CN103907214A

CN103907214A - 压电材料、压电元件和电子设备

Info

Publication number: CN103907214A
Application number: CN201280052504.7A
Authority: CN
Inventors: 村上俊介; 渡边隆之; 久保田纯
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2011-10-26
Filing date: 2012-10-22
Publication date: 2014-07-02
Also published as: US9680086B2; EP2771918B1; WO2013062120A1; JP6080465B2; EP2771918A1; US20140265729A1; KR101597926B1; KR20140094574A; JP2013107813A

Abstract

本发明提供了一种压电材料，该压电材料具有优良的绝缘和压电特性，并且不含有铅和钾，本发明还提供了均使用上述压电材料的压电元件和多层压电元件。该压电元件是由如下通式(1)表示的钙钛矿类型的金属氧化物：(1-x){(Na_yBa_1-z)(Nb_zTi_1-z)O₃}-xBiFeO₃ (1)。在该通式中，满足0<x≤0.015,0.80≤y≤0.95,并且0.85≤z≤0.95。该压电元件包括上述的压电材料和均与该压电材料接触地设置的一对电极。多层压电元件包括由上述压电材料形成的压电材料层和含有至少一个内部电极的电极，所述压电材料和电极交替地层压至彼此。

Description

压电材料、压电元件和电子设备

技术领域

本发明涉及一种压电材料，更具体地涉及一种无铅压电材料。另外，本发明还涉及均使用上述压电材料的压电元件和多层压电元件、用于制造多层压电元件的方法以及液体排放头、液体排放装置、超声马达、光学设备、振动装置、灰尘去除装置、成像设备和电子设备。

背景技术

含有铅的锆钛酸铅是一种代表性压电材料并已经用在各种压电装置(例如致动器、振荡器、传感器和过滤器)中。然而，已经指出，当含有铅的压电装置一旦被丢弃并暴露于酸雨时，包含在压电材料中的铅成分就溶解在酸雨中并被土壤吸收，由此可能不利地影响生态***。因而，为了实现无铅压电装置，已经积极地进行了无铅压电材料的研究和开发。

根据NPL1，当少量钛酸钡固溶在作为反铁电物质的铌酸钠中时，铌酸钠变成铁电物质。此外，NPL1已经公开了剩余极化强度、矫顽磁场、压电常数和机电耦合系数，这些都是在1,200℃到1,280℃烧结浓度为5％到20％的含有钛酸钡的化合物时获得的。NPL1中公开的无铅材料还不包含钾，这使得烧结困难并且降低了抗湿性。此外，NPL1中公开的材料的居里温度高于钛酸钡的居里温度(110℃到120℃)，钛酸钡是代表性无铅压电材料。NPL1还公开了化合物(Na_0.9Ba_0.1)(Nb_0.9Ti_0.1)O₃的居里温度是230℃，在该温度能够获得143pC/N的最大压电常数d₃₃。

另外，PTL1已经公开，当向压电陶瓷(其是铌酸钠和钛酸钡的固溶体)添加钴时，压电常数提高。另外，PTL1还公开，在PTL1的压电材料当中，至少包含一种样品，该样品由于10⁶Ω或更小的低绝缘特性而难以被极化。

引用列表

专利文献

PTL1:日本专利特开No.2009-227535

非专利文献

NPL1：2006年美国陶瓷协会会刊，J.T.Zeng等人，第89卷第2,828至2,832页。

发明内容

技术问题

根据相关技术，为了改进通过在铌酸钠中固溶钛酸钡获得的压电材料(以下称为“NN-BT”)的压电常数，必须在1,200℃到1,280℃的高温执行烧结，另外，不可避免地必须使用昂贵且还被认为是有害物质的钴。而且，还存在的问题是含有钴的NN-BT的绝缘电阻不一定高。

为了解决上述问题而做出了本发明，本发明提供了一种不含有铅、钾和钴的压电材料，该压电材料具有100℃以上的居里温度，能够在低于1200℃的低温进行烧结，并且具有优良的绝缘和压电特性。另外，本发明提供了压电元件和多层压电元件，它们均使用以上所述的无铅压电材料，本发明还提供了均使用以上描述的压电元件或多层压电元件的液体排放头、超声马达和灰尘去除装置。

问题解决方案

解决上述问题的根据本发明第一方面的压电材料是包括由如下通式(1)表示的钙钛矿类型的金属氧化物的压电材料，

(1-x){(Na_yBa_1-z)(Nb_zTi_1-z)O₃}-xBiFeO₃ (1)

(在该通式中，保持0<x≤0.015,0.80≤y≤0.95,并且0.85≤z≤0.95)。

根据本发明的第二方面的压电元件包括第一电极、压电材料和第二电极，并且所述压电材料是根据本发明的第一方面的压电材料。

根据本发明的第三方面的多层压电元件包括压电材料层和包括至少一个内部电极的电极层，所述压电材料层和所述电极层被交替地层压至彼此。在所述多层压电元件中，所述压电材料层包括上述的压电材料

根据本发明的第四方面的液体排放头包括与喷射端口连通的液体腔室、振动部和上述的压电元件或多层压电元件。

根据本发明的第五方面的液体排放装置包括用于记录介质的输送单元和上述的液体排放头。

根据本发明的第六方面的超声马达包括：振动体，该振动体包括上述的压电元件或多层压电元件；以及与所述振动体接触的运动体。

根据本发明的第七方面的光学设备包括上述超声马达，该超声马达位于驱动部中。

根据本发明第八方面的振动装置包括：振动体；和上述的压电元件或多层压电元件。

根据本发明的第九方面的灰尘去除装置包括上述的振动装置，该振动装置位于振动部中。

根据本发明的第十方面的成像设备包括：上述的灰尘去除装置；和具有光接收表面的成像单元。在所述成像设备中，所述灰尘去除装置中的振动体和所述成像单元的光接收表面顺序地设置在同一轴线上。

根据本发明的第十一方面的电子设备包括：压电声学部件，该压电声学部件包括上述的压电元件或多层压电元件。

发明的有利效果

本发明提供了一种不含有铅、钾和钴的压电材料，该压电材料具有100℃以上的居里温度，能够在低于1200℃的低温进行烧结，并且具有优良的绝缘和压电特性。另外，本发明提供了一种压电元件和多层压电元件，它们均使用以上所述的压电材料，本发明还提供了均使用以上描述的压电元件或多层压电元件的液体排放头、液体排放装置、超声马达、光学设备、振动装置、灰尘去除装置、成像设备和电子设备。

本发明的压电材料由于不使用铅而对环境的负担较小。另外，由于不使用钾，还能够获得优良的烧结特性和抗湿性。

附图说明

图1是示出了本发明的压电元件的结构的一个实施例的示意图。

图2A和2B是均示出了本发明的多层压电元件的结构的一个实施例的示意性剖视图。

图3A和3B是均示出了本发明的液体排放头的结构的一个实施例的示意图。

图4是示出了本发明的液体排放装置的一个实施例的示意图。

图5是示出了本发明的液体排放装置的一个实施例的示意图。

图6A和6B是均示出了本发明的超声马达的结构的一个实施例的示意图。

图7A和7B是均示出了本发明的光学设备的一个实施例的示意图。

图8是示出了本发明的光学设备的一个实施例的示意图。

图9A和9B是均示出了使用本发明的振动装置作为灰尘去除装置的一个实施例的示意图。

图10是示出了本发明的灰尘去除装置的压电元件的结构的示意图。

图11是示出了本发明的灰尘去除装置的振动原理的示意图。

图12是示出了本发明的成像设备的一个实施例的示意图。

图13是示出了本发明的成像设备的一个实施例的示意图。

图14是示出了本发明的电子设备的一个实施例的示意图。

具体实施方式

下面将描述本发明的实施例。

本发明提供了一种无铅压电材料，该无铅压电材料通过使用NN-BT作为基材而具有优良的压电和绝缘特性。另外，通过利用这些特性作为介电材料，本发明的压电材料可以被应用于各种应用，例如电容器、存储器和传感器。

本发明的压电材料包括由如下通式(1)表示的钙钛矿类型的金属氧化物：

(1-x){(Na_yBa_1-z)(Nb_zTi_1-z)O₃}-xBiFeO₃ (1)

(在该通式中，保持0<x≤0.015,0.80≤y≤0.95,并且0.85≤z≤0.95)

上述通式(1)表示(1-x)摩尔{(Na_yBa_1-z)(Nb_zTi_1-z)O₃}(NN-BT)和x摩尔BiFeO₃的金属氧化物组合物。尽管上述通式(1)中的NN-BT表示通过将钛酸钡固溶在铌酸钠中获得的NaNbO₃和BaTiO₃的固溶体，但是Na在烧结时容易蒸发，因而在某些情况下Na相对于Nb可能不足。在上述通式(1)中，考虑到其中本发明的压电材料的Na可能不足的情况，Na的下标由“y”表示，从而与Nb的下标“z”区分开。

另外，尽管不总是需要形成完美的固溶体，但是当通过NN的斜方晶结构、BT的四方晶结构以及BiFeO₃的斜方六面体结构的准同型相界效应将NN-BT和BiFeO₃彼此均匀地固溶而形成单相钙钛矿类型结构时，压电常数的改进程度得以提高。

上述通式(1)中的x的范围为大于0至0.015。当BiFeO₃的x大于0.015时，居里温度过度降低，结果，在某些情况下由于装置形成步骤中或装置操作中产生的热而可能发生去极化。另一方面，即使BiFeO₃的量非常小，也能够获得改进绝缘电阻和压电特性的作用。x的范围优选为0.001到0.015，更优选为0.001到0.013，当x在上述范围内时，改进压电常数的作用比不含有BiFeO₃的组合物高10％以上。

通式(1)的y的范围为0.80至0.95。当钠的y小于0.8时，以化学计量为基础，钠小于铌的95％。在钠不足超过5％的组合物中，产生杂质相(具有与Ba₄Nb₂O₉、Ba₆Ti₇Nb₉O₄₂、Ba₃Nb₄Ti₄O₂₁、Ba₃Nb_3.2Ti₅O₂₁等的x射线衍射图案类似的x射线衍射图案的相)，结果，样本的绝缘特性下降。另外，当钠的y大于0.95时，压电特性下降。当钠的y在0.80到0.95的范围内时，能够抑制杂质相的产生，并且能够获得优良的压电特性。另外，y更优选在0.80到0.90的范围内。

通式(1)中的z的范围为0.85到0.95。当铌的z小于0.85时，居里温度下降到小于110℃。另一方面，当铌的z大于0.95时，压电特性降低。另外，z更优选在0.85到0.90的范围内。

在通式(1)中，当z值较小(诸如z≤0.87)而x值较大(诸如x≥0.013)时，虽然本发明的压电材料的压电特性得以改进，但是作为交换，居里温度下降。为了防止本发明的压电材料由于在装置形成步骤中加热或装置操作中产生的热而被去极化，作为本发明的压电材料，期望选择居里温度为100℃以上，优选110℃以上，并且更优选130℃以上的组合物。本发明的压电材料的居里温度可以在微米级基础上通过组合物参数x、y和z以及组合物均匀度来控制。

在该说明书中，除了由居里韦斯定律限定的居里温度之外，还将在铁电相和顺电相(立方相)之间的相变温度的附近介电常数最大的温度限定为居里温度。

在该说明书中，钙钛矿结构表示通常由化学式ABO₃代表的晶体结构。元素A和B分别占据单位晶格的分别被称为A和B位点的具***置。在立方钙钛矿结构的情况下，A位点元素占据单位晶格的8个角部，B位点元素占据一个体心位置，氧原子占据六个面心位置。A位点元素的配位数为12，B位点的配位数为6。

为了容易地制造本发明的压电材料并调整其特性，可以将钡部分地替换为至少一个二价金属元素，诸如锶或钙。如在以上描述的情况下，也可以将铌部分地替换为至少一个五价金属元素，例如钽或钒。

本发明的压电材料具有特征组合物，并且由于压电材料的形式不受限制，所以可以使用粉末、单晶、聚晶陶瓷和形成在基板上的膜中的任何一种。为了制造本发明的压电材料的烧结陶瓷，可以使用金属氧化物、粉末金属盐或其液体(其中每个都形成压电材料)作为原材料。另外，还可以使用钛酸钡粉末、铌酸钠粉末或铁酸铋粉末作为原材料。

可以在空气中以正常压力烧结成型体(compact)。除了以上描述的过程之外，如果需要，还可以使用电加热方法、微波烧结方法、毫米波烧结方法和热等静压方法。

尽管烧结温度不受特别限制，但是通过向NN-BT添加BiFeO₃的作用，本发明的压电材料能够通过低温过程获得足够的压电特性。例如，尽管在烧结温度不是1,280℃以上时由相关的NN-BT形成的陶瓷压电材料无法获得足够的密度和压电特性，但是本发明的压电材料能够在大约1,100℃到1,200℃的烧结温度形成为具有足够密度和压电特性的压电陶瓷。

当本发明的压电材料的晶粒直径大于100μm时，其强度在一些情况下在切割和抛光处理时可能不够。因此，压电材料的平均晶粒直径优选在0.3μm到100μm的范围内。

当使用本发明的压电材料作为形成在基板上的膜时，该压电材料的厚度优选为200nm至10μm，更优选为300nm至3μm。当将压电材料的厚度设定为200nm到10μm时，能够获得作为压电元件的足够机电转换功能。

将膜层压的方法不受特别限制。例如，可以提及的有化学溶液沉积法(CSD法)、溶胶凝胶法、有机金属化学气相沉积法(MOCVD法)、喷溅法、脉冲激光沉积法(PLD法)、热液合成法、和气溶胶沉积法(AD法)。在上述这些方法中，最优选的层压方法是化学溶液沉积法或喷溅法。通过化学溶液沉积法或喷溅法，能够容易地增加膜形成区域。

用于本发明的压电材料的基板优选是沿着(001)平面或(110)平面切割和抛光的单晶基板。当使用沿着具体晶面切割和抛光的单晶基板时，设置在基板的表面上的压电材料膜可以在与基板的方向相同的方向上强烈取向。

下面，将描述使用本发明的压电材料的压电元件。

图1是示出了本发明的压电元件的结构的一个实施例的示意图。本发明的压电元件是至少具有第一电极1、压电材料2和第二电极3的压电元件，并且压电材料2是本发明的压电材料。

当使用本发明的压电材料用于至少具有第一电极和第二电极的压电元件时，能够对压电材料的压电特性进行评估。第一电极和第二电极均由厚度大约为5nm到2,000nm的导电层形成。其材料不受特别限制，可以使用通常用于压电元件的任何材料。例如，可以涉及诸如Ti、Pt、Ta、Ir、Sr、In、Sn、Au、Al、Fe、Cr、Ni、Pd、Ag和Cu之类的金属及其化合物。

第一电极和第二电极可以均由以上提及的那些中的一种类型形成，或者可以由层压至彼此的至少两种类型形成。另外，第一电极可以由与第二电极相同或不同的材料形成。

用于制造第一电极和第二电极的方法不受特别限制，这些电极可以通过烘焙金属膏形成，或者可以例如通过喷溅法或沉积法形成。另外，可以对第一电极和第二电极均进行构图而使其具有期望形状。

在以上压电元件中，当极化轴线在预定方向上对准时是更优选的。当极化轴线在预定方向上对准时，该压电元件的压电常数增加。

压电元件的极化方法不受特别限制。极化处理可以在空气中或油中进行。尽管极化温度优选为60℃到160℃，但是根据形成元件的压电材料的成分而略微改变最佳条件。为了极化处理施加的电场优选等于或大于该材料的矫顽磁场，并且具体为1至5kV/mm。

压电元件的压电常数和机械品质因数可以根据日本电子情报技术产业协会的标准(JEITA EM-4501)通过根据使用商业上可获得的阻抗分析仪获得的共振频率和***振频率的测量结果计算而获得。在下文中，将该方法称为共振-***振法。

接下来，将描述使用本发明的压电材料的多层压电元件。

本发明的多层压电元件是一种多层压电元件，其中压电材料层和包括至少一个内部电极的电极彼此交替层压，并且压电材料层均由本发明的压电材料形成。

图2A是示出了本发明的多层压电元件的结构的一个实施例的示意性剖视图。本发明的多层压电元件由压电材料层54和包括至少一个内部电极55的电极形成，并且是其中压电材料层和层状电极彼此交替层压且压电材料层54均由上述压电材料形成的多层压电元件。除了内部电极55之外，所述电极还可以包括外部电极，例如第一电极51和第二电极53。

图2A示出了本发明的多层压电元件的结构，其中两个压电材料层54被层压至彼此，且二者之间设置一个内部电极55，这样形成的层压体被第一电极51和第二电极53夹持。另外，如图2B所示，压电材料层的数量以及内部电极的数量可以增加，并且其数量不受限制。图2B中所示的多层压电元件具有如下结构：9个压电材料层504和8个内部电极505交替地层压至彼此，这样形成的层压体被第一电极501和第二电极503夹持，并且设置了用于将交替地形成在相应侧的内部电极短路的外部电极506a和506b。

内部电极55以及第一和第二电极51和53的尺寸和形状不必与压电材料层54的尺寸和形状相同，并且可以被分成多个部分。与在上述情况中一样，内部电极505以及第一和第二电极501和503的尺寸和形状不必与压电材料层504的尺寸和形状相同，并且可以被分成多个部分。

内部电极55和505、第一电极51和501、第二电极53和503以及外部电极506a和506b均由厚度大约为5nm到2,000nm的导电层形成。其材料不受特别限制，可以使用通常用于压电元件的任何材料。例如，可以涉及诸如Ti、Pt、Ta、Ir、Sr、In、Sn、Au、Al、Fe、Cr、Ni、Pd、Ag和Cu之类的金属及其化合物。内部电极55和505、第一电极51和501、第二电极53和503以及外部电极506a和506b均可以由以上提及的那些金属及其化合物中的一种或混合物或者含有至少两种上述金属的合金形成，或者可以通过层压以上提及的金属或金属化合物中的至少两种来形成。另外，多个电极可以由不同材料形成。鉴于廉价的电极材料，内部电极55和505均优选含有Ni作为主要成分。在本发明的多层压电元件中，优选内部电极包括Ag和Pd，并且优选Ag的含量M1与Pd的含量M2的重量比M1/M2在1.5到9.0的范围内。该重量比M1/M2更优选在2.3到4.0的范围内。当该重量比M1/M2小于1.5时，内部电极的烧结温度不利地增加。另一方面，当该重量比M1/M2大于9.0时，由于内部电极形成为岛状，所以在其表面中不利地产生不规则性。

如图2B所示，包括内部电极505的多个电极可以被彼此短路，以便使驱动电压的相位彼此一致。例如，可以涉及这样的结构，其中内部电极505被交替地短路至第一电极501和第二电极503。另外，电极之间的短路形式不受限制。例如，可以在多层压电元件的每个侧表面上设置电极或导线，或者在每侧设置贯穿压电材料层504的通孔之后，在其中设置导电材料，从而将电极之间短路。

本发明的液体排放头至少具有与喷射端口连通的液体腔室、振动部和压电元件或多层压电元件。图3A和3B均是示出了本发明的液体排放头的结构的一个实施例的示意图。如图3A和3B所示，本发明的液体排放头是具有本发明的压电元件101的液体排放头。该压电元件101是具有至少第一电极1011、压电材料1012和第二电极1013的压电元件。如果需要，如图3B所示对该压电材料1012进行构图。图3B是该液体排放头的示意图。该液体排放头具有喷射端口105、单独液体腔室102、连接在单独液体腔室102和喷射端口105之间的连通孔106、液体腔室分隔件104、公共液体腔室107、振动板103和压电元件101。在该图中，尽管压电元件101具有矩形形状，但是其形状还可以为椭圆形、圆形、平行四边形等。通常，压电材料1012的形状沿着单独液体腔室102的形状。将参照图3A详细描述包含在本发明的液体排放头中的压电元件101及其附近。图3A是图3B中所示的压电元件的沿着其宽度方向截取的剖视图。尽管该压电元件101的横截面以矩形形状示出，但是其横截面可以是梯形或倒梯形。在图中，第一电极1011和第二电极1013分别用作下电极和上电极。然而，第一电极1011和第二电极1013的布置不限于此。例如，第一电极1011可以用作下电极或上电极。与以上描述的情况一样，第二电极1013可以用作上电极或下电极。另外，可以在振动板103和下电极之间设置缓冲层108。尽管这些名称的不同通过用于制造装置的不同方法来确定，但在两种情况下都可以获得本发明的效果。在上述的液体排放头中，振动板103通过压电材料1012的膨胀和收缩而上下移动，因此向单独液体腔室102中的液体施加压力。结果，从喷射端口105排出液体。本发明的液体排放头可以用于打印机应用以及电子装置的制造。振动板103的厚度为1.0μm至15μm，优选为1.5μm至8μm。尽管用于振动板的材料不受限制，但优选使用Si。用于振动板的Si可以掺杂有硼或磷。另外，振动板上的电极和缓冲层可以用作振动板的一部分。缓冲层108的厚度为5nm至300nm，优选为10nm到200nm。喷射端口105的尺寸在圆的直径方面为5μm到40μm。喷射端口105的形状可以为圆形，或者可以为星形、多边形、三角形等。

接下来将描述本发明的液体排放装置。本发明的液体排放装置具有记录介质的输送单元和以上描述的液体排放头。

作为本发明的液体排放装置的一个示例，可以提及图4和5所示的喷墨记录装置。图5中所示的液体排放装置(喷墨记录装置)881处于其中图4中所示的外部882至885和887被拆卸的状态。喷墨记录装置881具有自动馈送部897以将作为记录介质的记录纸自动地馈送到装置主体896中。另外，喷墨记录装置881还具有：输送单元899，该输送单元899将从自动馈送部897馈送的记录纸引导到预定记录位置且然后从该记录位置引导到排出端口898；记录部891，该记录部891在被输送到记录位置的记录纸上执行记录；回收部890，该回收部890在记录部891上进行回收处理。记录部891容纳本发明的液体排放头并设置有在轨道上往复移动的托架892。

在这种喷墨记录装置中，当托架892通过从计算机发送的电信号而在轨道上移动并且驱动电压被施加至将压电材料保持在中间的电极时，压电材料移位。通过该压电材料的移位，单独液体腔室102通过图3B中所示的振动板103而被加压，以将墨水从喷射端口105排出，从而进行打印。在本发明的液体排放装置中，液体能够被以高排放速率均匀地排出，并且能够实现减小装置尺寸。

尽管上面以举例方式描述了打印机，但是除了打印装置(诸如包括传真机、多功能设备和复印机之类的喷墨记录装置)之外，本发明的液体排放装置还可以应用于工业液体排放装置、用于对象的打印设备等。

本发明的超声马达至少具有包括压电元件或多层压电元件的振动体和与该振动体接触的移动体。图6A和6B均是示出了本发明的超声马达的结构的一个实施例的示意图。图6A中示出了本发明的超声马达，该超声马达包括由单个板形成的压电元件。该超声马达具有振子201、在由压力弹簧(未示出)施加的压力作用下与振子201的滑动表面接触的转子202、以及与转子202一体地设置的输出轴203。振子201由金属弹性环2011、本发明的压电元件2012和将压电元件2012粘至弹性环2011的有机粘合剂2013(例如环氧树脂或丙烯酸类)形成。本发明的压电元件2012由设置在第一电极和第二电极(它们没有在图中示出)之间的压电材料形成。如果向本发明的压电元件施加相位差为π/2的两相交流电压，则在振子201中产生弯曲行进波，并且振子201的滑动表面上的每个点都执行椭圆运动。如果转子202与该振子201的滑动表面压力接触，则转子202从振子201接收摩擦力并且在与弯曲行进波的方向相反的方向上旋转。未在图中示出的从动体被结合至输出轴203并由转子202的旋转力驱动。当向压电材料施加电压时，压电材料通过压电横向效应而膨胀和收缩。当将诸如金属之类的弹性体结合至压电元件时，该弹性体通过压电材料的膨胀和收缩而扭曲。以上描述的超声马达的类型为利用该原理的超声马达。接下来将参照图6B举例说明包括层压结构的压电元件的超声马达。振子204由设置在圆柱形金属弹性体2041之间的多层压电元件2042形成。该多层压电元件2042是由层压至彼此的压电材料(未示出)形成的元件，并且具有位于层压体外部表面上的第一电极和第二电极以及位于层压体内部表面上的内部电极。金属弹性体2041利用螺栓结合至彼此以将压电元件2042固定在其间，由此形成振子204。通过向压电元件2042施加具有不同相位的交流电压，振子204激发出彼此正交的两个振动。这两个振动被合成为圆振动，以驱动振子204的前部。另外，周向凹槽形成在振子204的上部中，从而增加用于驱动的振动的移位。转子205通过压力弹簧206与振子204压力接触以获得用于驱动的摩擦力。转子205由轴承可旋转地支撑。

接下来描述本发明的光学设备。本发明的光学设备具有位于驱动部中的以上描述的超声马达。

图7A和7B均为示出了单透镜反射照相机的可替换透镜镜筒的主剖视图，该照相机是本发明的成像设备的优选实施例的一个示例。另外，图8是单透镜反射照相机的可替换透镜镜筒的分解透视图，该照相机是本发明的成像设备的优选实施例的一个示例。固定镜筒712、线性导向镜筒713和前透镜组镜筒714固定至照相机的可拆卸支座711。这些都是可替换透镜镜筒的固定构件。

在线性导向镜筒713中，形成在光轴方向上的用于聚焦透镜702的线性驱动导向凹槽713a。在直径方向上突出到外部的凸轮辊717a和717b通过轴螺钉718固定至保持聚焦透镜702的后透镜组镜筒716，并且凸轮辊717a被装配在该线性驱动导向凹槽713a中。

凸轮环715沿着线性导向镜筒713的内周可旋转地装配。当固定至凸轮环715的辊719被装配在线性导向镜筒713的周向凹槽713b中时，限制线性导向镜筒713和凸轮环715在光轴方向上的相对移动。在该凸轮环715中，形成了用于聚焦透镜702的凸轮凹槽715a，并且在凸轮凹槽715a中，装配上述凸轮辊717b。

在固定镜筒712的外周侧，布置了通过滚珠座圈727相对于固定镜筒712可旋转地保持在预定位置的旋转传动环720。在旋转传动环720中，辊722均由从旋转传动环720径向延伸的轴720f可旋转地保持，并且该辊722的大直径部722a与手动聚焦环724的安装侧端部表面724b接触。另外，辊722的小直径部722b与接头构件729接触。以规则间隔沿着旋转传动环720的外周布置的辊722的数量为6，并且这些辊都被布置成满足上述位置关系。

在手动聚焦环724的内直径部处，布置低摩擦片(垫圈构件)733，并且该低摩擦片设置在固定镜筒712的安装侧端部表面712a和手动聚焦环724的前侧端部表面724a之间。另外，低摩擦片733的外径具有环状并且被装配至手动聚焦环724的内径724c，此外，手动聚焦环724的内径724c被装配至固定镜筒712的外直径部712b。该低摩擦片733用于降低旋转环机构的摩擦，该旋转环机构被构造成使得手动聚焦环724围绕光轴相对于固定镜筒712旋转。另外，辊722的大直径部722a和手动聚焦环724的安装侧端部表面724a通过朝向透镜挤压超声马达725的波形垫圈726的力而彼此压力接触。另外，与在上述情况中一样，通过朝向透镜挤压超声马达725的波形垫圈726的力，辊722的小直径部722b和接头构件729也通过施加至其的适当力彼此压力接触。波形垫圈726通过卡合安装至固定镜筒712的垫圈732而被限制在安装方向上的移动，由波形垫圈726产生的弹簧力(偏压)通过超声马达725传输到辊722，以产生手动聚焦环724挤压固定镜筒712的安装侧端部表面712a的力。也就是说，手动聚焦环724被组装成被挤压至固定镜筒712的安装侧端部表面712a，且低摩擦片733设置在二者之间。因而，当超声马达725被图中未示出的控制部相对于固定镜筒712旋转驱动时，由于接头构件729与辊722的小直径部722b摩擦接触，所以辊722围绕轴720f旋转。当辊722围绕轴720f旋转时，结果使得旋转传动环720围绕光轴旋转(自动聚焦操作)。

另外，当从手动操作输入部(未示出)向手动聚焦环724施加围绕光轴的旋转力时，由于手动聚焦环724的安装侧端部表面724b与辊722的大直径部722a压力接触，所以辊722通过摩擦力围绕轴720f旋转。当辊722的大直径部722a围绕轴720f旋转时，旋转传动环720围绕光轴旋转。在该阶段，超声马达725被构造成不通过转子725c和定子725b的摩擦保持力而旋转(手动聚焦操作)。

在旋转传动环720中，两个聚焦键728设置在彼此面对的位置处，从而与设置在凸轮环715的前端部处的凹口部715b接合。因此，当进行自动聚焦操作或手动聚焦操作并且旋转传动环720围绕光轴旋转时，其旋转力通过聚焦键728传输到凸轮环715。当凸轮环围绕光轴旋转时，被凸轮辊717a和线性驱动导向凹槽713a限制旋转的后透镜组镜筒716通过凸轮辊717b沿着凸轮环715的凸轮凹槽715a来回移动。因此，聚焦透镜702被驱动，从而进行聚焦操作。

在这种情况下，作为本发明的光学设备，尽管举例说明了单透镜反射照相机的可替换透镜镜筒，但是本发明可以被应用于在驱动部中具有超声马达的光学设备，而不管照相机的类型如何，例如紧凑型照相机、电子静态照相机和带照相机的个人数字助理。

例如用于颗粒、粉末和液滴的运输和去除的振动装置已经广泛地用在电子设备等中。

在下文中，将描述使用本发明的压电元件的灰尘去除装置作为本发明的振动装置的一个示例。

本发明的灰尘去除装置具有振动体和压电元件或多层压电元件。

图9A和9B是示出了本发明的灰尘去除装置的一个实施例的示意图。灰尘去除装置310由板状压电元件330和振动板320形成。压电元件330可以是本发明的多层压电元件。尽管振动板320的材料不受限制，但是当灰尘去除装置310用于光学装置时，可以使用半透明材料或反光材料用于该振动板320。

图10是示出了图9A和9B中所示的压电元件330的结构的示意图。图10的部分(a)和(c)分别示出了压电元件330的前表面和后表面，而图10的部分(b)示出了其侧表面。如图9A和9B所示，压电元件330由压电材料331、第一电极332和第二电极333形成，并且第一电极332和第二电极333被布置成面对压电材料331的相应表面。与在图9A和图9B中所示的情况一样，压电元件330可以是本发明的多层压电元件。在这种情况下，压电材料331和内部电极被形成为具有交替结构，并且内部电极被交替地短路至第一电极332和第二电极333，从而可以向相应的压电材料层施加具有不同相位的驱动波形。在图10的部分(c)中所示的压电元件330的设置有第一电极332的前表面由第一电极表面336表示，而在图10的部分(a)中所示的压电元件330的设置有第二电极333的前表面由第二电极表面337表示。

在这种情况下，本发明的电极表面表示压电元件的设置有电极的表面，并且例如如图10所示，第一电极332可以延伸至第二电极表面337。

通过将压电元件330的第一电极表面336固定至如图9A和9B所示的振动板320的板表面而将压电元件330固定至振动板320。另外，通过压电元件330的驱动而在压电元件330和振动板320之间产生应力，从而在振动板中产生平面外振荡。本发明的灰尘去除装置310是用于通过振动板320的平面外振荡去除附着在振动板320的表面上的诸如灰尘之类的异物的装置。平面外振荡指的是使振动板在光轴方向上(即在振动板的厚度方向上)移位的弹性振动。

图11是示出本发明的灰尘去除装置310的振动原理的示意图。图11的部分(a)示出了其中向位于从右到左方向上的一对压电元件330施加具有相同相位的交流电场以在振动板320中产生平面外振荡的状态。形成上述一对压电元件330的压电材料的极化方向与压电元件330的厚度方向相同，并且灰尘去除装置310由第七振动模式驱动。图11的部分(b)示出了其中向位于从右到左方向上的上述一对压电元件330施加具有180度相反相位的交流电场以在振动板320中产生平面外振荡的状态。灰尘去除装置310由第六振动模式驱动。本发明的灰尘去除装置310是能够通过选择性地使用至少两个振动模式而将附着到振动板的表面的灰尘有效去除的装置。

接下来，将描述本发明的成像设备。本发明的成像设备至少具有上述灰尘去除装置和成像单元，并且特征在于所述灰尘去除装置的振动构件和成像单元的光接收表面顺序地设置在同一轴线上。图12和13均是示出数字单透镜反光照相机的视图，该照相机是本发明的成像设备的优选实施例的一个示例。

图12是从物体侧观看的照相机主体601的前侧透视图，并示出了其中成像透镜单元被拆掉的状态。图13是示出了照相机内部的示意结构的分解透视图，以图示出本发明的灰尘去除装置和成像单元400的***结构。

在照相机主体601中，设置了镜盒605，经过成像透镜的图像拍摄光通量被引导到该镜盒605内，主镜(快速返回镜)606被布置在镜盒605中。主镜606可以相对于成像光轴保持在45°的角度，以在五面镜(未示出)方向上引导图像拍摄光通量，或者能够被保持在从图像拍摄光通量退回的位置以将图像拍摄光通量引导至成像设备(未示出)。

在用作照相机本体的骨架的本体机架300的物体侧，镜盒605和快门单元200从物体侧以该顺序布置。另外，在本体机架300的图像拍摄人员侧，布置成像单元400。成像单元400通过调节而被布置成使得将成像设备的成像表面设置成与用作装配成像透镜单元的基线的安装部602的装配表面平行，且其间具有预定空间。

在这种情况下，尽管已经将数字单透镜反射照相机描述为本发明的成像设备，但是也可以使用例如成像透镜单元可互换照相机，诸如不包括镜盒605的无反射镜单透镜数字照相机。另外，在诸如成像透镜单元可互换摄像机、复印机、传真机和扫描仪，或者具有成像设备的电子或电动设备的各种成像设备中，特别地，本发明还可以应用于需要将其光学部件表面上附着的灰尘去除的设备。

接下来将描述本发明的电子设备。本发明的电子设备包括具有压电元件或多层压电元件的压电声学部件。作为压电声学部件，可以提及例如扬声器、蜂鸣器、麦克风和表面声波(SAW)元件。

图14示出了从数字照相机的前侧观看的该数字照相机的主体931的完整透视图，该数字照相机是本发明的电子设备的优选实施例的一个示例。在主体931的前表面上，布置了光学装置901、麦克风914、闪光灯发射部909和辅助光部916。麦克风914由于被结合在主体中而以虚线示出。在麦克风914的前面，为了从外部获取声音，形成了孔形状。

在主体931的上表面上，布置了电源按钮933、扬声器912、变焦杆932和执行聚焦操作的释放按钮908。扬声器912由于被结合在主体931中而以虚线示出。在扬声器912的前面，为了将声音发送到外部，形成了孔形状。

本发明的压电声学部件可用于麦克风914、扬声器914和表面声波元件中的至少一个。

在这种情况下，尽管已经将数字照相机描述为本发明的电子设备，但是本发明的电子设备还可以应用于包括各种压电声学部件的诸如声音重现设备、声音记录设备、移动电话和个人数字助理之类的电子设备。

如已经描述的，本发明的压电元件和多层压电元件能优选应用于液体排放头、液体排放装置、超声马达、光学设备、振动装置、灰尘去除装置、成像设备和电子设备。当使用本发明的压电元件或多层压电元件时，可以提供一种液体排放头，该液体排放头的喷嘴密度和液体排放速率等于或大于使用含有铅的压电元件的液体排放头的喷嘴密度和液体排放速率。

当使用本发明的液体排放头时，可以提供一种液体排放装置，该液体排放装置的液体排放速率和排放准确度等于或大于使用含有铅的压电元件时获得的液体排放速率和排放准确度。当使用本发明的压电元件或多层压电元件时，可以提供一种超声马达，该超声马达的驱动力和耐用性等于或大于使用含有铅的压电元件时获得的驱动力和耐用性。

当使用本发明的超声马达时，可以提供一种光学设备，该光学设备的耐用性和操作准确度等于或大于使用含有铅的压电元件时获得的耐用性和操作准确度。

当使用本发明的压电元件或多层压电元件时，可以提供一种振动装置，该振动装置的振动能力和耐用性等于或大于使用含有铅的压电元件时获得的振动能力和耐用性。

当使用本发明的振动装置时，可以提供一种灰尘去除装置，该灰尘去除装置的灰尘去除效率和耐用性等于或大于使用含有铅的压电元件时获得的灰尘去除效率和耐用性。

当使用本发明的灰尘去除装置时，可以提供一种成像设备，该成像设备的灰尘去除功能等于或大于使用含有铅的压电元件时获得的灰尘去除功能。

当使用包括本发明的压电元件或多层压电元件的压电声学部件时，可以提供一种电子设备，该电子设备的发声特性等于或大于使用含有铅的压电元件时获得的发声特性。

除了液体排放头、马达等之外，本发明的压电材料还可以应用于诸如超声振子、压电致动器、压电传感器和铁电存储器之类的装置。

示例

在下文中，尽管参照了如下示例更详细地描述了本发明的压电材料，但是本发明不限于此。

通过如下过程处理和评价在示例和比较例中获得的压电材料及其中间体。

为了进行评价，压电材料通过抛光处理而被加工成具有大约0.5mm的厚度。压电材料的密度通过阿基米德法评价，并且当其密度为理论值的95％以上时，则推断出充分地进行结晶化。压电材料的晶相和晶格常数通过x射线衍射测量来评价。

比较例1至3

不使用BiFeO₃成分而由NN-BT形成用于比较的金属氧化物材料。作为原材料，使用碳酸钠(Na₂CO₃)、氧化铌(Nb₂O₅)和钛酸钡(BaTiO₃)的粉末。对于钛酸钡的粉末，使用商业上可获得的具有100nm粒径的粉末(由Sakai Chemical Industry有限公司制造的BT01(商标名称))。当对原材料进行称重，使得钠和铌的摩尔比为1:1以进行NN-BT的合成时，在一些情况下检测到了衍射图案与Ba₄Nb₂O₉(ICDD35-1154)、Ba₆Ti₇Nb₉O₄₂(ICDD47-0522)、Ba₃Nb₄Ti₄O₂₁(ICDD70-1150)、Ba₃Nb_3.2Ti₅O₂₁(ICDD33-0170)中的至少一个的衍射图案类似的杂质相。因此，在形成比较例1至3的金属氧化物材料时，钠的量被称重成相对于目标组合物超过3％。因此，显著地抑制了杂质相的产生。

对原材料进行称重并混合在一起，以获得目标组合物Na_zBa_1-zNb_zTi_1-zO₃(z＝0.85(比较例1)，0.88(比较例2)，和0.90(比较例3))。在1,000℃到1,110℃在空气中将这样混合的粉末煅烧2到5小时。在将煅烧粉末研磨成粉之后，将粘结剂添加至其中，并且进行颗粒化。将颗粒化材料装入模具并压缩，从而形成直径为17mm厚度为大约1mm的成型体。将所获得的成型体在1,280℃的最大温度在空气中烧制2到6小时，从而获得烧结体。

通过x射线衍射，确认该样本具有近似单相的钙钛矿结构。该烧结体的密度为理论密度的95％以上。当通过感应耦合等离子体质谱分析法(ICP)评价烧结体的组分时，钠的量比目标组合物的量小大约3％。

示例1至7

通过与比较例1至3类似的方法，将样本均形成为本发明的压电材料。然而，为了获得目标组合物(1-x){(Na_yBa_1-z)(Nb_zTi_1-z)O₃}-xBiFeO₃(x＝0.0010(示例1)，0.0025(示例2)，0.0050(示例3)，0.0075(示例4)，0.010(示例5)，0.013(示例6)和0.015(示例7)，y＝0.88，并且z＝0.88)，称重并混合铁酸铋(BiFeO₃)粉末。通过在混合商业上可获得的氧化铋和氧化铁(III)之后以800℃烧制5小时而预先形成铁酸铋。另外，当对氧化铋和氧化铁进行称重以获得目标组合物并随后将其与NN-BT混合时，也获得与上述相同的效果。通过在1,160℃的最高温度在空气中将成型体烧制1到6小时而获得烧结体。

通过烧结压电材料的x射线衍射测量，确认所述样品具有近似单相的钙钛矿结构。该压电材料的密度为理论密度的95％以上。当通过ICP评价烧结体的组分时，钠的量从目标组合物减少至多5％。

示例8至11

通过类似于示例1至7的方法，将样品均形成为本发明的压电材料。然而，称重并混合铁酸铋(BiFeO₃)粉末，使得x＝0.0010(示例8)，0.0050(示例9)，0.013(示例10)，0.015(示例11)，并且y＝0.85，z＝0.85。通过在1,160℃的最高温度在空气中将成型体烧制1到6小时而获得烧结体。

通过烧结压电材料的x射线衍射测量，确认所述样品具有近似单相的钙钛矿结构。该压电材料的密度为理论密度的95％以上。当通过ICP评价该烧结体的组分时，钠的量从目标组合物减少至多5％。

示例12至15

通过类似于示例1至11的方法，将样品均形成为本发明的压电材料。然而，称重并混合铁酸铋(BiFeO₃)粉末，使得x＝0.0010(示例12)，0.0050(示例13)，0.013(示例14)，0.015(示例15)，并且y＝0.90，z＝0.90。通过在1,160℃的最高温度在空气中将成型体烧制1到6小时而获得烧结体。

比较例4至6

通过类似于示例1至15的方法，均形成用于比较的金属氧化物材料。然而，称重并混合原材料粉末，使得x＝0.020，且y＝z＝0.88(比较例4)，0.85(比较例5)和0.90(比较例4)。通过在1,160℃的最高温度在空气中将成型体烧制1到6小时获得烧结体。

通过烧结压电材料的x射线衍射测量，确认所述样品具有近似单相的钙钛矿结构。该压电材料的密度为理论密度的93％以上。当通过ICP评价该烧结体的组成时，钠的量从目标组合物减少至多5％。

对各个示例1至15的压电材料的表面进行抛光，并且为了去除表面上的有机成分，在400℃到1,000℃在空气中进行1小时热处理。在如此处理的压电材料的前表面和后表面上，通过DC喷溅法形成金电极，从而形成本发明的压电元件。将该压电元件加工成尺寸为10mm×2.5mm×0.5mm的条带形状，并评价其各种特性。

对于每个比较例1至6中的金属氧化物材料，进行与示例1至15类似的处理以形成用于比较的元件。通过使用该用于比较的元件，评价各种特性。

为了测量电阻率，使用非极化元件。在元件的两个电极之间施加10V直流偏压，并且通过在电压施加20秒后测量的漏电流值来获得电阻率。当该电阻率为1GΩ·cm以上且优选100GΩ·cm以上时，在压电材料和压电元件的实际使用中获得了足够的绝缘特性。

在对压电特性进行评价之前，通过极化处理对样品进行处理。具体地说，在油浴中将样品加热至100℃至150℃之后，向样品施加20kV/cm的电压30分钟，并且在施加电压的同时将样品冷却到室温。

使用上述条带形状的压电元件通过共振-***振法评价压电材料的压电常数(d₃₁)和机械品质因子(Qm)。通过Berlincourt法评价压电元件的压电常数(d₃₃)。对于居里温度的测量，测量相对介电常数最大时的温度并将该温度当作居里温度。

表1示出了从各个示例1至15的压电材料获得的压电元件以及从各个比较例1至6的金属氧化物材料获得的元件的电阻率、压电常数(d₃₁)、压电常数(d₃₃)和居里温度。压电常数d₃₁的值表示绝对值。

[表1]

*上述组合物均为目标组合物，并且在烧结之后，Na在一些情况下不足。

(注意1)“目标组合物(1-x)(NN-BT)-xBFO”表示“目标组合物(1-x){(Na_yBa_1-z)(Nb_zTi_1-z)O₃}-xBiFeO₃”。

从表1发现，当向NN-BT添加铁酸铋时，压电常数(d₃₁)和压电常数(d₃₃)增加。然而，与比较例4至6的情况一样，当x为0.20时，尽管压电常数比没有添加铁酸铋时获得的压电常数高，但是居里温度过度降低，结果，实际无法使用金属氧化物材料。另外，当在比较例1与示例1至7之间、比较例2与示例8至11之间以及比较例3与示例12至15之间进行比较时，发现通过向NN-BT添加铁酸铋，电阻率也提高。

另外，尽管在表1中没有示出，但机械品质因子(Qm)也通过共振-***振法评价。示例1至15的机械品质因子都为280以上，并且均足以用作共振类型的压电元件。

示例16

与示例4的情况一样，在将原材料的粉末湿混合然后脱水并干燥之后，在1,000℃至1,100℃执行煅烧，从而获得煅烧材料。在向这样获得的煅烧材料添加有机粘结剂之后，通过刮刀法进行片材形成，并且获得厚度均为50μm的生片材。

用于内部电极的导电膏印刷在生片材上。作为导电膏，使用70％Ag和30％Pd的合金。接下来，在将这样形成的九张生片材(每个上面都施加有导电膏)层压至彼此之后，在1,140℃将这样形成的层压体烧制以形成烧结体。在将这样获得的烧结体切割成10mm×2.5mm的尺寸之后，对其侧表面进行抛光，并且通过Au喷溅形成一对外部电极(第一电极和第二电极)，每个外部电极将交替地位于一侧的内部电极短路，从而形成图2B中所示的多层压电元件。

当观察这样获得的多层压电元件的内部电极时，均用作电极层的Ag-Pd层交替地形成，且在其间设置有压电材料层。

在评价压电特性之前在样品上进行极化处理。具体地说，在将样品在热板上加热至100℃至150℃之后，在第一电极和第二电极之间施加20kV/cm的电压30分钟，并且在施加电压的同时将样品冷却至室温。

当评价压电特性，发现能够获得相当于示例4的压电材料的足够绝缘特性和优良的压电特性。

比较例7

与在比较例1的情况中一样，在将原材料的粉末湿混合然后脱水并干燥之后，在1,000℃至1,100℃执行煅烧，从而获得煅烧材料。在向这样获得的煅烧材料添加有机粘结剂之后，通过刮刀法进行片材形成，并且获得厚度均为50μm的生片材。

用于内部电极的导电膏印刷在生片材上。作为导电膏，使用70％Ag和30％Pd的合金。接下来，在将这样形成的九张生片材(每个上面都施加有导电膏)层压至彼此之后，在1,280℃将这样形成的层压体烧制以获得烧结体。与示例16的情况一样，加工这样获得的烧结体，从而形成如图2B所示的多层压电元件。

当观察这样获得的多层压电元件的内部电极时，用作电极材料的Ag-Pd融化，并且Ag和Pd扩散到压电材料层内。另外，由于一对外部电极之间的元件的电阻率较低，诸如10⁶Ω·cm以下，所以不能测量压电常数。

比较例8

与比较例7的情况一样，获得厚度均为50μm的生片材。

用于内部电极的导电膏印刷在生片材上。作为导电膏，使用70％Ag和30％Pd的合金。接下来，在将这样形成的九张生片材(每个上面都施加有导电膏)层压至彼此之后，在1,140℃将这样形成的层压体烧制以获得烧结体。与示例16的情况一样，机加工这样获得的烧结体，从而形成如图2B所示的多层压电元件

当观察这样获得的多层压电元件的内部电极时，均用作电极层的Ag-Pd层交替形成，且其间设置有压电材料层。然而，由于压电材料层的烧结密度不够，一对外部电极之间的元件的电阻率较低，诸如10⁸Ω·cm以下，所以不能检测压电常数d₃₁，并且压电常数d₃₃低于10pC/N。

示例17

通过使用示例4的压电元件，形成了图3中所示的液体排放头。确认输入电信号之后的墨水的排放。

示例18

通过使用示例17的液体排放头，形成了图4中所示的液体排放装置。在记录介质上确认输入电信号之后的墨水的排放。

示例19

通过使用示例4的压电元件，形成了图6B所示的超声马达。确认了马达随着交流电压的施加而旋转。

示例20

通过使用示例19的超声马达，形成了图7中所示的光学设备。确认了随着交流电压的施加而进行的自动聚焦操作。

示例21

通过使用示例4的压电元件，形成了图9中所示的灰尘去除装置。当塑料珠散开并且施加交流电压时，确认了优良的灰尘去除率。

示例22

通过使用示例21的灰尘去除装置，形成了图12中所示的成像设备。当成像设备操作时，成像单元的表面上的灰尘被更好地去除，从而获得不具有与灰尘有关的缺陷的图像。

示例23

通过使用示例16的多层压电元件，形成了图3中所示的液体排放头。确认了输入电信号之后的墨水排放。

示例24

通过使用示例23的液体排放头，形成了图4中所示的液体排放装置。在记录介质上确认输入电信号之后的墨水排放。

示例25

通过使用示例16的多层压电元件，形成了图6B中所示的超声马达。确认了马达随着交流电压的施加而旋转。

示例26

通过使用示例25的超声马达，形成了图7中所示的光学设备。确认了随着交流电压的施加而进行的自动聚焦操作。

示例27

通过使用示例16的多层压电元件，形成了图9中所示的灰尘去除装置。当塑料珠散开并且施加交流电压时，确认了优良的灰尘去除率。

示例28

通过使用示例27的灰尘去除装置，形成了图12中所示的成像设备。当成像设备操作时，成像单元的表面上的灰尘被更好地去除，从而获得不具有与灰尘有关的缺陷的图像。

示例29

通过使用示例16的多层压电元件，形成了图14中所示的电子设备。确认了随着交流电压的施加而进行的扬声器操作。

尽管已经参照示例性实施例描述了本发明，但是应该理解本发明不限于所公开的示例性实施例。以下权利要求的范围将给予最宽广的解释，从而涵盖所有这样的修改和等同结构及功能。

本申请要求2011年10月26日提交的日本专利申请No.2011-235205和2012年10月4日提交的日本专利申请No.2012-221969的权益，通过引用将它们全文结合于此。

工业实用性

即使在高环境温度下，本发明的压电材料也表现出了更好的压电特性。由于不含有铅，本发明的压电材料对环境的负担较小。因此，本发明的无铅压电材料可以应用于使用大量压电材料的诸如液体排放头、超声马达和灰尘去除装置之类的设备，而不会带来任何问题。

附图标记列表

1 第一电极

2 压电材料

3 第二电极

101 压电元件

102 单独液体腔室

103 振动板

104 液体腔室分隔件

105 喷射端口

106 连通孔

107 公共液体腔室

108 缓冲层

1011 第一电极

1012 压电材料

1013 第二电极

201 振子

201 转子

203 输出轴

204 振子

205 转子

206 弹簧

2011 弹性环

2012 压电元件

2013 有机粘合剂

2041 金属弹性体

2041 多层压电元件

310 灰尘移除装置

320 振动板

330 压电元件

331 压电材料

332 第一电极

333 第二电极

336 第一电极表面

337 第二电极表面

51 第一电极

53 第二电极

54 压电材料层

55 内部电极

501 第一电极

503 第二电极

504 压电材料层

505 内部电极

506a 外部电极

506b 外部电极

601 照相机主体

602 安装部

605 镜盒

606 主镜

200 快门单元

300 本体机架

701 前组透镜

702 后组透镜(聚焦透镜)

711 可拆卸支座

712 固定镜筒

713 线性导向镜筒

714 前透镜组镜筒

715 凸轮环

716 后透镜组镜筒

717 凸轮辊

718轴螺钉

719辊

720旋转传动环

722辊

724手动聚焦环

725超声马达

726波形垫圈

727滚珠座圈

728聚焦键

729接头构件

732垫圈

733低摩擦片

881液体排放装置

882 外部

883 外部

884 外部

885 外部

887 外部

890 回收部

891 记录部

892 托架

896 装置主体

897 自动馈送部

898 排放端口

899 输送单元

901 光学装置

908 释放按钮

909 闪光灯发射部

912 扬声器

916 辅助灯部

931 主体

932 变焦杆

933 电源按钮

Claims

1.一种压电材料，包括：

由如下通式(1)表示的钙钛矿类型的金属氧化物：

(1-x){(Na_yBa_1-z)(Nb_zTi_1-z)O₃}-xBiFeO₃ (1)

其中在该通式中，保持0<x≤0.015,0.80≤y≤0.95,并且0.85≤z≤0.95。

2.根据权利要求1所述的压电材料，其中所述压电材料具有110℃或更高的居里温度。

3.一种压电元件，包括：

第一电极；

压电材料(部)；和

第二电极，

其中所述压电材料是根据权利要求1或2所述的压电材料。

4.一种多层压电元件，包括：

压电材料层；和

包括至少一个内部电极的电极层，所述压电材料层和所述电极层被交替地层压至彼此；

其中所述压电材料层包括根据权利要求1或2所述的压电材料。

5.根据权利要求4所述的多层压电元件，其中所述内部电极包括Ag和Pd，并且Ag的重量M1和Pd的重量M2的比(M1/M2)在1.5到9.0的范围内。

6.根据权利要求4所述的多层压电元件，其中所述内部电极包括Ni和Cu中的至少一个。

7.一种液体排放头，包括：

与喷射端口连通的液体腔室；

振动部；和

根据权利要求3所述的压电元件或根据权利要求4至6中任一项所述的多层压电元件。

8.一种液体排放装置，包括：

用于记录介质的输送单元；和

根据权利要求7所述的液体排放头。

9.一种超声马达，包括：

振动体，该振动体包括根据权利要求3所述的压电元件或根据权利要求4至6中任一项所述的多层压电元件；和

与所述振动体接触的运动体。

10.一种光学设备，包括：

根据权利要求9所述的超声马达，该超声马达位于驱动部中。

11.一种振动装置，包括：

振动体；和

12.一种灰尘去除装置，包括：

根据权利要求11所述的振动装置，该振动装置位于振动部中。

13.一种成像设备，包括：

根据权利要求12所述的灰尘去除装置；和

具有光接收表面的成像单元，

其中所述灰尘去除装置中的振动体和所述成像单元的光接收表面顺序地设置在同一轴线上。

14.一种电子设备，包括：

压电声学部件，该压电声学部件包括根据权利要求3所述的压电元件或根据权利要求4至6中任一项所述的多层压电元件。