液体喷射头、液体喷射装置以及压电元件.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 102233729 A (43)申请公布日 2011.11.09 CN 102233729 A *CN102233729A* (21)申请号 201110087450.5 (22)申请日 2011.04.06 2010-092907 2010.04.14 JP B41J 2/135(2006.01) B41J 2/045(2006.01) H01L 41/18(2006.01) (71)申请人 精工爱普生株式会社 地址 日本东京都 (72)发明人 酒井朋裕 (74)专利代理机构 北京集佳知识产权代理有限 公司 11227 代理人 李伟 王轶 (54) 发明名称 液体喷。

2、射头、 液体喷射装置以及压电元件 (57) 摘要 本发明提供液体喷射头、 液体喷射装置以及 压电元件， 上述液体喷射头所具备的压电体层对 环境的负担小、 且具有良好的压电特性， 上述液体 喷射装置具备该液体喷射头。本发明涉及的液体 喷射头(600)具备压电致动器(102)， 该压电致动 器(102)包括由薄膜法形成的压电体层(30)以及 对压电体层 (30) 施加电压的电极 (10、 20)。液体 喷射头(600)的压电体层(30)是包含钛酸铋钠和 0.2 摩尔 8.0 摩尔的锰的固溶体。 (30)优先权数据 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 。

3、权利要求书 1 页 说明书 13 页 附图 7 页 CN 102233731 A1/1 页 2 1. 一种液体喷射头， 其特征在于 ： 具备压电致动器， 上述压电致动器包括由薄膜法形成的压电体层以及对上述压电体层 施加电压的电极， 上述压电体层是包括钛酸铋钠和 0.2 摩尔 8.0 摩尔的锰的固溶体。 2. 根据权利要求 1 所述的液体喷射头， 其特征在于 ： 上述压电体层包含 0.2 摩尔 4.0 摩尔的锰。 3. 根据权利要求 1 或 2 所述的液体喷射头， 其特征在于 ： 上述压电体层还包含钛酸钡。 4. 根据权利要求 3 所述的液体喷射头， 其特征在于 ： 上述压电体层包含小于 100。

4、 摩尔且 85 摩尔以上的上述钛酸铋钠和大于 0 摩尔 且 15 摩尔以下的上述钛酸钡。 5. 根据权利要求 1 至 3 中的任意一项所述的液体喷射头， 其特征在于 ： 上述压电体层还包含钛酸铋钾。 6. 根据权利要求 5 所述的液体喷射头， 其特征在于 ： 上述压电体层包含小于 100 摩尔且 67 摩尔以上的上述钛酸铋钠、 大于 0 摩尔且 30 摩尔以下的上述钛酸铋钾以及大于 0 摩尔且 3 摩尔以下的上述钛酸钡。 7. 一种液体喷射装置， 其特征在于 ： 具备权利要求 1 至 6 中的任意一项所述的液体喷射头。 8. 一种压电元件， 其特征在于 ： 包括由薄膜法形成的压电体层以及对上述。

5、压电体层施加电压的电极， 上述压电体层是包含钛酸铋钠和 0.2 摩尔 8.0 摩尔的锰的固溶体。 权 利 要 求 书 CN 102233729 A CN 102233731 A1/13 页 3 液体喷射头、 液体喷射装置以及压电元件 技术领域 0001 本发明涉及液体喷射头、 液体喷射装置以及压电元件。 背景技术 0002 液体喷射头作为液体喷射装置的构成， 例如在喷墨打印机等中被使用。 该情况下， 液体喷射头被用于喷出小滴墨液并使其飞翔， 由此， 喷墨打印机能够使该墨液附着于纸等 介质来进行打印。 0003 液体喷射头一般具有为了从喷嘴喷出液体而对液体施加压力的致动器。 这样的致 动器具备例。

6、如压电元件。作为致动器具备的压电元件， 有用两个电极夹着由呈现电气机械 转换功能的压电材料、 例如结晶化了的压电性陶瓷等构成的压电体层而构成的压电元件。 这样的压电元件能够被两个电极施加电压而发生变形， 能够利用该变形来使致动器在例如 挠曲振动模式下动作。 0004 作为这样的用途所使用的压电材料， 期待着电气机械转换效率等压电特性高， 由 于该特性比其他材料出色， 所以进行了锆钛酸铅 (PZT) 系材料的研究开发。但是， 近年来， 进一步提高压电材料的压电特性的呼声加强， 并且， 要求使用对环境负担更小的材料， 由于 PZT 系材料逐渐难以满足这些要求， 所以例如开发了铅含有量少的钙钛矿型氧。

7、化物的压电 材料。 0005 作为表示压电元件的压电性的判断基准， 已知通过在进行了 P-E 测定后的情况下 的磁滞回线 (hysteresis loop) 的形状来判断。钛酸铋钠例如可由 (Bi0.5， Na0.5)TiO3来表 示， 作为新的压电材料而备受期待。然而， BNT 在块状 (bulk) 的状态下表现一般的磁滞回 线， 但在薄膜的状态下即使是相同组成的 BNT， 泄漏电流量也变大， 不会表现良好的磁滞回 线 ( 例如参照专利文献 1)。 0006 【专利文献 1】 日本特开 2005-105295 号公报 发明内容 0007 本发明的几个方式的目的之一在于， 提供具备对环境负担小。

8、并且具有良好压电特 性的压电体层的液体喷射头以及具备该液体喷射头的液体喷射装置。另外， 本发明的几个 方式的目的之一在于， 提供环境负担小并且具有良好压电特性的压电体层的压电元件。 0008 本发明是为了解决上述课题的至少一部分而完成的， 可以作为以下的方式或应用 例而实现。 0009 应用例 1 0010 根据本发明涉及的液体喷射头的一个方式， 该液体喷射头具备压电致动器， 该压 电致动器包括由薄膜法形成的压电体层以及对上述压电体层施加电压的电极， 0011 上述压电体层是包含钛酸铋钠和 0.2 摩尔 8.0 摩尔的锰的固溶体。 0012 根据本应用例的液体喷射头， 具备采用了对环境负担小的。

9、钛酸铋钠的压电体层， 也能够使压电体层中的泄漏电流量少并且压电特性良好。 说 明 书 CN 102233729 A CN 102233731 A2/13 页 4 0013 应用例 2 0014 在应用例 1 中， 上述压电体层可以包含 0.2 摩尔 4.0 摩尔的锰。 0015 根据本应用例的液体喷射头， 能够使压电体层的泄漏电流量进一步减少并且具有 更好的压电特性。 0016 应用例 3 0017 在应用例 1 或应用例 2 中， 上述压电体层还可以包含钛酸钡。 0018 根据本应用例的液体喷射头， 即使压电体层还包含钛酸钡， 也能够减少泄漏电流 量并且具有良好的压电特性。 0019 应用例。

10、 4 0020 在应用例 3 中， 上述压电体层可以包含小于 100 摩尔且 85 摩尔以上的上述钛 酸铋钠和大于 0 摩尔且 15 摩尔以下的上述钛酸钡。 0021 根据本应用例的液体喷射头， 压电体层以上述规定比例包含钛酸铋钠和钛酸钡， 也能够减少泄漏电流量并且具有良好的压电特性。 0022 应用例 5 0023 在应用例1至应用例3中的任意一个例子中， 上述压电体层还可以包含钛酸铋钾。 0024 根据本应用例的液体喷射头， 即使压电体层还包含钛酸铋钾， 也能够减少泄漏电 流量并且具有良好的压电特性。 0025 应用例 6 0026 在应用例 5 中， 上述压电体层可以包含小于 100 摩。

11、尔且 67 摩尔以上的上述钛 酸铋钠、 大于 0 摩尔且 30 摩尔以下的上述钛酸铋钾以及大于 0 摩尔且 3 摩尔以下 的上述钛酸钡。 0027 根据本应用例的液体喷射头， 即使压电体层以规定比例包含钛酸铋钠、 钛酸铋钾 以及钛酸钡， 也能够减少泄漏电流量并且具有良好的压电特性。 0028 应用例 7 0029 根据本发明涉及的液体喷射装置的一个方式， 具备应用例 1 至应用例 6 中的任意 一个例子所述的液体喷射头。 0030 本应用例的液体喷射装置还具备采用了对环境负担小的钛酸铋钠的压电体层， 也 能够减少压电体层的泄漏电流量并且压电特性也良好。 0031 应用例 8 0032 根据本发。

12、明涉及的压电元件的一个方式， 0033 包括由薄膜法形成的压电体层以及对上述压电体层施加电压的电极， 0034 上述压电体层是包含钛酸铋钠和 0.2 摩尔 8.0 摩尔的锰的固溶体。 0035 根据本应用例的压电元件， 即使具备采用了对环境负担小的钛酸铋钠的压电体 层， 也能够减少压电体层的泄漏电流量并且压电特性也良好。 附图说明 0036 图 1 是实施方式的压电元件 100( 压电致动器 102) 的剖面的示意图。 0037 图 2 是实施方式的液体喷射头 600 的剖面的示意图。 0038 图 3 是示意性地表示实施方式的液体喷射头 600 的分解立体图。 说 明 书 CN 102233。

13、729 A CN 102233731 A3/13 页 5 0039 图 4 是示意性地表示实施方式的液体喷射装置 700 的立体图。 0040 图 5 是比较例 1 的压电元件的磁滞曲线。 0041 图 6 是实施例 1 的压电元件的磁滞曲线。 0042 图 7 是实施例 2 的压电元件的磁滞曲线。 0043 图 8 是实施例 4 的压电元件的磁滞曲线。 0044 图 9 是比较例 4 的压电元件的磁滞曲线。 0045 图 10 是实施例 5 的压电元件的磁滞曲线。 0046 图 11 是比较例 5 的压电元件的磁滞曲线。 0047 图 12 是实施例 6 的压电元件的磁滞曲线。 0048 附。

14、图标记说明 0049 1. 基板， 1a. 振动板， 10. 第一导电层， 20. 第二导电层， 30. 压电体层， 100. 压电元件， 102. 压电致动器， 600. 液体喷射头， 610. 喷嘴板， 612. 喷嘴孔， 620. 压力室基板， 622. 压力室， 624. 贮存器 (reservoir)， 626. 供给口， 628. 贯 通孔， 630. 框体， 700. 液体喷射装置， 710. 驱动部， 720. 装置主体， 721. 托盘， 722. 喷出口， 730. 头单元， 731. 墨盒， 732. 滑架， 741. 滑架马达， 742. 往复移 动机构， 743. 正。

15、时皮带 (timing belt)， 744. 滑架导轴， 750. 给纸部， 751. 给纸马 达， 752. 给纸辊， 752a. 从动辊， 752b. 驱动辊， 760. 控制部， 770. 操作面板。 具体实施方式 0050 下面， 参照附图对本发明的优选实施方式进行说明。 其中， 以下的实施方式用于对 本发明的一个例子进行说明。 因此， 本发明并不限定于以下的实施方式， 还包括能够在不变 更主旨的范围中实施的各种变形例。另外， 不限定为下述的实施方式中说明的所有构成是 本发明的必须构成要件。 0051 1. 压电元件以及压电致动器 0052 图 1 是本实施方式涉及的压电元件 100。

16、 的剖面的示意图。 0053 本实施方式涉及的压电元件 100 包括 ： 第一导电层 10、 第二导电层 20 以及压电体 层 30. 0054 1.1. 第一导电层 0055 第一导电层10例如形成在基板1的上方。 基板1例如可以是由导电体、 半导体、 绝 缘体形成的平板。基板 1 可以是单层， 也可以是多个层层叠而成的构造。另外， 基板 1 只要 上表面为平面的形状即可， 内部的构造没有限定， 例如可以是在内部形成有空间等的构造。 此外， 例如在如后述液体喷射头那样， 在基板 1 的下方形成有压力室等的情况下， 可以将比 基板 1 靠下方形成的多个构成统一看作一个基板 1。 0056 基板。

17、1也可以是具有挠性， 能够基于压电体层30的动作而变形(弯曲)的振动板。 在该情况下， 压电元件 100 是包含振动板、 第一导电层 20、 压电体层 30 以及第二导电层 20 的压电致动器 102。这里， 基板 1 具有挠性是指基板 1 能够弯曲。在将基板 1 作为振动板的 情况下， 基板1的弯曲只要在将压电致动器102用于液体喷射头的情况下， 能够与喷出的液 体的体积相同程度地使压力室的容积变化的程度即可。 0057 在基板 1 是振动板的情况下， 作为基板 1 的材质， 例如可以举出氧化锆 (ZrO2)、 氮 说 明 书 CN 102233729 A CN 102233731 A4/1。

18、3 页 6 化硅、 氧化硅等无机氧化物、 不锈钢等合金。 其中， 从化学稳定性以及刚性的观点出发， 最好 采用氧化锆作为基板 1( 振动板 ) 的材质。在该情况下， 基板 1 也可以是例示的物质的 2 种 以上的层叠构造。 0058 在本实施方式中， 下面例示了基板 1 是振动板并由氧化锆形成的情况。因此， 压电 元件 100 具有挠性， 与具备能够通过压电体层 30 的动作而变形 ( 弯曲 ) 的振动板的压电致 动器 102 实际相同。在以下的说明中， 压电元件 100 以及压电致动器 102 能够相互替换说 法。 0059 第一导电层10的形状只要能够与第二导电层20对置即可， 没有特殊限。

19、定， 但是在 本实施方式中， 由于压电体层 30 形成为薄膜状， 所以优选是层状或者薄膜状的形状。第一 导电层 10 的厚度例如可以设为 50nm 以上 300nm 以下。另外， 对于第一导电层 10 的平面形 状， 只要当对置配置第二导电层20时能够在两者之间配置压电体层30的形状即可， 也没有 特别限定， 例如可以是矩形、 圆形等。 0060 作为第一导电层10的功能之一， 可举出与第二导电层20构成一对， 成为用于对压 电体层 30 施加电压的一方的电极 ( 例如形成在压电体层 30 的下方的下部电极 )。还可以 使第一导电层 10 具有对压电体层 30 结晶化时的结晶取向进行控制的功能。

20、。 0061 作为第一导电层 10 的材质， 例如可例示出镍、 铱、 铂等各种金属、 它们的导电 性氧化物 ( 例如氧化铱等 )、 锶与钌的复合氧化物 (SrRuOx:SRO)、 镧与镍的复合氧化物 (LaNiOx:LNO) 等。第一导电层 10 可以是例示材料的单层构造， 也可以是层叠多种材料而成 的构造。 0062 1.2. 第二导电层 0063 第二导电层 20 与第一导电层 10 对置配置。第二导电层 20 可以整体与第一导电 层 10 对置， 也可以一部分与第一导电层 10 对置。第二导电层 20 的形状只要能够与第一导 电层10对置即可， 没有特别限定， 但在本实施方式中， 由于压。

21、电体层30形成为薄膜状， 所以 优选是层状或者薄膜状的形状。第二导电层 20 的厚度例如可以为 50nm 以上 300nm 以下。 另外， 关于第二导电层20的平面形状， 只要是与第一导电层10对置配置时能够在两者之间 配置压电体层 30 的形状即可， 也没有特别限定， 例如可以是矩形、 圆形等。 0064 作为第二导电层 20 的功能之一， 可举出成为用于对压电体层 30 施加电压的一方 的电极 ( 例如， 形成在压电体层 30 上的上部电极 )。还可以使第二导电层 20 具有对压电体 层 30 结晶化时的结晶取向进行控制的功能。第二导电层 20 的材质可以与上述的第一导电 层 10 同样。。

22、 0065 图 1 表示了在平面图中第一导电层 10 与第二导电层 20 相比较大地形成的例子， 但是也可以是在平面图中第二导电层 20 与第一导电层 10 相比较大地形成。该情况下， 第 二导电层20也可以形成在压电体层30的侧面， 可以使第二导电层20兼具保护压电体层30 不受水分、 氢等影响的功能。 0066 1.3. 压电体层 0067 压电体层 30 配置在第一导电层 10 以及第二导电层 20 之间。压电体层 30 也可以 与第一导电层 10 以及第二导电层 20 的至少一方相接。在图 1 的例子中， 压电体层 30 设置 成与第一导电层 20 及第二导电层 20 相接。 0068。

23、 压 电 体 层 30 由 薄 膜 法 形 成。 这 里，薄 膜 法 是 指 ： 溅 射 法、蒸 镀 法、 说 明 书 CN 102233729 A CN 102233731 A5/13 页 7 MOCVD(Metal-Organic Chemical Vapor Deposition) 法、MOD(Metal-Organic Decomposition) 法、 PLD(Pulsed Laser Deposition)( 激光消融 ) 法、 水雾成膜法、 以及溶 胶 - 凝胶法中的至少一种方法。即， 本实施方式的压电体层 30 不是以块状状态形成的层， 而是例如在以块状状态形成之后， 通过研磨。

24、等被薄膜化的层。 0069 对于压电体层 30 的厚度而言， 只要能够由薄膜法形成即可， 没有特殊限定， 例如 可以为 100nm 以上 3000nm 以下。在由薄膜法形成厚度大的压电体层 30 的情况下， 例如可 以通过基于溅射法、 蒸镀法、 MOCVD 法等使物质堆积的各种方法来延长堆积时间而形成， 而 且， 例如可以利用 MOD 法或溶胶 - 凝胶法等进行涂敷 - 烧制的各种方法， 通过反复实施该方 法来进行层叠而形成。 并且， 在进行层叠的情况下， 可以对各层使用不同的薄膜法来进行层 叠。压电体层 30 的厚度如果偏离该范围， 则有时会导致耐压不充分而无法获得足够的变形 ( 电气机械转。

25、换 )。 0070 本实施方式的压电体层 30 是包含钛酸铋钠和 0.2 摩尔 8.0 摩尔的锰的固 溶体。钛酸铋钠例如可以由 (Bi0.5， Na0.5)TiO3( 以下有时将其简记为 “BNT” ) 表示， 可以是 由 ABO3作为通式而表示的复合氧化物， 被分类成铋以及钠位于 A 位置、 钛位于 B 位置的所 谓钙钛矿型氧化物。BNT 可以通过结晶化而得到钙钛矿型的结晶构造， 能够以块状的状态 呈现压电性。但是， 虽然 BNT 单体的块能够表现良好的磁滞回线， 但是对于 BNT 单体的薄膜 而言， 泄漏电流量大、 且无法表现良好的磁滞回线。 作为其原因， 本发明的发明者们推测为 ： 在 。

26、BNT 的块时， 以 1000以上烧制了压电体层后以低温形成电极， 与之相对， 在 BNT 的薄膜 时， 以高温在已有的电极上制作压电体层， 因此在电极与压电体层之间无法形成良好的界 面。本实施方式的压电体层 30 通过对钛酸铋钠添加规定量的锰， 即使由薄膜法形成也能够 使得泄漏电流量少并且表现良好的磁滞回线。可以推测出本实施方式的压电体层 30 与第 一导电体层 10 的界面良好。由此， 压电体层 30 能够通过被第一导电层 10 以及第二导电层 20 施加电场而变形。基于该变形， 例如可以使基板 1 弯曲、 振动， 能够构成压电致动器 102。 0071 压电体层 30 可以包含钛酸铋钠和。

27、 0.2 摩尔 4.0 摩尔的锰。这样的压电体 层 30 能够减少泄漏电流量。并且， 压电体层 30 可以包含钛酸铋钠和 0.2 摩尔 1.0 摩 尔的锰。这样的压电体层 30 能够进一步减少泄漏电流量。 0072 本实施方式的压电体层 30 如果是以钛酸铋钠为主体的固溶体， 则可以成为例如 相对于小于 100 摩尔且 50 摩尔以上的钛酸铋钠， 包含大于 0 摩尔且小于 50 摩尔 的具有其他压电特性的材料的混晶系。作为这样的具有其他压电特性的材料， 可以是钙钛 矿型氧化物， 例如可以是从钛酸钡、 钛酸铋钾、 铌酸钠、 铌酸钾、 铌酸锂、 铋铁素体、 铬酸铋、 钴酸铋、 铝酸铋等不含有铅的化。

28、合物的组中选出的至少 1 种。压电体层 30 例如可以包含小 于 100 摩尔且 85 摩尔以上的钛酸铋钠和大于 0 摩尔且 15 摩尔以下的钛酸钡。另 外， 压电体层 30 例如可以包含小于 100 摩尔且 67 摩尔以上的钛酸铋钠、 大于 0 摩尔 且 30 摩尔以下的钛酸铋钾以及大于 0 摩尔且 3 摩尔以下的钛酸钡。钛酸钡例如可 以由 BaTiO3( 以下有时简记为 “BK” ) 表示， 钛酸铋钾例如可以由 (Bi0.5K0.5)TiO3( 以下有时 简记为 “BKT” ) 表示。如果基于 ABO3中的位于 A 位置的元素相对位于 B 位置的元素的摩尔 比的组成比 ( 以下称为 A/B。

29、) 是化学计量学组成， 则 BNT、 BT、 BKT 等为 1， 但也可以偏离化学 计量学组成。其中， 本实施方式的压电体层 30 中的锰的添加量 ( 摩尔 ) 是相对于钛酸铋 钠为 100 摩尔或混晶系的钙钛矿型氧化物为 100 摩尔的添加量。 说 明 书 CN 102233729 A CN 102233731 A6/13 页 8 0073 1.4. 作用效果等 0074 本实施方式涉及的压电元件 100( 压电致动器 102) 由于包含上述的压电体层 30， 所以至少具有泄漏电流量少并且表现良好的磁滞回线这一特征。其中， 压电体层 30 的磁 滞回线的形状可以在进行 P-E 测定的情况下获。

30、得， 能够作为表示压电特性的判断基准而使 用。因此， 能够判断为表现良好的磁滞回线的压电体层 30 具有良好的压电特性。而且， 本 实施方式涉及的压电体层 30 是不含有铅的化合物， 因此可以将对环境的负担抑制得小， 并 且具有良好的压电特性。 0075 本实施方式的压电元件 100 可以在广阔的用途中使用。作为压电致动器 102 的用 途， 例如有液体喷射头、 喷墨打印机等液体喷射装置等， 作为压电元件 100 的用途， 例如适 合在陀螺仪传感器、 加速度传感器等各种传感器类， 音叉型振子等定时设备类， 超声波马达 等超声波设备类中使用。 0076 2. 压电元件的制造方法 0077 本发明。

31、的压电元件 100 例如可以如下述那样制造。 0078 首先， 准备基板 1， 在基板 1 上形成第一导电层 10。第一导电层 20 例如可以通过 溅射法、 镀覆法、 真空蒸镀法等形成。第一导电层 10 可以根据需要而被形成图案。 0079 接下来， 在第一导电层 20 上形成压电体层 30。压电体层 30 如上所述， 例如 可 以 通 过 溅 射 法、 蒸 镀 法、 MOCVD(Metal-Organic Chemical Vapor Deposition) 法、 MOD(Metal-Organic Decomposition)法、 PLD(Pulsed Laser Deposition)(。

32、激光消融)法、 水雾成膜法以及溶胶 - 凝胶法中的至少一种方法或者这些多个方法的组合而形成。压电体 层 30 的结晶化例如可以以 550以上 800以下在氧环境下进行。由此， 可以使压电体层 30 结晶化。使压电体层 30 结晶化的热处理温度例如可以为 550以上 850以下， 进而可 以为 600以上 750以下。另外， 结晶化也可以在对压电体层 30 形成图案后进行。然后， 可以根据需要， 重复多次上述操作， 来得到所希望的厚度的压电体层 30。 0080 接下来， 在压电体层 30 上形成第二导电层 20。第二导电层 20 例如可以通过溅射 法、 镀覆法、 真空蒸镀法等形成。然后， 以所。

33、希望的形状使第二导电层 20 以及压电体层 30 形成图案， 由此形成压电元件。其中， 第二导电层 20 以及压电体层 30 可以根据需要而同时 被形成图案。通过以上例示的工序， 可以制造出本实施方式的压电元件 100。 0081 3. 液体喷射头 0082 接下来， 作为本实施方式涉及的压电元件(压电致动器)的用途的一个例子， 参照 附图对具有它们的液体喷射头 600 进行说明。图 2 是示意性地表示液体喷射头 600 的主要 部分的剖视图。图 3 是液体喷射头 600 的分解立体图， 与通常使用的状态上下颠倒地进行 了表示。 0083 液体喷射头600可以具有上述的压电元件(压电致动器)。。

34、 下面， 例示说明在基板 1( 在上部包含振动板 1a 的构造体 ) 上形成压电元件 100， 并由压电元件 100 与振动板 1a 构成了压电致动器 102 的液体喷射头 600。 0084 液体喷射头 600 如图 2 以及图 3 所示， 包括 ： 具有喷嘴孔 612 的喷嘴板 610、 用于 形成压力室 622 的压力室基板 620 以及压电元件 100。并且， 液体喷射头 600 可以如图 3 所 示那样具有框体 630。其中， 在图 3 中简化图示压电元件 100。 0085 喷嘴板 610 如图 2 以及图 3 所示， 具有喷嘴孔 612。可以从喷嘴孔 612 喷出墨水。 说 明 。

35、书 CN 102233729 A CN 102233731 A7/13 页 9 在喷嘴板610中， 例如多个喷嘴孔612设置成一列。 作为喷嘴板620的材质， 例如可举出硅、 不锈钢 (SUS) 等。 0086 压力室基板 620 设置在喷嘴板 610 上 ( 在图 3 的例子中为下 )。作为压力室基板 620 的材质， 例如可举出硅等。通过压力室基板 620 划分喷嘴板 610 与振动板 1a 之间的空 间， 如图 3 所示， 设有贮存器 ( 液体存积部 )624、 与贮存器 624 连通的供给口 626 以及与供 给口 626 连通的压力室 622。在该例中， 虽然将贮存器 624、 供给。

36、口 626 以及压力室 622 加 以区别进行说明， 但是它们均是液体的流路， 这样的流路可以任意设置。例如， 供给口 626 在图示的例子中具有流路的一部分被缩窄的形状， 但是可以按照设计而任意形成， 不是必 须如此的构成。贮存器 624、 供给口 626 以及压力室 622 被喷嘴板 610、 压力室基板 620 以 及振动板 1a 划分。贮存器 624 可以暂时存积从外部 (例如墨盒 ) 经由设置于振动板 1a 的 贯通孔 628 而提供的墨水。贮存器 624 内的墨水能够经由供给口 626 而提供给压力室 622。 压力室 622 基于振动板 1a 的变形而容积发生变化。压力室 622。

37、 与喷嘴孔 612 连通， 通过压 力室 622 的容积发生变化， 从喷嘴孔 612 喷出墨水等。 0087 压电元件100设置在压力室基板620上(在图3的例子中为下)。 压电元件100与 压电元件驱动电路 ( 未图示 ) 电连接， 可以根据压电元件驱动电路的信号来进行动作 ( 振 动、 变形 )。振动板 1a 基于压电体层 30 的动作而变形， 能够使压力室 622 的内部压力适当 变化。 0088 框体630如图3所示， 能够收纳喷嘴板610、 压力室基板620以及压电元件100。 作 为框体 630 的材质， 例如可举出树脂、 金属等。 0089 液体喷射头 600 包括上述的至少耐压。

38、出色的压电元件 100。因此， 液体喷射头 600 的耐压高， 与以往相比， 能够进行更高电压的动作， 液体等的喷出能力变高。 0090 另外， 这里对液体喷射头 600 是喷墨式记录头的情况进行了说明。但是， 本实施方 式的液体喷射头例如也可以作为液晶显示器等的滤光器的制造所采用的色材喷射头、 有机 EL 显示器、 FED( 面发光显示器 ) 等的电极形成所采用的电极材料喷射头、 生物芯片制造所 采用的生物体有机物喷射头等而使用。 0091 4. 液体喷射装置 0092 接下来， 参照附图对本实施方式涉及的液体喷射装置进行说明。液体喷射装置具 有上述的液体喷射头。下面， 对液体喷射装置是具有。

39、上述液体喷射头的喷墨打印机的情况 进行说明。图 4 是示意性地表示本实施方式涉及的液体喷射装置 700 的立体图。 0093 液体喷射装置 700 如图 4 所示， 包括 ： 头单元 730、 驱动部 710 以及控制部 760。并 且， 液体喷射装置 700 可以还包括 ： 装置主体 720、 给纸部 750、 设置记录用纸 P 的托盘 721、 喷出记录用纸 P 的喷出口 722、 和配置在装置主体 720 的上表面的操作面板 770。 0094 头单元 730 具有由上述的液体喷射头 600 构成的喷墨式记录头 ( 以下有时也简称 为 “头” )。头单元 730 还具备 ： 对头提供墨水。

40、的墨盒 731 和搭载了头以及墨盒 731 的搬运 部 ( 滑架 )732。 0095 驱动部 710 能够使头单元 730 往复移动。驱动部 710 具有 ： 成为头单元 730 的驱 动源的滑架马达 741 ； 和承受滑架马达 741 的旋转， 使头单元 730 往复移动的往复移动机构 742。 0096 往复移动机构 742 具备 ： 两端被框架 ( 未图示 ) 支承的滑架导轴 744 和与滑架导 说 明 书 CN 102233729 A CN 102233731 A8/13 页 10 轴 744 平行延伸的正时皮带 743。滑架导轴 744 支承着滑架 732， 以使滑架 732 能够。

41、自如地 往复移动。并且， 滑架 732 被固定在正时皮带 743 的一部分上。当通过滑架马达 741 工作， 使正时皮带 743 行进时， 被滑架导轴 744 引导， 使头单元 730 往复移动。在该往复移动时， 从头适当地喷出墨水， 进行对记录用纸 P 的打印。 0097 另外， 在本实施方式中， 表示了在液体喷射头600以及记录用纸P均移动的同时进 行打印的液体喷射装置的例子， 但本发明的液体喷射装置只要是液体喷射头 600 以及记录 用纸 P 相对地改变位置来对记录用纸 P 进行打印的机构即可。而且， 在本实施方式中， 表示 了对记录用纸 P 进行打印的例子， 但作为能够通过本发明的液体。

42、喷射装置来实施打印的记 录介质， 并不限定于纸， 可举出布、 薄膜、 金属等广阔范围的介质， 能够适当变更构成。 0098 控制部 760 能够控制头单元 730、 驱动部 710 以及给纸部 750。 0099 给纸部 750 能够将记录用纸 P 从托盘 721 送入到头单元 730 侧。给纸部 750 具 备成为其驱动源的给纸马达 751 和基于给纸马达 751 的动作而旋转的给纸辊 752。给纸辊 752 具备隔着记录用纸 P 的输送路线而上下对置的从动辊 752a 以及驱动辊 752b。驱动辊 752b 与给纸马达 751 连结。当供纸部 750 被控制部 760 驱动时， 记录用纸 。

43、P 按照在头单元 730 的下方通过的方式被输送。 0100 头单元 730、 驱动部 710、 控制部 760 以及给纸部 750 设置于装置主体 720 的内部。 0101 液体喷射装置700具有耐压高的液体喷射头600。 由此， 液体喷射装置700的液体 喷出能力高。 0102 另外， 上述例示的液体喷射装置 700 具有一个液体喷射头 600， 能够通过该液体喷 射头 600 来在记录介质上进行打印， 但是也可以具有多个液体喷射头。在液体喷射装置具 有多个液体喷射头的情况下， 多个液体喷射头可以分别独立地如上述那样动作， 也可以使 多个液体喷射头相互连结而成为一个集合的头。作为这样的成。

44、为集合的头， 例如可举出如 多个头各自的喷嘴孔作为全体具有均匀的间隔那样的行式头。 0103 以上， 作为本发明涉及的液体喷射装置的一个例子， 对作为喷墨打印机的液体喷 射装置 700 进行了说明， 但是本发明涉及的液体喷射装置在工业上也能够利用。作为该情 况下喷出的液体 ( 液状材料 )， 可以使用通过溶剂、 分散介质将各种功能性材料调整成适当 粘度的液体等。 对于本发明的液体喷射装置而言， 除了例示的打印机等图像记录装置以外， 还可以优选作为液晶显示器等的滤光器的制造所使用的色材喷射装置、 有机 EL 显示器、 FED( 面发光显示器 )、 电泳显示器等的电极或滤光器的形成所使用的液体材料。

45、喷射装置、 生物芯片制造所使用的生物体有机材料喷射装置而使用。 0104 5. 实施例以及比较例 0105 下面表示实施例以及比较例， 更具体地说明本发明。 其中， 本发明不受以下实施例 的任何限定。 0106 5.1. 压电元件的制成 0107 实施例 1 至实施例 6 以及比较例 1 至比较例 5 的压电元件按照如下方法制成。 0108 首先， 通过以下的工序制成基板。在单晶硅基板上通过热氧化制成二氧化硅作为 绝缘膜。在该二氧化硅膜上通过 RF 磁控溅射法来形成膜厚为 40nm 的钛 (Ti) 膜， 并通过热 氧化来形成氧化钛膜。并且， 在该氧化钛膜上通过 RF 磁控溅射法依次形成膜厚为 。

46、100nm 的 铂 (Pt) 膜， 由此制成沿 (111) 面取向的下电极。该下电极相当于上述实施方式的第一导电 说 明 书 CN 102233729 A CN 102233731 A9/13 页 11 层 10。 0109 接着， 各实施例以及各比较例的压电体层 30 都通过化学溶液法而制成。作为化学 溶液法的原料， 使用了将金属醇盐或有机酸金属盐混合到溶剂(n-丁醇)中而成的材料。 作 为原料溶液的组成， 调和成表 1 至表 3 所示的金属组成。在表 1 表 3 中记载了原料的配 合量、 即下料量 (mol )。作为薄膜形成方法， 通过以 500rpm 旋转 10 秒后， 以 2500rp。

47、m 旋 涂 30 秒， 在下电极成膜之后的基板上涂敷原料溶液， 然后， 在将基板放置到被设定为 150 的加热板上干燥 3 分钟之后， 放置到设定为 400的加热板上， 保持脱脂 5 分钟。反复 6 次 从该旋涂至脱脂的工序。进而， 在氧环境中使该基板以 750退火 2 分钟， 烧制成薄膜的压 电体层 30。 0110 最后， 在下电极和压电体层成膜后的基板上， 使用开设有直径为 500m 的孔的金 属掩模， 通过 DC 溅射法来形成膜厚为 100nm 的铂 (Pt) 层。该铂 (Pt) 层是上电极， 相当于 上述实施方式的第二导电层 20。 0111 在比较例 1 至 3 以及实施例 1 至。

48、 4 中， 对 100 摩尔的钛酸铋钠 (Bi0.5， Na0.5)TiO3 添加了 0 摩尔以上 12 摩尔以下的锰 (Mn)。 0112 在比较例 4 以及实施例 5 中， 对 85 摩尔的钛酸铋钠 (Bi0.5， Na0.5)TiO3) 和 15 摩 尔的钛酸铋钾 (Bi0.5， K0.5)TiO3)， 添加了 0 摩尔和 1 摩尔的锰 (Mn)。 0113 在比较例 5 以及实施例 6 中， 对 67 摩尔的钛酸铋钠 (Bi0.5， Na0.5)TiO3)、 30 摩 尔的钛酸铋钾 (Bi0.5， K0.5)TiO3) 以及 3 摩尔的钛酸钡 (BaTiO3)， 添加了 0 摩尔和 1 摩尔的锰 (Mn)。 0114 5.2. 压电元件的评价 0115 5.2.1. 泄漏电流量的评价 0116 各实施例、 各比较例的压电元件的泄漏电流量， 根据使用一一 公司制造的 4140B， 在延迟时间 ： 0.5sec， 保持时间 ： 0.5sec， 施加电场 ： 200kV/cm、 250kV/ cm、 300kV/cm、 400kV/cm、 500kV/cm、 600kV/cm 的评价条件下测定出的各泄漏电流值来进行 评价。测定结果表示在表 1 至表 3 中。。