本发明专利技术提供能得到良好的位移量的液滴喷射头及其制造方法以及液滴喷射装置。液滴喷射头(1000)具备：具有压力室(20a)的基板(20)；压电元件(30)，其形成在基板(20)上，具有第1电极(10)、第2电极(14)以及配置在第1电极(10)与第2电极(14)之间的由锆钛酸铅系铁电体形成的压电体层(12)；和喷嘴板(28)，其具有与压力室(20a)连通的喷嘴孔(28a)；其中，第1电极(10)至少在压电体层侧具有以镍酸镧为主成分的镍酸镧层，压电体层(12)具有镧及镍从镍酸镧层(10b)与压电体层(12)的界面向第2电极(14)减少的分布，镧分布于压电体层(12)的一部分，镍以在压电体层(12)的整体中具有多个峰的方式分布且至少一个所述峰具有被分割的状态。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及液滴喷射头及其制造方法以及液滴喷射装置。
技术介绍
目前，作为高精细、高速印刷手法，喷墨法已被实用化。使用以电极夹住压电体层的结构的压电致动器的方法，对喷出油墨液滴有用。作为代表性的压电体层的材料可举出属于钙钛矿型氧化物的锆钛酸铅(Pb (&，Ti) O3:PZT)(例如参照专利文献1)。而且，对在喷墨打印机为代表的液体喷射装置中使用的压电致动器，正在寻求位移特性以及耐电压特性的进一步提高。另外，还指出了在所述结构的压电致动器中，下电极的材料向PZT中进行扩散，对压电元件带来不良影响。例如，专利文献2中，作为通过煅烧来防止电极和压电膜间发生材料的相互扩散的方法，记载了控制电极组分的技术。专利文献专利文献1 日本特开2001-223404号公报专利文献2 日本特开2007-300071号公报
技术实现思路
本专利技术涉及的若干形态将提供能得到良好的位移特性及耐电压特性的液滴喷射头及其制造方法，以及具有所述液滴喷射头的液滴喷射装置。本专利技术的一个形态所涉及的液滴喷射头的特征在于，具备具有压力室的基板，压电元件，其形成于所述基板上，具有第1电极、第2电极和配置在所述第1电极与所述第2电极之间的由锆钛酸铅系的铁电体(強誘電体)形成的压电体层，以及喷嘴板，其具有与所述压力室连通的喷嘴孔；其中，所述第1电极至少在所述压电体层侧具有以镍酸镧为主成分的镍酸镧层，所述压电体层具有镧及镍从所述镍酸镧层与所述压电体层的界面向所述第2电极减少的分布，所述镧分布于所述压电体层的一部分，所述镍以在所述压电体层的整体中具有多个峰的方式分布，且至少一个所述峰具有被分割的状态。本专利技术中，“分布”是指通过二次离子质谱法(Secondary Ion Mass Spectroscopy SIMS)检测出的膜的深度方向(膜厚方向)上的组分分布。根据本形态所述的液滴喷射头，通过在压电体层中含有具有特定分布的镧及镍， 从而能够具有良好的位移特性及耐电压特性。本专利技术的一个形态的所涉及的液滴喷射头的制造方法的特征在于，包括准备基板的工序，在所述基板上形成第1电极的工序，在所述第1电极上形成压电体层的工序，在所述压电体层上形成第2电极的工序，在所述基板形成压力室的工序，和形成具有与所述压力室连通的喷嘴孔的喷嘴板的工序；其中，所述形成第1电极的工序具有在所述压电体层侧形成以镍酸镧为主成分的镍酸镧层的工序，所述形成压电体层的工序是使用溶液法进行的，在该溶液法中使用的原料中的铅相对于锆和钛的总量以摩尔比计为1. 04 1. 08，并且，所述形成压电体层的工序中，用于结晶化的热处理是在700°C以上进行的。根据本形态所述的液滴喷射头的制造方法，可以得到所述的液滴喷射头。本专利技术的一个形态所涉及的液滴喷射头的制造方法，在所述形成压电体层的工序中，用于结晶化的热处理可以在750°C 850°C进行。本专利技术的一个形态所涉及的液滴喷射装置含有所述液滴喷射头。附图说明图1是模式性表示本实施方式的液滴喷射头的剖面图。图2是模式性表示本实施方式的液滴喷射头的分解立体图。图3A是表示在实验例中得到的La的SIMS的结果的图。图;3B是表示在实验例中得到的58Ni的SIMS的结果的图。图3C是表示在实验例中得到的60Ni的SIMS的结果的图。图4A是表示在实验例中得到的La的SIMS的结果的图。图4B是表示在实验例中得到的58Ni的SIMS的结果的图。图4C是表示在实验例中得到的60Ni的SIMS的结果的图。图5是表示在实验例中得到的位移下降率的图。图6是表示在实验例中得到的漏电流特性的图。图7是表示在实验例中得到的漏电流特性的图。图8是模式性表示本实施方式的液滴喷射头的变形例的图。图9是模式性表示本实施方式的液滴喷射装置的图。符号说明10第1电极、IOa低电阻层、IOb镍酸镧层、12压电体层、14第2电极、20压力室基板、20a压力室、22蚀刻阻挡层、M弹性层J6弹性板、观喷嘴板、30压电元件、1000液滴喷射头、523储集部、5M供给口、531贯通孔、600液滴喷射装置、610头部单元驱动部、620装置主体、621托盘、622喷出口、630头部单元、631墨盒、632托架、641托架电机、642往返运动机构、643同步带、644托架导轴、650给纸部、651给纸电机、652给纸辊、660控制部、670 操作板具体实施例方式1.液滴喷射头图1是模式性表示本实施方式的液滴喷射头1000的剖面图。图2是模式性表示液滴喷射头1000的分解立体图，是与通常使用的状态上下颠倒地表示的。此外，图2中为了方便简化表示压电元件30。图3A至图3C是表示将压电体层用SIMS分析的结果的图。液滴喷射头1000具有具有压力室的基板(以下称为“压力室基板”)20、弹性板 26、喷嘴板洲和压电元件30。作为压力室基板20，例如可以使用单晶体(110)硅基板(晶向<110>)。压力室基板20具有由开口部形成的压力室20a。弹性板沈形成于压力室基板20上。弹性板沈例如可以具有蚀刻阻挡层22和形成于蚀刻阻挡层22上的弹性层M。蚀刻阻挡层22例如由氧化硅(SiO2)形成。蚀刻阻挡层22的厚度例如为500nm 2000nm。弹性层M例如由氧化锆(ZrO2)形成。弹性层M的厚度例如为50nm 500nm。此外，虽然未图示，但弹性板沈也可以不具有蚀刻阻挡层22。 另外，弹性板沈也可以在弹性层M上具有未图示的密合层。作为密合层例如可以使用氧化钛。所述密合层的厚度例如为20nm 50nm。压电元件30形成在弹性板沈上。压电元件30可以使弹性板沈弯曲。压电元件 30具有形成在弹性板沈(图示的例子中为弹性层24)上的第1电极10、形成在第1电极 10上的压电体层12和形成在压电体层12上的第2电极14。第1电极10是用于对压电体层12施加电压的一侧电极。第1电极10具有低电阻层IOa和形成于低电阻层IOa上的镍酸镧层10b。第1电极10也可以不具有低电阻层 10a。低电阻层IOa是由与镍酸镧相比电阻率低的导电材料形成的。该导电材料例如可以含有金属、该金属的氧化物、及由该金属形成的合金中的至少一种。在此，作为金属例如可以使用Pt、Ir、Ru、Ag、Au、Cu、Al及Ni中的至少1种。作为金属氧化物例如可举出IrO2, RuO2等。作为由金属形成的合金例如可举出Pt-Ir, Ir-Al, Ir-Ti, Pt-Ir-Al, Pt-Ir-Ti, Pt-Ir-Al-Ti等。在本实施方式中不特别地限定结晶取向，例如可以是(111)取向。低电阻层IOa的膜厚例如可以为IOnm 150nm。镍酸镧层IOb与压电体层12连接。镍酸镧层IOb以镍酸镧为主成分。此处，以镍酸镧作为主成分，不仅是指镍酸镧单体的情况，也可以包括例如以其他的金属置换镍酸镧的镍的一部分的固溶体。作为所述其他的金属，可以举出选自铁、铝、锰及钴中的至少1种。 镍酸镧由式LaNiOyQ彡y彡4)表示，优选为LaNi03。另外，La,Ni组分也可以是非化学计算组分。镍酸镧易于优先地自取向为(100)，具有控制压电体层12的取向的作用。因此，形成于镍酸镧层IOb上的压电体层12的晶体受镍酸镧的取向的影响，优先地取向为(100)。 镍酸镧层IO本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种液滴喷射头，其特征在于，具备：具有压力室的基板，压电元件，其形成于所述基板上，具有第１电极、第２电极和配置在所述第１电极与所述第２电极之间的由锆钛酸铅系的铁电体形成的压电体层，以及喷嘴板，其具有与所述压力室连通的喷嘴孔；其中，所述第１电极至少在所述压电体层侧具有以镍酸镧为主成分的镍酸镧层，所述压电体层具有镧浓度及镍浓度从所述镍酸镧层与所述压电体层的界面向所述第２电极减少的分布，所述镧浓度分布于所述压电体层的一部分，所述镍浓度以在所述压电体层的整体中具有多个峰的方式分布且至少一个所述峰具有被分割的状态。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：大桥幸司，
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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