JP2004158494A

JP2004158494A - 積層型圧電アクチュエータおよびその製造方法

Info

Publication number: JP2004158494A
Application number: JP2002320013A
Authority: JP
Inventors: Ryoichi Fukunaga; 了一福永; Kenji Kumamoto; 憲二熊本
Original assignee: Nihon Ceratec Co Ltd; Taiheiyo Cement Corp
Current assignee: Taiheiyo Cement Corp; NTK Ceratec Co Ltd
Priority date: 2002-11-01
Filing date: 2002-11-01
Publication date: 2004-06-03
Anticipated expiration: 2022-11-01
Also published as: JP4353690B2

Abstract

【課題】応力破壊し難い耐久性に優れた積層型圧電アクチュエータおよびその製造方法を提供する。
【解決手段】積層型圧電アクチュエータ１０は、圧電セラミックス層１１と内部電極１２ａ・１２ｂとが交互に積層され、内部電極１２ａ・１２ｂが一層おきに接続された構造を有する。圧電セラミックス層１１において内部電極１２ａ・１２ｂの外周部分の近傍に位置する部分に、マンガン、鉄、クロム、タングステンから選ばれた１以上の成分を他の部分よりも多く含ませて、内部電極１２ａ・１２ｂの外周部分（領域Ａ）の変位量を、この領域Ａの内側から外側に向かって連続的に小さくする。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧電セラミックスの厚み縦変位（ｄ_３３モード）を利用した積層型の積層型圧電アクチュエータおよびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
圧電セラミックスの厚み縦変位（ｄ_３３モード）を利用した電気／機械変換素子たる積層型圧電アクチュエータは、ミクロンオーダーでの変位量制御が可能であり、発生力が大きい等の特徴を有することから、精密加工装置や光学装置等の位置決め機構に使用されている。
【０００３】
積層型圧電アクチュエータとしては、図９に示す積層コンデンサ型構造の積層型圧電アクチュエータ２００が知られている。図９（ａ）はその概略断面図であり、積層型圧電アクチュエータ２００は、圧電セラミックス層２０１と内部電極２０２ａ・２０２ｂとが交互に積層され、内部電極２０２ａ・２０２ｂは対向する側面に一層おきに露出した構造を有している。内部電極２０２ａが露出している側面において内部電極２０２ａは外部電極２０３ａによって接続され、内部電極２０２ｂが露出している側面において内部電極２０２ｂは外部電極２０３ｂによって接続されている。
【０００４】
図９（ｂ）は内部電極２０２ａ・２０２ｂの典型的なパターンを重ねて示した説明図である。積層型圧電アクチュエータ２００では、内部電極２０２ａ（右上がり斜線部分）と内部電極２０２ｂ（右下がり斜線部分）との重なり部分が圧電活性部となり、内部電極２０２ａ・２０２ｂの一方のみが位置する部分および内部電極２０２ａ・２０２ｂが位置しない部分（つまり積層型圧電アクチュエータ２００の周縁部分）が圧電不活性部となる。このような積層型圧電アクチュエータ２００を駆動すると、圧電活性部の変位に起因して圧電活性部と圧電不活性部との間に発生する応力が、積層型圧電アクチュエータ２００の破壊に至らしめることが知られている。
【０００５】
積層型圧電アクチュエータ２００のこのような欠点を解消するために、内部電極を全体に設け、側面に露出した内部電極を一層おきに絶縁膜で覆い、絶縁膜の上から外部電極を設けることによって、内部電極が一層おきに接続された全面電極構造や、圧電不活性部において圧電セラミックス層に内部電極と平行にスリットを形成し、このスリットによって圧電活性部と圧電不活性部との間に発生する応力を緩和する応力緩和型構造が提案されていることは、当業者によく知られた事実である。
【０００６】
しかしながら、全面電極型構造の積層型圧電アクチュエータは、製造工程が複雑であり、かつ、圧電セラミックス層の厚みを薄くすることが困難である等の問題を有している。また、応力緩和型構造の積層型圧電アクチュエータについても、圧電セラミックス層の厚みを薄くすることが困難であるという問題がある。これに対して、積層型圧電アクチュエータ２００は、積層コンデンサの製造工程をそのまま用いることができるために、生産性の面において優れているために、圧電セラミックス層の厚みを薄くすることが容易であるという利点を有している。
【０００７】
そこで、例えば、特開平１１−３４１８３８号公報には、基本的には積層コンデンサ型構造を有するが、内部電極のパターンを調整することによって、応力緩和を図る積層型圧電アクチュエータが開示されている。図８（ａ）は、特開平１１−３４１８３８号公報に開示されている積層型圧電アクチュエータ２１０（特開平１１−３４１８３８号公報に示されている符号と異なる符号を用いるが、その構造に変わりはない）の概略断面図であり、図８（ｂ）は、積層型圧電アクチュエータ２１０の内部電極２１２ａ・２１２ｂパターンを重ねて示した説明図である。
【０００８】
積層型圧電アクチュエータ２１０は、圧電セラミックス層２１１と内部電極２１２ａ・２１２ｂとが交互に積層された構造を有し、隣り合う２面の側面に一層おきに内部電極２１２ａが露出し、内部電極２１２ａが露出していない他の隣り合う２面の側面に内部電極２１２ｂが露出した構造を有する。内部電極２１２ａは露出した側面において外部電極２１３ａによって接続され、内部電極２１２ｂは露出した側面において外部電極２１３ｂによって接続されている。
【０００９】
【特許文献１】
特開平１１−３４１８３８号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図８（ｂ）を見れば明らかなように、対角に位置する２つの領域Ｓは、内部電極２１２ａ・２１２ｂのどちらも存在しない圧電不活性部となる。この領域Ｓは内部電極２１２ａ・２１２ｂが重なり合う圧電活性部と接しているために、積層型圧電アクチュエータ２１０を駆動させると、これらの境界部分で大きな応力が発生し、積層型圧電アクチュエータ２１０が破壊に至るおそれがある。
【００１１】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、応力破壊し難い耐久性に優れた積層型圧電アクチュエータを提供することを目的とする。また、本発明は、生産性に優れた積層型圧電アクチュエータの製造方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明によれば、圧電セラミックス層と内部電極とが交互に積層され、前記内部電極が一層おきに接続されてなる積層型圧電アクチュエータであって、
前記内部電極の外周部分の変位量が前記外周部分の内側から外側に向かって連続的に小さくなっていることを特徴とする積層型圧電アクチュエータ、が提供される。
【００１３】
本発明の積層型圧電アクチュエータは、積層コンデンサ型構造の積層型圧電アクチュエータに内部電極のパターンを問わず広く適用される。圧電セラミックス層において内部電極の外周部分の近傍に位置する部分には、マンガン、鉄、クロム、タングステンから選ばれた１以上の成分が他の部分よりも多く含まれており、ｄ_３３モードの圧電特性が小さくなっている。つまり、本発明の積層型圧電アクチュエータにおいて「内部電極の外周部分の変位量が外周部分の内側から外側に向かって連続的に小さくなっている」ことは、内部電極の外周部分と内部電極の中央部分とでは圧電セラミックス層の圧電特性が異なっていることに起因する。このような圧電アクチュエータにおいては、圧電活性部と圧電不活性部との境界部で発生する応力が小さくなるために、破壊し難く、耐久性に優れる。
【００１４】
本発明はこのような積層型圧電アクチュエータの製造方法を提供する。すなわち本発明によれば、圧電セラミックス層と内部電極とが交互に積層され、前記内部電極が一層おきに接続されてなる積層型圧電アクチュエータであって、
圧電セラミックスの粉末をシート成形する工程と、
前記シート成形工程により得られたグリーンシートに、電極ペーストを所定のパターンで塗布する工程と、
前記電極ペーストの塗布処理の前後いずれかにおいて、前記電極ペーストの塗布パターンの外周部分に、前記圧電セラミックスの圧電特性を低下させる添加物を含有するペーストを塗布する工程と、
前記各ペーストが塗布されたグリーンシートを所定枚数積層し、一体化し、焼成する工程と、
を有することを特徴とする積層型圧電アクチュエータの製造方法、が提供される。
【００１５】
添加物は、炭酸マンガン、酸化マンガン、酸化鉄、酸化クロム、酸化タングステンから選ばれた１または複数の成分であることが好ましいが、圧電セラミックスのｄ_３３モードの変位量を低下させる成分であれば、これらに限定されない。このような積層型圧電アクチュエータの製造方法は、積層コンデンサの製造工程と変わりないために生産性がよく、製品の低コスト化が容易である、また、圧電セラミックス層を薄くすることも容易である。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について詳細に説明する。図１（ａ）は、本発明の積層型圧電アクチュエータの一実施形態を示す概略断面図である。積層型圧電アクチュエータ１０は、圧電セラミックス層１１と内部電極１２ａ・１２ｂとが交互に積層され、内部電極１２ａ・１２ｂは対向する側面に一層おきに露出した積層コンデンサ型の構造を有している。内部電極１２ａが露出している側面において内部電極１２ａは外部電極１３ａによって接続され、内部電極１２ｂが露出している側面において内部電極１２ｂは外部電極１３ｂによって接続されている。
【００１７】
図１（ｂ）は内部電極１２ａ・１２ｂの電極パターンを重ねて示した説明図である。積層型圧電アクチュエータ１０では、内部電極１２ａ・１２ｂは、それぞれ外部電極１３ａ・１３ｂと接続される部分のみが側面に露出している。このような構造とすることにより、耐湿性が高められる。
【００１８】
圧電セラミックス層１１としてはｄ_３３モードでの駆動特性に優れるチタン酸ジルコン酸鉛系の圧電セラミックスが、内部電極１２ａ・１２ｂとしては銀／パラジウム電極が、外部電極１３ａ・１３ｂとしては銀電極が、それぞれ好適に用いられる。
【００１９】
図１（ａ）に示される領域Ａは内部電極１２ａ・１２ｂの外周部分であり、領域Ｂは、内部電極１２ａ・１２ｂの中央部分である。圧電セラミックス層１１において領域Ａに含まれる部分（圧電セラミックス層１１において内部電極１２ａ・１２ｂの外周部分の近傍に位置する部分）には、マンガン、鉄、クロム、タングステンから選ばれた１以上の成分が他の部分（つまり、圧電セラミックス層１１において領域Ｂに含まれる部分や圧電セラミックス層１１の周縁部分）よりも多く含まれている。これらの成分を含んだチタン酸ジルコン酸鉛系の圧電セラミックスはｄ_３３モードの駆動特性が低下する。
【００２０】
図２は、積層型圧電アクチュエータ１０の変位量分布を図１（ａ）に対応させて示した説明図である。積層型圧電アクチュエータ１０は領域Ｂ内においてほぼ一定の変位量を示すが、領域Ａ内の変位量は領域Ａの内側（領域Ｂ側）から外側（積層型圧電アクチュエータ１０の側面側）に向かって連続的に小さくなる。領域Ａの外側で変位量が小さくなることには、積層型圧電アクチュエータ１０の周縁部が圧電不活性であって変位しないことにも起因するが、このような図２に示される積層型圧電アクチュエータ１０の領域Ａにおける変位量の変化は、圧電セラミックス層１１においては領域Ａの部分の圧電特性が領域Ｂの部分の圧電特性よりも低いということに主に起因している。
【００２１】
積層型圧電アクチュエータ１０の変位量を領域Ａにおいて連続的に変化させることによって、圧電活性部と圧電不活性部との間に生ずる応力集中を緩和することができる。これにより、積層型圧電アクチュエータ１０は、応力破壊が起こし難く、長寿命であるという特性を有する。
【００２２】
次に積層型圧電アクチュエータ１０の製造方法の一例について説明する。図３は積層型圧電アクチュエータ１０の製造工程の一例を示すフローチャートである。最初に、圧電セラミックスの粉末を、ドクターブレード法や押出成形法等の公知の方法によって、シート状に加工する（ステップ１）。続いて、得られた帯状のグリーンシートからパンチング等の方法によって所定形状のパンチングシートを得る（ステップ２）。図４（ａ）の平面図に示すパンチングシート２１はその一例である。
【００２３】
パンチングシート２１に、スクリーン印刷法等を用いて、所定のパターンで銀／パラジウムペーストまたは白金ペースト等を印刷する（ステップ３ａ）。印刷された電極ペーストは、焼成後に内部電極１２ａ・１２ｂとなる。図４（ｂ）は、印刷された電極パターン２２（右上がり斜線部分）の一例を示す平面図であり、ここでは、説明をわかりやすくするために、１枚のパンチングシート２１に１個の積層型圧電アクチュエータ１０に相当する電極パターン２２が印刷された状態を示した。
【００２４】
次に、図４（ｃ）の平面図に示すように、電極パターン２２の外周部分に、例えば、枠状の塗布パターン２３（右下がり斜線部分）で、圧電セラミックスの圧電特性を低下させる添加物を含有するペースト（以下「ドープペースト」という）を塗布する（ステップ３ｂ）。このドープペーストには、炭酸マンガン（Ｍｎ_２（ＣＯ_２）_３）、酸化マンガン（Ｍｎ_２Ｏ_３またはＭｎＯ_４）、酸化鉄（Ｆｅ_２Ｏ_３）、酸化クロム（Ｃｒ_２Ｏ_３）、酸化タングステン（ＷＯ_３）から選ばれた１または複数の成分が主成分として含まれている。
【００２５】
これらの金属成分は焼成時に圧電セラミックス層１１へと拡散するが、その拡散量の制御、つまりドープペーストの塗布量の制御は、例えば、スクリーンのメッシュを変える方法やドープペーストの粘度を調整する方法、印刷回数を変える方法等によって行うことができる。なお、このステップ３ｂはステップ３ａの前に行ってもよい。また、ステップ２の後にステップ３ｂを行い、その後にステップ３ａを行い、さらにステップ３ｂを行ってもよい。
【００２６】
電極ペーストおよびドープペースト（以下「ペースト等」という）が塗布されていないパンチングシート２１を数枚積層した後に、その上に、ペースト等が塗布されたパンチングシート２１を、端面にまで電極ペーストが印刷されている辺が、対向する一対の辺に交互に位置するように重ね合わせ、さらにその上にペースト等が塗布されていないパンチングシート２１を数枚積み重ねて、熱プレス処理する（ステップ４）。これによりパンチングシート２１どうしが熱圧着されて、一体化される。
【００２７】
得られた熱圧着体を、脱脂、焼成して焼成体を得る（ステップ５）。この焼成時に、ドープペーストに含まれる金属成分（マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、クロム（Ｃｒ）、タングステン（Ｗ）等）が、主にドープペーストが塗布された部分の近傍の圧電セラミックス層１１の一部へ拡散する。これにより、内部電極１２ａ・１２ｂの外周部分（図１（ａ）中の領域Ａに相当する）では圧電セラミックスの組成が変化して圧電特性が低下し、内部電極１２ａ・１２ｂの中央部分（図１（ａ）中の領域Ｂに相当する）では原料組成がほぼ保持されるために、圧電特性が維持される。
【００２８】
続いて、必要に応じて焼成体の側面や端面（上下面）を研磨処理し、形状を整える。内部電極１２ａ・１２ｂが露出している側面に銀ペーストを塗布し、焼成して、外部電極１３ａ・１３ｂを形成する（ステップ６）。その後、外部電極１３ａ・１３ｂにはリード線が取り付けられ、さらに積層型圧電アクチュエータ１０の側面には樹脂被膜が設けられ、または封止缶に封入される。
【００２９】
このような積層型圧電アクチュエータ１０の製造方法は、従来の積層コンデンサ型の積層型圧電アクチュエータの製造方法と同様であるために、生産性に優れている。また、グリーンシートの厚みを薄くすれば、それだけ圧電セラミックス層１１の厚みを薄くすることができる。
【００３０】
図５は、上記製造方法に従って作製した積層型圧電アクチュエータ１０ａ・１０ｂおよびステップ３ｂの工程を省いて作製した従来の積層型圧電アクチュエータ９０の耐久性試験の結果を示すグラフである。
【００３１】
ここで、積層型圧電アクチュエータ１０ａ・１０ｂ・９０は、グリーンシートの厚みが１００μｍ、電極ペーストおよび／またはドープペーストが塗布されたパンチングシート２１の積層数（つまり内部電極１２ａ・１２ｂの層数）が１２０層、素子形状が縦６ｍｍ×横６ｍｍ×高さ１０ｍｍ、である点で共通している。積層型圧電アクチュエータ１０ａは、ドープペーストとして炭酸マンガンを含むものを使用して作製され、積層型圧電アクチュエータ１０ｂは、ドープペーストとして酸化鉄を含むものを使用して作製された。
【００３２】
また、耐久性試験は、積層型圧電アクチュエータ１０ａ・１０ｂ・９０をそれぞれ３０個ずつ準備して、各試料を、電圧１５０Ｖ、周波数２５０Ｈｚで駆動することによって行い、所定の駆動回数（振動回数）に達した時点で破壊した素子数をカウントし、全試験素子数に対する割合（以下「剥離故障率」という）を求めた。図５ではこの剥離故障率を累積値で示している。
【００３３】
図５に示されるように、１０^３回までの駆動回数では、各試料で耐久性に違いは見られない。しかし、積層型圧電アクチュエータ９０の累積剥離故障率は、駆動回数が１０^４回を超えた時点から増加し始め、１０^７回を超えると大きく増加していることがわかる。これに対して、積層型圧電アクチュエータ１０ｂの累積剥離故障率は、１０^４回を超えた時点から徐々に増加し始めているが、積層型圧電アクチュエータ９０と比較するとその勾配は緩やかである。積層型圧電アクチュエータ１０ａの累積剥離故障率は、１０^４回を超えると僅かに上昇しているが、その勾配は積層型圧電アクチュエータ１０ｂの場合よりもさらに緩やかであり、１０^６回を超えても殆ど変化しないことが確認された。このように、本発明に係る積層型圧電アクチュエータ１０ａ・１０ｂは、従来の積層型圧電アクチュエータ９０と比較して、優れた耐久性を有していることが確認された。
【００３４】
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明はこのような形態に限定されるものではない。例えば、内部電極１２ａ・１２ｂの電極パターンは図４（ｂ）に示した電極パターン２２に限定されるものではない。積層コンデンサ型の積層型圧電アクチュエータでは、外部電極が設けられる部分の近傍は必ず圧電不活性部となる。このため図６（ａ）に示す電極パターン２２ａ（右上がり斜線部分）や、図６（ｂ）に示す電極パターン２２ｂ（右上がり斜線部分）のように、内部電極が積層型圧電アクチュエータの側面の殆どの部分に露出する電極パターンであっても、ドープペーストをこれらの電極パターン２２ａ・２２ｂの外周部分にそれぞれ塗布パターン２３ａ・２３ｂ（右下がり斜線部分）で印刷し、さらに電極ペーストが印刷されていない部分にドープペーストを印刷すれば、積層型圧電アクチュエータの周縁部分において圧電セラミックス層の圧電特性を低下させることができ、これによって圧電活性部と圧電不活性部との境界付近に発生する応力を低減することができる。
【００３５】
また、図４（ｂ）に示した電極パターン２２がパンチングシート２１に印刷された場合において、ドープペーストの印刷パターンは図４（ｃ）に示す形態に限られない。例えば、図４（ｄ）に示す塗布パターン２３ｃ（右下がり斜線部分）でドープペーストを印刷することができる。
【００３６】
圧電セラミックス層１１の特性を低下させるマンガン等の金属成分の拡散量を制御する方法について、パンチングシート２１に図４（ｃ）に示す枠状の塗布パターン２３でドープペーストをスクリーン印刷する場合を例に挙げると、例えば、次の３つ方法を挙げることができる。
【００３７】
第１の方法は、スクリーン印刷に使用するスクリーンのメッシュを、塗布パターン２３の内側に対応する部分では細かくして、塗布パターン２３の外側に対応する部分では粗くする方法である。この場合には１回の印刷でドープペーストを塗布することができる。第２の方法は、塗布パターン２３でドープペーストを印刷する際に、塗布パターンの内側の半分を細かいメッシュのスクリーンで印刷し、外側の半分をメッシュの粗いスクリーンで印刷する方法である。勿論、塗布パターン２３を３以上の枠状のパターンに分けて、内側の枠から外側の枠へと、逐次、スクリーンのメッシュを粗くすればよい。第３の方法は、塗布パターン２３でドープペーストを印刷した後に、塗布パターン２３の外側部分に再びドープペーストを印刷する方法である。
【００３８】
これらの方法によれば、塗布パターン２３の内側ではドープペーストの印刷量が少なく、塗布パターン２３の外側ではドープペーストの印刷量が多くなるために、ドープペーストに含まれるマンガン等の金属成分の圧電セラミックス層１１への拡散量を傾斜的に変化させることができ、これによって圧電セラミックス層１１の圧電特性を制御することができる。
【００３９】
上述した圧電セラミックス層１１に所定の金属成分を拡散させることによる変位制御方法の他に、内部電極１２ａ・１２ｂの特性を制御することによって、積層型圧電アクチュエータ１０の内部電極１２ａ・１２ｂの外周部分の変位量が、その外周部分の内側から外側に向かって連続的に小さくなるようにする方法がある。
【００４０】
図７は、パンチングシート２１に印刷する電極パターンを示す説明図である。図７（ａ）に示すように、最初にパンチングシート２１に電極パターン２２ｃ（右上がり斜線部分）を、メッシュの細かいスクリーンを用いて印刷する。次に、図７（ｂ）に示すように、電極パターン２２ｃの中央部にさらに電極ペーストを上塗りする。図７（ｂ）ではこの電極上塗りパターン２６を右下がり斜線で示している。このような方法を用いると、一連の製造工程を経て形成される内部電極１２ａ・１２ｂにおいて、電極ペーストが二度塗りされた中央部分では電気抵抗が小さくなり、一方、電極ペーストが一度しか塗布されていない外周部分では電気抵抗が大きくなる。
【００４１】
圧電セラミックス層１１が均一な組成であっても、このように内部電極１２ａ・１２ｂに電気的な特性差を設けることによって、内部電極１２ａ・１２ｂの外周部分の変位量がこの外周部分の内側から外側に向かって連続的に小さくなっている状態を実現することができる。内部電極１２ａ・１２ｂに電気的な特性差を設ける方法としては、電極パターンの中央部をメッシュの粗いスクリーンで印刷し、かつ、電極パターンの外側をメッシュの細かいスクリーンで印刷する方法や、電極パターンの中央部はボイド（孔）の少ない膜状に形成し、かつ、電極パターンの外側は、網目状に形成する方法、または電極パターンの中央部を低抵抗な電極材料で構成し、かつ、電極パターンの外側を中央部と比較して相対的に高抵抗な電極材料で構成する等の方法を用いることができる。
【００４２】
【発明の効果】
上述の通り、本発明の積層型圧電アクチュエータは、圧電活性部と圧電不活性部との境界部で発生する応力が小さくなるために、破壊し難く、耐久性に優れる。また、本発明の積層型圧電アクチュエータは積層コンデンサの製造工程に同様の工程で製造することができるために、生産性が高く、低コストでの製品製造が可能である。また、圧電セラミックス層の薄板化が容易であるため、駆動電圧を低下させ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】本発明の積層型圧電アクチュエータの一実施形態を示す概略断面図と、内部電極のパターンを重ねて示す説明図。
【図２】図１に示す積層型圧電アクチュエータの変位量分布を示す説明図。
【図３】図１に示す積層型圧電アクチュエータの製造工程の一例を示すフローチャート。
【図４】図１に示す積層型圧電アクチュエータの製造に用いられる電極パターンおよび塗布パターンの例を示す平面図。
【図５】積層型圧電アクチュエータの耐久性試験の結果を示すグラフ。
【図６】積層型圧電アクチュエータの電極パターンとドープペーストの塗布パターンの別の実施形態を示す平面図。
【図７】積層型圧電アクチュエータの別の電極パターンを示す平面図。
【図８】従来の積層型圧電アクチュエータの一例を示す断面図および内部電極のパターンを重ねて示す説明図。
【図９】従来の積層型圧電アクチュエータの別の例を示す断面図および内部電極のパターンを重ねて示す説明図。
【符号の説明】
１０・１０ａ・１０ｂ；積層型圧電アクチュエータ
１１；圧電セラミックス層
１２ａ・１２ｂ；内部電極
１３ａ・１３ｂ；外部電極
２１；パンチングシート
２２・２２ａ・２２ｂ・２２ｃ；電極パターン
２３・２３ａ・２３ｂ・２３ｃ；塗布パターン
２６；電極上塗りパターン
９０；積層型圧電アクチュエータ
２００；積層型圧電アクチュエータ
２０１；圧電セラミックス層
２０２ａ・２０２ｂ；内部電極
２０３ａ・２０３ｂ；外部電極
２１０；積層型圧電アクチュエータ
２１１；圧電セラミックス層
２１２ａ・２１２ｂ；内部電極
２１３ａ・２１３ｂ；外部電極

Claims

圧電セラミックス層と内部電極とが交互に積層され、前記内部電極が一層おきに接続されてなる積層型圧電アクチュエータであって、
前記内部電極の外周部分の変位量が前記外周部分の内側から外側に向かって連続的に小さくなっていることを特徴とする積層型圧電アクチュエータ。
前記圧電セラミックス層において前記内部電極の外周部分の近傍に位置する部分には、マンガン、鉄、クロム、タングステンから選ばれた１以上の成分が他の部分よりも多く含まれることを特徴とする請求項１に記載の積層型圧電アクチュエータ。
圧電セラミックス層と内部電極とが交互に積層され、前記内部電極が一層おきに接続されてなる積層型圧電アクチュエータであって、
圧電セラミックスの粉末をシート成形する工程と、
前記シート成形工程により得られたグリーンシートに、電極ペーストを所定のパターンで塗布する工程と、
前記電極ペーストの塗布処理の前後いずれかにおいて、前記電極ペーストの塗布パターンの外周部分に、前記圧電セラミックスの圧電特性を低下させる添加物を含有するペーストを塗布する工程と、
前記各ペーストが塗布されたグリーンシートを所定枚数積層し、一体化し、焼成する工程と、
を有することを特徴とする積層型圧電アクチュエータの製造方法。
前記添加物は、炭酸マンガン、酸化マンガン、酸化鉄、酸化クロム、酸化タングステンから選ばれた１または複数の成分であることを特徴とする請求項３に記載の積層型圧電アクチュエータの製造方法。