經(jīng)受極化處理，使得可防止由于電容器C的振動 導致的過量的電力消耗?？赏ㄟ^用上述的方法確定壓電常數(shù)來確定電容器C是否已經(jīng)受極 化處理。壓電常數(shù)d31、d33和d15可為10pm/V或更小，并且當壓電常數(shù)處于該范圍中時，不 執(zhí)行極化處理。
[0069]通過將壓電元件或電容器放入到商業(yè)可用的環(huán)境試驗室中并且在將周圍溫度 從-60°C增加到+50°C的同時通過上述的方法測量每個溫度處的相對介電常數(shù)，獲得 Te(Cmax)、Te(Pmax)、e(Cc)和e(Cmax)的值。這里，熱電偶可直接與測量樣品接合，并 且可在測量之前確定環(huán)境試驗室的溫度與測量樣品的溫度之間的關系。在這種情況下，可 從環(huán)境試驗室的溫度確定測量樣品的溫度，并且可增加Te(CmaX)、Te(Pmax)、e(Cc)和 e(Cmax)的確定準確性。
[0070]壓電材料2和介電材料的形式不被特別限制，并且可以為陶瓷、單晶體或膜。例 如，壓電材料2和介電材料可以為陶瓷的形式。在本說明書中，術語"陶瓷"指的是多晶體， 該多晶體是基本由金屬氧化物組成并且通過熱處理燒結在一起的晶體顆粒的聚集體（也 稱為塊體）。術語"陶瓷"也指的是在燒結處理之后已被處理的陶瓷。
[0071]用于制造壓電材料2和介電材料的方法不被特別限制。
[0072] 可通過在正常的壓力下燒結含有構成元素的氧化物、碳酸鹽、硝酸鹽、草酸鹽等的 固體粉末的一般處理，制造壓電材料2和介電材料。使用的原材料是諸如Ba化合物，Ca化 合物，Ti化合物，Zr化合物和Mn化合物的金屬化合物。
[0073] 用于?；瘔弘姴牧?和電容器C的原材料的方法不被特別限制。從使得?；姆?末的直徑均勻的觀點，可以使用噴霧干燥方法。
[0074] 可以使用聚乙烯醇（PVA)、聚乙烯醇縮丁醛（PVB)和丙烯酸樹脂作為?；幚碇?的粘接劑。從增加成形體（compact)的密度的觀點，添加的粘接劑的量可處于1~10重量 份的范圍中，并且優(yōu)選處于2~5重量份的范圍中。
[0075] 用于燒結壓電材料2的方法不被特別限制。
[0076]例如，可在電爐或氣體爐中或者通過電加熱方法、微波燒結方法、毫米波燒結方法 或者熱等靜壓（HIP)方法執(zhí)行燒結。在使用電爐或氣體爐的情況下，爐可以或者為連續(xù)爐 或者為分批爐。
[0077]在上述的燒結方法中燒結壓電材料2的溫度不被特別限制。溫度可以使得化合 物反應以導致充分的晶體生長。從使得壓電材料2的粒徑處于lym~10ym的范圍中 的觀點，燒結溫度可以為大于或等于1200°C且小于或等于1550°C，并且優(yōu)選為大于或等于 1300°C且小于或等于1480°C。當在該溫度范圍中燒結壓電材料2時，壓電材料2提供令人 滿意的壓電性能。
[0078] 為了以高的再現(xiàn)性使通過燒結處理獲得的壓電材料的性能穩(wěn)定，可在燒結溫度在 上述的范圍中保持恒定的同時，執(zhí)行燒結處理2~24小時。雖然例如可以使用二步驟燒結 方法，然而從生產(chǎn)率的觀點可以避免迅速的溫度變化。
[0079] 電容器C的電極的材料不被特別限制，并且可以使用通常在電容器中使用的材 料。材料的例子包含諸如Ti、Pt、Ta、Ir、Sr、In、Sn、Au、Al、Fe、Cr、Ni、Pd、Ag和Cu的金屬 及其化合物。
[0080] 用于制造包含于電容器中的電極的方法也不被特別限制。例如，可通過金屬膏印 刷、濺射或氣相沉積形成電極。
[0081] 例子1~9
[0082] 現(xiàn)在將通過例子詳細描述溫度Te(Cmax)和Te(pmax)與相對介電常數(shù)e(Cc) 和e(Cmax)之間的關系。
[0083] 準備包含具有不同的組成的壓電材料2的多個壓電元件P，并且準備具有作為主 要成分的Ba、Ca、Ti和Zr且具有不同的溫度特性的電容器C作為與壓電元件P并行連接的 電容器C。利用商業(yè)可用的瓦特計測量包含于振動波驅動設備4中的壓電振動器的電力消 耗。為了可靠地確認上述的操作溫度范圍中的效果，用于測量的溫度范圍在低溫側延伸，并 且在-30°C、+25°C和+50°C的溫度處測量電力消耗。表1表示每個壓電材料2的組成和每 個電容器C的特性。表2表示每個溫度處的電力消耗。在本實施例中，每個壓電材料2和 每個電容器C具有基本上相同的體積。由周圍溫度的變化導致的相對介電常數(shù)的變化率不 根據(jù)體積改變。因此，可根據(jù)用途適當?shù)剡x擇厚度和面積。在例子中，如圖1所示，振動波 驅動設備4包含并行連接的單個電容器C和單個壓電元件P。然而，通過包含多個電容器C 和多個壓電元件P的振動波驅動設備4,也可實現(xiàn)與本發(fā)明的實施例的效果類似的效果。
[0084] [表1]
[0085]
【主權項】
1. 一種通過向壓電元件施加AC電壓來產(chǎn)生振動波的振動波驅動設備，該振動波驅動 設備包括： 壓電元件，該壓電元件包含壓電材料和電極；和 電容器，該電容器與壓電元件并行連接， 其中，所述壓電材料含有作為主要成分的鈣鈦礦型金屬氧化物，該鈣鈦礦型金屬氧化 物由通式⑴代表： (Ba1^xCax)3 (Ti1^yZry) O3 (1) 這里，1. 〇〇 彡a彡 1. 01，〇? 02 彡X彡 0? 30, 0? 020 彡y彡 0? 095,并且y彡X， 其中，所述鈣鈦礦型金屬氧化物含有Mn，以金屬為基礎，100重量份的鈣鈦礦型金屬氧 化物中Mn的含量為大于或等于0. 02重量份且小于或等于0. 40重量份， 其中，所述電容器含有作為主要成分的Ba、Ca、Ti和Zr，并且 其中，當-60 °C~+50 °C的溫度范圍中的所述壓電材料的相對介電常數(shù)的最大值為 e (Pmax)、所述壓電材料的相對介電常數(shù)的所述最大值處的溫度為Te (Pmax)、所述溫度 Te (Pmax)處的所述電容器的相對介電常數(shù)為e (Ce)、-60 °C~+50 °C的溫度范圍中的所 述電容器的相對介電常數(shù)的最大值為e (Cmax)、以及所述電容器的相對介電常數(shù)的所述 最大值處的溫度為T e (Cmax)時，滿足20[°C ]彡T e (Cmax)-T e (Pmax)彡75[°C ]和 0? 50 彡 e (Ce) / e (Cmax)彡 0? 80。
2. 根據(jù)權利要求1的振動波驅動設備，其中，在通式⑴中，所述壓電材料滿足（llx/1 4)-0. 118 < y < (llx/14)-0. 037。
3. 根據(jù)權利要求1或2的振動波驅動設備，其中，所述電容器含有作為主要成分的金屬 氧化物，該金屬氧化物由通式（2)代表： (Ba1^-Cax>) a> (TiZry>) O3 (2) 這里，〇? 9彡a'彡I. 1，0彡x'，0彡y'彡0? 197,并且（llx，/14)-0. 037彡y'彡（I lx' /14)+0. 04。
4. 根據(jù)權利要求1的振動波驅動設備，還包括與壓電元件接觸的振動部件。
5. 根據(jù)權利要求4的振動波驅動設備，還包括與所述振動部件接觸的轉子。
6. -種圖像拾取設備，至少包括： 根據(jù)權利要求1~4中的任一項的振動波驅動設備；和 圖像拾取元件單元， 其中，所述振動波驅動設備包含設置在所述圖像拾取元件單元的光接收表面?zhèn)壬系恼?動體。
7. -種光學裝置，包括： 驅動單元，該驅動單元包含根據(jù)權利要求1~5中的任一項的振動波驅動設備。
8. -種液體排出設備，包括： 用于轉印部件的安裝單元；和 根據(jù)權利要求1~5中的任一項的振動波驅動設備。
9. 一種電子裝置，包括： 根據(jù)權利要求1~5中的任一項的振動波驅動設備。
【專利摘要】可在寬的操作溫度范圍上以高的可靠性驅動的基于鋯鈦酸鋇鈣材料的振動波驅動設備包含并行的壓電元件(P)和溫度補償電容器(C)，使得滿足涉及相對介電常數(shù)ε和它們的最大值處的溫度Tε的關系20℃≤Tε(Cmax)-Tε(Pmax)≤75℃和0.50≤ε(Cc)/ε(Cmax)≤0.80。
【IPC分類】B41J2-14, G02B7-10, H01L41-09, H02N2-10, H02N2-16, B08B7-02, H01L41-187
【公開號】CN104871328
【申請?zhí)枴緾N201380066620
【發(fā)明人】古田達雄, 齋藤宏, 小山信也, 上林彰, 田中秀典, 川野剛史, 松村喜彥
【申請人】佳能株式會社
【公開日】2015年8月26日
【申請日】2013年12月16日
【公告號】WO2014098244A1