本发明专利技术提供具有环境负担小、变形量大的压电元件的液体喷射头、液体喷射装置、压电元件以及压电材料。液体喷射头具备：压力产生室，其与喷嘴开口连通；压电元件，其具备第1电极、在前述第1电极上形成的压电体层和在前述压电体层上形成的第2电极；其中，前述压电体层包含钙钛矿型复合氧化物并呈现电场感应相变，该钙钛矿型复合氧化物包含Bi、Ia、Fe以及Mn。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及具备压电元件的液体喷射头、液体喷射装置、压电元件以及压电材料，该压电元件包括使与喷嘴开口连通的压力产生室产生压力变化的第1电极、压电体层以及 第2电极。
技术介绍
作为液体喷射头所使用的压电元件，有由2个电极夹持压电体层而构成的结构， 该压电体层包含呈现电机械转换功能的压电材料、例如结晶化的电介质材料。这样的压电 元件，作为例如挠曲振动模式的致动器装置而搭载于液体喷射头。作为液体喷射头的代表 例，例如，有下述的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产生室 的一部分，通过压电元件使该振动板变形而对压力产生室的墨加压，而从喷嘴开口排出为 墨滴。搭载于这样的喷墨式记录头的压电元件，例如有下述结构遍及振动板的表面整体、 通过成膜技术形成均勻的压电材料层，通过光刻法将该压电材料层切分为与压力产生室对 应的形状，以按每一压力产生室独立的方式形成压电元件。对于这样的压电元件所使用的压电材料，要求高的压电特性(变形量)，作为代表 例，例如举出钛酸锆酸铅(PZT)(参照专利文献1)。特开2001-223404号公报但是，在前述的钛酸锆酸铅中包含铅，从环境问题的观点来看，要求抑制了铅的含 有量的压电材料。作为不合有铅的压电材料，虽然例如存在具有由ABO3表示的钙钛矿结构 的BiFeO3等各种材料，但是与钛酸锆酸铅相比较，存在变形量小的问题。另外，这样的问题 并不限于以喷墨式记录头为代表的液体喷射头，而也同样存在于其他的压电元件。
技术实现思路
本专利技术是鉴于这样的情况而实现的，其目的在于提供具有环境负担小、变形量大 的压电元件的液体喷射头、液体喷射装置、压电元件以及压电材料。解决上述问题的本专利技术的方式，在于液体喷射头，其具备压力产生室，其与喷嘴 开口连通；以及压电元件，其具备第1电极、在前述第1电极上形成的压电体层和在前述压 电体层上形成的第2电极；其中，前述压电体层包含钙钛矿型复合氧化物并呈现电场感应 相变，该钙钛矿型复合氧化物包含Bi、La、Fe以及Mn。在这样的方式中，通过使用是包含Bi、La、Fe以及Mn的钙钛矿型复合氧化物并且 呈现电场感应相变的压电材料、即反铁电体，能够形成为具有下述压电元件的液体喷射头， 该压电元件由于抑制铅的含有量所以能够减轻对于环境的负担，并且变形量大。此外，本专利技术的液体喷射头，具备压力产生室，其与喷嘴开口连通；以及压电元 件，其具备第ι电极、在前述第1电极上形成的压电体层和在前述压电体层上形成的第2电 极；其中，前述压电体层包含由下述通式(1)表示的复合氧化物。由此，由于由通式(1)表 示的复合氧化物是反铁电体，所以能够形成为具有下述压电元件的液体喷射头，该压电元件由于抑制铅的含有量所以能够减轻对于环境的负担，并且变形量大。(Bi1^5Lax) (Fe1^yjMny)O3 (1)其中，0.21 彡 χ 彡 0. 38,0. 01 ^ y ^ 0. 09。并且，在上述通式(1)中，优选地，0.24 SxS 0.33。由此，能够形成为具有变形 量更大的压电元件的液体喷射头。 此外，在上述通式(1)中，优选地，0. 27 < χ < 0. 29。由此，由于压电体层呈现电 场感应相变的电压稳定，所以容易控制压电元件的变形量。并且，在上述通式(1)中，优选地，0.01彡y彡0.05。由此，成为绝缘性优异、防止 了泄漏所弓I起的绝缘破坏的液体喷射头。本专利技术的另一方式，在于液体喷射装置，其具备上述方式的液体喷射头。在这样的 方式中，由于具备液体喷射头，该液体喷射头具有由于抑制铅的含有量所以能够减轻对于 环境的负担并且变形量大的压电元件，所以成为不会对环境产生不良影响并且压电特性优 异的液体喷射装置。此外，本专利技术的另一方式，在于压电元件，其具备压电体层和设置于前述压电体层 的多个电极，其中前述压电体层包含钙钛矿型复合氧化物并呈现电场感应相变，该钙钛矿 型复合氧化物包含Bi、La、Fe以及Mn。在这样的方式中，通过使用是包含Bi、La、Fe以及 Mn的钙钛矿型复合氧化物并且呈现电场感应相变的压电材料、即反铁电体，能够形成为由 于抑制铅的含有量所以能够减轻对于环境的负担并且变形量大的压电元件。此外，本专利技术的压电元件，具备压电体层和设置于前述压电体层的多个电极，其 中前述压电体层包含由下述通式(1)表示的复合氧化物。由此，由于由通式(1)表示的复 合氧化物是反铁电体，所以能够形成为由于抑制铅的含有量所以能够减轻对于环境的负担 并且变形量大的压电元件。(Bi1^5Lax) (Fe1^yjMny)O3 (1)其中，0.21 彡 χ 彡 0. 38,0. 01 ^ y ^ 0. 09。本专利技术的另一方式，在于压电材料，其是包含Bi、La、Fe以及Mn的钙钛矿型复合氧 化物并呈现电场感应相变。由此，能够提供由于抑制铅的含有量所以能够减轻对于环境的 负担并且变形量大的压电材料。此外，本专利技术的压电材料，包含由下述通式(1)表示的钙钛矿型复合氧化物。由 此，由于由通式(1)表示的钙钛矿型复合氧化物是反铁电体，所以能够提供由于抑制铅的 含有量所以能够减轻对于环境的负担并且变形量大的压电材料。(Bi1^5Lax) (Fe1^yjMny)O3 (1)其中，0.21 彡 χ 彡 0. 38,0. 01 ^ y ^ 0. 09。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是实施方式1的记录头的俯视图以及剖视图。图3是表示反铁电体的P-V滞后的图。图4是表示实施例1的P-V曲线的图。图5是表示实施例2的P-V曲线的图。图6是表示实施例3的P-V曲线的图。图7是表示实施例4的P-V曲线的图。图8是表示实施例5的P-V曲线的图。图9是表示实施例6的P-V曲线的图。图10是表示实施例7的P-V曲线的图。图11是表示实施例8的P-V曲线的图。图12是表示实施例9的P-V曲线的图。图13是表示实施例10的P-V曲线的图。图14是表示实施例11的P-V曲线的图。图15是表示比较例1的P-V曲线的图。图16是表示比较例2的P-V曲线的图。图17是表示比较例3的P-V曲线的图。图18是表示实验例2的X射线衍射图案的图。图19是表示实验例2的X射线衍射图案的图。图20是表示实施例7的S-V曲线的图。图21是表示实施例6的S-V曲线的图。图22是表示实施例3的S-V曲线的图。图23是表示本专利技术的实施方式1的记录装置的概略结构的图。图24是表示实施例6的15V下的S-V曲线的图。图25是表示实施例6的30V下的S-V曲线的图。图26是表示铁电体的30V下的S-V曲线的图。图27是一并表示实施例6的P-V曲线以及S-V曲线的图。图28是测定实施例6的频率追随性而得到的图(IkHz)。图29是测定实施例6的频率追随性而得到的图(IOkHz)。图30是测定实施例6的频率追随性而得到的图(20kHz)。图31是测定实施例6的频率追随性而得到的图(30kHz)。图32是测定实施例6的频率追随性而得到的图(40kHz)。图33是测定实施例6的频率追随性而得到的图(50kHz)。图34是反铁电体的30V下的电压-时间绘图和电场感应变形_时间绘图。图35是反铁电体的15V下的电压-时间绘图和电场感应变形_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，具备：压力产生室，其与喷嘴开口连通；以及压电元件，其具备第１电极、在前述第１电极上形成的压电体层和在前述压电体层上形成的第２电极；其中，前述压电体层包含钙钛矿型复合氧化物并呈现电场感应相变，该钙钛矿型复合氧化物包含Ｂｉ、Ｌａ、Ｆｅ以及Ｍｎ。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：米村贵幸，宫泽弘，
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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