位置２θ为３１．８０°～３２．００°。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：滨田泰彰，
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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