本发明专利技术提供具有使用呈现电场感应相变的压电材料的压电元件且能够以期望的振幅驱动的液体喷射装置。其具有：压力产生室，与排出液体的喷嘴开口连通；压电元件，具备第1电极、在第1电极上形成的压电体层和在压电体层上形成的第2电极；驱动单元，对压电元件提供使压力产生室产生压力变化而从喷嘴开口排出液滴的驱动信号；压电体层呈现电场感应相变；驱动单元，对压电元件提供驱动信号，使压力产生室产生压力变化而从喷嘴开口排出液滴，即该驱动信号：在将压电体层发生电场感应相变的电压中绝对值大的电压设为VF、绝对值小的电压设为VAF时，以对压电体层施加电压而经过了VF后的且绝对值大于等于VAF的电压为基点，以绝对值处于大于等于VAF的范围内的方式使电压变化。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及具备压电元件的液体喷射装置，该压电元件包括使与喷嘴开口连通的压力产生室产生压力变化的第I电极、压电体层以及第2电极。
技术介绍
作为搭载于液体喷射装置的液体喷射头的代表例，例如，有下述的喷墨式记录头:由振动板构成与排出墨滴的喷嘴开口连通的压力产生室的一部分，通过压电元件使该振动板变形而对压力产生室的墨加压，而从喷嘴开口排出为墨滴。作为搭载于这样的喷墨式记录头的压电元件，有由2个电极夹持压电体层而构成的结构，该压电体层包含呈现电机械转换功能的压电材料、例如结晶化的电介质材料，例如有下述结构:遍及振动板的表面整体、通过成膜技术形成均匀的压电材料层，通过光刻法将该压电材料层切分为与压力产生室对应的形状，以按每一压力产生室独立的方式形成压电元件。对于这样的压电元件所使用的压电材料，要求高的压电特性(变形量)，作为代表例，例如举出钛酸锆酸铅(PZT)(参照专利文献I)。特开2001-223404号公报但是，在前述的钛酸锆酸铅中包含铅，从环境问题的观点来看，要求抑制了铅的含有量的压电材料。并且，作为不含有铅的压电材料，虽然例如存在具有由ABO3表示的钙钛矿结构的BiFeO3等各种材料，但是与钛酸锆酸铅相比较，存在变形量小的问题。因此，考虑不使用PZT等铁电体，而使用由于呈现电场感应相变所以变形量变大的反铁电体，但是由于使用了反铁电体的压电元件的表现与使用了铁电体的情况不同，使用了反铁电体的压电元件的表现为由于反铁电体在一定电压以下无法驱动、变形量相对于电压不是直线性，所以难以实现小振幅振动等，所以在以往的喷墨式记录装置中，存在难以产生所期望的振幅的问题。
技术实现思路
本专利技术是鉴于这样的情况而实现的，其目的在于提供具有使用了呈现电场感应相变的压电材料且能够以所期望的振幅驱动的液体喷射装置。解决上述问题的本专利技术的方式，在于液体喷射装置，其具有:压电元件，其具备第I电极、在该第I电极上形成的压电体层和在该压电体层上形成的第2电极；以及驱动单元，其对前 述压电元件提供使前述压力产生室产生压力变化而从前述喷嘴开口排出液滴的驱动信号；其中:前述压电体层呈现电场感应相变；前述驱动单元，通过对前述压电元件提供下述驱动信号，使前述压力产生室产生压力变化而从前述喷嘴开口排出液滴，即该驱动信号为:在将前述压电体层发生电场感应相变的电压之中绝对值大的电压设定为Vf、将绝对值小的电压设定为Vaf时，以对前述压电体层施加电压而经过了 Vf后的且绝对值大于等于Vaf的电压为基点，以绝对值处于大于等于Vaf的范围内的方式使电压变化的驱动信号。在这样的方式中，由于在呈现电场感应相变的压电材料的、变形量相对于电压变化呈现直线性的铁电相的区域驱动压电元件，所以能够产生小振幅振动。此外，本专利技术的液体喷射装置，具有:压力产生室，其与排出液体的喷嘴开口连通；压电元件，其具备第I电极、在该第I电极上形成的压电体层和在该压电体层上形成的第2电极；以及驱动单元，其对前述压电元件提供使前述压力产生室产生压力变化而从前述喷嘴开口排出液滴的驱动信号；其中:前述压电体层呈现电场感应相变；前述驱动单元，通过对前述压电元件提供下述驱动信号，使前述压力产生室产生压力变化而从前述喷嘴开口排出液滴，即该驱动信号为:在将前述压电体层发生电场感应相变的电压之中绝对值大的电压设定为Vf、将绝对值小的电压设定为Vaf时，以对前述压电体层施加电压而经过了 Vf后的且绝对值大于Vaf的电压为基点、使电压变化至绝对值小于该Vaf的电压为止的驱动信号，或者以对前述压电体层施加电压而经过Vf前的且绝对值小于Vf的电压为基点、使电压变化至绝对值大于该Vf的电压为止的驱动信号。在这样的方式中，由于在呈现电场感应相变的压电材料的、呈现电场感应相变的区域驱动压电元件，所以能够产生大振幅振动。此外，本专利技术的液体喷射装置，具有:压力产生室，其与排出液体的喷嘴开口连通；压电元件，其具备第I电极、在该第I电极上形成的压电体层和在该压电体层上形成的第2电极；以及驱动单元，其对前述压电元件提供使前述压力产生室产生压力变化而从前述喷嘴开口排出液滴的驱动信号；其中:前述压电体层呈现电场感应相变；前述驱动单元，通过对前述压电元件提供下述驱动信号，使前述压力产生室产生压力变化而从前述喷嘴开口排出液滴，即该驱动信号为:在将前述压电体层发生电场感应相变的电压之中绝对值大的电压设定为Vf、将绝对值小的电压设定为Vaf时，以对前述压电体层施加电压而经过了 Vf后的且绝对值大于等于Vaf的电压为基点、以绝对值处于大于等于Vaf的范围内的方式使电压变化的驱动信号，以及 以对前述压电体层施加电压而经过了 Vf后的且绝对值大于Vaf的电压为基点、使电压变化至绝对值小于该Vaf的电压为止的驱动信号。在这样的方式中，由于在变形量相对于电压呈现直线性的铁电相的区域以及呈现电场感应相变的反铁电相的区域这两个区域驱动压电元件，所以能够由同一压电元件产生小振幅振动和大振幅振动。另外，优选地，具有:驱动信号控制部，其选择性地对前述压电元件提供下述驱动信号:以对前述压电体层施加电压而经过了 ％后的且绝对值大于等于Vaf的电压为基点、以绝对值处于大于等于Vaf的范围内的方式使电压变化的驱动信号和以对前述压电体层施加电压而经过了 Vf后的且绝对值大于Vaf的电压为基点、使电压变化至绝对值小于该Vaf的电压为止的驱动信号。由此，由于具有选择性地对压电元件供给用于小振幅振动的驱动信号和用于大振幅振动的驱动信号的驱动信号控制部，所以能够产生所期望的振幅。在上述液体喷射装置中，优选地，前述压电材料是包含B1、La、Fe以及Mn的钙钛矿型复合氧化物，并呈现电场感应相变，特别地，包含由下述通式(I)表示的复合氧化物。由此，成为具有下述压电元件的液体喷射装置，该压电元件由于抑制铅的含有量所以能够减轻对于环境的负担，并且变形量大。(Bi1-^Lax) (Fe1^yjMny)O3 (I)其中，0.21 彡 X 彡 0.38,0.01 ^ y ^ 0.09。附图说明图1是表示本专利技术的实施方式I的记录装置的概略结构的图。图2是表示实施方式I的记录头的概略结构的分解立体图。图3是实施方式I的记录头的俯视图以及剖视图。图4是表示反铁电体的P-V曲线的图。图5是表示实施例1的P-V曲线的图。图6是表示实施例2的P-V曲线的图。图7是表示实施例3的P-V曲线的图。图8是表示实施例4的P-V曲线的图。图9是表示实施例5的P-V曲线的图。图10是表示实施例6的P-V曲线的图。图11是表示实施例7的P-V曲线的图。图12是表示实施例8的P-V曲线的图。图13是表示实施例9的P-V`曲线的图。图14是表示实施例10的P-V曲线的图。图15是表示实施例11的P-V曲线的图。图16是表示比较例I的P-V曲线的图。图17是表示比较例2的P-V曲线的图。图18是表示比较例3的P-V曲线的图。图19是表示实验例2的X射线衍射图案的图。图20是表示实验例2的X射线衍射图案的图。图21是表示实施例7的S-V曲线的图。图22是表示实施例6的S-V曲线的图。图23是表示实施例3的S-V曲线的图。图24是表示实施例6的15V下的S-V曲线的图。图25是表示实施例6的30V下的S-V曲线的图。图本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种液体喷射装置，具有：压力产生室，其与排出液体的喷嘴开口连通；压电元件，其具备第1电极、在该第1电极上形成的压电体层和在该压电体层上形成的第2电极；以及驱动单元，其对前述压电元件提供使前述压力产生室产生压力变化而从前述喷嘴开口排出液滴的驱动信号；其特征在于：前述压电体层呈现电场感应相变；前述驱动单元，通过对前述压电元件提供下述驱动信号，使前述压力产生室产生压力变化而从前述喷嘴开口排出液滴，即该驱动信号为：在将前述压电体层发生电场感应相变的电压之中绝对值大的电压设定为VF、将绝对值小的电压设定为VAF时，以对前述压电体层施加电压而经过了VF后的且绝对值大于等于VAF的电压为基点，以绝对值处于大于等于VAF的范围内的方式使电压变化的驱动信号。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：米村贵幸，
申请(专利权)人：精工爱普生株式会社，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。