JP2009182311A - 積層型圧電素子及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】耐久性及び信頼性に優れた構造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、圧電セラミック層１１と内部電極層２０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３３とを有する。セラミック積層体１０は、積層方向に透視した場合に、すべての内部電極層２０が重合する領域である駆動部１０８と、少なくとも一部の内部電極層２０しか重合しない領域である非駆動部１０９とを有する。内部電極層２０は、駆動部１０８に存在する駆動内部電極部２１と、非駆動部１０９に存在する非駆動内部電極部２２とを有する。非駆動内部電極部２２は、その内部に空隙よりなるスリット部２９を有し、スリット部２９を介した二重構造を呈しており、かつ、スリット部２９は、セラミック積層体１０の外周面１０３に露出するように形成されている。
【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セラミック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、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ものがある。そして、内部電極層間に電圧を印加することにより、圧電セラミック層に変位（圧電変位）が生じて駆動するように構成されている。

上記積層型圧電素子には、セラミック積層体の外周面における電気的な絶縁性を高めるために、内部電極層の外周端部の一部をセラミック積層体の内方に控えた電極控え構造（部分電極構造）を有するものがある。
電極控え構造を有する積層型圧電素子には、セラミック積層体の積層方向に透視した場合に、すべての内部電極層が重合する領域である駆動部と、少なくとも一部の内部電極層しか重合しない、あるいは全く重合しない領域である非駆動部とが存在する。つまり、圧電変位が生じて駆動する駆動部と、圧電変位が生じず駆動しない非駆動部とが存在する。そのため、非駆動部には、圧電変位に応じて応力（歪み）が集中的に生じ、セラミック積層体内部にクラック等が発生するおそれがある。また、これによって絶縁破壊等の不具合が生じるおそれがある。

上記問題を解決するために、特許文献１では、非駆動部において空隙よりなる応力緩和部を内部電極層に沿って設けた積層型圧電素子が開示されている。
また、特許文献２では、電極層内又は電極層とピエゾセラミック層（圧電セラミック層）との界面に亀裂を形成することによって応力を緩和する圧電素子が開示されている。

特開２００５−２２３０１３号公報 特表２００６−５１７７２９号公報

しかしながら、上記特許文献１に示される積層型圧電素子では、駆動させることによって応力緩和部に静電気が溜まり、充放電が繰り返される。そのため、長期間使用すると圧電セラミック層に静電破壊が生じ、圧電素子としての性能が低下してしまう。
また、上記特許文献２に示される圧電素子では、亀裂が内部に進行し、繰り返しの駆動によって電極層が押し潰されたり、ピエゾエレメント（セラミック積層体）が座屈したりする。そのため、耐久性及び信頼性が低下するという問題が生じる。

本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたものであり、耐久性及び信頼性に優れた構造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セラミック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外周面に形成した一対の側面にそれぞれ設けられ、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、積層方向に透視した場合に、すべての上記内部電極層が重合する領域である駆動部と、少なくとも一部の上記内部電極層しか重合しない、あるいは全く重合しない領域である非駆動部とを有しており、
上記内部電極層は、上記駆動部に存在する駆動内部電極部と、上記非駆動部に存在する非駆動内部電極部とを有しており、
該非駆動内部電極部は、その内部に空隙よりなるスリット部を有し、該スリット部を介した二重構造を呈しており、かつ、上記スリット部は、上記セラミック積層体の外周面に露出するように形成されてい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、上記駆動部と上記非駆動部とを有する。そして、上記内部電極層のうち、上記非駆動部に存在する非駆動内部電極部は、その内部に空隙よりなるスリット部を有する。
すなわち、本発明では、上記内部電極層間に電圧を印加した際に圧電変位が起こらず駆動しない部分である上記非駆動部に、空隙よりなる上記スリット部が設けられている。そのため、圧電変位に応じて上記非駆動部に集中的に作用する応力を上記スリット部によって緩和することができる。これにより、上記圧電セラミック層におけるクラックの発生等の不具合を抑制することができる。

また、上記スリット部は、上記非駆動部に存在する上記非駆動内部電極部に設けられている。そのため、圧電変位によって駆動する上記駆動部には、上記スリット部を設けたことによる影響がほとんど及ばない。これにより、長期間の使用においても、圧電素子としての性能を維持することができる。
また、上記スリット部は、上記非駆動内部電極部の内部に設けられている。そのため、上記スリット部への静電気の帯電及び放電を防止することができる。これにより、上記圧電セラミック層の静電破壊を抑制することができる。

よって、本発明の積層型圧電素子は、上記スリット部を上記内部電極層の上記非駆動内部電極部の内部に設けたことにより、長期間の使用においても性能を維持することができる、優れた耐久性及び信頼性を有するものとなる。

第２の発明は、圧電材料よりなる圧電セラミック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外周面に形成した一対の側面にそれぞれ設けられ、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、積層方向に透視した場合に、すべての上記内部電極層が重合する領域である駆動部と、少なくとも一部の上記内部電極層しか重合しない、あるいは全く重合しない領域である非駆動部とを有しており、
上記内部電極層は、上記駆動部に存在する駆動内部電極部と上記非駆動部に存在する非駆動内部電極部とを有しており、
該非駆動内部電極部は、その少なくとも一部に上記駆動内部電極部を構成する材料よりも外部応力によってクラックが入り易い材料からなるクラック形成部を有し、上記積層型圧電素子の駆動によって上記クラック形成部の内部に平面方向にクラックが形成されるよう構成されていることを特徴とする積層型圧電素子にある（請求項５）。

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、上記駆動部と上記非駆動部とを有する。そして、上記内部電極層のうち、上記非駆動部に存在する非駆動内部電極部は、その少なくとも一部に上記駆動内部電極部を構成する材料よりも外部応力によってクラックが入り易い材料からなるクラック形成部を有する。また、上記非駆動内部電極部は、上記積層型圧電素子の駆動によって上記クラック形成部の内部に平面方向にクラックが形成されるよう構成されている。

すなわち、本発明では、上記内部電極層間に電圧を印加した際に圧電変位が起こらず駆動しない部分である上記非駆動部に、クラックが形成されるようにしている。そのため、圧電変位に応じて上記非駆動部に集中的に作用する応力を上記クラックの存在によって剥離した面と面との間の空隙によって緩和することができる。これにより、上記圧電セラミック層におけるクラックの発生等の不具合を抑制することができる。

また、上記クラック形成部は、上記内部電極層のうち、上記非駆動部に存在する上記非駆動内部電極部のみに設けられており、上記駆動部に存在する上記駆動内部電極部を構成する材料よりもクラックが入り易い材料からなる。そのため、上記非駆動内部電極部のみにクラックを形成させ、そのクラックが上記駆動内部電極部に進行することを抑制することができる。これにより、上記駆動内部駆動部へクラックが進行し、圧電変位による繰り返しの駆動によって上記内部電極層が押し潰されたり、それに伴って上記セラミック積層体が座屈したりする等の不具合を抑制することができる。
また、上記クラックは、上記非駆動内部電極部の上記クラック形成部の内部に形成される。そのため、上記クラックに存在する微小空間への静電気の帯電及び放電を防止することができる。これにより、上記圧電セラミック層の静電破壊を抑制することができる。

よって、本発明の積層型圧電素子は、上記クラック形成部を上記内部電極層の上記非駆動内部電極部に設け、上記クラック形成部の内部にクラックを形成させることにより、長期間の使用においても性能を維持することができる、優れた耐久性及び信頼性を有するものとなる。

第３の発明は、上記第１の発明の積層型圧電素子を製造する方法において、
上記セラミック積層体を作製するに当たっては、上記圧電セラミック層となるグリーンシートを作製するシート作製工程と、
上記グリーンシートに対して、上記内部電極層となる部分に内部電極材料を配設すると共に、上記スリット部を形成する部分に焼成により焼失する焼失材料からなるスリット形成用材料を配設する材料配設工程と、
上記内部電極材料及び上記スリット形成用材料を配設した上記グリーンシートを積層して中間積層体を作製する積層体作製工程と、
上記中間積層体を焼成し、上記スリット形成用材料を焼失させることによって上記スリット部を形成した上記セラミック積層体を作製する焼成工程とを有する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９）。

本発明の積層型圧電素子の製造方法において、上記セラミック積層体を作製するに当たっては、上記のごとく、シート作製工程、材料配設工程、積層体作製工程及び焼成工程を行う。そして、上記材料配設工程においては、上記スリット部を形成する部分に上記スリット形成用材料を配設し、上記焼成工程においては、上記中間積層体を焼成し、上記スリット形成用材料を焼失させ、該スリット形成用材料が焼失した場所に空隙よりなる上記スリット部を形成する。

これにより、上記セラミック積層体の所望の位置に上記スリット部を精度良く設けることができる。すなわち、上記内部電極層の上記非駆動内部電極部の内部に上記スリット部を精度良く設けることができる。
よって、本発明の製造方法によれば、上記スリット部を設けた、耐久性及び信頼性に優れた構造を有する上記第１の発明の積層型圧電素子を容易に得ることができる。

第４の発明は、上記第２の発明の積層型圧電素子を製造する方法において、
上記セラミック積層体を作製するに当たっては、上記圧電セラミック層となるグリーンシートを作製するシート作製工程と、
上記グリーンシートに対して、上記内部電極層となる部分に内部電極材料を配設する材料配設工程と、
上記内部電極材料を配設した上記グリーンシートを積層して中間積層体を作製する積層体作製工程と、
上記中間積層体を焼成して上記セラミック積層体を作製する焼成工程とを有し、
上記材料配設工程では、上記内部電極層の上記非駆動内部電極部の上記クラック形成部となる部分に、上記駆動内部電極部となる部分に配設する上記内部電極材料よりも外部応力によってクラックが入り易い上記内部電極材料であるクラック形成用材料を配設する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１１）。

本発明の積層型圧電素子の製造方法において、上記セラミック積層体を作製するに当たっては、上記のごとく、シート作製工程、材料配設工程、積層体作製工程及び焼成工程を行う。上記材料配設工程においては、上記グリーンシートに対して、上記内部電極層となる部分に内部電極材料を配設する。そして、上記内部電極層における上記非駆動内部電極部の上記クラック形成部となる部分に、上記駆動内部電極部となる部分に配設する上記内部電極材料よりも外部応力によってクラックが入り易い上記内部電極材料であるクラック形成用材料を配設する。

これにより、上記セラミック積層体の所望の位置に上記クラック形成用材料よりなる上記クラック形成部を精度良く設けることができる。すなわち、上記内部電極層の上記非駆動内部電極部の少なくとも一部に、駆動によって内部に平面方向にクラックが形成される上記クラック形成部を精度良く設けることができる。
よって、本発明の製造方法によれば、上記クラック形成部を設けた、耐久性及び信頼性に優れた構造を有する上記第３の発明の積層型圧電素子を容易に得ることができる。

上記第１の発明において、上記内部電極層の上記非駆動内部電極部の厚みは、上記駆動内部電極部の厚みよりも大きいことが好ましい（請求項２）。
この場合には、上記非駆動内部電極部の内部に上記スリット部を設けても、上記非駆動内部電極部の導電性を充分に確保することができる。

また、上記スリット部の厚みは、１〜８μｍであることが好ましい（請求項３）。
上記スリット部の厚みが１μｍ未満の場合には、上記非駆動部に生じる応力を上記スリット部によって充分に緩和することができないおそれがある。一方、８μｍを超える場合には、上記スリット部を上記非駆動内部電極部の内部に設けることが困難となるおそれがある。

上記第２の発明において、上記内部電極層の上記非駆動内部電極部は、上記駆動内部電極部と同一平面上に連続して設けられており、そのすべてが上記クラック形成部により構成されていることが好ましい（請求項６）。
この場合には、上記非駆動内部電極部のみにクラックを形成させ、そのクラックが上記駆動内部電極部に進行することを充分に抑制することができる。

また、上記内部電極層の上記非駆動内部電極部は、上記駆動内部電極部と同一平面上に連続して設けられ、該駆動内部電極部を構成する材料と同じ材料からなる通常部と、該通常部上に設けられた上記クラック形成部とにより構成することが好ましい（請求項７）。
この場合には、上記クラック形成部と上記駆動内部電極部とが同一平面上にない。そのため、上記非駆動内部電極部の上記クラック形成部のみにクラックを形成させ、そのクラックが上記駆動内部電極部に進行することをより一層抑制することができる。また、上記駆動内部電極部と上記非駆動内部電極部の上記通常部とによって、上記内部電極層の導電性を充分に確保することができる。

上記第１及び第２の発明において、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が好ましい（請求項４、８）。
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、上記の優れた構造を有する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、耐久性及び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３の発明において、上記スリット形成用材料は、カーボン粒子、樹脂粒子又は炭化有機物粒子の少なくともいずれかを含有する焼失材料よりなることが好ましい（請求項１０）。
この場合には、上記焼成工程における焼成により、上記スリット形成用材料を確実に焼失させることができる。これにより、上記スリット部を容易に精度良く形成することができる。

特に、上記スリット形成用材料としてカーボン粒子を用いる場合には、熱による形状変化が少ないため、上記スリット部を形状精度良く形成することができる。
また、上記スリット形成用材料として炭化有機物粒子を用いる場合には、上記スリット部を形成するのに要するコストを抑制することができる。なお、炭化有機物粒子とは、有機物粒子等を炭化させてなるものであり、有機物粒子が含有する水分の一部を除去することにより、ある程度炭化させて、流動性及び分散性が良好な微粒子の状態となった粒子をいう。有機物粒子としては、例えば大豆やとうもろこしを粉砕してなる粒子や、樹脂材料を粉砕してなる粒子等を用いることができる。

上記第４の発明において、上記クラック形成用材料は、導電材料と上記圧電セラミック層を構成する圧電材料とを含有することが好ましい（請求項１２）。
この場合には、上記クラック形成用材料よりなる上記クラック形成部と上記圧電セラミック層との密着性を高めることができる。そのため、クラックの発生場所が上記クラック形成部と上記圧電セラミック層との境界部ではなく、上記クラック形成部の内部となり易くすることができる。
ここで、上記導電材料とは、上記内部電極層の導電性を確保するために該内部電極層に含有されている材料のことである。

また、上記クラック形成用材料は、上記導電材料の含有量を１００重量部とした場合に、上記圧電材料の含有量が１０〜６０重量部であることが好ましい（請求項１３）。
この場合には、上記クラック形成部の内部にクラックを容易かつ確実に形成することができる。

また、上記クラック形成用材料は、さらに焼成により焼失する焼失材料を含有しており、上記導電材料の含有量を１００重量部とした場合に、上記焼失材料の含有量が６重量部以下であることが好ましい（請求項１４）。
この場合には、上記クラック形成部をある程度ポーラスな状態とすることができ、クラックの形成がさらに容易になる。
上記の効果を充分に得るためには、上記焼失材料の含有量が１重量部以上であることが好ましい。一方、上記焼失材料の含有量が６重量部を超える場合には、上記クラック形成部の強度が低下するおそれがある。

また、上記焼失材料は、カーボン粒子、樹脂粒子又は炭化有機物粒子の少なくともいずれかを含有することが好ましい（請求項１５）。
この場合には、上記焼成工程における焼成により、上記焼失材料を確実に焼失させることができる。これにより、上記クラック形成部をある程度ポーラスな状態とすることができる。

また、上記クラック形成用材料は、導電材料と上記圧電セラミック層を構成する圧電材料よりも焼成後の強度が低いセラミック材料とを含有することが好ましい（請求項１６）。
この場合には、上記クラック形成部の焼結度合いが低くなり、結合強度が低下するため、クラックの形成が容易になる。

（実施例１）
第１及び第３の発明の積層型圧電素子及びその製造方法について、図１〜図９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セラミック層１１と導電性を有する内部電極層２０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の外周面１０３に形成した一対の側面１０１、１０２にそれぞれ設けられ、内部電極層２０に順次交互に導通される一対の外部電極３３とを有している。

図２に示すごとく、セラミック積層体１０は、その外周面１０３に相互に対面する一対の側面１０１、１０２を形成してなる断面八角形状を呈している。
なお、セラミック積層体１０の断面形状としては、本例の形状に限定されるものではなく、用途、使用状況等に合わせて樽形、円形、四角形等の様々な形状を採用することができる。

また、同図に示すごとく、セラミック積層体１０は、内部電極層２０と同一平面上において、内部電極層２０の外周端部がセラミック積層体１０の外周面１０３に対して内方に控えた控え部１２を有している。
内部電極層２０は、その外周端部の一部を側面１０１、１０２に交互に露出している。一方で、内部電極層２０は、その外周端部の一部を側面１０１、１０２に交互に露出せず、控え部１２によってセラミック積層体１０の内方に控えている。
すなわち、本例のセラミック積層体１０は、いわゆる電極控え構造（部分電極構造）を有しており、このような構造を採用することにより、セラミック積層体１０の外周面１０３における電気的な絶縁性を確保している。

また、図１に示すごとく、セラミック積層体１０は、積層方向に透視した場合に、すべての内部電極層２０が重合する領域である駆動部１０８と、少なくとも一部の内部電極層２０しか重合しない領域である非駆動部１０９とを有している。
言い換えれば、セラミック積層体１０には、内部電極層２０間に電圧を印加した際に圧電セラミック層１１に変位が起こり駆動する部分である駆動部１０８と、内部電極層２０間に電圧を印加した際に圧電セラミック層１１に変位が起こらず駆動しない部分である非駆動部１０９とが存在する。

また、図１、図２に示すごとく、セラミック積層体１０において、内部電極層２０は、駆動部１０８に存在する駆動内部電極部２１と、非駆動部１０９に存在する非駆動内部電極部２２とを有している。
非駆動内部電極部２２は、その内部に空隙よりなるスリット部２９を有し、スリット部２９を介した二重構造を呈している。また、スリット部２９は、セラミック積層体１０の外周面１０３に露出するように形成されている。

本例のスリット部２９は、すべての内部電極層２０における非駆動内部電極部２２の内部に設けられている。また、スリット部２９は、セラミック積層体１０の側面１０１及び側面１０２に交互に露出している。
また、非駆動内部電極部２２の厚みは、駆動内部電極部２１の厚みよりも大きい。本例では、駆動内部電極部２１の厚みａは４μｍであり、非駆動内部電極部２２の厚みｂはスリット部２９を含めて１０μｍである。また、スリット部２９の厚みｃは３μｍである。

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、それぞれ側面電極３１が設けられている。側面電極３１上には、導電性接着剤３２を介して外部電極３３が設けられている。外部電極３３は、側面電極３１及び導電性接着剤３２を介して内部電極層２０に順次交互に導通されている。
また、図示を省略したが、セラミック積層体１０の外周面１０３には、絶縁樹脂よりなるモールド材が全体を覆うように設けられている。

次に、本例の積層型圧電素子１の製造方法について説明する。
まず、セラミック積層体１０を作製するに当たっては、図３〜図９に示すごとく、圧電セラミック層１１となるグリーンシート１１０を作製するシート作製工程と、グリーンシート１１０に対して、内部電極層２０となる部分に内部電極材料（電極材料２００）を配設すると共に、スリット部２９を形成する部分に焼成により焼失する焼失材料よりなるスリット形成用材料２９０を配設する材料配設工程と、内部電極材料（電極材料２００）及びスリット形成用材料２９０を配設したグリーンシート１１０を積層して中間積層体１００を作製する積層体作製工程と、中間積層体１００を焼成し、スリット形成用材料２９０を焼失させてスリット部２９を形成したセラミック積層体１０を作製する焼成工程とを行う。
以下、これを説明する。

＜シート作製工程＞
圧電材料となるジルコン酸チタン酸鉛（ＰＺＴ）よりなるセラミックス原料粉末を準備し、８００〜９５０℃で仮焼した。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した。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した。得られたスラリーを真空装置内で撹拌機により撹拌しながら真空脱泡、粘度調整を行った。

次いで、上記スラリーをドクターブレード法によりキャリアフィルム上に塗布し、一定厚みの長尺のグリーンシートを成形した。このグリーンシートを所定の大きさに切断して、図３、図４に示すごとく、幅広のグリーンシート１１０を作製した。
なお、グリーンシート１１０の成形方法としては、本例で用いたドクターブレード法以外にも、押出成形法やその他種々の方法を用いることができる。

＜材料配設工程＞
次いで、図３、図４に示すごとく、成形したグリーンシート１１０上の印刷領域４０に対して、内部電極層２０となる部分に電極材料２００を、スリット部２９を形成する部分にスリット形成用材料２９０をスクリーン印刷により塗布し、第１印刷シート４１及び第２印刷シート４２を作製した。

本例では、図５（ａ）に示すごとく、第１層目の電極材料２００を塗布した後、第２層目のスリット形成用材料２９０を第１層目の電極材料２００上に塗布した。そして、第３層目の電極材料２００を第２層目のスリット形成用材料２９０上に、スリット形成用材料２９０の内側端部を覆うように塗布した。
このようにして、図５（ｂ）に示すごとく、電極材料２００間にスリット形成用材料２９０が配置されるように塗布した。

また、上記以外の塗布方法を採用することもできる。例えば、図６（ａ）に示すごとく、第１層目の電極材料２００を塗布した後、スリット形成用材料２９０を第１層目の電極材料２００上に塗布する。そして、第２層目の電極材料２００を第１層目の電極材料２００及びスリット形成用材料２９０上に塗布する。
このようにして、図６（ｂ）に示すごとく、電極材料２００間にスリット形成用材料２９０が配置されるように塗布することもできる。

また、材料配設工程では、図３、図４に示すごとく、後に切断される部分を避けるように間隙を空けて、電極材料２００及びスリット形成用材料２９０の印刷を行った。すなわち、グリーンシート１１０上の隣接する印刷領域４０の間に間隙を設けて印刷を行った。
また、印刷領域４０とは、後に切断されずに残存し、後述の中間積層体１００の一部を構成する領域のことである。

また、本例では、電極材料２００としては、ペースト状のＡｇ／Ｐｄ合金（Ａｇ：７０重量％、Ｐｄ：３０重量％）を用いた。これ以外にもＡｇ、Ｐｄ、Ｃｕ、Ｎｉ等の単体、Ｃｕ／Ｎｉ等の合金を用いることもできる。
また、スリット形成用材料２９０としては、熱による形状変化が小さく、スリット部４を形状精度よく形成することができる焼失材料であるカーボン粒子を用いた。これ以外にも、樹脂粒子や有機物粒子等を炭化させてなる炭化有機物粒子を用いることもできる。炭化有機物粒子は、パウダー状の有機物粒子を炭化して得ることができるほか、炭化させた有機物を粉砕して得ることもできる。さらに、有機物としては、コーン、大豆、小麦粉等の穀物を用いることができる。この場合には、製造コストを抑制することができる。

＜積層体作製工程＞
次いで、図７、図８に示すごとく、圧着用治具（図示略）内に第１印刷シート４１及び第２印刷シート４２を交互に積層した。そして、圧着用治具を圧着装置に装着し、温度１００℃で加熱すると共に積層方向に５０ＭＰａで加圧し、積層した第１印刷シート４１及び第２印刷シート４２を熱圧着した。その後、所定の位置において積層方向に切断し、図９に示すごとく、中間積層体１００を作製した。

＜焼成工程＞
次いで、作製した中間積層体１００を脱脂した。加熱条件は、８０時間かけて徐々に５００℃まで加熱し、５時間保持した。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した。そして、脱脂後の中間積層体１００を最高温度１０６５℃で２時間焼成した。このとき、スリット形成用材料２９０を焼成により焼失させて、その焼失した部分に空隙よりなるスリット部２９を形成した。その後、外周面及び上下端面を砥石により研削加工し、洗浄した。
これにより、図２のセラミック積層体１０を作製した。

焼成工程後においては、図１を参照のごとく、セラミック積層体１０の側面１０１、１０２に、ガラス成分を含むＡｇペーストを焼き付けて側面電極３１を形成した。そして、側面電極３１上に導電性接着剤３２を塗布し、その導電性接着剤３２に一対の外部電極３３を配置した。その後、導電性接着剤３２を加熱硬化させ、外部電極３３を接合した。最後に、セラミック積層体１０の外周面１０３全体を絶縁樹脂よりなるモールド材によってモールドした。
これにより、図１の積層型圧電素子１を完成させた。

なお、本例では、導電性接着剤３２としては、絶縁樹脂としてのエポキシ樹脂中に導電性フィラーとしてのＡｇを分散させたものを用いた。上記絶縁樹脂としては、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、上記導電性フィラーとしては、上記以外にもＰｔ、Ｃｕ、Ｎｉ等を用いることができる。
また、外部電極３３としては、メッシュ状のエキスパンダメタルを用いた。これ以外にもパンチングメタル等を用いることができる。
また、モールド材としては、シリコーン樹脂を用いた。これ以外にもポリイミド樹脂、エポキシ樹脂等を用いることができる。

次に、本例の積層型圧電素子１における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、セラミック積層体１０は、駆動部１０８と非駆動部１０９とを有する。そして、内部電極層２０のうち、非駆動部１０９に存在する非駆動内部電極部２２は、その内部に空隙よりなるスリット部２９を有する。
すなわち、本例では、内部電極層２０間に電圧を印加した際に圧電変位が起こらず駆動しない部分である非駆動部１０９に、空隙よりなるスリット部２９が設けられている。そのため、圧電変位に応じて非駆動部１０９に集中的に作用する応力をスリット部２９によって緩和することができる。これにより、圧電セラミック層１１におけるクラックの発生等の不具合を抑制することができる。

また、スリット部２９は、非駆動部１０９に存在する非駆動内部電極部２２に設けられている。そのため、圧電変位によって駆動する駆動部１０８には、スリット部２９を設けたことによる影響がほとんど及ばない。これにより、長期間の使用においても、圧電素子としての性能を維持することができる。
また、スリット部２９は、非駆動内部電極部２２の内部に設けられている。そのため、スリット部２９への静電気の帯電及び放電を防止することができる。これにより、圧電セラミック層１１の静電破壊を抑制することができる。

よって、本例の積層型圧電素子１は、スリット部２９を内部電極層２０の非駆動内部電極部２２の内部に設けたことにより、長期間の使用においても性能を維持することができる、優れた耐久性及び信頼性を有するものとなる。

なお、本例では、すべての内部電極層２０の非駆動内部電極部２２の内部にスリット部２９を設けた構成とした。これ以外にも、例えば、図１０に示すごとく、３層毎の内部電極層２０にスリット部２９を設ける構成とすることもできる。また、図１１に示すごとく、セラミック積層体１０の側面１０１に露出する内部電極層２０において２層毎にスリット部２９を設けると共に、側面１０２に露出する内部電極層２０において２層毎にスリット部２９を設ける構成とすることもできる。

（実施例２）
本例は、実施例１の積層型圧電素子１において、その製造方法を変更した例である。実施例１の製造方法と異なる点は、材料配設工程及び積層体作製工程である。
材料配設工程では、図１２に示すごとく、キャリアフィルム（図示略）上に成形したグリーンシート１１０上の打ち抜き領域５０に対して、内部電極層２０となる部分に電極材料２００を、スリット部２９を形成する部分にスリット形成用材料２９０をスクリーン印刷により塗布した。

本例では、図１３（ａ）、（ｂ）に示すごとく、第１層目の電極材料２００を塗布した後、第１層目の電極材料２００を塗布した部分と他の部分との高さを略一致させるため、第１層目の電極材料２００が塗布されていない部分に、同じ厚みで第１スペーサ層１１１をスクリーン印刷により塗布した。この第１スペーサ層１１１を塗布した部分は、焼成後に控え部１２となる部分である。

次いで、同図に示すごとく、第２層目のスリット形成材料２９０を第１層目の電極材料２００上に塗布し、第３層目の電極材料２００を第２層目のスリット形成用材料２９０上に、スリット形成用材料２９０の内側端部を覆うように塗布した。その後、第２層目のスリット形成用材料２９０及び第３層目の電極材料２００を塗布した部分と他の部分との高さを略一致させるため、第２層目のスリット形成用材料２９０及び第３層目の電極材料２００が塗布されていない部分に、同じ厚みで第２スペーサ層１１２をスクリーン印刷により塗布した。

次いで、同図に示すごとく、後の積層体作製工程においてグリーンシート１１０を積層する際の接着効果を高めるため、接着層１１３を第３層目の電極材料２００及び第２スペーサ層１１２上にスクリーン印刷により塗布した。
なお、第１スペーサ層１１１、第２スペーサ層１１２及び接着層１１３としては、グリーンシート１１０を構成する材料と同材料のスラリーを用いた。

また、材料配設工程では、図１２に示すごとく、後述する打抜積層装置によってグリーンシート１１０の打ち抜き領域５０を効率よく打ち抜きながら積層できるように、長尺のグリーンシート１１０の長手方向に、積層する順に印刷を施した。
また、打ち抜き領域５０とは、打抜積層装置によって所望の形状に打ち抜かれ、後述の中間積層体１００の一部を構成する領域のことである。

積層体作製工程では、グリーンシート１１０の打ち抜きと積層とを同時に進行できるよう構成されている打抜積層装置（図示略）を用いて、グリーンシート１１０の打ち抜きと積層とを並行して行った。
なお、上記打抜積層装置としては、例えば、グリーンシート１１０を打ち抜くためのトムソン刃等を備えた打ち抜き手段と、打ち抜いたグリーンシート１１０を積層して積層体を形成し、それを保持する積層体保持手段とを有するものを用いることができる。

グリーンシート１１０の打ち抜き及び積層を具体的に説明すると、まず、各材料が塗布されたグリーンシート１１０をキャリアフィルムごと上記打抜積層装置にセットした。そして、グリーンシート１１０の打ち抜き領域５０を長手方向に順に打ち抜いてシート片を作製し、そのシート片を側面に露出する電極材料２００の外周端部の向きが交互になるようにして積層した。これにより、図１４に示すごとく、中間積層体１００を作製した。
その他の工程は、実施例１と同様である。

本例の場合には、積層体作製工程において、グリーンシート１１０を打ち抜いて作製したシート片を迅速に連続的に積層することができる。
また、シート片に第１スペーサ層１１１及び第２スペーサ層１１２が印刷されていることにより、シート片を積層しても段差が生まれない。また、シート片に接着層１１３が印刷されていることにより、シート片を積層するだけで各シート片を接着することができる。これによって、実施例１と異なり、積層したシートの段差を埋め、シート同士を接着するための熱圧着を行う必要がなくなる。そのため、生産性の向上を図ることができる。
その他は、実施例１と同様の作用効果を有する。

（実施例３）
第２及び第４の発明の積層型圧電素子及びその製造方法について、図１５〜図１７を用いて説明する。
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１５、図１６に示すごとく、積層方向に透視した場合に、すべての内部電極層２０が重合する領域である駆動部１０８と、少なくとも一部の内部電極層２０しか重合しない領域である非駆動部１０９とを有している。
また、セラミック積層体１０において、内部電極層２０は、駆動部１０８に存在する駆動内部電極部２１と非駆動部１０９に存在する非駆動内部電極部２２とを有している。

また、同図に示すごとく、非駆動内部電極部２２は、その少なくとも一部に駆動内部電極部２１を構成する材料よりも外部応力によってクラックが入り易い材料からなるクラック形成部２４を有している。本例では、非駆動内部電極部２２は、駆動内部電極部２１と同一平面上に連続して設けられており、そのすべてがクラック形成部２４により構成されている。また、非駆動内部電極部２２は、積層型圧電素子１の駆動によってクラック形成部２４の内部に平面方向にクラック２４１が形成されるよう構成されている。
その他は、実施例１と同様の構成である。

次に、本例の積層型圧電素子１の製造方法について簡単に説明する。
本例の積層型圧電素子１の製造方法において、セラミック積層体１０を作製するに当たっては、実施例１と同様に、シート作製工程、材料配設工程、積層体作製工程及び焼成工程を行う。実施例１と大きく異なる点は、材料配設工程である。

材料配設工程では、図１７（ａ）、（ｂ）に示すごとく、成形したグリーンシート１１０上の印刷領域４０（図３、図４参照）に対して、内部電極層２０の駆動内部電極部２１となる部分に電極材料２１０をスクリーン印刷により塗布した。また、非駆動内部電極部２２（クラック形成部２４）となる部分に、駆動内部電極部２１となる部分に配設する内部電極材料（電極材料２１０）よりも外部応力によってクラックが入り易い内部電極材料であるクラック形成用材料２４０をスクリーン印刷により塗布した。これにより、第１印刷シート４１及び第２印刷シート４２（図３、図４参照）を作製した。
本例では、同図に示すごとく、電極材料２１０を塗布した後、クラック形成用材料２４０を電極材料２１０と同一平面上に同じ厚みで塗布した。

また、電極材料２１０としては、ペースト状のＡｇ／Ｐｄ合金（Ａｇ：７０重量％、Ｐｄ：３０重量％）を用いた。
また、クラック形成用材料２４０としては、電極材料２１０と同じ導電材料（Ａｇ／Ｐｄ合金）と、圧電セラミック層１１を構成する圧電材料（ＰＺＴ）と、焼成により焼失する焼失材料とを含有するものを用いた。なお、焼失材料としては、実施例１のスリット形成用材料２９０と同様の材料を用いることができる。本例のクラック形成用材料２４０は、上記導電材料の含有量を１００重量部とした場合に、上記圧電材料の含有量が２０重量部、上記焼失材料としてのカーボン粒子の含有量が２重量部である。
その他の工程は、実施例１と同様である。
なお、実施例２と同様の製造方法を用いることもできる。

本例の積層型圧電素子１における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、セラミック積層体１０は、駆動部１０８と非駆動部１０９とを有する。そして、内部電極層２０のうち、非駆動部１０９に存在する非駆動内部電極部２２は、その少なくとも一部に駆動内部電極部２１よりも外部応力によってクラックが入り易い材料からなるクラック形成部２４を有する。また、非駆動内部電極部２２は、積層型圧電素子１の駆動によってクラック形成部２４の内部に平面方向にクラック２４１が形成されるよう構成されている。

すなわち、本例では、内部電極層２０間に電圧を印加した際に圧電変位が起こらず駆動しない部分である非駆動部１０９に、クラック２４１が形成されるようにしている。そのため、圧電変位に応じて非駆動部１０９に集中的に作用する応力をクラック２４１の存在によって剥離した面と面との間の空隙によって緩和することができる。これにより、圧電セラミック層１１におけるクラックの発生等の不具合を抑制することができる。

また、クラック形成部２４は、内部電極層２０のうち、非駆動部１０９に存在する非駆動内部電極部２２のみに設けられており、駆動部１０８に存在する駆動内部電極部２１を構成する材料よりもクラックが入り易い材料からなる。そのため、非駆動内部電極部２２のみにクラック２４１を形成させ、そのクラック２４１が駆動内部電極部２１に進行することを抑制することができる。これにより、駆動内部駆動部２１へクラック２４１が進行し、圧電変位による繰り返しの駆動によって内部電極層２０が押し潰されたり、それに伴ってセラミック積層体１０が座屈したりする等の不具合を抑制することができる。
また、クラック２４１は、非駆動内部電極部２２のクラック形成部２４の内部に形成される。そのため、クラック２４１に存在する微小空間への静電気の帯電及び放電を防止することができる。これにより、圧電セラミック層１１の静電破壊を抑制することができる。

よって、本例の積層型圧電素子１は、クラック形成部２４を内部電極層２０の非駆動内部電極部２２に設け、クラック形成部２４の内部にクラック２４１を形成させることにより、長期間の使用においても性能を維持することができる、優れた耐久性及び信頼性を有するものとなる。

また、本例では、内部電極層２０の非駆動内部電極部２２は、駆動内部電極部２１と同一平面上に連続して設けられており、そのすべてがクラック形成部２４により構成されている。そのため、非駆動内部電極部２２のみにクラック２４１を形成させ、そのクラック２４１が駆動内部電極部２１に進行することを充分に抑制することができる。

また、クラック形成用材料２４０としては、導電材料、圧電材料及び焼失材料を含有する上記構成の材料を用いた。この焼成により焼失する焼失材料を少量添加することにより、クラック形成部２４をある程度ポーラスな状態にでき、クラック２４１を形成させ易くすることができる。

（実施例４）
本例は、実施例３の積層型圧電素子１において、非駆動内部電極部２２の構成を変更した例である。
本例では、非駆動内部電極部２２は、図１８、図１９に示すごとく、駆動内部電極部２１と同一平面上に連続して設けられ、駆動内部電極部２１を構成する材料と同じ材料からなる通常部２３と、通常部２３上に設けられたクラック形成部２４とにより構成されている。
その他は、実施例３の構成と同様である。

次に、本例の積層型圧電素子１の製造方法について簡単に説明する。
本例の積層型圧電素子１の製造方法において、セラミック積層体１０を作製するに当たっては、実施例３と同様に、シート作製工程、材料配設工程、積層体作製工程及び焼成工程を行う。実施例３と異なる点は、材料配設工程である。

材料配設工程では、図２０（ａ）、（ｂ）に示すごとく、成形したグリーンシート１１０上の印刷領域４０（図３、図４参照）に対して、内部電極層２０の駆動内部電極部２１となる部分及び非駆動内部電極部２２の通常部２３となる部分に電極材料２１０を、クラック形成部２４となる部分にクラック形成用材料２４０をスクリーン印刷により塗布し、第１印刷シート４１及び第２印刷シート４２（図３、図４参照）を作製した。
本例では、同図に示すごとく、第１層目の電極材料２１０を塗布した後、第２層目のクラック形成用材料２４０を第１層目の内部電極材料２１０上に塗布した。
その他の工程は、実施例３と同様である。
なお、実施例２と同様の製造方法を用いることもできる。

本例の場合には、内部電極層２０の非駆動内部電極部２２は、駆動内部電極部２１を構成する材料と同じ材料からなる通常部２３とクラック形成部２４とにより構成されている。そのため、クラック形成部２４と駆動内部電極部２１とが同一平面上にない。これにより、非駆動内部電極部２２のクラック形成部２４のみにクラック２４１を形成させ、そのクラック２４１を駆動内部電極部２１により一層進行させないようにすることができる。また、駆動内部電極部２１と非駆動内部電極部２２の通常部２３とによって、内部電極層２０の導電性を充分に確保することができる。
その他は、実施例３と同様の作用効果を有する。

（実施例５）
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２１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（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１〜４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、優れた耐久性及び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、グリーンシートに各材料を塗布する様子を示す説明図。 実施例１における、グリーンシートに各材料を塗布する様子を示す説明図。 実施例１における、（ａ）印刷領域に各材料を塗布する様子を示す説明図、（ｂ）印刷領域に各材料を塗布した状態を示す説明図。 実施例１における、（ａ）別方法によって印刷領域に各材料を塗布する様子を示す説明図、（ｂ）別方法によって印刷領域に各材料を塗布した状態を示す説明図。 実施例１における、第１印刷シート及び第２印刷シートを積層する様子を示す説明図。 実施例１における、第１印刷シート及び第２印刷シートを積層した状態を示す説明図。 実施例１における、中間積層体を示す説明図。 実施例１における、スリット部の配設例を示す説明図。 実施例１における、スリット部の配設例を示す説明図。 実施例２における、グリーンシートに各材料を塗布する様子を示す説明図。 実施例２における、（ａ）打ち抜き領域に各材料を塗布する様子を示す説明図、（ｂ）打ち抜き領域に各材料を塗布した状態を示す説明図。 実施例２における、中間積層体を示す説明図。 実施例３における、積層型圧電素子の構造を示す説明図。 実施例３における、セラミック積層体の構造を示す説明図。 実施例３における、（ａ）印刷領域に各材料を塗布する様子を示す説明図、（ｂ）印刷領域に各材料を塗布した状態を示す説明図。 実施例４における、積層型圧電素子の構造を示す説明図。 実施例４における、セラミック積層体の構造を示す説明図。 実施例４における、（ａ）印刷領域に各材料を塗布する様子を示す説明図、（ｂ）印刷領域に各材料を塗布した状態を示す説明図。 実施例５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
１０１、１０２ 側面
１０３ 外周面
１０８ 駆動部
１０９ 非駆動部
１１ 圧電セラミック層
２０ 内部電極層
２１ 駆動内部電極部
２２ 非駆動内部電極部
２４ クラック形成部
２４１ クラック
２９ スリット部
３３ 外部電極
６ インジェクタ

Claims (16)

1. 圧電材料よりなる圧電セラミック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外周面に形成した一対の側面にそれぞれ設けられ、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、積層方向に透視した場合に、すべての上記内部電極層が重合する領域である駆動部と、少なくとも一部の上記内部電極層しか重合しない、あるいは全く重合しない領域である非駆動部とを有しており、
   上記内部電極層は、上記駆動部に存在する駆動内部電極部と、上記非駆動部に存在する非駆動内部電極部とを有しており、
   該非駆動内部電極部は、その内部に空隙よりなるスリット部を有し、該スリット部を介した二重構造を呈しており、かつ、上記スリット部は、上記セラミック積層体の外周面に露出するように形成されてい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、上記内部電極層の上記非駆動内部電極部の厚みは、上記駆動内部電極部の厚みよりも大きい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、上記スリット部の厚みは、１〜８μｍであ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。
5. 圧電材料よりなる圧電セラミック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外周面に形成した一対の側面にそれぞれ設けられ、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、積層方向に透視した場合に、すべての上記内部電極層が重合する領域である駆動部と、少なくとも一部の上記内部電極層しか重合しない、あるいは全く重合しない領域である非駆動部とを有しており、
   上記内部電極層は、上記駆動部に存在する駆動内部電極部と上記非駆動部に存在する非駆動内部電極部とを有しており、
   該非駆動内部電極部は、その少なくとも一部に上記駆動内部電極部を構成する材料よりも外部応力によってクラックが入り易い材料からなるクラック形成部を有し、上記積層型圧電素子の駆動によって上記クラック形成部の内部に平面方向にクラックが形成されるよう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５において、上記内部電極層の上記非駆動内部電極部は、上記駆動内部電極部と同一平面上に連続して設けられており、そのすべてが上記クラック形成部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。
7. 請求項５において、上記内部電極層の上記非駆動内部電極部は、上記駆動内部電極部と同一平面上に連続して設けられ、該駆動内部電極部を構成する材料と同じ材料からなる通常部と、該通常部上に設けられた上記クラック形成部と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。
8. 請求項５〜７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。
9. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の積層型圧電素子を製造する方法において、
   上記セラミック積層体を作製するに当たっては、上記圧電セラミック層となるグリーンシートを作製するシート作製工程と、
   上記グリーンシートに対して、上記内部電極層となる部分に内部電極材料を配設すると共に、上記スリット部を形成する部分に焼成により焼失する焼失材料からなるスリット形成用材料を配設する材料配設工程と、
   上記内部電極材料及び上記スリット形成用材料を配設した上記グリーンシートを積層して中間積層体を作製する積層体作製工程と、
   上記中間積層体を焼成し、上記スリット形成用材料を焼失させることによって上記スリット部を形成した上記セラミック積層体を作製する焼成工程とを有することを特徴とする積層型圧電素子の製造方法。
10. 請求項９において、上記スリット形成用材料は、カーボン粒子、樹脂粒子又は炭化有機物粒子の少なくともいずれかを含有する焼失材料よりな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５〜８のいずれか１項に記載の積層型圧電素子を製造する方法において、
    上記セラミック積層体を作製するに当たっては、上記圧電セラミック層となるグリーンシートを作製するシート作製工程と、
    上記グリーンシートに対して、上記内部電極層となる部分に内部電極材料を配設する材料配設工程と、
    上記内部電極材料を配設した上記グリーンシートを積層して中間積層体を作製する積層体作製工程と、
    上記中間積層体を焼成して上記セラミック積層体を作製する焼成工程とを有し、
    上記材料配設工程では、上記内部電極層の上記非駆動内部電極部の上記クラック形成部となる部分に、上記駆動内部電極部となる部分に配設する上記内部電極材料よりも外部応力によってクラックが入り易い上記内部電極材料であるクラック形成用材料を配設す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１１において、上記クラック形成用材料は、導電材料と上記圧電セラミック層を構成する圧電材料とを含有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１２において、上記クラック形成用材料は、上記導電材料の含有量を１００重量部とした場合に、上記圧電材料の含有量が１０〜６０重量部であ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１２又は１３において、上記クラック形成用材料は、さらに焼成により焼失する焼失材料を含有しており、上記導電材料の含有量を１００重量部とした場合に、上記焼失材料の含有量が６重量部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。
15. 請求項１４において、上記焼失材料は、カーボン粒子、樹脂粒子又は炭化有機物粒子の少なくともいずれかを含有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１１において、上記クラック形成用材料は、導電材料と上記圧電セラミック層を構成する圧電材料よりも焼成後の強度が低いセラミック材料とを含有することを特徴とする積層型圧電素子の製造方法。

Images