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CN102120385A - 液体喷射装置 - Google Patents

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CN102120385A CN2010105309757A CN201010530975A CN102120385A CN 102120385 A CN102120385 A CN 102120385A CN 2010105309757 A CN2010105309757 A CN 2010105309757A CN 201010530975 A CN201010530975 A CN 201010530975A CN 102120385 A CN102120385 A CN 102120385A
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Abstract

本发明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。

Description

液体喷射装置
技术领域
本发明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1电极、压电体层以及第2电极。
背景技术
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1)。
[专利文献1]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。
发明内容
本发明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。
解决上述问题的本发明的方式，在于液体喷射装置，其具有：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，本发明的液体喷射装置，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，本发明的液体喷射装置，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Bi、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(1)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-x，Lax)(Fe1-y，Mny)O3    (1)
其中，0.21≤x≤0.38，0.01≤y≤0.09。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式1的记录装置的概略结构的图。
图2是表示实施方式1的记录头的概略结构的分解立体图。
图3是实施方式1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1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26是表示铁电体的30V下的S-V曲线的图。
图27是一并表示实施例6的P-V曲线以及S-V曲线的图。
图28是测定实施例6的频率追随性而得到的图(1kHz)。
图29是测定实施例6的频率追随性而得到的图(10kHz)。
图30是测定实施例6的频率追随性而得到的图(20kHz)。
图31是测定实施例6的频率追随性而得到的图(30kHz)。
图32是测定实施例6的频率追随性而得到的图(40kHz)。
图33是测定实施例6的频率追随性而得到的图(50kHz)。
图34是反铁电体的30V下的电压-时间绘图和电场感应变形-时间绘图。
图35是反铁电体的15V下的电压-时间绘图和电场感应变形-时间绘图。
图36是铁电体的30V下的电压-时间绘图和电场感应变形-时间绘图。
图37是表示喷墨式记录装置的控制结构的框图。
图38是表示对使用了反铁电体的压电元件施加高电压时的变位的表现的图。
图39是表示对使用了反铁电体的压电元件施加低电压时的变位的表现的图。
图40是表示小振幅的驱动波形的图。
图41是表示小振幅的驱动波形的图。
图42是表示大振幅的驱动波形的图。
图43是表示使小振幅与大振幅组合而成的驱动波形的图。
图44是表示使小振幅与大振幅组合而成的驱动波形的图。
符号说明
I喷墨式记录头(液体喷射头)，II喷墨式记录装置(液体喷射装置)，10流路形成基板，12压力产生室，13连通部，14墨供给通路，20喷嘴板，21喷嘴开口，30保护基板，31贮液部，32压电元件保持部，40柔性基板，60第1电极，70压电体层，80第2电极，90引线电极，100贮液器，120驱动电路，121连接布线，300压电元件，511打印机控制器，512打印引擎，516控制部，519驱动信号生成电路，531移位寄存器，532锁存器，533电平移位器，534开关。
具体实施方式
(实施方式1)
图1是表示作为本发明的液体喷射装置的一例的喷墨式记录装置的概略图。如图1所示，在喷墨式记录装置II中，具有喷墨式记录头I的记录头单元1A以及1B，可装卸地设置有构成墨供给单元的墨盒2A以及2B，搭载有该记录头单元1A以及1B的滑架3，轴方向移动自由地设置于滑架轴5，该滑架轴5安装于装置主体4。该记录头单元1A以及1B，例如分别排出黑墨组成物以及彩色墨组成物。
并且，驱动电动机6的驱动力经由未图示的多个齿轮以及同步带7传递至滑架3，由此搭载有记录头单元1A以及1B的滑架3沿着滑架轴5移动。另一方面，在装置主体4，沿着滑架轴5设置有压纸卷筒8，通过未图示的供纸滚轴等供给的纸张等记录介质、即记录片S被压纸卷筒8卷绕并输送。
在此，关于搭载于这样的喷墨式记录装置II的喷墨式记录头，参照图2及图3进行说明。另外，图2是表示作为本发明的实施方式1的液体喷射头的一例的喷墨式记录头的概略结构的分解立体图，图3是图1的俯视图及其A-A′剖视图。
如图2及图3所示，本实施方式的流路形成基板10包括单晶硅基板，在其一个面形成有包含二氧化硅的弹性膜50。
在流路形成基板10，多个压力产生室12在其宽度方向并列设置。此外，在流路形成基板10的压力产生室12的纵长方向外侧的区域，形成有连通部13，连通部13与压力产生室12经由按各压力产生室12设置的墨供给通路14以及连通通路15连通。连通部13与后述的保护基板的贮液部31相连通而构成贮液器的一部分，该贮液器成为各压力产生室12的共用的墨室。墨供给通路14，以比压力产生室12窄的宽度形成，将从连通部13向压力产生室12流入的墨的流路阻力保持为一定。另外，在本实施方式中，虽然通过从单侧缩小流路的宽度而形成了墨供给通路14，但是也可以通过从两侧缩小流路的宽度而形成墨供给通路。此外，也可以不缩小流路的宽度，而通过从厚度方向缩小而形成墨供给通路。在本实施方式中，在流路形成基板10，设置了包括压力产生室12、连通部13、墨供给通路14以及连通通路15的液体流路。
此外，在流路形成基板10的开口面侧，通过粘接剂和/或热熔接薄膜等固定粘接有喷嘴板20，该喷嘴板20穿通设置有喷嘴开口21，该喷嘴开口21与各压力产生室12的与墨供给通路14相反侧的端部附近连通。另外，喷嘴板20，包含例如玻璃陶瓷、单晶硅基板、不锈钢等。
另一方面，在这样的流路形成基板10的与开口面的相反侧，如上所述，形成有弹性膜50，在该弹性膜50上形成有包含氧化锆等的绝缘体膜55。
进而，在该绝缘体膜55上，层叠形成有第1电极60、压电体层70和第2电极80，构成压电元件300，该压电体层70是厚度小于等于2μm、优选0.3μm～1.5μm的薄膜。另外，为了使压电元件300与绝缘体膜55的紧密附着性提高等，也可以在绝缘体膜55与压电元件300之间设置包含氧化钛的层。在此，压电元件300指包括第1电极60、压电体层70及第2电极80的部分。一般，将压电元件300的某一个电极形成为共用电极，将另一个电极及压电体层70按各压力产生室12进行图案形成而构成。在本实施方式中，将第1电极60形成为压电元件300的共用电极，将第2电极80形成为压电元件300的分立电极，但也可以因驱动电路和/或布线的原因而使之相反。此外，在此，将压电元件300和通过该压电元件300的驱动而产生变位的振动板合称为致动器装置。另外，在上述的例子中，弹性膜50、绝缘体膜55及第1电极60作为振动板起作用，但当然并不限于此，例如，也可以不设置弹性膜50及绝缘体膜55，而仅第1电极60作为振动板起作用。此外，压电元件300自身实质上也可以兼作为振动板。
并且，在本实施方式中，压电体层70是包含Bi、La、Fe以及Mn的钙钛矿型复合氧化物、呈现电场感应相变的物质等呈现电场感应相变的压电材料。具体地，例如是由下述通式(1)表示的ABO3型的复合氧化物。另外，虽然在后述的实施例中示出，但是由下述通式(1)表示的ABO3型的复合氧化物呈现电场感应相变。并且，虽然在后述的实施例以及比较例中示出，但是包含Bi、La、Fe以及Mn的ABO3型的复合氧化物，依其组分比，成为铁电体或成为反铁电体。
(Bi1-x，Lax)(Fe1-y，Mny)O3    (1)
其中，0.21≤x≤0.38，0.01≤y≤0.09。
另外，ABO3型结构、即钙钛矿结构的A位置配位12个氧，此外，B位置配位6个氧而作成8面体(ォクタヘドロン(octahedron))。并且，Bi以及La位于A位置，Fe以及Mn位于B位置。
在此，所谓电场感应相变，是通过电场而引起的相变，指从反铁电相向铁电相的相变和/或从铁电相向反铁电相的相变。另外，所谓铁电相，是极化轴在相同方向排列的状态，所谓反铁电相，是极化轴相互不同地排列的状态。例如，从反铁电相向铁电相的相变，通过反铁电相的相互不同地排列的极化轴旋转180度而极化轴成为相同方向来成为铁电相，通过这样的电场感应相变，晶格膨胀或伸缩而产生的变形，是通过电场感应相变而产生的电场感应相变变形。
呈现这样的电场感应相变的物质是反铁电体，换言之，在无电场的状态下极化轴相互不同地排列且通过电场、极化轴旋转而在相同方向排列的物质是反铁电体。这样的反铁电体，如作为表示反铁电体的极化量P与电压V的关系的P-V曲线的一例的图4所示，呈在正的电场方向和负的电场方向具有2个滞后回线形状的双滞后性。并且，在图4中，极化量急剧地变化的区域VF以及VAF，是从铁电相向反铁电相的相变和/或从铁电相向反铁电相的相变的位置。另外，铁电体与反铁电体不同，在P-V曲线中示出滞后曲线，通过使极化方向一致为一方向，变形量相对于施加电压直线性地变化。
这样，若使作为包含Bi、La、Fe以及Mn的ABO3型的复合氧化物而呈现电场感应相变的物质等呈现电场感应相变的压电材料作为压电体层，则由于极化量在电场感应相变的区域较大地变化而产生电场感应相变变形，所以成为铅的含有量少、能够减轻对于环境的负担并且变形量大的压电元件。
并且，在上述通式(1)中，若0.24≤x≤0.33，则压电体层70能够成为变形量更大的压电元件。进而，若0.27≤x≤0.29，则由于压电体层70呈现电场感应相变的电压稳定，所以容易控制压电元件的变形量。此外，若0.01≤y≤0.05，则泄漏特性也优异。
将这样的压电元件300形成在流路形成基板10上的方法并不特别限定，但是例如能够用以下的方法制造。首先，在作为硅晶片的流路形成基板用晶片的表面形成构成弹性膜50的、包含二氧化硅(SiO2)等的二氧化硅膜。接着，在弹性膜50(二氧化硅膜)上，形成包含氧化锆等的绝缘体膜55。
接着，在绝缘体膜55上，在根据需要设置了包含氧化钛的层之后，通过溅射法等整面地形成包含铂和/或铱等的第1电极60，之后进行图案形成。
接着，层叠压电体层70。压电体层70的制造方法并不特别地限定，但是例如能够使用MOD(Metal-Organic Decomposition，金属有机物分解)法形成压电体层70，该MOD法通过涂敷干燥将有机金属化合物溶解、分解在溶剂中而成的溶液，进而以高温进行烧制，来得到包含金属氧化物的压电体层70。另外，压电体层70的制造方法并不限于MOD法，而例如也可以使用溶胶-凝胶法、激光烧蚀法、溅射法、脉冲激光沉积法(PLD法)、CVD法、气浮沉积法等。
例如，在第1电极60上，使用溅射法等涂敷溶胶和/或MOD溶液(前驱体溶液)而形成压电体前驱体膜(涂敷工序)，其中溶胶和/或MOD溶液以成为目标组分比的比例包含有机金属化合物、具体地含有铋、镧、铁、锰的有机金属化合物。
所涂敷的前驱体溶液，是将分别含有铋、镧、铁、锰的有机金属化合物以各金属成为所期望的摩尔比的方式混合、使用乙醇等有机溶剂溶解或分散该混合物而成的溶液。作为分别含有铋、镧、铁、锰的有机金属化合物，例如能够使用金属醇盐、有机酸盐、β-二酮配合物等。作为含有铋的有机金属化合物，例如举出2-乙基己酸铋等。作为含有镧的有机金属化合物，举出2-乙基己酸镧等。作为含有铁的有机金属化合物，例如举出2-乙基己酸铁等。作为含有锰的有机金属化合物，例如举出2-己酸乙酯酸锰等。
接着，将该压电体前驱体膜加热至预定温度并使其干燥一定时间(干燥工序)。接着，通过将干燥了的压电体前驱体膜加热至预定温度并保持一定时间，而进行脱脂(脱脂工序)。另外，这里所谓的脱脂，指使压电体前驱体膜中所含的有机成分脱离为例如NO2、CO2、H2O等。
接着，通过将压电体前驱体膜加热至预定温度、例如600～700℃左右并保持一定时间而使之结晶化，形成压电体膜(烧制工序)。另外，作为在干燥工序、脱脂工序以及烧制工序中使用的加热装置，例如举出通过红外线灯的照射进行加热的RTA(Rapid Thermal Annealing，快速热退火)装置和/或加热板等。
另外，也可以通过根据所期望的膜厚等多次重复上述的涂敷工序、干燥工序以及脱脂工序和/或涂敷工序、干燥工序、脱脂工序以及烧制工序，来形成包含多层压电体膜的压电体层。
在形成了压电体层70之后，在压电体层70上，例如层叠包含铂等金属的第2电极80，并对压电体层70以及第2电极80同时进行图案形成而形成压电元件300。
此后，根据需要，也可以在600℃～700℃的温度域进行后退火。由此，能够形成压电体层70与第1电极60和/或第2电极80的良好的界面，并且能够改善压电体层70的结晶性。
[实施例]
以下，示出实施例，对本发明进一步具体地进行说明。另外，本发明并不限于以下的实施例。
(实施例1)
首先，在取向为(100)的硅基板的表面，通过热氧化形成膜厚400nm的二氧化硅膜。接着，在二氧化硅膜上通过RF溅射法形成膜厚40nm的钛膜，通过进行热氧化而形成氧化钛膜。接着，在氧化钛膜上以离子溅射和蒸镀法这2个阶段形成膜厚150nm的铂膜，形成为取向为(111)的第1电极60。
接着，在第1电极60上通过旋涂法形成压电体层。其方法如下。首先，将2-乙基己酸铋、2-乙基己酸镧、2-乙基己酸铁、2-乙基己酸锰的二甲苯以及辛烷溶液以预定的比例进行混合，调制出前驱体溶液。然后将该前驱体溶液滴落到形成了氧化钛膜以及第1电极的上述基板上，以1500rpm使基板旋转而形成压电体前驱体膜(涂敷工序)。接着，在350℃下进行3分钟干燥、脱脂(干燥以及脱脂工序)。在重复3次该涂敷工序、干燥以及脱脂工序之后，用快速热退火(RTA)在650℃下进行1分钟烧制(烧制工序)。通过重复4次进行烧制工序的工序，用RTA在650℃下进行10分钟烧制，来通过共计12次的涂敷而形成整体厚度350nm的压电体层70，其中该烧制工序在重复3次该涂敷工序、干燥以及脱脂工序之后一并进行烧制。
此后，在压电体层70上，作为第2电极80而通过DC溅射法形成膜厚100nm的铂膜，之后通过使用RTA在650℃下进行10分钟烧制，而形成将由x＝0.21、y＝0.03的上述通式(1)表示的ABO3型的复合氧化物作为压电体层70的压电元件300。
(实施例2～11以及比较例1～6)
除了改变2-乙基己酸铋、2-乙基己酸镧、2-乙基己酸铁、2-乙基己酸锰的二甲苯以及辛烷溶液的混合比例，将由表1中所示的x以及y的上述通式(1)表示的复合氧化物作为压电体层70以外，与实施例1同样地，形成压电元件300。
[表1]
  x   y
  实施例1   0.21   0.03
  实施例2   0.24   0.03
  实施例3   0.24   0.05
  实施例4   0.28   0.01
  实施例5   0.29   0.02
  实施例6   0.29   0.03
  实施例7   0.29   0.05
  实施例8   0.28   0.07
  实施例9   0.27   0.09
  实施例10   0.33   0.05
  实施例11   0.38   0.05
  比较例1   0.20   0.01
  比较例2   0.19   0.05
  比较例3   0.48   0.05
  比较例4   0.30   0.00
  比较例5   0.10   0.00
  比较例6   0.00   0.00
(实验例1)
关于实施例1～11以及比较例1～6的各压电元件300，用東陽テクニカ公司制造的“FCE-1A”、使用φ＝400μm的电极图案，施加频率1kHz的三角波，而求取P(极化量)-V(电压)的关系。结果分别示于图5～18。另外，比较例4～6泄漏量过大而不能够测定，不能够作为压电材料来使用。
如图5～15所示，可以看出，在实施例1～11中，是双滞后曲线，是伴随着电压施加、以某阈值为边界具有极化量，通过使电压为0而呈现极化量极端地减小的电场感应相变的材料、即反铁电体。因此，实施例1～11，成为在呈现电场感应相变的区域表现大的变形的压电材料。
此外，可以看出，在上述通式(1)中0.27≤x≤0.29的实施例4～9中，呈现电场感应相变的电压特别地稳定。进而，可以看出，在上述通式(1)中0.01≤y≤0.05的范围内的实施例1～7以及10～11中，尤其是泄漏特性优异。
另一方面，可以看出，在上述通式(1)中0.21≤x≤0.38、0.01≤y≤0.09的范围外的比较例1以及2，由于呈现具有铁电体特有的自发极化的滞后，所以是铁电体，比较例3是顺电体，此外，比较例4～6如上所述泄漏过大而不能够作为压电材料使用，任一比较例都不是呈现电场感应相变的反铁电体。
(实验例2)
关于实施例1～11以及比较例1～6的各压电元件300，使用Bruker AXS公司制造的“D8Discover”，对于X射线源使用CuKα射线，求取室温下粉末X射线衍射图案。其结果，在全部实施例1～11及比较例1～6中，观测到了由于ABO3产生的衍射波峰、由于Pt(111)产生的波峰以及由于Pt(111)的CuKβ射线的衍射产生的波峰。根据以上的结果，可以看出，实施例1～11以及比较例1～6的压电体层形成了ABO3型结构。作为结果的一例，关于实施例5、7、8、9以及比较例4在图19中示出表示衍射强度-衍射角2θ的相关关系的图、即X射线衍射图案，此外，关于实施例7、11以及比较例2在图20中示出表示衍射强度-衍射角2θ的相关关系的图、即X射线衍射图案。
(实验例3)
关于实施例1～11的各压电元件300，使用ァグザクト公司制造的变位测定装置(DBLI)，在室温下使用φ＝500μm的电极图案，施加频率1kHz的电压，来求取与电压施加方向平行的方位(33方向)的S(电场感应变形)-V(电压)的关系。其结果，在全部实施例1～11中，与图5～15的P-V滞后同样，在阈值电压以上呈现大的变形率的变化，在施加30V的情况下观测到了大于等于0.3％的巨大的压电变形。作为结果的一例，在图21～23中示出实施例7、6以及3。
在作为这样的压电元件300的分立电极的各第2电极80上，连接有例如包含金(Au)等的引线电极90，该引线电极90从各第2电极80的墨供给通路14侧的端部附近引出并延伸设置至绝缘体膜55上为止。
在形成有这样的压电元件300的流路形成基板10上，即在第1电极60、绝缘体膜55及引线电极90上，经由粘接剂35接合有保护基板30，该保护基板30具有构成贮液器100的至少一部分的贮液部31。在本实施方式中，该贮液部31在厚度方向贯通保护基板30并遍及压力产生室12的宽度方向而形成，且如上所述与流路形成基板10的连通部13连通而构成成为各压力产生室12的共用的墨室的贮液器100。此外，也可以将流路形成基板10的连通部13按每一压力产生室12分割为多个，仅将贮液部31作为贮液器。进而，例如，也可以在流路形成基板10上仅设置压力产生室12，在介于流路形成基板10与保护基板30之间的部件(例如弹性膜50、绝缘体膜55等)上设置将贮液器与各压力产生室12连通的墨供给通路14。
此外，在保护基板30的与压电元件300相对的区域，设置有压电元件保持部32，该压电元件保持部32具有不会阻碍压电元件300的运动的程度的空间。压电元件保持部32只要具有不会阻碍压电元件300的运动的程度的空间即可，该空间既可以被密封，也可以不被密封。
作为这样的保护基板30，优选使用与流路形成基板10的热膨胀率大致相同的材料，例如玻璃、陶瓷材料等，在本实施方式中，使用与流路形成基板10相同材料的单晶硅基板来形成。
此外，在保护基板30上，设置有在厚度方向贯通保护基板30的贯通孔33。而且，从各压电元件300引出的引线电极90的端部附近设置为在贯通孔33内露出。
此外，在保护基板30上，固定有用于对并排设置的压电元件300进行驱动的驱动电路120。作为该驱动电路120，例如，能够使用电路基板和/或半导体集成电路(IC)等。而且，驱动电路120与引线电极90经由连接布线121电连接，该连接布线121包含接合线等导电性线。
另外，在这样的保护基板30上，接合有包括密封膜41及固定板42的柔性基板40。在此，密封膜41包含刚性低且具有挠性的材料，通过该密封膜41密封贮液部31的一个面。另外，固定板42由相对硬质的材料形成。由于该固定板42的与贮液器100相对的区域成为在厚度方向完全被除去了的开口部43，所以贮液器100的一个面仅由具有挠性的密封膜41密封。
在这样的本实施方式的喷墨式记录头I中，从与未图示的外部的墨供给单元连接的墨导入口获取墨，在从贮液器100直至喷嘴开口21为止在内部充满了墨之后，按照来自驱动电路120的记录信号，在与压力产生室12对应的各第1电极60和第2电极80之间施加电压，使弹性膜50、绝缘体膜55、第1电极60及压电体层70挠曲变形，由此各压力产生室12内的压力升高，从喷嘴开口21排出墨滴。
作为上述的喷墨式记录装置的压电体层70而使用的、呈现电场感应相变的压电材料(反铁电体)，由于呈现与铁电体不同的表现，所以为了以期望的振幅驱动该喷墨式记录装置，需要形成为具有下述驱动单元的结构，即该驱动单元对压电元件供给与以往的使用铁电体的情况不同的驱动信号。以使用上述实施例6的压电元件300的情况为例，具体示于如下。
首先，关于实施例6，在图24以及图25中示出在DBLI中用单极测定时的电场感应变形-电压绘图。另外，图24是施加15V的电压的情况的图，图25是施加30V的电压的情况的图。并且，在图26中示出对于铁电体同样施加了30V的情况下的电场感应变形-电压绘图。如图26所示，在铁电体的情况下，电场感应变形相对于电压变化直线性地变化。另一方面，如图24所示，在作为反铁电体的实施例6中，通过施加15V的三角波，在10～15V之间观测到非线性的电场感应变形，观测到0.89nm的变位。若将之换算为变形率，则是0.26％这样非常大的变形。该变形由于从反铁电相向铁电相的电场感应相变而产生。除此之外，如图25所示，通过施加30V的三角波，除了前述的因电场感应相变引起的变形以外，还在15～30V之间新观测到相对于施加电压直线性地变化的区域。该变形由于铁电体的逆压电效应而产生。因此，在30V下，作为电场感应相变的变形与逆压电效应的变形的总和，观测到了1.47nm的变位。若将之换算为变形率，则是0.43％这样非常大的变形。如图25所示，将由于电场感应相变而产生的变形设定为SAF，将由于逆压电效应而产生的变形设定为SF。
此外，如图24及图25所示，在通过电场感应相变而从反铁电相向铁电相进行相变时，由于该相变是一级相变，所以相对于电场具有滞后。若如图25所示将各个变形量的外插线的交点处的电压其绝对值大的一方设定为VF、将绝对值小的一方设定为VAF，则可以看出，在VF～VAF的区域观测到逆压电效应所引起的变形。
进而，如一并示出实施例6的P-V曲线及S-V绘图的图27所示，VF和VAF与P-V曲线的电荷量的拐点一致。因此，可以理解，在对驱动波形进行研究的基础上，可以根据电荷量的测定类推电压施加所引起的电场感应变形的图案。
另外，在使用ァグザクト公司制造的TFA2000HS，用φ＝500μm的电极图案关于1kHz、10kHz、20kHz、30kHz、40kHz、50kHz测定P-V曲线的频率追随性的情况下，依次如图28～33所示，在全部1kHz～50kHz下，观测到反铁电体所特有的双滞后的P-V曲线。另外，若对图28～33进行比较，则可看出伴随着频率的增加、滞后变宽的倾向，但是这是测定装置的问题，而不是材料固有的问题。根据以上的结果，可以理解，呈现反铁电性的压电材料(实施例)可以至少追随至50kHz为止。
接着，关于实施例6等的反铁电体，在图34及图35中示出相对于时间绘制电压及变位量而成的图。另外，图34是施加30V的电压的情况的图，图35是施加15V的电压的情况的图。并且，在图36中示出对于铁电体同样施加了30V的情况下的相对于时间绘制电压及变位量而成的图。如图36所示，在铁电体下，电压-时间绘图与电场感应变形-时间绘图的形状一致。另一方面，在反铁电体下，如图34所示，施加比VF充分大的电压时的电压-时间绘图，与铁电体不同，电场感应变形曲折。该曲折对应于电场感应变形-电压绘图中的VF及VAF，低电场侧的急剧的上升对应于SAF，高电场侧的直线性的变形对应于SF。因此，在仅使电压升高至VF附近为止的图35中，在使电压升高时观测到仅SAF的变形，但是在使电压降低时观测到SF和SAF双方。
如上所述，在反铁电体下，因为对于电压的电压响应与铁电体不同，所以为了使其作为压电元件而驱动，需要使用对于反铁电体最佳化的波形。
图37是示出喷墨式记录装置的控制结构的框图。参照图37，关于本实施方式的喷墨式记录装置的控制进行说明。本实施方式的喷墨式记录装置，如图37所示，概略包括打印机控制器511和打印引擎512。打印机控制器511具备：外部接口513(以下称为外部I/F 513)、暂时存储各种数据的RAM 514、存储有控制程序等的ROM 515、包含CPU等而构成的控制部516、产生时钟信号的振荡电路517、生成用于向喷墨式记录头I供给的驱动信号的驱动信号生成电路519、将基于驱动信号和/或印刷数据展开的点模式数据(位图数据)等发送至打印引擎512的内部接口520(以下称为内部I/F 520)。
外部I/F 513，例如从未图示的主计算机等接收由字符编码、图形函数、图像数据等构成的印刷数据。此外，通过该外部I/F 513对主计算机等输出忙信号(BUSY)和/或确认信号(ACK)。RAM 514，作为接收缓冲器512、中间缓冲器522、输出缓冲器523以及未图示的工作存储器而起作用。并且，接收缓冲器521暂时存储通过外部I/F 513接收的印刷数据，中间缓冲器522存储控制部516所变换的中间编码数据，输出缓冲器523存储点模式数据。另外，该点模式数据由通过对灰度等级数据进行解码(译码)而得到的印刷数据构成。
此外，在ROM 515中，除了用于进行各种数据处理的控制程序(控制例程)之外，还存储字体数据、图形函数等。
控制部516读出接收缓冲器521内的印刷数据，并且使变换该印刷数据而得到的中间编码数据存储于中间缓冲器522。此外，对从中间缓冲器522读出的中间编码数据进行分析，参照ROM 515所存储的字体数据及图形函数等，将中间编码数据展开为点模式数据。并且，控制部516在执行所需的修整处理后，使该展开的点模式数据存储于输出缓冲器523。进而，控制部516，也作为波形设定单元而起作用，通过控制驱动信号生成电路519，设定从该驱动信号生成电路519生成的驱动信号的波形形状。该控制部516，与后述的驱动电路(未图示)等一同构成本发明的驱动单元。此外，作为对喷墨式记录头I进行驱动的液体喷射驱动装置，只要至少具备该驱动单元即可，在本实施方式中，例示为包含打印机控制器511的结构。
并且，如果得到了相当于喷墨式记录头I的一行量的点模式数据，则该一行量的点模式数据通过内部I/F 520输出至喷墨式记录头I。此外，若从输出缓冲器523输出一行量的点模式数据，则从中间缓冲器522删除展开完毕的中间编码数据，进行关于下一中间编码数据的展开处理。
印刷引擎512包括喷墨式记录头I、送纸机构524、滑架机构525而构成。送纸机构524包括送纸电动机和压纸卷筒8等，其使记录纸等印刷存储介质与喷墨式记录头I的记录工作联动而依次进行输送。即，该送纸机构524使印刷存储介质在副扫描方向相对移动。
滑架机构525包括可以搭载喷墨式记录头I的滑架3、使该滑架3沿着主扫描方向移动的滑架驱动部，通过使滑架3移动而使喷墨式记录头I在主扫描方向移动。另外，滑架驱动部如上所述包括驱动电动机6及同步带7等。
喷墨式记录头I沿着副扫描方向具有多个喷嘴开口21，在由点模式数据等规定的定时，从各喷嘴开口21排出液滴。并且，对于这样的喷墨式记录头I的压电元件300，经由未图示的外部布线供给电信号、例如后述的驱动信号(COM)和/或记录数据(SI)等。在这样构成的打印机控制器511及打印引擎512中，打印机控制器511与驱动电路(未图示)成为对压电元件300施加预定的驱动信号的驱动单元，该驱动电路具有将从驱动信号生成电路519输出的、具有预定的驱动波形的驱动信号选择性地输入至压电元件300的锁存器532、电平移位器533及开关534等。
另外，这些移位寄存器(SR)531、锁存器532、电平移位器533、开关534及压电元件300分别按喷墨式记录头I的各喷嘴开口21而设置，这些移位寄存器531、锁存器532、电平移位器533及开关534根据驱动信号生成电路519所生成的排出驱动信号和/或松弛驱动信号生成驱动脉冲。在此，所谓驱动脉冲，是实际对压电元件300施加的施加脉冲。
在这样的喷墨式记录头I中，最初与来自振荡电路517的时钟信号(CK)同步地，从输出缓冲器523向移位寄存器531串行传送、依次设置构成点模式数据的记录数据(SI)。在该情况下，首先，串行传送全部喷嘴开口21的印刷数据中的最高位的数据，如果该最高位的数据串行传送结束，则串行传送从高位开始的第2位的数据。以下同样，依次串行传送低位的数据。
并且，如果将相应位的全部喷嘴量的记录数据设置到了各移位寄存器531，则控制部516在预定的定时使锁存信号(LAT)输出至锁存器532。通过该锁存信号，锁存器532对设置到了移位寄存器531中的印刷数据进行锁存。该锁存器532所锁存的记录数据(LATout)被施加到作为电压放大器的电平移位器533。该电平移位器533，在记录数据例如是“1”的情况下，将该记录数据升压至可以驱动开关534的电压值、例如数十伏特。并且，该升压了的记录数据被施加到各开关534，各开关534通过相应记录数据而成为连接状态。
并且，对于各开关534，还施加驱动信号生成电路519所生成的驱动信号(COM)，若开关534选择性地成为连接状态，则对于与该开关534连接的压电元件300选择性地施加驱动信号。这样，在所例示的喷墨式记录头I中，能够通过记录数据控制是否对于压电元件300施加排出驱动信号。例如，在记录数据是“1”的期间，由于开关534通过锁存信号(LAT)而成为连接状态，所以能够对压电元件300供给驱动信号(COMout)，压电元件300通过该所供给的驱动信号(COMout)而进行变位(变形)。此外，在记录数据是“0”的期间，由于开关534成为非连接状态，所以对于压电元件300的驱动信号的供给被切断。在该记录数据是“0”的期间，由于各压电元件300保持之前的电位，所以之前的变位状态被维持。
另外，上述的压电元件300，是挠曲振动模式的压电元件300。若使用该挠曲振动模式的压电元件300，则压电体层70伴随着电压施加、在与电压垂直的方向(31方向)挠缩，由此压电元件300及振动板向压力产生室12侧挠曲，由此使压力产生室12收缩。另一方面，通过使电压减小，压电体层70在31方向伸展，由此压电元件300及振动板向压力产生室12的相反侧挠曲，由此使压力产生室12膨胀。在这样的喷墨式记录头I中，由于伴随着对于压电元件300的充放电，对应的压力产生室12的容积发生变化，所以能够利用压力产生室12的压力变动使从喷嘴开口21排出液滴。
在此，关于表示对压电元件300输入的本实施方式的驱动信号(COM)的驱动波形进行说明。首先，挠曲振动模式的31方向的变位，相对于用DBLI求取的33方向的变位，具有线性的相关性。具体地，通过将33方向的变位乘以负的常数，能够近似于挠曲变形的变位量。由此，关于对使用了反铁电体的压电元件简单地从零伏特开始施加电压时的变位的表现，使用图38以及图39进行说明，该图38及图39示出电压-时间绘图、33方向的电场感应变形-时间绘图以及振动板的变位-时间绘图。
如图38所示，33方向的变位，在电压增加步骤a1，在电压相对于VF充分小时不发生变位，在VF附近的窄的电压范围，通过SAF而较大地变位。在电压比VF大时，通过SF，变位量随着电压的增加而单调地增加。接着，经过保持步骤b1，在电压减小步骤c1，直到VAF之前，变位量以与SF对应的形式随着电压的减小而单调地减小，在VAF附近以与SAF对应的形式、在窄的电压范围较大地变位。另外，在图38中，设定为基点电压＝0、最大电压＝30V、保持步骤b1＝250μsec、最小电压＝0时的实测值对应于图34。振动板的变位，与此对应，在电压增加步骤a1，在电压相对于VF充分小时不发生变位，在VF附近的窄的电压范围，以使压力产生室12收缩的形式较大地变位。在电压比VF大时，振动板的变位随着电压的增加而单调地增加，使压力产生室12收缩。接着，经过保持步骤b1，在电压减小步骤c1，直到VAF之前，振动板随着电压的减小、以使压力产生室12膨胀的形式单调地变位，在VAF附近振动板以使压力产生室12膨胀的形式较大地变位。
此外，如图39所示，33方向的变位，在电压增加步骤a2，在电压相对于VF充分小时不发生变位，在VF附近的窄的电压范围，通过SAF而较大地变位。接着，经过保持步骤b2，在电压减小步骤c2，直到VAF之前，变位量以与SF对应的形式随着电压的减小而单调地减小，在VAF附近以与SAF对应的形式、在窄的电压范围较大地变位。另外，在图39中，设定为基点电压＝0、最大电压＝15V、保持步骤b2＝250μsec、最小电压＝0时的实测值对应于图35。振动板的变位，与此对应，在电压增加步骤a2，在电压相对于VF充分小时不发生变位，在VF附近的窄的电压范围，以使压力产生室12收缩的形式较大地变位。接着，经过保持步骤b2，在电压减小步骤c2，直到VAF之前，振动板随着电压的减小、以使压力产生室12膨胀的形式单调地变位，在VAF附近振动板以使压力产生室12膨胀的形式较大地变位。
这样，在反铁电体下，由于变位量随着电压的变化单调地增加或减小的铁电相的区域(逆压电效应)和在窄的电压范围较大地变位的反铁电相的区域(电场感应相变变形)混合存在，所以即使用与通常的铁电体同样的驱动信号使其驱动，也不能够形成所期望的振幅。
但是，如果在铁电相的区域、即变位量直线性地变化的区域进行驱动，则通过使施加电压变小，能够产生小振幅(微振动)。换言之，通过对压电元件提供下述驱动信号，能够产生小振幅，即该驱动信号为：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、在绝对值大于等于VAF的范围内使电压变化的驱动信号。具体地，例如，在图25中，只要在由(i)表示的区域进行驱动即可。另外，在图25中，Pm表示饱和极化。
作为小振幅的驱动波形的具体例，例如举出图40。首先，在施加比VF高的电压之后，施加维持预定的电压的电压，在经过VF的状态、即图25中(i)的区域等待。该等待电压Vm是图40中的基点，在图40中，将基点设定为了比VF大的值。此后，使其增加而成为收缩步骤a3。通过该收缩步骤a3排出液滴，但是由于此时变位量相对于电压变化直线性地变化，所以通过使施加电压变小能够产生小振幅。此后，经过保持步骤b3，使电压减小而成为膨胀步骤c3，并返回到等待状态。
此外，作为产生小振幅的驱动波形的另一例子，举出图41。首先，在施加比VF高的电压之后，施加维持预定的电压的电压，在经过VF的状态、即图25中(i)的区域等待。该等待电压Vm是图41中的基点，在图41中，将基点设定为了比VF大的值。此后，使电压从基点开始在直至VAF为止的范围内减小而成为膨胀步骤a4，经过保持步骤b4，使电压增加至等待状态而成为收缩步骤c4。通过该收缩步骤c4排出液滴，但是由于此时变位量相对于电压变化直线性地变化，所以通过使施加电压变小能够产生小振幅。
另外，如图40以及图41所示，若将基点设定为比VF大的值，则由于能够使电压从基点开始增加或减小，所以通过形成为将它们组合而得到的驱动波形，能够使变位量、即所排出的液滴尺寸的控制更加精密。
另一方面，通过在反铁电相的区域、即比电场感应相变窄的电压范围夹持较大地变形的区域而进行驱动，能够产生大振幅。换言之，通过对压电元件提供下述驱动信号，能够产生大振幅，即该驱动信号为：以对压电体层施加电压而经过了VF后的且绝对值比VAF大的电压为基点、使电压变化至绝对值比该VAF小的电压为止的驱动信号，或者，以对压电体层施加电压而经过VF前的且绝对值比VF小的电压为基点、使电压变化至绝对值比该VF大的电压为止的驱动信号。
作为大振幅的驱动波形的具体例，例如举出图42。首先，在施加比VF高的电压之后，施加维持预定的电压的电压，在经过了VF的状态、即图25中(i)的区域等待。该等待电压Vm是图42中的基点，在图42中，将基点设定为了比VF大的值。此后，使电压从基点开始减小至比VAF低的值为止而成为膨胀步骤a5，经过保持步骤b5，使电压增加至等待状态而成为收缩步骤c5。通过该收缩步骤c5而排出液滴，但是此时通过作为反铁电体的电场感应相变而变形量变大、即能够产生大振幅。
此外，虽然在上述图42中关于在夹持VAF的区域进行驱动的驱动信号进行了说明，但是即使在夹持VF的区域进行驱动，也能够产生大振幅。具体地，以经过VF前的且绝对值比VF小的电压为基点，使电压从基点开始增加至绝对值比VF大的电压为止而成为收缩步骤。通过该收缩步骤而排出液滴，但是此时通过作为反铁电体的电场感应相变而变形量变大、即能够产生大振幅。此后，经过保持步骤，使电压减小而成为膨胀步骤，并返回到等待状态。
进而，通过使上述产生小振幅的驱动波形与产生大振幅的驱动波形组合，能够产生各种大小的振幅。作为具体例，举出图43以及图44。在图43中，首先，在施加比VF高的电压之后，施加维持预定的电压的电压，在经过了VF的状态、即图25中(i)的区域等待。该等待电压Vm是图43中的基点，在图43中，将基点设定为了比VF大的值。此后，使电压从基点开始减小至比VAF小的值为止而成为膨胀步骤a6，经过保持步骤b6，使电压增加至比VF大的值为止而成为收缩步骤c6。通过该收缩步骤c6而排出液滴，但是由此，除了产生大振幅的图42的收缩步骤c5之外，由于也收缩图40中的收缩步骤a3的量，所以能够产生更大的振幅。此后，经过保持步骤d6，使电压减小而成为膨胀步骤e6，并返回到等待状态。
此外，在图44中，首先，在施加比VF高的电压之后，施加维持预定的电压的电压，在经过了VF的状态、即图25中(i)的区域等待。该等待电压Vm是图44中的基点，在图44中，将基点设定为了比VF大的值。此后，使电压从基点开始减小到比VAF低的值为止而成为膨胀步骤a7，经过保持步骤b7，使电压增加至比VF大的值为止而成为收缩步骤c7。通过该收缩步骤c7而排出液滴，但是由此，除了产生大振幅的图42的收缩步骤c5之外，由于也收缩图40中的收缩步骤a3的量，所以能够产生更大的振幅。此后，经过保持步骤d7，使电压减小至比VAF大的值为止而成为膨胀步骤e7。并且，经过保持步骤f7，使电压增加而成为收缩步骤g7，并返回到待机状态。通过该保持步骤f7以及收缩步骤g7，由于能够吸收振动，所以能够快速地返回到等待状态。
进而，通过利用驱动单元的驱动信号控制部选择性地将用于小振幅振动的驱动信号与用于大振幅振动的驱动信号提供给压电元件，能够产生所期望的振动。
(其他的实施方式)
以上，虽然对本发明的一实施方式进行了说明，但是本发明的基本的结构并不限定于上述的方式。例如，在上述的实施方式中，作为金属元素，关于仅含有Bi、La、Fe以及Mn的ABO3型的复合氧化物进行了记载，但是只要是由包含Bi、La、Fe以及Mn的ABO3型的复合氧化物呈现电场感应相变即可，为了使压电特性变得良好等，也可以添加其他的金属。
此外，在上述的实施方式中，作为流路形成基板10，例示了单晶硅基板，但是并不限定于此，而例如也可以使用SOI基板、玻璃等材料。
进而，在上述的实施方式中，例示了在基板(流路形成基板10)上依次层叠有第1电极60、压电体层70以及第2电极80的压电元件300，但是并不限定于此，而例如对于使压电材料与电极形成材料交替地层叠而使其在轴方向伸缩的纵向振动型的压电元件，也能够应用本发明。
另外，在上述的实施方式1中，作为液体喷射头的一例，举出并说明了喷墨式记录头，但是本发明宽泛地以所有的液体喷射头为对象，当然也能够应用于喷射墨以外的液体的液体喷射头。作为其他的液体喷射头，可举出例如：在打印机等图像记录装置中使用的各种记录头，在液晶显示器等滤色器的制造中使用的色材喷射头，在有机EL显示器、FED(场发射显示器)等的电极形成中使用的电极材料喷射头，在生物芯片制造中使用的生物有机物喷射头等。
另外，本发明并不限于被搭载在以喷墨式记录头为代表的液体喷射头上的压电元件，而也能够同样应用于超声波发信机等超声波设备、超声波电动机、压力传感器、铁电体存储器等压电元件。

Claims (6)

1.一种液体喷射装置，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。
2.一种液体喷射装置，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。
3.一种液体喷射装置，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，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。
4.根据权利要求3所述的液体喷射装置，其特征在于，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。
5.根据权利要求1～4中的任意一项所述的液体喷射装置，其特征在于：
前述压电材料是包含Bi、La、Fe以及Mn的钙钛矿型复合氧化物，并呈现电场感应相变。
6.根据权利要求1～4中的任意一项所述的液体喷射装置，其特征在于：
前述压电材料包含由下述通式(1)表示的复合氧化物：
(Bi1-x，Lax)(Fe1-y，Mny)O3    (1)
其中，0.21≤x≤0.38，0.01≤y≤0.09。
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