JP2003037307A - 積層型圧電体素子及びその製造方法、並びに、圧電アクチュエータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】共通外部電極の導通経路部分が狭くても導通抵
抗の増大が発生せず、圧電アクチュエータにおける導通
性の向上を実現することが可能な構成とされた積層型圧
電体素子及びその製造方法、並びに、圧電アクチュエー
タを提供する。 【解決手段】本発明にかかる積層型圧電体素子１は、ス
リット４７の下端縁４７ａよりも下側に位置する圧電積
層体３７の下端部内に共通外部電極４１と導通する第２
の接続用内部電極３を形成しており、かつ、第２の接続
用内部電極３が第１及び第２の駆動用内部電極３２，３
３と離間したうえで平行に配置されている。また、本発
明にかかる積層型圧電体素子２１は、駆動用外部電極３
８及び接続用外部電極３９が形成される圧電積層体３７
の側面３７ａに対して切り欠き部２３を形成しており、
第２の接続用内部電極３の端縁部が露出する切り欠き部
２３の側面に対して導通用外部電極２４を形成している
ことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は積層型圧電体素子及
びその製造方法にかかり、特には、独立駆動可能なアク
チュエータユニットを有してなる圧電アクチュエータを
作製するために用いられる積層型圧電体素子と、その製
造方法とに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、インクジェット方式のプリン
タが備えているプリンタヘッドは、圧電アクチュエータ
を利用して駆動されるのが一般的となっている。そし
て、このような圧電アクチュエータの一例としては、特
開平１１−３２０８８１号公報で開示され、かつ、図１
２で外観形状を示すような構成とされた積層型圧電体素
子３１を用いて作製されるものがある。

【０００３】この積層型圧電体素子３１は、第１及び第
２の駆動用内部電極３２，３３それぞれが圧電体層を介
して交互に積層された駆動部３４と、接続用内部電極３
５の各々が圧電体層を介して積層された接続部３６とを
有してなる直方体形状のセラミック焼結体である圧電積
層体３７を具備している。なお、圧電積層体３７の駆動
部３４の圧電体層は分極されており、交流電圧が印加さ
れることによって積層方向Ｘ、いわゆるｄ３３方向に沿
って伸び縮み動作することになっている。

【０００４】そして、第１の駆動用内部電極３２は、積
層型圧電体素子３１を一方側から見た状態を示す図１２
（ａ）のように、圧電積層体３７の互いに対向しあう側
面３７ａ，３７ｂのうちの一方、つまり、第１の側面３
７ａからのみ端縁部が露出しており、その他方である第
２の側面３７ｂからは端縁部が露出しないものとなって
いる。また、第２の駆動用内部電極３３は、積層型圧電
体素子３１を他方側から見た状態を示す図１２（ｂ）の
ように、圧電積層体３７の第２の側面３７ｂからは端縁
部が露出しているものの、その第１の側面３７ａからは
端縁部が露出していないものであり、接続用内部電極３
５は第１及び第２の側面３７ａ，３７ｂいずれからも端
縁部が露出している。

【０００５】圧電積層体３７の第１の側面３７ａには駆
動用外部電極３８及び接続用外部電極３９のそれぞれが
所定幅の空隙部分４０を介したうえで並列して形成され
ており、これらの外部電極３８，３９それぞれに対して
は、第１の駆動用内部電極３２と接続用内部電極３５と
が各別に導通している。また、圧電積層体３７の第２の
側面３７ｂには共通外部電極４１がほぼ全面にわたって
形成されており、この共通外部電極４１には第２の駆動
用内部電極３３及び接続用内部電極３５の双方ともが導
通している。

【０００６】さらに、この際における共通外部電極４１
は第２の側面３７ｂのほぼ全面にわたって形成されたも
のであるのに対し、駆動用外部電極３８及び接続用外部
電極３９のそれぞれは、第１の側面３７ａの下端側に所
定幅の空隙部分４２を設けたうえ、つまり、圧電積層体
３７の下面から空隙部分４２を介して離間する状態とし
たうえで形成されている。そこで、積層型圧電体素子３
１の駆動部３４は、図１３で示すような断面構造を有し
ている。

【０００７】ところで、積層型圧電体素子３１を用いる
ことによっては、図１４で外観形状を示すような構成と
された圧電アクチュエータ４５が作製される。すなわ
ち、積層型圧電体素子３１は接着剤などを利用したうえ
で支持基板４６上に固定されることになっており、支持
基板４６上に固定された積層型圧電体素子３１が具備す
る圧電積層体３７の駆動部３４に対しては、その積層方
向Ｘに沿う上面側から下面側へと向かう複数のスリット
４７が切り込み形成される。

【０００８】そして、圧電アクチュエータ４５を一方側
から見た状態を示す図１４（ａ）のように、スリット４
７が第１及び第２の駆動用内部電極３２，３３を分断し
ており、かつ、駆動用外部電極３８を分断している結
果、圧電積層体３７の駆動部３４は複数に分割されてお
り、この分割された駆動部３４によっては、独立駆動可
能な複数のアクチュエータユニット４８が構成されてい
る。

【０００９】また、この際においては、駆動用外部電極
３８が分断されたことによって複数のユニット外部電極
４９が構成されており、これらユニット外部電極４９の
各々はアクチュエータユニット４８のそれぞれと対応し
ている。なお、圧電アクチュエータ４５が有する駆動部
３４と接続部３６との間をスリット４７で分割してもよ
く、図１４（ｂ）は圧電アクチュエータ４５を他方側か
ら見た状態を示している。

【００１０】さらに、アクチュエータユニット４８が構
成された圧電アクチュエータ４５に対しては、図示省略
しているが、外部に設置された駆動信号源から引き出さ
れたフレキシブル配線基板が接続されることになる。そ
して、ユニット外部電極４９のそれぞれと共通外部電極
４１、実際的には、接続用内部電極３５を介して共通外
部電極４１と接続されている接続用外部電極３９との間
に異なった極性の電圧を印加すると、アクチュエータユ
ニット４８のそれぞれは互いに独立して駆動されること
となる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところで、積層型圧電
体素子３１から圧電アクチュエータ４５を作製するに際
しては、圧電積層体３７の積層方向Ｘに沿う上面側から
下面側へと向かう複数のスリット４７を駆動部３４に対
して切り込み形成することとし、これらのスリット４７
でもって第１及び第２の駆動用内部電極３２，３３を分
断すると同時に、駆動用外部電極３８を分断することが
行われる。そして、この場合には、第１及び第２の駆動
用内部電極３２，３３と駆動用外部電極３８とを確実に
分断する必要がある都合上、スリット４７を圧電積層体
３７の下面近傍まで深く切り込み形成しておくのが一般
的である。

【００１２】一方、圧電積層体３７の積層方向Ｘに沿う
上端部及び下端部、つまり、第１及び第２の駆動用内部
電極３２，３３の上側及び下側それぞれに位置している
上端部及び下端部は圧電的に不活性であるため、積層型
圧電体素子３１の小型化を促進するうえからは、これら
上端部及び下端部の有する厚みができる限り薄いことが
望ましい。従って、スリット４７を深く切り込み形成し
た際には、圧電積層体３７の第２の側面３７ｂに形成さ
れた共通外部電極４１における導通経路部分４１ａ、つ
まり、スリット４７の下端縁と圧電積層体３７の下面と
スリット４７の下端縁とで挟まれた領域である導通経路
部分４１ａが、例えば、０．１〜０．２ｍｍ程度と狭く
なってしまう。

【００１３】そして、共通外部電極４１の導通経路部分
４１ａが狭い場合には、アクチュエータユニット４８同
士間の導通抵抗が増すこととなり、その結果として圧電
アクチュエータ４５全体における導通性の低下が避けら
れなくなる。また、共通外部電極４１の導通経路部分４
１ａが狭くなっていると、駆動信号源からの駆動電流が
導通経路部分４１ａに集中して流れるため、これらの導
通経路部分４１ａが断線してしまうというような不都合
も生じる。

【００１４】本発明はこのような不都合に鑑みて創案さ
れたものであり、共通外部電極の導通経路部分が狭くて
も導通抵抗の増大が発生せず、圧電アクチュエータにお
ける導通性の向上を実現することが可能な構成とされた
積層型圧電体素子と、その製造方法との提供を目的とし
ている。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１にかか
る積層型圧電体素子は、第１及び第２の駆動用内部電極
が交互に積層して形成された駆動部と、第１の接続用内
部電極が積層して形成された接続部とを有し、対向しあ
う側面の一方には少なくとも前記第１の駆動用内部電極
及び第１の接続用内部電極の各々と導通する駆動用外部
電極及び接続用外部電極が並列して形成され、かつ、そ
の側面の他方には少なくとも前記第２の駆動用内部電極
及び第１の接続用内部電極の双方と導通する共通外部電
極が形成された直方体形状の圧電積層体からなり、該圧
電積層体の積層方向に沿う上面側から下面側へと向かっ
て切り込み形成されるスリットで前記駆動用内部電極及
び駆動用外部電極が分断されるのに伴って独立駆動可能
な複数個のアクチュエータユニットが構成されるものと
なっている。そして、この積層型圧電体素子は、前記ス
リットの下端縁よりも下側に位置する前記圧電積層体の
下端部内には前記共通外部電極と導通する第２の接続用
内部電極が形成されており、かつ、該第２の接続用内部
電極は前記駆動用内部電極と離間したうえで平行に配置
されていることを特徴とする。なお、第２の接続用内部
電極は、少なくとも１層以上形成されていることが好ま
しい。

【００１６】この構成においては、圧電積層体の下端部
内に共通外部電極と導通する第２の接続用内部電極を形
成しているが、この第２の接続用内部電極がスリットで
もって分断されることは起こらない。そこで、スリット
の切り込み形成に伴って共通外部電極の導通経路部分が
狭くなったとしても、アクチュエータユニット同士の導
通は第２の接続用内部電極を介したうえで確保される。
そのため、アクチュエータユニット同士間の導通抵抗が
増大する結果として圧電アクチュエータ全体の導通性が
低下することはなくなり、共通外部電極の導通経路部分
が断線することも起こり得ない。

【００１７】本発明の請求項２にかかる積層型圧電体素
子は請求項１に記載したものであって、第１及び第２の
駆動用内部電極は同一の平面形状を有する印刷パターン
から形成されたものであり、第２の接続用内部電極も前
記駆動用内部電極と同一の平面形状を有する印刷パター
ンから形成されたものであることを特徴としている。そ
して、請求項３にかかる積層型圧電体素子は請求項１ま
たは請求項２に記載したものであり、第２の接続用内部
電極は第２の駆動用内部電極とほぼ同一の平面形状を有
していることを特徴とする。すなわち、このような構成
であれば、第２の接続用内部電極が十分な断面積を有し
ているため、圧電アクチュエータにおける導通性を十分
かつ確実に確保し得ることとなる。

【００１８】本発明の請求項４にかかる積層型圧電体素
子は請求項１〜請求項３のいずれかに記載したものであ
り、駆動用外部電極及び接続用外部電極が形成される圧
電積層体の側面には、該圧電積層体の下面からスリット
の下端縁より上側にまで至りながらも第１及び第２の駆
動用内部電極までは至らない深さとされ、その側面には
第２の接続用内部電極の端縁部が露出する切り欠き部が
前記駆動用内部電極及び第１の接続用内部電極と平行に
形成されており、かつ、該切り欠き部の側面には前記第
２の接続用内部電極と導通する導通用外部電極が形成さ
れていることを特徴とする。

【００１９】この構成においては、駆動用外部電極及び
接続用外部電極が形成される圧電積層体の側面における
下端縁に沿って切り欠き部を形成するとともに、この切
り欠き部の側面に対して第２の接続用内部電極と導通す
る導通用外部電極を形成している。そのため、スリット
の切り込み形成に伴って構成されたアクチュエータユニ
ット同士の導通は、第２の接続用内部電極のみならず、
導通用外部電極をも介したうえで確保されることにな
る。

【００２０】本発明の請求項５にかかる積層型圧電体素
子の製造方法は請求項４に記載した積層型圧電体素子の
製造方法であり、切り欠き部が形成済みの圧電積層体を
蒸着源またはスパッタリング源に対する傾斜状態として
支持したうえ、駆動用外部電極と接続用外部電極と導通
用外部電極とのそれぞれを一括して形成する工程とを含
んでいることを特徴とする。この方法であれば、圧電積
層体に形成された切り欠き部の側面に対する導通用外部
電極を極めて容易に形成し得ることとなり、この導通用
外部電極を駆動用外部電極及び接続用外部電極と同時的
に形成することが可能となるため、これら外部電極の形
成時に要する手間が増えることがないという利点が確保
される。

【００２１】本発明の請求項６にかかる圧電アクチュエ
ータは、請求項１〜請求項４のいずれかに記載した積層
型圧電体素子を用いて作製される圧電体アクチュエータ
であり、 圧電体素子の駆動部はその積層方向に沿う上
面側から下面側へと向かって切り込み形成されたスリッ
トで分割されており、該スリットで前記駆動部内に積層
された第１及び第２の駆動用内部電極が分断されたのに
伴って独立駆動可能な複数個のアクチュエータユニット
が構成されていることを特徴とする。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。

【００２３】（第１の実施形態）図１は第１の実施形態
にかかる積層型圧電体素子の外観形状を示す斜視図であ
り、図２はその駆動部の断面構造を示す横断面図であ
る。また、図３は本実施形態にかかる積層型圧電体素子
を用いて作製される圧電アクチュエータの外観形状を示
す斜視図であり、これらの図中の符号１は積層型圧電体
素子、２は圧電アクチュエータ、３は第２の接続用内部
電極を示している。なお、本実施形態にかかる積層型圧
電体素子の全体構造は、第２の接続用内部電極が形成さ
れている点を除くと、従来形態のものと基本的に異なら
ないので、図１〜図３において、図１２〜図１４と同一
もしくは相当する部品、部分には同一符号を付してい
る。

【００２４】第１の実施形態にかかる積層型圧電体素子
１は圧電アクチュエータ２を作製するためのものであ
り、図１で示すように、第１及び第２の駆動用内部電極
３２，３３が圧電体層を介して交互に積層された駆動部
３４と、第１の接続用内部電極３５が圧電体層を介して
積層された接続部３６とを有する直方体形状のセラミッ
ク焼結体である圧電積層体３７を具備している。そし
て、この圧電積層体３７が有する駆動部３４内に積層さ
れた第１の駆動用内部電極３２は、積層型圧電体素子１
を一方側から見た状態を示す図１（ａ）のように、圧電
積層体３７の対向しあう側面３７ａ，３７ｂのうちの一
方、つまり、第１の側面３７ａのみからは端縁部が露出
しているものの、第２の側面３７ｂからは端縁部が露出
しないものとなっている。

【００２５】また、この際における第２の駆動用内部電
極３３は、積層型圧電体素子１を他方側から見た状態を
示す図１（ｂ）のように、圧電積層体３７の第２の側面
３７ｂのみから端縁部が露出し、第１の側面３７ａから
は端縁部が露出しないものとなっている。さらに、圧電
積層体３７が有する接続部３６内に積層された第１の接
続用内部電極３５は、圧電積層体３７における第１及び
第２の側面３７ａ，３７ｂのいずれからも端縁部が露出
するものとなっている。

【００２６】一方、圧電積層体３７の駆動部３４におけ
る積層方向Ｘに沿った下端部、つまり、第１及び第２の
駆動用内部電極３２，３３よりも下側に位置する下端部
内には、第２の接続用内部電極３が形成されている。す
なわち、第２の接続用内部電極３は、圧電アクチュエー
タ２の作製時に切り込み形成されるスリット４７の下端
縁４７ａとなるべき位置よりも下側に位置する圧電積層
体３７の下端部内に形成されたものであり、第１及び第
２の駆動用内部電極３２，３３とは互いに離間したうえ
で平行となるようにして配置されている。

【００２７】なお、この際における第２の接続用内部電
極３は、第１及び第２の駆動用内部電極３２，３３と同
様、数ｍｍ程度の幅寸法を有しているのが一般的となっ
ている。また、図１〜図３では、第２の接続用内部電極
３が１層だけ形成されているが、１層だけではなく、第
２の接続用内部電極３を複数層にわたって形成しておい
てもよく、少なくとも１層以上形成しておく方が好まし
いことは勿論である。

【００２８】そして、この際における第２の接続用内部
電極３は、第２の駆動用内部電極３３とほぼ同一の平面
形状を有しており、圧電積層体３７の第２の側面３７ｂ
からは端縁部が露出するものの、第１の側面３７ａから
は端縁部が露出しないものとなっている。なお、図１
（ｂ）で示すように、第２の接続用内部電極３と同一の
平面上に対し、第１の接続用内部電極３５が並列して配
置されていてもよい。

【００２９】また、圧電積層体３７における第１の側面
３７ａには駆動用外部電極３８及び接続用外部電極３９
が所定幅の空隙部分４０を介したうえで並列して形成さ
れており、これらの外部電極３８，３９それぞれに対し
ては第１の駆動用内部電極３２及び第１の接続用内部電
極３５が各別として電気的に導通している。さらに、こ
の際における第２の側面３７ｂには共通外部電極４１が
ほぼ全面にわたって形成されており、この共通外部電極
４１に対しては、第２の駆動用内部電極３３のみなら
ず、第１及び第２の接続用内部電極３５，３までもが共
通して電気的に導通している。

【００３０】そこで、共通外部電極４１は、圧電積層体
３７の接続部３６内に積層されている第１の接続用内部
電極３５を介したうえ、圧電積層体３７における第１の
側面３７ａに形成された接続用外部電極３９と互いに接
続されている。その結果、第１の実施形態にかかる積層
型圧電体素子１の駆動部３４は、図２で示すような断面
構造を有することになる。なお、図２中の仮想線は、圧
電アクチュエータ２の作製時に切り込み形成されるスリ
ット４７の下端縁４７ａとなるべき位置を示している。

【００３１】さらに、積層型圧電体素子１を用いては、
従来形態と同様の手順に従うことにより、図３で外観形
状を示すような圧電アクチュエータ２が作製される。す
なわち、この圧電アクチュエータ２は、接着剤などを利
用して支持基板４６上に固定された積層型圧電体素子１
の駆動部３４がその積層方向Ｘに沿う上面側から下面側
へと向かって切り込み形成されるスリット４７で分断さ
れたものである。そして、これらのスリット４７でもっ
て第１及び第２の駆動用内部電極３２，３３が分断され
ているため、圧電積層体３７の駆動部３４は独立駆動が
可能な複数個のアクチュエータユニット４８となってい
る。

【００３２】また、スリット４７によっては、圧電アク
チュエータ２をその一方側から見た状態を示す図３
（ａ）のように、駆動用外部電極３８も分断されてお
り、駆動用外部電極３８が分断されることに伴っては、
個別化されたアクチュエータユニット４８のそれぞれと
対応する複数のユニット外部電極４９が構成されてい
る。なお、圧電アクチュエータ２が有する駆動部３４及
び接続部３６間をスリット４７でもって分割してもよい
ことは勿論であり、図３（ｂ）はこのような構成とされ
た圧電アクチュエータ２をその他方側から見た状態を示
している。

【００３３】さらにまた、アクチュエータユニット４８
を有する圧電アクチュエータ２に対しては、図示省略し
ているが、外部に設置された駆動信号源からのフレキシ
ブル配線基板が接続される。そして、ユニット外部電極
４９の各々と共通外部電極４１、実際的には、接続用内
部電極３５を介して共通外部電極４１と接続された接続
用外部電極３９との間に対しては交流電圧が印加され
る。その結果、圧電アクチュエータ２を構成しているア
クチュエータユニット４８のそれぞれは、各別として駆
動されることとなる。

【００３４】すなわち、積層型圧電体素子１からなる圧
電アクチュエータ２では、圧電積層体３７の下端部内に
形成されて共通外部電極４１と導通している第２の接続
用内部電極３がスリット４７でもって分断されてしまう
ことが起こらない。従って、スリット４７の切り込み形
成に伴って共通外部電極４１の導通経路部分４１ａが狭
くなったとしても、アクチュエータユニット４８同士の
導通は第２の接続用内部電極３によって確保される。そ
の結果、アクチュエータユニット４８同士間における導
通抵抗が増大することは起こらず、圧電アクチュエータ
２全体の導通性が低下することも起こり得ないこととな
る。

【００３５】なお、本実施形態における説明では、第２
の接続用内部電極３が第２の駆動用内部電極３３とほぼ
同一の平面形状を有するもの、つまり、数ｍｍ程度の幅
寸法とされたものであるとしているが、このような構成
に限定されることはなく、共通外部電極４１と導通して
いる限りは、第２の接続用内部電極３が第２の駆動用内
部電極３３よりも幅寸法の狭いものであってもよいこと
は勿論である。但し、ほぼ同一の幅寸法である場合に
は、第２の接続用内部電極３が十分な断面積を有するこ
ととなり、圧電アクチュエータ２の導通性を十分かつ確
実に確保することが可能となる。

【００３６】つぎに、第１の実施形態にかかる積層型圧
電体素子１の製造方法を、図４及び図５に基づいて説明
する。なお、ここでの図４は積層型圧電体素子が具備し
ている圧電積層体そのものの製造方法を示す分解斜視図
であり、図５はその変形例を示す説明図である。

【００３７】積層型圧電体素子１の圧電積層体３７を製
造する際には、まず最初に、図４で示しているようなグ
リーンシート４〜７を用意する。つまり、第１の駆動用
内部電極３２となる導電パターン８及び第１の接続用内
部電極３５となる導電パターン９が並列して形成された
グリーンシート４と、第１の接続用内部電極３５となる
導電パターン９及び第２の駆動用内部電極３３となる導
電パターン１０が並列して形成されたグリーンシート５
と、第１の接続用内部電極３５となる導電パターン９及
び第２の接続用内部電極３となる導電パターン１１が並
列して形成されたグリーンシート６と、何らの導体パタ
ーンも形成されていない無地のグリーンシート７とを用
意する。

【００３８】ところで、第２の接続用内部電極３が第１
の駆動用内部電極３２とほぼ同一の幅寸法とされた平面
形状を有する場合には、導電パターン８と導電パターン
１１とが同一となり、グリーンシート４及びグリーンシ
ート６も同一であることになる。また、このグリーンシ
ート６においては、第１の接続用内部電極３５となる導
電パターン９及び第２の接続用内部電極３となる導電パ
ターン１１が各別に形成されているが、図５で示すよう
に、第１の接続用内部電極３５及び第２の接続用内部電
極３となる導電パターン１２が一体的に形成されていて
もよい。

【００３９】すなわち、このような導電パターン１２を
形成しておいた場合には、第１の接続用内部電極３５及
び第２の接続用内部電極３が一体化されているため、こ
れらの内部電極３，３５同士を各別に形成しているより
も、導通抵抗が低くなるという利点が確保される。そし
て、ここでのグリーンシート４〜７は、ＰＺＴなどの圧
電体原料からなる平面視矩形状として作製されたもので
ある一方、導電パターン８〜１１はＡｇなどを主成分と
する導電性ペーストのスクリーン印刷でもって形成され
た印刷パターンとなっている。

【００４０】また、この際における導電パターン８，１
１の各々は、その一方側端縁部がグリーンシート４，６
の一方側長辺にまで到達しているものの、その他方側端
縁部が他方側長辺にまでは到達しない形状とされてい
る。さらに、導電パターン９はその両方側端縁部がとも
にグリーンシート４〜６の両方側長辺にまで到達した形
状を有しているものの、導電パターン１０はその一方側
端縁部がグリーンシート５の一方側長辺にまで到達せ
ず、その他方側端縁部のみが他方側長辺にまで到達した
形状とされている。

【００４１】なお、ここでの導電パターン８，１０，１
１は、同一形状とされたパターンを微妙に位置ずれさせ
ることによっても形成可能である。すなわち、本実施の
形態にかかる積層型圧電体素子１では、第１及び第２の
駆動用内部電極３２，３３が同一の平面形状を有する印
刷パターンである導電パターン８，１０から形成された
ものであり、第２の接続用内部電極３も駆動用内部電極
３２，３３と同一の平面形状を有する印刷パターンであ
る導電パターン１１から形成されたものであることにな
っている。

【００４２】引き続き、グリーンシート４〜７の所定枚
数ずつを図４で示すような順序で交互に繰り返して積層
し、かつ、積層されたグリーンシート４〜７を積層方向
Ｘに沿って一括的に圧着すると、未焼成状態の積層体ブ
ロック１３が作製される。なお、この際、導電パターン
９，１１が形成されたグリーンシート６は、無地のグリ
ーンシート７によって上下から挟まれたうえで積層方向
Ｘに沿った下側の位置に配置されている。そこで、作製
された積層体ブロック１３の互いに対向しあう側面の一
方からは導電パターン８，９，１１の端縁部が露出して
おり、その側面の他方からは導電パターン９，１０，１
１の端縁部が露出している。その後、積層体ブロック１
３を焼成処理すると、圧電積層体３７が作製される。

【００４３】ところで、図４に基づいて説明した製造方
法は圧電積層体３７を単一個ずつ作製する際の手順であ
るが、実際の製造工程では、以下のような手順に従って
多数個の圧電積層体３７を同時的に作製することが行わ
れる。すなわち、図６で示すように、まず、多数組の導
体パターン８，９が並列して形成された大面積のグリー
ンシート１４と、多数組の導体パターン９，１０が並列
して形成された大面積のグリーンシート１５と、多数組
の導体パターン９，１１が並列して形成された大面積の
グリーンシート１６とをそれぞれ用意する。引き続き、
グリーンシート１４，１５の所定枚数ずつを交互に積層
し、かつ、グリーンシート１６を積層したうえで積層方
向に沿って圧着すると、多数個の積層体ブロック１３が
並列されたのと対応した大きさを有する未焼成状態の親
基板ブロックが作製される。

【００４４】その後、図示省略しているが、作製された
親基板ブロックを焼成処理すると、分割されるのに伴っ
て個別化される圧電積層体３７が並列に連続している親
基板が作製される。引き続き、作製された親基板の上下
面をラップ研磨や平面研削で平坦化し、個々の圧電積層
体３７と対応する領域ごとを区分けしている所定の分割
線Ｙ，Ｚに沿って親基板を分割すると、分割に伴って個
別化された圧電積層体３７が得られる。

【００４５】ところで、図６で示したようなグリーンシ
ート１４，１５，１６を積層し、焼成処理後に分割した
場合には、図６中に付記するように、分割線Ｙ，Ｚが目
標から位置ずれしていることがあり、その結果として隣
接した導体パターン８，１０それぞれの切れ端部分８
ａ，１０ａ，１１ａからなる電極部分（図示省略）が圧
電積層体３７の内部に形成されてしまうことがある。し
かしながら、このような電極部分が形成されても、実用
上、何らの不都合も生じないことは勿論である。

【００４６】その後、直方体形状を有する積層体ブロッ
ク１３を焼成処理し、圧電積層体３７を作製することが
行われる。そして、作製された圧電積層体３７の第１の
側面３７ａに駆動用外部電極３８及び接続用外部電極３
９を、また、その第２の側面３７ｂに共通外部電極４１
をそれぞれ形成した後、所要の分極処理を施すと、図１
で示した積層型圧電体素子１が作製されたことになる。
なお、これら外部電極３８，３９，４１のそれぞれは、
導電性ペーストをスクリーン印刷したうえでの焼き付け
処理や薄膜形成処理、例えば、蒸着やスパッタリングに
よって形成されるのが一般的である。

【００４７】（第２の実施形態）図７は第２の実施形態
にかかる積層型圧電体素子の外観形状を示す斜視図、図
８はその駆動部の断面構造を示す横断面図であり、図９
は本実施形態にかかる積層型圧電体素子を用いて作製さ
れる圧電アクチュエータの外観形状を示す斜視図であ
る。そして、図１０は積層型圧電体素子における外部電
極の形成方法の一例を示す説明図、図１１はその他の例
を示す説明図であり、図７〜図９における符号２１は積
層型圧電体素子、２２は圧電アクチュエータ、２３は切
り欠き部、２４は導通用外部電極を示している。

【００４８】なお、第２の実施形態にかかる積層型圧電
体素子の全体構造は、切り欠き部及び導通用外部電極が
形成されている点を除くと、第１の実施形態にかかる積
層型圧電体素子と基本的に異ならない。従って、図７〜
図１１において、図１〜図５と互いに同一となり、また
は、相当することになる部品、部分については同一符号
を付し、ここでの詳しい説明は省略する。

【００４９】本実施形態にかかる積層型圧電体素子２１
は圧電アクチュエータ２２を作製する際に用いられるも
のであり、図７及び図８で示すように、第１及び第２の
駆動用内部電極３２，３３と、第１及び第２の接続用内
部電極３５，３とがそれぞれ内部に積層されてなる直方
体形状の圧電積層体３７を具備している。そして、この
圧電積層体３７における第１の側面３７ａには、その長
手方向の下端縁に沿って開口した切り欠き部２３が形成
されている。

【００５０】すなわち、この切り欠き部２３は、圧電積
層体３７の下面から所定の深さＤ、つまり、圧電アクチ
ュエータ２２の作製時に切り込み形成されるスリット４
７の下端縁４７ａとなるべき位置より上側にまで至りつ
つも、第１及び第２の駆動用内部電極３２，３３までは
至らない高さ方向の深さＤを有し、かつ、所定の幅Ｗを
有する矩形断面形状とされたものであり、圧電積層体３
７の内部に積層された第１及び第２の駆動用内部電極３
２，３３と第１の接続用内部電極３５とに対して平行と
なるようにして形成されている。

【００５１】また、この際における第１の駆動用内部電
極３２は、積層型圧電体素子２１を一方側から見た状態
を示す図７（ａ）のように、圧電積層体３７の第１の側
面３７ａのみから端縁部が露出し、第２の側面３７ｂか
らは端縁部が露出しないものとなっている。さらに、第
２の駆動用内部電極３３は、積層型圧電体素子２１を他
方側から見た状態を示す図７（ｂ）のように、第２の側
面３７ｂのみから端縁部が露出しているものの、第１の
側面３７ａからは端縁部が露出しないものとされてお
り、第１の接続用内部電極３５は、第１及び第２の側面
３７ａ，３７ｂのいずれにも端縁部が露出している。

【００５２】さらにまた、第２の接続用内部電極３の端
縁部それぞれは、圧電積層体３７の第２の側面３７ｂ
と、第１の側面３７ａに形成された切り欠き部２３の側
面とに露出している。そして、第２の接続用内部電極３
の端縁部が露出した切り欠き部２３の側面には、この第
２の接続用内部電極３が導通することになる導通用外部
電極２４が形成されている。

【００５３】一方、圧電積層体３７における第１の側面
３７ａの切り欠き部２３を除く領域には、駆動用外部電
極３８及び接続用外部電極３９が空隙部分４０を介した
うえで並列に形成されているとともに、その第２の側面
３７ｂには共通外部電極４１がほぼ全面にわたって形成
されている。そこで、駆動用外部電極３８及び接続用外
部電極３９のそれぞれには、第１の駆動用内部電極３２
と第１の接続用内部電極３５とが各別に導通しており、
共通外部電極４１に対しては、第２の駆動用内部電極３
３と第２の接続用内部電極３とが各別に導通している。

【００５４】従って、この際における第２の接続用内部
電極３は、共通外部電極４１及び導通用外部電極２４の
双方と導通していることになる。その結果、第２の実施
形態にかかる積層型圧電体素子２１の駆動部３４は、図
８で示すような断面構造を有していることになる。な
お、図８中の仮想線は、圧電アクチュエータ２２の作製
時に切り込み形成されるスリット４７の下端縁４７ａと
なるべき位置を示している。ところで、図７〜図９で
は、第２の接続用内部電極３が１層だけ形成されること
になっているが、第２の接続用内部電極３は少なくとも
１層以上形成されていることが好ましい。

【００５５】さらに、積層型圧電体素子２１を用いて
は、図９で外観形状を示すような圧電アクチュエータ２
２が作製されることになり、この圧電アクチュエータ２
２は、支持基板４６上に固定された積層型圧電体素子２
１の駆動部３４をその積層方向Ｘに沿う上面側から下面
側へと向かって切り込み形成されるスリット４７で分断
することによって複数のアクチュエータユニット４８が
構成されたものである。そして、一方側から見た状態を
示す図９（ａ）のように、スリット４７で分断された駆
動用外部電極３８はアクチュエータユニット４８の各々
と対応する複数のユニット外部電極４９となっている。
なお、圧電アクチュエータ２２が有する駆動部３４及び
接続部３６間をスリット４７で分割してもよいことは勿
論であり、図９（ｂ）はこのような構成とされた圧電ア
クチュエータ２２をその他方側から見た状態を示してい
る。

【００５６】すなわち、積層型圧電体素子２１において
は、駆動用外部電極３８及び接続用外部電極３９が形成
される圧電積層体３７の第１の側面３７ａの下端縁に沿
って切り欠き部２３を形成しており、かつ、この切り欠
き部２３の側面に第２の接続用内部電極３と導通する導
通用外部電極２４を形成している。そして、積層型圧電
体素子２１を用いて作製される圧電アクチュエータ２２
では、第１の実施形態と同様、圧電積層体３７の下端部
内に形成されて共通外部電極４１と導通している第２の
接続用内部電極３がスリット４７で分断されることが起
こらない。

【００５７】従って、スリット４７の切り込み形成に伴
って共通外部電極４１の導通経路部分４１ａが狭くなる
ことがあったとしても、アクチュエータユニット４８同
士の導通は、共通外部電極４１及び導通用外部電極２４
の双方に対して導通している第２の接続用内部電極３に
よって確保されることとなる。その結果、アクチュエー
タユニット４８同士間における導通抵抗が増大すること
は抑制されることになり、圧電アクチュエータ２２全体
の導通性が低下してしまうことが回避される。

【００５８】つぎに、第２の実施形態にかかる積層型圧
電体素子２１の製造方法を、導通用外部電極の形成方法
を示す説明図である図１０及び図１１に基づいて説明す
る。なお、この積層型圧電体素子２１が具備している圧
電積層体３７そのものの作製方法は、図４に基づいて説
明した第１の実施形態と基本的に異ならないので、ここ
での詳しい説明は省略する。

【００５９】すなわち、第１の実施形態と同様、積層型
圧電体素子２１が具備する圧電積層体３７を作製するに
際しても、導電パターン８〜１１が各別に形成されたグ
リーンシート４〜７を用意しておき、これらのグリーン
シート４〜７を積層したうえで一括的に圧着することが
行われる。すると、未焼成状態の積層体ブロック１３が
作製されたことになり、この積層体ブロック１３を焼成
処理することによって圧電積層体３７が作製される。

【００６０】ところで、実際の製造工程では、図示省略
しているが、導電パターン８〜１１のそれぞれが縦横に
並列して形成された大面積のグリーンシート同士を積層
して圧着することにより、多数個の積層体ブロック１３
と対応する大きさを有する親基板ブロックを作製し、か
つ、この親基板ブロックを焼成処理して中間品である親
基板を作製した後、この親基板を所定の分割線に沿って
分割することに伴って個々の圧電積層体３７を作製する
のが一般的である。従って、この親基板の分割に先立つ
時点において、圧電積層体３７となるべき領域ごとに対
して切り欠き部３となる切り込み溝を予めダイシングな
どで形成するようにすれば、圧電積層体３７の各々には
切り欠き部３が形成されていることになる。

【００６１】その後、図１０で示すように、個別化され
た圧電積層体３７を所定の角度だけ傾斜させて支持した
うえ、外部電極となるのに適した金属材料を圧電積層体
３７の第１の側面３７ａに対する蒸着処理によって付着
させると、駆動用外部電極３８及び接続用外部電極３９
と導通用外部電極２４とが形成される。つまり、これら
の外部電極３８，３９，２４を形成する際における圧電
積層体３７は、切り欠き部３が蒸着源２５から遠ざかる
ようにし、かつ、第１の側面３７ａが蒸着源２５を向く
ように支持されている。

【００６２】そして、このような傾斜姿勢として支持さ
れた場合には、切り欠き部３の側面も蒸着源２５と対面
しているため、この側面上にも蒸着処理による導通用外
部電極２４が形成される。なお、ここでは蒸着源２５が
点状とされているが、点状に限定されず、平面状であっ
てもよいことは勿論である。

【００６３】引き続き、駆動用外部電極３８及び接続用
外部電極３９と、導通用外部電極２４とが形成された第
１の側面３７ａとは対向しあっている第２の側面３７ｂ
に共通外部電極４１を形成した後、駆動用外部電極３８
と接続用外部電極３９との間に電圧を印加して駆動部３
４を分極すると、本実施形態にかかる積層型圧電体素子
２１が完成したことになる。なお、これらの外部電極２
４，３８，３９，４１のそれぞれを蒸着処理によって形
成する必然性があるわけではなく、スパッタリング処理
によって形成してもよいことは勿論である。

【００６４】さらにまた、上記した切り欠き部２３の形
成方法では、親基板の圧電積層体３７となるべき領域ご
とに切り込み溝を形成しているが、このような方法に限
定されず、以下のような方法によって切り欠き部２３を
形成することも可能である。すなわち、親基板を分割す
ることによって圧電積層体３７を得た後、これらの個別
化された圧電積層体３７を各々の積層方向に沿って重ね
合わせたうえ、重ね合わされた圧電積層体３７の各々に
対して切り欠き部２３となる切り込み溝を形成する方法
である。なお、ここでの切り込み溝も、ダイシングなど
によって形成される。

【００６５】そして、図１１で示すように、重ね合わさ
れたままの圧電積層体３７を所定の角度だけ傾斜させて
支持したうえ、外部電極となるのに適した金属材料を圧
電積層体３７の第１の側面３７ａに対する蒸着処理によ
って付着させると、上記した方法の場合と同じく、駆動
用外部電極３８及び接続用外部電極３９と導通用外部電
極２４とが形成される。その後、引き続き、これらの外
部電極３８，３９，２４が第１の側面３７ａに形成され
ている圧電積層体３７の第２の側面３７ｂに対して共通
外部電極４１を形成し、駆動用外部電極３８及び接続用
外部電極３９間に電圧を印加して駆動部３４を分極する
と、第２の実施形態にかかる積層型圧電体素子２１が完
成する。

【００６６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明にかかる積
層型圧電体素子においては、スリットの下端縁よりも下
側に位置する圧電積層体の下端部内に共通外部電極と導
通する第２の接続用内部電極が新たに形成されている。
従って、この第２の接続用内部電極がスリットで分断さ
れることには起こらず、スリットの切り込み形成に伴っ
て共通外部電極の導通経路部分が狭くなったとしても、
アクチュエータユニット同士の導通は第２の接続用内部
電極を介したうえで確保される。そのため、アクチュエ
ータユニット同士間の導通抵抗が増大する結果として圧
電アクチュエータ全体の導通性が低下することはなくな
り、共通外部電極の導通経路部分が断線することも起こ
り得ないという効果が得られる。

【００６７】また、本発明にかかる積層型圧電体素子で
は、圧電積層体の側面に切り欠き部を形成しており、こ
の切り欠き部の側面に第２の接続用内部電極と導通する
導通用外部電極を形成することが行われている。従っ
て、圧電アクチュエータの作製時におけるスリットの切
り込み形成に伴って構成されたアクチュエータユニット
同士の導通は、第２の接続用内部電極のみならず、これ
が導通している導通用外部電極をも介したうえで確保さ
れることになる。そのため、より一層優れた圧電アクチ
ュエータの導通性が得られることになる。

【００６８】さらに、本発明にかかる積層型圧電体素子
の製造方法を採用すれば、導通用外部電極を圧電積層体
の切り欠き部に対して極めて容易に形成することが可能
になる。そして、この製造方法であれば、駆動用外部電
極と接続用外部電極と導通用外部電極とを複数の圧電積
層体に対して同時的に形成し得るため、生産性の向上を
図ることができるという効果も得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施形態にかかる積層型圧電体素子の外
観形状を示す斜視図である。

【図２】その駆動部の断面構造を示す横断面図である。

【図３】積層型圧電体素子を用いて作製される圧電アク
チュエータの外観形状を示す斜視図である。

【図４】積層型圧電体素子が具備している圧電積層体そ
のものの製造方法を示す分解斜視図である。

【図５】その変形例を示す説明図である。

【図６】多数個の圧電積層体を同時的に製造する方法を
示す分解斜視図である。

【図７】第２の実施形態にかかる積層型圧電体素子の外
観形状を示す斜視図である。

【図８】その駆動部の断面構造を示す横断面図である。

【図９】積層型圧電体素子を用いて作製される圧電アク
チュエータの外観形状を示す斜視図である。

【図１０】積層型圧電体素子における外部電極の形成方
法の一例を示す説明図である。

【図１１】外部電極の形成方法の他の例を示す説明図で
ある。

【図１２】従来形態にかかる積層型圧電体素子の外観形
状を示す斜視図である。

【図１３】その駆動部の断面構造を示す横断面図であ
る。

【図１４】積層型圧電体素子を用いて作製される圧電ア
クチュエータの外観形状を示す斜視図である。

【符号の説明】

１ 積層型圧電体素子 ２ 圧電アクチュエータ ３ 第２の接続用内部電極 ２１ 積層型圧電体素子 ２２ 圧電アクチュエータ ２３ 切り欠き部 ２４ 導通用外部電極 ３２ 第１の駆動用内部電極 ３３ 第２の駆動用内部電極 ３５ 第１の接続用内部電極 ３７ 圧電積層体 ３７ａ 第１の側面（側面の一方） ３７ｂ 第２の側面（側面の他方） ３８ 駆動用外部電極 ３９ 接続用外部電極 ４１ 共通外部電極 ４７ スリット

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１及び第２の駆動用内部電極が交互に
   積層して形成された駆動部と、第１の接続用内部電極が
   積層して形成された接続部とを有し、対向しあう側面の
   一方には少なくとも前記第１の駆動用内部電極及び第１
   の接続用内部電極の各々と導通する駆動用外部電極及び
   接続用外部電極が並列して形成され、かつ、その側面の
   他方には少なくとも前記第２の駆動用内部電極及び第１
   の接続用内部電極の双方と導通する共通外部電極が形成
   された直方体形状の圧電積層体からなり、該圧電積層体
   の積層方向に沿う上面側から下面側へと向かって切り込
   み形成されるスリットで前記駆動用内部電極及び駆動用
   外部電極が分断されるのに伴って独立駆動可能な複数個
   のアクチュエータユニットが構成される積層型圧電体素
   子であって、 前記スリットの下端縁よりも下側に位置する前記圧電積
   層体の下端部内には前記共通外部電極と導通する第２の
   接続用内部電極が形成されており、かつ、該第２の接続
   用内部電極は前記駆動用内部電極と離間したうえで平行
   に配置されていることを特徴とする積層型圧電体素子。
2. 【請求項２】 請求項１に記載した積層型圧電体素子で
   あり、 第１及び第２の駆動用内部電極は同一の平面形状を有す
   る印刷パターンから形成されたものであり、第２の接続
   用内部電極も前記駆動用内部電極と同一の平面形状を有
   する印刷パターンから形成されたものであることを特徴
   とする積層型圧電体素子。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載した積層
   型圧電体素子であり、第２の接続用内部電極は第２の駆
   動用内部電極とほぼ同一の平面形状を有していることを
   特徴とする積層型圧電体素子。
4. 【請求項４】 請求項１〜請求項３のいずれかに記載し
   た積層型圧電体素子であり、 駆動用外部電極及び接続用外部電極が形成される圧電積
   層体の側面には、該圧電積層体の下面からスリットの下
   端縁より上側にまで至りながらも第１及び第２の駆動用
   内部電極までは至らない深さとされ、その側面には第２
   の接続用内部電極の端縁部が露出する切り欠き部が前記
   駆動用内部電極及び第１の接続用内部電極と平行に形成
   されており、かつ、該切り欠き部の側面には前記第２の
   接続用内部電極と導通する導通用外部電極が形成されて
   いることを特徴とする積層型圧電体素子。
5. 【請求項５】 請求項４に記載した積層型圧電体素子の
   製造方法であり、 切り欠き部が形成済みの圧電積層体を蒸着源またはスパ
   ッタリング源に対する傾斜状態として支持したうえ、駆
   動用外部電極と接続用外部電極と導通用外部電極とのそ
   れぞれを一括して形成する工程とを含んでいることを特
   徴とする積層型圧電体素子の製造方法。
6. 【請求項６】 請求項１〜請求項４のいずれかに記載し
   た積層型圧電体素子を用いて作製される圧電アクチュエ
   ータであり、 圧電体素子の駆動部はその積層方向に沿う上面側から下
   面側へと向かって切り込み形成されたスリットで分割さ
   れており、該スリットで前記駆動部内に積層された第１
   及び第２の駆動用内部電極が分断されたのに伴って独立
   駆動可能な複数個のアクチュエータユニットが構成され
   ていることを特徴とする圧電アクチュエータ。