[发明专利]液体喷射头和液体喷射装置及压电元件

说明书

技术领域

本发明涉及从喷嘴开口喷射液体的液体喷射头和液体喷射装置以及具备第一电极、压电体层和第二电极的压电元件。

背景技术

作为在液体喷射头中使用的压电元件，有一种通过两个电极夹持由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形成的压电体层而构成的元件。这样的压电元件，作为挠曲振动模式的执行元件装置被搭载于液体喷射头。其中，作为液体喷射头的代表例子，例如有喷墨式记录头，该喷墨式记录头通过振动板构成与喷出墨滴的喷嘴开口连通的压力发生室的一部分，利用压电元件使该振动板变形，对压力发生室的墨水进行加压，从喷嘴开口将墨水以墨滴的方式喷出。

而且，喷墨式记录头上搭载的压电元件，例如通过在振动板的整个表面上利用成膜技术形成均匀的电压材料层，并利用光刻技术将该压电材料层切分成与压力发生室对应的形状，按照与每个压力发生室独立的方式形成了压电元件(例如，参照专利文献1)。

专利文献1：特开2003-127366号公报(第4～7页、第1～4图)

但是，压电元件存在着因其驱动而有可能发生膜剥离、裂纹的问题。而且，出于对电能消耗的抑制要求，需要能够以小的驱动电压喷出重量大的墨滴的液体喷射头。

其中，这样的问题不仅在喷墨式记录头中存在，在喷射墨水以外的液体的液体喷射头中也同样存在。并且，不限于在液体喷射头中使用的压电元件，对于在其他器件中使用的压电元件也同样存在。

发明内容

本发明是鉴于这样的情况而完成的发明，其目的在于，提供一种能够在防止裂纹、膜剥离等破坏的同时提高压电特性的液体喷射头、液体喷射装置和压电元件。

解决上述课题的本发明的技术方案是一种液体喷射头，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，该压电元件具备第一电极、在该第一电极上形成的压电体层、和在该压电体层的与上述第一电极相反一侧形成的第二电极；上述第一电极含有铂及氧化钛，该氧化钛的金红石结构的晶型部分为76.5mol％以上。

在该技术方案中，不仅可以降低第一电极的因氧化钛的热膨胀引起的内部应力，而且可以使晶格常数与铂、压电体层一致，防止裂纹、膜剥离的发生。而且，由于能使氧化钛的相对介电常数比较高，所以可以对压电体层施加大的电压。由此，能够以小的驱动电压得到大的压电变位。

这里，优选上述第一电极含有氧化铱。由此，可以防止因形成压电体层时的高温热处理而使构成压电体层的成分向第一电极及其基底侧扩散。

另外，上述压电体层优选含有铅、锆及钛。由此，可以容易且高精度地形成具有所希望的压电特性的压电体层。

而且，上述氧化钛优选金红石结构为90mol％以上。由此，可以进一步降低因氧化钛的热膨胀引起的应力集中，并使晶格常数一致，且降低相对介电常数。

并且，本发明的其他技术方案是一种液体喷射装置，其特征在于，具备上述技术方案的液体喷射头。

根据该技术方案，可以实现耐久性及喷出特性出色的液体喷射装置。

另外，本发明的其它技术方案是一种压电元件，其特征在于，具备第一电极、在该第一电极上形成的压电体层、和形成在该压电体层的与上述第一电极相反一侧的第二电极，上述第一电极含有铂及氧化钛，该氧化钛的金红石结构的晶型部分为76.5mol％以上。

在该技术方案中，不仅可以降低第一电极的因氧化钛的热膨胀引起的内部应力，而且可使晶格常数与铂、压电体层一致，防止裂纹、膜剥离的发生。另外，由于能使氧化钛的相对介电常数比较高，所以可对压电体层施加较大的电压。由此，能够以小的驱动电压得到大的压电变位。

附图说明

图1是表示实施方式1涉及的记录头的简要构成的分解立体图。

图2是表示实施方式1涉及的记录头的俯视图及剖面图。

图3是表示实施方式1涉及的记录头的计算结果的曲线图。

图4是表示本发明的一个实施方式涉及的记录装置的简要构成的图。

图中：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-墨水供给路径，20-喷嘴板，21-喷嘴开口，30-保护基板，31-贮存部，32-压电元件保持部，40-柔性(compliance)基板，60-第一电极，70-压电体层，80-第二电极，90-导线电极，100-贮存器，120-驱动电路，121-连接布线，300-压电元件。

具体实施方式

下面，根据实施方式详细说明本发明。

(实施方式1)