本发明专利技术提供液体喷射头以及液体喷射装置，能够防止铋向振动板扩散并且减少环境负荷。液体喷射头具备：设置有与喷嘴开口连通的压力发生室的流路形成基板；设置在上述流路形成基板上，由含有硅的材料构成的振动板；设置在上述振动板上的氧化钛层；设置在上述氧化钛层上，含有铋的含铋层；形成在上述含铋层上，由白金构成的第一电极；设置在上述第1电极上、由至少含有铋的压电材料构成的压电体层；形成在上述压电体层上的第二电极。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术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。
技术介绍
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Bii^eO3等，然而Bii^eO3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。
技术实现思路
本专利技术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。本专利技术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IOnm以下。用IOnm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。本专利技术的另一方式为，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。图22是表示实施方式1涉及的记录头的制造工序的剖视图。图23是表示实施方式1涉及的记录头的制造工序的剖视图。图M是表示实施例2的SIMS测量结果的图。图25是表示实施例3的SIMS测量结果的图。图沈是表示实施例4的SIMS测量结果的图。图27是表示未设置压电体层的状态的SIMS测量结果的图。图28是表示实施例1的P-V曲线和S-V曲线的图。图四是表示本专利技术的一个实施方式涉及的记录装置的概略构成的图。图中符号说明I...喷墨式记录头(液体喷射头)；II...喷墨式记录装置(液体喷射装置)；10...流路形成基板；12...压力发生室；13...连通部；14...油墨供给路；20...喷嘴板；21...喷嘴开口；30...保护基板；31...储液槽部；32...压电元件保持部；40...柔性基板；50...弹性膜；56...氧化钛层；57...含铋层；60...第1电极；70...压电体层； 80...第2电极；90...引线电极；100...储液槽；120...驱动电路；300...压电元件。具体实施例方式(实施方式1)图1是表示作为本专利技术的实施方式1涉及的液体喷射头的一个例子的喷墨式记录头的概略构成的分解立体图，图2是图1的俯视图，图3是图2的A-A'剖视图(图3(a)) 和要部放大图(图3(b))。如图1 图3所示，本实施方式的流路形成基板10由单晶硅基板构成，在其一个面上形成有由二氧化硅组成、构成振动板的弹性膜50。此外，弹性膜50不限定于二氧化硅，也可以是由硅系材料，即，由含硅的材料构成的。在流路形成基板10上沿其宽度方向并排设置有多个压力发生室12。另外，在流路形成基板10的压力发生室12长度方向外侧的区域形成连通部13，连通部13和各压力发生室12经由设置于各个压力发生室12的油墨供给路14以及连通路15而连通。连通部 13构成与后述的保护基板的储液槽部31连通而成为各压力发生室12共用的油墨室的储液槽的一部分。油墨供给路14以比压力发生室12窄的宽度形成，将从连通部13流入到压力发生室12的油墨的流路阻力保持为一定。另外，本实施方式中，通过将流路的宽度从单侧缩小而形成了油墨供给路14，然而也可以将流路的宽度从两侧缩小来形成油墨供给路。另外，还可以不缩小流路的宽度，而从厚度方向缩小来形成油墨供给路。本实施方式中，在流路形成基板10上设置有由压力发生室12、连通部13、油墨供给路14和连通路15构成的液体流路。另外，利用粘接剂或热封膜等将喷嘴板20固定安装在流路形成基板10的开口面侧，其中喷嘴板20中贯穿设置有与和各压力发生室12的油墨供给路14相反一侧的端部附近连通的喷嘴开口 21。另外，喷嘴板20例如由玻璃陶瓷、单晶硅基板、不锈钢等构成。另一方面，在与这样的流路形成基板10的开口面相反的一侧，如上所述形成弹性膜50，并在该弹性膜50上设置例如厚度30 50nm左右的由氧化钛构成的氧化钛层56。详见后述，然而该氧化钛层56，不是设置由钛构成的层并通过设置在由该钛构成的层上的压电体前驱体膜的烧结工序等使该钛构成的层成为氧化钛，而是在层叠压电体前驱体膜之前预先成为氧化钛的层。另本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种液体喷射头，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。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：米村贵幸，绳野真久，
申请(专利权)人：精工爱普生株式会社，
类型：发明
国别省市：JP
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