JP4803039B2

JP4803039B2 - 圧電アクチュエータの製造方法及び圧電アクチュエータ

Info

Publication number: JP4803039B2
Application number: JP2006550609A
Authority: JP
Inventors: 信治大村; 宏一林; 章三小林
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2005-01-06
Filing date: 2005-10-14
Publication date: 2011-10-26
Anticipated expiration: 2025-10-14
Also published as: US20090152999A1; US7509716B2; DE112005001022T5; US7745981B2; JPWO2006073018A1; WO2006073018A1; US20070084034A1; DE112005001022B4

Description

本発明は、圧電セラミックスを用いて構成された積層型の圧電アクチュエータの製造方法及び圧電アクチュエータに関し、より詳細には、電界の印加により変位する部分である活性部にダミー内部電極を有する不活性部が積層されている圧電アクチュエータの製造方法及び圧電アクチュエータに関する。

従来より、磁気ヘッドやインクジェットプリンタのプリンタヘッドを移動させるため、圧電アクチュエータが用いられている。この種の圧電アクチュエータの小型化を図るために、内部電極−セラミックス一体焼成技術を用いた積層型の圧電アクチュエータが提案されている。
下記の特許文献１には、積層型の圧電アクチュエータの一例が開示されている。図４は、特許文献１に記載の圧電アクチュエータを示す斜視図である。

圧電アクチュエータ１０１は、圧電セラミックスからなるセラミック焼結体１０２を有する。セラミック焼結体１０２は、内部電極−セラミックス一体焼成技術を用いて構成された一体焼成型のセラミック焼結体である。なお、以下においては、セラミック焼結体１０２において内部電極間に挟まれた圧電セラミック層の厚み方向を厚み方向と定義して説明を行うこととする。すなわち、セラミック焼結体１０２においては、前記厚み方向中央部分が活性部１０３とされており、活性部１０３の前記厚み方向両側に不活性部１０４，１０５が配置されている。

活性部１０３においては、複数の第１の内部電極１０６と、複数の第２の内部電極１０７とが上記厚み方向において、圧電セラミック層を介して交互に積層されている。ここでは、内部電極１０６，１０７は、いずれもセラミック焼結体１０２の前記厚み方向と直交する方向の断面の全面に形成されている。
そして、セラミック焼結体１０２の第１の側面１０２ａにおいては、厚み方向と直交する方向である横方向に延びる絶縁層１０８が形成されている。絶縁層１０８により、第１の内部電極１０６の側面１０２ａに露出している部分が被覆されている。他方、側面１０２ａとは反対側の第２の側面１０２ｂには、絶縁層１０９が形成されている。絶縁層１０９により、第２の内部電極１０７の側面１０２ｂに露出している部分が被覆されている。

他方、不活性部１０４においては、同じ高さ位置において、３本のストライプ状のダミー内部電極１１１〜１１３が配置されている。そして、３本のダミー内部電極１１１〜１１３からなるダミー内部電極グループが、セラミック層を介して複数グループ積層されている。同様に、不活性部１０５においても、ダミー内部電極１１４〜１１６からなるダミー内部電極グループがセラミック層を介して複数グループ形成されている。

ダミー内部電極１１１〜１１３は、それぞれストライプ状の形状を有し、互いに電気的に分離されている。ダミー内部電極１１４〜１１６についても、それぞれストライプ状の形状を有し、互いに電気的に分離されている。
焼結体１０２の側面１０２ｂには、上下方向に延びるように外部電極１１７が形成されている。外部電極１１７は、活性部１０３においては、側面１０２ｂに露出している複数の内部電極１０６に接続されている。

なお図４では図示されていないが、側面１０２ａ上にも同様の外部電極が形成されており、側面１０２ａ上に設けられた外部電極は、第２の内部電極１０７に電気的に接続されている。従って、外部電極１１７と、側面１０２ａ上に設けられたもう１つの外部電極との間に電圧を印加することにより、活性部が積層型のアクチュエータとして動作する。
他方、不活性部１０４，１０５においては、セラミック層を介して重なり合うダミー内部電極間には電圧が印加されないため、不活性部１０４，１０５はアクチュエータとして動作しない。

従来、活性部の両側に不活性部を設けた構造の積層型の圧電アクチュエータでは、焼結の際の活性部と不活性部との焼結挙動の差により、焼結体に割れが生じたり、活性部と不活性部との界面での剥離が生じたりするという問題があった。これに対して、特許文献１に記載の圧電アクチュエータ１０１では、不活性部１０４，１０５に設けられたダミー内部電極１１１〜１１３，１１４〜１１６が同一高さ位置において互いに分離されているため、活性部１０３と不活性部１０４，１０５との焼結挙動の差による焼結体の割れや界面における剥離を抑制することができるとされている。
特開２００１−３５２１１０号公報

圧電アクチュエータ１０１などにおいては、支持構造による変位への影響を軽減することが求められることがある。このような場合、通常、不活性部１０４，１０５の上記厚み方向の寸法を大きくすることにより、変位部分である活性部１０３と圧電アクチュエータ１０１を機械的に支持する部分との距離が大きくされていた。そのため、セラミック焼結体１０２の上記厚み方向寸法が大きくならざるを得なかった。また、変位量の増大を図るために、圧電アクチュエータとして動作する活性部１０３における内部電極の積層数を増大した場合にも、セラミック焼結体１０２の上記厚み方向寸法は大きくなりがちであった。

セラミック焼結体１０２の上記厚み方向の寸法が大きくなった場合には、電極−セラミックス一体焼成技術を用いて構成された一体焼成型のセラミック焼結体１０２の焼結後の上記厚み方向の寸法のばらつきは大きくならざるを得なかった。
他方、積層型の圧電アクチュエータが用いられる用途、特に電子機器等の分野においては、圧電アクチュエータの寸法は高精度に管理されることが求められている。

従って、セラミック焼結体１０２の上記厚み方向寸法のばらつきが大きい場合には、上面１０２ｃ及び下面１０２ｄを研削加工し、厚み方向寸法を一定の寸法にしなければならなかった。ところが、上記研削に際しての研削代が大きくなると、ダミー内部電極１１１〜１１３，１１４〜１１６が研削により現れた面に露出するおそれがあった。ダミー内部電極間の間隔、すなわち積層時の圧電セラミック層の厚み寸法が小さいほどこの可能性は高くなる。ダミー内部電極１１１〜１１３，１１４〜１１６がセラミック焼結体１０２の上面または下面に露出すると、圧電アクチュエータ１０１をプリント回路基板に実装した場合には、実装不良が生じるおそれがある。従って、ダミー内部電極１１１〜１１３，１１４〜１１６が露出した圧電アクチュエータ１０１は不良品として除かれねばならず、よって歩留りが低下しがちであった。

本発明の目的は、上述した従来技術の欠点を解消し、上記厚み方向において活性部の少なくとも一方側に不活性部が設けられた圧電アクチュエータであって、焼成の際の収縮率差等による焼結体の欠けや活性部と不活性部との界面における剥離を抑制し得るだけでなく、上記厚み方向の寸法を制御するための研削加工等によってダミー内部電極が露出し難い、圧電アクチュエータを提供することにある。

本発明によれば、内部電極及び圧電セラミックスを一体焼成してなるセラミック焼結体を用いて構成された圧電アクチュエータの製造方法であって、圧電セラミック層と、圧電セラミック層を介して積層された複数の内部電極とを有し、駆動に際し変位する部分である活性部と、前記圧電セラミック層の厚み方向を厚み方向としたときに、該厚み方向において前記活性部の少なくとも一方側に積層されており、かつ該厚み方向において、複数のダミー内部電極が圧電セラミック層を介して積層されており、駆動に際し変位しない部分である不活性部とを備え、前記ダミー内部電極間に挟まれた圧電セラミック層が複数設けられており、かつ該ダミー電極に挟まれた該複数の圧電セラミック層の厚みが、前記活性部から遠ざかるにつれて大きくされており、かつ前記厚み方向最外側のダミー内部電極の厚み方向外側に位置する最外側の圧電セラミック層の厚みが、ダミー内部電極間に挟まれた圧電セラミック層の厚みよりも厚くされているセラミック焼結体を用意する工程と、前記セラミック焼結体の前記厚み方向最外側に位置する圧電セラミック層を研削加工し、前記セラミック焼結体の前記厚み方向に沿う寸法を調整する工程とを備えることを特徴とする、圧電アクチュエータの製造方法が提供される。

本発明に係る圧電アクチュエータの製造方法のある特定の局面では、前記調整工程において、調整後の前記不活性部の前記厚み方向最外側の面から、前記厚み方向において最外側に位置しているダミー内部電極までの距離が、前記圧電アクチュエータの前記厚み方向寸法の０．５％以上となるように厚みが調整される。
本発明に係る圧電アクチュエータの製造方法の他の特定の局面では、前記活性部及び不活性部が同一の圧電セラミックス材料を用いて構成される。

本発明に係る圧電アクチュエータの製造方法のさらに別の特定の局面では、前記セラミック焼結体の外表面に、前記活性部を駆動するために該活性部に設けられた複数の内部電極のいずれかに電気的に接続される第１，第２の外部電極を形成する工程がさらに備えられている。
本発明に係る圧電アクチュエータは、本発明の製造方法により得られた圧電アクチュエータであって、圧電セラミック層と、圧電セラミック層を介して積層された複数の内部電極とを有し、駆動に際し変位する部分である活性部と、前記圧電セラミック層の厚み方向を厚み方向としたときに、該厚み方向において前記活性部の少なくとも一方側に積層されており、かつ該厚み方向において、複数のダミー内部電極が圧電セラミック層を介して積層されていて、駆動に際し変位しない部分である不活性部とを備え、前記ダミー内部電極間に挟まれた圧電セラミック層の厚みが、前記活性部から遠ざかるにつれて大きくされていることを特徴とする。

本発明に係る圧電アクチュエータのある特定の局面では、前記セラミック焼結体が、前記厚み方向に延びかつ対向し合っている第１，第２の側面を有し、前記活性部において、複数の内部電極が圧電セラミック層の厚み方向において交互に第１または第２の側面に引き出されており、前記不活性部において、複数のダミー内部電極が、第１の側面または第２の側面のいずれかに引き出されており、前記セラミック焼結体の第１，第２の側面に、それぞれ、形成された第１，第２の外部電極がさらに備えられている。

本発明に係る圧電アクチュエータの製造方法では、圧電セラミック層を介して複数の内部電極が上記厚み方向において積層されている活性部の該厚み方向の少なくとも一方側に不活性部が積層されている。この不活性部は、複数のダミー内部電極が圧電セラミック層を介して積層されている構造を有し、該ダミー内部電極間に挟まれた複数の圧電セラミック層の厚みが、上記活性部から遠ざかるにつれて大きくされている。従って、活性部及び不活性部を有するセラミック焼結体を電極−セラミックス一体焼成技術により焼成した際に、活性部及び不活性部の収縮率は異なるが、上記複数のダミー内部電極間の圧電セラミック層の厚みが、活性部から遠ざかるにつれて大きくされているため、該収縮率差による歪みが低減され、セラミック焼結体の欠けや界面における剥離を抑制することができる。

しかも、ダミー内部電極間に挟まれた圧電セラミック層の厚みが、活性部から遠ざかるにつれて大きくされており、かつ最外側のダミー内部電極の上記厚み方向外側に位置する最外側の圧電セラミック層の厚みが、ダミー内部電極間の圧電セラミック層の厚みよりも厚くされている。従って、厚み方向寸法を調整するために、セラミック焼結体の上記厚み方向最外側に位置する圧電セラミック層を研削した場合、最外側のダミー内部電極が露出し難い。よって、ダミー内部電極の露出による不良品の発生を抑制することができ、歩留りを高めることが可能となる。

上記調整工程において、調整後の不活性部の上記厚み方向最外側の面から、厚み方向において最外側に位置しているダミー内部電極までの距離が、圧電アクチュエータの上記厚み方向の寸法の０．５％以上とされている場合には、研削加工によるダミー内部電極の少なくとも一部の露出の可能性を著しく低減することができる。なお、上記厚み方向の寸法の上限は、特に限定されるものではない。すなわち、ダミー内部電極の露出の可能性を低減する上では、上記厚み方向寸法は大きければ大きいほど好ましい。もっとも、圧電アクチュエータの厚み方向寸法をあまり大きくしないことが望まれる場合には、上記厚み方向寸法の２．０％以下とすることが望ましい。

上記セラミック焼結体が、電極−セラミックス一体焼結技術により構成された一体焼成型のセラミック焼結体である場合には、上記一体焼成に際しての収縮率の差による割れや欠けを効果的に抑制することができるため、本発明を好適に利用することができる。
セラミック焼結体の外表面に、活性部に設けられた複数の内部電極のいずれかに電気的に接続される第１，第２の外部電極を形成する工程がさらに備えられている場合には、上記第１，第２の外部電極が形成された圧電アクチュエータを得ることができ、第１，第２の外部電極から圧電アクチュエータを容易に駆動することができる。

本発明に係る圧電アクチュエータは、本発明に係る製造方法により得られる。従って、活性部及び不活性部が備えられたセラミック焼結体を用意した後に、該セラミック焼結体の上記厚み方向最外側のダミー内部電極の外側の圧電セラミック層が研削加工されて、セラミック焼結体の厚みが調整される。この場合、上記厚み方向において最外側の圧電セラミック層の厚みが、上記厚み方向最外側のダミー内部電極の内側の圧電セラミック層の厚みよりも厚くされているため、研削代を十分大きくした場合であっても、ダミー内部電極が露出し難い。加えて、上記のように、活性部から上記厚み方向において遠ざかるにつれて、ダミー内部電極間の圧電セラミック層の厚みが厚くされているため、上記収縮率差による歪みが低減され、セラミック焼結体の欠けや界面における剥離が少ない、圧電アクチュエータを提供することができる。

本発明に係る圧電アクチュエータにおいて、セラミック焼結体の第１，第２の側面に、それぞれ第１，第２の外部電極が形成されている場合には、対向し合う一対の側面に同様の第１，第２の外部電極が配置されている圧電アクチュエータを提供することができ、従来の圧電アクチュエータと同様に容易に用いることができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る圧電アクチュエータの正面断面図である。図２は、図１に示した圧電アクチュエータを得るのに用意されたセラミック焼結体を示す斜視図である。図３は、本発明の圧電アクチュエータに用いられるセラミック焼結体の変形例を示す斜視図である。図４は、従来の積層型圧電アクチュエータの一例を示す斜視図である。

符号の説明

１…圧電アクチュエータ
２…セラミック焼結体
２Ａ…セラミック焼結体
２ａ，２ｂ…第１，第２の側面
２ｃ…上面
２ｄ…下面
２ｅ〜２ｌ…セラミック層
３…活性部
４，５…不活性部
６ａ〜６ｄ…第１の内部電極
７ａ〜７ｄ…第２の内部電極
８ａ〜８ｃ，９ａ〜９ｃ…ダミー内部電極
１０，１１…第１，第２の外部電極
１２…セラミック焼結体
１８ａ〜１８ｃ，１９ａ〜１９ｃ…ダミー内部電極

以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。
図１は、本発明の一実施形態に係る圧電アクチュエータを示す正面断面図である。

圧電アクチュエータ１は、セラミック焼結体２を有する。このセラミック焼結体２は、電極−セラミックス一体焼成技術を用いて構成された一体焼成型のセラミック焼結体である。なお、本実施形態の説明においても、内部電極間に挟まれた圧電セラミック層の厚みを厚み方向と定義して以下の説明を行うこととする。セラミック焼結体２は、図１に示されているセラミック焼結体２よりも上下方向寸法、すなわち本発明における前述の厚み方向の寸法が大きなセラミック焼結体を用意し、研削加工することにより得られている。より具体的には、図１の一点鎖線Ａ，Ｂで示す位置まで上記厚み方向寸法が大きくされているセラミック焼結体が用意される。そして、このセラミック焼結体の上記厚み方向両端が研削加工されることにより、一点鎖線Ａ，Ｂで示すセラミック層が除去され、セラミック焼結体２が得られている。

図２は、このような研削加工前のセラミック焼結体２Ａを示す斜視図である。
他方、図１に示すように、セラミック焼結体２の上記厚み方向中央には、活性部３が配置されている。活性部３の上記厚み方向両側に不活性部４，５が配置されている。なお、本発明においては、不活性部は活性部の一方側にのみ配置されていてもよい。
活性部３においては、複数の第１の内部電極６ａ〜６ｄと、第２の内部電極７ａ〜７ｄとが上記厚み方向においてセラミック層を介して交互に重なり合うようにして配置されている。

第１の内部電極６ａ〜６ｄは、セラミック焼結体２の第１の側面２ａに引き出されている。第２の内部電極７ａ〜７ｄは、セラミック焼結体２の第１の側面２ａと対向している第２の側面２ｂに引き出されている。
セラミック焼結体２内において、第１の内部電極６ａ〜６ｄと、第２の内部電極７ａ〜７ｄとがセラミック層を介して重なり合うようにして配置されており、セラミック層が上記厚み方向に分極されているため、第１の内部電極６ａ〜６ｄと、第２の内部電極７ａ〜７ｄとの間に電界を印加すると、活性部３は上記厚み方向に伸縮し、圧電アクチュエータとして動作する。

他方、不活性部４においては、第１の側面２ａに引き出された複数のダミー内部電極８ａ〜８ｃがセラミック層を介して積層されている。ダミー内部電極８ａ〜８ｃの全てが第１の側面２ａに引き出されており、第２の側面２ｂには至っていない。
不活性部５においても、同様に複数のダミー内部電極９ａ〜９ｃがセラミック層を介して形成されている。ダミー内部電極９ａ〜９ｃは、側面２ｂに引き出されており、側面２ａには至っていない。

側面２ａ，２ｂを覆うように、第１，第２の外部電極１０，１１が形成されている。第１の外部電極１０は、不活性部４に設けられたダミー内部電極８ａ〜８ｃ及び活性部３に設けられた第１の内部電極６ａ〜６ｄに電気的に接続されている。また、第２の外部電極１１は、活性部３に設けられた第２の内部電極７ａ〜７ｄと、不活性部５に設けられたダミー内部電極９ａ〜９ｃに電気的に接続されている。

活性部３の内部電極６ａは、活性部３と不活性部４との界面に位置している。この不活性部４に最も近い内部電極６ａと、活性部３に最も近いダミー内部電極８ａとは外部電極１０に接続されていて同電位となっている。従って、内部電極６ａとダミー内部電極８ａとの間のセラミック層２ｅに電界は印加されない。このセラミック層２ｅの厚みは、活性部３における隣り合う内部電極６ａ〜６ｄ，７ａ〜７ｄ間に挟まれた圧電セラミック層の厚みと同等とされている。同様に、不活性部５の活性部３に最も近い側のダミー内部電極９ａと、活性部３の不活性部５に最も近い側の第２の内部電極７ｄも外部電極１１に接続されていて同電位となっている。従って、内部電極７ｄとダミー内部電極９ａとの間のセラミック層２ｉにも、駆動に際して電界は印加されない。

上記セラミック焼結体２は、チタン酸ジルコン酸鉛系セラミックスやチタン酸鉛系セラミックスなどの適宜の圧電セラミックス材料により構成される。また、内部電極６ａ〜６ｄ，７ａ〜７ｄ、ダミー内部電極８ａ〜８ｃ，９ａ〜９ｃ及び外部電極１０，１１は、例えば、ＡｇやＣｕなどの適宜の導電性材料により構成され得る。本実施形態では、内部電極６ａ〜６ｄ，７ａ〜７ｄ、ダミー内部電極８ａ〜８ｃ，９ａ〜９ｃは、Ａｇ／Ｐｄペーストの印刷により形成されており、外部電極１０，１１はＡｇにより形成されている。

本実施形態の圧電アクチュエータ１を製造するに際しては、まず図２に示すセラミック焼結体２Ａを得る。そして、セラミック焼結体２Ａの上記厚み方向の寸法が所定の寸法よりも大きい場合には、セラミック焼結体２Ａの上記厚み方向両端すなわち上面及び下面から研削加工を施し、上記厚み方向の寸法を所定の寸法とする。それによって、セラミック焼結体２が得られる。しかる後、セラミック焼結体２の側面２ａ，２ｂに外部電極１０，１１を形成する。
この場合、ダミー内部電極８ａ〜８ｃ，９ａ〜９ｃ間に挟まれた圧電セラミック層２ｅ〜２ｇ，２ｉ〜２ｋの厚みが、活性部３から遠ざかるにつれて大きくされている。例えば、ダミー内部電極２ｅの厚みに比べて、ダミー内部電極８ａ，８ｂに挟まれた内部電極層２ｆの厚みが厚くされている。

すなわち、図２に示すように、不活性部４におけるダミー内部電極間８ａ〜８ｃに挟まれた圧電セラミック層２ｅ〜２ｇは、活性部３から遠ざかるにつれてその厚みが厚くされている。このような製造方法で得られたセラミック焼結体２Ａでは、上記厚み方向最外側のダミー内部電極８ｃの外側の最外側のセラミック層２ｈの厚みは、研削前には圧電セラミック層２ｇよりも厚くされている。

すなわち、研削前のセラミック焼結体２Ａでは、不活性部４においては、外側の圧電セラミック層ほどその厚みが厚くなるようにされている。従って、上記厚み方向寸法の制御のために上記研削加工を施した場合、言い換えれば、図１の一点鎖線Ａで囲まれた部分を研削加工により除去したとしても、最外側のダミー内部電極８ｃは露出し難い。
同様に、不活性部５においても、ダミー内部電極９ａ〜９ｃに挟まれた圧電セラミック層２ｉ〜２ｋは、活性部３から遠ざかるにつれて厚みが大きくされている。また、最外側のダミー内部電極９ｃの外側の最外側の圧電セラミック層２ｌは、研削加工前には、その厚みは圧電セラミック層２ｋよりも厚くされている。よって、上記研削加工を施したとしても、最外側のダミー内部電極９ｃは露出し難い。

よって、本実施形態の圧電アクチュエータ１では、研削加工を施して厚み方向寸法を制御したとしても、最外側のダミー内部電極８ｃ，９ｃが外部に露出し難いため、不良品率を低減することができ、歩留りを高めることが可能となる。
しかも、前述したように、不活性部４，５内の圧電セラミック層のうち、活性部３に最も近い圧電セラミック層２ｅ，２ｉの厚みは、活性部３における内部電極６ａ〜６ｄ，７ａ〜７ｄ間の圧電セラミック層の厚みと同等とされているため、焼成時における不活性部４，５の活性部３に近い部分における収縮挙動が活性部３における収縮挙動に近づけられている。よって、活性部３と不活性部４，５との収縮率の差による焼結体の割れや欠けの発生も生じ難い。

次に、本実施形態によれば、上記のような不良品の発生率やクラックの発生が生じ難いことを、具体的な実験例に基づき説明する。
上記内部電極６ａ〜６ｄ，７ａ〜７ｄを形成するためのＡｇ／Ｐｄペーストからなる内部電極パターンが印刷されたＰＺＴ系セラミックスからなる複数枚の圧電セラミックグリーンシートを用意した。また、ダミー内部電極８ａ〜８ｃ，９ａ〜９ｃに相当する内部電極パターンが印刷されたＡｇ／Ｐｄ系セラミックスを主体とする複数枚の第２の圧電セラミックグリーンシートを用意した。さらに、内部電極パターンが印刷されていない無地の第３の圧電セラミックグリーンシートを用意した。

第１〜第３の圧電セラミックグリーンシートを、活性部３及び不活性部４，５を構成するように積層し、シートの厚み方向に加圧し、一体化した。このようにして得られた積層体を１０５０℃の温度で焼成し、シートの厚み方向寸法すなわち積層方向寸法が３３ｍｍであり、該厚み方向と直交する横断面の形状が９×９ｍｍの正方形である積層方向に長いセラミック焼結体２Ａを得た。この焼結体２Ａにおいては、上面または下面、すなわち厚み方向端部から、該端部に最も近い最外層のダミー内部電極までの距離は１．０ｍｍであった。この焼結体２Ａの側面２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄを平面研削盤にて８．６×８．６ｍｍに研削加工した後、上面及び下面、すなわち上記厚み方向両端を上記厚み方向寸法が３２ｍｍとなるように仕上げ、側面２ａ，２ｂにＡｇにより外部電極１０，１１を形成し、圧電アクチュエータ１を得た。なお、厚み方向両端を研削加工する際の研削代は、片側において０．５ｍｍとした。

上記のように、研削代を上記厚み方向寸法で片側０．５ｍｍとし、全体の最終的な厚み方向寸法を３２ｍｍとした場合であっても、最外層のダミー内部電極８ｃ，９ｃは外表面に露出しない。従って、最外層のダミー内部電極による不良品の発生が生じ難いことがわかる。
通常、この種の圧電アクチュエータでは、外部電極１０，１１とリード線との電気的接続は、不活性部４，５の外表面部分で行われる。リード線を半田付けするには、不活性部４，５における外部電極１０，１１の上記厚み方向に沿う寸法は０．５ｍｍ程度必要である。ダミー内部電極８ａ〜８ｃ，９ａ〜９ｃ間の圧電セラミック層の厚みが均等である場合には、０．５ｍｍの寸法の上記リード線接続部分におけるダミー内部電極の数が増加し、コストが上昇せざるを得ない。これに対して、本実施形態では、ダミー内部電極間のセラミック層の厚みが活性部３から遠ざかるにつれて、大きくされている。従って、０．５ｍｍ程度の厚み方向寸法の外部電極１０，１１を形成した場合であっても、当該部分に存在するダミー内部電極の数を低減することができる。よって、コストを低減することができる。

上記実施形態では、ダミー内部電極８ａ〜８ｃ，９ａ〜９ｃは、外部電極１０または外部電極１１に接続されるようにセラミック焼結体２Ａの側面２ａまたは側面２ｂに引き出されていたが、ダミー内部電極は外部電極が形成される側面に引き出されていなくともよい。すなわち、図３に示す変形例のセラミック焼結体１２に示されているように、ダミー内部電極１８ａ〜１８ｃ，１９ａ〜１９ｃは、外部電極が形成されるべき側面２ａ，２ｂに引き出されていない、非接続型のダミー内部電極であってもよい。

Claims

内部電極及び圧電セラミックスを一体焼成してなるセラミック焼結体を用いて構成された圧電アクチュエータの製造方法であって、
圧電セラミック層と、圧電セラミック層を介して積層された複数の内部電極とを有し、駆動に際し変位する部分である活性部と、前記圧電セラミック層の厚み方向を厚み方向としたときに、該厚み方向において前記活性部の少なくとも一方側に積層されており、かつ該厚み方向において、複数のダミー内部電極が圧電セラミック層を介して積層されており、駆動に際し変位しない部分である不活性部とを備え、前記ダミー内部電極間に挟まれた圧電セラミック層が複数設けられており、かつ該ダミー電極に挟まれた該複数の圧電セラミック層の厚みが、前記活性部から遠ざかるにつれて大きくされており、かつ前記厚み方向最外側のダミー内部電極の厚み方向外側に位置する最外側の圧電セラミック層の厚みが、ダミー内部電極間に挟まれた圧電セラミック層の厚みよりも厚くされているセラミック焼結体を用意する工程と、
前記セラミック焼結体の前記厚み方向最外側に位置する圧電セラミック層を研削加工し、前記セラミック焼結体の前記厚み方向に沿う寸法を調整する工程とを備えることを特徴とする、圧電アクチュエータの製造方法。
前記調整工程において、調整後の前記不活性部の前記厚み方向最外側の面から、前記厚み方向において最外側に位置しているダミー内部電極までの距離が、前記圧電アクチュエータの前記厚み方向寸法の０．５％以上となるように厚みが調整される、請求項１に記載の圧電アクチュエータの製造方法。
前記活性部及び不活性部が同一の圧電セラミックス材料を用いて構成される、請求項１または２に記載の圧電アクチュエータの製造方法。
前記セラミック焼結体の外表面に、前記活性部を駆動するために該活性部に設けられた複数の内部電極のいずれかに電気的に接続される第１，第２の外部電極を形成する工程をさらに備える、請求項１〜３のいずれか１項に記載の圧電アクチュエータの製造方法。
請求項１に記載の圧電アクチュエータの製造方法により得られた圧電アクチュエータであって、
圧電セラミック層と、圧電セラミック層を介して積層された複数の内部電極とを有し、駆動に際し変位する部分である活性部と、
前記圧電セラミック層の厚み方向を厚み方向としたときに、該厚み方向において前記活性部の少なくとも一方側に積層されており、かつ該厚み方向において、複数のダミー内部電極が圧電セラミック層を介して積層されていて、駆動に際し変位しない部分である不活性部とを備え、
前記ダミー内部電極間に挟まれた複数の圧電セラミック層の厚みが、前記活性部から遠ざかるにつれて大きくされていることを特徴とする、圧電アクチュエータ。
前記セラミック焼結体が、前記厚み方向に延びかつ対向し合っている第１，第２の側面を有し、前記活性部において、複数の内部電極が圧電セラミック層の厚み方向において交互に第１または第２の側面に引き出されており、前記不活性部において、複数のダミー内部電極が、第１の側面または第２の側面のいずれかに引き出されており、前記セラミック焼結体の第１，第２の側面に、それぞれ、形成された第１，第２の外部電極をさらに備える、請求項５に記載の圧電アクチュエータ。