JP2007207881A - 積層型圧電素子及びその製造方法 - Google Patents

積層型圧電素子及びその製造方法 Download PDF

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Akio Iwase
Shigeru Kadotani
鉄次 伊藤
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成 門谷
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Abstract

【課題】優れた耐久性・信頼性を有する積層型圧電素子及びその製造方法を提供すること。
【解決手段】積層型圧電素子1は、圧電層11と内部電極層12とを交互に積層してなるセラミック積層体10と、セラミック積層体10の側面101、102に設けられた一対の外部電極41とを有する。セラミック積層体10は、電圧印加時に圧電層11が伸張する駆動部2と、駆動部2の両端面208、209に積層され、電圧印加時に積極的に伸張しない非駆動部3とを有する。駆動部2は、定常圧電層111を複数含む定常層21と、定常層21の両端面218、219に積層され、定常圧電層111よりも厚みが大きい非定常圧電層112を複数含む緩和層22とを有し、非定常圧電層112の厚みは、定常圧電層111の厚みの1倍超え2倍未満である。
【選択図】図1

Description

本発明は、例えば、圧電アクチュエータ等に適用される積層型圧電素子及びその製造方法に関する。

近年、自動車の燃費、排気ガス等の対策の面から、積層型圧電素子を用いた自動車の燃料噴射用インジェクタの開発が進められている。
積層型圧電素子は、例えば圧電材料よりなる圧電層と導電性を有する内部電極層とを交互に積層してなるセラミック積層体を有し、該セラミック積層体の側面に設けられ内部電極層に順次交互に導通される一対の外部電極とを有する。そして、上記積層型圧電素子は、内部電極層に対して電圧を印加することにより、圧電層に変位が生じて駆動するように構成されている。

積層型圧電素子の駆動時、圧電層が伸張することによってセラミック積層体に大きな応力がかかる。そして、この応力が繰り返しかかることによって、セラミック積層体に割れや剥離等の不具合が生じるおそれがある。一般的に、セラミック積層体は、電圧印加時に圧電層が伸張する駆動部と伸張しない非駆動部とを有している。非駆動部は、駆動部の伸縮に伴って僅かに変形するが、積極的には伸張させない部分である。このような構成を有している場合には、特に駆動部と非駆動部との間(界面)に応力が集中する。

この問題を解決すべく、特許文献1〜3には、積層型圧電素子の駆動時において、セラミック積層体に生じる応力を緩和するための構造が開示されている。しかしながら、いずれも応力を緩和する効果が不充分である。また、応力を緩和する構造を容易に形成することができない等の製造上の問題がある。
そのため、駆動時において、セラミック積層体に生じる応力を充分に緩和することができ、優れた耐久性・信頼性を有する積層型圧電素子、及びそれを容易に形成することができる製造方法が望まれている。

特開平9−270540号公報 特開平7−226542号公報 特開2004−103725号公報

本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、優れた耐久性・信頼性を有する積層型圧電素子及びその製造方法を提供しようとするものである。

第1の発明は、圧電材料よりなる圧電層と導電性を有する内部電極層とを交互に積層してなるセラミック積層体と、該セラミック積層体の側面に設けられ上記内部電極層に順次交互に導通される一対の外部電極とを有する積層型圧電素子において、
上記セラミック積層体は、上記内部電極層に対して電圧を印加した際に上記圧電層が伸張する駆動部と、該駆動部の両端面に積層され、上記内部電極層に対して電圧を印加した際に積極的に伸張しない非駆動部とを有し、
上記駆動部は、所定の厚みを有する上記圧電層である定常圧電層を複数含む定常層と、該定常層の両端面に積層され、上記定常圧電層よりも厚みが大きい上記圧電層である非定常圧電層を1又は複数含む緩和層とを有し、上記非定常圧電層の厚みは、上記定常圧電層の厚みの1倍超え2倍未満であることを特徴とする積層型圧電素子にある(請求項1)。

本発明の積層型圧電素子において、上記セラミック積層体は、上記駆動部と該駆動部の両端面に積層された上記非駆動部とを有しており、上記駆動部は、上記定常層と該定常層の両端面に積層された上記緩和層とを有している。つまり、上記非駆動部と上記駆動部の両端部に設けられた上記緩和層とは、互いに接するように形成されている。そして、上記緩和層は、上記定常層を構成している上記定常圧電層よりも上記特定の範囲で厚みが大きい上記非定常圧電層を1又は複数含んで構成されている。

すなわち、上記非定常圧電層は、上記定常圧電層よりも1倍超え2倍未満の範囲で厚みが大きいため、同じ電圧を印加した場合における伸張量が上記定常圧電層に比べて小さい。つまり、上記非定常圧電層において発生する応力は、上記定常圧電層よりも小さい。そして、このような非定常圧電層を含んで構成された上記緩和層を、上記非駆動部と接する上記駆動部の両端部に設けたことにより、電圧印加時に応力が集中する部分である上記駆動部と上記非駆動部との間に生じる応力を効果的に緩和することができる。

さらに、本発明において注目すべきことは、上記非定常圧電層の厚みを上記定常圧電層の1倍超え2倍未満という特定の範囲に限定したことにある。そのため、上記定常圧電層と上記非定常圧電層との間の伸張量の変化(応力の変化)を適度に小さくすることができ、上記緩和層による応力緩和効果をより一層効果的に発揮することができる。
これにより、上記非定常圧電層の厚みを上記定常圧電層の2倍以上にした場合に、上記定常圧電層と上記非定常圧電層との間の伸張量の変化(応力の変化)が大きくなり、上記緩和層による応力緩和効果を充分に発揮することができないという問題があったが、それを解消することができる。

以上のことから、上記積層型圧電素子は、上記セラミック積層体において応力が集中する上記駆動部と上記非駆動部との界面付近はもちろんのこと、上記駆動部内部や上記非駆動部内部における割れや剥離等の不具合の発生も抑制することができる。そして、長期間の使用においても充分な耐久性を発揮し、高い信頼性を得ることができる。

第2の発明は、圧電材料よりなる圧電層と導電性を有する内部電極層とを交互に積層してなるセラミック積層体と、該セラミック積層体の側面に設けられ上記内部電極層に順次交互に導通される一対の外部電極とを有し、上記セラミック積層体が、上記内部電極層に対して電圧を印加した際に上記圧電層が伸張する駆動部と、該駆動部の両端面に積層され、上記内部電極層に対して電圧を印加した際に積極的に伸張しない非駆動部とを有し、上記駆動部が、所定の厚みを有する上記圧電層である定常圧電層を複数含む定常層と、該定常層の両端面に積層され、上記定常圧電層よりも厚みが大きい上記圧電層である非定常圧電層を1又は複数含む緩和層とを有する積層型圧電素子を製造する方法において、
上記定常圧電層となる定常シート部と、該定常シート部の厚みの1倍超え2倍未満の厚みを有し、上記非定常圧電層となる非定常シート部とを形成するシート部形成工程と、
上記定常シート部及び上記非定常シート部の上に、上記内部電極層となる電極材料を印刷する電極印刷工程と、
上記定常シート部を複数積層して上記定常層を形成すると共に、上記非定常シート部を1又は複数積層して上記緩和層を形成し、上記定常層の両端面に上記緩和層を積層して駆動部を形成する駆動部形成工程と、
上記駆動部の両端面に上記非駆動部を積層して中間積層体を形成する中間積層体形成工程と、
上記中間積層体を焼成して上記セラミック積層体を形成する焼成工程とを含むことを特徴とする積層型圧電素子の製造方法にある(請求項7)。

本発明の積層型圧電素子の製造方法は、上記シート部形成工程において、上記定常シート部よりも1倍超え2倍未満の範囲で厚みが大きい上記非定常シート部を形成する。その後、上記電極印刷工程を施し、上記駆動部形成工程において、上記非定常シート部を1又は複数積層して上記緩和層を形成し、上記駆動部の両端部に上記緩和層を配置する。そして、上記中間積層体形成工程において、上記駆動部の両端面に上記非駆動部を積層する。すなわち、上記緩和層と上記非駆動部とが互いに接するように配置する。そのため、上記焼成工程後に得られる上記セラミック積層体において、上記緩和層と上記非駆動部とは、互いに接するように形成される。そして、上記緩和層は、上記定常圧電層よりも上記特定の範囲、すなわち1倍超え2倍未満の範囲で厚みが大きい上記非定常圧電層を1又は複数含んで構成される。

これにより、上記製造方法によって得られる積層型圧電素子は、上記緩和層を上述したような位置に形成したことにより、電圧印加時に応力が集中する部分である上記駆動部と上記非駆動部との間に生じる応力を効果的に緩和することができる。
さらに、本発明のように、上記シート部形成工程において形成する上記非定常シート部の厚みを、上記定常シート部の1倍超え2倍未満という特定の範囲に限定することにより、上記緩和層による応力緩和効果をより一層効果的に発揮することができる。

以上のことから、上記製造方法によれば、上記セラミック積層体における上記駆動部と上記非駆動部との界面付近はもちろんのこと、上記駆動部内部や上記非駆動部内部における割れや剥離等の不具合の発生も抑制することができる積層型圧電素子を得ることができる。また、その積層型圧電素子は、長期間の使用においても充分な耐久性を発揮し、高い信頼性を有するものとなる。

上記第1の発明において、上記非定常圧電層の厚みは、上記定常圧電層の厚みの1倍超え1.5倍以下であることがより好ましい(請求項2)。
この場合には、上記定常圧電層と上記非定常圧電層との間の伸張量の変化(応力の変化)をさらに適度に小さくすることができる。これにより、上記緩和層による応力緩和効果をさらに向上させることができる。

また、上記緩和層は、上記非定常圧電層を複数含んでおり、該非定常圧電層の厚みは、上記駆動部の端部に近づくにしたがって徐々に大きくなっていることが好ましい(請求項3)。
この場合には、上記緩和層において、電圧印加時における上記非定常圧電層の伸張量が上記非駆動部に近づくにしたがって徐々に小さくなる。そのため、上記緩和層は、上記非駆動部に近づくにしたがって段階的に緩やかに応力を緩和することができる。これにより、上記緩和層による応力緩和効果をより一層向上させることができる。

また、上記非駆動部は、上記駆動部に近いほうからダミー層、保護層の順に積層してなり、上記ダミー層は、上記圧電層と同じ圧電材料により構成されていることが好ましい(請求項4)。
この場合には、上記駆動部と上記ダミー層とは、互いに接するように配置され、上記駆動部を構成する上記圧電層と上記ダミー層とは、同じ圧電材料よりなる。そのため、上記セラミック積層体を製造する上で、焼成時の収縮率等の材料特性の違いに起因して生じる割れや剥離等の不具合の発生を抑制することができる。これにより、上記セラミック積層体は、品質の高いものとなる。

また、上記非駆動部を上記ダミー層と上記保護層とで構成した場合、上記緩和層によって、上記ダミー層と上記保護層との界面における割れや剥離等の不具合の発生を抑制することができる。
また、上記ダミー層は、絶縁性を有していることが好ましい。これにより、上記駆動部の両端面における絶縁性を確保することができる。

また、上記保護層も、上記圧電層と同じ圧電材料により構成されていることが好ましい(請求項5)。
この場合には、上記セラミック積層体を製造する上で、焼成時の収縮率等の材料特性の違いに起因して生じる割れや剥離等の不具合の発生をさらに抑制することができる。

また、上記積層型圧電素子は、インジェクタの駆動源として用いられるインジェクタ用圧電アクチュエータであることが好ましい(請求項6)。
上記インジェクタは、高温高湿という過酷な条件下で使用される。そのため、上記の優れた積層型圧電素子をアクチュエータとして用いることにより、耐久性・信頼性を向上させることができ、インジェクタ全体の性能向上を図ることができる。

上記第2の発明において、上記シート部形成工程では、上記非定常シート部の厚みは、上記定常シート部の厚みの1倍超え1.5倍以下であることが好ましい(請求項8)。
この場合には、得られる積層型圧電素子は、上記緩和層による応力緩和効果をさらに向上させたものとなる。

また、上記シート部形成工程では、シート厚みを調整するためのブレードを有するドクターブレード成形機を用いて、ドクターブレード法によりグリーンシートを成形し、かつ、該グリーンシートを成形する際に、上記ブレードを上下させることにより、上記グリーンシートに上記定常シート部と該定常シート部よりも厚みが大きい上記非定常シート部とを形成する方法を採用することができる(請求項9)。
この場合には、上記ドクターブレード成形機の上記ブレードを上下させるだけで、厚みの異なる上記定常シート部と上記非定常シート部との両シート部を有する上記グリーンシートを容易に成形することができる。また、同一グリーンシートに厚みの異なる上記両シート部を形成することができるため、製造効率の向上を図ることができる。また、ドクターブレード法を用いるため、高品質なグリーンシートを成形することができると共に、上記両シート部の厚みを高い精度で容易に制御することができる。特に、上記非定常シート部は、上記特定の範囲の厚みに容易に制御することができる。

また、上記シート部形成工程では、一定厚みのグリーンシートを成形した後、該グリーンシートにおいて上記非定常シート部を形成する部分に、上記グリーンシートと同材料よりなるスラリーを1又は複数回塗布して厚みを大きくすることによって上記非定常シート部を形成し、上記グリーンシートにおいて上記スラリーを塗布しない部分を上記定常シート部とする方法を採用することができる(請求項10)。
すなわち、この場合には、最終的に得ようとする上記定常シート部と同じ厚みのグリーンシートを成形する。そして、該グリーンシートにおいて上記非定常シート部を形成する部分に、上記スラリーを塗布して厚みを大きくする。

これにより、上記定常シート部よりも厚みが大きい上記非定常シート部を容易に形成することができる。また、上記グリーンシートにおいて上記スラリーを塗布しない部分を、そのまま上記定常シート部として用いることができる。また、上記非定常シート部の厚みは、上記スラリーの塗布回数によって上記特定の範囲の厚みに容易に制御することができる。
なお、この場合におけるグリーンシートの成形方法は、ドクターブレード法、押出成形法、その他種々の方法を用いることができる。特に、ドクターブレード法を用いれば、高品質で精度の高いグリーンシートを成形することができる。

また、上記シート部形成工程では、上記定常シート部と該定常シート部よりも厚みが大きい上記非定常シート部とを別々に形成して用いる方法を採用することができる(請求項11)。
この場合には、例えば、最終的に得ようとする上記定常シート部及び上記特定の範囲の厚みを有する上記非定常シート部と同じ厚みのグリーンシートを別々に成形して、それぞれのグリーンシートを上記定常シート部及び上記非定常シート部として用いることができる。そのため、成形後のグリーンシートに厚みを大きくするための工程等、別工程を施す必要がない。これにより、製造工程を単純化することができる。
なお、この場合におけるグリーンシートの成形方法は、上記と同様に、ドクターブレード法、押出成形法、その他種々の方法を用いることができる。特に、ドクターブレード法を用いれば、高品質で精度の高いグリーンシートを成形することができる。

また、上記シート部形成工程では、厚みの異なる上記非定常シート部を複数種類形成し、上記駆動部形成工程では、上記非定常シート部の厚みが、上記駆動部の端部に近づくにしたがって徐々に大きくなるように、上記非定常シート部を積層して上記緩和層を形成し、該緩和層を上記定常層の両端面に積層することが好ましい(請求項12)。
この場合には、上記焼成工程後に得られる上記セラミック積層体において、上記緩和層は、上記非定常圧電層を複数含んでおり、該非定常圧電層の厚みは、上記駆動部の端部に近づくにしたがって徐々に小さくなる。すなわち、電圧印加時における上記非定常圧電層の伸張量が上記非駆動部に近づくにしたがって徐々に小さくなるように、上記緩和層を形成することができる。そのため、得られる積層型圧電素子において、上記緩和層は、上記非駆動部に近づくにしたがって段階的に緩やかに応力を緩和することができる。これにより、上記緩和層による応力緩和効果をより一層向上させることができる。

また、上記中間積層体形成工程の前に、ダミー層となるダミー層シート部及び保護層となる保護層シート部を積層して非駆動部を形成する非駆動部形成工程を行い、中間積層体形成工程では、上記駆動部に近いほうから上記ダミー層シート部、上記保護層シート部の順に配置されるように、上記非駆動部を上記駆動部の両端面に積層することもできる(請求項13)。
この場合には、上記駆動部と上記非駆動部とからなる上記中間積層体を一体的に焼成することができる。また、得られる上記セラミック積層体には、上記駆動部に近いほうから上記ダミー層、上記保護層の順に積層してなる上記非駆動部が形成される。

また、上記の場合には、上記ダミー層シート部及び上記保護層用シート部は、上記定常シート部及び上記非定常シート部と同じ圧電材料により構成されていることが好ましい(請求項14)。
この場合には、上記中間積層体は、全体的に同じ圧電材料を含んで構成されることになる。そのため、上記中間積層体を焼成する際に、材料特性の違いに起因して生じる割れや剥離等の不具合の発生を抑制することができる。これにより、品質の高い上記セラミック積層体を得ることができる。

また、上記中間積層体形成工程では、上記駆動部の両端面に、上記非駆動部の一部としてダミー層となるダミー層用シート部を積層し、上記焼成工程では、焼成後の上記中間積層体の両端面に、上記非駆動部の一部として保護層を積層して上記セラミック積層体を形成することもできる(請求項15)。
この場合には、上記駆動部と上記非駆動部の一部であるダミー層用シート部とからなる上記中間積層体を一体的に焼成することができる。また、得られる上記セラミック積層体には、上記駆動部に近いほうから上記ダミー層、上記保護層の順に積層してなる上記非駆動部が形成される。
なお、上記保護層は、焼成後の上記中間積層体に設ける。そのため、上記保護層としては、焼成したセラミックスや金属等で構成されたものを用いることができる。

また、上記の場合には、上記ダミー層用シート部は、上記定常シート部及び上記非定常シート部と同じ圧電材料により構成されていることが好ましい(請求項16)。
この場合には、上記中間積層体は、全体的に同じ圧電材料を含んで構成されることになる。そのため、上記中間積層体を焼成する際に、材料特性の違いに起因して生じる割れや剥離等の不具合の発生を抑制することができる。これにより、品質の高い上記セラミック積層体を得ることができる。

(実施例1)
本発明の実施例にかかる積層型圧電素子及びその製造方法について、図1〜図12を用いて説明する。
本例の積層型圧電素子1は、図1に示すごとく、圧電材料よりなる圧電層11と導電性を有する内部電極層12とを交互に積層してなるセラミック積層体10と、セラミック積層体10の側面101、102に設けられ内部電極層12に順次交互に導通される一対の外部電極41とを有する。

セラミック積層体10は、図1、図2に示すごとく、内部電極層12に対して電圧を印加した際に圧電層11が伸張する駆動部2と、駆動部2の両端面208、209に積層され、内部電極層12に対して電圧を印加した際に積極的に伸張しない非駆動部3とを有する。
駆動部2は、所定の厚みを有する定常圧電層111を複数含む定常層21と、定常層21の両端面218、219に積層され、定常圧電層111よりも厚みが大きい非定常圧電層112を複数含む緩和層22とを有し、非定常圧電層112の厚みは、定常圧電層111の厚みの1倍超え2倍未満である。
以下、これを詳説する。

本例の積層型圧電素子1において、セラミック積層体10は、図2に示すごとく、略円柱状を呈する積層体の外周面に、相互に対面する一対の側面101、102を形成してなる断面樽形状を呈している。なお、セラミック積層体10の断面形状としては、本例の樽形に限定されるものではなく、用途、使用状況に合わせて円形、四角形、八角形等の様々な形状に変更可能である。

また、図1、図2に示すごとく、セラミック積層体10は、上述のごとく、圧電層11と内部電極層12とが交互に積層されている。また、積層された内部電極層12は、端部の一部を一対の側面101、102に交互に露出している。また一方で、内部電極層12は、端部の一部を電極控え部19によってセラミック積層体10の内方に控えている。つまり、本例のセラミック積層体10は、いわゆる電極控え構造を有している。

本例の圧電層11は、ジルコン酸チタン酸鉛(PZT)により構成されている。
また、内部電極層12は、Ag/Pd合金により構成されている。これ以外にも、Ag、Pd、Cu、Ni等の単体、Cu/Ni等の合金により構成することもできる。
また、セラミック積層体10の構造としては、本例の電極控え構造の他、全面電極構造やその他の種々の構造を採用することができる。

また、図1、図2に示すごとく、セラミック積層体10は、中央部に設けられた駆動部2と、両端部に設けられた非駆動部3とを有する。駆動部2は、すべての圧電層11が内部電極層12に挟持されており、内部電極層12間に電圧を印加すると圧電層11が積層方向に伸張する部分であり、駆動部2全体としても積層方向に伸張する。これに対して、非駆動部3は、電圧印加時に積極的に伸張しない部分である。

また、同図に示すごとく、駆動部2は、中央部に設けられた定常層21と、両端部に設けられた緩和層22とを有する。定常層21は、すべて同じ厚みの定常圧電層111を複数含んで構成されている。定常圧電層111の厚みXは66μmである。一方、緩和層22は、定常圧電層111よりも厚みが大きい非定常圧電層112を複数含んで構成されている。

また、同図に示すごとく、緩和層22は、定常層11に近いほうから第1非定常圧電層112aを含む第1緩和層22a、第2非定常圧電層112bを含む第2緩和層22bの順に積層してなる。第1非定常圧電層112aの厚みY1は79μm、第2非定常圧電層112bの厚みY2は99μmである。すなわち、緩和層22において、第1非定常部層112a及び第2非定常層112bの厚みは、定常圧電層111の厚みのそれぞれ1.2倍、1.5倍である。また、非定常圧電層112の厚みは、駆動部2の端部に近づくにしたがって徐々に大きくなっている。

また、同図に示すごとく、非駆動部3は、駆動部2に近いほうからダミー層31、保護層32の順に積層してなる。また、本例のダミー層31及び保護層32は、圧電層11と同じ圧電材料により構成されている。
なお、セラミック積層体10の両端部を保護するための保護層32は、本例の圧電層11を構成しているPZT以外のセラミックス、金属等を採用することもできる。また、保護層32の厚みは、自由に変更することができる。

また、図1に示すごとく、セラミック積層体10の側面101、102には、それぞれ外部電極41が配設されている。外部電極41は、後述の導電性接着剤410を硬化させて形成したものである。また、外部電極41の端部には、リード線42が接合されている。
また、図示を省略したが、セラミック積層体10の側面全周は、全体を覆うように絶縁樹脂であるシリコーン樹脂よりなるモールド材でモールドしてある。

なお、本例の外部電極41を形成する導電性接着剤410としては、絶縁樹脂としてのエポキシ樹脂中に導電性材料としてのAgフィラーを分散させたものを用いた。上記絶縁樹脂しては、上記以外にも、シリコーン、ウレタン、ポリイミド等の各種樹脂を用いることができる。また、上記導電性材料としては、上記以外にも、Pt、Cu、Ni等を用いることができる。

次に、積層型圧電素子1の製造方法について説明する。
本例の積層型圧電素子1の製造方法は、図3〜図12に示すごとく、シート部形成工程、電極印刷工程、駆動部形成工程、中間積層体形成工程、及び焼成工程を行う。

シート部形成工程は、定常圧電層111となる定常シート部51と、定常シート部51の厚みの1倍超え2倍未満の厚みを有し、非定常圧電層112となる非定常シート部52とを形成する工程である。
電極印刷工程は、定常シート部51及び非定常シート部52の上に、内部電極層12となる電極材料120を印刷する工程である。
駆動部形成工程は、定常シート部51を複数積層して定常層21を形成すると共に、非定常シート部52を複数積層して緩和層22を形成し、定常層21の両端面218、219に緩和層22を積層して駆動部2を形成する工程である。
中間積層体形成工程は、駆動部2の両端面208、209に非駆動部3を積層して中間積層体100を形成する工程である。
焼成工程は、中間積層体100を焼成してセラミック積層体10を形成する工程である。
以下、これを詳説する。

<シート部形成工程>
本例のシート部形成工程では、図3のドクターブレード成形機7を用いて、ドクターブレード法により、定常シート部51及び非定常シート部52を形成したグリーンシート5(図4)を成形する。
本工程で用いるドクターブレード成形機7は、図3に示すごとく、スラリー50を投入するスラリー容器71と、スラリー50を貯蔵するためのスラリーダム72と、スラリー50を吐出する吐出口73と、上下方向に移動可能であり、吐出口73の高さを調整するためのブレード74とを備えている。

次に、本工程の手順を説明する。
まず、圧電材料となるジルコン酸チタン酸鉛(PZT)粉末を準備し、800〜950℃で仮焼する。そして、仮焼粉に純水、分散剤等を加えてスラリー状とし、パールミルにより湿式粉砕する。この粉砕物を乾燥、粉脱脂した後、溶剤、バインダー、可塑剤、分散剤等を加えてスラリー状とし、ボールミルにより混合する。そして、真空装置内で撹拌機により撹拌しながら真空脱泡、粘度調整を行い、スラリー50(図3)を作製する。

そして、図3に示すごとく、作製したスラリー50をドクターブレード成形機7のスラリー容器71に投入する。スラリー50は、スラリーダム72を通過して吐出口73から吐出され、回転ローラー75によって送出されるキャリアフィルム59上に塗布される。このとき、定常シート部51及び非定常シート部52の形成位置、シート厚みにあわせてブレード74の位置を上下に調整することにより、スラリー50の塗布厚みを変化させた。キャリアフィルム59上に塗布されたスラリー50は、乾燥用加熱機76によって乾燥され、長尺のグリーンシート5が成形される。

成形したグリーンシート5には、図4に示すごとく、厚み80μmの定常シート部51と定常シート部51よりも厚みが大きい非定常シート部52とが形成されている。また、非定常シート部52には、厚み96μmの第1非定常シート部52aと厚み120μmの第2非定常シート部52bとが形成されている。
また、本例のグリーンシート5には、ダミー層31となるダミー層用シート部531及び保護層32となる保護層用シート部532も形成されている。ダミー層用シート部531及び保護層用シート部532の厚みは、定常シート部51と同じ80μmとした。

そして、同図に示すごとく、定常シート部51、非定常シート部52である第1非定常シート部52a、第2非定常シート部52b、ダミー層用シート部531、及び保護層用シート部532の各シート部は、後述する打抜積層装置8によるグリーンシート5の打ち抜きと積層とを効率よく進めるため、予め長尺のグリーンシート5の長手方向に、積層される順序で形成されている。
なお、図4は、長尺のグリーンシート5の一部を表しており、セラミック積層体10の上部を構成する部分に当たる。それ以外の部分は図示を省略したが、上記と同様に、各シート部が積層される順序で形成されている。

<電極印刷工程>
次に、図5に示すごとく、内部電極層12を形成する部分に電極材料120をスクリーン印刷する。本例では、定常シート部51、第1非定常シート部52a、及び第2非定常シート部52bの打抜領域500において、内部電極層12を形成する部分に電極材料120を印刷する。

そして、同図に示すごとく、打抜領域500において、電極材料120を印刷した部分と他の部分との高さを略一致させるため、電極材料120が印刷されていない部分に、電極材料120と同じ厚みでスペーサ層190をスクリーン印刷する。このスペーサ層190を印刷した部分は、後に電極控え部19となる部分である。
さらに、図6に示すごとく、各シート部の打抜領域500に、各シート部を積層する際の接着効果を高めるための接着層180をスクリーン印刷する。

なお、打抜領域500とは、後述する打抜積層装置8によって打ち抜かれる領域のことである。
また、本例のスペーサ層190及び接着層180としては、グリーンシート5の原料であるスラリー50を用いた。

<駆動部形成工程・中間積層体形成工程>
本例では、図7〜図9に示すごとく、打抜積層装置8を用いて、駆動部形成工程と中間積層体形成工程との2つの工程を同時に行う。

本工程で用いる打抜積層装置8は、図8に示すごとく、グリーンシート5の各シート部を打ち抜くパンチ81と、パンチ81によって打ち抜かれた各シート部を積層して接着すると共に、積層途中の未完積層体109を支持するホルダ82とを備えている。ホルダ82は、未完積層体109を支持する凹状部821と、凹状部821に連通する空気穴822とを備えている。また、打抜積層装置8は、グリーンシート5の下側に配置された下型83と、上側に配置されたダイ型84とを備えている。下型83は、パンチ81の先端が通過するガイド穴831を備えている。また、ダイ型84もガイド穴841を備えている。

また、同図に示すごとく、打抜積層装置8は、グリーンシート5を下型83とダイ型84との間に挟んだ状態で、パンチ81によって打ち抜くことができるように構成されている。また、空気穴822から凹状部821の内部を吸引することによって、打ち抜いたグリーンシート5の各シート部を積層して接着し、未完積層体109を支持することができるように構成されている。

次に、打抜積層装置8を用いた本工程の手順を説明する。
図7に示すごとく、長尺のグリーンシート5を、送りローラー851、852によって駆動する搬送ベルト86に載せ、打抜積層装置8に向けて送出する。このとき、送りローラー851の位置で、グリーンシート5から搬送ベルト86を分離する。分離された搬送ベルト86は、巻取ローラー87によって巻き取られる。そして、グリーンシート5を打抜積層装置8の下型83とダイ型84との間に導入し、パンチ81を上下に動かして、グリーンシート5の各シート部における打抜領域500を打ち抜く。打ち抜きを終えて残った長尺のグリーンシート5の残骸は、巻取機88によって回収される。なお、図7では、簡略化した打抜積層装置8を図示してある。

図8に示すごとく、打ち抜いて得られた各シート部は、ガイド穴841を通過して、ホルダ82の凹状部821に積層される。積層途中の未完積層体109は、ホルダ82に支持された状態となる。以降、グリーンシート5の各シート部を、中間積層体100(図9)が得られるような順序で打ち抜き、積層する。
これにより、図9に示すごとく、中間積層体100を得る。なお、図9では、中間積層体100の上部のみを図示してある。上部と同様の構成である下部については、図示を省略した(後述の図10のセラミック積層体10も同様)。

得られた中間積層体100は、図9に示すごとく、定常シート部51を含む定常層21と非定常シート部52を含む緩和層22とを有する駆動部2と、ダミー層用シート部531及び保護層用シート部532を積層してなる非駆動部3とを有している。そして、定常層21の両端面218、219に緩和層22が積層されており、駆動部2の両端面208、209に非駆動部3が積層されている。

すなわち、本例では、打抜積層装置8を用いることによって、定常層21及び緩和層22を形成し、定常層21の両端面218、219に緩和層22を積層して駆動部2を形成する駆動部形成工程と、駆動部2の両端面208、209に非駆動部3を積層して中間積層体100を形成する中間積層体形成工程との2つの工程を同時に行った。

また、本例の中間積層体100において、非駆動層3の保護層32を形成する部分には、保護層用シート部532が2枚積層されている。保護層32を形成する部分には、最終的に得ようとする保護層32の厚みに合わせて、本例のように保護層用シート部532を複数枚積層してもよいし、厚みの大きい1枚の保護層用シート部532を積層してもよい。

<焼成工程>
次に、中間積層体100に対して、脱脂を行う。加熱条件は、80時間かけて徐々に500℃まで加熱し、5時間保持する。これにより、中間積層体100に含まれているバインダー等の有機成分を除去する。そして、脱脂後の中間積層体100に対して、最高温度1065℃で2時間焼成を行う。
これにより、図10に示すごとく、セラミック積層体10を得る。

焼成工程後は、図11に示すごとく、セラミック積層体10の側面101に、導電性接着剤410を塗布する。そして、塗布した導電性接着剤410の上に、リード線42を配置する。このとき、リード線42の接合強度を高めるため、導電性接着剤410の上に配置したリード線42を導電性接着剤410で覆う。また、セラミック積層体10の側面102にも、上記と同様の作業を行う。

その後、導電性接着剤410を加熱硬化させ、図12に示すごとく、セラミック積層体10の側面101、102に外部電極41を形成すると共に、外部電極41にリード線42を接合する。最後に、セラミック積層体10の側面全周をモールド材によりモールドする(図示略)。
これにより、図1の積層型圧電素子1を完成させる。

次に、本例の積層型圧電素子1の作用効果について説明する、
本例の積層型圧電素子1において、非駆動部3と駆動部2の両端部に設けられた緩和層22とは、互いに接するように形成されている。そして、緩和層22は、定常層21を構成している定常圧電層111よりも特定の範囲で厚みが大きい非定常圧電層112を複数含んで構成されている。

すなわち、非定常圧電層112は、定常圧電層111よりも1倍超え2倍未満の範囲で厚みが大きいため、同じ電圧を印加した場合における伸張量が定常圧電層111に比べて小さい。つまり、非定常圧電層112において発生する応力は、定常圧電層111よりも小さい。そして、このような非定常圧電層112を含んで構成された緩和層22を、非駆動部3と接する部分に設けたことにより、電圧印加時に応力が集中する部分である駆動部2と非駆動部3との間に生じる応力を効果的に緩和することができる。

さらに、本例において注目すべきことは、非定常圧電層112の厚みを定常圧電層111の厚みの1倍超え2倍未満という特定の範囲に限定したことにある。そのため、定常層21と緩和層22との間の伸張量の変化(応力の変化)を適度に小さくすることができ、緩和層22による応力緩和効果をより一層効果的に発揮することができる。
これにより、例えば定常圧電層111を2枚以上積層して非定常圧電層112を作製した場合、つまり非定常圧電層112の厚みを定常圧電層111の2倍以上にした場合に、定常圧電層111と非定常圧電層112との間の伸張量の変化(応力の変化)が大きくなり、緩和層22による応力緩和効果を充分に発揮することができないという問題があったが、それを解消することができる。

以上のことから、本例の積層型圧電素子1は、セラミック積層体10において応力が集中する駆動部2と非駆動部3との界面付近はもちろんのこと、駆動部2内部や非駆動部3内部(例えば、ダミー層31と保護層32との界面付近)における割れや剥離等の不具合の発生も抑制することができる。そして、長期間の使用においても充分な耐久性を発揮し、高い信頼性を得ることができる。

また、本例では、非定常圧電層112の厚みは、定常圧電層112の厚みの1倍超え1.5倍以下である。そのため、定常圧電層111と非定常圧電層112との間の伸張量の変化(応力の変化)をさらに適度に小さくすることができる。これにより、緩和層22による応力緩和効果をさらに向上させることができる。

また、緩和層22は、第1緩和層22aに含まれる第1非定常圧電層112aと第2緩和層22bに含まれる第2非定常圧電層112bとの複数の非定常圧電層112を含んで構成されている。また、非定常圧電層112の厚みは、駆動部2の端部に近づくにしたがって徐々に大きくなっている。そのため、緩和層22において、電圧印加時における非定常圧電層112の伸張量が非駆動部3に近づくにしたがって徐々に小さくなる。これにより、緩和層22は、非駆動部3に近づくにしたがって段階的に緩やかに応力を緩和することができる。そして、緩和層22による応力緩和効果をより一層向上させることができる。
なお、緩和層22は、非定常圧電層112を1層だけ含んで構成することもできる。そして、この場合にも、応力緩和効果を充分に得ることができる。

また、本例の製造方法において、シート部形成工程では、シート厚みを調整するためのブレード74を有するドクターブレード成形機7を用いて、ドクターブレード法によりグリーンシート5を成形し、かつ、グリーンシート5を成形する際に、ブレード74を上下させることにより、グリーンシート5に定常シート部51と定常シート部51よりも厚みが大きい非定常シート部52とを形成する。
すなわち、本例では、ドクターブレード成形機7のブレード74を上下させるだけで、厚みの異なる定常シート部51と非定常シート部52との両シート部を有するグリーンシート5を容易に形成することができる。また、同一グリーンシート5に厚みの異なる両シート部51、52を形成することができるため、製造効率の向上を図ることができる。また、ドクターブレード法を用いるため、高品質なグリーンシート5を成形することができると共に、両シート部51、52の厚みを高い精度で容易に制御することができる。特に、非定常シート部52は、特定の範囲の厚みに容易に制御することができる。

また、駆動部形成工程及び中間積層体形成工程と同時に、ダミー層31となるダミー層シート部531及び保護層32となる保護層シート部532を積層して非駆動部3を形成し、中間積層体形成工程では、駆動部2に近いほうからダミー層シート部531、保護層シート部532の順に配置されるように、非駆動部3を駆動部2の両端面208、209に積層する。そのため、駆動部2と非駆動部3とからなる中間積層体100を一体的に焼成することができる。また、得られるセラミック積層体10には、駆動部2に近いほうからダミー層31、保護層32の順に積層してなる非駆動部3が形成される。

また、ダミー層シート部531及び保護層用シート部532は、定常シート部51及び非定常シート部52と同じ圧電材料により構成されている。そのため、中間積層体100は、全体的に同じ圧電材料を含んで構成されることになる。これにより、中間積層体100を焼成する際に、材料特性の違いに起因して生じる割れや剥離等の不具合の発生を抑制することができる。そして、品質の高いセラミック積層体10を得ることができる。

また、本例においては、保護層32は、中間積層体100を焼成することによってダミー層31と一体的に形成したが、中間積層体100を焼成した後に設けることもできる。すなわち、中間積層体100の非駆動部3にダミー層用シート部531のみを積層しておき、焼成後の中間積層体100の両端面に予め作製しておいた保護層32を積層し、セラミック積層体10を形成することもできる。この場合には、保護層32としては、焼成したセラミックスや金属等で構成されたものを用いることができる。

(実施例2)
本例は、実施例1の製造方法において、シート部形成工程における定常シート部51及び非定常シート部52の形成方法を変更した例である。
本例のシート部形成工程では、図13に示すごとく、一定厚みのグリーンシート5を成形した後、グリーンシート5において非定常シート部52を形成する部分に、グリーンシート5と同材料よりなるスラリー50を1又は複数回塗布して厚みを大きくすることによって非定常シート部52を形成し、グリーンシート5においてスラリー50を塗布しない部分を定常シート部51とする。

すなわち、本例のシート部形成工程では、同図に示すごとく、実施例1のドクターブレード成形機7を用いて、厚み80μmのグリーンシート5を成形する。そして、グリーンシート5において第1緩和層22aを構成する第1非定常シート部52aを形成する部分には、スラリー50を1回塗布する。また、第2緩和層22bを構成する第2非定常シート部52bを形成する部分には、スラリー50を2回塗布する。なお、スラリー50の1回の塗布厚みは、12μmとした。また、スラリー50の塗布方法は、スクリーン印刷を用いた。

これにより、同図に示すごとく、グリーンシート5において、スラリー50を塗布することによって厚みを大きくした部分に、厚み92μmの第1非定常シート部52a及び厚み104μmの第2非定常シート部52bを形成した。そして、スラリー50を塗布しない部分に、厚み80μmの定常シート部51を形成した。

なお、本例も実施例1と同様に、グリーンシート5に、定常シート部51と同じ厚みであるダミー層用シート部531及び保護層用シート部532を形成した。ダミー層用シート部531及び保護層用シート部532は、スラリー50を塗布しない部分に形成した。
シート部形成工程以降の工程は、実施例1と同様である。

この場合には、定常シート部51よりも厚みが大きい非定常シート部52を容易に形成することができる。また、グリーンシート5においてスラリー50を塗布しない部分を、そのまま定常シート部51として用いることができる。また、非定常シート部52の厚みは、スラリー50の塗布回数によって特定の範囲の厚みに容易に制御することができる。
その他は、実施例1と同様の作用効果を有する。

なお、グリーンシート5の成形方法としては、本例のドクターブレード法や押出成形法、その他種々の方法を用いることができる。特に、ドクターブレード法を用いれば、高品質で精度の高いグリーンシート5を成形することができる。

(実施例3)
本例は、実施例1の製造方法において、シート部形成工程における定常シート部51及び非定常シート部52の形成方法を変更した例である。
本例のシート部形成工程では、図14に示すごとく、定常シート部51と定常シート部51よりも厚みが大きい非定常シート部52とを別々に形成して用いる。

すなわち、本例のシート部形成工程では、同図に示すごとく、実施例1のドクターブレード成形機7を用いて、最終的に得ようとする厚み80μmの定常シート部51、厚み96μmの第1非定常シート部52a、及び厚み120μmの第2非定常シート部52bと同じ厚みの定常シート部用グリーンシート510、第1非定常シート部用グリーンシート520a、及び第2非定常シート部用グリーンシート520bを別々に成形した。

なお、本例では、定常シート部51と同じ厚みであるダミー層用シート部531及び保護層用シート部532と同じ厚みのダミー層及び保護層シート部用グリーンシート530を成形した。
シート部形成工程以降の工程は、実施例1と同様である。
ただし、同一グリーンシートに各シート部を形成していないため、実施例1のような連続した打ち抜き、積層を行うことは困難となる。したがって、予め打ち抜いた各シート部を積層して中間積層体100を形成する方法等を用いればよい。

この場合には、定常シート部用グリーンシート510、第1非定常シート部用グリーンシート520a、及び第2非定常シート部用グリーンシート520bをそれぞれ定常シート部51、第1非定常シート部52a、及び第2非定常シート部52bとして用いることができる。そのため、成形後のグリーンシートに厚みを大きくするための工程等、別工程を施す必要がない。これにより、製造工程を単純化することができる。
その他は、実施例1と同様の作用効果を有する。
なお、各グリーンシートの成形方法としては、実施例2と同様である。

(実施例4)
本例は、実施例1の積層型圧電素子1をインジェクタ6の圧電アクチュエータとして用いた例である。
本例のインジェクタ6は、図15に示すごとく、ディーゼルエンジンのコモンレール噴射システムに適用したものである。
このインジェクタ6は、同図に示すごとく、駆動部としての積層型圧電素子1が収容される上部ハウジング62と、その下端に固定され、内部に噴射ノズル部64が形成される下部ハウジング63を有している。

上部ハウジング62は略円柱状で、中心軸に対し偏心する縦穴621内に、積層型圧電素子1が挿通固定されている。
縦穴621の側方には、高圧燃料通路622が平行に設けられ、その上端部は、上部ハウジング62上側部に突出する燃料導入管623内を経て外部のコモンレール(図示略)に連通している。

上部ハウジング62上側部には、また、ドレーン通路624に連通する燃料導出管625が突設し、燃料導出管625から流出する燃料は、燃料タンク(図示略)へ戻される。
ドレーン通路624は、縦穴621と駆動部分(積層型圧電素子)1との間の隙間60を経由し、さらに、この隙間60から上下ハウジング62、63内を下方に延びる図示しない通路によって後述する3方弁651に連通してしる。

噴射ノズル部64は、ピストンボデー631内を上下方向に摺動するノズルニードル641と、ノズルニードル641によって開閉されて燃料溜まり642から供給される高圧燃料をエンジンの各気筒に噴射する噴孔643を備えている。燃料溜まり642は、ノズルニードル641の中間部周りに設けられ、上記高圧燃料通路622の下端部がここに開口している。ノズルニードル641は、燃料溜まり642から開弁方向の燃料圧を受けるとともに、上端面に面して設けた背圧室644から閉弁方向の燃料圧を受けており、背圧室644の圧力が降下すると、ノズルニードル641がリフトして、噴孔643が開放され、燃料噴射がなされる。

背圧室644の圧力は3方弁651によって増減される。3方弁651は、背圧室644と高圧燃料通路622、またはドレーン通路624と選択的に連通させる構成である。ここでは、高圧燃料通路622またはドレーン通路624へ連通するポートを開閉するボール状の弁体を有している。この弁体は、上記駆動部1により、その下方に配設される大径ピストン652、油圧室653、小径ピストン654を介して、駆動される。

そして、本例においては、上記構成のインジェクタ6における駆動源として、実施例00の積層型圧電素子1を用いている。この積層型圧電素子1は、上記のごとく、優れた耐久性・信頼性を有するものである。そのため、インジェクタ6全体の性能向上を図ることができる。

実施例1における、積層型圧電素子の構造を示す説明図。 実施例1における、セラミック積層体の構造を示す説明図。 実施例1における、ドクターブレード成形機の構成を示す説明図。 実施例1における、成形したグリーンシートの各シート部を示す説明図。 実施例1における、電極材料及びスペーサ層を印刷する工程を示す説明図。 実施例1における、接着層を印刷する工程を示す説明図。 実施例1における、打抜積層装置を用いてグリーンシートを打ち抜き・積層する工程を示す説明図。 実施例1における、打抜積層装置の構成を示す説明図。 実施例1における、焼成前の中間積層体を示す説明図。 実施例1における、焼成後のセラミック積層体を示す説明図。 実施例1における、セラミック積層体の側面に外部電極を形成する工程を示す説明図。 実施例1における、セラミック積層体の側面に外部電極を形成した状態を示す説明図。 実施例2における、成形したグリーンシートの各シート部を示す説明図。 実施例3における、成形したグリーンシートの各シート部を示す説明図。 実施例4における、インジェクタの構造を示す説明図。

符号の説明

1 積層型圧電素子
10 セラミック積層体
11 圧電層
111 定常圧電層
112 非定常圧電層
12 内部電極層
2 駆動部
21 定常層
22 緩和層
3 非駆動部
31 ダミー層
32 保護層
41 外部電極
6 インジェクタ

Claims (16)

  1. 圧電材料よりなる圧電層と導電性を有する内部電極層とを交互に積層してなるセラミック積層体と、該セラミック積層体の側面に設けられ上記内部電極層に順次交互に導通される一対の外部電極とを有する積層型圧電素子において、
    上記セラミック積層体は、上記内部電極層に対して電圧を印加した際に上記圧電層が伸張する駆動部と、該駆動部の両端面に積層され、上記内部電極層に対して電圧を印加した際に伸張しない非駆動部とを有し、
    上記駆動部は、所定の厚みを有する上記圧電層である定常圧電層を複数含む定常層と、該定常層の両端面に積層され、上記定常圧電層よりも厚みが大きい上記圧電層である非定常圧電層を1又は複数含む緩和層とを有し、上記非定常圧電層の厚みは、上記定常圧電層の厚みの1倍超え2倍未満であることを特徴とする積層型圧電素子。
  2. 請求項1において、上記非定常圧電層の厚みは、上記定常圧電層の厚みの1倍超え1.5倍以下であることを特徴とする積層型圧電素子。
  3. 請求項1又は2において、上記緩和層は、上記非定常圧電層を複数含んでおり、該非定常圧電層の厚みは、上記駆動部の端部に近づくにしたがって徐々に大きくなっていることを特徴とする積層型圧電素子。
  4. 請求項1〜3のいずれか1項において、上記非駆動部は、上記駆動部に近いほうからダミー層、保護層の順に積層してなり、上記ダミー層は、上記圧電層と同じ圧電材料により構成されていることを特徴とする積層型圧電素子。
  5. 請求項4において、上記保護層は、上記圧電層と同じ圧電材料により構成されていることを特徴とする積層型圧電素子。
  6. 請求項1〜5のいずれか1項において、上記積層型圧電素子は、インジェクタの駆動源として用いられるインジェクタ用圧電アクチュエータであることを特徴とする積層型圧電素子。
  7. 圧電材料よりなる圧電層と導電性を有する内部電極層とを交互に積層してなるセラミック積層体と、該セラミック積層体の側面に設けられ上記内部電極層に順次交互に導通される一対の外部電極とを有し、上記セラミック積層体が、上記内部電極層に対して電圧を印加した際に上記圧電層が伸張する駆動部と、該駆動部の両端面に積層され、上記内部電極層に対して電圧を印加した際に積極的に伸張しない非駆動部とを有し、上記駆動部が、所定の厚みを有する上記圧電層である定常圧電層を複数含む定常層と、該定常層の両端面に積層され、上記定常圧電層よりも厚みが大きい上記圧電層である非定常圧電層を1又は複数含む緩和層とを有する積層型圧電素子を製造する方法において、
    上記定常圧電層となる定常シート部と、該定常シート部の厚みの1倍超え2倍未満の厚みを有し、上記非定常圧電層となる非定常シート部とを形成するシート部形成工程と、
    上記定常シート部及び上記非定常シート部の上に、上記内部電極層となる電極材料を印刷する電極印刷工程と、
    上記定常シート部を複数積層して上記定常層を形成すると共に、上記非定常シート部を1又は複数積層して上記緩和層を形成し、上記定常層の両端面に上記緩和層を積層して駆動部を形成する駆動部形成工程と、
    上記駆動部の両端面に上記非駆動部を積層して中間積層体を形成する中間積層体形成工程と、
    上記中間積層体を焼成して上記セラミック積層体を形成する焼成工程とを含むことを特徴とする積層型圧電素子の製造方法。
  8. 請求項7において、上記シート部形成工程では、上記非定常シート部の厚みは、上記定常シート部の厚みの1倍超え1.5倍以下であることを特徴とする積層型圧電素子の製造方法。
  9. 請求項7又は8において、上記シート部形成工程では、シート厚みを調整するためのブレードを有するドクターブレード成形機を用いて、ドクターブレード法によりグリーンシートを成形し、かつ、該グリーンシートを成形する際に、上記ブレードを上下させることにより、上記グリーンシートに上記定常シート部と該定常シート部よりも厚みが大きい上記非定常シート部とを形成することを特徴する積層型圧電素子の製造方法。
  10. 請求項7又は8において、上記シート部形成工程では、一定厚みのグリーンシートを成形した後、該グリーンシートにおいて上記非定常シート部を形成する部分に、上記グリーンシートと同材料よりなるスラリーを1又は複数回塗布して厚みを大きくすることによって上記非定常シート部を形成し、上記グリーンシートにおいて上記スラリーを塗布しない部分を上記定常シート部とすることを特徴とする積層型圧電素子の製造方法。
  11. 請求項7又は8において、上記シート部形成工程では、上記定常シート部と該定常シート部よりも厚みが大きい上記非定常シート部とを別々に形成して用いることを特徴とする積層型圧電素子の製造方法。
  12. 請求項7〜11のいずれか1項において、上記シート部形成工程では、厚みの異なる上記非定常シート部を複数種類形成し、上記駆動部形成工程では、上記非定常シート部の厚みが、上記駆動部の端部に近づくにしたがって徐々に大きくなるように、上記非定常シート部を積層して上記緩和層を形成し、該緩和層を上記定常層の両端面に積層することを特徴とする積層型圧電素子の製造方法。
  13. 請求項7〜12のいずれか1項において、上記中間積層体形成工程の前に、ダミー層となるダミー層用シート部及び保護層となる保護層用シート部を形成し、これらを積層して上記非駆動部を形成する非駆動部形成工程を行い、上記中間積層体形成工程では、上記駆動部に近いほうから上記ダミー層用シート部、上記保護層用シート部の順に配置されるように、上記非駆動部を上記駆動部の両端面に積層することを特徴とする積層型圧電素子の製造方法。
  14. 請求項13において、上記ダミー層用シート部及び上記保護層用シート部は、上記圧電層となる上記定常シート部及び上記非定常シート部と同じ圧電材料により構成されていることを特徴とする積層型圧電素子の製造方法。
  15. 請求項7〜12のいずれか1項において、上記中間積層体形成工程では、上記駆動部の両端面に、上記非駆動部の一部としてダミー層となるダミー層用シート部を積層し、上記焼成工程では、焼成後の上記中間積層体の両端面に、上記非駆動部の一部として保護層を積層して上記セラミック積層体を形成することを特徴とする積層型圧電素子の製造方法。
  16. 請求項15において、上記ダミー層用シート部は、上記圧電層となる上記定常シート部及び上記非定常シート部と同じ圧電材料により構成されていることを特徴とする積層型圧電素子の製造方法。
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