JP2012099704A - 液体噴射ヘッド、液体噴射装置、圧電素子、および圧電セラミックス - Google Patents
液体噴射ヘッド、液体噴射装置、圧電素子、および圧電セラミックス Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】液体噴射ヘッド600は、ノズル孔612に連通する圧力発生室622と、圧電体層20、および圧電体層20に電圧を印加する電極10,30を有する圧電素子100と、を含み、圧電体層20は、ペロブスカイト型構造の複合酸化物からなり、複合酸化物は、Aサイトの元素として、ビスマス、ナトリウム、およびバリウムを含み、Bサイトの元素として、銅、およびチタンを含み、銅およびチタンの総量に対する、銅の割合は、7mol%以上15mol%以下である。
【選択図】図12
Description
ノズル孔に連通する圧力発生室と、
圧電体層、および前記圧電体層に電圧を印加する電極を有する圧電素子と、
を含み、
前記圧電体層は、ペロブスカイト型構造の複合酸化物からなり、
前記複合酸化物は、
Aサイトの元素として、ビスマス、ナトリウム、およびバリウムを含み、
Bサイトの元素として、銅、およびチタンを含み、
前記銅および前記チタンの総量に対する、前記銅の割合は、7mol%以上15mol%以下である。
前記ビスマス、前記ナトリウム、および前記バリウムの総量に対する、前記バリウムの割合は、1mol%以上21mol%以下であってもよい。
本発明に係る液体噴射ヘッドを有する。
圧電体層と、
前記圧電体層に電圧を印加する電極と、
を含み、
前記圧電体層は、ペロブスカイト型構造の複合酸化物からなり、
前記複合酸化物は、
Aサイトの元素として、ビスマス、ナトリウム、およびバリウムを含み、
Bサイトの元素として、銅、およびチタンを含み、
前記銅および前記チタンの総量に対する、前記銅の割合は、7mol%以上15mol%以下である。
ペロブスカイト型構造の複合酸化物からなる圧電セラミックスであって、
前記複合酸化物は、
Aサイトの元素として、ビスマス、ナトリウム、およびバリウムを含み、
Bサイトの元素として、銅、およびチタンを含み、
前記銅および前記チタンの総量に対する、前記銅の割合は、7mol%以上15mol%以下である。
まず、本実施形態に係る圧電セラミックスについて説明する。本実施形態に係る圧電セラミックスは、ペロブスカイト型の結晶構造を有する複合酸化物からなる。本実施形態に係る複合酸化物は、一般式ABO3で表され、Aサイトの元素の総モル数と、Bサイトの元素の総モル数と、酸素原子のモル数の比は、1:1:3が標準であるが、ペロブスカイト構造をとり得る範囲内で、1:1:3からずれていてもよい。
次に、本実施形態に係る圧電素子について、図面を参照しながら説明する。図1は、本実施形態にかかる圧電素子100を模式的に示す断面図である。
次に、本実施形態に係る圧電素子の製造方法について、図面を参照しながら説明する。
以下に実施例および比較例を示し、本発明をより具体的に説明する。なお、本発明は、以下の実施例によってなんら限定されるものではない。
4.1.1. 実施例1
まず、基板を以下の工程にて作製した。単結晶シリコン基板上に二酸化シリコン層を熱酸化にて作製した。この二酸化シリコン層上にRFマグネトロンスパッタ法により膜厚が40nmのチタン層を形成し、熱酸化することで酸化チタン層を形成した。さらに、この酸化チタン層上にRFマグネトロンスパッタ法により膜厚が100nmの白金層を成膜し、(111)面に配向した第1電極を作製した。
[(Bi0.5,Na0.5)1−x,Bax](Cuy,Ti1−y)O3 ・・・ (1)
実施例2〜12および比較例1〜10では、上記式(1)において、xおよびyが表1に示す値となるように圧電体層を形成すること以外は、実施例1と同じ方法で形成した。
アグザクト社製の歪量測定装置(DBLI)を使用し、測定温度25℃において、d33方向の歪量、およびヒステリシスを測定した。
次に、本実施形態にかかる液体噴射ヘッドについて、図面を参照しながら説明する。図12は、液体噴射ヘッド600の要部を模式的に示す断面図である。図13は、液体噴射ヘッド600の分解斜視図であり、通常使用される状態とは上下を逆に示したものである。
次に、本実施形態にかかる液体噴射装置について、図面を参照しながら説明する。図14は、本実施形態にかかる液体噴射装置700を模式的に示す斜視図である。
100 圧電素子、600 液体噴射ヘッド、610 ノズル板、612 ノズル孔、
620 流路形成基板、622 圧力発生室、624 リザーバー、626 供給口、
628 貫通孔、630 筐体、700 液体噴射装置、710 駆動部、
720 装置本体、721 トレイ、722 排出口、730 ヘッドユニット、
731 インクカートリッジ、732 キャリッジ、741 キャリッジモーター、
742 往復動機構、743 タイミングベルト、744 キャリッジガイド軸、
750 給紙部、751 給紙モーター、752 給紙ローラー、
752a 従動ローラー、752b 駆動ローラー、760 制御部、
770 操作パネル
Claims (5)
- ノズル孔に連通する圧力発生室と、
圧電体層、および前記圧電体層に電圧を印加する電極を有する圧電素子と、
を含み、
前記圧電体層は、ペロブスカイト型構造の複合酸化物からなり、
前記複合酸化物は、
Aサイトの元素として、ビスマス、ナトリウム、およびバリウムを含み、
Bサイトの元素として、銅、およびチタンを含み、
前記銅および前記チタンの総量に対する、前記銅の割合は、7mol%以上15mol%以下である、液体噴射ヘッド。 - 請求項1において、
前記ビスマス、前記ナトリウム、および前記バリウムの総量に対する、前記バリウムの割合は、1mol%以上21mol%以下である、液体噴射ヘッド。 - 請求項1または2に記載の液体噴射ヘッドを有する、液体噴射装置。
- 圧電体層と、
前記圧電体層に電圧を印加する電極と、
を含み、
前記圧電体層は、ペロブスカイト型構造の複合酸化物からなり、
前記複合酸化物は、
Aサイトの元素として、ビスマス、ナトリウム、およびバリウムを含み、
Bサイトの元素として、銅、およびチタンを含み、
前記銅および前記チタンの総量に対する、前記銅の割合は、7mol%以上15mol%以下である、圧電素子。 - ペロブスカイト型構造の複合酸化物からなる圧電セラミックスであって、
前記複合酸化物は、
Aサイトの元素として、ビスマス、ナトリウム、およびバリウムを含み、
Bサイトの元素として、銅、およびチタンを含み、
前記銅および前記チタンの総量に対する、前記銅の割合は、7mol%以上15mol%以下である、圧電セラミックス。
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