JP2006086223A - 圧電素子、液滴吐出ヘッド及び液滴吐出装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 金属酸化物層166は、電界が印加されることにより変形する圧電体156に対して所定方向の電界が印加される際の低電位側に設けられ、当該電界の印加により圧電体156内に発生する酸素空孔180を補償し、金属酸化物層164は、圧電体156に対して印加される電界の高電位側に設けられ、当該電界とは逆向きの電界の印加により圧電体156内に蓄積される酸素空孔180を補償するので、圧電素子144の圧電特性の劣化を修復することができる。
【選択図】図4
Description
(1)まず、必要な厚さ(例えば、30μm)に加工したPZTからなる圧電体156の振動板124側の面上に金属酸化物層166として、例えば、酸化錫膜を形成する。この場合には、酸化錫ターゲットを用いてスパッタリング法により形成したり、錫ターゲットを用いて反応性スパッタリング法により形成したりする。そして、この形成した金属酸化物層166が非導電性材料からなる場合には、金属酸化物層166の圧電体156とは裏側となる面上に電極層160を成膜する。この電極層160は、例えば、Ni層、Au層の2層から構成されており、Ni層をNiターゲットを用いてスパッタリング法により成膜し、Au層をAuターゲットを用いて順次スパッタリング法により成膜して電極層160(以下、第2の電極層という)を形成する。
次に、図8を参照して本実施の形態の変形例について説明する。なお、図8の図6と同一符号個所は図6と同様のものであるため説明を省略し、新しく追加した箇所は新たな符号を付して説明する。
112 液滴吐出ヘッド
142 圧力発生室
144 圧電素子
150 電極層
152 液滴吐出口
156 圧電層(圧電体層)
158 電極層
160 電極層
164 金属酸化物層(第2の金属酸化物層)
166 金属酸化物層(第1の金属酸化物層)
180 酸素空孔
200 制御部(制御手段)
202 駆動回路(電界印加手段)
210 圧電素子特性照合部(劣化検出手段)
Claims (7)
- 電界が印加されることにより変形する圧電体層と、
前記圧電体層に対して所定方向の電界が印加される際の低電位側に当該圧電体層に接して設けられ、当該電界の印加により発生する前記圧電体層の劣化を抑制する第1の金属酸化物層と、
前記圧電体層に対して印加される電界の高電位側に当該圧電体層に接して設けられ、当該電界とは逆向きの電界の印加により劣化した前記圧電体層を修復する第2の金属酸化物層と、
を備えた圧電素子。 - 前記第1の金属酸化物層又は第2の金属酸化物層の少なくとも一方を非導電性の材料で構成し、
非導電性の材料で構成した前記第1の金属酸化物層又は第2の金属酸化物層の前記圧電体層と接する側の反対側に金属あるいは導電性金属酸化物による電極層を更に設けた
ことを特徴とする請求項1記載の圧電素子。 - 前記第1の金属酸化物層及び前記第2の金属酸化物層を、イリジウム、錫、ルテニウム、レニウム、ロジウム、パラジウム、ストロンチウム、インジウム、チタン、ジルコニウム、ニオブ、マグネシウム、シリコン、タンタル、アルミニウム、亜鉛、マンガン、コバルト、オスミウム、ハフニウムの少なくとも1種類を含む材料で構成した
ことを特徴とする請求項1又は請求項2記載の圧電素子。 - 請求項1乃至請求項3の何れか1項記載の複数の圧電素子と、
前記圧電素子毎に設けられ、当該圧電素子に備えられた圧電体層の変形によって外部側から加圧されてインク液滴が充填された内部の体積が変化する複数の圧力発生室と、
前記圧力発生室と連結され、当該圧力発生室の体積の変化によって発生する圧力波によって前記インク液滴を吐出する液滴吐出口と、
を備えた液滴吐出ヘッド。 - 請求項4の液滴吐出ヘッドと、
前記液滴吐出ヘッドに備えられた圧電素子に対して電界を印加する電界印加手段と、
前記圧電素子の劣化レベルを検出する劣化検出手段と、
前記劣化検出手段により検出された劣化レベルが所定レベル未満で、かつ前記インク液滴を吐出させる場合は、前記圧電素子に対して前記所定方向の電界を印加し、前記劣化検出手段により検出された劣化レベルが前記所定レベル以上である場合は、前記圧電素子に対して前記逆向きの電界を印加するように前記電界印加手段を制御する制御手段と、
を備えた液滴吐出装置。 - 前記劣化検出手段は、前記圧電素子の電気的特性の変化に基づき当該圧電素子の劣化レベルを検出する
ことを特徴とする請求項5記載の液滴吐出装置。 - 前記電界印加手段は、前記逆向きの電界を印加する場合に、前記所定方向に電界を印加する際に前記圧電素子に対して印加される所定の電圧値よりも小さい電圧値かつ前記圧電素子に対して印加される所定の周波数よりも大きい周波数の電圧を前記圧電素子に対して前記逆向きに印加する
ことを特徴とする請求項5又は請求項6記載の液滴吐出装置。
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