[发明专利]液体喷射头及使用其的液体喷射装置以及压电元件

说明书

技术领域

本发明涉及液体喷射头及使用该液体喷射头的液体喷射装置以及压电元件。

背景技术

作为液体喷射头的代表例，例如，有喷墨式记录头，其用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而将压力产生室的墨水加压，使之作为墨滴从喷嘴开口喷出。作为用于喷墨式记录头的压电元件，有用两个电极夹持由呈现机电转换功能的压电材料、例如压电陶瓷构成的压电体层而构成的元件。这种压电元件作为弯曲振动模式的驱动器装置搭载于液体喷射头上。

作为压电陶瓷，公知的有使用了具有高的位移性能的锆钛酸铅(PZT)的液体喷射头(参照专利文献1)。但是，从环境污染的观点考虑，要求使用抑制了有害物质即铅的含量的压电陶瓷的液体喷射头。在此，从目前来看，作为不含铅的压电陶瓷，公知的有例如用ABO₃表示的具有钙钛矿型结构的(K，Na)NbO₃(铌酸钾钠)等具有钾、钠及铌的所谓的KNN系材料(例如，参照专利文献2)。

现有技术文献

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2008-50206号公报

发明内容

但是，KNN系材料存在介电损耗(Tanδ)比较高、耐久性不充分的问题。另外，这种问题不仅限于以喷墨式记录头为代表的液体喷射头，在搭载于其它装置的压电元件等中也同样存在。

本发明是鉴于这种情况而开发的，其目的在于提供具有耐久性优异且对环境的负荷小的压电元件的液体喷射头及使用该液体喷射头的液体喷射装置以及压电元件。

为解决上述课题，本发明的方式提供一种液体喷射头，其具备与喷射液滴的喷嘴开口连通的压力产生室和具有压电体层及向所述压电体层施加电压的电极的压电元件，所述压电体层由包含含有钠、钾、锂、铌及钽的钙钛矿型氧化物和锰酸铋的固溶体构成。

在该方式中，成为具有Tanδ小、耐久性优异且对环境的负荷小的压电元件的液体喷射头。另外，成为具有耐水性也优异的压电元件的液体喷射头。

另外，优选相对于所述含有钠、钾、锂、铌及钽的钙钛矿型氧化物，含有0.25mol％以上1mol％以下的所述锰酸铋。根据此构成，成为具有耐久性更优异的压电元件的液体喷射头。

而且，优选所述压电体层还含有锆酸钙。根据此构成，耐久性优异，并且成为具有介电常数高且温度稳定性优异的压电元件的液体喷射头。

另外，优选相对于所述含有钠、钾、锂、铌及钽的钙钛矿型氧化物，含有1mol％以上4mol％以下的所述锆酸钙。根据此构成，成为具有耐久性更优异、介电常数高且温度稳定性优异的压电元件的液体喷射头。

本发明的其它方式的液体喷射装置，其特征为，具备上述方式的液体喷射头。在这种方式中，成为耐久性优异且对环境的负荷小的液体喷射装置。另外，成为具有耐水性也优异的压电元件的液体喷射装置。

本发明的压电元件其特征为，具有压电体层及向所述压电体层施加电压的电极，所述压电体层由包含含有钠、钾、锂、铌及钽的钙钛矿型氧化物及锰酸铋的固溶体构成。根据此构成，成为耐久性优异且对环境的负荷小的压电元件。另外，成为耐水性也优异的压电元件。

而且，在所述压电元件中，优选所述压电体层还含有锆酸钙。根据此构成，成为耐久性优异、同时介电常数高且温度稳定性优异的压电元件。

附图说明

图1是实施方式1的记录头的分解立体图；

图2是实施方式1的记录头的截面图；

图3是表示实施方式1的压电材料的制造方法例的流程图；

图4是表示试样3及试样7的X射线衍射图的图；

图5是表示试样15的d33的温度变化的图；

图6是试样3的SEM观察照片；

图7是试样7的SEM观察照片；

图8是试样15的SEM观察照片；

图9是其它实施方式的液体喷射装置的立体图。

符号说明

10、喷墨式记录头(液体喷射头)

21、压力产生室

22、流路形成基板

23、振动板

24、压力产生室底板

30、流路单元

31、墨水供给口形成基板

32、贮存器

33、贮存器形成基板

34、喷嘴开口

35、喷嘴板

36、喷嘴连通孔

40、压电元件

43、第一电极(电极层)

44、压电体层