JP2010214841A - 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置並びにアクチュエーター装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ノズル開口21に連通する圧力発生室12と、第1電極60と、該第1電極上に形成された圧電体層70と、該圧電体層70の前記第1電極60とは反対側に形成された第2電極80と、を備えた圧電素子300と、を具備し、前記圧電体層70は下記一般式(1)で表され、前記圧電体層70のAサイトはビスマスを含み、前記圧電体層70のBサイトは、+3のイオン価数を有する鉄および+4以上のイオン価数を有する遷移金属Cを含む液体噴射ヘッドとする。A1−xBO3(1)(0.003≦x≦0.033)
【選択図】図2
Description
A1−xBO3 (1)
(0.003≦x≦0.033)
かかる態様では、ABO3で表される圧電体層のBサイトに+4以上のイオン価数を有する遷移金属Cを添加することで、ビスマスを含むAサイトにビスマスが抜けることにより形成された空孔を有し、Bサイトは+3のイオン価数を有する鉄および+4以上のイオン価数を有する遷移金属Cからなるようにすることにより、酸素欠損がなく、酸素が抜けることによる不純物準位が生じていないものとなるため、リーク電流が小さくなる。なお、十分な圧電特性も有している。
A1−(z−3)・δ/3(Fe1−δCδ)O3 (2)
(0.01≦δ≦0.1)
これによれば、マンガン等の+4のイオン価数を有する遷移金属をδモル添加することによりAサイトのビスマスがδ/3モル抜けて空孔となり圧電体層の電荷が中性になっているため、酸素が抜けることによる不純物準位の出現が生じておらず、リーク電流が小さいものとなる。
A1−δ/3(Fe1−δCδ)O3 (3)
A1−δ/3(Fe1−δMnδ)O3 (4)
Bi1−δ/3(Fe1−δMnδ)O3 (5)
(0.01≦δ≦0.1)
A1−xBO3 (1)
(0.003≦x≦0.033)
図1は、本発明の実施形態1に係る液体噴射ヘッドの一例であるインクジェット式記録ヘッドの概略構成を示す分解斜視図であり、図2は、図1の平面図及びそのA−A′断面図である。
A1−xBO3 (1)
(0.003≦x≦0.033)
A1−(z−3)・δ/3(Fe1−δCδ)O3 (2)
(0.01≦δ≦0.1)
A1−δ/3(Fe1−δCδ)O3 (3)
(0.01≦δ≦0.1)
A1−δ/3(Fe1−δMnδ)O3 (4)
(0.01≦δ≦0.1)
Bi1−δ/3(Fe1−δMnδ)O3 (5)
(0.01≦δ≦0.1)
次に、本実施形態に係る圧電素子300の製造について、図2(b)を参照しながら、具体例に基づいてさらに詳細に説明する。
A1−δ/3(Fe1−δMnδ)O3 (4)
以上、本発明の一実施形態を説明したが、本発明の基本的構成は上述したものに限定されるものではない。例えば、上述した実施形態では、圧電体層70として結晶が(100)面に優先配向しているものを示したが、いずれの方向に優先配向していてもよい。
Claims (9)
- ノズル開口に連通する圧力発生室と、
第1電極と、該第1電極上に形成された圧電体層と、該圧電体層の前記第1電極とは反対側に形成された第2電極と、を備えた圧電素子と、を具備し、
前記圧電体層は下記一般式(1)で表され、
前記圧電体層のAサイトはビスマスを含み、
前記圧電体層のBサイトは、+3のイオン価数を有する鉄および+4以上のイオン価数を有する遷移金属Cを含むことを特徴とする液体噴射ヘッド。
A1−xBO3 (1)
(0.003≦x≦0.033) - 遷移金属Cのイオン価数が+zであり、前記圧電体層は下記一般式(2)で表されることを特徴とする請求項1に記載の液体噴射ヘッド。
A1−(z−3)・δ/3(Fe1−δCδ)O3 (2)
(0.01≦δ≦0.1) - 前記遷移金属Cが+4のイオン価数を有する遷移金属であり、前記圧電体層は下記一般式(3)で表されることを特徴とする請求項2に記載の液体噴射ヘッド。
A1−δ/3(Fe1−δCδ)O3 (3)
(0.01≦δ≦0.1) - 前記遷移金属Cがマンガンであり、前記圧電体層は下記一般式(4)で表されることを特徴とする請求項3に記載の液体噴射ヘッド。
A1−δ/3(Fe1−δMnδ)O3 (4)
(0.01≦δ≦0.1) - 前記Aサイトは、ランタン、イットリウム及びネオジムから選択される少なくとも1種の金属元素と、ビスマスとからなることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。
- 前記圧電体層は下記一般式(5)で表されることを特徴とする請求項1に記載の液体噴射ヘッド。
Bi1−δ/3(Fe1−δMnδ)O3 (5)
(0.01≦δ≦0.1) - 前記圧電体層の厚さは10μm以下であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。
- 請求項1〜7のいずれか一項に記載する液体噴射ヘッドを具備することを特徴とする液体噴射装置。
- 第1電極と、該第1電極上に形成された圧電体層と、該圧電体層の前記第1電極とは反対側に形成された第2電極と、を備えた圧電素子を具備し、
前記圧電体層は下記一般式(1)で表され、
前記圧電体層のAサイトはビスマスを含み、
前記圧電体層のBサイトは、+3のイオン価数を有する鉄および+4以上のイオン価数を有する遷移金属Cを含むことを特徴とするアクチュエーター装置。
A1−xBO3 (1)
(0.003≦x≦0.033)
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