[發明專利]壓電設備以及壓電設備的驅動方法

有效

• 申請號: 201610853078.7
• 申請日: 2016-09-26
• 公開（公告）號: CN106994825B
• 公開（公告）日: 2018-07-03
• 發明（設計）人: 大澤榮治;穂刈吉宏;栗城彰
• 申請（專利權）人: 精工愛普生株式會社
• 主分類號: B41J2/045
• 分類號: B41J2/045
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 舒艷君;李洋

本發明涉及壓電設備以及壓電設備的驅動方法。提供一種壓電設備，具有：壓電元件，該壓電元件具備第一電極、第二電極、以及設置于第一電極與第二電極間的壓電體層；和驅動系統，該驅動系統通過對第一電極和第二電極施加電壓來驅動壓電元件，上述驅動系統以在比壓電元件開始產生隧穿電流或者蒲爾弗朗克電流的電壓低的最大電壓來驅動壓電元件。

技術領域

本發明涉及壓電設備以及壓電設備的驅動方法。

背景技術

壓電元件一般包含具有電氣機械轉換特性的壓電體層、和夾持壓電體層的兩個電極。近幾年，將這樣的壓電元件作為驅動源使用的設備(壓電設備)的開發在積極地進行。作為壓電設備，存在以噴墨式記錄頭為代表的液體噴射頭、以壓電MEMS元件為代表的MEMS要素、以超聲波傳感器等為代表的超聲波測定裝置以及壓電促動器裝置等。

壓電體層使用鋯鈦酸鉛(Pb(Zr，Ti)O₃，以下稱為“PZT”)、鈮酸鉀鈉((K，Na)NbO₃，以下稱為“KNN”)等壓電材料。為了確保壓電特性，向作為這樣的壓電材料的一種的PZT過剩地添加鉛(Pb)。然而，公知該過剩Pb會使耐壓特性降低，為了提高PZT的耐壓特性而在壓電設備的驅動方法、壓電元件的構造上下工夫。

例如，專利文獻1公開了一種壓電設備的驅動方法：供給至第一電極的驅動波形是以中間電壓為基準使電壓上升或者下降的波形，對第二電極施加比中間電壓高的基準電壓，由此對與壓力產生室相反的一側的共用電極施加相對高的電壓的狀態下對個別電極施加具有相對低的中間電壓的驅動波形。另外，專利文獻2公開了一種壓電元件的構造：至少構成壓電元件的各層的圖案區域被由無機絕緣材料構成的絕緣膜覆蓋，由此長期可靠地防止因水分(濕氣)等外部環境引起的壓電體層(壓電元件)的惡化(破壞)。

專利文獻1：日本特開2013-159081號公報

專利文獻2：國際公開第2005/028207號手冊

一般公知壓電材料因老化惡化而耐壓特性等降低。然而，專利文獻1、2僅公開了用于提高壓電材料的耐壓特性的方法，而沒有絲毫提到抑制老化惡化引起的耐壓特性的降低來延長耐用年數。

發明內容

本發明是鑒于上述實際情況而提出的，目的在于提供能夠抑制因老化惡化引起的耐壓特性的降低、延長耐用年數來實現長壽命化的壓電設備以及壓電設備的驅動方法。

解決上述課題的本發明的實施方式是一種壓電設備，其特征在于，具有：壓電元件，該壓電元件具備第一電極、第二電極、以及設置于上述第一電極與上述第二電極間的壓電體層；和驅動系統，該驅動系統通過對上述第一電極和上述第二電極施加電壓來驅動上述壓電元件，上述驅動系統以比在上述壓電元件開始產生隧穿電流或者蒲爾弗朗克電流的電壓低的最大電壓來驅動上述壓電元件。另外，最大電壓是指以施加于一方的電極的電位為基準的情況下的施加于另一方的電極的電位的最大差。

根據上述實施方式，能夠抑制壓電元件的驅動時的隧穿電流或者蒲爾弗朗克電流的產生，所以能夠不破壞壓電體層地驅動壓電元件。

另外，解決上述課題的本發明的其它實施方式是一種壓電設備的驅動方法，其特征在于，是對壓電元件施加電壓來驅動上述壓電元件的壓電設備的驅動方法，上述壓電元件具備第一電極、第二電極、以及設置于上述第一電極與上述第二電極間的壓電體層，上述壓電設備的驅動方法施加比在上述壓電元件開始產生隧穿電流或者蒲爾弗朗克電流的電壓低的最大電壓來驅動上述壓電元件。

根據上述其它實施方式，能夠預先以比壓電元件開始產生隧穿電流或者蒲爾弗朗克電流的電壓低的最大電壓來驅動壓電元件，所以不會破壞壓電體層。

附圖說明

圖1是表示噴墨式記錄裝置的簡要結構的圖。

圖2是表示噴墨式記錄頭的簡要結構的分解立體圖。