[发明专利]压电设备以及压电设备的驱动方法

说明书

本发明涉及压电设备以及压电设备的驱动方法。提供一种压电设备，具有：压电元件，该压电元件具备第一电极、第二电极、以及设置于第一电极与第二电极间的压电体层；和驱动系统，该驱动系统通过对第一电极和第二电极施加电压来驱动压电元件，上述驱动系统以在比压电元件开始产生隧穿电流或者蒲尔弗朗克电流的电压低的最大电压来驱动压电元件。

技术领域

本发明涉及压电设备以及压电设备的驱动方法。

背景技术

压电元件一般包含具有电气机械转换特性的压电体层、和夹持压电体层的两个电极。近几年，将这样的压电元件作为驱动源使用的设备(压电设备)的开发在积极地进行。作为压电设备，存在以喷墨式记录头为代表的液体喷射头、以压电MEMS元件为代表的MEMS要素、以超声波传感器等为代表的超声波测定装置以及压电促动器装置等。

压电体层使用锆钛酸铅(Pb(Zr，Ti)O₃，以下称为“PZT”)、铌酸钾钠((K，Na)NbO₃，以下称为“KNN”)等压电材料。为了确保压电特性，向作为这样的压电材料的一种的PZT过剩地添加铅(Pb)。然而，公知该过剩Pb会使耐压特性降低，为了提高PZT的耐压特性而在压电设备的驱动方法、压电元件的构造上下工夫。

例如，专利文献1公开了一种压电设备的驱动方法：供给至第一电极的驱动波形是以中间电压为基准使电压上升或者下降的波形，对第二电极施加比中间电压高的基准电压，由此对与压力产生室相反的一侧的共用电极施加相对高的电压的状态下对个别电极施加具有相对低的中间电压的驱动波形。另外，专利文献2公开了一种压电元件的构造：至少构成压电元件的各层的图案区域被由无机绝缘材料构成的绝缘膜覆盖，由此长期可靠地防止因水分(湿气)等外部环境引起的压电体层(压电元件)的恶化(破坏)。

专利文献1：日本特开2013-159081号公报

专利文献2：国际公开第2005/028207号手册

一般公知压电材料因老化恶化而耐压特性等降低。然而，专利文献1、2仅公开了用于提高压电材料的耐压特性的方法，而没有丝毫提到抑制老化恶化引起的耐压特性的降低来延长耐用年数。

发明内容

本发明是鉴于上述实际情况而提出的，目的在于提供能够抑制因老化恶化引起的耐压特性的降低、延长耐用年数来实现长寿命化的压电设备以及压电设备的驱动方法。

解决上述课题的本发明的实施方式是一种压电设备，其特征在于，具有：压电元件，该压电元件具备第一电极、第二电极、以及设置于上述第一电极与上述第二电极间的压电体层；和驱动系统，该驱动系统通过对上述第一电极和上述第二电极施加电压来驱动上述压电元件，上述驱动系统以比在上述压电元件开始产生隧穿电流或者蒲尔弗朗克电流的电压低的最大电压来驱动上述压电元件。另外，最大电压是指以施加于一方的电极的电位为基准的情况下的施加于另一方的电极的电位的最大差。

根据上述实施方式，能够抑制压电元件的驱动时的隧穿电流或者蒲尔弗朗克电流的产生，所以能够不破坏压电体层地驱动压电元件。

另外，解决上述课题的本发明的其它实施方式是一种压电设备的驱动方法，其特征在于，是对压电元件施加电压来驱动上述压电元件的压电设备的驱动方法，上述压电元件具备第一电极、第二电极、以及设置于上述第一电极与上述第二电极间的压电体层，上述压电设备的驱动方法施加比在上述压电元件开始产生隧穿电流或者蒲尔弗朗克电流的电压低的最大电压来驱动上述压电元件。

根据上述其它实施方式，能够预先以比压电元件开始产生隧穿电流或者蒲尔弗朗克电流的电压低的最大电压来驱动压电元件，所以不会破坏压电体层。

附图说明

图1是表示喷墨式记录装置的简要结构的图。

图2是表示喷墨式记录头的简要结构的分解立体图。