[发明专利]促动装置和使用了该促动装置的液体喷射头

说明书

技术领域

本发明涉及以可变位的方式设置在基板上的具备振动板和压电元件的促动装置、及使用了该促动装置的液体喷射头。

背景技术

作为在促动装置中使用的压电元件，有通过下电极和上电极两个电极夹持由具有电气机械变换功能的压电材料例如已晶体化的介电材料构成的压电体层而构成的压电元件。这样的促动装置一般被称为挠曲振动模式的促动装置，例如搭载在液体喷射头等上使用。此外，作为液体喷射头的代表例，例如有如下喷墨式记录头等，其中，由振动板构成与喷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从而对压力产生室的墨液加压，由此从喷嘴开口使墨滴喷出。另外，作为在喷墨式记录头上搭载的促动装置，例如有如下促动装置，其中，利用成膜技术在振动板的整个表面上形成均匀的压电材料层，利用光刻法将该压电材料层分成与压力产生室对应的形状并使每个压力产生室独立而形成压电元件。

作为这样的压电元件，由设置在基板上的下电极、设置在下电极上的压电体层、和设置在压电体层上的上电极构成，且下电极的端面和基板的表面的夹角成为直角(例如，参照专利文献1～3)。

专利文献1：特开2002-314163号公报

专利文献2：特开2002-319714号公报

专利文献3：特开2003-174211号公报

但是，当驱动使用了如上所述的压电元件的促动装置时，在由上电极和下电极夹持的区域形成的压电体能动部、和在此外的区域形成的压电体非能动部之间有应力集中，有可能在压电体层发生龟裂(crack)。

发明内容

本发明正是鉴于上述情况而完成的发明，其目的在于，提供一种具备对在向两个电极施加电压时产生的应力具有高强度的压电体层的促动装置以及液体喷射头。

解决上述课题的本发明的方式是一种促动装置，其具备压电元件，该压电元件由以可变位的方式设置在基板上的下电极、压电体层和上电极构成，所述下电极具有：中央部平坦的平坦部、和端部向所述基板面倾斜的倾斜部，所述压电体层设置在所述下电极上和所述基板上，所述压电体层具备：第一压电体层，其由按照相对于所述下电极的平坦部的表面在直角方向上延伸的方式形成的多个柱状晶体构成；第二压电体层，其由按照相对于所述基板的表面在直角方向上延伸的方式形成的多个柱状晶体构成；和第三压电体层，其位于所述第一压电体层和所述第二压电体层之间，由在所述倾斜部上形成的多个柱状晶体构成；所述第三压电体层的柱状晶体形成为：相对于所述倾斜部表面在直角方向上延伸，且随着朝向所述上电极侧而按照相对于所述基板的表面在直角方向上延伸的方式弯曲，并且，所述压电体层的在所述上电极侧的面的所述第三压电体层的柱状晶体的晶粒的宽度，形成为比所述第一以及第二压电体层的柱状晶体的晶粒的宽度大。

在该实施方式中，构成压电体中间部的压电体层的柱状晶体相对于从下电极侧向上电极侧的应力或其反方向的应力具有高强度，所以可以提供具有高可靠性和耐久力的促动装置。

另外，优选所述压电元件由具有所述第一压电体层的压电体能动部、具有所述第二压电体层的压电体非能动部、和具有所述第三压电体层的压电体中间部构成。由此，通过由具有高强度的多个柱状晶体构成的压电体中间部，可以缓解在压电体能动部和压电体非能动部之间产生的应力，可以提供具有更高可靠性和耐久力的促动装置。

另外，优选在同一方向上，所述第三压电体层的柱状晶体的晶粒的宽度比所述第一以及第二压电体层的柱状晶体的晶粒的宽度宽。由此，构成压电体中间部的压电体层的柱状晶体相对于自下电极侧向上电极侧的应力或其反方向的应力具有高强度，所以可以提供具有更高可靠性和耐久力的促动装置。

另外，优选所述第三压电体层的柱状晶体的晶粒的宽幅方向与所述倾斜部的倾斜方向相对应。由此，构成压电体中间部的压电体层的柱状晶体相对于沿着倾斜部的倾斜方向自下电极侧向上电极侧的应力或其反方向的应力具有高强度，所以可以提供具有更高可靠性和耐久力的促动装置。

另外，优选所述倾斜部相对于所述基板的表面的倾斜角度为5～50°。由此，构成压电体中间部的压电体层的柱状晶体相对于沿着倾斜部的倾斜方向自下电极侧向上电极膜侧的应力或其反方向的应力具有更高的强度。

另外，优选所述倾斜部的倾斜方向的长度为0.5～3μm。由此，构成压电体中间部的压电体层的柱状晶体相对于沿着倾斜部的倾斜方向自下电极侧向上电极膜侧的应力或其反方向的应力具有更高的强度。