厚度的導(dǎo)電層。對(duì)各個(gè)電極的材料并無(wú)特別限制并且可以是通常用于壓電元件的任何材 料。這樣的材料的實(shí)例包括金屬，例如Ti、Pt、Ta、Ir、Sr、In、Sn、Au、Al、Fe、Cr、Ni、Pd、Ag 和Cu，及其化合物。
[0107] 第一電極1和第二電極3各自可由這些材料中的一種制成或者可以是由這些材料 的兩種以上制成的多層膜。第一電極1的材料（一種或多種）可不同于第二電極3的材料 (一種或多種）。
[0108] 可采用任何方法，例如通過(guò)將金屬糊烘焙或者使用濺射法或氣相沉積法來(lái)制造第 一電極1和第二電極3。第一電極1和第二電極3可具有所需的圖案。
[0109] 壓電元件可具有單向極化軸。具有單向極化軸能夠使壓電元件的壓電常數(shù)增大。
[0110] 對(duì)壓電元件的極化方法并無(wú)特別限制?？稍诃h(huán)境氣氛中或油中進(jìn)行極化處理。極 化溫度可在60°C-160°c的范圍內(nèi)。極化的最佳條件可隨壓電元件的壓電材料的組成而改 變。極化處理的電場(chǎng)可大于或等于材料的矯頑場(chǎng)，更具體地，可在l_5kV/mm的范圍內(nèi)。
[0111] 能夠由根據(jù)JapanElectronicsandInformationTechnologyIndustries Association的標(biāo)準(zhǔn)（JEITAEM-4501)采用可商購(gòu)的阻抗分析儀測(cè)定的共振頻率和反共振 頻率計(jì)算壓電元件的壓電常數(shù)和機(jī)電品質(zhì)因數(shù)。以下將該方法稱為共振-反共振法。
[0112] (多層壓電元件）
[0113] 以下對(duì)使用根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的壓電材料制造的多層壓電元件進(jìn)行說(shuō)明。
[0114] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的多層壓電元件包括彼此在其上交替地層疊的壓電材料 層和電極。電極包括內(nèi)部電極。壓電材料層由根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的壓電材料形成。
[0115] 圖2A和2B是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的多層壓電元件的截面示意圖。根據(jù)本發(fā)明 的實(shí)施方案的多層壓電元件包括壓電材料層54和包括內(nèi)部電極55的電極。多層壓電元件 包括彼此在其上交替地層疊的壓電材料層和層疊的電極。壓電材料層54由上述的壓電材 料制成。電極可包括外部電極，例如第一電極51和第二電極53,以及內(nèi)部電極55。
[0116] 圖2A表示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的多層壓電元件，其在第一電極51與第二電極 53之間包括層疊體56，其中該層疊體包括其間插入一個(gè)內(nèi)部電極55的兩個(gè)壓電材料層54。 對(duì)壓電材料層的數(shù)目和內(nèi)部電極的數(shù)目并無(wú)特別限制并且可增加，如圖2B中所示。圖2B 中所示的多層壓電元件在第一電極501與第二電極503之間包括層疊體。該層疊體包括彼 此在其上交替地層疊的九個(gè)壓電材料層504和八個(gè)內(nèi)部電極505 (505a和505b)。多層壓電 元件還包括用于將內(nèi)部電極彼此連接的外部電極506a和外部電極506b。
[0117] 內(nèi)部電極55和505以及外部電極506a和506b的大小和形狀可不同于壓電材料 層54和504的大小和形狀。內(nèi)部電極55和505以及外部電極506a和506b各自可由多個(gè) 部分組成。
[0118] 內(nèi)部電極55和505、外部電極506a和506b、第一電極51和501以及第二電極53 和503各自為具有約5-2000nm的范圍內(nèi)的厚度的導(dǎo)電層。對(duì)各個(gè)電極的材料并無(wú)特別限 制并且可以是通常用于壓電元件的任何材料。這樣的材料的實(shí)例包括金屬，例如Ti、Pt、Ta、 Ir、Sr、In、Sn、Au、Al、Fe、Cr、Ni、Pd、Ag和Cu，及其化合物。內(nèi)部電極55和505以及外部 電極506a和506b的每個(gè)可由這些材料中的一種或者其混合物或合金制成或者可以是由這 些材料的兩種以上制成的多層膜。這些電極可由不同的材料制成。內(nèi)部電極55和505可 含有作為價(jià)格便宜的電極材料的Ni和Cu中的至少一種。內(nèi)部電極55和505含有Ni和Cu 中的至少一種時(shí)，可在還原氣氛中將多層壓電元件烘焙。
[0119] 多層壓電元件的內(nèi)部電極55和內(nèi)部電極505可含有Ag和Pd。Ag的重量Ml與Pd 的重量M2的重量比M1/M2優(yōu)選在1. 5彡M1/M2彡9. 0、更優(yōu)選地2. 3彡M1/M2彡4. 0的范 圍內(nèi)。由于內(nèi)部電極（一個(gè)或多個(gè)）的高燒結(jié)溫度，因此小于1.5的重量比M1/M2是不優(yōu) 選的。由于內(nèi)部電極（一個(gè)或多個(gè)）具有島結(jié)構(gòu)和不均勻的表面，因此大于9.0的重量比 M1/M2也是不優(yōu)選的。
[0120] 如圖2B中所示，為了使驅(qū)動(dòng)電壓相位同步，可將包括內(nèi)部電極505的多個(gè)電極彼 此連接。例如，可通過(guò)外部電極506a將內(nèi)部電極505a與第一電極501連接?？刹捎萌魏?方法將電極連接。例如，可在多層壓電元件的側(cè)表面上設(shè)置用于連接的電極或電線?；蛘撸?可形成穿過(guò)壓電材料層504的通孔，并且可用導(dǎo)電材料涂布該通孔的內(nèi)部以將電極連接。
[0121] (排液頭）
[0122] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的排液頭包括液室和與該液室連通的排出口。液室包括振 動(dòng)部，該振動(dòng)部包括根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的壓電元件或多層壓電元件。從根據(jù)本發(fā)明的 實(shí)施方案的排液頭排出的液體可以是任何流體，例如，水性液體或非水性液體，例如水、墨 或燃料。
[0123] 圖3A和3B是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的排液頭的示意圖。如圖3A和3B中所示， 排液頭包括根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的壓電元件101。壓電元件101包括第一電極1011、壓 電材料1012和第二電極1013?？蓪弘姴牧?012圖案化，如圖3B中所示。
[0124] 圖3B是排液頭的示意圖。排液頭包括排出口 105、獨(dú)立液室102、將獨(dú)立液室102 與排出口 105連接的連通孔106、液室隔壁104、共同液室107、隔膜103和壓電元件101。盡 管圖3B中壓電元件101為矩形，但壓電元件101可為其他形狀，例如橢圓形、圓形或平行四 邊形。通常，壓電材料1012具有與獨(dú)立液室102的形狀對(duì)應(yīng)的形狀。
[0125] 以下參照?qǐng)D3A對(duì)排液頭的壓電元件101詳細(xì)說(shuō)明。圖3A是壓電元件的寬度方向 上的圖3B的橫截面圖。盡管在圖3A中壓電元件101具有矩形橫截面，但壓電元件101可 具有梯形或倒梯形橫截面。
[0126] 圖3A中，第一電極1011為下部電極，和第二電極1013為上部電極。可不同地配 置第一電極1011和第二電極1013。例如，第一電極1011可為下部電極或上部電極。同樣 地，第二電極1013可以是上部電極或下部電極?？蓪⒕彌_層108設(shè)置在隔膜103與下部電 極之間。這些不同的標(biāo)示由器件的制造方法中的變動(dòng)導(dǎo)致，并且每種情形都具有本發(fā)明的 優(yōu)勢(shì)。
[0127] 排液頭中，隨著壓電材料1012的膨脹和收縮，隔膜103向上向下彎曲，由此將壓 力施加于獨(dú)立液室102中的液體。這使得將液體從排出口 105排出。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施 方案的排液頭能夠用于打印機(jī)和電子設(shè)備的制造。隔膜103具有1.0ym-15ym、優(yōu)選地 1. 5ym-8ym的厚度。對(duì)隔膜的材料并無(wú)特別限制并且可以是Si。隔膜的Si可用硼或磷摻 雜。隔膜上的緩沖層和電極可構(gòu)成隔膜。緩沖層108具有5nm-300nm、優(yōu)選地10nm-200nm 的厚度。排出口 105具有5ym-40ym的當(dāng)量圓直徑。排出口 105可以是圓形、星形、正方 形或三角形。
[0128](排液裝置）
[0129] 以下對(duì)根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的排液裝置進(jìn)行說(shuō)明。該排液裝置包括用于接收對(duì) 象的載物臺(tái)和該排液頭。
[0130] 排液裝置可以是噴墨記錄裝置，如圖4和5中所示。圖5表示沒有外殼882-885 和887的圖4中所示的排液裝置（噴墨記錄裝置）881。噴墨記錄裝置881包括用于將作為 轉(zhuǎn)印介質(zhì)的記錄紙張自動(dòng)給送到裝置的主體896的自動(dòng)給送器897。噴墨記錄裝置881還 包括：作為用于接收對(duì)象的載物臺(tái)的傳送單元899,其將記錄紙張從自動(dòng)給送器897傳送到 預(yù)定的記錄位置并且從該記錄位置傳送到出口 898 ;用于在該記錄位置記錄于記錄紙的記 錄單元891 ;和用于使記錄單元891回復(fù)的回復(fù)單元890。記錄單元891包括用于容納根據(jù) 本發(fā)明的實(shí)施方案的排液頭的托架892。托架892沿軌道行進(jìn)。
[0131] 這樣的噴墨記錄裝置中，響應(yīng)從計(jì)算機(jī)發(fā)出的電信號(hào)，托架892沿軌道行進(jìn)。將驅(qū) 動(dòng)電壓施加于在壓電材料上設(shè)置的電極時(shí)，使壓電材料變形。變形時(shí)，經(jīng)由圖3B中所示的 隔膜103,壓電材料擠壓獨(dú)立液室102,由此將墨從排出口 105排出以打印字符。根據(jù)本發(fā) 明的實(shí)施方案的排液裝置能夠以高速度均勻地排出液體并且能夠使其尺寸減小。
[0132] 除了上述的打印機(jī)以外，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的排液裝置能夠用于打印裝置， 例如，噴墨記錄裝置，例如傳真機(jī)、多功能設(shè)備和復(fù)印機(jī)，工業(yè)排液裝置和用于對(duì)象的繪圖 裝置。
[0133] 用戶能夠?qū)τ诟鱾€(gè)用途選擇所需的轉(zhuǎn)印介質(zhì)。排液頭可相對(duì)于在作為安裝部的載 物臺(tái)上設(shè)置的轉(zhuǎn)印介質(zhì)移動(dòng)。
[0134](超聲波馬達(dá)）
[0135] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的超聲波馬達(dá)包括振動(dòng)部件和與該振動(dòng)部件接觸的移動(dòng) 體。該振動(dòng)部件包括根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的壓電元件或多層壓電元件。圖6A和6B是根 據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的超聲波馬達(dá)的示意圖。圖6A中所示的超聲波馬達(dá)包括根據(jù)本發(fā)明 的實(shí)施方案的壓電元件的單板。該超聲波馬達(dá)包括振子201、通過(guò)壓力彈簧（未示出）的 作用而壓靠振子201的滑動(dòng)表面的轉(zhuǎn)子202、和與轉(zhuǎn)子202 -體地形成的輸出軸203。振子 201包括金屬?gòu)椥原h(huán)2011、根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的壓電元件2012和將壓電元件2012與 彈性環(huán)2011粘接的有機(jī)粘合劑2013(例如環(huán)氧或氰基丙烯酸酯）。盡管圖中沒有示出，但 壓電元件2012在第一電極與第二電極之間包括壓電材料。
[0136] 將相位相差31/2的奇數(shù)倍的兩相交流電壓施加于根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的壓電 元件時(shí)，在振子201中產(chǎn)生彎曲行波，并且振子201的滑動(dòng)表面上的點(diǎn)經(jīng)歷橢圓運(yùn)動(dòng)。壓靠 振子201的滑動(dòng)表面的轉(zhuǎn)子202受到來(lái)自振子201的摩擦力并且在與彎曲行波的方向相反 的方向上旋轉(zhuǎn)。利用轉(zhuǎn)子202的旋轉(zhuǎn)力，驅(qū)動(dòng)與輸出軸203連接的被驅(qū)動(dòng)體（未示出）。對(duì) 壓電材料施加電壓時(shí)，由于橫向壓電效應(yīng)，壓電材料膨脹和收縮。隨著壓電材料的膨脹和收 縮，使與壓電元件連接的彈性體例如金屬?gòu)澢?。本文中所述的超聲波馬達(dá)利用該原理。
[0137] 圖6B表示包括多層壓電元件的超聲波馬達(dá)。振子204在管式金屬?gòu)椥泽w2041中 包括多層壓電元件2042。多層壓電元件2042包括多個(gè)層疊的壓電材料（未示出）并且包 括層疊的壓電材料的外表面上的第一電極和第二電極以及層疊的壓電材料內(nèi)的內(nèi)部電極。 用螺栓將金屬?gòu)椥泽w2041緊固以保持壓電元件2042,由此構(gòu)成振子204。將不同相位的交 流電壓施加于壓電元件2042時(shí)，振子204產(chǎn)生彼此垂直的兩個(gè)振動(dòng)。將這兩個(gè)振動(dòng)合成以 形成用于驅(qū)動(dòng)振子204的頂端的圓形振動(dòng)。振子204在其上部具有環(huán)形槽。該環(huán)形槽將用 于驅(qū)動(dòng)的振動(dòng)位移增大。通過(guò)壓力彈簧206的作用使轉(zhuǎn)子205壓靠振子204并且受到用于 驅(qū)動(dòng)的摩擦力。用軸承可旋轉(zhuǎn)地支撐轉(zhuǎn)子205。
[0138](光學(xué)裝置）
[0139] 以下對(duì)根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的光學(xué)裝置進(jìn)行說(shuō)明。該光學(xué)裝置包括驅(qū)動(dòng)單元， 該驅(qū)動(dòng)單元包括上述的超聲波馬達(dá)。
[0140] 圖7A和7B是作為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的光學(xué)