[发明专利]液体喷射头、液体喷射装置和压电元件以及压电材料

说明书

技术领域

本发明涉及具备压电元件的液体喷射头、液体喷射装置和压电元件以及压电材料，该压电元件使与喷嘴开口连通的压力产生室产生压力变化并且具有压电体层和对压电体层施加电压的电极。

背景技术

作为用于液体喷射头的压电元件，存在利用两个电极夹着呈现电机械转换功能的压电材料、例如由结晶化了的介电材料形成的压电体层而构成的压电元件。这样的压电元件作为例如挠曲振动模式的致动装置搭载于液体喷射头。作为液体喷射头的代表例子，例如存在如下的喷墨式记录头，该喷墨式记录头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，利用压电元件使该振动板变形而对压力产生室的墨水进行加压，来从喷嘴开口喷出墨滴。搭载于这样的喷墨式记录头的压电元件例如存在以如下方式形成的压电元件：在振动板的整个表面，利用成膜技术形成均匀的压电材料层，并利用光刻法将该压电材料层分割成与压力产生室对应的形状，使之按各压力产生室分别独立。

要求用于这样的压电元件的压电材料具有高压电特性(应变量)，作为代表例可举出锆钛酸铅(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，正寻求抑制了铅含有量的压电材料。作为不含有铅的压电材料，例如存在作为以ABO₃表示的钙钛矿型复合氧化物的BiFeO₃等，但这样的含有Bi和Fe的BiFeO₃类的压电材料存在绝缘性低会产生泄漏电流的问题。此外，这样的问题不限于以喷墨式记录头为代表的液体喷射头，在其它压电元件中也同样存在。

本发明鉴于这样的问题，目的在于提供具有绝缘性高能够抑制泄漏电流的产生并且对环境负担小的压电元件的液体喷射头、液体喷射装置和压电元件以及压电材料。

发明内容

本发明解决所述课题的方式是一种液体喷射头，其特征在于，具有：压力产生室，其与喷嘴开口连通；和压电元件，其具备压电体层和设置于所述压电体层的电极，所述压电体层是包含铋、铁以及铈的钙钛矿型复合氧化物，所述压电体层包含的铈相对于铋和铈的总量的摩尔比是0.01～0.13。

在该方式中，通过将由包含铁、铋以及规定比例的铈的钙钛矿型复合氧化物构成的压电材料作为压电体层，绝缘性高能够抑制泄漏电流的产生。此外，因为抑制了铅的含有量，所以能够降低对环境的负担。

此外，所述压电体层还可以包含镧。由此，会成为具有如下压电材料的液体喷射头，该压电材料在维持绝缘性高能够抑制泄漏电流的产生的效果的同时能够成为铁电体、呈现电场诱导相变的反铁电体。此外，还能够抑制由铁酸铋导致的异相。

并且，优选所述压电体层包含的镧相对于铋、铈以及镧的总量的摩尔比是0.05～0.20。由此，成为对应于镧量而具有铁电体、呈现电场诱导相变的反铁电体的压电材料的液体喷射头。

进而，所述压电体层也可以呈现电场诱导相变。由此，能够成为具有应变量大的压电元件的液体喷射头。

此外，所述压电体层也可以是铁电体。由此，容易控制应变量，能够形成例如具有容易控制喷出的液滴大小的压电元件的液体喷射头。

并且，优选所述压电体层在粉末X线衍射图案中同时观测到归属于呈现铁电性的相的衍射峰和归属于呈现反铁电性的相的衍射峰。由此，因为是反铁电相与铁电相的相边界(M.P.B.)，所以能够形成应变量大的压电元件。

本发明的其它方式是一种液体喷射装置，其特征在于：具备所述方式的液体喷射头。在该方式中，因为具有绝缘性高能够抑制泄漏电流的产生的液体喷射头，所以是可防止绝缘损坏且可靠性优良的液体喷射装置。此外，能够提供抑制了铅的含有量并且降低了对环境的负担的液体喷射装置。

此外，本发明的其它方式是一种具备压电体层和设置于所述压电体层的电极的压电元件，该压电元件的特征在于：所述压电体层是包含铋、铁和铈的钙钛矿型复合氧化物，所述压电体层包含的铈相对于铋和铈的总量的摩尔比是0.01～0.13。在该方式中，通过将由包含铁、铋以及规定比例的铈的钙钛矿型复合氧化物构成的压电材料作为压电体层，绝缘性高能够抑制泄漏电流的产生。此外，因为抑制了铅的含有量，所以能够降低对环境的负担。

本发明的其它方式是一种压电材料，其是包含铋、铁和铈的钙钛矿型复合氧化物，其特征在于：包含的铈相对于铋和铈的总量的摩尔比是0.01～0.13。由此，成为绝缘性高能够抑制泄漏电流的产生的压电材料。此外，因为抑制了铅的含有量，所以能够降低对环境的负担。

附图说明