[发明专利]液体喷射头以及液体喷射装置

说明书

技术领域

本发明涉及使与喷嘴开口连通的压力发生室产生压力变化，并具备压电元件的液体喷射头和液体喷射装置，其中压电元件具有压电体层和对压电体层外加电压的电极。

背景技术

作为液体喷射头所使用的压电元件具有用两个电极夹持压电体层而构成的结构，其中压电体层由呈电-机械转换功能的压电材料，例如结晶化过的电介质材料构成。这样的压电元件，例如作为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，例如具有下述的喷墨式记录头，即，用振动板构成与排出墨滴的喷嘴开口连通的压力发生室的一部分，并通过压电元件使该振动板变形而对压力发生室的油墨进行加压，从喷嘴开口作为墨滴排出。

作为构成这样的压电元件的压电体层(压电陶瓷)使用的压电材料要求有较高的压电特性，作为典型例可列举出锆钛酸铅(PZT)(参照专利文献1)。

专利文献1：日本特开2001-223404号公报

然而，从环境问题的观点出发而寻求抑制了含铅量的压电材料。作为不含铅的压电材料，例如有具有用ABO₃表示的钙钛矿构造的BiFeO₃等，然而BiFeO₃系的压电材料存在压电材料中所含的铋有时会扩散到振动板，从而对含硅的材料构成的振动板带来恶劣影响的问题。另外，这样的问题不限定于排出油墨的喷墨式记录头，当然在排出油墨以外的液滴的其他液体喷射头中也同样存在。

发明内容

本发明鉴于这样的实际情况，目的在于提供一种防止铋向振动板扩散并且环境负荷较少的液体喷射头以及液体喷射装置。

本发明解决上述课题的方式为，一种液体喷射头，其特征在于，具备：流路形成基板，其设置有与喷嘴开口连通的压力发生室；振动板，其设置在上述流路形成基板上，由含有硅的材料构成；氧化钛层，其设置在上述振动板上；含铋层，其设置在上述氧化钛层上，含有铋；第1电极，其形成在上述含铋层上，由白金构成；压电体层，其设置在上述第1电极上、由至少含有铋的压电材料构成；第2电极，其形成在上述压电体层上。

在该方式中，从含硅的材料构成的振动板侧依次构成为：氧化钛层、含铋层、由白金构成的第1电极、含有铋的压电体层，由此氧化钛层和含铋层成为限制部，因此能够防止包含在压电体层中透过由白金构成的第1电极的铋进一步向振动板扩散。另外，由于能够抑制铅的含量，因此能够降低对环境的负荷。

另外，上述压电材料可以含有铁锰酸铋镧。由此，作为使用了铁锰酸铋镧的压电材料，能够实现防止铋向由含硅的材料构成的振动板扩散的液体喷射头。

另外，上述压电材料可以含有钛酸钡或钛酸铋钾。由此成为具备具有较高的压电特性(变形量)等优越特性的压电元件的液体喷射头。

另外，上述含铋层的厚度可以是10nm以下。用10nm以下的含铋层和设在其振动板侧的氧化钛层，成为铋向振动板扩散的限制部。

本发明的另一方式为，一种液体喷射装置，其特征在于，具备上述方式的液体喷射头。在该方式中，由于能够防止包含在压电体层中透过由白金构成的第1电极的铋进一步向振动板扩散，因此能够成为排出特性优越的液体喷射装置。另外，能够提供抑制铅的含量降低对环境的负荷的液体喷射装置。

附图说明

图1是表示实施方式1涉及的记录头的概略构成的分解立体图。

图2是实施方式1涉及的记录头的俯视图。

图3是实施方式1涉及的记录头的剖视图和要部放大剖视图。

图4是表示样品1的P-V曲线的图。

图5是表示样品2的P-V曲线的图。

图6是表示样品3的P-V曲线的图。

图7是表示样品4的P-V曲线的图。

图8是表示样品5的P-V曲线的图。

图9是表示样品6的P-V曲线的图。

图10是表示样品7的P-V曲线的图。

图11是表示样品8的P-V曲线的图。

图12是表示样品9的P-V曲线的图。

图13是表示样品10的P-V曲线的图。

图14是表示样品11的P-V曲线的图。

图15是表示样品12的P-V曲线的图。

图16是表示样品13的P-V曲线的图。

图17是表示样品14的P-V曲线的图。

图18是表示样品15的P-V曲线的图。

图19是表示实施方式1涉及的记录头的制造工序的剖视图。

图20是表示实施方式1涉及的记录头的制造工序的剖视图。

图21是表示实施方式1涉及的记录头的制造工序的剖视图。