特許ウォッチ

公開番号2025130222
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-08
出願番号2024027243
出願日2024-02-27
発明の名称圧電素子、液体吐出ヘッド、およびプリンター
出願人セイコーエプソン株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類H10N 30/853 20230101AFI20250901BHJP()
要約【課題】リーク電流を低減できる圧電素子を提供する。
【解決手段】第1電極および第2電極と、前記第1電極と前記第2電極との間に設けられた第1圧電体層と、前記第1電極と前記第1圧電体層との間に設けられた第1配向制御層と、を含み、前記第1圧電体層は、カリウム、ナトリウム、およびニオブを含むペロブスカイト型構造の複合酸化物を有する層を複数備え、前記層は、結晶粒を含み、複数の前記層のうちの第1層は、前記第1配向制御層の直上に設けられた層であり、複数の前記層のうちの第2層は、前記第1層と異なる層であり、前記第1層に含まれる前記結晶粒の平均粒径は、前記第2層に含まれる前記結晶粒の平均粒径よりも大きい、圧電素子。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
第１電極および第２電極と、
前記第１電極と前記第２電極との間に設けられた第１圧電体層と、
前記第１電極と前記第１圧電体層との間に設けられた第１配向制御層と、
を含み、
前記第１圧電体層は、カリウム、ナトリウム、およびニオブを含むペロブスカイト型構造の複合酸化物を有する層を複数備え、
前記層は、結晶粒を含み、
複数の前記層のうちの第１層は、前記第１配向制御層の直上に設けられた層であり、
複数の前記層のうちの第２層は、前記第１層と異なる層であり、
前記第１層に含まれる前記結晶粒の平均粒径は、前記第２層に含まれる前記結晶粒の平均粒径よりも大きい、圧電素子。
続きを表示（約 890 文字）【請求項２】
請求項１において、
前記第１層に含まれる前記結晶粒の平均粒径は、１０μｍ以上であり、
前記第２層に含まれる前記結晶粒の平均粒径は、０．５μｍ以下である、圧電素子。
【請求項３】
請求項１において、
前記第１圧電体層における（１００）面の配向率は、９０％以上である、圧電素子。
【請求項４】
請求項１において、
前記第１層は、第１昇温速度、第１温度で焼成された層であり、
前記第２層は、第２昇温速度、第２温度で焼成された層であり、
前記第１昇温速度は前記第２昇温速度よりも大きい、および、前記第１温度は前記第２温度よりも高い、のうちの少なくとも一方の条件を満たす、圧電素子。
【請求項５】
請求項１において、
前記第１圧電体層と前記第２電極との間に設けられた第２圧電体層と、
前記第１圧電体層と前記第２圧電体層との間に設けられた第２配向制御層と、
を含み、
前記第２圧電体層は、カリウム、ナトリウム、およびニオブを含むペロブスカイト型構造の複合酸化物を有する、圧電素子。
【請求項６】
請求項５において、
前記第２圧電体層は、結晶粒を含み、前記第２配向制御層の直上に設けられ、
前記第２圧電体層に含まれる前記結晶粒の平均粒径は、前記第２層に含まれる前記結晶粒の平均粒径よりも大きい、圧電素子。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１項に記載の圧電素子と、
前記圧電素子により容積が変化する圧力発生室が形成された流路形成基板と、
前記圧力発生室に連通するノズル孔が形成されたノズルプレートと、
を含む、液体吐出ヘッド。
【請求項８】
請求項７に記載の液体吐出ヘッドと、
前記液体吐出ヘッドに対して被記録媒体を相対移動させる搬送機構と、
前記液体吐出ヘッドおよび前記搬送機構を制御する制御部と、
を含む、プリンター。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電素子、液体吐出ヘッド、およびプリンターに関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
インクジェットプリンターの液体吐出ヘッドなどに用いられる圧電素子は、例えば、電気機械変換機能を有する圧電材料からなる圧電体層を、２つの電極で挟んで構成されている。
【０００３】
例えば特許文献１には、カリウム、ナトリウム、およびニオブを主成分としたＫＮＮ圧電体層を含む圧電体素子が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１４－３６０３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のような圧電体素子では、リーク電流を低減することが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る圧電素子の一態様は、
第１電極および第２電極と、
前記第１電極と前記第２電極との間に設けられた第１圧電体層と、
前記第１電極と前記第１圧電体層との間に設けられた第１配向制御層と、
を含み、
前記第１圧電体層は、カリウム、ナトリウム、およびニオブを含むペロブスカイト型構造の複合酸化物を有する層を複数備え、
前記層は、結晶粒を含み、
複数の前記層のうちの第１層は、前記第１配向制御層の直上に設けられた層であり、
複数の前記層のうちの第２層は、前記第１層と異なる層であり、
前記第１層に含まれる前記結晶粒の平均粒径は、前記第２層に含まれる前記結晶粒の平均粒径よりも大きい。
【０００７】
本発明に係る液体吐出ヘッドの一態様は、
前記圧電素子と、
前記圧電素子により容積が変化する圧力発生室が形成された流路形成基板と、
前記圧力発生室に連通するノズル孔が形成されたノズルプレートと、
を含む。
【０００８】
本発明に係るプリンターの一態様は、
前記液体吐出ヘッドと、
前記液体吐出ヘッドに対して被記録媒体を相対移動させる搬送機構と、
前記液体吐出ヘッドおよび前記搬送機構を制御する制御部と、
を含む。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本実施形態に係る圧電素子を模式的に示す断面図。
本実施形態に係る圧電素子の結晶粒を説明するための図。
本実施形態の変形例に係る圧電素子を模式的に示す断面図。
本実施形態の変形例に係る圧電素子の結晶粒を説明するための図。
本実施形態に係る液体吐出ヘッドを模式的に示す分解斜視図。
本実施形態に係る液体吐出ヘッドを模式的に示す平面図。
本実施形態に係る液体吐出ヘッドを模式的に示す断面図。
本実施形態に係るプリンターを模式的に示す斜視図。
実施例１～３および比較例１，２の作製条件を示す表。
実施例１～３および比較例１，２の実験結果を示す表。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また、以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許