特許ウォッチ

公開番号2025077684
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-19
出願番号2023190063
出願日2023-11-07
発明の名称液体吐出ヘッド
出願人セイコーエプソン株式会社
代理人弁理士法人明成国際特許事務所
主分類H10N 30/853 20230101AFI20250512BHJP()
要約【課題】圧電素子の変形量の大幅な低下を抑制した液体吐出ヘッドを提供すること。
【解決手段】液体吐出ヘッドは、圧電体層、圧電体層の上部に設けられた上部電極、および圧電体層の下部に設けられた下部電極が設けられた圧電素子と、圧電素子が駆動されることで振動する振動板と、を有し、圧電体層の(100)面の配向率が90%以上であり、圧電体層をX線ロッキングカーブ測定したときに得られる(100)面のピークの半値幅は、4°以下である。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
液体吐出ヘッドであって、
圧電体層、前記圧電体層の上部に設けられた上部電極、および前記圧電体層の下部に設けられた下部電極が設けられた圧電素子と、
前記圧電素子が駆動されることで振動する振動板と、を有し、
前記圧電体層の（１００）面の配向率が９０％以上であり、
前記圧電体層をＸ線ロッキングカーブ測定したときに得られる（１００）面のピークの半値幅は、４°以下である、液体吐出ヘッド。
続きを表示（約 820 文字）【請求項２】
請求項１に記載の液体吐出ヘッドであって、
前記圧電体層は、Ｐｂ、Ｚｒ、Ｔｉを含む、液体吐出ヘッド。
【請求項３】
請求項１または２に記載の液体吐出ヘッドであって、
前記圧電体層の内部における、酸素元素に対する炭素元素の存在比は、０．２０以下である、液体吐出ヘッド。
【請求項４】
請求項３に記載の液体吐出ヘッドであって、
前記圧電体層の内部における、前記存在比は０．１５以下である、液体吐出ヘッド。
【請求項５】
請求項１または２に記載の液体吐出ヘッドであって、
前記圧電体層の前記下部電極側の表面における、酸素元素に対する炭素元素の存在比は、０．３０以下である、液体吐出ヘッド。
【請求項６】
請求項５に記載の液体吐出ヘッドであって、
前記圧電体層の前記下部電極側の表面における前記存在比は、０．２５以下である、液体吐出ヘッド。
【請求項７】
請求項１または２に記載の液体吐出ヘッドであって、
前記圧電体層の内部における酸素元素に対する炭素元素の存在比は、前記圧電体層の前記下部電極側の表面における前記存在比よりも低い、液体吐出ヘッド。
【請求項８】
請求項１または２に記載の液体吐出ヘッドであって、
前記圧電体層と前記下部電極との間に、前記圧電体層の配向を制御するための配向制御層をさらに有する、液体吐出ヘッド。
【請求項９】
請求項８に記載の液体吐出ヘッドであって、
前記配向制御層の、酸素元素に対する炭素元素の存在比は、０．３５以下である、液体吐出ヘッド。
【請求項１０】
請求項９に記載の液体吐出ヘッドであって、
前記配向制御層は、Ｂｉを含む、液体吐出ヘッド。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、液体吐出ヘッドに関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、圧電素子を備える液体吐出装置がある。この液体吐出装置では、電圧の印加により変形する圧電素子の圧電特性を利用して液体が吐出される。圧電素子の圧電特性の向上を目的として、圧電素子に含まれる圧電体層の配向性の向上が試みられている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００８－２８０３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、初期の圧電特性が良好な場合であっても、圧電素子への電圧の印加を繰り返すうちに、圧電素子の変位量が大幅に低下する場合がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示は、以下の形態として実現することが可能である。本開示の一形態によれば、液体吐出ヘッドが提供される。この液体吐出ヘッドは、圧電体層、前記圧電体層の上部に設けられた上部電極、および前記圧電体層の下部に設けられた下部電極が設けられた圧電素子と、前記圧電素子が駆動されることで振動する振動板と、を有し、前記圧電体層の（１００）面の配向率が９０％以上であり、前記圧電体層をＸ線ロッキングカーブ測定したときに得られる（１００）面のピークの半値幅は、４°以下である。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
実施形態における液体吐出装置の概略構成を示す模式図。
実施形態に係る液体吐出ヘッドの分解斜視図。
図２中のＩＩＩ－ＩＩＩ線断面図。
圧電素子の平面図。
図４のＶ－Ｖ線断面図。
下部電極に入力される駆動信号の波形図。
実施例１，２および比較例１～３の配向率、半値幅、変化率、および比率を示す図。
実施例１，２および比較例１のショット回数と変位量との関係を示す図。
実施例１，２および比較例１のショット回数と変化率との関係を示す図。
実施例１～１１および比較例２～４の圧電体層の組成比、下部電極側表面の存在比（Ｃ／Ｏ）、および結晶性の評価結果を示す図。
実施例１～１１および比較例２～４の圧電層内部の存在比（Ｃ／Ｏ）およびリーク電流の評価結果を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
Ａ．実施形態：
Ａ１．液体吐出装置の全体構成：
図１は、実施形態における液体吐出装置１００の概略構成を示す模式図である。液体吐出装置１００は、液体としてのインクの液滴を媒体１２に対して吐出することにより印刷を行うインクジェット方式の印刷装置である。媒体１２は、印刷用紙の他、樹脂フィルムや布等の任意の材質の印刷対象を採用可能である。以下の説明において、互いに直交するＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向を用いる。また、向きを特定する場合には、正の方向を「＋」、負の方向を「－」として、方向表記に正負の符合を併用する。本実施形態において、Ｘ方向は、液体吐出ヘッド２６の移動方向である主走査方向である。Ｙ方向は、主走査方向と直交した媒体送り方向である副走査方向である。－Ｚ方向は、インクの吐出方向である。
【０００８】
液体吐出装置１００は、液体吐出ヘッド２６と、ヘッド移動機構２０と、液体収容部１４と、搬送機構１６と、制御部８０とを備える。
【０００９】
液体収容部１４は、液体吐出ヘッド２６に供給するインクを収容する。液体収容部１４としては、可撓性フィルムで形成された袋状の液体パックや、インク補充が可能なインクタンク、脱着可能なインクカートリッジなどが利用可能である。
【００１０】
液体吐出ヘッド２６は、インクを吐出するための複数のノズルＮを有する。複数のノズルＮは、Ｙ方向に配列されている。液体吐出ヘッド２６は、液体収容部１４から供給されるインクを、複数のノズルＮから媒体１２に向けて吐出する。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許