JP2002043645A

JP2002043645A - 圧電部材

Info

Publication number: JP2002043645A
Application number: JP2000230274A
Authority: JP
Inventors: Ayumi Matsumoto; 歩松元
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2000-07-31
Filing date: 2000-07-31
Publication date: 2002-02-08
Anticipated expiration: 2020-07-31
Also published as: JP4817481B2

Abstract

(57)【要約】【課題】研削や研磨等の加工によって加工表面にできる
加工傷やマイクロクラック等の発生を抑えるとともに、
加工圧力や加工熱による分極の度合いが低下することを
防止し、圧電セラミック体が持つ本来の圧電特性を発揮
することができる圧電部材を提供する。【解決手段】圧電セラミック体２の各表面に研削や研磨
等の加工を施してなり、対向する加工表面に電極３，３
を備え、該電極３，３間に分極処理を施した圧電部材１
において、上記分極方向に対して垂直な表面である上下
の表面２ａ，２ａをそれぞれＸ線回折にて測定した時の
正方晶２００回折のピーク強度Ａと正方晶００２回折の
ピーク強度Ｂとの比（Ａ／Ｂ）が１．５以下、上記分極
方向と平行な表面である側部の表面２ｂをＸ線回折にて
測定した時の正方晶００２回折のピーク強度Ｂと正方晶
２００回折のピーク強度Ａとの比（Ｂ／Ａ）が１．５以
下となるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、圧電ブザー、圧電
センサー、加速度センサー、発振子、共振子、着火素
子、超音波振動子、インクジェット記録ヘッドや超音波
モーター等に用いられる圧電アクチュエータ、振動ジャ
イロ等を構成する圧電部材に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、圧電ブザー、圧電センサー、加速
度センサー、発振子、共振子、着火素子、超音波振動
子、インクジェット記録ヘッドや超音波モーター等に用
いられる圧電アクチュエータ、振動ジャイロ等には、例
えば板厚方向に分極処理された板状の圧電セラミック体
の上下面に電極を形成した圧電部材が用いられている。

【０００３】このような圧電部材は、板状の圧電セラミ
ック体に研削や研磨等の加工を施して所定の寸法形状と
した後、圧電セラミック体の上下面に印刷法、イオンプ
レーティング法、真空蒸着法、スパッタリング法、ＰＶ
Ｄ法、ＣＶＤ法、メッキ法等の膜形成手段にて電極をそ
れぞれ被着し、次いで上下の電極間に通電して圧電セラ
ミック体を板厚方向に分極処理することにより製作され
ていた。また、上記圧電部材を複数個積層して構成した
積層型の圧電部材も知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、圧電部
材を製作するにあたり、板状の圧電セラミック体の上下
面や側面に研削や研磨等の加工を施すと、加工圧力や加
工熱が作用することによって圧電セラミック体の上下面
や側面を構成する結晶に歪みが発生し、分極処理によっ
てある一定方向に歪んでいた結晶軸が伸縮し、この結晶
軸の伸縮によって分極の度合いが小さくなり、電気機械
結合係数が低下するため、電気的エネルギーから機械的
エネルギーへの変換効率あるいは逆のエネルギー変換効
率が悪いといった課題があった。

【０００５】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明は上記課
題に鑑み、研削加工や研磨加工を施した少なくとも一つ
の加工表面を有する圧電セラミック体の対向する表面に
それぞれ電極を備え、上記電極間に分極処理を施した圧
電部材において、上記加工表面が分極方向に対して垂直
な表面である時には、上記加工表面をＸ線回折にて測定
した時の正方晶２００回折のピーク強度Ａと正方晶００
２回折のピーク強度Ｂとの比（Ａ／Ｂ）を１．５以下と
し、上記加工表面が分極方向に平行な表面である時に
は、上記加工表面をＸ線回折にて測定した時の正方晶０
０２回折のピーク強度Ｂと正方晶２００回折のピーク強
度Ａとの比（Ｂ／Ａ）を１．５以下としたことを特徴と
する。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明する。

【０００７】図１は本発明の圧電部材の一例を示す図
で、（ａ）はその一部を破断した斜視図、（ｂ）は断面
図である。

【０００８】この圧電部材１は、円板状をした圧電セラ
ミック体２の上下の表面２ａ，２ａに電極３，３を形成
したもので、各電極３，３を形成する上下の表面２ａ，
２ａには平滑かつ平坦な表面とするために研削加工や研
磨加工を施するとともに、圧電セラミック体２の側部の
表面２ｂには所定の形状とするために研削加工や研磨加
工を施してあり、上下の電極３，３間の板厚方向に分極
処理を施してある。そして、上下の電極3，３間にパル
ス電圧を印加すると、圧電セラミック体２には板厚方向
に伸縮する振動と放射方向に伸縮する振動が発生するた
め、例えば、圧電ブザー、超音波振動子、インクジェッ
ト記録ヘッドや超音波モータ等に用いられる圧電アクチ
ュエータ、振動ジャイロとして用いることができ、ま
た、上記圧電部材１に外力が作用すると、圧電セラミッ
ク体２内に電流が流れ、上下の電極３，３間にて電気的
変化を検出することができるため、例えば、圧電センサ
ーや加速度センサーとして用いることができる。

【０００９】このような圧電セラミック体２の材質とし
ては、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ系）、マグネシウ
ムニオブ酸鉛（ＰＭＮ系）、ニッケルニオブ酸鉛（ＰＮ
Ｎ系）等を主成分とする圧電セラミックスを用いること
ができ、また、圧電セラミック板２の上下の表面２ａ，
２ａに形成する電極３，３の材質としては、金、銀、
銅、白金、ニッケル、クロム、アルミニウム、スズ、パ
ラジウム等の金属あるいはこれらの合金を用いることが
できる。

【００１０】そして、本発明の圧電部材１は、研削や研
磨等の加工を施した圧電セラミック体２の上下面２ａ，
２ａをそれぞれＸ線回折にて測定した時の正方晶２００
回折のピーク強度Ａと正方晶００２回折のピーク強度Ｂ
との比（Ａ／Ｂ）が１．５以下であり、また、研削や研
磨等の加工を施した圧電セラミック体２の側面２ｂをＸ
線回折にて測定した時の正方晶００２回折のピーク強度
Ｂと正方晶２００回折のピーク強度Ａとの比（Ｂ／Ａ）
が１．５以下であることを特徴とし、好ましくはいずれ
の加工表面におけるピーク強度比も１．０以下、さらに
好ましくはいずれの加工表面におけるピーク強度比も
０．９以下であることが良い。

【００１１】即ち、本件発明者は圧電部材１の開発にあ
たり、分極処理を施した圧電セラミック体２に研削や研
磨等の加工を施すと、加工前後において電気機械結合係
数等の圧電特性が低下し、また、研削や研磨等の加工を
施した後に分極処理を施しても圧電セラミック体２が持
つ本来の電気機械結合係数を得ることができないことを
知見した。

【００１２】この現象は、分極処理前の圧電セラミック
スを構成する結晶粒子は自発分極がランダムに配列され
た分域構造を持ち、自発分極のベクトル総和がゼロで、
焼結された圧電セラミック全体では等方性を呈している
のであるが、分極処理を施すために板厚方向に直流電界
をかけると、各結晶粒子の分域が一定の方向に揃って歪
みを生じ、直流電界をかけることを止めても電界方向に
残留分域が存在して極性を示し、圧電性を示すようにな
る。

【００１３】しかしながら、分極処理した圧電セラミッ
ク体２に研削や研磨等の加工を施し、大きな加工圧力が
作用したり、加工熱が発生すると、加工表面に存在する
結晶に歪みが発生して結晶軸が伸縮するため、予め分極
処理により発生していたある一定方向の歪みが解消され
て分極の度合いが小さくなるために加工前後で電気機械
結合係数等の圧電特性が低下することに起因するものと
思われる。

【００１４】また、研削や研磨等の加工を施した後に分
極処理を施しても本来の電気機械結合係数等の圧電特性
が得られないのは、加工によって加工表面に加工傷やマ
イクロクラックが発生すると、その後に分極処理を施す
ための直流電界をかけても、加工傷やマイクロクラック
が発生した結晶粒内の各分域が一定の方向に揃わないた
め、本来の圧電特性を発揮できないものと思われる。

【００１５】そこで、圧電セラミック体２が持つ本来の
圧電特性が得られるようにするため種々研究を重ねたと
ころ、電気機械結合係数等の圧電特性と圧電セラミック
体２の加工表面に存在する結晶のＸ線回折強度との間に
は相関があり、加工表面が分極方向に対して垂直な表面
（圧電セラミック体２の上下の表面２ａ，２ａ）である
時には、その加工表面をそれぞれＸ線回折にて測定した
時の正方晶２００回折のピーク強度Ａと正方晶００２回
折のピーク強度Ｂとの比（Ａ／Ｂ）が大きくなるほど電
気機械結合係数の値が小さくなり、また、加工表面が分
極方向と平行な表面（圧電セラミック体２の側部の表面
２ｂ）である時には、その加工表面をＸ線回折にて測定
した時の正方晶００２回折のピーク強度Ｂと正方晶２０
０回折のピーク強度Ａとの比（Ｂ／Ａ）が大きくなるほ
ど電気機械結合係数の値が小さくなることを知見し、電
気機械結合係数の低下を抑える最適な条件について実験
を繰り返したところ、加工表面が分極方向に対して垂直
な表面（圧電セラミック体２の上下の表面２ａ，２ａ）
である時には、その加工表面をＸ線回折にて測定した時
の正方晶２００回折のピーク強度Ａと正方晶００２回折
のピーク強度Ｂとの比（Ａ／Ｂ）を１．５以下とし、ま
た、加工表面が分極方向と平行な表面（圧電セラミック
体２の側部の表面２ｂ）である時には、その加工表面を
Ｘ線回折にて測定した時の正方晶００２回折のピーク強
度Ｂと正方晶２００回折のピーク強度Ａとの比（Ｂ／
Ａ）を１．５以下とすれば良いことを見出し、本発明に
至った。

【００１６】なお、正方晶２００回折のピーク強度Ａと
正方晶００２回折のピーク強度Ｂとの比（Ａ／Ｂ）ある
いは正方晶００２回折のピーク強度Ｂと正方晶２００回
折のピーク強度Ａとの比（Ｂ／Ａ）を測定するにあたっ
ては、理学製のＲＩＮＴ１４００Ｖ型のＸ線回折を行
い、Ｘ線源をＣｕ、Ｘ線源の管電圧を５０ｋＶ、管電流
を２００ｍＡとして２軸の縦型ゴニオメータにてステッ
プ幅を０．０２０°とし、回折角度４０°〜５０°の範
囲に現れる正方晶２００回折のピーク強度Ａと正方晶０
０２回折のピーク強度Ｂを測定することにより算出すれ
ば良い。

【００１７】また、Ｘ線回折装置を用いれば、測定物の
表面から３０μm程度の深度までの結晶状態を確認する
ことができるため、圧電セラミック体２の上下面２ａ，
２ａに形成する電極３，３の厚さが３０μm未満であれ
ば、電極３，３上から直接測定することもでき、この場
合、事前に電極３，３単独での回折角度４０°〜５０°
の範囲におけるピーク強度を確認しておき、この電極
３，３単独のピーク強度を除く補正を行えば良い。

【００１８】ただし、Ｘ線回折のピーク強度比を上述し
た範囲とするには、研削や研磨等の加工を施した圧電セ
ラミック体２の上下の表面２ａ，２ａ及び側部の表面２
ｂを、算術平均粗さ（Ｒａ）で０．３μｍ以下、最大高
さ（Ｒｙ）で３．０μｍ以下の平滑面とすることが必要
である。

【００１９】即ち、圧電セラミック体２の各表面２ａ，
２ａ，２ｂにおける表面粗さが算術平均粗さ（Ｒａ）で
０．３μｍを超えるか、あるいは最大高さ（Ｒｙ）が
３．０μｍを超えると、各表面２ａ，２ａ，２ｂには大
きな加工傷やマイクロクラックが存在し、この加工傷や
マイクロクラックの発生により、分極処理を施しても加
工傷やマイクロクラックが存在する領域の結晶の歪みを
ある一定方向に揃わせることができず、また、予め分極
処理を施している場合には、各表面２ａ，２ａ，２ｂに
おいてある一定方向に揃っていた歪みが解消されて分極
の度合いが低下するため、いずれの場合においても圧電
セラミック体２が持つ本来の圧電特性を発揮させること
ができないからである。

【００２０】ところで、図１に示す圧電部材１を製造す
るには、まず、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ系）、マ
グネシウムニオブ酸鉛（ＰＭＮ系）、ニッケルニオブ酸
鉛（ＰＮＮ系）等を主成分とする圧電セラミック体２を
用意する。そして、この圧電セラミック体２を所定の寸
法となるように研削や研磨等の加工を施して円板状とす
る。例えば、平面研削盤や両面ラップ盤等を用いて厚み
加工を行い、円筒研削盤やダイシングソー等を用いて外
辺の加工を行うことにより、圧電セラミック体２の上下
の表面２ａ，２ａ及び側部の表面２ｂの表面粗さを算術
平均粗さ（Ｒａ）で０．３μｍ以下、最大高さ（Ｒｙ）
で３．０μｍ以下とする。そして、圧電セラミック体２
の上下の表面２ａ，２ａに、金、銀、銅、ニッケル、白
金、ニッケル、クロム、アルミニウム、スズ、パラジウ
ム等の金属あるいはこれらの合金を、印刷法、イオンプ
レーティング法、真空蒸着法、スパッタリング法、ＰＶ
Ｄ法、ＣＶＤ法、メッキ法等の周知の薄膜形成手段によ
り被着して電極３，３を形成し、しかる後、両電極３，
３間に直流電界をかけて円板状をした圧電セラミック体
２の板厚方向に分極処理を施すことにより得ることがで
きるのであるが、厚み加工を施すにあたり、平面研削盤
を用いる場合には、番手が＃６００（砥粒の粒径２０〜
３０μｍ）〜＃３０００（砥粒の粒径２〜６μｍ）のダ
イヤモンド砥石を、また、両面ラップ盤を用いる場合に
は、番手が＃１０００（砥粒の粒径８〜２０μｍ）〜＃
４０００（砥粒の粒径２〜４μｍ）のメッシュで分級さ
れたＳｉＣやＡｌ₂Ｏ₃、ダイヤモンド等の砥粒を、円筒
研削盤やダイシングソーにて外辺の加工を施す場合に
は、粒径４〜２０μｍ程度のダイヤモンド砥粒を固着し
たダイヤモンドホイールやダイヤモンドブレードをそれ
ぞれ用い、かつ加工速度を１５ｍｍ／ｓｅｃ以下、好ま
しくは５ｍｍ／ｓｅｃ程度として加工することが必要で
ある。

【００２１】即ち、厚み加工におけるダイヤモンド砥石
の番手が＃６００（砥粒の粒径２０〜３０μｍ）未満で
あったり、砥粒が＃１０００（砥粒の粒径８〜２０μ
ｍ）未満であったり、外辺加工におけるダイヤモンド砥
粒の粒径が２０μｍを超えると、圧電セラミック板２の
表面２ａ，２ａ，２ｂを算術平均粗さ（Ｒａ）で０．３
μｍ以下、最大高さ（Ｒｙ）で３．０μｍ以下とするこ
とができず、表面２ａ，２ａ，２ｂに大きな加工傷やマ
イクロクラックが多数発生するからであり、厚み加工に
おけるダイヤモンド砥石の番手が＃３０００（砥粒の粒
径２〜６μｍ）を超えたり、砥粒が＃４０００（砥粒の
粒径２〜４μｍ）を超えたり、外辺加工におけるダイヤ
モンド砥粒の粒径が４μｍ未満であると、表面２ａ，２
ａ，２ｂを上述した表面粗さとすることができたとして
も加工に時間がかかり過ぎて作業効率が悪いからであ
る。また、これらの加工速度が１５ｍｍ／ｓｅｃを超え
ると、圧電セラミック体２に大きな加工圧力が作用する
とともに、高い加工熱が発生するため、分極の度合いが
低下することを防止することができなくなるからであ
る。

【００２２】その為、平面研削盤に用いるダイヤモンド
砥石の番手は＃６００（砥粒の粒径２０〜３０μｍ）〜
＃３０００（砥粒の粒径２〜６μｍ）、両面ラップ盤に
用いる砥粒の番手は＃１０００（砥粒の粒径８〜２０μ
ｍ）〜＃４０００（砥粒の粒径２〜４μｍ）、円筒研削
盤やダイシングソーに用いるダイヤモンドホイールやダ
イヤモンドブレードに固着されたダイヤモント゛砥粒の粒
径は４〜２０μｍの範囲のものを用いるとともに、加工
速度１５ｍｍ／ｓｅｃ以下の条件にて加工すれば良い。

【００２３】以上、本発明の実施形態について説明した
が、本発明は図１に示す圧電部材１に限定されるもので
はなく、例えば、図１の圧電セラミック体２のうち、電
極３，３を形成する上下の表面２ａ，２ａにのみ研削や
研磨等の加工を施し、側部の表面２ｂが焼成したままの
表面である時には、圧電セラミック体２の上下の表面２
ａ，２ａをＸ線回折により測定し、上記表面２ａ，２ａ
は分極方向に対して垂直な表面であることから、正方晶
２００回折のピーク強度Ａと正方晶００２回折のピーク
強度Ｂとの比（Ａ／Ｂ）を１．５以下とし、その表面粗
さを算術平均粗さ（Ｒａ）で０．３μｍ以下、最大高さ
（Ｒｙ）で３．０μｍ以下の平滑面とすれば良く、ま
た、圧電セラミック体２のうち、側部の表面２ｂにのみ
研削や研磨等の加工を施し、上下の表面２ａ，２ａが焼
成したままの表面である時には、圧電セラミック体２の
側部の表面２ｂをＸ線回折により測定し、上記表面２ｂ
は分極方向と平行な表面であることから、正方晶２００
回折のピーク強度Ａとの比（Ｂ／Ａ）を１．５以下と
し、その表面粗さを算術平均粗さ（Ｒａ）で０．３μｍ
以下、最大高さ（Ｒｙ）で３．０μｍ以下の平滑面とす
れば良い。

【００２４】また、図１では、一つの圧電セラミック体
２の対向する表面に電極３，３を形成した圧電部材１に
ついて説明したが、上記圧電部材１を複数個積み重ねて
形成した積層型の圧電部材にも適用することができ、本
発明の要旨を逸脱しない範囲であれば改良や変更できる
ことは言う迄もない。

【００２５】

【実施例】（実施例１）ここで、図１の圧電部材１を製
作するにあたり、圧電セラミック体２に研削加工を施し
て各加工表面における表面粗さと、各加工表面のピーク
強度比を異ならせた時の研削加工前後における電気機械
結合係数の低下率を測定する実験を行った。

【００２６】具体的には、圧電セラミック体２を製作す
るため、原料粉末として、Ｐｂ₃Ｏ₄、ＺｒＯ₂、Ｔｉ
Ｏ₂、ＳｒＣＯ₃、ＢａＣＯ₃、ＺｎＯ、Ｓｂ₂Ｏ₃、Ｎｉ
Ｏ、ＴｅＯ₂、Ｎｂ₂Ｏ₅を用意し、それぞれの金属元素
のモル比率が、Ｐｂ：０．９４、Ｚｒ：０．４７、Ｔ
ｉ：０．４５、Ｓｒ：０．０４、Ｂａ：０．０２、Ｚ
ｎ：０．０２５、Ｓｂ：０．０５、Ｎｉ：０．００２
５、Ｔｅ：０．００２５となるように秤量したものに溶
媒として水を加え、ボールミルにて２０時間湿式混合し
た。次にこの混合物を乾燥し、８００℃の温度で３時間
熱処理を加えて仮焼粉体を製作し、この仮焼粉体に水と
ＺｒＯ₂製のボールを加えてボールミルにて２０時間、
湿式混合粉砕し、さらに有機バインダーを添加、混練し
た後乾燥させて造粒粉を作製し、１．５×１０⁸Ｎ／ｍ²
の成形圧で、φ２０ｍｍ×２ｍｍの円板状体に成形して
脱脂処理した後、１２４０℃前後の温度で焼成すること
により、φ１６ｍｍ×１．６ｍｍの円板状をした圧電セ
ラミック体２を作製した。

【００２７】次に、得られた圧電セラミック体２の上下
面に、銀とガラス成分からなる分極用の電極層を焼付け
によって形成し、８０℃のシリコンオイル中で直流電圧
を３０分印加し、３．０ｋＶ／ｍｍの電界にて分極処理
を行った後、１５０℃恒温の中で２ｈｒのエージング処
理を行った。

【００２８】次いで、分極用の電極層を取り除いた後、
圧電セラミック体２の厚み加工と外辺の加工を行った。
ここでは、φ１５ｍｍ×０．５ｍｍの寸法とするため、
番手が＃４００（砥粒の粒径３０〜４０μｍ）、＃６０
０（砥粒の粒径２０〜３０μｍ）、＃１０００（砥粒の
粒径８〜２０μｍ）、＃２０００（砥粒の粒径４〜８μ
ｍ）、＃３０００（砥粒の粒径２〜６μｍ）、＃４００
０（砥粒の粒径２〜４μｍ）の６種類のＳｉＣ砥粒を用
いて両面ラップ盤にて厚み加工を施し、また、粒径範囲
が３０〜４０μｍ、２０〜３０μｍ、８〜２０μｍ、４
〜６μｍ、２〜６μｍのダイヤモンド砥粒をそれぞれ固
着したダイヤモンドホイールを用いて円筒研削盤にて外
辺の加工を行った。

【００２９】そして、得られた圧電セラミック体２の上
下の表面２ａ，２ａ及び側部の表面２ｂの表面粗さを、
小坂研究所製のサーフコーダーＳＥ−２３００と呼ばれ
る表面粗さ測定器を用い、ＪＩＳＢ０６０１−１９９４
に準拠して各加工表面２ａ，２ａ，２ｂの算術平均粗さ
（Ｒａ）と最大高さ（Ｒｙ）を各々測定するとともに、
圧電セラミック体２の上下の表面２ａ，２ａにおける正
方晶２００回折のピーク強度Ａと正方晶００２回折のピ
ーク強度Ｂとの比（Ａ／Ｂ）、及び圧電セラミック体２
の側部の表面２ｂにおける正方晶００２回折のピーク強
度Ｂと正方晶２００回折のピーク強度Ａとの比（Ｂ／
Ａ）を、理学製のＲＩＮＴ１４００Ｖ型のＸ線回折装置
を行い、Ｘ線源をＣｕ、Ｘ線源の管電圧を５０ｋＶ、管
電流を２００ｍＡとして２軸の縦型ゴニオメータにてス
テップ幅を０．０２０°とし、回折角度４０°から５０
°の範囲に現れる正方晶２００回折のピーク強度Ａと正
方晶００２回折のピーク強度Ｂをそれぞれ測定した後、
その比率を算出することにより求めた。

【００３０】しかる後、加工を施した圧電セラミック体
２の上下の表面２ａ，２ａに銀とガラス成分からなる銀
ペーストを塗布し、焼付けによって電極層を形成するこ
とにより試料としての圧電部材１を製作し、各試料を形
成する円板状をした圧電セラミック体２の放射方向の振
動における電気機械結合係数Ｋｐを日本電子工業学会規
格ＥＭＡＳ−６１００に準拠して行った。

【００３１】また、上述した試料と同一組成、同一条件
にて焼成することにより、焼成したままの寸法がφ１５
ｍｍ×０．５ｍｍである圧電セラミック体２を製作し、
この圧電セラミック体２の上下の表面に銀とガラス成分
とからなる電極層を焼付けによって形成した後、同様の
条件にて分極処理したものを基準試料として用意し、こ
の基準試料を形成する円板状をした圧電セラミック体２
の放射方向の振動における電気機械結合係数Ｋｐを日本
電子工業学会規格ＥＭＡＳ−６１００に準拠して行い、
該基準試料の電気機械結合係数Ｋｐに対する上記各試料
の電気機械結合係数Ｋｐの比率を、加工前後における電
気機械結係数Ｋｐの低下率として測定し、この低下率が
５％未満であるものを優れたものと評価した。

【００３２】結果は表１に示す通りである。

【００３３】

【表１】

【００３４】この結果、表１に示すように、試料Ｎｏ．
１４〜３７は、圧電セラミック体２の各表面における表
面粗さを算術平均粗さ（Ｒａ）で０．３μｍ以下で、か
つ最大高さ（Ｒｙ）で３．０μｍ以下とし、かつ加工表
面が分極方向に対して垂直な表面（圧電セラミック体の
上下面２ａ，２ａ）である時には、その加工表面をＸ線
回折にて測定したときの正方晶２００回折のピーク強度
Ａと正方晶００２回折のピーク強度Ｂとの比（Ａ／Ｂ）
を１．５以下とし、また、加工表面が分極方向に対して
平行な表面（圧電セラミック体２の側面２ｂ）である時
には、その加工表面をＸ線回折にて測定したときの正方
晶００２回折のピーク強度Ｂと正方晶２００回折のピー
ク強度Ａとの比（Ｂ／Ａ）を１．５以下としてあること
から、各加工表面には大きな加工傷やマイクロクラック
が殆どなく、加工前後における電気機械結合係数Ｋｐの
低下率を５％未満に抑えることができ、優れていた。

【００３５】特に、試料Ｎｏ．２６，２９〜３２，３５
〜３７のように、各加工表面におけるピーク強度の比を
１．０以下とすることにより、加工前後における電気機
械結合係数Ｋｐの低下率を２％未満に抑えることがで
き、さらに試料Ｎｏ．３５〜３７のように、各加工表面
におけるピーク強度の比を０．９以下とすることによ
り、加工前後における電気機械結合係数Ｋｐの低下率を
１％未満とすることができ、圧電セラミック体２が持つ
本来の電気機械結合係数が得られることが判る。

【００３６】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、研削加
工や研磨加工を施した少なくとも一つの加工表面を有す
る圧電セラミック体の対向する表面にそれぞれ電極を備
え、上記電極間に分極処理を施した圧電部材において、
上記加工表面が分極方向に対して垂直な表面である時に
は、上記加工表面をＸ線回折にて測定した時の正方晶２
００回折のピーク強度Ａと正方晶００２回折のピーク強
度Ｂとの比（Ａ／Ｂ）を１．５以下とし、上記加工表面
が分極方向に平行な表面である時には、上記加工表面を
Ｘ線回折にて測定した時の正方晶００２回折のピーク強
度Ｂと正方晶２００回折のピーク強度Ａとの比（Ｂ／
Ａ）を１．５以下としたことによって、研削や研磨等の
加工によって圧電セラミック体が本来有する電気機械結
合係数等の圧電特性が低下することを防止し、電気的エ
ネルギーと機械的エネルギーとの間の変換効率を向上さ
せることができる。

【００３７】その為、本発明の圧電部材を、圧電ブザ
ー、インクジェット記録ヘッドや超音波モーター等に用
いられる圧電アクチュエータ等に用いれば、大きな変位
量が得られ、また、圧電センサーや加速度センサー等に
用いれば、小さな変化に対しても感度良く検出すること
ができ、さらに発振子や共振子に用いれば、一定の共振
周波数特性を有した製品が安定して得られるといった効
果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る圧電部材の一例を示す図で、
（ａ）はその一部を破断した斜視図、（ｂ）は断面図で
ある。

【符号の説明】

１：圧電部材２：圧電セラミック体２ａ：圧電セラミック体の上下の表面２ｂ：圧電セラミック体の側部の表面３：電極

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】研削加工や研磨加工を施した少なくとも一
つの加工表面を有する圧電セラミック体の対向する表面
にそれぞれ電極を備え、上記電極間に分極処理を施した
圧電部材において、上記加工表面が分極方向に対して垂
直な表面である時には、上記加工表面をＸ線回折にて測
定した時の正方晶２００回折のピーク強度Ａと正方晶０
０２回折のピーク強度Ｂとの比（Ａ／Ｂ）が１．５以下
であり、上記加工表面が分極方向に平行な表面である時
には、上記加工表面をＸ線回折にて測定した時の正方晶
００２回折のピーク強度Ｂと正方晶２００回折のピーク
強度Ａとの比（Ｂ／Ａ）が１．５以下であることを特徴
とする圧電部材。