压电元件以及压电元件应用设备的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及压电元件以及压电元件应用设备。
【背景技术】
[0002] -直以来，作为使用压电元件的设备的代表例，例如已知喷墨式记录头，其利用压 电元件使划分与喷嘴开口连通的压力产生室的一部分的振动板变形，对压力产生室内的油 墨加压，从而使油墨从喷嘴开口喷射。
[0003] 作为喷墨式记录头中使用的压电元件，有如下构成的压电元件：将由呈现机电转 换性能的压电材料例如具有钙钛矿型的晶体结构的复合氧化物构成的压电体层，用2个电 极夹持而构成。在此，提出有将由可形成压电体层的B位的元素构成的缓冲层设置于下部 电极与压电体层之间而制造压电元件的技术（例如，参照专利文献1)。专利文献1中，作为 可形成B位的元素举出了 Ti、Zn和Mg，缓冲层由这些金属元素构成。
[0004] 现有技术文献
[0005] 专利文献
[0006] 专利文献1 :日本特开2005 - 340428号公报
【发明内容】
[0007] 然而，近年来，现状是对液体喷射头进一步要求高密度化和高性能化，需要确保更 大的位移。应予说明，这样的问题不仅存在于喷墨式记录头中使用的压电元件，在喷射油墨 以外的液滴的其他液体喷射头中使用的压电元件、在液体喷射头以外使用的压电元件中也 同样存在。
[0008] 本发明鉴于这样的情况，其目的在于提供可实现位移的提高的压电元件以及使用 其的压电元件应用设备。
[0009] 解决上述的课题的本发明的形态是一种压电元件，其特征在于，具备第1电极、压 电体层和第2电极，在上述第1电极与上述压电体层之间形成有以上述压电体层相对于特 定的晶面优先取向的方式进行控制的晶种层，上述晶种层由至少含有Bi、Sr、Fe和Ti的钙 钛矿结构的复合氧化物构成，上述晶种层中的上述Bi、上述Sr、上述Fe和上述Ti的元素比 满足下述式（1)，
[0010] [式 1]
[0011] Bi ：Sr ：Fe ：Ti = x · (I - y) ：y ：1 - z ：z · · · (I)
[0012] (I. 0 < x < I. 3,0 < y < 0· 4,0. 4 < z < 0· 6)。
[0013] 根据上述形态，利用由上述的钙钛矿结构的复合氧化物构成的晶种层能够控制压 电体层的取向，能够实现位移的提高。
[0014] 这里，上述式⑴中，优选满足I. 0彡X < L 22,0· 1彡y彡0· 3,0· 4彡z彡0· 6。 由此，能够利用晶种层更好地控制压电体层的取向，能够实现位移的提高。
[0015] 另外，上述压电体层的优先取向轴优选相对于上述压电体层的膜厚方向形成角 度。由此，能够利用晶种层更好地控制压电体层的取向，能够实现位移的提高。
[0016] 另外，优选由上述压电体层的晶体的（100)面X射线倒格子成像图得到的峰中心 的衍射角度的绝对值在5°~12°的范围内。由此，能够利用晶种层更好地控制压电体层 的取向，能够实现位移的提尚。
[0017] 解决上述的课题的本发明的另一形态是一种压电元件应用设备，其特征在于，具 备上述中的任一个所记载的压电元件。根据上述形态，由于具备上述的压电元件，所以能够 实现压电元件应用设备的各种特性的提高。
【附图说明】
[0018] 图1是表示实施方式1涉及的记录装置的概略构成的图。
[0019] 图2是表示实施方式1涉及的记录头的分解立体图。
[0020] 图3是表示实施方式1涉及的记录头的俯视图和截面图。
[0021] 图4是对实施方式1涉及的压电元件进行说明的图。
[0022] 图5是表示实施方式1涉及的压电元件和记录头的制造例的图。
[0023] 图6是表示实施方式1涉及的压电元件和记录头的制造例的图。
[0024] 图7是实施例1~3涉及的（100)面X射线倒格子成像图像。
[0025] 图8是比较例1和2涉及的（100)面X射线倒格子成像图像。
[0026] 图9是表示X射线衍射强度的二维成像图照片。
[0027] 图10是表示X射线衍射强度的二维成像图照片。
[0028] 图11是表示由位移测定装置（DBLI)测得的测定结果的图。
[0029] 图12是表示X射线衍射强度的二维成像图照片。
[0030] 图13是表示X射线衍射强度的二维成像图照片。
【具体实施方式】
[0031] (实施方式1)
[0032] 图1是作为本发明的实施方式1涉及的液体喷射装置的一个例子的喷墨式记录装 置。
[0033] 如图所示，在喷墨式记录装置I中，具有多个喷墨式记录头的喷墨式记录头单元 II (喷头单元）以构成油墨供给机构的墨盒2A和2B可装卸的方式进行设置。搭载有喷头 单元II的支架3以在安装于装置主体4的支架轴5上可轴向移动的方式进行设置，分别喷 出例如黑色油墨组合物和彩色油墨组合物。
[0034] 并且，驱动马达6的驱动力介由未图示的多个齿轮和同步带7传递到支架3,从而 搭载有喷头单元π的支架3沿支架轴5移动。另一方面，装置主体4设有作为输送机构的 输送辊8,用输送辊8输送纸等属于记录介质的记录片S。应予说明，输送记录片S的输送 机构不限于输送辊，也可以是带、鼓等。
[0035] 根据上述的喷墨式记录装置I，由于搭载有使用了本实施方式涉及的压电元件的 喷墨式记录头作为喷墨式记录头，所以油墨的喷射特性优异。
[0036] 参照图2~图3对这样的喷墨式记录装置I中搭载的喷墨式记录头1的一个例子 进行说明。图2是作为本发明的实施方式1涉及的液体喷射头的一个例子的喷墨式记录头 的分解立体图。图3(a)是流路形成基板的压电元件侧的俯视图，图3(b)是沿图3(a)的 A - A'线的截面图。
[0037] 如图所示，在流路形成基板10形成有压力产生室12。而且，被多个隔壁11划分的 压力产生室12沿并列设置喷出相同颜色的油墨的多个喷嘴开口 21的方向被并列设置。以 下，将流路形成基板10中的压力产生室12的并列设置方向称为宽度方向或者第1方向X， 将与第1方向X正交的方向称为第2方向Y。另外，将与第1方向X和第2方向Y正交的方 向称为厚度方向或者第3方向Z。
[0038] 在流路形成基板10的压力产生室12的第2方向Y的一端部侧，通过将压力产生 室12的一侧从第1方向X收紧而缩小开口面积的油墨供给路13和在第1方向X具有与压 力产生室12大致相同的宽度的连通路14被多个隔壁11划分。在连通路14的外侧（与第 2方向Y的压力产生室12相反的一侧）形成有连通部15,该连通部15构成成为各压力产 生室12的共用的油墨室的歧管100的一部分。即，在流路形成基板10形成有由压力产生 室12、油墨供给路13、连通路14和连通部15构成的液体流路。
[0039] 在流路形成基板10的一个面侧，即压力产生室12等的液体流路开口的面通过粘 接剂、热熔敷膜等接合有喷嘴板20,该喷嘴板20贯穿设置有与各压力产生室12连通的喷嘴 开口 21。在喷嘴板20沿第1方向X并列设置有喷嘴开口 21。
[0040] 在与流路形成基板10的一个面侧对置的另一个面侧形成有振动板50。振动板50 例如可以由设置于流路形成基板10上的弹性膜51和设置于弹性膜51上的绝缘体膜52构 成。但是，不限于上述的例子，可以将流路形成基板10的一部分加工变薄而作为弹性膜使 用。
[0041] 在绝缘体膜52上隔着例如由钛构成的密合层（未图示）形成有压电元件300， 该压电元件300由厚度约0. 2 μπι的第1电极60、厚度约3. 0 μπι以下、优选厚度约0. 5~ I. 5 ym的压电体层70和厚度约0. 05 ym的第2电极80构成。但是，密合层可以省略。
[0042] 在本实施方式中，将压电元件300和通过压电元件300的驱动而产生位移的振动 板50统称为致动装置。另外，振动板50和第1电极60作为振动板起作用，但不限于此。 可以不设置弹性膜51和绝缘体膜52中的任一方或者两方，仅第1电极60作为振动板起作 用。另外，可以压电元件300自身实质上兼作振动板。在流路形成基板10上直接设置第1 电极60的情况下，优选以第1电极60与油墨不导通的方式用绝缘性的保护膜等保护第1 电极60。
[0043] 这样的压电元件300中，通常任一方的电极作为共用电极，另一方的电极通过各 压力产生室12每个上的图案形成而作为独立电极。在本实施方式中，第1电极60为独立 电极，第2电极80为共用电极，但根据驱动电路120、连接配线121的情况，也可以与此相 反。在本实施方式中，通过在多个压力产生室12连续形成第2电极80而成为共用电极。
[0044] 第2电极80设置于与压电体层70的第1电极60相反的面侧。上述的第1电极 60、该第2电极80的材料只要是具有导电性的材料就没有特别限定，优选使用铂（Pt)、