JP2001085753A - 圧電アクチュエータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 固定面に平行に屈曲変位する圧電アクチュエ
ータであって、変位量を高精度に制御することができ、
固定面に直交する方向の変位が生じ難い、圧電アクチュ
エータを得る。 【解決手段】 圧電体２の主面２ｂの端面２ｃの近傍が
固定部とされており、圧電体２にアクチュエータ領域
Ａ，Ｂと非活性領域Ｃとが構成されており、アクチュエ
ータ領域Ａ，Ｂにおいて、第１，第２の内部電極３，４
が圧電体層を介して積層されており、非活性領域Ｃにお
いて第３の内部電極５が積層されており、第１〜第３の
内部電極３〜５は、固定面と直交する方向に延びる面内
に形成されており、かつ圧電体２の幅方向において圧電
体層を介して積層されており、端面２ｃに、第１の外部
電極９，１０及び第２の外部電極１１が形成されてお
り、端面２ｄに第３の外部電極１２が形成されている、
圧電アクチュエータ１。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば磁気ヘッド
などのセンサチップを微小駆動するのに適した圧電アク
チュエータに関し、より詳細には、複数の内部電極が圧
電体層を介して隔てられた積層型の圧電アクチュエータ
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、磁気ヘッドなどのセンサチップを
微小駆動するために、圧電アクチュエータが用いられて
いる。図９は、従来の圧電アクチュエータの一例を説明
するための斜視図である。圧電アクチュエータ５１は、
圧電体５２を用いて構成されている。圧電体５２は、圧
電セラミックスからなり、かつ矩形板状の形状を有す
る。圧電体５２内には、複数の内部電極５３，５４が圧
電体層を介して厚み方向に重なり合うように配置されて
いる。

【０００３】内部電極５４は、図１０（ａ）に平面断面
図で示すように矩形の電極本体部５４ａと、電極本体部
５４ａに連ねられた引き出し部５４ｂとを有する。引き
出し部５４ｂは幅が細くされており、かつ端面５２ａに
引き出されている。

【０００４】他方、内部電極５３は、図１０（ｂ）に示
すように、幅方向において分割された分割電極５３ａ，
５３ｂを有する。分割電極５３ａ，５３ｂは、端面５２
ａに引き出されている引き出し部５３ａ₁ ，５３ｂ₁ を
それぞれ有する。引き出し部５３ａ₁ ，５３ｂ₁ は、そ
れぞれ、圧電体５２の側面５２ｃ，５２ｄに沿うように
形成されている。

【０００５】図１１は、圧電アクチュエータ５１の横断
面図である。内部電極５４の電極本体部５４ａと、分割
電極５３ａ，５３ｂとが圧電体層を介して厚み方向に重
なり合っている。また、圧電体５２は、厚み方向に分極
処理されている。

【０００６】他方、圧電体５２の端面５２ａには、外部
電極５５〜５７が形成されている。外部電極５５，５７
は、それぞれ、分割電極５３ｂ，５３ａに電気的に接続
されており、外部電極５６は内部電極５４に電気的に接
続されている。

【０００７】圧電アクチュエータ５１は、下面５２ｅの
端面５２ａ側部分において基板５８に固定されている。
従って、外部電極５５または外部電極５７と、外部電極
５６との間に直流電圧を印加した場合、矢印Ａ方向また
は矢印Ｂ方向に屈曲変位する。すなわち、圧電アクチュ
エータ５１は、固定面に平行な平面内において屈曲変位
する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記圧
電アクチュエータ５１では、分割電極５３ａ，５３ｂが
高精度に形成されないと、矢印Ａ方向に屈曲変位させる
場合の変位量と、矢印Ｂ方向に屈曲変位させる場合の変
位量とのバランスが崩れることになる。

【０００９】圧電アクチュエータ５１の製造に際して
は、周知のセラミックスと一体焼成技術が用いられてい
る。従って、通常、上記内部電極５３，５４は、セラミ
ックグリーンシートの一方主面に導電ペーストをパター
ン印刷することにより形成されている。

【００１０】ところが、上記内部電極の印刷ずれや内部
電極が印刷されたセラミックグリーンシートの積層ずれ
が生じると、例えば図１２に平面断面図で示すように一
方の分割電極５３ａの幅が狭く、他方の分割電極５３ｂ
の幅が広くなることがある。このような場合、分割電極
５３ａ，５３ｂ間の非活性領域Ｘの位置が圧電体５２の
幅方向中心からずれることになる。そのため、上述した
ように、矢印Ａ方向への屈曲変位量と、矢印Ｂ方向への
屈曲変位量とのバランスが失われることがあった。

【００１１】また、圧電アクチュエータ５１では、固定
部の平面性の高いことが求められている。すなわち、圧
電アクチュエータ５１の基板５８に固定される部分の平
面性が十分でないと、圧電アクチュエータ５１の変位
が、固定面に対して平行な平面からずれる恐れがある。
そこで、従来、圧電アクチュエータ５１を得た後に、圧
電体５２の両主面はラップ研磨などにより研磨されてい
た。これは、焼成に際し、マザーの圧電体に反りなどが
発生することを避けることができないためである。

【００１２】しかしながら、ラップ研磨により圧電体５
２の主面を平坦化したとしても、焼成時にマザーの圧電
体において反りが生じている場合には、内部電極５３，
５４が図１３に示すように傾斜することになる。そのた
め、圧電アクチュエータ５１が、図１３に矢印Ｙで示す
ように厚み方向、すなわち固定面に対して垂直な方向に
おいても屈曲変位し、矢印Ａ方向または矢印Ｂ方向への
屈曲変位量のばらつきの原因となっていた。

【００１３】本発明の目的は、上述した従来技術の欠点
を解消し、固定面に対して平行な平面内で屈曲変位させ
る圧電アクチュエータであって、左右両方向の屈曲変位
量のばらつきが少なく、かつ厚み方向に所望でない屈曲
変位が生じ難い、信頼性に優れた圧電アクチュエータを
提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、対向する第
１，第２の主面及び対向する第１，第２の端面を有し、
第１または第２の主面の第１の端面近傍で固定され、第
１，第２の主面と略平行な平面内で屈曲変位される圧電
アクチュエータであって、圧電セラミックスよりなり、
前記第１，第２の主面及び第１，第２の端面を有する圧
電体と、前記第１，第２の端面間に構成されたアクチュ
エータ領域と、第１，第２の端面と平行な方向において
前記アクチュエータ領域の側方に配置された非活性領域
とを備え、前記アクチュエータ領域には、電圧が印加さ
れた際に圧電体を変位させるために、第１，第２の主面
及び第１，第２の端面に直交する方向に延ばされた複数
の第１，第２の内部電極が圧電体層を介して積層されて
おり、前記非活性領域には、第１，第２の端面を結ぶ複
数の第３の内部電極が形成されており、前記圧電体の第
１の端面に形成されており、第１の内部電極に電気的に
接続された第１の外部電極と、前記圧電体の第１の端面
に形成されており、第３の内部電極に電気的に接続され
た第２の外部電極と、前記圧電体の第２の端面に形成さ
れており、第２，第３の内部電極に電気的に接続された
第３の外部電極とを備えることを特徴とする。

【００１５】本発明の特定の局面では、前記非活性領域
の両側にアクチュエータ領域が形成されている。本発明
の別の特定の局面では、前記アクチュエータ領域の片側
にのみ前記非活性領域が形成されており、第１，第２の
主面における前記アクチュエータ領域の面積と、前記非
活性領域の面積とがほぼ同一とされている。

【００１６】さらに、非活性領域の両側にアクチュエー
タ領域が形成されている場合、好ましくは、非活性領域
の積層方向に沿う幅寸法は、圧電体の前記積層方向に沿
った幅寸法の１／２以下とされている。

【００１７】また、好ましくは、前記圧電アクチュエー
タの第１または第２の主面の第１の端面近傍の固定部に
おいて、第１〜第３の内部電極が第１，第２の主面に露
出しないように形成されている。

【００１８】本発明に係る圧電アクチュエータの製造方
法は、複数の第１の内部電極が連ねられた内部電極パタ
ーンが印刷された第１の圧電グリーンシートと、複数の
第２の内部電極が連ねられた内部電極パターンが印刷さ
れた第２の圧電グリーンシートと、第３の内部電極が連
ねられた内部電極パターンを有する第３の圧電グリーン
シートとを用意し、前記複数の第１〜第３の圧電グリー
ンシートを積層し、マザーの積層体を得る工程と、前記
マザーの積層体を焼成し、マザーの焼結体を得る工程
と、前記マザーの焼結体を切断することにより、対向す
る第１，第２の主面及び対向する第１，第２の端面を有
し、第１〜第３の内部電極が第１，第２の主面及び第
１，第２の端面に直交する方向に延ばされており、第
１，第２の端面間にアクチュエータ領域と非活性領域と
が内部電極積層方向に配置された圧電体を得る工程とを
備え、前記アクチュエータ領域では、第１の内部電極と
第２の内部電極が交互に積層されており、かつ第１の内
部電極が第１の端面に、第２の内部電極が第２の端面に
引き出されており、前記非活性領域では、第３の内部電
極が第１，第２の端面間に延ばされており、前記圧電体
の第１の端面に第１，第３の内部電極とそれぞれ接続さ
れるように第１，第２の外部電極を、第２の端面に第
２，第３の内部電極の双方に接続されるように第３の外
部電極を形成する工程をさらに備えることを特徴とす
る。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ本発明の
非限定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。

【００２０】図１は、本発明の第１の実施例に係る圧電
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１は、矩形板状の圧電体２を有する。圧電体２は、例
えばチタン酸ジルコン酸鉛系やチタン酸鉛系の圧電セラ
ミックスにより構成されている。圧電体２は、第１，第
２の主面２ａ，２ｂと、第１，第２の端面２ｃ，２ｄと
を有する。以下、主面２ａ，２ｂを結ぶ方向を厚み方
向、端面２ｃ，２ｄを結ぶ方向を長さ方向、長さ方向及
び厚み方向と直交する方向を幅方向とする。圧電体２
は、幅方向に分極処理されている。

【００２１】圧電アクチュエータ１では、第２の主面２
ｂの端面２ｃに近い部分が基板等に固定される部分とな
る。もっとも、固定部は、主面２ａの端面２ｃに近い部
分であってもよい。

【００２２】圧電アクチュエータ１では、圧電体２内
に、第１，第２のアクチュエータ領域Ａ，Ｂと、非活性
領域Ｃとが構成されている。アクチュエータ領域Ａ，Ｂ
は、電圧を印加されることにより、圧電効果により屈曲
変位する部分であり、非活性領域Ｃは圧電駆動されない
部分である。

【００２３】アクチュエータ領域Ａ，Ｂでは、複数の第
１，第２の内部電極３，４が配置されている。アクチュ
エータ領域Ａを例にとると、第１，第２の内部電極３，
４は、第１，第２の主面２ａ，２ｂ及び端面２ｃ，２ｄ
に直交する方向に延ばされており、かつ圧電体２の幅方
向において圧電体層を介して積層されている。また、第
１，第２の内部電極３，４は、交互に第１または第２の
端面２ｃ，２ｄに引き出されている。従って、内部電極
３，４間に直流電圧を印加すことにより、アクチュエー
タ領域Ａが圧電効果により屈曲変位する。第２のアクチ
ュエータ領域Ｂも、アクチュエータ領域Ａと同様に構成
されいてる。

【００２４】他方、非活性領域Ｃでは、複数の第３の内
部電極５が配置されている。複数の内部電極５は、第
１，第２の主面２ａ，２ｂ及び端面２ｃ，２ｄに直交す
る方向に延びる平面内に形成されている。そして、複数
の内部電極５は、圧電体２の幅方向において圧電体層を
介して隔てられて積層されいてる。

【００２５】第３の内部電極５は、圧電体２の端面２
ｃ，２ｄに至るように形成されている。上記アクチュエ
ータ領域Ａ，Ｂ及び非活性領域Ｃを有する圧電体２は、
周知の積層セラミックス一体焼成技術を用いて容易に構
成することができる。

【００２６】すなわち、アクチュエータ領域を構成する
には、図３（ａ）及び（ｂ）に示す圧電グリーンシート
６，７を用意する。圧電グリーンシート６，７では、一
方主面に内部電極３，４がそれぞれ印刷されている。こ
の圧電グリーンシート６，７を交互に積層することによ
りアクチュエータ領域を構成することができる。

【００２７】また、非活性領域Ｃについては、図３
（ｃ）に示す圧電グリーンシート８を用意する。圧電グ
リーンシート８では、一方主面の全面に内部電極５が形
成されている。従って、圧電グリーンシート８を複数枚
積層することにより、上記非活性領域Ｃを構成すること
ができる。

【００２８】上述した圧電グリーンシート６〜８並びに
内部電極が印刷されていない無地の圧電グリーンシート
を適宜の枚数積層することにより、積層体を得ることが
できる。この積層体を焼成することにより、図４に示す
圧電体２が得られる。

【００２９】もっとも、実際の製造に際しては、量産性
を高めるために、圧電グリーンシート６〜８に代えて、
これらが圧電体２の厚み方向に連ねられたマザーの圧電
グリーンシートを用意する。マザーの圧電グリーンシー
トを積層し、マザーの積層体を得、該マザーの積層体を
焼成する。そしてマザーの焼結体をスライスすることに
より第１，第２の主面２ａ，２ｂに相当する面を切り出
し、個々の圧電体２を得る。

【００３０】図１に戻り、圧電アクチュエータ１では、
端面２ｃに、第１の外部電極９，１０及び第２の外部電
極１１が形成されている。第１の外部電極９は、アクチ
ュエータ領域Ａにおいて、第１の内部電極３に電気的に
接続されるように形成されている。第１の外部電極１０
は、アクチュエータ領域Ｂにおいて、内部電極３に電気
的に接続されるように形成されている。他方、第２の外
部電極１１は、非活性領域Ｃにおいて内部電極５に電気
的に接続されるように形成されている。

【００３１】他方、圧電体２の第２の端面２ｄには、第
３の外部電極１２が形成されている。外部電極１２は、
アクチュエータ領域Ａ，Ｂの各第２の内部電極４に電気
的に接続されており、かつ非活性領域Ｃの内部電極５に
も電気的に接続されている。本実施例では、外部電極１
２は、端面２ｄの全面を覆うように形成されているが、
これらの内部電極４，５を全て電気的に接続し得る限
り、端面２ｄの全面に形成される必要は必ずしもない。

【００３２】次に、圧電アクチュエータ１の動作につき
説明する。圧電アクチュエータ１は、前述したように、
第２の主面２ｂの端面２ｃ寄りの部分が固定部分とされ
る。従って、図２（ａ）及び（ｂ）に平面図及び側面図
で示すように、圧電アクチュエータ１は、基板１３に、
上記固定部において固定される。なお、１４はセンサチ
ップを示し、圧電アクチュエータ１の先端近傍において
上面に固定されている。その状態で、第１の外部電極９
と第２の外部電極１１との間に、あるいは第１の外部電
極１０と第２の外部電極１１との間に直流電圧を印加す
る。第１，第２の外部電極９，１１間に直流電圧を印加
した場合には、アクチュエータ領域Ａが屈曲変位し、従
って図２（ａ）の破線Ｄで示す方向に圧電アクチュエー
タ１が屈曲変位する。

【００３３】他方、第１，第２の外部電極１０，１１間
に直流電圧を印加した場合には、アクチュエータ領域Ｂ
が屈曲変位し、図２（ａ）の破線Ｅで示すように圧電ア
クチュエータ１が屈曲変位する。

【００３４】すなわち、圧電アクチュエータ１は、固定
面と平行な平面内で屈曲変位する。圧電アクチュエータ
１では、上記のように、アクチュエータ領域Ａ，Ｂを構
成している内部電極３，４は、固定面すなわち第１，第
２の主面２ａと２ｂと直交する方向に延びる平面内に形
成されており、かつ圧電体２の幅方向に積層されてい
る。従って、圧電体２の主面２ａ，２ｂの平面性を確保
するために主面２ａ，２ｂをラップ研磨等により研磨し
たとしても、圧電体２の厚み方向、すなわち固定面に対
して直交する方向における屈曲変位が生じ難い。

【００３５】さらに、アクチュエータ領域Ａの内部電極
３，４の積層数と、アクチュエータ領域Ｂの内部電極
３，４の積層数を等しくするだけで、幅方向左右の屈曲
変位量をバランス良くコントロールすることができる。

【００３６】加えて、アクチュエータ領域Ａ，Ｂの第２
の内部電極４が、第３の外部電極１２及び非活性領域の
内部電極５を介して端面２ｃ上に形成されている第２の
外部電極１１に電気的に接続されている。従って、第１
の端面２ｃ上に形成された第１，第２の外部電極９〜１
１を用いて駆動することができるので、外部との電気的
接続が容易である。

【００３７】なお、非活性領域Ｃにおいては、内部電極
５の積層数は特に限定されないが、導通不良が生じる
と、アクチュエータとして動作させることができないの
で、少なくとも２枚の内部電極５を積層することが望ま
しい。

【００３８】また、アクチュエータ領域Ａ，Ｂにおいて
は、幅方向左右の屈曲変位量をバランスさせるには、ア
クチュエータ領域Ａの内部電極３，４の積層数及び内部
電極間の圧電体層の厚みと、アクチュエータ領域Ｂの内
部電極積層数及び内部電極間の圧電体層の厚みとを等し
くすることが望ましい。

【００３９】また、幅方向左右の屈曲変位量をバランス
するためには、非活性領域Ｃと、アクチュエータ領域Ａ
との間の距離及び非活性領域ＣとアクチュエータＢとの
間の距離を等しくすることが望ましい。

【００４０】さらに、本実施例では、積層体を得るに際
し、非活性領域Ｃとアクチュエータ領域Ａ，Ｂ間に、無
地の圧電グリーンシートが適宜の枚数積層されている。
この無地のグリーンシートの積層数を増加させることに
より、圧電アクチュエータ１の固定面積を高めることが
できるとともに、無地のグリーンシートを用いることに
より内部電極消費量を低減し、コストを低減することが
できる。

【００４１】なお、好ましくは、非活性領域Ｃの幅方向
寸法は、圧電体２の幅方向寸法の１／２以下とされる。
非活性領域の幅方向寸法が圧電体２の幅方向寸法の１／
２を超えると、十分な変位量を得ることができなくなる
ことがある。

【００４２】次に、具体的な実験例につき説明する。焼
成後の厚みが２０μｍの圧電体グリーンシートを用意
し、図３（ａ）〜（ｃ）に示す内部電極パターンが印刷
された圧電グリーンシート６〜８を得た。この圧電グリ
ーンシート６〜８と、無地の圧電グリーンシートとを、
積層し、積層体を得た。積層に際しては、アクチュエー
タ領域Ｂの外部に無地の圧電グリーンシートを一層配置
し、アクチュエータ領域Ａ，Ｂを構成するために、各ア
クチュエータ領域には、圧電グリーンシート６，７を交
互に合計６層積層し、非活性領域Ｃを構成するために圧
電グリーンシート８を３層積層し、アクチュエータ領域
Ａ，Ｂと非活性領域Ｃとの間に無地の圧電グリーンシー
トをそれぞれ２層積層し、合計２０層の積層体を得た。
この場合、内部電極３，４の重なり長さ（第１，第２の
端面２ｃ，２ｄを結ぶ方向の寸法）は、約１．０ｍｍと
し、内部電極３，４が重なり合っている部分の外側端縁
から隣接している端面２ｃまたは２ｄまでの距離は０．
３ｍｍとした。従って、積層体の全長は１．６ｍｍであ
る。

【００４３】実際には、マザーの圧電グリーンシートを
用いてマザーの積層体を得、このマザーの積層体を焼成
して得られた焼結体をスライスすることにより、長さ
１．６ｍｍ×幅０．４ｍｍ×高さ０．３ｍｍの圧電体２
を得た。

【００４４】得られた圧電体２の端面２ｃ，２ｄに外部
電極９〜１２を形成した。このようにして得た圧電アク
チュエータについて、基板に対する固定部の長さ方向寸
法を０．３ｍｍ、幅方向寸法を０．４ｍｍとしてなるよ
うに接着剤で固定し、変位量を測定した。

【００４５】外部電極９，１１間に１０Ｖの直流電圧を
印加したところ、固定面に平行に０．４μｍの屈曲変位
量が得られた。なお、屈曲変位量とは、圧電アクチュエ
ータ１の固定部とは反対側の端部、すなわち先端の圧電
体２の幅方向への移動量をいうものとする。同様に、外
部電極１０，１１間に１０Ｖの直流電圧を印加したとこ
ろ、逆方向に０．４μｍ変位した。この場合、固定面に
対して垂直な変位量を測定したが、変位量は検出するこ
とができなかった。

【００４６】従って、厚み方向にほとんど変位せず、か
つ幅方向左右の変位量のバランスに優れた圧電アクチュ
エータ１を提供し得ることがわかる。また、上記圧電ア
クチュエータ１を製造するにあたり、非活性領域Ｃの幅
方向寸法を種々変更したものを作製し、同様に変位量を
測定した。結果を図５に示す。図５の横軸は非活性領域
Ｃの幅方向寸法を示し、縦軸は変位量を示す。

【００４７】図５から明らかなように、非活性領域Ｃの
幅方向寸法が０．２ｍｍを超えると変位量が急激に低下
することがわかる。従って、非活性領域Ｃの幅方向寸法
は圧電体２の幅方向寸法の１／２以下とすることが望ま
しい。

【００４８】図６は、本発明の第２の実施例に係る圧電
アクチュエータを説明するための斜視図である。圧電ア
クチュエータ２１では、圧電体２２において、１つのア
クチュエータ領域Ａと、１つの非活性領域Ｃのみが構成
されいてる。このように、本発明に係る圧電アクチュエ
ータでは、必ずしも非活性領域の両側にアクチュエータ
領域が構成されている必要はない。

【００４９】アクチュエータ領域Ａ及び非活性領域Ｃ
は、第１の実施例と同様に構成されいてる。従って、同
一部分については、同一の参照番号を付することによ
り、第１の実施例の説明を援用することにより省略す
る。

【００５０】本実施例の圧電アクチュエータ２１では、
１つのアクチュエータ領域Ａのみが形成されているの
で、端面２ｃにおいて、第１，第２の外部電極９，１１
のみを形成すればよい。従って、外部電極の数を、第１
の実施例の圧電アクチュエータ１に比べて低減すること
ができ、外部との電気的接続の作業性を高めることがで
きる。

【００５１】圧電アクチュエータ２１では、第１，第２
の外部９，１１間に直流電圧を印加することにより圧電
アクチュエータ２１が固定面に対して平行な方向に、す
なわち第１，第２の主面２ａ，２ｂに平行な方向に屈曲
変位するが、逆方向に屈曲変位させる場合には、第１，
第２の外部電極９，１１に印加する直流電圧の極性を逆
転させればよい。

【００５２】好ましくは、圧電アクチュエータ２１にお
いて、第１，第２の主面２ａ，２ｂにおけるアクチュエ
ータ領域Ａの面積と、非活性領域Ｃの面積とがほぼ同一
とされ、それによって圧電アクチュエータ２１を効率良
く変位させ得る。

【００５３】図７は、本発明の第３の実施例に係る圧電
アクチュエータを説明するための斜視図である。圧電ア
クチュエータ３１では、第１の実施例の圧電アクチュエ
ータ２と同様に、アクチュエータ領域Ａ，Ｂと非活性領
域Ｃとが圧電体２に構成されている。第１の実施例と異
なるところは、内部電極３〜５が、圧電体２の固定部に
おいて第１，第２の主面２ａ，２ｂに露出していないこ
とにある。

【００５４】すなわち、内部電極３〜５は、圧電体２の
長さ方向中央領域では圧電体２の主面２ａ，２ｂに至る
幅に形成されているが、端面２ｃ，２ｄ近傍においては
細幅とされており、主面２ａ，２ｂに露出していない。
従って、内部電極３３〜３５と、基板１３上の電極との
短絡等が生じ難い。

【００５５】圧電体２を得るにあたっては図８（ａ）〜
（ｃ）のマザーの圧電グリーンシートと、無地のマザー
の圧電グリーンシートとを積層し、得られたマザーの積
層体を焼成し、焼結体をスライスすればよい。図８
（ａ）に示すマザーの圧電グリーンシート３６では、内
部電極パターン３６Ａが形成されている。内部電極パタ
ーン３６Ａは、最終的に破線Ｙに沿う部分で切断され、
複数の内部電極３３に分離される。

【００５６】同様に、図８（ｂ）に示すマザーの圧電グ
リーンシート３７では、内部電極パターン３７Ａが一方
主面に形成されている。内部電極パターン３７Ａは、最
終的に破線Ｙに沿う部分で切断され、複数の内部電極３
４に分割される。

【００５７】同様に、図８（ｃ）に示すマザーの圧電グ
リーンシート３８は、非活性領域を構成するために用い
られるものであり、内部電極パターン３８Ａが一方主面
に形成されている。内部電極３８Ａは、最終的に破線Ｙ
に沿う部分に切断され、複数の内部電極３５に分割され
る。

【００５８】図８（ａ）〜（ｃ）から明らかなように、
内部電極３３〜３５は、端面２ｃ，２ａに引き出されて
いる部分が細幅とされている。従って、図７に示したよ
うに、最終的に得られた圧電体２においては、固定部に
おいて内部電極３３〜３５が露出しない。

【００５９】なお、図７では、内部電極３３〜３５の引
き出し部分を明確化するために外部電極の図示は省略さ
れている。外部電極については、第１の実施例の圧電ア
クチュエータ２と同様に構成される。

【００６０】

【発明の効果】本発明に係る圧電アクチュエータは、圧
電体の第１，第２の主面と平行な平面内で屈曲変位する
が、第１〜第３の内部電極が固定面と直交する方向すな
わち第１，第２の主面と直交する方向に延びる平面内に
配置されており、圧電体の幅方向に沿って積層されてい
る。従って、アクチュエータ領域を構成する内部電極積
層数を調整することにより、変位量を容易に制御するこ
とができる。加えて、基板等に固定するために第１，第
２の主面をラップ研磨等により平面研磨したとしても、
圧電体の厚み方向すなわち固定面と垂直な方向における
屈曲変位が生じ難いので、変位量を高精度に制御するこ
とができる。

【００６１】また、アクチュエータ領域の複数の第１，
第２の内部電極は、第１，第２の主面及び第１，第２の
端面に直交する方向に延びる平面内に形成されており、
かつ積層方向において交互に第１または第２の端面に引
き出されているので、該第１，第２の内部電極の積層数
を調整するだけで、屈曲変位量を容易に調整することが
できる。

【００６２】さらに、第１の端面に形成された外部電極
のみを用いて外部と電気的に接続すればよいため、外部
との電気的接続作業を容易に行うことができる。加え
て、本発明に係る圧電アクチュエータでは、第１〜第３
の内部電極が圧電体の主面と直交する方向に延ばされて
いるので、従来の圧電アクチュエータに比べて、同じ面
積のマザーの焼結体から圧電アクチュエータを切り出し
た場合、得られるアクチュエータの数が約２倍となる。
例えば、従来例では、０．８×１．６×厚み０．２ｍｍ
のマザーの焼結体を用いて０．４×１．６×厚み０．２
ｍｍのアクチュエータが２個得られる。これに対して、
本発明では、０．４×１．６×厚み０．４ｍｍのマザー
の焼結体から、０．２×１．６×０．４ｍｍのアクチュ
エータを２個得ることができる。従って、マザーの焼結
体の上面及び下面の面積あたりのアクチュエータ生産数
を高め得るので、生産性も高められる。

【００６３】また、本発明に係る圧電アクチュエータに
おいて、非活性領域の両側にアクチュエータ領域が形成
されている場合には、両側のアクチュエータ領域の構成
を等しくすることにより、幅方向左右の変位量のバラン
スを高精度にコントロールすることができる。

【００６４】第１，第２の主面におけるアクチュエータ
領域の面積と、非活性領域の面積とはほぼ同一とされて
いる場合には、変位効率を高め得る。圧電アクチュエー
タの第１または第２の主面の第１の端面近傍の固定部に
おいて、第１〜第３の内部電極が第１，第２の主面に露
出しないように形成されている場合には、圧電アクチュ
エータの第１〜第３の内部電極と、固定対象物上の電極
等との短絡を効果的に防止することができる。

【００６５】非活性領域の積層方向に沿う幅寸法が、圧
電体の積層方向に沿った幅寸法の１／２以下とされてい
る場合には、屈曲変位量を大きくすることができる。本
発明に係る圧電アクチュエータの製造方法では、マザー
の積層体を得た後に、切断し、個々の圧電体単位の積層
体を得、該個々の積層体を焼成することにより本発明に
係る圧電アクチュエータに用いられる圧電体を効率よく
量産することができる。そして、この圧電体の第１，第
２の端面に第１〜第３の外部電極を形成するだけで、本
発明に係る圧電アクチュエータを容易に得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に係る圧電アクチュエー
タを示す斜視図。

【図２】（ａ）及び（ｂ）は、第１の実施例に係る圧電
アクチュエータの使用方法を説明するための平面図及び
正面図。

【図３】（ａ）〜（ｃ）は、第１の実施例の圧電アクチ
ュエータの製造に用いられる圧電グリーンシート及び圧
電グリーンシート上に形成される内部電極の形状を説明
するための各平面図。

【図４】第１の実施例の圧電アクチュエータで用いられ
る圧電体を示す斜視図。

【図５】非活性領域の幅と屈曲変位量との関係を示す
図。

【図６】本発明の第２の実施例に係る圧電アクチュエー
タを示す斜視図。

【図７】本発明の第３の実施例に係る圧電アクチュエー
タを示す斜視図。

【図８】（ａ）〜（ｃ）は、第３の実施例に係る圧電ア
クチュエータを製造する際に用いられるマザーの圧電グ
リーンシート及びその一方主面に形成される内部電極パ
ターンを説明するための各平面図。

【図９】従来の圧電アクチュエータを説明するための斜
視図。

【図１０】（ａ）及び（ｂ）は、図９に示した従来の圧
電アクチュエータの製造に用いられる圧電グリーンシー
ト及び内部電極形状を示す各平面図。

【図１１】図９に示した圧電アクチュエータの横断面
図。

【図１２】従来の圧電アクチュエータに用いられる圧電
グリーンシート及び内部電極パターンを説明するための
平面図。

【図１３】従来の圧電アクチュエータにおいて、厚み方
向の屈曲変位が生じる理由を説明するための横断面図。

【符号の説明】

１…圧電アクチュエータ ２…圧電体 ２ａ，２ｂ…第１，第２の主面 ２ｃ，２ｄ…第１，第２の端面 ３，４…第１，第２の内部電極 ５…第３の内部電極 ６〜８…圧電グリーンシート ９，１０…第１の外部電極 １１…第２の外部電極 １２…第３の外部電極 ２１…圧電アクチュエータ ２２…圧電体 ３１…圧電アクチュエータ ３３，３４…第１，第２の内部電極 ３５…第３の外部電極 ３６〜３８…マザーの圧電グリーンシート ３６Ａ〜３８Ａ…内部電極パターン

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 対向する第１，第２の主面及び対向する
   第１，第２の端面を有し、第１または第２の主面の第１
   の端面近傍で固定され、第１，第２の主面と略平行な平
   面内で屈曲変位される圧電アクチュエータであって、 圧電セラミックスよりなり、前記第１，第２の主面及び
   第１，第２の端面を有する圧電体と、 前記第１，第２の端面間に構成されたアクチュエータ領
   域と、 第１，第２の端面と平行な方向において前記アクチュエ
   ータ領域の側方に配置された非活性領域とを備え、 前記アクチュエータ領域には、電圧が印加された際に圧
   電体を変位させるために、第１，第２の主面及び第１，
   第２の端面に直交する方向に延ばされた複数の第１，第
   ２の内部電極が圧電体層を介して積層されており、前記
   非活性領域には、第１，第２の端面を結ぶ複数の第３の
   内部電極が形成されており、 前記圧電体の第１の端面に形成されており、第１の内部
   電極に電気的に接続された第１の外部電極と、 前記圧電体の第１の端面に形成されており、第３の内部
   電極に電気的に接続された第２の外部電極と、 前記圧電体の第２の端面に形成されており、第２，第３
   の内部電極に電気的に接続された第３の外部電極とを備
   えることを特徴とする、圧電アクチュエータ。
2. 【請求項２】 前記非活性領域の両側にアクチュエータ
   領域が形成されている、請求項１に記載の圧電アクチュ
   エータ。
3. 【請求項３】 前記アクチュエータ領域の片側にのみ前
   記非活性領域が形成されており、第１，第２の主面にお
   ける前記アクチュエータ領域の面積と、前記非活性領域
   の面積とがほぼ同一とされている、請求項１に記載の圧
   電アクチュエータ。
4. 【請求項４】 前記非活性領域の積層方向に沿う幅寸法
   が、圧電体の前記積層方向に沿った幅寸法の１／２以下
   とされている、請求項２に記載の圧電アクチュエータ。
5. 【請求項５】 前記圧電アクチュエータの第１または第
   ２の主面の第１の端面近傍の固定部において、第１〜第
   ３の内部電極が第１，第２の主面に露出しないように形
   成されている、請求項１〜４のいずれかに記載の圧電ア
   クチュエータ。
6. 【請求項６】 複数の第１の内部電極が連ねられた内部
   電極パターンが印刷された第１の圧電グリーンシート
   と、 複数の第２の内部電極が連ねられた内部電極パターンが
   印刷された第２の圧電グリーンシートと、 第３の内部電極が連ねられた内部電極パターンを有する
   第３の圧電グリーンシートとを用意し、前記複数の第１
   〜第３の圧電グリーンシートを積層し、マザーの積層体
   を得る工程と、 前記マザーの積層体を焼成し、マザーの焼結体を得る工
   程と、 前記マザーの焼結体を切断することにより、対向する第
   １，第２の主面及び対向する第１，第２の端面を有し、
   第１〜第３の内部電極が第１，第２の主面及び第１，第
   ２の端面に直交する方向に延ばされており、第１，第２
   の端面間にアクチュエータ領域と非活性領域とが内部電
   極積層方向に配置された圧電体を得る工程とを備え、前
   記アクチュエータ領域では、第１の内部電極と第２の内
   部電極が交互に積層されており、かつ第１の内部電極が
   第１の端面に、第２の内部電極が第２の端面に引き出さ
   れており、前記非活性領域では、第３の内部電極が第
   １，第２の端面間に延ばされており、 前記圧電体の第１の端面に第１，第３の内部電極とそれ
   ぞれ接続されるように第１，第２の外部電極を、第２の
   端面に第２，第３の内部電極の双方に接続されるように
   第３の外部電極を形成する工程をさらに備えることを特
   徴とする、圧電アクチュエータの製造方法。