KR20140094574A

KR20140094574A - 압전 재료, 압전 소자 및 전자 기기

Info

Publication number: KR20140094574A
Application number: KR1020147013936A
Authority: KR
Inventors: ?스케 무라카미; 다카유키 와타나베; 마코토 구보타
Original assignee: 캐논 가부시끼가이샤
Priority date: 2011-10-26
Filing date: 2012-10-22
Publication date: 2014-07-30
Also published as: US20140265729A1; JP2013107813A; EP2771918A1; CN103907214A; US9680086B2; WO2013062120A1; JP6080465B2; EP2771918B1; KR101597926B1

Abstract

본 발명은 절연성과 압전성이 양호하고, 납과 칼륨을 포함하지 않는 압전 재료를 제공하며, 상기 압전 재료를 각각 이용한 압전 소자 및 적층 압전 소자를 제공한다. 상기 압전 재료는 하기 화학식 1에 의해 표현되는 페로브스카이트형 금속 산화물로부터 이루어지는 압전 재료이다.
[화학식 1]
(1-x){(Na_yBa₁ _-z)(Nb_zTi₁ _-z)O₃}-xBiFeO₃
상기 화학식에서, 0<x≤0.015, 0.80≤y≤0.95, 0.85≤z≤0.95가 충족된다. 상기 압전 소자는, 상기의 압전 재료와, 각각 상기 압전 재료에 접해서 마련된 한 벌의 전극을 포함한다. 상기 적층 압전 소자는 상기의 압전 재료로 이루어지는 압전 재료층과, 하나 이상의 내부 전극을 포함하여, 서로 교대로 적층된다.

Description

압전 재료, 압전 소자 및 전자 기기{PIEZOELECTRIC MATERIAL, PIEZOELECTRIC ELEMENT, AND ELECTRONIC APPARATUS}

본 발명은 압전 재료에 관한 것으로, 특히 납을 함유하지 않는 압전 재료에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 각각 상기 압전 재료를 이용한 압전 소자, 적층 압전 소자, 적층 압전 소자의 제조 방법, 액체 토출 헤드, 액체 토출 장치, 초음파 모터, 광학 기기, 진동 장치, 먼지 제거 장치, 촬상 장치 및 전자 기기에 관한 것이다.

납을 함유하는 티탄늄산 지르콘산납은 대표적인 압전 재료이며, 액츄에이터, 발진자, 센서 및 필터 등 다양한 압전 디바이스에 사용되고 있다. 그러나, 납 함유 압전 디바이스가 일단 폐기되어 산성 비에 노출되면, 압전 재료 중의 납 성분이 토양에 용출되어, 생태계에 해를 미칠 가능성이 지적되고 있다. 따라서, 압전 디바이스의 비납화를 목적으로, 비납 압전 재료의 연구 개발이 열심히 행해지고 있다.

비특허문헌 1에서는, 반 강유전체 물질인 니오브산 나트륨에 소량의 티탄산 바륨을 고용하면 니오브산 나트륨이 강유전체 물질이 되는 것이 알려져 있다. 또한, 비특허문헌 1에는 티탄산 바륨을 5% 내지 20%의 농도로 함유하는 조성을 1200℃ 내지 1280℃에서 소결시켰을 때에 얻어지는, 잔류 분극, 항전계, 압전 정수, 전기 기계 결합 계수가 개시되어 있다. 비특허문헌 1에 개시된 비납 재료는, 난 소결성이나 저 내습성이 원인인 칼륨을 포함하지 않는다. 또한, 비특허문헌 1에 개시된 재료의 퀴리 온도는, 대표적인 비납 압전 재료인 티탄산 바륨의 퀴리 온도(110℃ 내지 120℃)보다도 높다. 또한, 비특허문헌 1에는 143pC/N의 최대 압전 정수 d₃₃을 얻을 수 있는 조성 (Na₀ _.9Ba₀ _.1)(Nb₀ _.9Ti₀ _.1)O₃의 퀴리 온도는 230℃인 것이 개시되어 있다.

또한, 특허문헌 1에서는, 니오브산 나트륨과 티탄산 바륨의 고용체인 압전 세라믹에 코발트를 더하면, 압전 정수가 향상하는 것이 개시되어 있다. 또한, 특허문헌 1의 압전 재료 중에는 10⁶Ω 이하의 낮은 절연성 때문에 분극이 곤란한 시료가 적어도 하나 포함된 것도 개시되어 있다.

일본 특허 출원 공개 제2009-227535호 공보

제이. 티. 젱 등의 저널 오브 어메리칸 세라믹 소사이어티, 2006년 89권, 2828 페이지 내지 2832페이지

종래의 기술에서는, 니오브산 나트륨에 티탄산 바륨을 고용해서 얻어진 압전 재료(이하, "NN-BT"라고 적는다)의 압전 정수 향상을 위해, 1200℃ 내지 1280℃의 고온에서 소결시켜야 했고, 또한, 고가이며 유해 물질로 간주되는 코발트를 사용하지 않으면 안되었다. 또한, 코발트를 함유하는 NN-BT의 절연 저항이 반드시 높지는 않다는 과제가 있었다.

본 발명은 이러한 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것이며, 납, 칼륨, 코발트를 포함하지 않고, 퀴리 온도가 100℃ 이상이며, 1200℃보다도 저온에서 소결할 수 있는, 절연성과 압전성이 양호한 압전 재료를 제공한다. 또한, 본 발명은, 각각 상기 비납 압전 재료를 이용한 압전 소자, 적층 압전 소자를 제공하고, 또한, 각각 상기 압전 소자 혹은 적층 압전 소자를 이용한 액체 토출 헤드, 초음파 모터 및 먼지 제거 장치를 제공한다.

상기 과제를 해결하는 본 발명의 제1 측면에 따른 압전 재료는,하기 화학식 1에 의해 나타나는 페로브스카이트형 금속 산화물을 포함하는 압전 재료이다.

[화학식 1]

(1-x){(Na_yBa₁ _-z)(Nb_zTi₁ _-z)O₃}-xBiFeO₃

(식 중, 0<x≤0.015, 0.80≤y≤0.95, 0.85≤z≤0.95를 나타냄.)

본 발명의 제2 측면에 따른 압전 소자는, 제1 전극, 압전 재료 및 제2 전극을 포함하며, 상기 압전 재료는 본 발명의 제1 측면에 따른 압전 재료이다.

본 발명의 제3 측면에 따른 적층 압전 소자는, 압전 재료층과, 하나 이상의 내부 전극을 포함하는 전극층을 포함하고, 상기 압전 재료층과 상기 전극층은 서로 교대로 적층된다. 상기 적층 압전 소자에서, 상기 압전 재료층은 상기 압전 재료를 포함한다.

본 발명의 제4 측면에 따른 액체 토출 헤드는, 토출구와 연통하는 액실과, 진동부와, 상기 압전 소자 또는 적층 압전 소자를 포함한다.

본 발명의 제5 측면에 따른 액체 토출 장치는, 기록 매체의 반송 유닛과, 상기 액체 토출 헤드를 포함한다.

본 발명의 제6 측면에 따른 초음파 모터는, 상기 압전 소자 또는 적층 압전 소자를 포함하는 진동체와, 상기 진동체와 접촉하는 이동체를 포함한다.

본 발명의 제7 측면에 따른 광학 기기는, 구동부에 상기 초음파 모터를 포함한다.

본 발명의 제8 측면에 따른 진동 장치는, 진동체와, 상기 압전 소자 또는 적층 압전 소자를 포함한다.

본 발명의 제9 측면에 따른 먼지 제거 장치는, 상기 진동 장치를 진동부에 포함한다.

본 발명의 제10 측면에 따른 촬상 장치는, 상기 먼지 제거 장치와, 수광면을 가지는 활상 유닛을 포함한다. 상기 촬상 장치에는, 상기 먼지 제거 장치의 진동체와, 상기 촬상 유닛의 수광면은 동일 축 상에 순서대로 제공된다.

본 발명의 제11 측면에 따른 전자 기기는, 상기 압전 소자 또는 적층 압전 소자를 포함하는 압전 음향 부품을 포함한다.

본 발명은, 납, 칼륨, 코발트를 포함하지 않고, 퀴리 온도가 100℃ 이상이며, 1200℃보다 저온에서 소결될 수 있는, 절연성과 압전성이 양호한 압전 재료를 제공한다. 또한, 본 발명은, 각각 상기 압전 재료를 이용한 압전 소자, 적층 압전 소자를 제공하고, 각각 상기 압전 소자 혹은 적층 압전 소자를 이용한 액체 토출 헤드, 액체 토출 장치, 초음파 모터, 광학 기기, 진동 장치, 먼지 제거 장치, 촬상 장치 및 전자 기기를 제공한다.

본 발명의 압전 재료는, 납을 사용하고 있지 않기 때문에 환경에 대한 부하가 작다. 또한, 칼륨을 사용하고 있지 않기 때문에, 우수한 소결성 및 내습성을 얻을 수도 있다.

도 1은 본 발명의 압전 소자의 구성의 일 실시 형태를 도시한 개략도.
도 2a 및 2b는 본 발명의 적층 압전 소자의 구성의 일 실시 형태를 각각 도시한 개략 단면도.
도 3a 및 3b는 본 발명의 액체 토출 헤드의 구성의 일 실시 형태를 각각 도시한 개략도.
도 4는 본 발명의 액체 토출 장치의 일 실시 형태를 도시한 개략도.
도 5는 본 발명의 액체 토출 장치의 일 실시 형태를 도시한 개략도.
도 6a 및 6b는 본 발명의 초음파 모터의 구성의 일 실시 형태를 각각 도시한 개략도.
도 7a 및 7b는 본 발명의 광학 기기의 일 실시 형태를 도시한 개략도.
도 8은 본 발명의 광학 기기의 일 실시 형태를 도시한 개략도.
도 9a 및 9b는 본 발명의 진동 장치를 먼지 제거 장치로 이용했을 경우의 일 실시 형태를 도시한 개략도.
도 10은 본 발명의 먼지 제거 장치의 압전 소자의 구성을 도시한 개략도.
도 11은 본 발명의 먼지 제거 장치의 진동 원리를 나타내는 개략도.
도 12는 본 발명의 촬상 장치의 일 실시 형태를 도시한 개략도.
도 13은 본 발명의 촬상 장치의 일 실시 형태를 도시한 개략도.
도 14는 본 발명의 전자 기기의 일 실시 형태를 도시한 개략도.

이하, 본 발명의 실시 형태에 대해서 설명한다.

본 발명은 NN-BT를 기초 물질로 이용해서 압전성과 절연성이 양호한 비납 압전 재료를 제공한다. 또한, 본 발명의 압전 재료는, 유전 재료로서의 특성을 이용해서 콘덴서, 메모리, 및 센서 등의 다양한 용도에 이용할 수 있다.

본 발명의 압전 재료는, 하기 화학식 1에 의해 나타내지는 페로브스카이트형 금속 산화물을 포함한다.

[화학식 1]

(1-x){(Na_yBa₁ _-z)(Nb_zTi₁ _-z)O₃}-xBiFeO₃

(식 중, 0 <x≤0.015, 0.80≤y≤0.95, 0.85≤z≤0.95를 나타냄)

상기 화학식 1은, (1-x)몰의 {(Na_yBa₁ _-z)(Nb_zTi₁ _-z)O₃} (NN-BT)와, x몰의 BiFeO₃의 금속 산화물의 조성을 나타내고 있다. 상기 화학식 1의 NN-BT는, 니오브산 나트륨에 티탄산 바륨을 고용시켜서 얻어진 NaNbO₃와 BaTiO₃의 고용체를 나타내지만, 소결시에 Na가 휘발하기 쉬워서, Nb에 대하여 Na가 결손될 경우가 있을 수 있다. 상기의 화학식 1에서는, 본 발명의 압전 재료의 Na가 결손할 수도 있는 경우를 고려하여, Nb의 첨자 "z"와 구별하기 위해 Na의 첨자를 "y"로 표기했다.

또한, NN-BT와 BiFeO₃은 항상 완전한 고용체를 형성할 필요는 없지만, 서로 균일하게 고용해서 단상의 페로브스카이트형 구조를 형성하면, NN의 사방정 구조, BT의 정방정 구조, BiFeO₃의 능방정 구조의 조성 상 경계 효과에 의해 압전 정수의 향상의 정도가 커진다.

상기 화학식 1의 x의 범위는 0<x≤0.015이다. BiFeO₃의 x가 0.015보다 크면, 퀴리 온도가 지나치게 낮아져서, 그 결과, 디바이스 제작 공정이나 디바이스 구동 시의 발열에 의해 탈분극이 발생하는 경우가 있다. 한편, BiFeO₃의 양이 매우 작은 경우에도, 절연 저항과 압전성을 향상시키는 효과는 얻을 수 있다. 바람직한 x의 범위는 0.001 내지 0.015이고, 더욱 바람직하게는 0.001 내지 0.013이며, x가 상기 범위인 경우에는 BiFeO₃를 포함하지 않는 조성보다 10% 이상 높은 압전 정수의 향상 효과를 얻을 수 있다.

화학식 1의 y의 범위는 0.80 내지 0.95이다. 나트륨의 y가 0.8보다도 적으면, 나트륨이 95%의 니오브보다 적어진다. 나트륨이 5%보다도 많이 결손한 조성에서는 불순물 상(Ba₄Nb₂O₉, Ba₆Ti₇Nb₉O₄₂, Ba₃Nb₄Ti₄O₂₁, Ba₃Nb₃ _.2Ti₅O₂₁ 등과 유사한 x선 회절 패턴을 가지는 상)이 발생하고, 그 결과, 시료의 절연성이 저하한다. 또한, 나트륨의 y가 0.95를 초과하면 압전성이 저하한다. 나트륨의 y가 0.80 내지 0.95의 범위에 있으면, 불순물 상의 발생을 억제할 수 있고, 양호한 압전성을 얻을 수 있다. 또한, 보다 바람직한 y의 범위는 0.80 내지 0.90이다.

화학식 1의 z의 범위는 0.85 내지 0.95이다. 니오브의 z가 0.85보다 작아지면 퀴리 온도가 110℃보다 낮아진다. 한편, 니오브의 z가 0.95를 초과하면 압전성이 저하한다. 보다 바람직한 z의 범위는 0.85 내지 0.90이다.

상기 화학식 1에서, 상기 z의 값이 작고(예를 들면 z≤ 0.87), 상기 x가 큰(예를 들면 x≥ 0.013) 경우, 본 발명의 압전 재료는 압전 성능이 향상되지만, 그와 바꾸어, 퀴리 온도가 낮아진다. 본 발명의 압전 재료가 디바이스 제작 공정에서의 가열이나 디바이스 구동에서의 발열에 의해 탈분극하는 것을 막기 위해서는, 본 발명의 압전 재료로서, 퀴리 온도가 100℃ 이상, 바람직하게는 110℃ 이상, 보다 바람직하게는 130℃ 이상인 조성을 선택하는 것이 바람직하다. 본 발명의 압전 재료의 퀴리 온도는, 조성 파라미터 x, y, z와, 마이크로미터 스케일 기초의 조성 균일성에 의해 제어가능하다.

본 명세서에서, 퀴리 온도는 퀴리 바이스 법칙에 의해 규정되는 퀴리 온도 외에, 강유전 상과 상유전 상(입방 결정)의 상 전이 온도 근방에서 유전율이 극대가 되는 온도도 퀴리 온도로 규정한다.

본 명세서에서, 페로브스카이트 구조는, 일반적으로 ABO₃의 화학식에 의해 표현되는 결정 구조의 명칭이다. 원소 A, B은 각각 A 사이트, B 사이트라고 불리는 단위 격자의 특정한 위치를 차지한다. 입방 결정의 페로브스카이트 구조의 경우, A 사이트 원소는 단위 격자의 8개의 코너를, B 사이트 원소가 1개의 체심 위치를, 산소 원소는 6개의 면심 위치를 점유한다. A사이트 원소는 12 배위이며, B사이트 원소는 6 배위이다.

본 발명의 압전 재료의 제조를 쉽게 하거나, 본 발명의 압전 재료의 물성을 조정하기 위해, 바륨의 일부를 하나 이상의 2가의 금속 원소, 예를 들면 스트론튬이나 칼슘으로 치환해도 개의치 않는다. 마찬가지로, 니오브의 일부를 하나 이상의 5가의 금속 원소, 예를 들면 탄탈이나 바나듐으로 치환해도 개의치 않는다.

본 발명의 압전 재료는 그 조성에 특징이 있으며, 압전 재료의 형상은 한정되지 않기 때문에, 분말, 단결정, 다결정 세라믹, 기판 상에 제작된 막의 어느 것이어도 개의치 않는다. 본 발명의 압전 재료의 소결 세라믹의 제조을 제조하기 위해, 각각 압전 재료를 구성하는 금속 산화물, 금속 염의 분말이나 액체를 원료로서 이용할 수 있다. 또한, 원료에는 티탄산 바륨 분말, 니오브산 나트륨 분말, 또는 철산 비스무트 분말을 이용해도 된다.

성형체는 공기 중에 상압 하에서 소결할 수 있다. 이 이외에도, 통전 가열법, 마이크로파 소결법, 밀리파 소결법, 열간 등압 프레스도 필요에 따라 채용할 수 있다.

소결 온도에 특별한 제한은 없지만, 본 발명의 압전 재료는 NN-BT에 BiFeO₃을 더하는 효과에 의해, 저온 프로세스에서 충분한 압전성을 얻을 수 있다. 예를 들면, 종래의 NN-BT로부터 형성되는 세라믹 형상의 압전 재료는, 1280℃ 이상의 소결 온도가 아니면 충분한 밀도 및 압전성을 얻을 수 없지만, 본 발명의 압전 재료는 1100℃ 내지 1200℃ 정도의 소결 온도에서 충분한 밀도 및 압전성을 가지는 압전 세라믹을 형성할 수 있다.

본 발명의 압전 재료의 결정 입경이 100μm를 초과할 경우, 절단 가공 및 연마 가공 시에 강도가 충분하지 않을 가능성이 있다. 그 때문에, 압전 재료의 평균 결정 입경은 바람직하게 0.3 내지 100μm이다.

본 발명의 압전 재료를 기판 상에 제작된 막으로서 이용할 때, 상기 압전 재료의 두께는 200nm 내지 10μm, 보다 바람직하게는 300nm 내지 3μm이다. 압전 재료의 두께를 200nm 내지 10μm로 하면, 압전 소자로서 충분한 전기 기계 변환 기능을 얻을 수 있다.

상기 막의 적층 방법은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 화학 용액 퇴적법(CSD 법), 졸-겔법, 유기금속 화학 기상 성장법(MOCVD 법), 스퍼터링법, 펄스 레이저 증착법(PLD 법), 수열 합성법, 에어로졸 피착법(AD 법) 등을 들 수 있다. 상기 방법 중에서 가장 바람직한 적층 방법은 화학 용액 퇴적법 또는 스퍼터링법이다. 화학 용액 퇴적법 또는 스퍼터링법에 의해 용이하게 성막 면적을 크게 할 수 있다.

본 발명의 압전 재료에 이용하는 기판은 (001) 면 또는 (110) 면을 따라 절단 및 연마된 단결정 기판인 것이 바람직하다. 특정한 결정면을 따라 절단 및 연마된 단결정 기판을 이용하면, 그 기판 표면에 마련되어진 압전 재료막도 기판과 동일 방위로 강하게 배향시킬 수 있다.

이하에 본 발명의 압전 재료를 이용한 압전 소자에 대해서 설명한다.

도 1은 본 발명의 압전 소자의 구성의 일 실시 형태를 도시한 개략도이다. 본 발명에 따른 압전 소자는, 제1 전극(1), 압전 재료(2) 및 제2 전극(3)을 적어도 가지는 압전 소자이며, 상기 압전 재료(2)가 본 발명의 압전 재료이다.

본 발명의 압전 재료가 적어도 제1 전극과 제2 전극을 가지는 압전 소자에 이용되는 경우, 상기 압전 재료의 압전 특성을 평가할 수 있다. 상기 제1 전극 및 제2 전극은 각각 두께 5 내지 2000nm 정도의 도전층으로 형성된다. 그 재료는 특별히 한정되지 않고, 압전 소자에 통상 이용되는 임의의 재료가 이용될 수 있다. 예를 들면, Ti, Pt, Ta, Ir, Sr, In, Sn, Au, Al, Fe, Cr, Ni, Pd, Ag, Cu 등의 금속 및 이들의 화합물을 들 수 있다.

상기 제1 전극 및 제2 전극은, 각각 이들 중의 1종로 이루어지는 것이어도 되고, 혹은 이들의 2종 이상을 서로 적층하여 이루어지는 것이어도 된다. 또한, 제1 전극과 제2 전극이 동일한 재료, 혹은 상이한 재료이어도 된다.

상기 제1 전극과 제2 전극의 제조 방법은 특별히 한정되지 않고, 이들 전극은 금속 페이스트의 소부에 의해 형성해도 되고, 스퍼터법, 증착법 등에 의해 형성해도 된다. 또한, 제1 전극과 제2 전극은 각각 원하는 형상으로 패터닝해도 된다.

상기 압전 소자는 일정 방향으로 분극 축이 정렬되는 경우가 보다 바람직하다. 분극 축이 일정 방향으로 정렬된 경우에, 상기 압전 소자의 압전 정수는 커진다.

상기 압전 소자의 분극 방법은 특별히 한정되지 않는다. 분극 처리는 대기 중에서 행해도 되고, 오일 중에서 행해도 된다. 분극을 할 때의 온도는 60℃ 내지 160℃의 온도가 바람직하지만, 소자를 구성하는 압전 재료의 조성에 의해 최적인 조건은 다소 변한다. 분극 처리를 위해서 인가하는 전계는, 그 재료의 항전계 이상인 것이 바람직하며, 구체적으로는 1 내지 5kV/mm이다.

상기 압전 소자의 압전 정수 및 기계적 품질 계수는, 시판의 임피던스 애날라이저를 이용해서 얻어지는 공진 주파수 및 반공진 주파수의 측정 결과로부터, 일본 전자 정보 기술 산업 협회 규격(JEITA EM-4501)에 기초하여, 계산에 의해 구할 수 있다. 이하, 이 방법을 공진-반공진법이라고 부른다.

다음으로, 본 발명의 압전 재료를 이용한 적층 압전 소자에 대해서 설명한다.

본 발명에 따른 적층 압전 소자는, 압전 재료층과, 하나 이상의 내부 전극을 포함하는 전극이 서로 교대로 적층된 적층 압전 소자이며, 상기 압전 재료층이 본 발명의 압전 재료로부터 형성된다.

도 2a는 본 발명의 적층 압전 소자의 구성의 일 실시 형태를 나타내는 개략 단면도이다. 본 발명의 적층 압전 소자는, 압전 재료층(54)과, 하나 이상의 내부 전극(55)을 포함하는 전극으로 구성되고, 압전 재료층과 층 형상의 전극이 서로 교대로 적층된 적층 압전 소자이며, 상기 압전 재료층(54)이 상기의 압전 재료로부터 각각 형성된다. 전극은, 내부 전극(55) 이외에, 제1 전극(51) 및 제2 전극(53) 등의 외부 전극을 포함하고 있어도 된다.

도 2a는 2층의 압전 재료층(54)이 1층의 내부 전극(55)을 그 사이에 마련하여 서로 적층되고, 이와 같이 형성된 적층 구조체를 제1 전극(51)과 제2 전극(53)에 의해 협지한 본 발명의 적층 압전 소자의 구성을 나타낸다. 또한, 도 2b에 도시된 바와 같이, 압전 재료층의 수와 내부 전극의 수를 늘려도 되고, 그 수에 제한은 없다. 도 2b에 도시된 적층 압전 소자는, 9층의 압전 재료층(504)과 8층의 내부 전극(505)이 서로 교대로 적층되어, 이와 같이 형성된 적층 구조체를 제1 전극(501)과 제2 전극(503)에 의해 협지한 구성을 가지며, 교대로 형성된 내부 전극을 단락하기 위한 외부 전극(506a, 506b)이 마련된다.

내부 전극(55)과 제1 및 제2 전극(51, 53)의 크기 및 형상은 압전 재료층(54)과 반드시 동일할 필요는 없고, 복수의 부분으로 분할될 수 있다. 상기의 경우처럼, 내부 전극(505)과 제1 및 제2 전극(501, 503)의 크기 및 형상은 압전 재료층(504)과 반드시 동일할 필요는 없고, 복수의 부분으로 분할될 수 있다.

내부 전극(55, 505), 제1 전극(51, 501), 제2 전극(53, 503) 및 외부 전극(506a, 506b)은 두께 5 내지 2000nm 정도의 도전층으로 형성된다. 그 재료는 특별히 한정되지 않고, 압전 소자에 통상 이용되는 것이면 된다. 예를 들면, Ti, Pt, Ta, Ir, Sr, In, Sn, Au, Al, Fe, Cr, Ni, Pd, Ag, Cu 등의 금속 및 이들의 화합물을 들 수 있다. 내부 전극(55, 505), 제1 전극(51, 501), 제2 전극(53, 503) 및 외부 전극(506a, 506b)은, 이들 중 1종으로 이루어지는 것이거나, 상기 금속의 2종 이상의 혼합물 혹은 합금이어도 되고, 혹은 이들의 2종 이상을 적층하여 이루어지는 것이어도 된다. 또한, 복수의 전극이 상이한 재료로부터 형성되어도 된다. 전극 재료가 염가라고 하는 관점에서, 내부 전극(55, 505)은 각각 Ni를 주성분으로 포함하는 것이 바람직하다. 본 발명의 적층 압전 소자에서는, 내부 전극이 Ag 및 Pd를 포함하고, 상기 Ag의 함유량 M1과 상기 Pd의 함유량 M2의 중량비 M1/M2가 1.5 내지 9.0의 범위인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 중량비 M1/M2가 2.3 내지 4.0의 범위이다. 상기 중량비 M1/M2가 1.5 미만이면 내부 전극의 소결 온도가 높아지므로 바람직하지 않다. 한편, 상기 중량비 M1/M2가 9.0보다도 커지면, 내부 전극이 섬 형상에 되기 때문에, 면 내에서 불균일이 발생하여 바람직하지 않다.

도 2b에 도시한 바와 같이, 내부 전극(505)을 포함하는 복수의 전극은 구동 전압의 위상을 서로 동일하게 하기 위하여 서로 단락시켜도 된다. 예를 들면, 내부 전극(505)이 제1 전극(501) 및 제2 전극(503)에 교대로 단락되는 구성을 들 수 있다. 또한, 전극끼리의 단락의 형태는 한정되지 않는다. 예를 들면, 적층 압전 소자의 각 측면에 전극이나 배선을 마련하거나, 압전 재료층(504)을 관통하는 스루홀을 각 측에 마련하고, 거기에 도전 재료를 마련해서 전극끼리를 단락시켜도 된다.

본 발명의 액체 토출 헤드는, 토출구와 연통하는 액실과, 진동부와, 압전 소자 또는 적층 압전 소자를 적어도 가진다. 도 3a, 3b는 본 발명의 액체 토출 헤드의 구성의 일 실시 형태를 각각 도시한 개략도이다. 도 3a, 3b에 도시한 바와 같이, 본 발명의 액체 토출 헤드는 본 발명의 압전 소자(101)를 가지는 액체 토출 헤드이다. 압전 소자(101)는 제1 전극(1011), 압전 재료(1012), 제2 전극(1013)을 적어도 가지는 압전 소자이다. 압전 재료(1012)는, 도 3b에 도시한 바와 같이, 필요에 따라서 패터닝되어 있다. 도 3b는 액체 토출 헤드의 개략도이다. 액체 토출 헤드는, 토출구(105), 개별 액실(102), 개별 액실(102)과 토출구(105)를 연결하는 연통 구멍(106), 액실 격벽(104), 공통 액실(107), 진동판(103), 압전 소자(101)를 가진다. 도면에서, 압전 소자(101)는 사각 형상이지만, 그 형상은, 타원형, 원형, 평행사변형 등이어도 된다. 일반적으로, 압전 재료(1012)는 개별 액실(102)의 형상을 따른 형상을 가진다. 본 발명의 액체 토출 헤드에 포함되는 압전 소자(101) 및 그 근방을 도 3a를 참조하여 상세하게 설명한다. 도 3a는, 도 3b에 도시된 압전 소자의 폭 방향을 따라 취해진 단면도이다. 압전 소자(101)의 단면 형상은 구형으로 표시되어 있지만, 그 단면은 사다리꼴이나 역사다리꼴이어도 된다. 도면에서는, 제1 전극(1011) 및 제2 전극(1013)이 각각 하부 전극 및 상부 전극으로서 사용되고 있다. 그러나, 제1 전극(1011)과 제2 전극(1013)의 배치는 이것에 한정되지는 않는다. 예를 들면, 제1 전극(1011)을 하부 전극으로서 사용해도 되고, 상부 전극으로서 사용해도 된다. 마찬가지로, 제2 전극(1013)을 상부 전극으로서 사용해도 되고, 하부 전극으로서 사용해도 된다. 또한, 진동판(103)과 하부 전극의 사이에 버퍼층(108)이 존재해도 된다. 이들의 명칭의 차이는 디바이스의 상이한 제조 방법에 의해 결정되지만, 어떠한 경우에도 본 발명의 효과는 얻을 수 있다. 상기 액체 토출 헤드에서는, 진동판(103)이 압전 재료(1012)의 신축에 의해 상하로 이동하고, 따라서 개별 액실(102)의 액체에 압력을 가한다. 그 결과, 토출구(105)로부터 액체가 토출된다. 본 발명의 액체 토출 헤드는 프린터 용도 및 전자 디바이스의 제조에 이용할 수 있다. 진동판(103)의 두께는 1.0 내지 15μm이며, 바람직하게는 1.5 내지 8μm이다. 진동판 재료는 한정되지 않지만, 바람직하게는 Si가 사용된다. 진동판에 사용되는 Si에 붕소나 인이 도핑되어 있어도 된다. 또한, 진동판 상의 버퍼층 및 전극이 진동판의 일부로서 기능해도 된다. 버퍼층(108)의 두께는 5 내지 300nm이며, 바람직하게는 10 내지 200nm이다. 토출구(105)의 크기는 원 상당 직경으로 5 내지 40μm이다. 토출구(105)의 형상은 원형이어도 되고, 별 형상, 다각형 형상, 삼각형 형상 등이어도 된다.

다음으로, 본 발명의 액체 토출 장치에 대해서 설명한다. 본 발명의 액체 토출 장치는 기록 매체의 반송 유닛과, 상기 액체 토출 헤드를 구비한다.

본 발명의 액체 토출 장치의 일례로서, 도 4 및 도 5에 나타내는 잉크제트 기록 장치를 들 수 있다. 도 4에 나타내는 액체 토출 장치(잉크제트 기록 장치)(881)의 외장(882 내지 885, 및 887)을 제거한 상태를 도 5에 나타낸다. 잉크제트 기록 장치(881)는 기록 매체로서의 기록지를 장치 본체(896) 안에 자동으로 급송하는 자동 급송부(897)를 가진다. 또한, 잉크제트 기록 장치(881)는, 자동 급송부(897)로부터 보내지는 기록지를 소정의 기록 위치로 이끌고, 그 후에 기록 위치부터 배출구(898)에 이끄는 반송 유닛(899)과, 기록 위치에 반송된 기록지에 기록을 행하는 기록부(891)와, 기록부(891)에 대한 회복 처리를 행하는 회복부(890)를 가진다. 기록부(891)는 본 발명의 액체 토출 헤드를 수납하고, 레일 위를 왕복 이동하는 캐리지(892)를 구비하고 있다.

이러한 잉크제트 기록 장치에서, 컴퓨터로부터 송출되는 전기 신호에 의해 캐리지(892)가 레일 위를 이동하면, 압전 재료를 협지하는 전극에 구동 전압이 인가 되어 압전 재료가 변위한다. 이 압전 재료의 변위에 의해, 도 3b에 도시하는 진동판(103)을 개재해서 개별 액실(102)을 가압하여, 잉크를 토출구(105)로부터 토출시켜 인자를 행한다. 본 발명의 액체 토출 장치에서는, 액체를 고속으로 균일하게 토출시킬 수 있어, 장치의 소형화를 달성할 수 있다.

위에서는 예로서 프린터를 설명하였지만, 본 발명의 액체 토출 장치는, 팩시밀리, 복합기, 복사기를 포함하는 잉크제트 기록 장치 등의 프린팅 장치 이외의, 산업용 액체 토출 장치, 대상물에 대한 인쇄 장치에도 적용할 수 있다.

본 발명의 초음파 모터는, 상기 압전 소자 또는 상기 적층 압전 소자를 포함하는 진동체와, 상기 진동체와 접촉하는 이동체를 적어도 가진다. 도 6a 및 6b는 각각 본 발명의 초음파 모터의 구성의 일 실시 형태를 도시한 개략도이다. 압전 소자가 단일 판으로 형성되는 본 발명의 초음파 모터가 도 6a에 도시되어 있다. 초음파 모터는, 진동자(201), 진동자(201)의 미끄럼 이동면에 (도시되지 않은)가압 스프링에 의한 가압력으로 접촉하고 있는 로터(202), 로터(202)와 일체적으로 마련되어진 출력 축(203)을 가진다. 상기 진동자(201)는 금속의 탄성체 링(2011), 본 발명의 압전 소자(2012), 압전 소자(2012)를 탄성체 링(2011)에 접착하는 유기계 접착제(2013)(에폭시계,아크릴계 등)로 구성된다. 본 발명의 압전 소자(2012)는 (도시되지 않은)제1 전극과 제2 전극 사이에 마련되는 압전 재료로 구성된다. 본 발명의 압전 소자에 위상이 π/2 다른 2상 교류 전압을 인가하면, 진동자(201)에 굴곡 진행파가 발생하고, 진동자(201)의 미끄럼 이동면 상의 각 점은 타원 운동을 한다. 이 진동자(201)의 미끄럼 이동면에 로터(202)가 압접되어 있으면, 로터(202)는 진동자(201)로부터 마찰력을 받고, 굴곡 진행파와는 반대 방향으로 회전한다. 도면에 도시되지 않은 피구동체는, 출력 축(203)에 접합되고 있고, 로터(202)의 회전력에 의해 구동된다. 압전 재료에 전압을 인가하면, 압전 횡효과에 의해 압전 재료는 신축한다. 금속 등의 탄성체가 압전 소자에 접합하고 있을 경우, 탄성체는 압전 재료의 신축에 의해 구부릴 수 있다. 여기에서 설명된 종류의 초음파 모터는 이 원리를 이용한 초음파 모터이다. 다음으로, 적층 구조를 가진 압전 소자를 포함하는 초음파 모터를 도 6b를 참조하여 예시한다. 진동자(204)는 실린더 형상의 금속 탄성체(2041) 사이에 마련된 적층 압전 소자(2042)로 형성된다. 적층 압전 소자(2042)는 (도시되지 않은)서로 적층된 압전 재료에 의해 구성되는 소자이며, 적층 외면에 제1 전극과 제2 전극을 가지고, 적층 내면에 내부 전극을 가진다. 금속 탄성체(2041)는 볼트에 의해 체결되어, 압전 소자(2042)를 협지 고정하고, 이에 의해 진동자(204)를 형성한다. 압전 소자(2042)에 위상이 다른 교류 전압을 인가함으로써, 진동자(204)는 서로 직교하는 2개의 진동을 여기한다. 이 두 개의 진동은 합성되어, 진동자(204)의 선단부를 구동하기 위한 원진동을 형성한다. 또한, 진동자(204)의 상부에는 주홈(circumferential groove)이 형성되어, 구동을 위한 진동의 변위를 크게 하고 있다. 로터(205)는 가압용의 스프링(206)에 의해 진동자(204)와 압접하여, 구동을 위한 마찰력을 얻는다. 로터(205)는 베어링에 의해 회전가능하게 지지되어 있다.

다음으로, 본 발명의 광학 기기에 대해서 설명한다. 본 발명의 광학 기기는 구동부에 상기 초음파 모터를 구비한다.

도 7a 및 7b는 본 발명의 촬상 장치의 바람직한 실시 형태의 일례인 일안 리플렉스 카메라의 교환 렌즈 경통을 각각 도시하는 주요 단면도이다. 또한, 도 8은 본 발명의 촬상 장치의 바람직한 실시 형태의 일례인 일안 리플렉스 카메라의 교환 렌즈 경통의 분해 사시도이다. 카메라와의 착탈 마운트(711)에는 고정 통(712)과, 직진 안내 통(713), 전군 경통(714)이 고정되어 있다. 이들은 교환 렌즈 경통의 고정 부재이다.

직진 안내 통(713)에는, 포커스 렌즈(702)용의 광축 방향의 직진 구동 안내 홈(713a)이 형성되어 있다. 포커스 렌즈(702)를 유지하는 후군 경통(716)에는 직경 방향 바깥쪽으로 돌출하는 캠 롤러(717a, 717b)가 축 스크류(718)에 의해 고정되어 있고, 이 캠 롤러(717a)가 이 직진 구동 안내 홈(713a)에 끼워져 있다.

직진 안내 통(713)의 내주에는 캠 링(715)이 회동가능하게 끼워져 있다. 직진 안내 통(713)과 캠 링(715)은, 캠 링(715)에 고정된 롤러(719)가 직진 안내 통(713)의 주홈(713b)에 끼워진 경우에, 광축 방향으로의 상대 이동이 규제되어 있다. 이 캠 링(715)에는, 포커스 렌즈(702)용의 캠 홈(715a)이 형성되어 있고, 캠 홈(715a)에는 전술의 캠 롤러(717b)가 끼워져 있다.

고정 통(712)의 외주 측에는 볼 레이스(727)에 의해 고정 통(712)에 대하여 소정 위치에서 회전가능하게 유지된 회전 전달 링(720)이 배치되어 있다. 회전 전달 링(720)에는, 회전 전달 링(720)으로부터 방사형으로 연장된 축(720f)에 의해 롤러(722)가 각각 회전가능하게 유지되고 있고, 이 롤러(722)의 대직경부(722a)가 메뉴얼 포커스 링(724)의 마운트측 단부면(724b)과 접촉하고 있다. 또한, 롤러(722)의 소직경부(722b)는 접합 부재(729)와 접촉하고 있다. 롤러(722)는 회전 전달 링(720)의 외주를 따라 등간격에 6개가 배치되고 있고, 이들 롤러는 각각 상기의 위치 관계를 충족하도록 구성되어 있다.

메뉴얼 포커스 링(724)의 내경부에는 저마찰 시트(워셔 부재)(733)가 배치되고, 이 저마찰 시트가 고정 통(712)의 마운트측 단부면(712a)과 메뉴얼 포커스 링(724)의 앞쪽 단부면(724a)의 사이에 협지되어 있다. 또한, 저마찰 시트(733)의 외경면은 링 형상이고, 메뉴얼 포커스 링(724)의 내경(724c)에 끼워져 있고, 또한, 메뉴얼 포커스 링(724)의 내경(724c)은 고정 통(712)의 외경부(712b)에 끼워져 있다. 저마찰 시트(733)는 메뉴얼 포커스 링(724)이 고정 통(712)에 대하여 광축 주위를 회전하도록 회전 링 기구의 마찰을 경감하는 역할을 한다. 또한, 롤러(722)의 대직경부(722a)와 메뉴얼 포커스 링(724)의 마운트측 단부면(724a)은, 파형 워셔(726)가 초음파 모터(725)를 렌즈를 향하여 가압하는 힘에 의해 서로 압접하고 있다. 또한, 상기와 마찬가지로, 파형 워셔(726)가 초음파 모터(725)를 렌즈 방향으로 가압하는 힘에 의해, 롤러(722)의 소직경부(722b)와 접합 부재(729)도 인가된 적당한 힘에 의해 서로 압접하고 있다. 파형 워셔(726)는 고정 통(712)에 대하여 바요네트(bayonet) 탑재된 워셔(732)에 의해 마운트 방향으로의 이동이 규제되고 있고, 파형 워셔(726)에 의해 발생된 스프링력(바이어스)은 초음파 모터(725)를 통해 롤러(722)에 전해져서, 메뉴얼 포커스 링(724)이 고정 통(712)의 마운트측 단부면(712a)을 가압하는 힘을 발생시킨다. 즉, 메뉴얼 포커스 링(724)은 저마찰 시트(733)를 개재해서 고정 통(712)의 마운트측 단부면(712a)을 가압하도록 조립된다. 따라서, 도면에 도시되지 않은 제어부에 의해 초음파 모터(725)가 고정 통(712)에 대하여 회전구동되면, 접합 부재(729)가 롤러(722)의 소직경부(722b)와 마찰 접촉하기 때문에, 롤러(722)가 축(720f) 주위를 회전한다. 롤러(722)가 축(720f) 주위를 회전하면, 결과로서, 회전 전달 링(720)이 광축 주위를 회전한다(오토포커스 동작).

또한, (도시되지 않은)메뉴얼 조작 입력부로부터 메뉴얼 포커스 링(724)에 광축 주변의 회전력이 주어지면, 메뉴얼 포커스 링(724)의 마운트측 단부면(724b)이 롤러(722)의 대직경부(722a)와 압접하기 때문에, 마찰력에 의해 롤러(722)가 축(720f) 주위를 회전한다. 롤러(722)의 대직경부(722a)가 축(720f) 주위를 회전하면, 회전 전달 링(720)이 광축 주위를 회전한다. 이때, 초음파 모터(725)는 로터(725c)와 스테이터(725b)의 마찰 유지력에 의해 회전하지 않게 구성된다(메뉴얼 포커스 동작).

회전 전달 링(720)에는, 2개의 포커스 키(728)가 서로 대향하는 위치에 마련되어, 캠 링(715)의 선단에 마련되어진 절취부(715b)에 결합된다. 따라서, 오토 포커스 동작 혹은 메뉴얼 포커스 동작이 행하여져서, 회전 전달 링(720)이 광축 주위를 회전하면, 그 회전력이 포커스 키(728)를 통해서 캠 링(715)에 전달된다. 캠 링이 광축 주위를 회전하면, 캠 롤러(717a)와 직진 구동 안내 홈(713a)에 의해 회전 규제된 후군 경통(716)이, 캠 롤러(717b)에 의해 캠 링(715)의 캠 홈(715a)을 따라 진퇴한다. 이에 의해, 포커스 렌즈(702)가 구동되어, 포커스 동작이 행하여진다.

여기서, 본 발명의 광학 기기로서, 일안 리플렉스 카메라의 교환 렌즈 경통에 대해서 예를 들어 설명했지만, 본 발명은 콤팩트 카메라, 전자 스틸 카메라, 카메라가 부착된 휴대 정보 단말기 등, 카메라의 종류를 막론하고, 구동부에 초음파 모터를 가지는 광학 기기에 적용할 수 있다.

입자, 분체, 액적의 반송 및 제거 등에 이용되는 진동 장치는 전자 기기 등에 널리 사용되고 있다.

이하, 본 발명의 진동 장치의 하나의 예로서, 본 발명의 압전 소자를 이용한 먼지 제거 장치에 대해서 설명한다.

본 발명에 따른 먼지 제거 장치는 진동체와, 상기 압전 소자 또는 상기 적층 압전 소자를 가진다.

도 9a 및 도 9b는 본 발명의 먼지 제거 장치의 일 실시 형태를 도시한 개략도이다. 먼지 제거 장치(310)는 판 형상의 압전 소자(330)와 진동판(320)으로 구성된다. 압전 소자(330)는 본 발명의 적층 압전 소자이어도 된다. 진동판(320)의 재질은 한정되지 않지만, 먼지 제거 장치(310)를 광학 디바이스에 이용할 경우에는 투광성 재료나 광 반사성 재료를 진동판(320)으로서 이용할 수 있다.

도 10은 도 9a 및 9b에 도시된 압전 소자(330)의 구성을 도시한 개략도이다. 도 10의 (a) 및 (c) 부분은 압전 소자(330)의 전편 및 후면을 각각 도시하고, 도 10의 (b) 부분은 측면을 도시하고 있다. 압전 소자(330)는, 도 9a 및 9b에 도시한 바와 같이, 압전 재료(331), 제1 전극(332), 제2 전극(333)으로 구성되고, 제1 전극(332)과 제2 전극(333)은 압전 재료(331)의 각 면에 대향해서 배치되어 있다. 도 9a 및 9b와 마찬가지로, 압전 소자(330)는 본 발명의 적층 압전 소자이어도 된다. 그 경우, 압전 재료(331) 및 내부 전극은 교대 구조를 가지도록 형성되고, 내부 전극을 교대로 제1 전극(332) 및 제2 전극(333)과 단락시킴으로써, 각 압전 재료 층마다 위상이 다른 구동 파형을 인가할 수 있다. 도 10의 (c) 부분에 도시된 제1 전극(332)이 설치된 압전 소자(330)의 전면을 제1 전극면(336)으로 나타내고, 도 10의 (a) 부분에 도시된 제2 전극(333)이 설치된 압전 소자(330)의 전면을 제2 전극면(337)으로 나타낸다.

여기서, 본 발명에서의 전극면은 전극이 설치되어 있는 압전 소자의 면을 가리키고, 예를 들면, 도 10에 도시한 바와 같이 제1 전극(332)이 제2 전극면(337)에 연장될 수도 있다.

도 9a 및 9b에 도시한 바와 같이, 압전 소자(330)의 제1 전극면(336)을 진동판(320)의 판 면에 고착함으로써, 압전 소자(330)가 진동판(320)에 고착된다. 그리고, 압전 소자(330)의 구동에 의해 압전 소자(330)와 진동판(320)의 사이에 응력이 발생하여, 진동판에 면외 진동을 발생시킨다. 본 발명의 먼지 제거 장치(310)는 이 진동판(320)의 면외 진동에 의해 진동판(320)의 표면에 부착된 먼지 등의 이물을 제거하는 장치이다. 면외 진동은 진동판을 광축 방향, 즉, 진동판의 두께 방향으로 변위시키는 탄성 진동을 나타낸다.

도 11은 본 발명의 먼지 제거 장치(310)의 진동 원리를 나타내는 개략도이다. 도 11의 (a) 부분은 좌우 한 벌의 압전 소자(330)에 동상의 교번 전계를 인가하여, 진동판(320)에 면외 진동을 발생시킨 상태를 나타내고 있다. 상기 한 벌의 압전 소자(330)를 구성하는 압전 재료의 분극 방향은 압전 소자(330)의 두께 방향과 동일하고, 먼지 제거 장치(310)는 7차의 진동 모드로 구동된다. 도 11의 (b) 부분은 상기 좌우 한 벌의 압전 소자(330)에 위상이 180°반대인 역상의 교번 전계를 인가하여, 진동판(320)에 면외 진동을 발생시킨 상태를 나타내고 있다. 먼지 제거 장치(310)는 6차의 진동 모드로 구동된다. 본 발명의 먼지 제거 장치(310)는 적어도 2개의 진동 모드를 선택적으로 이용하여 진동판의 표면에 부착된 먼지를 효과적으로 제거할 수 있는 장치이다.

다음으로, 본 발명의 촬상 장치에 대해서 설명한다. 본 발명의 촬상 장치는 상기 먼지 제거 장치와 촬상 소자 유닛를 적어도 가지고, 상기 먼지 제거 장치의 진동 부재와 상기 촬상 유닛의 수광면을 동일 축 상에 순서대로 마련한 것을 특징으로 한다. 도 12 및 도 13은 본 발명의 촬상 장치의 바람직한 실시 형태의 일례인 디지털 일안 리플렉스 카메라를 각각 나타내는 도면이다.

도 12는 카메라 본체(601)를 피사체 측에서 본 정면측 투시도이며, 촬영 렌즈 유닛을 제거한 상태를 나타낸다. 도 13은 본 발명의 먼지 제거 장치와 촬상 유닛(400)의 주변 구조에 대해서 설명하기 위한 카메라 내부의 개략 구성을 나타내는 분해 투시도이다.

카메라 본체(601) 내에는, 촬영 렌즈를 통과한 촬영 광속이 인도되는 미러 박스(605)가 설치되어 있고, 미러 박스(605) 내에 메인 미러(퀵 리턴 미러)(606)가 배치되어 있다. 메인 미러(606)는 촬영 광속을 펜타다하(pentadach) 미러(도시 생략) 방향으로 인도하기 위해서 촬영 광축에 대하여 45°의 각도로 유지될 수 있으며, 혹은, 촬영 광속을 촬상 기기(도시 생략)로 인도하기 위해서 촬영 광속으로부터 퇴피한 위치에 유지될 수 있다.

카메라 본체의 골격으로 기능하는 본체 섀시(300)의 피사체 측에는, 피사체 측으로부터 순서대로 미러 박스(605), 셔터 유닛(200)이 배치된다. 또한, 본체 섀시(300)의 촬영자 측에는, 촬상 유닛(400)이 배치된다. 촬상 유닛(400)은 촬영 렌즈 유닛을 설치하는 기준선으로 이용되는 마운트부(602)의 설치면에, 촬상 기기의 촬상면이 사이에 소정의 공간을 두고서 평행하게 배치되도록 조정되어서 설치된다.

여기서, 본 발명의 촬상 장치로서 디지털 일안 리플렉스 카메라에 대해서 설명했지만, 예를 들면 미러 박스(605)를 포함하지 않는 미러리스형의 디지털 일안 카메라와 같은 촬영 렌즈 유닛 교환식 카메라가 이용되어도 된다. 또한, 촬영 렌즈 유닛 교환식의 비디오 카메라, 복사기, 팩시밀리, 스캐너 등의 각종의 촬상 장치, 혹은 촬상 장치를 구비하는 전자 및 전자 기기 중, 특히 광학 부품의 표면에 부착된 먼지의 제거가 필요한 기기에도 본 발명을 적용할 수 있다.

다음으로, 본 발명의 전자 기기에 대해서 설명한다. 본 발명의 전자 기기는 상기 압전 소자 또는 상기 적층 압전 소자를 구비한 압전 음향 부품을 포함한다. 압전 음향 부품으로는, 스피커, 부저, 마이크, 표면 탄성파(SAW) 소자 등을 들 수 있다.

도 14는 본 발명의 전자 기기의 바람직한 실시 형태의 일례인 디지털 카메라의 본체(931)의 전방에서 본 전체 투시도이다. 본체(931)의 전면에는 광학 장치(901), 마이크(914), 스트로브 발광부(909), 보조 광부(916)가 배치되어 있다. 마이크(914)는 본체 내부에 갖추어져서 있기 때문에 파선으로 나타내고 있다. 마이크(914)의 전방에는 외부로부터 음을 취득하기 위하여 구멍 형상이 형성되어 있다.

본체(931) 표면에는 전원 버튼(933), 스피커(912), 줌 레버(932), 포커싱 동작을 실행하기 위한 릴리즈 버튼(908)이 배치된다. 스피커(912)는 본체(931) 내에 갖추어지고 있어 파선으로 나타내고 있다. 스피커(912)의 전방에는 음성을 외부로 전하기 위한 구멍 형상이 형성되어 있다.

본 발명의 압전 음향 부품은 마이크(914), 스피커(912), 및 표면 탄성파 소자의 하나 이상에 이용할 수 있다.

여기서, 본 발명의 전자 기기로서 디지털 카메라에 대해서 설명했지만, 본 발명의 전자 기기는 음성 재생 기기, 음성 녹음 기기, 휴대 전화, 정보 단말기 등의 각종 압전 음향 부품을 포함하는 전자 기기에도 적용할 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 압전 소자 및 적층 압전 소자는, 액체 토출 헤드, 액체 토출 장치, 초음파 모터, 광학 기기, 진동 장치, 먼지 제거 장치, 촬상 장치 및 전자 기기에 적절히 이용할 수 있다. 본 발명의 압전 소자 및 적층 압전 소자를 이용하면, 납을 포함하는 압전 소자를 이용하는 액정 토출 헤드 이상의 노즐 밀도 및 액체 토출 속도를 가지는 액체 토출 헤드를 제공할 수 있다.

본 발명의 액체 토출 헤드를 이용하면, 납을 포함하는 압전 소자를 이용했을 경우와 동 등 이상의 토출 속도 및 토출 정밀도를 가지는 액체 토출 장치를 제공할 수 있다. 본 발명의 압전 소자 및 적층 압전 소자를 이용하는 것으로, 납을 포함하는 압전 소자를 이용했을 경우에 얻어지는 것 이상의 구동력 및 내구성을 가지는 초음파 모터를 제공할 수 있다.

본 발명의 초음파 모터를 이용하면, 납을 포함하는 압전 소자를 이용했을 경우에 얻어지는 것 이상의 내구성 및 동작 정밀도를 가지는 광학 기기를 제공할 수 있다.

본 발명의 압전 소자 또는 적층 압전 소자를 이용하면, 납을 포함하는 압전 소자를 이용했을 경우에 얻어지는 것 이상의 진동 능력 및 내구성을 가지는 진동 장치를 제공할 수 있다.

본 발명의 진동 장치를 이용하면, 납을 포함하는 압전 소자를 이용했을 경우에 얻어지는 것 이상의 먼지 제거 효율 및 내구성을 가지는 먼지 제거 장치를 제공할 수 있다.

본 발명의 먼지 제거 장치를 이용하면, 납을 포함하는 압전 소자를 이용했을 경우에 얻어지는 것 이상의 먼지 제거 기능을 가지는 촬상 장치를 제공할 수 있다.

본 발명의 압전 소자 또는 적층 압전 소자를 포함하는 압전 음향 부품을 이용하면, 납을 포함하는 압전 소자를 이용했을 경우에 얻어지는 것 이상의 발음성을 가지는 전자 기기를 제공할 수 있다.

본 발명의 압전 재료는, 액체 토출 헤드, 모터 등 이외에도, 초음파 진동자, 압전 액츄에이터, 압전 센서, 강유전 메모리 등의 디바이스에도 이용할 수 있다.

실시예

이하의 실시예를 참조하여 본 발명의 압전 재료를 보다 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다.

실시예 및 비교예에서 얻어진 압전 재료 및 그 중간체의 가공과 평가는 하기 와 같은 순서로 행하였다.

평가를 위한 압전 재료는 두께가 약 0.5mm로 되도록 연마 처리를 했다. 아르키메데스법에 의해 압전 재료의 밀도를 평가하고, 그 밀도가 이론 밀도의 95% 이상이면 충분히 결정화가 진행되어 있다고 판단했다. 압전 재료의 결정상과 격자 정수는 x선 회절 측정에 의해 평가했다.

비교예 1 내지 3

BiFeO₃ 성분을 이용하지 않는 NN-BT로부터의 비교용의 금속 산화물 재료를 제작했다. 원료로서, 탄산 나트륨(Na₂CO₃), 산화 니오브(Nb₂O₅), 티탄산 바륨(BaTiO₃)의 분말을 이용했다. 티탄산 바륨 분말은 입경 100nm의 시판되는 분말(사카이 화학사 제조, 상품명: BT01)을 이용했다. NN-BT를 합성할 때, 나트륨과 니오브의 몰비가 1:1로 되도록 원료를 칭량하면, Ba₄Nb₂O₉(ICDD35-1154), Ba₆Ti₇Nb₉O₄₂(ICDD47-0522), Ba₃Nb₄Ti₄O₂₁(ICDD70-1150), Ba₃Nb₃ _.2Ti₅O₂₁(ICDD33-0170)의 하나 이상과 회절 패턴이 유사의 불순물상이 검출되는 경우가 있었다. 그 때문에, 비교예 1 내지 3의 금속 산화물 재료를 제작하는 때에는, 목적 조성에 대하여 3% 과잉되는 나트륨의 양을 칭량했다. 이에 의해 불순물상의 발생이 현저하게 억제되었다.

목적 조성 Na_zBa₁ _- _zNb_zTi₁ _- _zO₃(z=0.85(비교예 1), 0.88(비교예 2), 0.90(비교예 3))을 얻도록 원료를 칭량해서 혼합했다. 혼합한 분말을 대기 중에 1000℃ 내지 1100℃로 공기 중에서 2 내지 5시간 동안 예비 소결했다. 예비 소결분을 분쇄하고, 바인더를 더해서 조립했다. 조립분을 금형 내에 충전하고, 압축하여 직경 17mm, 두께 약 1mm의 형성체를 제작했다. 얻어진 형성체를 최대 온도 1280℃로 공기 중에서 2 내지 6시간 동안 소성함으로써 소결체를 얻었다.

x선 회절에 의해, 시료는 거의 페로브스카이트 구조의 단상인 것을 확인할 수 있었다. 소결체의 밀도는 이론 밀도의 95% 이상이었다. 소결체의 조성을 유도 결합 플라즈마 발광 분광 분석법(ICP)에 의해 평가한 바, 나트륨의 양은 목적 조성보다 약 3% 적었다.

실시예 1 내지 7

비교예 1 내지 3과 마찬가지의 방법으로 시료를 각각 제작하여 본 발명의 압전 재료로 하였다. 단, 목적 조성(1-x){(Na_yBa₁ _-z)(Nb_zTi₁ _-z)O₃}-xBiFeO₃(x=0.0010(실시예 1), 0.0025(실시예 2), 0.0050(실시예 3), 0.0075(실시예 4), 0.010(실시예 5), 0.013(실시예 6), 0.015(실시예 7), y=0.88, z=0.88)을 얻기 위해, 철산 비스무트(BiFeO₃)의 분말을 칭량해서 혼합했다. 철산 비스무트는 시판의 산화 비스무트와 산화철(III)을 혼합해서 800℃에서 5시간 동안 소성함으로써 사전에 제작했다. 기타, 산화 비스무트와 산화철을 원하는 목표 조성으로 되도록 칭량하고, NN-BT와 함께 소성해도 상기와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있었다. 소결체는, 형성체를 최대 온도 1160℃에서 공기 중에서 1 내지 6시간 동안 소성함으로써 얻었다.

소결 후의 압전 재료에 대해서 x선 회절에 의해 측정하면, 시료는 거의 페로브스카이트 구조의 단상인 것을 확인할 수 있었다. 압전 재료의 밀도는 이론 밀도의 95% 이상이었다. 소결체의 조성을 ICP에 의해 분석한 바, 나트륨 양은 목적 조성으로부터 최대 5% 결손하고 있었다.

실시예 8 내지 11

실시예 1 내지 7과 마찬가지의 방법으로 시료를 각각 제작하여 본 발명의 압전 재료로 하였다. 단, x=0.0010(실시예 8), 0.0050(실시예 9), 0.013(실시예 10), 0.015(실시예 11), y=0.85, z=0.85가 되도록 철산 비스무트(BiFeO₃)의 분말을 칭량해서 혼합했다. 소결체는 형성체를 최대 온도 1160℃에서 공기 중에서 1 내지 6시간 동안 소성함으로써 얻었다.

소결 후의 압전 재료에 대해서 x선 회절에 의해 측정하면, 시료는 거의 페로브스카이트 구조의 단상인 것을 확인할 수 있었다. 압전 재료의 밀도는 이론 밀도의 95% 이상이었다. 압전 재료의 조성을 ICP에 의해 분석한 바, 나트륨의 양은 목적 조성으로부터 최대 5% 결손하고 있었다.

실시예 12 내지 15

실시예 1 내지 11과 마찬가지의 방법으로 시료를 제작하고, 본 발명의 압전 재료로 하였다. 단, x=0.0010(실시예 12), 0.0050(실시예 13), 0.013(실시예 14), 0.015(실시예 15), y=0.90, z=0.90가 되도록 철산 비스무트(BiFeO₃)의 분말을 칭량해서 혼합했다. 소결체는 형성체를 최대 온도 1160℃에서 공기 중에서 1 내지 6시간 동안 소성함으로써 얻었다.

소결 후의 압전 재료에 대해서 x선 회절에 의해 측정하면, 시료는 거의 페로브스카이트 구조의 단상인 것을 확인할 수 있었다. 압전 재료의 밀도는 이론 밀도의 95% 이상이었다. 압전 재료의 조성을 ICP에 의해 분석한 바, 나트륨은 목적 조성으로부터 최대 5% 결손하고 있었다.

비교예 4 내지 6

실시예 1 내지 15와 마찬가지의 방법으로 비교용의 금속 산화물 재료를 제작했다. 단 x=0.020, y=z=0.88(비교예 4), 0.85(비교예 5), 0.90(비교예 6)가 되도록 원료의 분말을 칭량해서 혼합했다. 소결체는 형성체를 최대 온도 1160℃에서 공기 중에서 1 내지 6시간 동안 소성함으로써 얻었다.

소결 후의 압전 재료에 대해서 x선 회절에 의해 측정하면, 시료는 거의 페로브스카이트 구조의 단상인 것을 확인할 수 있었다. 압전 재료의 밀도는 이론 밀도의 93% 이상이었다. 압전 재료의 조성을 ICP에 의해 분석한 바, 나트륨은 목적 조성으로부터 최대 5% 결손하고 있었다.

실시예 1 내지 15의 각각의 압전 재료의 표면을 연마하고, 그 표면의 유기물성분을 제거하기 위해서 400℃ 내지 1000℃에서 공기 중에서 1시간 동안 열처리를 했다. 이와 같이 처리된 압전 재료의 표면 및 이면에 DC 스퍼터링법에 의해 금 전극을 형성해서 본 발명의 압전 소자를 형성했다. 이 압전 소자를 10mm×2.5mm×0.5mm의 스트립 형상으로 가공하고, 각종 특성의 평가를 행하였다.

비교예 1 내지 6의 금속 산화물 재료 각각에 대해서도, 실시예 1 내지 15와 마찬가지의 가공을 행해서 비교용의 소자를 형성했다. 이 비교용의 소자를 이용하여, 각종 특성의 평가를 행하였다.

저항율의 측정에는 미분극의 소자를 이용했다. 소자의 2개의 전극 사이에 직류 10V의 바이어스를 인가하고, 전압 인가로부터 20초 후에 측정된 리크 전류값에 의해 저항율을 구했다. 이 저항율이 1GΩ·cm 이상, 보다 바람직하게는 100GΩ·cm 이상이면, 압전 재료 및 압전 소자의 실용에 충분한 절연성이 얻어졌다.

압전성의 평가에 앞서, 시료에 분극 처리를 실시했다. 구체적으로는, 시료를 오일 배스 중에서 100℃ 내지 150℃로 가열하고, 그 시료에 20kV/cm의 전압을 30분간 인가하고, 전압을 인가한 채로 실온까지 냉각했다.

압전 재료의 압전 정수(d₃₁), 기계 품질 계수(Qm)는 상기 스트립 형상의 압전 소자를 이용해서 공진-반공진법에 의해 평가했다. 압전 재료의 압전 정수(d₃₃)는 베를린코트법에 의해 평가했다. 퀴리 온도의 축정에 대해서는, 비유전률이 극대가 되는 온도를 측정하고, 그 온도를 퀴리 온도로 했다.

표 1에, 실시예 1 내지 15의 각각의 압전 재료로부터 얻은 압전 소자 및 비교예 1 내지 6의 각각의 금속 산화물 재료로부터 얻은 소자의 저항율, 압전 정수(d₃₁), 압전 정수(d₃₃), 퀴리 온도를 나타낸다. 압전 정수 d₃₁의 값은 절대치를 나타낸다.

(주 1) "목적 조성 (1-x)(NN-BT)-xBFO"는 "목적 조성 (1-x){(Na_yBa₁ _-z)(Nb_zTi_1-z)O₃}-xBiFeO₃"를 나타낸다.

표 1로부터, NN-BT에 철산 비스무트를 첨가하면, 압전 정수(d₃₁) 및 압전 정수(d₃₃)가 증가한 것을 알았다. 단, 비교예 4 내지 6의 경우와 같이 x=0.020이 되면, 압전 정수는 철산 비스무트를 무첨가한 경우에 얻어지는 것보다 크지만, 퀴리 온도가 지나치게 낮아져서, 그 결과, 금속 산화물 재료는 실용에는 적합하지 않다. 또한, 비교예 1과 실시예 1 내지 7, 비교예 2와 실시예 8 내지 11, 비교예 3과 실시예 12 내지 15를 비교하면, NN-BT에 철산 비스무트를 첨가하는 것에 의해 저항율도 개선하는 것을 알았다.

또한, 표 1에는 기재하지 않고 있지만, 공진-반공진법에 의해 기계 품질 계수(Qm)의 평가도 행하였다. 실시예 1 내지 15의 기계 품질 계수는 모두 280 이상이고, 각각 공진형의 압전 소자로서 충분한 값이었다.

실시예 16

실시예 4의 경우와 마찬가지로, 원료의 분말을 습식 혼합해서 탈수 건조하고, 1000℃ 내지 1100℃에서 예비 소결해서 예비 소결 물질을 얻었다. 이와 같이 얻어진 예비 소결 물질에 유기 바인더를 첨가한 후, 닥터 블레이드법에 의해 시트를 형성해서 각각 두께 50μm를 가지는 그린 시트를 얻었다.

상기 그린 시트에 내부 전극용의 전기 전도 페이스트를 인쇄했다. 전기 전도 페이스트로는, Ag 70% 및 Pd 30%의 합금을 이용했다. 다음으로, 이렇게 제작한, 전기 전도 페이스트를 도포한 그린 시트를 각각 9매 서로 적층하고, 그 적층체를 1140℃에서 소성해서 소결체를 얻었다. 이렇게 하여 얻어진 소결체를 10mm×2.5mm의 크기로 절단한 후에 그 측면을 연마하고, 한 측에 위치한, 각각 내부 전극을 교대로 단락시키는 한 벌의 외부 전극(제1 전극과 제2 전극)을 Au 스퍼터링에 의해 형성하고, 도 2b과 같은 적층 압전 소자를 제작했다.

이렇게 얻어진 적층 압전 소자의 내부 전극을 관찰한 바, 각각 전극 재료로서 기능하는 Ag-Pd 층이 압전 재료층을 개재하여 교대로 형성되어 있었다.

압전성의 평가에 앞서 시료에 분극 처리를 실시했다. 구체적으로는, 시료를 핫플레이트 상에서 100℃ 내지 150℃로 가열한 후에, 제1 전극과 제2 전극 사이에 20kV/cm의 전압을 30분간 인가하고, 전압을 인가한 채로 시료를 실온까지 냉각했다.

압전성을 평가한 바, 충분한 절연성을 가지고, 실시예 4의 압전 재료와 동등한 양호한 압전 특성을 얻을 수 있었다.

비교예 7

비교예 1의 경우와 마찬가지로, 원료의 분말을 습식 혼합해서 탈수 건조하고, 1000℃ 내지 1100℃에서 예비 소결해서 예비 소결 물질을 얻었다. 이와 같이 형성된 예비 소결 물질에 유기 바인더를 첨가한 후, 닥터 블레이드법에 의해 시트를 형성해서 각각 두께 50μm를 가지는 그린 시트를 얻었다.

상기 그린 시트에 내부 전극용의 전기 전도 페이스트를 인쇄했다. 전기 전도 페이스트에는, Ag 70% 및 Pd 30% 합금을 이용했다. 다음으로, 이렇게 제작한, 전기 전도 페이스트를 도포한 그린 시트를 9매 각각 적층하고, 이와 같이 형성된 적층체를 1280℃에서 소성해서 소결체를 얻었다. 이렇게 하여 얻어진 소결체를 실시예 16과 마찬가지로 가공하여, 도 2b과 같은 적층 압전 소자를 제작했다.

이와 같이 얻어진 적층 압전 소자의 내부 전극을 관찰한 바, 전극 재료로 사용된 Ag-Pd가 녹아, 압전 재료층에 Ag, Pd가 확산하고 있었다. 또한, 소자의 한 벌의 외부 전극 간의 저항율이 10⁶Ω·cm 이하로 낮았기 때문에, 압전 정수를 측정할 수 없었다.

비교예 8

비교예 7과 마찬가지로 해서 두께 50μm를 각각 가지는 그린 시트를 얻었다.

상기 그린 시트에 내부 전극용의 전기 전도 페이스트를 인쇄했다. 전기 전도 페이스트에는, Ag 70% 및 Pd 30%의 합금을 이용했다. 다음으로, 이렇게 제작한, 전기 전도 페이스트를 도포한 그린 시트를 각각 9매 서로 적층하고, 이와 같이 형성된 적층체를 1140℃에서 소성해서 소결체를 얻었다. 이렇게 하여 얻어진 소결체를 실시예 16과 마찬가지로 가공하여, 도 2b과 같은 적층 압전 소자를 제작했다.

이와 같이 얻어진 적층 압전 소자의 내부 전극을 관찰한 바, 각각 전극층으로서 기능하는 Ag-Pd 층은 압전 재료층을 개재하여 교대로 형성되어 있었다. 그러나, 압전 재료층의 소결 밀도가 불충분하기 때문에, 소자의 한 벌의 외부 전극 의 저항율이 10⁸Ω·cm 이하로 낮았고, 압전 정수 d₃₁은 검출할 수 없고, 압전 정수 d₃₃은 10pC/N보다 작았다.

실시예 17

실시예 4의 압전 소자를 이용하여, 도 3에 나타내지는 액체 토출 헤드를 제작했다. 입력한 전기 신호에 추종한 잉크의 토출이 확인되었다.

실시예 18

실시예 17의 액체 토출 헤드를 이용하여, 도 4에 나타내지는 액체 토출 장치를 제작했다. 입력한 전기 신호에 추종한 잉크의 토출이 기록 매체 상에 확인되었다.

실시예 19

실시예 4의 압전 소자를 이용하여, 도 6b에 도시되는 초음파 모터를 제작했다. 교류 전압의 인가에 따른 모터의 회전이 확인되었다.

실시예 20

실시예 19의 초음파 모터를 이용하여, 도 7에 나타내지는 광학 기기를 제작했다. 교류 전압의 인가에 따른 오토 포커스 동작이 확인되었다.

실시예 21

실시예 4의 압전 소자를 이용하여, 도 9에 나타내지는 먼지 제거 장치를 제작했다. 플라스틱 비즈를 살포하고, 교류 전압을 인가하여, 양호한 먼지 제거율이 확인되었다.

실시예 22

실시예 21의 먼지 제거 장치를 이용하여, 도 12에 나타내지는 촬상 장치를 제작했다. 촬상 장치를 동작시킨 바, 촬상 유닛의 표면의 먼지를 양호하게 제거하고, 먼지 관련 결함이 없는 화상을 얻을 수 있었다.

실시예 23

실시예 16의 적층 압전 소자를 이용하여, 도 3에 나타내지는 액체 토출 헤드를 제작했다. 입력한 전기 신호에 추종한 잉크의 토출이 확인되었다.

실시예 24

실시예 23의 액체 토출 헤드를 이용하여, 도 4에 나타내지는 액체 토출 장치를 제작했다. 입력한 전기 신호에 추종한 잉크의 토출이 기록 매체 상에 확인되었다.

실시예 25

실시예 16의 적층 압전 소자를 이용하여, 도 6b에 도시되는 초음파 모터를 제작했다. 교류 전압의 인가에 따른 모터의 회전이 확인되었다.

실시예 26

실시예 25의 초음파 모터를 이용하여, 도 7에 나타내지는 광학 기기를 제작했다. 교류 전압의 인가에 따른 오토 포커스 동작이 확인되었다.

실시예 27

실시예 16의 적층 압전 소자를 이용하여, 도 9에 나타내지는 먼지 제거 장치를 제작했다. 플라스틱 비즈를 살포하고, 교류 전압을 인가하여, 양호한 먼지 제거율이 확인되었다.

실시예 28

실시예 27의 먼지 제거 장치를 이용하여, 도 12에 나타내지는 촬상 장치를 제작했다. 촬상 장치를 동작시킨 바, 촬상 유닛의 표면의 먼지를 양호하게 제거하고, 먼지 관련 결함이 없는 화상을 얻을 수 있었다.

실시예 29

실시예 16의 적층 압전 소자를 이용하여, 도 14에 나타내지는 전자 기기를 제작했다. 교류 전압의 인가에 따른 스피커 동작이 확인되었다.

본 발명이 예시적인 실시 형태를 참조하여 기술되었지만, 본 발명이 개시된 예시적인 실시 형태에 한정되지 않음을 이해하여야 할 것이다. 첨부된 특허청구범위의 범위는 모든 변경과, 등가 구조 및 기능을 포함하도록 가능 넓은 해석과 일치하여야 할 것이다.

본 출원은, 2011년 10월 26일에 출원된 일본 특허 출원 제2011-235205호와, 2012년 10월 4일에 출원된 일본 특허 출원 제2012-221969호의 이익을 주장하여, 이들은 본 명세서에서 그 전체가 참조로서 인용된다.

산업상 이용가능성

본 발명의 압전 재료는 높은 환경 온도에서도 양호한 압전성을 발현한다. 납을 포함하지 않기 때문에, 본 발명의 압전 재료는 환경에 대한 부하가 적다. 따라서, 본 발명의 비납 압전 재료는 액체 토출 헤드, 초음파 모터, 먼지 제거 장치 등의 압전 재료를 많이 이용하는 기기에도 문제없이 이용할 수 있다.

1 제1 전극
2 압전 재료
3 제2 전극
101 압전 소자
102 개별 액실
103 진동판
104 액실 격벽
105 토출구
106 연통 구멍
107 공통 액실
108 버퍼층
1011 제1 전극
1012 압전 재료
1013 제2 전극
201 진동자
202 로터
203 출력 축
204 진동자
205 로터
206 스프링
2011 탄성체 링
2012 압전 소자
2013 유기계 접착제
2041 금속 탄성체
2042 적층 압전 소자
310 먼지 제거 장치
320 진동판
330 압전 소자
331 압전 재료
332 제1 전극
333 제2 전극
336 제1 전극면
337 제2 전극면
51 제1 전극
53 제2 전극
54 압전 재료층
55 내부 전극
501 제1 전극
503 제2 전극
504 압전 재료층
505 내부 전극
506a 외부 전극
506b 외부 전극
601 카메라 본체
602 마운트부
605 미러 박스
606 메인 미러
200 셔터 유닛
300 본체 섀시
400 촬상 유닛
701 전군 렌즈
702 후군 렌즈(포커스 렌즈)
711 착탈 마운트
712 고정 통
713 직진 안내 통
714 전군 경통
715 캠 링
716 후군 경통
717 캠 롤러
718 축 스크류
719 롤러
720 회전 전달 링
722 롤러
724 매뉴얼 포커스 링
725 초음파 모터
726 파형 워셔
727 볼 레이스
728 포커스 키
729 접합 부재
732 워셔
733 저마찰 시트
881 액체 토출 장치
882 외장
883 외장
884 외장
885 외장
887 외장
890 회복부
891 기록부
892 캐리지
896 장치 본체
897 자동 급송부
898 배출구
899 반송 유닛
901 광학 장치
908 릴리즈 버튼
909 스트로브 발광부
912 스피커
914 마이크
916 보조 광부
931 본체
932 줌 레버
933 전원 버튼

Claims

화학식 1에 의해 표현되는 페로브스카이트형 금속 산화물을 포함하는 압전 재료.
[화학식 1]
(1-x){(Na_yBa₁ _-z)(Nb_zTi₁ _-z)O₃}-xBiFeO₃
(화학식 1 중, 0<x≤0.015, 0.80≤y≤0.95, 0.85≤z≤0.95를 나타냄)
제1항에 있어서,
상기 압전 재료의 퀴리 온도가 110℃ 이상인 압전 재료.
제1 전극과,
압전 재료(부)와,
제2 전극을 포함하는 압전 소자이며,
상기 압전 재료가 제1항 또는 제2항에 기재된 압전 재료인 압전 소자.
압전 재료층과,
하나 이상의 내부 전극을 포함하는 전극층을 포함하는 적층 압전 소자이며,
상기 압전 재료층과 상기 전극층은 서로 교대로 적층되고,
상기 압전 재료층은 제1항 또는 제2항에 기재된 압전 재료를 포함하는 적층 압전 소자.
제4항에 있어서,
상기 내부 전극이 Ag 및 Pd를 포함하고,
상기 Ag의 중량 M1과 상기 Pd 중량 M2의 비(M1/M2)가 1.5 내지 9.0의 범위에 있는 적층 압전 소자.
제4항에 있어서,
상기 내부 전극이 Ni 및 Cu 중 하나 이상을 포함하는 적층 압전 소자.
토출구와 연통하는 액실과,
진동부와,
제3항에 기재된 압전 소자 또는 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 적층 압전 소자를 포함하는 액체 토출 헤드.
기록 매체의 반송 유닛과,
제7항에 기재된 액체 토출 헤드를 포함하는 액체 토출 장치.
제3항에 기재된 압전 소자 또는 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 적층 압전 소자를 포함하는 진동체와,
상기 진동체와 접촉하는 이동체를 포함하는 초음파 모터.
제9항에 기재된 초음파 모터를 구동부에 포함하는 광학 기기.
진동체와,
제3항에 기재된 압전 소자 또는 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 적층 압전 소자를 포함하는 진동 장치.
제11항에 기재된 진동 장치를 진동부에 포함하는 먼지 제거 장치.
제12항에 기재된 먼지 제거 장치와,
수광면을 구비하는 촬상 유닛을 포함하고,
상기 먼지 제거 장치의 진동체와 상기 촬상 유닛의 수광면이 동일 축 상에 순서대로 제공되는 촬상 장치.
제3항에 기재된 압전 소자 또는 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 적층 압전 소자를 포함하는 압전 음향 부품을 포함하는 전자 기기.