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公開番号2025147448
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-07
出願番号2024047702
出願日2024-03-25
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 20230101AFI20250930BHJP()
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、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含む圧電体層と、を含み、前記圧電体層は、リチウム、マンガン、および添加元素を含み、前記添加元素は、銅またはコバルトであり、前記圧電体層に対するX線光電子分光法において、K2p3/2に由来するピークの結合エネルギーを291.7eVで規格化し、Nb3d5/2に由来するピークの結合エネルギーを207.0eVで規格化した場合に、Mn2p3/2に由来するピークは、結合エネルギーが641.18eV以下の範囲で、強度が最大となる、圧電素子。
【選択図】図6
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、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含む圧電体層と、
を含み、
前記圧電体層は、リチウム、マンガン、および添加元素を含み、
前記添加元素は、銅またはコバルトであり、
前記圧電体層に対するＸ線光電子分光法において、Ｋ２ｐ３／２に由来するピークの結合エネルギーを２９１．７ｅＶで規格化し、Ｎｂ３ｄ５／２に由来するピークの結合エネルギーを２０７．０ｅＶで規格化した場合に、Ｍｎ２ｐ３／２に由来するピークは、結合エネルギーが６４１．１８ｅＶ以下の範囲で、強度が最大となる、圧電素子。
続きを表示（約 910 文字）【請求項２】
請求項１において、
結合エネルギーが６３８ｅＶ以上６５０ｅＶ以下の範囲で確認される最大のピークの最大強度Ｉ
ＭＡＸ
と、結合エネルギーが所定の範囲で確認されるピークの強度の平均値Ｉ
ＡＶＥ
と、の比Ｉ
ＡＶＥ
／Ｉ
ＭＡＸ
は、０．５４以上であり、
前記所定の範囲は、前記最大のピークの結合エネルギーから１．４ｅＶを差し引いた値から、前記最大のピークの結合エネルギーから１．０ｅＶを差し引いた値までの範囲である、圧電素子。
【請求項３】
請求項２において、
前記比Ｉ
ＡＶＥ
／Ｉ
ＭＡＸ
は、０．７１以上である、圧電素子。
【請求項４】
請求項１において、
前記圧電体層に含まれる全ての金属元素の量を１００ａｔ％とした場合に、
前記リチウムの含有量は、５．０ａｔ％以下であり、
前記マンガンの含有量は、１．５ａｔ％以下であり、
前記添加元素の含有量は、０．５ａｔ％以下である、圧電素子。
【請求項５】
請求項１において、
前記圧電体層は、複数の層からなり、
前記圧電体層に対して深さ方向分析を行った場合に、前記複数の層のうちの最も前記第２電極に近い層の表面における前記マンガンの含有量は、前記圧電体層の深さ方向における前記マンガンの含有量の最大値よりも小さい、圧電素子。
【請求項６】
請求項１ないし５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７】
請求項６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、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含む圧電体層と、
を含み、
前記圧電体層は、リチウム、マンガン、および添加元素を含み、
前記添加元素は、銅またはコバルトであり、
前記圧電体層に対するＸ線光電子分光法において、Ｋ２ｐ３／２に由来するピークの結合エネルギーを２９１．７ｅＶで規格化し、Ｎｂ３ｄ５／２に由来するピークの結合エネルギーを２０７．０ｅＶで規格化した場合に、Ｍｎ２ｐ３／２に由来するピークは、結合エネルギーが６４１．１８ｅＶ以下の範囲で、強度が最大となる。
【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１，２および比較例１～４の作製条件および実験結果を示す表。
実施例１，２および比較例１，２のＸＰＳの結果を示すグラフ。
実施例１および比較例１のＸＰＳの深さ方向分析の結果を示すグラフ。
【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）

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