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公開番号2025100823
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-03
出願番号2025070299,2020112531
出願日2025-04-22,2020-06-30
発明の名称圧電素子、液体吐出ヘッド、およびプリンター
出願人セイコーエプソン株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類H10N 30/853 20230101AFI20250626BHJP()
要約【課題】圧電定数の絶対値が大きく、かつ、インプリント現象による圧電特性の変動を抑制することができる圧電素子を提供する。
【解決手段】第1電極および第2電極と、前記第1電極と前記第2電極との間に設けられ、ペロブスカイト構造を有する圧電体層と、を含み、前記圧電体層に正の所定電圧を印加し、前記圧電体層に対する印加電圧を0Vにして0.1秒経過させた後に、前記圧電体層に最大電圧が前記所定電圧である三角波の電圧波形を印加して反時計回りに描かれるヒステリシス曲線を得た場合に、前記ヒステリシス曲線の始点の残留分極量をP1、前記ヒステリシス曲線の終点の残留分極量をP2とすると、0<P1/P2≦0.5、かつ、0<P1の関係を満たす、圧電素子。
【選択図】図12
特許請求の範囲【請求項１】
第１電極および第２電極と、
前記第１電極と前記第２電極との間に設けられ、ペロブスカイト構造を有する圧電体層と、
を含み、
前記圧電体層に正の所定電圧を印加し、前記圧電体層に対する印加電圧を０Ｖにして０．１秒経過させた後に、前記圧電体層に最大電圧が前記所定電圧である三角波の電圧波形を印加して反時計回りに描かれるヒステリシス曲線を得た場合に、
前記ヒステリシス曲線の始点の残留分極量をＰ１、前記ヒステリシス曲線の終点の残留分極量をＰ２とすると、
０＜Ｐ１／Ｐ２≦０．５、かつ、０＜Ｐ１
の関係を満たす、圧電素子。
続きを表示（約 310 文字）【請求項２】
請求項１において、
前記圧電体層は、カリウムと、ナトリウムと、ニオブと、を含む、圧電素子。
【請求項３】
請求項１または２に記載の圧電素子と、
前記圧電素子により容積が変化する圧力発生室が設けられた流路形成基板と、
前記圧力発生室に連通するノズル孔が設けられたノズルプレートと、
を含む、液体吐出ヘッド。
【請求項４】
請求項３に記載の液体吐出ヘッドと、
前記液体吐出ヘッドに対して被記録媒体を相対移動させる搬送機構と、
前記液体吐出ヘッドおよび前記搬送機構を制御する制御部と、
を含む、プリンター。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電素子、液体吐出ヘッド、およびプリンターに関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
現在、圧電素子は、インクジェット式プリンターの液体吐出ヘッドやセンサーなど、様々な分野において用いられている。圧電体としては、例えば、ニオブ酸カリウムナトリウムや、チタン酸ジルコン酸鉛が用いられている。このような圧電体は、残留分極を有することが知られている。
【０００３】
例えば特許文献１には、圧電素子において高い特性を得るためには、残留分極を大きくする必要があることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１０－１３８０６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、残留分極が大きい圧電素子は、圧電体層内にオフセット電圧がかかるインプリント現象によって、圧電特性が変動する場合があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る圧電素子の一態様は、
第１電極および第２電極と、
前記第１電極と前記第２電極との間に設けられ、ペロブスカイト構造を有する圧電体層と、
を含み、
前記圧電体層に正の所定電圧を印加し、前記圧電体層に対する印加電圧を０Ｖにして０．１秒経過させた後に、前記圧電体層に最大電圧が前記所定電圧である三角波の電圧波形を印加して反時計回りに描かれるヒステリシス曲線を得た場合に、
前記ヒステリシス曲線の始点の残留分極量をＰ１、前記ヒステリシス曲線の終点の残留分極量をＰ２とすると、
０＜Ｐ１／Ｐ２≦０．５、かつ、０＜Ｐ１
の関係を満たす。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
本実施形態に係る圧電素子を模式的に示す断面図。
ヒステリシス曲線を得るために圧電体層に印加する電圧を説明するためのグラフ。
図２で示す電圧波形によって得られる圧電素子のヒステリシス曲線。
本実施形態に係る液体吐出ヘッドを模式的に示す分解斜視図。
本実施形態に係る液体吐出ヘッドを模式的に示す平面図。
本実施形態に係る液体吐出ヘッドを模式的に示す断面図。
本実施形態に係るプリンターを模式的に示す斜視図。
実施例１のヒステリシス曲線。
実施例２のヒステリシス曲線。
比較例１のヒステリシス曲線。
比較例２のヒステリシス曲線。
評価結果を示す表。
実施例１および比較例２において、（Ｐｍ－Ｐｒ）変動を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また、以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。
【０００９】
１．圧電素子
１．１．構成
まず、本実施形態に係る圧電素子について、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係る圧電素子１００を模式的に示す断面図である。
【００１０】
圧電素子１００は、図１に示すように、第１電極１０と、圧電体層２０と、第２電極３０と、を含む。圧電素子１００は、基体２上に設けられている。
（【００１１】以降は省略されています）

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