[发明专利]压电元件、致动器及液滴排出头

说明书

压电元件具备下部电极、上部电极、以及配置在下部电极与上部电极之间的压电体层。压电体层由(铌·锰)添加锆钛酸铅构成。(铌·锰)添加锆钛酸铅中的铌的摩尔数相对于铌、锰、锆、钛的摩尔数的总和的比例为10％以上且25％以下。锰的摩尔数相对于铌、锰、锆、钛的摩尔数的总和的比例为0.3％以上且1.2％以下。该压电元件能够降低内部电场。

技术领域

本公开涉及压电元件、使用了该压电元件的致动器以及使用了该致动器的液滴排出头。

背景技术

近年来，针对封装、纺织品、产品装饰等的印刷需要正在扩大。喷墨方式与有版印刷方式相比，具有能够应对小批量且交货时间(lead time)短这样的优点。于是，作为针对封装、纺织品、产品装饰等的印刷方法，研究了喷墨方式。

喷墨方式的液滴排出头具有用于排出墨液的致动器。致动器使用了在以锆钛酸铅为主成分的压电膜的两个主面配置有电极的压电元件作为驱动单元。

封装、纺织品、产品装饰等印刷对象与打印纸等印刷对象相比，印刷面不平坦。另外，在封装、纺织品、产品装饰等印刷对象中，与打印纸等印刷对象相比，使用各种类型的墨液。

因此，为了向印刷面不平坦的印刷对象高速且高精细地印刷各种类型的墨液，对压电元件要求更高的压电性能。以往，作为提高锆钛酸铅的压电常量的方法，已知如下方法：将压电膜设为(001)优先取向，并且向锆钛酸铅添加10摩尔％以上且40摩尔％以下的铌。

例如在专利文献1～6公开了与上述压电元件关联的以往的压电元件。

在向锆钛酸铅添加了铌的情况下，存在在压电元件产生内部电场的情况。

驱动单元在将基板、下部电极、压电膜以及上部电极依次层叠而成的致动器的方式中使用。在将该致动器的压电层膜设为铌添加锆钛酸铅的情况下，在从下部电极朝向上部电极的方向上产生内部电场。例如，专利文献4的图7中公开的从极化-电场曲线(P-E曲线)读取的内部电场的值为18kV/cm。

在非专利文献1中记载有如下内容：具有10kV/cm～15kV/cm的内部电场的试料与不具有内部电场的试料相比，提前产生连续驱动时的极化劣化。

在专利文献4、专利文献5中公开了如下方法：通过用铋离子置换铅离子，从而降低压电膜的内部电场。

在专利文献6中公开了铅相对于铅以外的阳离子的摩尔比为1.03以下的压电膜。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特许第4142705号公报

专利文献2：日本特许第4142706号公报

专利文献3：日本特许第4246227号公报

专利文献4：日本特许第5367242号公报

专利文献5：日本特许第4505492号公报

专利文献6：日本特许第4452752号公报

非专利文献

非专利文献1：R.Ramesh，Appl.Phys.Lett.(1993)Vol.63，No.1 p.27-29

发明内容

压电元件具备下部电极、上部电极以及配置在下部电极与上部电极之间的压电体层。压电体层由(铌·锰)添加锆钛酸铅构成。(铌·锰)添加锆钛酸铅中的铌的摩尔数相对于铌、锰、锆、钛的摩尔数的总和的比例为10％以上且25％以下。锰的摩尔数相对于铌、锰、锆、钛的摩尔数的总和的比例为0.3％以上且1.2％以下。

该压电元件能够降低内部电场。

附图说明