JP2019031430A - 圧電材料、圧電素子、および電子機器 - Google Patents
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Abstract
Description
関係式(1)
0.430≦a≦0.460、0.433≦b≦0.479、0.040≦c≦0.070、0.0125≦d≦0.0650、0.0015≦e≦0.0092、0.9×3e≦c−d≦1.1×3e、a+b+c+d+e=1
本発明の圧電材料は、鉛を使用していないために環境に対する負荷が小さく、カリウムを使用していないために耐湿性や保存安定性の面でも優れている。
本発明は、新規な組成を有するNN−BT系圧電材料であって、良好な圧電特性を有する非鉛非カリウム圧電材料を提供する。なお、本発明の圧電材料は、誘電体としての特性を利用してコンデンサ、メモリ、およびセンサ等、圧電素子以外のさまざまな用途に利用することもできる。
関係式(1):
0.430≦a≦0.460、0.433≦b≦0.479、0.040≦c≦0.070、0.0125≦d≦0.0650、0.0015≦e≦0.0092、0.9×3e≦c−d≦1.1×3e、a+b+c+d+e=1
関係式(1):
0.430≦a≦0.460、0.433≦b≦0.479、0.040≦c≦0.070、0.0125≦d≦0.0650、0.0015≦e≦0.0092、0.9×3e≦c−d≦1.1×3e、a+b+c+d+e=1
b値が0.433以上であることで、比誘電率εr、及び電気機械結合係数k31を押し上げる効果がある正方晶相と斜方晶相との相転移温度Ttoが−100℃より高くなって室温より大きく低下しないことにより、室温での比誘電率εr、及び電気機械結合係数k31が大きくなるため、圧電定数d31が大きくなる。また、b値が0.479以下であることで、正方晶相と斜方晶相との相転移温度Ttoが120℃以下となり、やはり室温と相転移温度Ttoとの温度差が開き過ぎないことにより、室温での比誘電率εr、及び電気機械結合係数k31が大きくなるため、圧電定数d31が大きくなる。より好ましいbの範囲は、0.436≦b≦0.477である。
室温における電気抵抗率は、圧電材料に電極を付与した上で、例えば10Vの直流電圧を印加して、例えば20秒後のリーク電流値から計算することができる。
より好ましくは、Pbが500原子ppm未満であり、Kが500原子ppm未満である。更に好ましくは、PbおよびKの合計が500原子ppm未満である。
本発明の圧電材料に含まれるPbの量を抑制すると、圧電材料を水中や土壌中に放置した際に環境中に放出されるPbの影響を縮小することができる。
また、本発明の圧電材料に含まれるKの量を抑制すると、圧電材料の耐湿性および高速振動時の効率が高まる。
本発明の圧電材料は、その構成成分と組成比、結晶構造に特徴がある。製造方法には特段の制限は無く、一般的な無機酸化物の合成手段で本発明の圧電材料を得ることができる。
本発明の圧電材料の一態様である圧電セラミックスを得るためには、まず焼成前の成形体を作製する必要がある。ここで、セラミックスとは、基本成分が金属酸化物であり、熱処理によって焼き固められた結晶粒子の凝集体(バルク体とも言う)、いわゆる多結晶を指す。焼結後に加工されたものもセラミックスに含まれる。なお、前記成形体とは原料粉末を成形した固形物である。
造粒する際に使用可能なバインダーの例としては、PVA(ポリビニルアルコール)、PVB(ポリビニルブチラール)、アクリル系樹脂が挙げられる。添加するバインダーの量は、前記圧電材料の原料粉に対して1重量部から10重量部が好ましく、成形体の密度が上がるという観点において2重量部から5重量部がより好ましい。
焼結手段の例としては、電気炉による焼結、ガス炉による焼結、通電加熱法、マイクロ波焼結法、ミリ波焼結法、HIP(熱間等方圧プレス)などが挙げられる。電気炉およびガスによる焼結は、連続炉であってもバッチ炉であっても構わない。
次に、本発明の圧電素子について説明する。
図1は本発明の圧電素子の構成の一形態を示す概略図である。本発明の圧電素子は、第一の電極1、圧電材料部2および第二の電極3を少なくとも有する圧電素子であって、前記圧電材料部2を構成する圧電材料が本発明の圧電材料である。
前記第一の電極と第二の電極の製造方法は限定されず、金属ペーストの焼き付けにより形成しても良いし、スパッタ、蒸着法などにより形成してもよい。また第一の電極および第二の電極とも所望の形状にパターニングして用いても良い。
本発明の圧電素子は一定方向に分極軸が揃っているものであると、より好ましい。分極軸が一定方向に揃っていることで前記圧電素子の圧電定数は大きくなる。
本発明の圧電素子の分極方法は特に限定されない。分極処理は大気中で行ってもよいし、シリコーンオイル中で行ってもよい。分極をする際の温度は60℃から170℃の温度が好ましいが、素子を構成する圧電材料の組成によって最適な条件は多少異なる。分極処理をするために印加する電界は800V/mmから10.0kV/mmが好ましい。
本発明の圧電素子の圧電定数および機械的品質係数は、市販のインピーダンスアナライザを用いて得られる共振周波数及び反共振周波数の測定結果から、電子情報技術産業協会規格(JEITA EM−4501)に基づいて、計算により求めることができる。以下、この方法を共振−反共振法と呼ぶ。
次に、本発明の圧電素子の一実施形態である積層型の圧電素子(積層圧電素子)について説明する。
本発明の積層圧電素子は、本発明の圧電素子において、圧電材料部内に少なくとも1つの層状の内部電極を備え、本発明の圧電材料からなる層状の圧電材料と層状の少なくとも1つの内部電極とが交互に積層された積層構造を有する。
本発明に係る積層型の圧電素子の製造方法は、特に限定されないが、以下にその作製方法を例示する。まず、少なくともMn、Na、Nb、Ba、TiおよびMgを含んだ金属化合物の粉体を分散させてスラリーを得る工程(A)と、前記スラリーを基材上に配置して成形体を得る工程(B)を実行する。その後に、前記成形体に電極を形成する工程(C)と前記電極が形成された成形体を焼結して、積層圧電素子を得る工程(D)を実行する。
本発明に係る電子機器は、前記本発明の圧電素子(または積層圧電素子)を備えたことを特徴とする。
図3(a)(b)は、本発明の電子機器の一例として、本発明の圧電素子を備えた液体吐出ヘッドと該液体吐出ヘッドを用いた液体吐出装置の構成の一形態を模式的に示す概略図である。液体吐出ヘッドは、前記圧電素子または前記積層型の圧電素子を配した振動部を備えた液室と、前記液室と連通する吐出口を少なくとも有する。液体吐出装置は、被転写体の載置部と前記液体吐出ヘッドを備える。但し、各部材の形状や配置は図3(a)(b)の例に限定されない。
この液体吐出装置も本発明の電子機器の一例と言える。図3(b)には、インクジェット記録装置としての液体吐出装置を例示した。
図3(b)の液体吐出装置は、外装部896の内部に各機構が組み込まれている。自動給送部897は被転写体としての記録紙を装置本体内へ自動給送する機能を有する。自動給送部897から送られた記録紙は、搬送部899によって所定の記録位置(図番無し)へ導かれ、記録動作の後に、再度搬送部899によって記録位置から排出部898へ導かれる。搬送部899が、被転写体の載置部である。前記液体吐出装置は、加えて、記録位置に搬送された記録紙に記録を行う記録部891と、記録部891に対する回復処理を行う回復部890を有する。記録部891には、前記液体吐出ヘッドを収納し、レール上を往復移送させるキャリッジ892が備えられている。
上記例は、プリンタとして例示したが、本発明の液体吐出装置は、ファクシミリや複合機、複写機などのインクジェット記録装置等のプリンティング装置の他、産業用液体吐出装置、対象物に対する描画装置として使用することができる。加えてユーザーは用途に応じて所望の被転写体を選択することができる。
図4(a)〜(e)は、本発明の電子機器の一例として、本発明の圧電素子を備えた振動波モータと該振動波モータを用いた光学機器の構成を模式的に示す概略図である。振動波モータは、前記圧電素子または前記積層圧電素子を配した振動体と、前記振動体と接触する移動体とを少なくとも有する。光学機器は、駆動部に前記振動波モータを備える。但し、各部材の形状や配置は図4(a)〜(e)の例に限定されない。
この光学機器も本発明の電子機器の一例と言える。図4(c)(d)(e)には、一眼レフカメラの交換レンズ鏡筒としての光学機器を例示した。
図4(c)は当該交換レンズ鏡筒の構造の要部を示す断面図、図4(d)は図4(c)に示す構造の一部(固定筒の外周側の構造)をより詳細に示す拡大断面図、図4(e)は当該交換レンズ鏡筒の全体構成の概略を示す分解斜視図である。
図5(a)〜(d)は、本発明の電子機器の一例として、本発明の圧電素子を備えた振動装置と該振動装置を用いた撮像装置の構成を模式的に示す概略図である。図5(a)(b)に示した振動装置は、本発明の圧電素子を振動板に配した振動体を少なくとも有しており、振動板の表面に付着した塵埃を除去する機能を有する塵埃除去装置である。図5(c)(d)に示した撮像装置は、前記塵埃除去装置と撮像素子ユニットとを少なくとも有する撮像装置であって、前記塵埃除去装置の振動板を前記撮像素子ユニットの受光面側に設けている。
但し、各部材の形状や配置は図5(a)〜(d)の例に限定されない。
(実施例1)
Na、Ba、Nb、Ti、Mgを含有し、更にMnを含有する圧電セラミックスを製造した。
原料には、ニオブ酸ナトリウム(NaNbO3、純度99.5%以上)、チタン酸バリウム(BaTiO3、純度99.8%以上)、炭酸バリウム(BaCO3、純度99.9%以上)、酸化マグネシウム(MgO、純度99.9%)、酸化ニオブ(Nb2O5、純度99.9%)、酸化マンガン(Mn3O4、純度99.9%、モル量としてはMnO4/3として計算)の粉末を用いた。
アルキメデス法により求めた圧電セラミックスの密度は理論密度の97%以上であった。なお一般に、アルキメデス法により求めた密度が理論密度の95%以上であれば、十分に結晶化が進んでいると判断できる。
まず、焼き上がりの円盤状の圧電セラミックスを厚さが約0.5mmになるように研磨した。そして、この研磨処理に起因する圧電セラミックス内部の応力と圧電セラミックス表面の有機成分を除去するために、400℃の空気雰囲気で30分間の熱処理を施した。熱処理後の圧電セラミックスの表裏両面にDCスパッタリング法で厚さ400nmの金(Au)電極を形成した。なお、電極と圧電セラミックスの間には、密着層として30nm厚のチタン(Ti)を成膜した。
圧電素子の10V印加時の抵抗率は270ΩGcmであった。一般に、抵抗率が200ΩGcm以上であれば、分極処理時の電圧が十分に印加されて圧電特性を効率良く発揮できるといわれている。
表1に示す目的組成になるように原料粉末を秤量して混合したことを除き、実施例1と同様にして圧電セラミックスを製造し、圧電素子を作製した。
実施例1〜22及び比較例1−25で作製した圧電素子を用いて、それらの圧電素子を構成する圧電セラミックスの圧電特性を評価した。まず、評価対象となる圧電素子の分極軸を一定方向に揃える目的で、各圧電素子に対する分極処理を実施した。具体的には、圧電素子を150℃のオイル中に浸漬した状態で、7.0kVの電圧を30分間与えることにより、分極処理を行った。そうして分極処理を行った各圧電素子の圧電セラミックスについて、圧電定数d31、機械的品質係数Qm、誘電正接を、共振−反共振法により評価した。また、キュリー温度Tcは、静電容量が極大となる温度を測定し、その温度をキュリー温度Tcとした。
(実施例23)
以下の要領で積層型の本発明の圧電素子を作成した。
実施例1におけるスプレードライ造粒前の900℃仮焼粉にPVBバインダーを加えて混合した後、ドクターブレード法によりシート形成して厚み50μmのグリーンシートを得た。
上記グリーンシートに内部電極用の導電ペーストを印刷した。導電ペーストには、Ag70%−Pd30%合金(Ag/Pd=2.33)ペーストを用いた。導電ペーストを塗布したグリーンシートを9枚積層して、その積層体を1200℃で5時間焼成して焼結体を得た。前記焼結体を10mm×2.5mmの大きさに切断した後にその側面を研磨し、内部電極を交互に短絡させる一対の外部電極(第一の電極と第二の電極)をAuスパッタにより形成し、図2(b)のような積層圧電素子を作製した。
得られた積層圧電素子の断面を観察したところ、Ag−Pdよりなる内部電極と圧電材料層とが交互に形成されていた。
得られた積層圧電素子の圧電特性を評価したところ、十分な絶縁性を有しており、実施例1の圧電材料と同等の圧電定数、キュリー温度、誘電正接を得ることができた。
(実施例24)
実施例1および実施例23の圧電素子を用いて、図3(a)に示される液体吐出ヘッドを作製した。入力した電気信号に追随したインクの吐出が確認された。
この液体吐出ヘッドを用いて、図3(b)に示される液体吐出装置を作製した。入力した電気信号に追随したインクの吐出が記録媒体上に確認された。
実施例1および実施例23の圧電素子を用いて、図4(a)または図4(b)に示される振動波モータを作製した。交流電圧の印加に応じたモータの回転が確認された。
この振動波モータを用いて、図4(c)(d)(e)に示される光学機器を作製した。交流電圧の印加に応じたオートフォーカス動作が確認された。
実施例1および実施例23の圧電素子を用いて、図5(a)(b)に示される塵埃除去装置を作製した。プラスチック製ビーズを散布し、交流電圧を印加したところ、良好な塵埃除去率が確認された。
この塵埃除去装置を用いて、図5(c)(d)に示される撮像装置を作製した。この撮像装置を通電動作させたところ、撮像ユニットの表面の塵を良好に除去し、塵欠陥の無い画像が得られた。
2 圧電材料部
3、1013、333、53、503 第二の電極
101、2012、330 圧電素子
102、320 振動板
103 個別液室
104 液室隔壁
105 吐出口
106 連通孔
107 共通液室
1012 圧電材料
201、204 振動体
202、205 移動体
203 出力軸
206 バネ
2011 弾性体リング
2013 有機系接着剤
2041 金属弾性体
2042 積層圧電素子
310 塵埃除去装置
331 圧電材料
54、504 圧電材料層
55、505a、505b 内部電極
506a、506b 外部電極
601 カメラ本体
602 マウント部
605 ミラーボックス
606 メインミラー
200 シャッタユニット
300 本体シャーシ
400 撮像ユニット
701 前群レンズ
702 後群レンズ(フォーカスレンズ)
711 着脱マウント
712 固定筒
713 直進案内筒
714 前群鏡筒
715 カム環
716 後群鏡筒
717 カムローラ
718 軸ビス
719 ローラ
720 回転伝達環
722 コロ
724 マニュアルフォーカス環
725 振動波モータ
726 波ワッシャ
727 ボールレース
728 フォーカスキー
729 接合部材
732 ワッシャ
733 低摩擦シート
890 回復部
891 記録部
892 キャリッジ
896 外装部
897 自動給送部
898 排出部
899 搬送部
Claims (18)
- Na、Nb、Ba、TiおよびMgから成るペロブスカイト型金属酸化物を含む圧電材料であって、該圧電材料に含有されるNa、Nb、Ba、TiおよびMgの各原子のうち、Na原子が占める個数割合をa、Nb原子が占める個数割合をb、Ba原子が占める個数割合をc、Ti原子が占める個数割合をd、Mg原子が占める個数割合をeとするとき、個数割合a、b、c、dおよびeが次の関係式(1)を満たすことを特徴とする圧電材料。
関係式(1)
0.430≦a≦0.460、0.433≦b≦0.479、0.040≦c≦0.070、0.0125≦d≦0.0650、0.0015≦e≦0.0092、0.9×3e≦c−d≦1.1×3e、a+b+c+d+e=1 - 前記個数割合a、bおよびeが、0.9×2e≦b−a≦1.1×2eの関係にある請求項1に記載の圧電材料。
- 前記個数割合a、b、c、dおよびeが、0.97≦(a+c)/(b+d+e)≦1.03の関係にある請求項1または2に記載の圧電材料。
- 前記圧電材料に含まれるPbおよびKの含有量の合計が、Na、Nb、Ba、TiおよびMgの含有量の合計に対し、1000原子ppm未満である請求項1乃至3のいずれか一項に記載の圧電材料。
- 前記圧電材料に含まれる結晶粒の平均粒径が、1.0μm以上4.0μm以下である請求項1乃至4のいずれか一項に記載の圧電材料。
- Na、Nb、Ba、TiおよびMgの各原子数の合計を1としたとき、0.0050以下の原子数比でMnを含有する請求項1乃至5のいずれか一項に記載の圧電材料。
- Na、Nb、Ba、TiおよびMgの各原子数の合計を1としたとき、0.0005以上0.0050以下の原子数比でMnを含有する請求項1乃至5のいずれか一項に記載の圧電材料。
- 前記圧電材料の相対密度が92%以上99.9%以下である請求項1乃至7のいずれか一項に記載の圧電材料。
- 圧電材料部と電極を有する圧電素子であって、前記圧電材料部を構成する圧電材料が請求項1乃至8のいずれか一項に記載の圧電材料であることを特徴とする圧電素子。
- 前記圧電材料部と電極が交互に積層されていることを特徴とする請求項9に記載の圧電素子。
- 請求項9または10に記載の圧電素子を配した振動部を備えた液室と、前記液室と連通する吐出口を少なくとも有することを特徴とする液体吐出ヘッド。
- 被転写体の載置部と請求項11に記載の液体吐出ヘッドを備えたことを特徴とする液体吐出装置。
- 請求項9または10に記載の圧電素子を配した振動体と、前記振動体と接触する移動体とを少なくとも有することを特徴とする振動波モータ。
- 駆動部に請求項13に記載の振動波モータを備えたことを特徴とする光学機器。
- 請求項9または10に記載の圧電素子を振動板に配した振動体を有することを特徴とする振動装置。
- 請求項15に記載の振動装置を備えたことを特徴とする塵埃除去装置。
- 請求項16に記載の塵埃除去装置と撮像素子ユニットとを少なくとも有する撮像装置であって、前記塵埃除去装置の振動板を前記撮像素子ユニットの受光面側に設けたことを特徴とする撮像装置。
- 請求項9または10に記載の圧電素子を備えたことを特徴とする電子機器。
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EP4256628A1 (en) * | 2020-12-04 | 2023-10-11 | Qualcomm Technologies, Inc. | Low noise piezoelectric sensors |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015163576A (ja) * | 2014-01-29 | 2015-09-10 | キヤノン株式会社 | 圧電セラミックス、その製造方法、圧電素子、積層圧電素子、液体吐出ヘッド、液体吐出装置、超音波モータ、光学機器、振動装置、塵埃除去装置、撮像装置および電子機器 |
JP2016098169A (ja) * | 2014-11-24 | 2016-05-30 | サムソン エレクトロ−メカニックス カンパニーリミテッド. | 誘電体磁器組成物及びこれを用いた電子素子 |
JP2016197717A (ja) * | 2015-04-03 | 2016-11-24 | キヤノン株式会社 | 圧電材料、圧電素子および電子機器 |
JP2016197718A (ja) * | 2015-04-03 | 2016-11-24 | キヤノン株式会社 | 圧電材料、圧電材料の製造方法、圧電素子および電子機器 |
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015163576A (ja) * | 2014-01-29 | 2015-09-10 | キヤノン株式会社 | 圧電セラミックス、その製造方法、圧電素子、積層圧電素子、液体吐出ヘッド、液体吐出装置、超音波モータ、光学機器、振動装置、塵埃除去装置、撮像装置および電子機器 |
JP2016098169A (ja) * | 2014-11-24 | 2016-05-30 | サムソン エレクトロ−メカニックス カンパニーリミテッド. | 誘電体磁器組成物及びこれを用いた電子素子 |
JP2016197717A (ja) * | 2015-04-03 | 2016-11-24 | キヤノン株式会社 | 圧電材料、圧電素子および電子機器 |
JP2016197718A (ja) * | 2015-04-03 | 2016-11-24 | キヤノン株式会社 | 圧電材料、圧電材料の製造方法、圧電素子および電子機器 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2021057388A (ja) * | 2019-09-27 | 2021-04-08 | テイカ株式会社 | 圧電単結晶素子、その製造方法およびその用途 |
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