專利名稱：：剪切模式型壓電傳動裝置及液滴吐出頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及剪切模式型壓電傳動裝置以及液滴吐出頭。
背景技術(shù)：
：作為壓電陶瓷組合物，以往采用含鉛的PZT(PbTiOrPbZr03)成分系陶瓷。這是因為上述PZT顯示較大的壓電性且具有較高的機械質(zhì)量系數(shù)，能夠容易地制作各種特性的材料去滿足傳感、傳動裝置、過濾器等各種用途中的要求。又因為上述PZT具有高相對介電常數(shù)，所以也能夠作為電容器等利用。但是，由上述PZT構(gòu)成的壓電陶瓷組合物具有優(yōu)異的特性但因為其構(gòu)成元素中含鉛，從含PZT產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)廢棄物溶出有害的鉛，所以有引起環(huán)境污染的憂慮。近年來由于對環(huán)境問題的意識提高，類似PZT這種成為環(huán)境污染原因的產(chǎn)品其制造越來越困難。為此，成分中不含鉛而以下述化合物作為主要成分的壓電陶瓷組合物被開發(fā)，即由通式(Lix(K，—yNaY),.x;KNbLz.wTazSbw)03表示且xw分別在0^x^0.2、0^y^l、0<z^0.4、(Kw^0.2合成范圍的化合物(參照專利文獻1)。另外專利文獻2中公開了一種液滴吐出頭，其中采用推進型壓電傳動裝置，該推進型壓電傳動裝置以持有不含有鉛的鈣鈦礦型結(jié)晶構(gòu)造的壓電陶瓷組合物為主要成分。推進型壓電傳動裝置是利用疊層型壓電傳動裝置和雙層型壓電傳動裝置的(133方向的變位和(131方向的變位。作為所述主要成分公開了鈦酸鋇、鈮酸鉀、鈦酸鉍鈉、鎳鈦酸鉍、Ba2NaNb5015、81^3012等。專利文獻l:特開2004-300012號公報專利文獻2:特開2005-246656號公報
發(fā)明內(nèi)容發(fā)明欲解決的課題液滴吐出頭有種種方式被建議，其中有一種液滴吐出頭備有剪切模式型壓電傳動裝置。3該液滴吐出頭中配置著多個被隔墻隔開的液體流路，各液體流路具有液體吐出用噴嘴，所述隔墻的一部分或全部用剪切模式型壓電傳動裝置構(gòu)成，在該隔墻的整個表面或一部分上形成了施加驅(qū)動脈沖的電極。在所述電極上施加驅(qū)動脈沖由此所述隔墻產(chǎn)生剪切變形，使所述流路內(nèi)的壓力發(fā)生變化從而從形成在所述流路一端的所述噴嘴吐出液滴。但是，專利文獻1及專利文獻2中記載的不含有鉛的壓電陶瓷組合物其抗電場低，在將該壓電陶資組合物用作剪切模式型壓電傳動裝置時存在下述課題。該剪切模式型壓電傳動裝置中，因為垂直于壓電傳動裝置的極化方向施加電壓，所以如果施加抗電場程度高的電場的話則引起脫極化，變位性能大幅度下降。因此，采用抗電場低的壓電陶瓷組合物時，必須使施加電場的隔墻的厚度在一定值以上，不能提高噴嘴的密度。另外，存在隔墻的厚度厚的話共振頻率降低驅(qū)動頻率降低之課題。還存在隔墻厚度厚的話變位效率降低之課題。本發(fā)明鑒于上述問題點，目的在于提供一種不含鉛、采用抗電場高的壓電陶資組合物的剪切模式型壓電傳動裝置，以及備有該剪切模式型壓電傳動裝置的液滴吐出頭。用來解決課題的手段本發(fā)明的上述課題通過下述結(jié)構(gòu)達成l.一種剪切模式型壓電傳動裝置，其特征在于，采用含有固溶體的壓電陶覺組合物，所述固溶體是由下述通式(l)表示的主成分和以不到固溶體整體量1mol%的添加量添加的由下述通式(2)表示的副成分之固溶體。通式(l)(Lix(K,-YNaY),.xKNbLz—wTazSbw)03(式中0^x^0.2、0SySl、0<zS0.4、0<w^0.2)通式(2)AB03(式中A表示Bi;B表示Fe、In、Sc的至少1個)2丄述1中記載的剪切模式型壓電傳動裝置，其特征在于，所述固溶體具有釣鈦礦構(gòu)造。3.—種液滴吐出頭，其特征在于，備有上述1或2中記載的剪切模式型壓電傳動裝置。4.上述3中記載的液滴吐出頭，其特征在于，配置著多個被隔墻隔開的液體流路，各個液體流路具有液體吐出用噴嘴，所述隔墻的一部分或全部用所述剪切模式型壓電傳動裝置構(gòu)成。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明的剪切模式型壓電傳動裝置，通過在不含鉛的壓電陶瓷組合物(Lix(KLYNaY),.x〉(Nb,.z.wTazSbw)03(式中0^x^0.2、0當y^1、0<z^0.4、(Kw^0.2)中，以不到固溶體整體量lmol。/。的添加量，添加用AB03鈣4t礦(式中A表示Bi;B表示Fe、In、Sc的至少1個)表示的副成分，使之溶解，這樣能夠提高所得到的壓電陶瓷組合物的抗電場。由此能夠使施加在釆用該壓電陶資組合物的剪切模式型壓電傳動裝置上的驅(qū)動電壓加大，加大最大變位量。另外，因為能夠減薄剪切模式型壓電傳動裝置的厚度所以能夠提高傳動裝置的共振頻率，能夠?qū)崿F(xiàn)高頻驅(qū)動。同樣因為能夠減薄剪切模式型壓電傳動裝置的厚度所以還提高變位效率。根據(jù)本發(fā)明的備有剪切模式型壓電傳動裝置的液滴吐出頭，能夠使施加在所述剪切模式型壓電傳動裝置上的驅(qū)動電壓加大，加大最大變位量。另外，因為能夠減薄剪切模式型壓電傳動裝置的厚度所以能夠提高傳動裝置的共振頻率，能夠?qū)崿F(xiàn)高頻驅(qū)動。同樣因為能夠減薄剪切模式型壓電傳動裝置的厚度所以還提高變位效率。并且，將剪切模式型壓電傳動裝置用作液體流路的隔墻時，因為能夠減薄隔墻的厚度所以能夠提高噴嘴的密度。圖1:本發(fā)明第1實施方式的液滴吐出頭結(jié)構(gòu)示意圖。圖2:本發(fā)明第1實施方式的多噴嘴液滴吐出頭結(jié)構(gòu)示意圖。圖3:圖1、圖2中所示的液滴吐出頭的動作示意圖。圖4:本發(fā)明第2實施方式的液滴吐出頭結(jié)構(gòu)示意圖。圖5:圖4中所示的液滴吐出頭的立體圖。圖6:圖4、圖5中所示的液滴吐出頭的動作示意圖。符號說明1墨管2噴嘴形成部件3噴嘴4,4-1，4-2…4-n墨流路5,22-1，22-2...22-n側(cè)壁6蓋板7墨供給口8墨排出口9基板發(fā)明的最佳實施方式以下說明本發(fā)明涉及的剪切模式型壓電傳動裝置，及備有該剪切模式型壓電傳動裝置的液滴吐出頭的一實施方式。本實施方式中的剪切模式型壓電傳動裝置，其特征在于，采用含有固溶體的壓電陶資組合物，所述固溶體是由下述通式(l)表示的主成分和以不到固溶體整體量lmol。/。的添加量添加的由下述通式(2)表示的副成分之固溶體。通式(l)(Lix(K—YNaY)"xKNb!-z.wTazSbw)03(式中0^x^0.2、0Sy^1、0<z^0.4、0<w^0.2)通式(2)AB03(式中A表示Bi;B表示Fe、In、Sc的至少l個)首先對本發(fā)明涉及的壓電陶瓷組合物的一實施方式作說明。敘述各成分。本實施方式中的主成分用上述通式(l)表示，在此xX).2、z>0.4、w>0.2、z-0或w-0時，壓電常數(shù)等壓電特性及介電特性降低，恐怕得不到所望特性的壓電陶資組合物。這種主成分是先準備包括各金屬元素的原料作為原料然后通過球磨等充分混合而得到的。一般來說，主成分的原料作為含有Li的化合物的有Li2C03、Li20、LiN03、LiOH等；作為含有Na的化合物的有Na2C03、NaHC03、NaN03等；作為含有K的化合物的有K2C03、KN03、KNb03、KTa03等；另外作為含有Nb的化合物的有Nb205、Nb203、Nb02等；還有作為含有Ta的化合物的有丁&205等；作為含有Sb的化合物的有Sb205、Sb203、8^04等。主成分取鈣鈦礦結(jié)構(gòu)(AB03)，A位置的元素結(jié)構(gòu)相當于K、Na、Li,B6位置的元素結(jié)構(gòu)相當于Nb、Ta、Sb。鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的合成式中，構(gòu)成A位置的原子和構(gòu)成B位置的原子為1:1的化學計量比時，則是完全的^鈦礦結(jié)構(gòu)，但是壓電陶乾組合物的情況時，尤其K、Na、Li、Sb在燒成工序等中有百分之幾揮發(fā)，還有所有構(gòu)成元素在混合粉碎和造粒工序等中有百分之幾變動。也就是說由于制法的不同有從化學計量合成發(fā)生變動的情況。作為這種制造工序中合成變動的對策，通過意圖性地改變配制合成比，能夠使燒成后的壓電陶瓷組合物的合成比變動±百分之幾，具體為±35%程度。這在以往的例如鈦酸鋯石酸鉛(PZT)的場合也相同，考慮燒成時鉛的蒸發(fā)以及從粉碎媒介物氧化鋯球的氧化鋯的混入，可以調(diào)整配制比。含有本實施方式中的主成分的壓電陶f;組合物，其中，即使如上所述意圖性地改變配制合成比，壓電特性等電特性也不會發(fā)生很大變化。在此，本發(fā)明中在將主成分適用于鈣鈦礦構(gòu)造的合成式AB03時，可以以分別相對1:1偏離士5mol。/。程度以內(nèi)的構(gòu)成比作為A位置原子和B位置原子的構(gòu)成比。并且為了減少所構(gòu)成的結(jié)晶中的晶格缺陷得到高的電特性，優(yōu)選取偏離士3%程度以內(nèi)的構(gòu)成比的合成。即，在主成分用通式(Lix(KLYNaY)Lx〉a(Nb,.z.wTazSbw)b03表示的構(gòu)成中0.95^a、b^1.05，優(yōu)選0.97^a、b^1.03。用上述通式表示的主成分中，優(yōu)選使0〈x^0.2。這樣因為Li變?yōu)楸仨毘煞?，能夠更容易進行所得到的壓電陶瓷組合物的燒成，同時能夠進一步提高壓電特性，使居里溫度Tc變得更高。這是因為通過使Li在上述范圍內(nèi)中變?yōu)楸仨毘煞郑瑹蓽囟冉档?，同時Li起到燒成助劑的作用，能夠?qū)崿F(xiàn)空穴少的纟克成。由上述通式表示的主成分中也可以使x=0。此時主成分用(KLYNaY)(NbnwTazSbw)03表示。含有這種主成分的壓電陶瓷組合物因為其原料中不含例如像Li2C03那樣含有最輕量的Li而組成的化合物，所以在混合原料制作所述壓電陶瓷組合物時，能夠減小由于原料粉的偏析引起的特性不均。能夠?qū)崿F(xiàn)高相對介電常數(shù)sr和比較大的壓電常數(shù)。為了進一步提高所得到的壓電陶瓷組合物的壓電常數(shù)及電機械結(jié)合系數(shù)，優(yōu)選0^y^0.85，較優(yōu)選0.05^y當0.75,更優(yōu)選0.35^y^0.65。最優(yōu)選0.42蕓y^0.60。由上述通式表示的主成分中可以使y=0。此時主成分中不含Na，能夠另外，由上述通式表示的主成分中優(yōu)選z+w^0.37。此時能夠進一步提高壓電常數(shù)等壓電特性。接下去對本實施方式中的副成分作說明。本實施方式中的副成分是通式AB03且A及B為+3價金屬元素的AB03型4丐鈥礦化合物。副成分中的A為Bi元素，B包括Fe、In、Sc的至少1個元素。為了在壓電陶瓷組合物的燒成工序中得到精致的燒結(jié)體，使副成分的添加量相對添加后的成分整體量(主成分+副成分)100mo1來說不到lmol。由上述通式(2)表示的副成分可以是將構(gòu)成AB03型鉤鈦礦化合物的化合物添加到主成分中去，也可以是在與主成分混合的工序中組合原料構(gòu)成AB03型鈣鈦礦化合物進行添加。作為構(gòu)成AB03型鈣鈦礦構(gòu)造的化合物可以舉出BiIN03、BiFe03、BiSc03等。作為在混合工序中構(gòu)成AB03型鉤鈦礦化合物的原料，含有Bi的化合物可以舉出Bi203,含有In的化合物可以舉出ln203,含有Sc的化合物可以舉出Sc203，含有Fe的化合物可以舉出Fe203。這種原料優(yōu)選99%以上高純度的物質(zhì)。本實施方式的副成分是AB03型4丐鈦礦化合物，構(gòu)成A位置的原子是Bi,構(gòu)成B位置的原子是Fe、In、Sc的至少1個，不限于一種金屬元素，可以組合二種以上的金屬元素進行構(gòu)成。并且為了使副成分的原料滿足AB03，也可以用1:1的化學計量比配制構(gòu)成A位置的原子與構(gòu)成B位置的原子，也可以考慮像Bi那樣的金屬元素在燒成工序中的揮發(fā)等制法誤差作百分之幾變動。接下去，對本實施方式的壓電陶瓷組合物的制造方法作說明。作為壓電陶瓷組合物的制造方法沒有特殊限制，對固相熱化學反應(yīng)的制造方法作說明。首先準備主成分原料，使之充分干燥。根據(jù)化學計量比稱量干燥后的各原料，經(jīng)球磨等混合、干燥。接下去用7001000。C程度初燒成該混合物，在分解原料的同時通過固相熱化學反應(yīng)進行固溶體化。將得到的初燒成后的混合物濕式粉碎成中心粒徑5]um程度的微粒子，干燥，制成主成分初燒成粉。另一方面準備副成分原料，使之充分干燥。根據(jù)滿足通式AB03的化學計量比稱量干燥后的各原料，使之濕式混合，制成副成分混合粉。然后根據(jù)通式[(Lix(KwNaY),.xKNb,-z-wTazSbw)03]卜v(AB03)v其中0<V<0.01配制主成分初燒成粉和副成分混合粉，對配制品經(jīng)球磨等進行充分混合、干燥，制成混合物。然后用700800。C程度初燒成所得到的混合物，之后對初燒成后的混合物進行粉碎。在粉碎物中添加有機質(zhì)粘結(jié)劑(粘結(jié)劑等)，造粒后進行加壓成形。加壓成形優(yōu)選將造粒后的粉碎物通過一軸壓榨成形等成形為丸狀，進一步通過冷等靜壓(CIP)等再成形。用10001300。C程度燒成上述得到的成形體，制成燒成體。按所定的尺寸切斷、平行研磨得到的燒成體之后，用飛賊法等在試料的兩面形成電極。然后在80150。C程度的硅油中在電極間施加16kV/mm的直流電壓，在厚度方向?qū)嵤O化，制作壓電陶瓷組合物。如上所述，根據(jù)本實施方式的壓電陶資組合物，作為副成分，用由鈣鈦礦構(gòu)造的AB03(A為Bi，B為Fe、In、Sc的至少1個)所表示的組合，添加二種以上金屬元素，由此能夠顯著提高所得到的壓電陶瓷組合物的抗電場。作為抗電場變高的理由，可以考慮是因為如果Bi用Bi203單獨進行添加的話則是+5價，容易被置換到B位置，而用已知是鈣鈦礦構(gòu)造的ABOs(例如BiFe03)組合進行添加的話則為+3價，容易被置換到A位置。根據(jù)采用這種壓電陶瓷組合物的剪切模式型壓電傳動裝置，使施加到剪切模式型壓電傳動裝置上的驅(qū)動電壓加大，能夠加大最大變位量。另外，因為能夠減薄剪切模式型壓電傳動裝置的厚度所以能夠提高傳動裝置的共振頻率，實現(xiàn)高頻驅(qū)動。另外同樣因為能夠減薄剪切模式型壓電傳動器的厚度所以變位效率也提高。以下，舉例說明將本發(fā)明的剪切模式型壓電傳動裝置應(yīng)用于液滴吐出頭的情況。參照圖1乃至圖3,對將上述壓電陶瓷組合物用作剪切模式型壓電傳動裝置的本發(fā)明涉及的液滴吐出頭的第1實施方式作說明。圖l是本發(fā)明第1實施方式的液滴吐出頭的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明第1實施方式的多噴嘴液滴吐出頭的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是圖1和圖2中所示的液滴吐出頭的動作示意圖。本實施方式的液滴吐出頭中配置著多個被隔墻隔開的液體流路，各個液9體流路具有液體吐出用噴嘴，上述隔墻的一部分或全部用剪切模式型壓電傳動裝置構(gòu)成，在該隔墻的整個表面或一部分上形成了施加驅(qū)動脈沖的電極。通過在所述電極上施加驅(qū)動脈沖，所述隔墻發(fā)生剪切變形，使所述流路內(nèi)的壓力發(fā)生變化，從形成在所述流路一端的所述噴嘴吐出液滴。圖1~圖3中，l是液體管，2是噴嘴形成部件，3是噴嘴，4是液體流路，5是壓電隔墻(剪切模式型壓電傳動裝置)，6是蓋板，7是液體供給口，8是共通墨室，9是基板，10、ll是電極。由壓電隔墻5和蓋板6以及基板9形成液體流^各4。首先準備2張成形為板狀、燒成、在厚度方向極化的所述壓電陶瓷組合物。使極化方向相互不同地重合2張壓電陶瓷組合物，用粘結(jié)劑100上下貼合基板9和重合的2張壓電陶覺組合物，從上側(cè)用金剛石刀刃等切削加工多個形狀完全相同的平4亍槽狀液體流;洛4。這樣鄰"t妾的液體流;珞4由箭頭方向極化的壓電隔墻(剪切模式型壓電傳動裝置)5劃分。用鍍金法或汽相淀積法在壓電隔墻5上形成電極10、ll之后，在上面粘結(jié)蓋板6，并在前面粘結(jié)噴嘴形成部件2。圖1中出示了一個液體流路和具有一個噴嘴的液滴吐出頭，但實際的液滴吐出頭則如圖2(a)所示是在蓋板6和基板9之間并列形成多個由多個壓電隔墻5隔開的液體流路4，液體流路4的一端連著被形成為噴嘴形成部件2的噴嘴3，液體流路4另一端的液體供給口7經(jīng)由共通墨室8通過液體管1與沒有圖示的液箱連接。在緊貼壓電隔墻5形成的電極10和接地電極11之間施加驅(qū)動脈沖電壓。如圖2(a)中箭頭所示，壓電隔墻5由極化方向不同的2個壓電隔墻(剪切模式型壓電傳動裝置)5A和5B構(gòu)成。如圖2(a)所示，該電極10上沒有施加驅(qū)動脈沖時，壓電隔墻5A、5B沒有變形。但如圖2(b)和圖3所示一旦在電才及10上施加驅(qū)動脈沖，則由于與壓電隔墻4及化方向垂直方向的電場而產(chǎn)生剪切應(yīng)力，壓電隔墻5A、5B都在壓電隔墻的接合面產(chǎn)生剪切變形，由此液體流路4的壓力變化，充滿液體流路4的液體一部分從噴嘴3吐出。此時壓電隔墻的平均變位量A及產(chǎn)生壓力P為A二(壓電d15常數(shù))xHxV/(4T)P二(壓電d15常數(shù))xHxV/(2TW(l/B)+(l/S)(dS/dP))其中如圖3所示，H為液體流路4的深度，W為液體流路4的幅度，V10為驅(qū)動脈沖電壓，T為壓電隔墻5的厚度，B為液體的體積彈性率，S為流體流路4的截面積。另外，液滴吐出后向噴嘴的液體供給是通過噴嘴毛細管現(xiàn)象的力從液箱經(jīng)由液體供給口和流路4供給到噴嘴。該液滴吐出頭中的壓電隔墻5采用含有固溶體的壓電陶瓷組合物，該固溶體是由下述通式(l)表示的主成分和以添加量不到固'溶體整體量lmol。/。添加的由下述通式(2)表示的副成分之固溶體。通式(l)(Lix(K!—yNaYVx;KNb卜z-wTazSbw)03(式中0^x^0.2、0Sy^1、0<z^0.4、0<w^0.2)通式(2)AB03(式中A表示Bi;B表示e,In，Sc的至少1個)通過采用本實施方式所述的抗電場高的壓電陶瓷組合物作為壓電隔墻(剪切模式型壓電傳動裝置)，能夠使施加到該壓電隔墻上的驅(qū)動電壓加大，實現(xiàn)加大最大變位量。另外還因為能夠減薄壓電隔墻的厚度所以能夠提高壓電隔墻的共振頻率，實現(xiàn)高頻驅(qū)動。同樣還因為能夠減薄壓電隔墻的厚度所以正如從所述壓電隔墻的平均變位量△公式可知的變位效率也得到提高。并且因為壓電隔墻的厚度能夠減薄所以能夠減小噴嘴間隔P(參照圖2)提高噴嘴密度。還因為其成分中不含有鉛，所以廢棄物等不向自然界流出有害的鉛，能夠?qū)崿F(xiàn)安全性高的無鉛壓電陶瓷組合物。以下參照圖4乃至圖6,對將上述壓電陶瓷組合物用作剪切模式型壓電傳動裝置的本發(fā)明涉及的液滴吐出頭的第2實施方式作說明。圖4是本發(fā)明第2實施方式的液滴吐出頭的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是圖4中所示的液滴吐出頭的立體圖。圖6是圖4和圖5中所示的液滴吐出頭的動作示意圖。本實施方式的液滴吐出頭是設(shè)有多個被隔墻隔開且備有噴嘴的液體流路的液滴吐出頭，所述液體流路由二個所述隔墻、連結(jié)該二個隔墻的壁、形成了所述噴嘴的壁形成，所述連結(jié)壁的至少一個用剪切^^式型壓電傳動裝置構(gòu)成，在該壓電傳動裝置的整個表面或一部分上形成了施加驅(qū)動脈沖的電極。通過在所述電極上施加驅(qū)動脈沖，所述壓電傳動裝置發(fā)生剪切變形，使所述流路內(nèi)的壓力發(fā)生變化，從形成在所述流路一端的所述噴嘴吐出液滴。圖4圖6中，21-1、21-2是兼蓋板的剪切模式型壓電傳動裝置，3是噴嘴，4-1、4-2為液體流路，9是基板，IO是施加驅(qū)動脈沖的電極，ll是接地電極，22-1、22-2是側(cè)壁。側(cè)壁22-l、22-2形成在基板9上，與基板9材料一體。圖4中出示了2個液體流路4-l、4-2,但實際的液滴吐出頭中設(shè)有所需個數(shù)的液體流路4-l、4-2"'4-n。如圖4所示，液體流路4-1例如由基板9和側(cè)壁22-l、22-2以及剪切模式型壓電傳動裝置21-1形成?；?、側(cè)壁22-l等由陶瓷、玻璃等材料構(gòu)成，在蝕刻等工序中形成液體流路4-l、4-2".4-n。剪切模式型壓電傳動裝置21-1、21-2由2個剪切模式型壓電傳動裝置21A和21B構(gòu)成，它們分別如箭頭所示4l化方向不同，即^f及化方向互相相反。在剪切模式型壓電傳動裝置21A、21B的下面形成施加驅(qū)動脈沖的電極10，在其上面形成接地電極11，由此構(gòu)成剪切模式型壓電傳動裝置21-1、21-2由驅(qū)動脈沖驅(qū)動工作。圖4表示電極10上沒有施加驅(qū)動脈沖的狀態(tài)，剪切模式型壓電傳動裝置21-1、21-2沒有變形。如圖6所示一旦在電極IO上施加驅(qū)動脈沖，則與第l實施方式相同，由于與剪切模式型壓電傳動裝置極化方向垂直方向的電場，剪切模式型壓電傳動裝置21-1、21-2都在接合面產(chǎn)生剪切變形，對液體流路4-l、4-2內(nèi)的液體施加壓力。充滿液體流路4-l、4-2的液體一部分從噴嘴3吐出。該液滴吐出頭中的剪切模式型壓電傳動裝置21-1、21-2采用含有固溶體的壓電陶資組合物，該固溶體是由下述通式(l)表示的主成分和以添加量不到固溶體整體量lmol。/。添加的由下述通式(2)表示的副成分的固溶體。通式(l)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage12</formula>(式中0^x^0.2、0^y^l、0<z^0.4、0<w^0.2)通式(2)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage12</formula>(式中A表示Bi;B表示Fe，In，Sc的至少1個)通過采用本實施方式所述的抗電場高的壓電陶瓷組合物作為剪切模式型壓電傳動裝置，能夠使施加到該剪切模式型壓電傳動裝置上的驅(qū)動電壓增加，實現(xiàn)增大最大變位量。另外，還因為能夠減薄剪切模式型壓電傳動裝置的厚度所以能夠提高剪切;漠式型壓電傳動裝置的共振頻率，實現(xiàn)高頻驅(qū)動。同樣還因為能夠減薄剪切模式型壓電傳動裝置的厚度所以變位效率也提高。另夕卜，因為其成分中不含有鉛，所以廢棄物等不向自然界流出有害的鉛，能夠?qū)崿F(xiàn)安全性高的無鉛壓電陶資組合物。本發(fā)明的液滴吐出頭不僅能應(yīng)用于噴墨打印機等中采用的噴墨頭，還能夠廣泛應(yīng)用于例如形成電子回路、制造液晶顯示器用彩色過濾、制造有機EL顯示器等工業(yè)用途。實施例制造本發(fā)明實施例涉及的壓電陶瓷組合物，評價其特性。以下對制造方法作詳細說明。首先，作為壓電陶瓷組合物主成分的原料，準備純度99%以上高純度的Li2C03、Na2C03、K2C03、Nb205、Ta205、Sb205。充分干燥后，用上述通式(Lix(K-YNaY))—x〉(Nb!.z—wTazSbw)03中x=0,04、y=0.52、z=0.1、w=0.06之化學計量比、即上述通式為(Li謹(K。.48Nao.52)0.96)(Nb謹Tao.,SbQ.Q6)03之化學計量比進4于配制。然后用球磨在無水丙酮中將配制好的原料混合24小時，干燥、制作混合物。接下去用750°C初步燒成該混合物5小時，將該初步燒成后的混合物通過球磨粉碎24小時。干燥該粉碎好的混合物，作為主成分初步燒成粉。準備作為副成分的純度99。/。以上高純度的Bi203、Fe203、Sc203、ln203。用上述通式AB03(A=Bi;B=Fe、Sc、In的任何一個)之化學計量比、即上述通式為BiIN03、BiSc03、BiFe03之化學計量比進行配制，作為副成分混合粉。用上述通式((Li謹(K,Nao.52)o.96KNb,Ta(HSbo.o6)03:h-v(AB03)v中v=0.002、0.004、0.006、0.01之化學計量比，分別配制主成分初步燒成粉和副成分混合粉。如表1所示對于得到的壓電陶瓷組合物，以沒有添加副成分的為試料No.l。作為副成分添加了BiIN03的以添加量0.2mol%、0.4mol%、0.6mol%、lmol。/。為序，依次為試料No.2、No.3、No.4、No.5。同樣，作為副成分添加了BiSc03的以添加量為序依次為No.6No.9，添加了BiFeCb的以添加量為13序依次為No.10~No.13。另外如表2所示，在上述公式(Lio.2(Ko.5Nao.5)o.8KNb,Tao.Sb謹)03中以沒有添加副成分的為試料No.14。同樣作為副成分添加了BiFe03的以添加量為序依次為試料No.15~No.18。另夕卜，在上述公式(Li(n(Ko.5Nao.5)0.9}(Nb0.64Ta0.3Sb。.。6)03中以沒有添加副成分的為試料N0.19。作為副成分添加了0.6mol%BiFeO3的為試料No.20。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>表2<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>通過球磨在無水丙酮中將分別配制好的壓電陶乾組合物混合24小時，干燥、制作混合物。接下去用70080(TC對該混合物進行5小時初步燒成，用球磨對該初步燒成后的混合物進行24小時粉碎。接下去添加粘結(jié)劑聚乙烯醇縮丁醛，進行造粒加壓成形。加壓成形是將造粒后的粉碎物通過一軸壓榨成形成形為丸狀，再通過等壓冷榨(CIP)用lton/cn^的壓力對其再成形。用10001300。C燒成由此得到的成形體1小時制作燒成體。此時的燒成溫度是在10001300。C之間選定最大密度的溫度。在此，上述公式(Lio.o4(K。.48Nao.52)o.9^(Nb謹Ta(uSb謹)03中副成分添加量為lmoP/o的得不到精細的燒結(jié)體。用粉末X線分析(XRD)對得到的燒結(jié)體進行了結(jié)晶相的認同。本發(fā)明壓電陶瓷組合物構(gòu)成的燒結(jié)體其衍射峰值為鈣鈦礦構(gòu)造單相，且隨副成分的添加量作連續(xù)性移動，因此確認到了固溶體的生成。接下去將得到的燒成體按所定尺寸切斷，平行研磨至厚度0.5mm程度之后，在試料的兩面通過飛賊法設(shè)金電極，然后在80150。C的珪油中向電極間施力口16kV/mm的直流電壓10分鐘，在厚度方向?qū)嵤O化，制作壓電陶乾組合物。接下去對試料No.lNo.20測定壓電(115常數(shù)、抗電場Ec。壓電山5常數(shù)是采用阻抗分析器(AgilentTechNologies公司制造4294A)用共振-反共振法進行測定?？闺妶鯡c用下述方法進行測定。采用強電介質(zhì)特性評價系統(tǒng)(RadiantTechNologies公司制造)在室溫下測定P-E滯后現(xiàn)象。對各試料施加1kv、2kv、3kv、4kv及5kv的電壓，從得到的滯后現(xiàn)象曲線求得極化量為零時的電場強度作為抗電場Ec。其結(jié)果出示在表1和表2中。由表l、表2可知，本發(fā)明的壓電陶瓷組合物其壓電d,5常數(shù)幾乎不變，抗電場Ec變高。由此能夠使施加在采用該壓電陶瓷組合物的剪切模式型壓電傳動裝置上的驅(qū)動電壓增加，加大最大變位量。另外，因為能夠減薄剪切模式型壓電傳動裝置的厚度所以能夠提高傳動裝置的共振頻率，實現(xiàn)高頻驅(qū)動。同樣還因為能夠減薄剪切模式型壓電傳動裝置的厚度所以變位效率也提根據(jù)本發(fā)明的備有剪切模式型壓電傳動裝置的液滴吐出頭，能夠使施加在所述剪切模式型壓電傳動裝置上的驅(qū)動電壓增加，增大最大變位量。另外，因為能夠減薄剪切模式型壓電傳動裝置的厚度所以能夠提高傳動裝置的共振頻率，能夠?qū)崿F(xiàn)高頻驅(qū)動。同樣因為能夠減薄剪切模式型壓電傳動裝置的厚度所以變位效率也提高。并且將剪切模式型壓電傳動裝置用作液體流路的隔墻時，因為能夠減薄隔墻的厚度所以能夠提高噴嘴的密度。尤其是在上述公式{Lio.o4(Ka48Nao.52)o.96}(Nbo.84Tao.tSbo.o6)03中作為副成分添加了BiFe03的試料No.l0~12，其中壓電d15常數(shù)幾乎不變，抗電場Ec變得更高。由此能夠進一步使施加在采用該壓電陶瓷組合物的剪切模式型壓電傳動裝置上的驅(qū)動電壓增加，進一步加大最大變位量。另外，因為能夠進一步減薄剪切模式型壓電傳動裝置的厚度所以能夠進一步提高傳動裝置的共振頻率，實現(xiàn)更高頻驅(qū)動。同樣還因為能夠進一步減薄剪切模式型壓電傳動裝置的厚度所以變位效率也更加提高。根據(jù)本發(fā)明的備有剪切模式型壓電傳動裝置的液滴吐出頭，能夠進一步使施加在所述剪切模式型壓電傳動裝置上的驅(qū)動電壓增加，進一步增大最大變位量。另外，因為能夠進一步減薄剪切模式型壓電傳動裝置的厚度所以能夠更加提高傳動裝置的共振頻率，能夠?qū)崿F(xiàn)更高頻驅(qū)動。同樣因為能夠進一步減薄剪切模式型壓電傳動裝置的厚度所以也更加提高變位效率。并且，將剪切模式型壓電傳動裝置用作液體流路的隔墻時，因為能夠進一步減薄隔墻的厚度所以能夠進一步提高噴嘴的密度。另外，本實施例中是采用(Li譲(Ko.48Nao.52)o.96)(Nb,Tao.,Sb,)03、{Lio.^Ko.sNao.sVKNbo.MTafuSbo.o^C^{1^0巡0，0.5)0.9}(Nb0.64Ta0.3Sb0.06)O3作為主成分，但只要是由通式(Lix(K,.YNaY)!oa(Nb,-z.wTazSbw)03表示的、xw分別在0^x^0.2、0^y^l、0<z^0.4、0<w$0.2合成范圍的化合物，都可以用作為主成分，能夠得到同樣的效果。另外，本實施例中是以副成分混合粉作為副成分進行添加，但預先初步燒成副成分原料作為副成分初步燒成粉進行添加也能夠得到同樣的效果。18權(quán)利要求1.一種剪切模式型壓電傳動裝置，其特征在于，采用含有固溶體的壓電陶瓷組合物，所述固溶體是由下述通式(1)表示的主成分和以不到固溶體整體量1mol％的添加量添加的由下述通式(2)表示的副成分的固溶體，通式(1){Lix(K1-YNaY)1-x}(Nb1-Z-WTaZSbW)O3式中0≦x≦0.2、0≦y≦1、0<z≦0.4、0<w≦0.2，通式(2)ABO3式中A表示Bi；B表示Fe、In、Sc的至少1個。2.權(quán)利要求1中記載的剪切模式型壓電傳動裝置，其特征在于，所述固溶體具有4丐鈦礦構(gòu)造。3.—種液滴吐出頭，其特征在于，備有權(quán)利要求1或2中記載的剪切模式型壓電傳動裝置。4.權(quán)利要求3中記載的液滴吐出頭，其特征在于，配置著多個被隔墻隔開的液體流路，各個液體流路具有液體吐出用噴嘴，所述隔墻的一部分或全部用所述剪切模式型壓電傳動裝置構(gòu)成。全文摘要提供一種不含鉛、采用抗電場高的壓電陶瓷組合物的剪切模式型壓電傳動裝置，以及備有該剪切模式型壓電傳動裝置的液滴吐出頭。剪切模式型壓電傳動裝置的特征在于，采用含有固溶體的壓電陶瓷組合物，所述固溶體是由下述通式(1)表示的主成分和以不到固溶體整體量1mol％的添加量添加的由下述通式(2)表示的副成分的固溶體。通式(1){Li_X(K_1-YNa_Y)_1-X}(Nb_1-Z-WTa_ZSb_W)O₃(式中0≤x≤0.2、0≤y≤1、0＜z≤0.4、0＜w≤0.2)，通式(2)ABO₃(式中A表示Bi；B表示Fe、In、Sc的至少1個)。文檔編號H01L41/187GK101512787SQ20078003302公開日2009年8月19日申請日期2007年8月2日優(yōu)先權(quán)日2006年9月8日發(fā)明者浦木信吾申請人:柯尼卡美能達控股株式會社