JP3808262B2 - 圧電／電歪デバイスおよびその製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧電／電歪素子の変位に基づいて作動する可動部を備えた圧電／電歪デバイス、若しくは可動部の変位を圧電／電歪素子により検出できる圧電／電歪デバイスに関し、詳しくは強度、耐衝撃性、耐湿性に優れ、効率よく、可動部を大きく作動させることができる圧電／電歪デバイスに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、光学や磁気記録、精密加工等の分野において、サブミクロンオーダーで光路長や位置を調整可能な変位素子が必要とされており、圧電／電歪材料（例えば強誘電体等）に電圧を印加したときに惹起される逆圧電効果や電歪効果による変位を利用した変位素子の開発が進められている。例えば図２に示すように、圧電／電歪材料からなる板状体に孔部２８を設けることにより、固定部２５と可動部２４とこれらを接続する梁部２６とを一体的に形成し、更に梁部２６に電極層２２を設けた圧電アクチュエータ２１が開示されている（特開平１０−１３６６６５号公報）。
【０００３】
アクチュエータ２１においては、電極層２２に電圧を印加すると、逆圧電効果や電歪効果により梁部２６が固定部２５と可動部２４とを結ぶ方向に伸縮するため、可動部２４を板状体の面内において弧状変位又は回転変位させることが可能である。
【０００４】
一方、特開昭６３−６４６４０号公報には、バイモルフを用いたアクチュエータに関して、そのバイモルフの電極を分割して設け、分割された電極を選択して駆動することにより詳細な位置決めを高速に行う技術が開示され、たとえば、２枚のバイモルフを対向させて使用する構造がその明細書第４図に示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、アクチュエータ２１においては、圧電／電歪材料の伸縮方向（即ち、板状体の面内方向）の変位をそのまま可動部に伝達していたため、可動部２４の作動量が小さいという問題があった。
【０００６】
また、アクチュエータ２１は、全ての部分を脆弱で比較的重い材料である圧電／電歪材料によって構成していたため、機械的強度が低く、ハンドリング性、耐衝撃性、耐湿性に劣ることに加え、アクチュエータ２１自体が重く、動作上、有害な振動（例えば、高速作動時の残留振動やノイズ振動）の影響を受け易いという問題点があった。
【０００７】
アクチュエータ２１においては上記問題点を解決するため、孔部２８に柔軟性を有する充填材を充填することが提案されているが、充填材を使用した場合には逆圧電効果や電歪効果による変位の効率が低下してしまうことは明らかである。
【０００８】
一方、特開昭６３−６４６４０号公報の第４図が示したものは、中継部材３とバイモルフとの接合において、分割された電極の存在しない部位と中継部材とを接合したものであって、その接合部位においては分割電極の効果を利用できない、すなわち変位発生部ではないバイモルフ部位が接合されているにすぎない。また一方、ヘッドとバイモルフとの接合部位における接合形態についても同様な接合形態をとっている。その結果バイモルフの屈曲変位は中継部材とヘッドとの間の内部空間に向かって発現されることになり、ヘッド自体を外空間に対して効果的に変位させるような作用は得られない構造であった。加えて、特開昭６３−６４６４０号公報が開示するアクチュエータは、変位発生部材と、いわゆるフレーム部材（中継部材等）とを別々に準備して、接着合体させた構造であることから、バイモルフの作動に従って、フレームとバイモルフとの接合状態が経時的に変化しやすい構造であり、変位のドリフト、はがれ等を引き起こしやすい構造でもあった。更にバイモルフと中継部材との接合部位ならびにヘッドとバイモルフとの接合部位、すなわち変位部材の支持部に接着剤が介在する構造は、支持部自体の剛性が低く、高速動作に必要な高共振周波数化が困難な構造でもあった。
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、可動部を大きく作動させることが可能であって、作動上、有害な振動の影響を受け難く、高速応答が可能で、機械的強度が高く、ハンドリング性、耐衝撃性、耐湿性に優れた変位素子、可動部の振動を精度良く検出することができるセンサ素子および同素子の製造方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明によれば、第一に、少なくとも一対の電極膜と圧電／電歪膜とを含む膜状の圧電／電歪素子と、当該圧電／電歪素子の変位により駆動する駆動部と、当該駆動部の駆動に基づいて作動する可動部と、前記駆動部および可動部を支持するための固定部とを備えた圧電／電歪デバイスにおいて、前記駆動部は、相対向する一対の薄板部と、圧電／電歪素子とからなり、当該圧電／電歪素子は当該相対向する一対の薄板部のうち少なくとも一方の薄板部の外表面上の一部に膜状に形成されており、前記固定部と前記可動部は当該駆動部を介して結合され、当該駆動部の内壁と可動部の内壁と固定部の内壁により孔部が形成されており、前記圧電／電歪素子は、一対の電極と圧電／電歪膜からなり外部からの電圧の印加により変位を発現する圧電作動部位を含み、かつ前記圧電作動部位の当該固定部と可動部とを結ぶ方向における少なくとも一方の側が、前記固定部または前記可動部上に存在する構造であって、当該孔部の厚みａと当該薄板部の幅ｂとの比ａ／ｂが０．５から２０であることを特徴とする圧電／電歪デバイスが提供される。
【００１０】
更に、本発明においては、当該薄板部とその薄板部上に形成された当該圧電／電歪素子の幅が同一であることを特徴とする圧電／電歪デバイス、当該薄板部の長さｅと当該孔部の厚みａとの比ｅ／ａが０．５から１０であることを特徴とする圧電／電歪デバイス、当該孔部の厚みａと当該薄板部の幅ｂとの比ａ／ｂが１から１０であり、当該薄板部の長さｅと当該孔部の厚みａとの比ｅ／ａが０．７から５であることを特徴とする圧電／電歪デバイスおよび当該可動部と固定部が直方体である圧電／電歪デバイスが提供される。
【００１１】
本発明によれば、第二に、少なくとも一対の電極膜と圧電／電歪膜とを含む膜状の圧電／電歪素子と、当該圧電／電歪素子の変位により駆動する駆動部と、当該駆動部の駆動に基づいて作動する可動部と、前記駆動部および可動部を支持するための固定部とを備えた圧電／電歪デバイスにおいて、前記駆動部は、相対向する一対の薄板部と、圧電／電歪素子とからなり、当該圧電／電歪素子は当該相対向する一対の薄板部のうち少なくとも一方の薄板部の外表面上の一部に膜状に形成されており、前記固定部と前記可動部は当該駆動部を介して結合され、当該駆動部の内壁と可動部の内壁と固定部の内壁により孔部が形成されており、前記圧電／電歪素子は、一対の電極と圧電／電歪膜からなり外部からの電圧の印加により変位を発現する圧電作動部位を含み、かつ前記圧電作動部位の当該固定部と可動部とを結ぶ方向における少なくとも一方の側が、前記固定部または前記可動部上に存在する構造であって、当該孔部の厚みａが１００μｍから２０００μｍであり、当該薄板部の幅ｂが５０μｍから２０００μｍであることを特徴とする圧電／電歪デバイスが提供される。
【００１２】
さらに、当該孔部厚みａが、２００μｍから１０００μｍであり、当該薄板部の幅ｂが１００μｍから５００μｍであることを特徴とする圧電／電歪デバイス、当該薄板部の幅ｂが、その厚さｄよりも大きく、かつ前記厚さｄが、２μｍ〜１００μｍであることを特徴とする圧電／電歪デバイス、当該薄板部の長さｅが２００μｍ〜３０００μｍであることを特徴とする圧電／電歪デバイス、当該可動部の長さｆが５０μｍ〜２０００μｍであることを特徴とする圧電／電歪デバイス、少なくとも２つからなる駆動部を有する圧電／電歪デバイス、当該圧電／電歪素子が、下部電極膜、圧電／電歪膜、および上部電極膜が層状に積層された積層型の圧電／電歪素子である圧電／電歪デバイス、当該圧電／電歪素子が、圧電／電歪膜と少なくとも前記圧電／電歪膜の少なくとも一主面に形成された第一電極膜と第二電極膜とからなる構造である圧電／電歪デバイス、当該圧電／電歪素子が、圧電／電歪膜と櫛型構造の第一電極膜と第二電極膜とからなり、当該第一電極膜と第二電極膜とが、互いの櫛の歯部間に一定幅の間隙部をもって相互に咬合する構造を有する圧電／電歪素子である圧電／電歪デバイス、当該可動部、薄板部、および固定部が、一体的に形成されたセラミックスからなる圧電／電歪デバイス、当該セラミックスが積層体である圧電／電歪デバイスおよび前記圧電／電歪素子における圧電作動部位の当該固定部と可動部とを結ぶ方向における少なくとも一方の側が、可動部または固定部と薄板部との接合部から、当該薄板部の厚みｄの少なくとも１／２の距離以上にわたって可動部または固定部上に存在することを特徴とする圧電／電歪デバイスが提供される。
【００１３】
更に、本発明においては、第三に、少なくとも一対の電極膜と圧電／電歪膜とを含む膜状の圧電／電歪素子と、当該圧電／電歪素子の変位により駆動する駆動部と、当該駆動部の駆動に基づいて作動する可動部と、前記駆動部および可動部を支持するための固定部とを備えた圧電／電歪デバイスであって、前記駆動部は、相対向する一対の薄板部と、圧電／電歪素子とからなり、当該圧電／電歪素子は当該相対向する一対の薄板部のうち少なくとも一方の薄板部の外表面上の一部に膜状に形成されており、前記固定部と前記可動部は当該駆動部を介して結合され、当該駆動部の内壁と可動部の内壁と固定部の内壁により孔部が形成されており、前記圧電／電歪素子は、一対の電極と圧電／電歪膜からなり外部からの電圧の印加により変位を発現する圧電作動部位を含み、かつ前記圧電作動部位の当該固定部と可動部とを結ぶ方向における少なくとも一方の側が、前記固定部または前記可動部上に存在する構造とされた圧電／電歪デバイスの製造方法において、前記薄板部の少なくとも一つを形成するための少なくとも一枚の第１のセラミックグリーンシートと、積層により前記孔部を形成するために、少なくとも一個の孔が形成された少なくとも一枚の第２のセラミックグリーンシートとからなるセラミックグリーン積層体を用意する工程と、前記セラミックグリーン積層体を焼成してセラミック積層体とする工程と、および得られたセラミック積層体の前記相対向する一対の薄板部のうち少なくとも一方の薄板部の外表面上に膜形成手法にて膜状に圧電／電歪素子を形成する工程と前記圧電／電歪素子が形成されたセラミック積層体を切断する工程とを含むことを特徴とする圧電／電歪デバイスの製造方法が提供される。
【００１４】
更に、前記セラミックグリーン積層体を用意する工程が、一対の前記第１のセラミックグリーンシートが相対向して積層されるように用意する工程を含むものである圧電／電歪デバイスの製造方法、前記セラミックグリーン積層体を用意する工程が、一対の前記第１のセラミックグリーンシートが相対向して前記セラミックグリーン積層体の最外層にそれぞれ積層されるように用意する工程を含むものである圧電／電歪デバイスの製造方法、前記セラミックグリーン積層体を用意する工程が、前記第１のセラミックグリーンシートに、前記第２のセラミックグリーンシートを少なくとも一枚積層したものを用意する工程を含むものである圧電／電歪デバイスの製造方法、および前記セラミックグリーン積層体を用意する工程が、前記第１のセラミックグリーンシートに、前記第２のセラミックグリーンシートを所望とする枚数積層したものを用意する工程を含むものである圧電／電歪デバイスの製造方法が提供される。
【００１５】
また、更に、前記セラミックグリーン積層体を用意する工程が、前記第１のセラミックグリーンシートに、前記第２のセラミックグリーンシートを積層した積層体Ａを２つ準備し、前記第２のセラミックグリーンシート一枚、もしくは、当該第２のセラミックグリーンシート複数枚を積層した積層体Ｂを別途準備し、前記２つの積層体Ａをそれぞれの薄板部が互いに最外層をなすように積層する際に、前記別途準備した第２のセラミックグリーンシート一枚もしくは積層体Ｂを介在させて行う工程を含むものである圧電／電歪デバイスの製造方法、得られたセラミックグリーン積層体の最外層の少なくとも片側の層外表面における少なくとも当該薄板部を除いた部位に更に突起部を設ける工程を含むことを特徴とする圧電／電歪デバイスの製造方法、前記セラミックグリーン積層体を用意する工程が、前記第２のセラミックグリーンシートに、一対の前記第１のセラミックグリーンシートを相対向させて最外層に積層したものを用意する工程を含むものである圧電／電歪デバイスの製造方法、前記セラミックグリーン積層体を用意する工程において、第２のセラミックグリーンシートを少なくとも複数枚積層するに際して、プラスチック製フィルム上に搭載された当該第２のセラミックグリーンシートを、前記セラミックグリーン積層体の最外層となる面に当該プラスチック製フィルムが新たな最外層をなすように積層し、前記相対向する一対の薄板部の長さの間で寸法差が生じないように孔の位置決めをした後、当該プラスチック製フィルムを取り除く工程を含む圧電／電歪デバイスの製造方法、前記セラミックグリーン積層体を用意する工程において、プラスチック製フィルム上に搭載された前記第２のセラミックグリーンシートを、前記第１のセラミックグリーンシートに当該プラスチック製フィルムが外層をなすように積層し、前記相対向する一対の薄板部の長さの間で寸法差が生じないように孔の位置決めをした後、当該プラスチック製フィルムを取り除く工程を含む圧電／電歪デバイスの製造方法、前記プラスチック製フィルムがポリエチレンテレフタレートフィルムである圧電／電歪デバイスの製造方法、前記圧電／電歪素子が形成されたセラミック積層体を切断する工程が前記薄板部の外表面上に膜状の圧電／電歪素子が形成されたセラミック積層体を、所望とする単位毎に切断するものであり、かくして得られた切断体を３００℃〜８００℃で加熱処理する工程を更に含む圧電／電歪デバイスの製造方法、および前記圧電／電歪素子が形成されたセラミック積層体を切断する工程が、前記圧電／電歪素子と前記積層体の薄板部との幅を同一となるように、前記圧電／電歪素子と前記積層体とを同時に切断することを特徴とする圧電／電歪デバイスの製造方法が提供される。
【００１６】
本発明の圧電／電歪デバイスは、上述の如く、可動部、薄板部、および固定部が、一体的に形成されたセラミックスからなるものが好ましく、可動部、薄板部、および固定部が、完全安定化ジルコニアを主成分とする材料或いは部分安定化ジルコニアを主成分とする材料からなるものが更に好ましく、少なくとも可動部、薄板部、および固定部は、セラミックグリーン積層体を焼成したものが特に好ましい。なぜならば、可動部、薄板部ならびに固定部との接合部位において、焼成一体化による境界のない構造とすることができ、それら箇所の経時的な長期信頼性が高くできることによるほか、デバイスとしての変位の経時変化としてもドリフト等の現象をきわめて小さく押さえ、高い変位を再現性よく発現できるからである。
なお、本願に従う構造のデバイスを製造するにあたっては、すべてを焼成一体化したもののほか、薄板部の相対向する方向において分割した積層体、すなわち一つの薄板部と将来直方体状の固定部ならびに可動部となる部材からなるセラミック積層体を準備し、そのセラミック積層体の薄板部と可動部および／もしくは可動部にかかるように圧電／電歪素子をスクリーン印刷により形成し、焼成して前記セラミック積層体と一体化してなる焼成構造物を少なくとも２つ準備して、その焼成構造部を、薄板部どうしが互いに離れるように、すなわち前述の将来固定部および可動部となる部位どうしを接着剤等を用いて合わせるように接合することによっても得ることができる。しかしながら、すべてを焼成一体化して製造したものの方が、第三者が介在する接合部といういわゆる構造体として不連続な部分を有しないため、駆動部の作動によってデバイスに応力が印加されても安定性、信頼性の点で優れるものとなるめ、前述したすべてを焼成一体化による接着剤等を用いない方法で形成することが望ましい。
【００１７】
また、本発明の圧電／電歪デバイスにおいては、圧電／電歪素子を構成する圧電／電歪膜が、ジルコン酸鉛、チタン酸鉛、およびマグネシウムニオブ酸鉛を主成分とする材料からなるものが好ましく、チタン酸ナトリウムビスマスを主成分とする材料からなるものも好ましい。なお、使用する原材料の詳細については、後述する。
【００１８】
更に、本発明によれば、２枚の遮蔽板を相対的に移動させることにより、光の透過と遮蔽を制御する光シャッターであって、少なくとも一方の遮蔽板を、上記の圧電／電歪デバイスの可動部に取り付けたことを特徴とする光シャッターが提供される。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の圧電／電歪デバイスについて図面を参照しながら説明する。但し、本発明は図示の実施例に限定されるものではない。
なお、以下の説明において「圧電」というときは「圧電および／又は電歪」を意味する場合があるものとする。また、本願で言う圧電／電歪素子とは、少なくとも一対の電極膜と圧電／電歪膜とを含むものを指し、一つの素子内で電極膜のみ、圧電／電歪膜のみ、もしくは一つの電極と圧電／電歪膜のみの部位が存在してもよい。さらに本願で言う圧電作動部位、あるいは圧電／電歪作動部位とは、本願の圧電／電歪素子において、たとえば変位素子の場合で説明すると、外部からの電圧の印加によって、歪みを生じ、変位を発現しうる部位、すなわち実質一対の電極と圧電／電歪膜とからなる部位を指すものとする。また、「長さ」とは可動部と固定部を結ぶ方向、即ち、図中Ｚ軸方向の距離、「幅」とは孔部貫通方向、即ち、図中Ｙ軸方向の距離、「厚み」とは圧電素子と薄板との積層方向、即ち図中Ｘ軸方向の距離をいうものとする。積層体製造用材料としての「薄板部となるセラミックグリーンシート」を材料として表現するときには、「薄板」又は「薄板用のセラミックグリーンシート」と称することがある。また、積層体製造用材料としての「孔が形成されたセラミックグリーンシート」における「孔」とは、積層により得られた積層体において駆動部の内壁と可動部の内壁と固定部の内壁により形成される孔部となる部分をいう。なお、図面中においては、同一または類似の機能を有するものは、原則として、同一の符号により標識するものとする。
【００２０】
１．デバイスの実施態様
本明細書にいう「圧電／電歪デバイス（以下、単に「デバイス」という。）」とは、圧電／電歪材料により電気エネルギーと機械的エネルギーとを相互に変換する素子を包括する概念である。従って、各種アクチュエータや振動子等の能動素子、特に逆圧電効果や電歪効果による変位を利用した変位素子として好適に用いられるものであるが、加速度センサ素子や衝撃センサ素子等の受動素子としても使用可能である。
【００２１】
図１は、本発明の第一側面に係るデバイスの１の実施態様を示す概略斜視図である。デバイス１は、圧電素子２の変位により駆動する駆動部３、駆動部３の駆動に基づいて変位する可動部４、および駆動部３および可動部４を支持する固定部５の各部分から構成されている。当該駆動部３は相対向する１対の薄板部と、当該薄板部のうち少なくとも１の薄板部の外表面に形成された膜状の圧電／電歪素子２とからなり、前記固定部５と前記可動部４とが当該駆動部５を介して結合されており、又、固定部上に圧電作動部位の一部が存在しており、かつ、当該駆動部３の内壁と可動部４の内壁と固定部５の内壁により孔部８が形成されている。このような本発明に従う圧電作動部位がかかるようにした構造では、駆動部の変位形態が、後述の図３に示されたごとく、薄板部が外空間に向かうような形態をとるので、変位メカニズム的に可動部を大きく変位させることができる特徴がある。ここでこの変位形態を確実なものとする為に、前記圧電／電歪作動部位が固定部もしくは可動部にかかる距離を薄板部厚みｄの１／２以上とすることが好ましい。
そして、孔部の厚み、即ち図中のＸ軸方向の距離ａと、当該薄板部の幅、即ち図中Ｙ軸方向の距離ｂとの比ａ／ｂが０．５〜２０となるように構成されている。好ましくは比ａ／ｂは１〜１０とされ、更に好ましくは２〜８とされる。ａ／ｂの規定値は、本願に従う圧電／電歪デバイスの変位を大きくし、図中Ｘ−Ｚ平面内での変位を支配的に得られることの発見に基づく規定である。一方、薄板部の長さ、即ち図中Ｚ軸方向の距離ｅと前述の孔部厚みａとの比ｅ／ａにおいては、好ましくは０．５〜１０とされ、更に好ましくは０．７〜５とすることが望ましい。このｅ／ａの規定値は、本願に従う圧電／電歪デバイスが高い変位を高い共振周波数で、つまり高い応答速度で発生できるという発見に基づくものである。従って、本デバイスをＹ軸方向へのあおり変位あるいは振動を抑制し、かつ高速応答性に優れ、相対的に低電圧で大きな変位を合わせ持つ構造とするには、ａ／ｂを０．５〜２０としかつｅ／ａを０．５〜１０にすることが特に好ましく、更にａ／ｂを１〜１０としかつｅ／ａを０．７〜５とすることが非常に好ましい。なお、孔部８にはゲル材料、例えばシリコンゲルを充填してもよい。
【００２２】
図１に示す可動部４の長さｆは、短いことが好ましい。短くすることで軽量化と共振周波数の増大が図られるからである。しかしながら、可動部４のＸ軸方向の剛性を確保し、その変位を確実なものとする為には、上記薄板部の厚さｄとの比ｆ／ｄを３以上、好ましくは、１０以上とすることが好ましい。なお、各部の実寸法は、可動部４への部品の取り付けのための接合面積、固定部５を他の部材に取り付けるための接合面積、電極用端子などの取り付けのための接合面積、デバイス全体の強度、耐久度、必要な変位ならびに共振周波数、そして駆動電圧等をも考慮して定められることとなる。通常ａは、１００μｍ〜２０００μｍが好ましく、更に好ましくは２００μｍ〜１０００μｍである。通常ｂは、５０μｍ〜２０００μｍが好ましく、更に好ましくは１００μｍ〜５００μｍである。通常ｄは、Ｙ軸方向への変位成分であるあおり変位が効果的に抑制できるように、孔部厚みｂとの関係においてｂ＞ｄとされ、かつ２μｍ〜１００μｍが好ましく、更に好ましくは４μｍ〜５０μｍである。通常ｅは、２００μｍ〜３０００μｍが好ましく、更に好ましくは５００μｍ〜２０００μｍである。そして通常ｆは、５０μｍ〜２０００μｍが好ましく、更に好ましくは１００μｍ〜１０００μｍである。なお、この様に構成することにより、主軸であるＸ軸方向の変位に対してＹ軸方向の変位が通常１０％を超えないが、前記好適な寸法比率と実寸法の範囲で適宜調整を行うことで低電圧駆動が可能で、Ｙ軸への変位成分を５％以下に調整できるという極めて優れた効果を示す。即ち、主軸であるＸ軸１軸への実質的に支配的な変位が得られるのである。そして、前記特徴に加え高速応答性に優れ、相対的に低電圧で大きな変位を示すものが得られるのである。
【００２３】
なお、駆動部３の駆動方向は、図３に模式的に示した。図３においては、デバイス１には圧電素子２が１対の薄板部６の内の一方の表面から固定部上に形成している場合を示し、この場合は、図３中の符号ａ’で示した圧電素子の変位方向と直交する方向、即ち、同符号ｂ’で示した方向に駆動部が駆動する。即ち、圧電素子２の伸縮方向の微小な変位を、薄板部６の撓みを利用して大きい駆動に増幅した後、可動部４に伝達するため、可動部４を符号ｃ’で示したように大きく作動させることが可能となるのである。
【００２４】
なお、デバイス１においては、デバイスの形状が図２に示したような板状体ではなく、可動部４と固定部５が直方体の形状を呈しており、可動部４と固定部５の側面が連続するように薄板部６、７が跨設されているため、デバイスのＹ軸方向の剛性を選択的に高くすることが可能である。即ち、デバイス１では、駆動部３の駆動方向を含む平面内、即ちＸＺ面内、における可動部４の作動のみを選択的に発生させることができ、可動部４のＹＺ面内の作動、いわゆる煽り方向の作動、を抑制することが可能である。
【００２５】
当該駆動部３の内壁と、当該可動部４の内壁と、当該固定部５の内壁とにより形成される孔部８の形状は、駆動部の働きを妨げない限り、任意の形状を取りうる。例えば、図４に示したように、中央部が左右に外部に向かって湾曲部を形成した形状を呈していてもよく、また、図５に示したように中央部が左右に内部に向かって湾曲部を形成した形状を呈していてもよい。両者とも、デバイスが変位方向に撓んでいることから、相対的に低電圧で所望とする変位を得ることができる。
【００２６】
孔部８は、図６に示したように可動部４の一部まで食い込んで形成されていてもよく、あるいは、図７に示すように、可動部４と同様に固定部５にも一部まで食い込んで形成されていてもよい。可動部４および固定部５とに形成される孔部８の一部は、必ずしも、相互に相似、または同一でなくともよく、デバイスの使用態様等に応じてその形状を定めればよい。勿論、可動部４および／または固定部５内に形成される孔部の形状は、直方体状や、立方体状を呈している必要はなく、その使用態様などに応じて、既知の形状から、任意に選択できることはいうまでもない。上記の何れの場合にも、可動部４および／または固定部５の容積を低減できる。従って、デバイスとしての軽量化はもちろんのこと、特に可動部４においては軽量化による高共振周波数化に有利に作用するという効果が発揮される。さらに、薄板部と可動部あるいは固定部との接合部が段構造となっていることから、段構造とされていない実施形態と比較して、その接合部位に集中する応力を効果的に緩和することができ、長期の信頼性を向上させることができる。
【００２７】
また、図８に示したように可動部４の一部に孔部８と連通した形で貫通孔８’が形成されていてもよい。また、図示してないが、図７に対応した形で、可動部４と同様に固定部５においても、その一部に孔部８と連通した形で貫通孔８’が形成されていてもよい。勿論、図示してないが、可動部４に代え、固定部５の一部に孔部８と連通した形で貫通孔８’が形成されていてもよい。可動部４と固定部５とに形成される貫通孔８’は、必ずしも、相互に相似、または同一でなくともよく、デバイスの使用態様等に応じてその形状を定めればよい。勿論、可動部４および／または固定部５に形成される貫通孔８’は、直方体状や、立方体状を呈している必要はなく、その使用態様などに応じて、既知の形状から、任意に選択できることはいうまでもない。
【００２８】
次に、圧電／電歪素子の変位により駆動する駆動部と、当該駆動部の駆動に基づいて変位する可動部と、前記駆動部および可動部を支持するための固定部とを備えた圧電／電歪デバイスにおいて、当該駆動部は相対向する１対の薄板部と、当該薄板部のうち少なくとも１の薄板部の外表面の少なくとも一部に形成され、当該薄板部の幅と同一の幅および／または当該駆動部を構成する薄板部分の長さを超え少なくとも可動部の一部にまで達する長さを有する膜状の圧電／電歪作動部位とからなり、前記固定部と前記可動部とが当該駆動部を介して結合されており、かつ、当該駆動部の内壁と可動部の内壁と固定部の内壁により孔部が形成されいる圧電／電歪デバイスについて述べることとする。
【００２９】
先ず、当該薄板部のうち少なくとも１の薄板部の外表面の少なくとも一部に形成された圧電／電歪素子が、図９に示したように、当該薄板部の幅と同一の幅を有するものを使用した態様について述べる。膜状の圧電／電歪素子の幅を先の図９や図１０に示したように当該薄板部の幅と同一の幅とすることにより、駆動部の発生力が増し、高変位に有利に作用する。この場合には、１対の薄板部６と７の双方に圧電素子２を形成したデバイスであって、２個の圧電素子２の下部電極２ｃを共通化し、孔部８が開口している一方の面の固定部５側から引き出し、上部電極２ｂについては、各圧電素子２形成面の固定部５側に直接引き出す態様が考えられる。この態様では、孔部８が開口している他方の面の固定部５側の部分、即ち、図中の９には電極が形成されておらず、当該部分を利用してデバイスを固定することができるため、デバイスを信頼性良く固定でき、コンパクト化できる点等において好ましい。また、後述のように電極２ｃ面側を固定面として、回路等との接続と固定を同時に行ってもよい。なお、図１０は、上記の図８に示したように可動部４の一部に孔部８と連通した形で貫通孔８’が形成された態様において、圧電／電歪素子の長さをＺ軸方向に長いものを使用して、可動部４の一部まで延長させたものである。この態様においては、貫通孔８’の形成による効果と圧電／電歪素子の圧電作動部長さをＺ軸方向に長くしたことによる効果が発揮されることとなるので好ましい。勿論、図１、図３〜図８においても同様な構成が採用されうる。なお、図９では薄板部において、可動部４に近いあたりまで素子が形成されているが、本構造に従うデバイスの変位メカニズムの点からすると、薄板部長さの６５％〜８５％の長さにわたる位置で形成することが大きな変位が得られることから好ましい。
【００３０】
次に、図１１、図２９に示したように、圧電／電歪作動部位が、当該駆動部を構成する薄板部分の長さを超え少なくとも可動部の一部にまで達する長さを有するものである態様について述べる。この構成を取る場合には、可動部と薄板部との接合部の強度が強化され、共振周波数の向上も図られる。また図２９は、図９と同様に圧電素子の幅が薄板部の幅と同一とされ、かつ可動部と同一の端面を形成している。本構造に従えば、圧電素子幅の効果に基づく大きな発生変位ならびに発生力が、図１１が有する効果に付加される。更に、後述の機械加工等により、固定部とともに圧電素子の形状が決められるため対向する圧電素子間の特性ばらつきが小さいという特徴がある。図１１及び２９では、圧電素子において下部電極、圧電膜、上部電極が同じ長図となっているが、必ずしも同じである必要はなく、本構造に従うデバイスの変位メカニズムの点からすると、少なくとも上部電極を圧電膜ならびに下部電極よりも短かくし、薄板部長さ（孔部長さ）の５０％程度とすることが好ましい。このような電極構造とすることにより、薄板部と可動部との接合部の強度を確保しつつ大きい変位が得られ好ましい。
次に、図３０および図３１は前述の図９とは異なり、薄板部において固定部５に近いあたりまで素子が形成されている。つまり図９では圧電作動部位として薄板部と固定部にわたる形態にて形成されているのに対して、図３０、図３１では、反対に薄板部と可動部にわたる形態で圧電作動部位が形成されている。図３０、図３１においても図９と同様に圧電／電歪素子の幅を薄板部の幅と同じとされているので、図９と同じ効果が得られるほか、基本的に可動部自体も図９と同じように変位させることが可能である。なお、図３０は端子を素子形成面と同じ面の固定部に形成した例であって、図３１は端子を素子形成面と同じ面の固定部ならびに可動部に形成した例であり、それぞれデバイス実装の態様に応じて、端子を特定位置に設けたものを選択、使用できることとなる。
【００３１】
次に、図１２および図１３に示した駆動信号印加端子１０の配置について説明する。図１２は、駆動信号印加端子１０を固定部５の側面、すなわち、圧電／電歪素子形成面と同じ面に配置した例である。この構造に従えば、デバイスの固定を端子が配置された面とは独立させて行うことができ、結果としてデバイスの固定と、回路と端子間の接合に高い信頼性を得ることができる。なお、この態様においては、フレキシブルプリント回路（ＦＰＣとも称される）、フレキシブルフラットケーブル（ＦＦＣとも称される）、ワイヤボンディング等により端子と回路との接合はなされる。また、図１３は、駆動信号印加端子１０を、圧電／電歪素子を配置する面と直交する面に配置したものである。駆動信号印加端子１０が形成された面を固定面として利用すれば、駆動信号印加端子１０と回路（図示せず）との接続とデバイス自体の固定を同時にすることができるという利点がある。この実施例では、固定部５に予めスルーホールを設け、そのスルーホールに導電材料を充填後、圧電／電歪素子パターンを各電極とスルーホールとが接合するように形成し、その後加工によりスルーホール充填面を露出させ、その面を駆動信号印加端子１０として利用するものである。導電材料として、導線を埋め込んでもよい。なお、この例においては、孔部８近傍に設けられたスルーホールを共通端子として使用している。
【００３２】
次に、孔部８に梁を形成した態様について説明することとする。図１４に示した例では、Ｚ軸方向に平行に梁１２を形成した例であり、図１５に示した例では、Ｚ軸方向に垂直に梁１２を形成した例である。図１４に示した態様においては、大きな変位低下を招くことなく、デバイスの剛性をアップさせることができ、結果として、高共振周波数化に有利となるという効果を発揮することができる。また、図１５に示した態様においては、デバイスの剛性をアップさせることができ、結果として、高共振周波数化に有利となるという効果を発揮することができる。図１６は、図１５に示したＺ軸方向に垂直に梁１２を形成した例であって、かつ、圧電／電歪素子をそれぞれの孔部８を挟んで２個ずつ配置した例である。
【００３３】
上述の態様において、複数の圧電素子２を個別に制御し、変位量に差をつけることにより、ＸＺ面内における弧状の作動とＺ軸方向に伸縮する作動を合成した作動を容易に得ることができる。なお、図１６に示した態様は、本図の上側の部位４と下側の部位４とを独立して変位動作を行うことを利用してセンシングするような用途に好適な構造である。
【００３４】
更にまた、双方の圧電素子２の一方を駆動素子にし、他方を振動検出素子とすることも可能である。即ち、デバイスの駆動部を、可動部の変位の検出に使用することで、加速度センサ、或いは衝撃センサとして機能させることができ、駆動素子の異常検出が可能になることに加え、検出素子からの信号に基づいて駆動素子に印加する電圧を制御すれば、より精密な作動量制御が可能となる。また、圧電／電歪デバイスを設置する部位自体の振動を検出し、その振動を打ち消すような逆位相の作動を可動部に与え、結果として可動部の相対振動を抑える効果を得ることも可能である。
【００３５】
また、圧電素子は各薄板部に１ずつ形成する必要はなく、必要に応じて複数個に分割して形成してもよい。例えば、図示していないが、Ｙ軸方向に分割した場合には、個々の圧電素子毎に変位を制御できるため、ＹＺ面内の変位（いわゆる煽り成分）が抑制でき、一方、Ｚ軸方向に分割した場合には、分割部で屈曲し易くなるため、可動部の作動量が大きくなるとともに、作動量の分解能を向上させることが可能となる。また、圧電素子を分割した場合にも、圧電素子の一方を駆動素子に、他方を検出素子にすることができ、コンパクトな構造で、より高精度の検出、制御が可能になる。
【００３６】
上記のように各薄板部についての圧電素子を分割した場合には、図示していないが、当該分割された圧電素子間の薄板部にスリットを設けることも好ましい。このように構成することにより、スリット部で薄板部が屈曲し易くなるため、個々の圧電素子が変位し易くなり、結果として圧電素子の変位を効率的に可動部に伝達できるという利点がある。
【００３７】
勿論、駆動部が２以上ある場合には可動部と固定部が必ずしもデバイスの両端にある必要はなく、図１６に示す態様において、両端を固定部５とし、固定部５−５間に可動部４を配置してもよい。
このような構成では、可動部の作動量は減少するもののデバイス１を確実に固定できるため、機械的強度や耐衝撃性の向上を図ることができ、ＹＺ面内の作動（いわゆる煽り方向の作動）が抑制できるという利点がある。
【００３８】
上記のように駆動部を複数設けた場合においては、図示してないが各駆動部の間隙部を固定部や可動部に比して短く構成することが好ましい。作動量が大きくなるからである。
【００３９】
また、各駆動部の長さを可動部に向かうに従って短くする構成にしてもよい。このような構成は、駆動部が長い部分で駆動量を確保しつつ、駆動部が短い部分で駆動量の細かい制御が可能となるため、可動部を大きく作動させることができ、かつ、微妙な調整も可能となる点において好ましい。さらに、機械的強度との兼ね合いもあるが、図示していないが各駆動部間に切りかけ部を形成したデバイスも好ましい。切りかけ部で撓み易くなり、可動部の作動量を大きくできるからである。また、本発明のデバイスは上述のような効果の他、必ずしも全体を圧電／電歪材料で構成する必要がないため、圧電／電歪素子以外の部材については各部材の要求特性に応じて適宜構成材料を選択できるという利点がある。即ち、圧電／電歪素子以外の部材を、軽量の材料で構成することにより、動作上、有害な振動の影響を受け難くすることが可能であり、同様にして機械的強度、ハンドリング性、耐衝撃性、耐湿性を向上させることも容易である。
また、充填材を使用する必要がないため、逆圧電効果や電歪効果による変位の効率が低下することもない。
【００４０】
２．デバイスの構成要素
次いで、一部において、上述の事項と重複するが、本発明のデバイスを構成する各要素について図１に示すデバイス１の例により個別具体的に説明する。
【００４１】
（１）可動部および固定部
可動部４は、駆動部３の駆動量に基づいて作動する部分であり、デバイス１の使用目的に応じて種々の部材が取り付けられる。例えば、デバイス１を変位素子として使用する場合であれば、光シャッターの遮蔽版、ハードディスク用の位置決めやリンギング抑制機構であれば磁気ヘッド、磁気ヘッドを搭載したスライダ、スライダを搭載したサスペンション等の位置決めを必要とする部材が取り付けられる。
【００４２】
固定部５は、駆動部３および可動部４を支持する部分であり、固定部５を何らかの基体、例えば前記ハードディスクの位置決めに利用の際にはＶＣＭ（ボイスコイルモータ）に付けられたキャリッジアーム、または前記キャリッジアームにつけられた固定プレート等に支持固定することによりデバイス１全体が固定される。
また、圧電素子２を制御するための電極リードその他の部材が配置される場合もある。可動部４および固定部５を構成する材質としては、剛性を有する限りにおいて特に限定されないが、後述するセラミックグリーンシート積層法を適用できるセラミックを好適に用いることができる。具体的には、安定化ジルコニア、部分安定化ジルコニアをはじめとするジルコニア、アルミナ、マグネシア、窒化珪素、窒化アルミニウム、酸化チタンを主成分とする材料等が挙げられる他、それら混合物を主成分とした材料があげられるが、機械的強度や靭性が高い点において、ジルコニア、特に安定化ジルコニアを主成分とする材料と部分安定化ジルコニアを主成分とする材料が好ましい。
【００４３】
（２）駆動部
駆動部３は、圧電素子２の変位により駆動する部分であり、相対向する薄板部６、７と、薄板部６、７の表面に形成された膜状の圧電素子２とから構成されている。
【００４４】
▲１▼薄板部
薄板部６、７は可撓性を有する薄板状の部材であって、表面に配設した圧電素子２の伸縮変位を撓み変位として増幅し、可動部４に伝達する機能を有する。
従って、薄板部６、７の形状や材質は、可撓性を有し、撓み変形によって破損しない程度の機械的強度を有するものであれば足り、可動部の応答性、操作性を考慮して適宜選択することができる。
【００４５】
通常、薄板部６、７の厚みは２μｍ 〜１００μｍ程度とすることが好ましく、薄板部６、７と圧電素子２を合わせた厚みは７μｍ 〜５００μｍとすることが好ましい。また、薄板部６、７の幅としては５０μｍ 〜２０００μｍが好適である。
【００４６】
薄板部６、７を構成する材質としては、可動部４や固定部５と同様のセラミックスを好適に用いることができ、ジルコニア、中でも安定化ジルコニアを主成分とする材料と部分安定化ジルコニアを主成分とする材料は、薄肉としても機械的強度が大きいこと、靭性が高いこと、圧電膜や電極材との反応性が小さいことから最も好適に採用される。なお、前記安定化ならびに部分安定化ジルコニアにおいては、次のとおり安定化されたものが好ましい。すなわちジルコニアを安定化せしめる化合物としては、酸化イットリウム、酸化イッテルビウム、酸化セリウム、酸化カルシウム、および酸化マグネシウムがあり、少なくともその内の一つの化合物を添加、含有せしめることにより、ジルコニアは部分的にあるいは完全に安定化されることとなるが、その安定化は一種類の化合物の添加のみならず、それら化合物を組み合わせて添加することによっても、目的とするジルコニアの安定化は可能である。
【００４７】
なお、それぞれの化合物の添加量としては、酸化イットリウムや酸化イッテルビウムの場合にあっては、１〜３０モル％、好ましくは１．５〜１０モル％、酸化セリウムの場合にあっては、６〜５０モル％、好ましくは８〜２０モル％、酸化カルシウムや酸化マグネシウムの場合にあっては、５〜４０モル％、好ましくは５〜２０モル％とすることか望ましいが、その中でも特に酸化イットリウムを安定化剤として用いることが好ましく、その場合においては１．５〜１０モル％、更に好ましくは２〜４モル％とすることが望ましい。又、焼結助剤等の添加物としてアルミナ、シリカ、遷移金属酸化物等を０．０５〜２０ｗｔ％の範囲で添加することも好ましい。
【００４８】
なお、前記機械的強度と安定した結晶相が得られるよう、ジルコニアの平均結晶粒子径を０．０５〜３μｍ、好ましくは１μｍ以下とすることが望ましい。又、前述のように薄板部６、７については、可動部４並びに固定部５と同様のセラミックスを用いることができるが、好ましくは、実質的に同一の材料を用いて構成することが、接合部の信頼性、デバイスの強度、製造の煩雑さの低減がはかられ好ましい。
【００４９】
▲２▼圧電素子
圧電素子２は、少なくとも圧電膜と、圧電膜に電圧を印加させるための一対の電極とからなるものであり、ユニモルフ型、バイモルフ型等の従来公知の圧電素子を使用することができるが、ユニモルフ型の方が、発生する変位量の安定性に優れ、軽量化に有利であるため、本願記載のデバイスに対している、ユニモルフ型の圧電素子で構成することが好ましい。例えば、図１７に示されるように、下部電極２ｃ、圧電膜２ａ、および上部電極２ｂが層状に積層された積層型圧電素子２等を好適に用いることができる。又、図示していないが、前記圧電膜２ａを上下一対の電極ではさみ込んだ構造に加え、更にその上部電極（この場合は、上部電極とは呼ばないが）上に、圧電膜２ａを形成し、更にまたその圧電膜２ａ上に上部電極を形成した多段構造の圧電素子とすることも好ましい。
【００５０】
また、図１８に示すような、櫛型構造の第１電極２ｂおよび第２電極２ｃとからなり、第１電極２ｂと第２電極２ｃとが、互いの櫛の歯部間に一定幅の間隙部１３をもって相互に対向する構造を有する圧電素子２を用いることもできる。図１８では、第１電極２ｂ，第２電極２ｃを薄板部６、圧電膜２ａの上面に配置しているが、薄板部６と圧電膜２ａとの間に電極を形成してもよいし、又圧電膜２ａの上面並びに薄板部６と圧電膜２ａとの間の両面に電極を形成することも好ましい。すなわち、本構造の圧電素子では、少なくとも圧電膜２ａの少なくとも一主面に電極が形成されていることとなる。更に、図１９に示す圧電素子２も櫛型構造の第１電極２ｂおよび第２電極２ｃとからなり、第１電極２ｂと第２電極２ｃとが、互いの櫛の歯部間に一定幅の間隙部１３をもって相互に対向する構造を有するものである。圧電素子２は第１電極２ｂと第２電極２ｃとの間隙部１３に圧電膜２ａを埋設するように構成しているが、このような圧電素子も本発明のデバイスに好適に用いることができる。上記の図１８と図１９に示した圧電素子のように櫛形電極を有する圧電素子を用いる場合には、櫛の歯のピッチＤを小さくすることで、圧電素子の変位を大きくすることが可能である。尚、本願に従う圧電／電歪素子が形成される薄板部形状として、特に矩形形状に限られるものではなく、円形でもかまわず、その際には図３４に示したような相補形の圧電／電歪素子を採用することも好ましい。図３４では、一対の電極２ｂ、２ｃがともに、圧電／電歪膜２ａ上の中心に向かってのびる幹部２０および２２と当該幹部２０および２２から多数枝分かれしてなる枝部２４および２６を有する形状とされている。
【００５１】
なお、圧電素子２は、図１に示すデバイス１の如く、デバイス１の外面側に形成する方が駆動部をより大きく駆動させることができる点において好ましいが、使用態様などに応じて、デバイス１の内面側（即ち孔部内）に形成してもよく、デバイス１の内面側、外面側の双方に形成してもよい。尚、デバイス１の内面側に形成する際は、後述する少なくとも薄板部、固定部および可動部とからなる基体部分の製造時に同時に形成され、圧電作動部位を固定部および／もしくは可動部にかかるように形成する方法があげられる。圧電膜としては、圧電セラミックスが好適に用いられるが、電歪セラミックスや強誘電体セラミックス、或いは反強誘電体セラミックスを用いることも可能である。但し、磁気ヘッド等に用いる場合には、可動部の変位量と駆動電圧又は出力電圧とのリニアリティが重要とされるため、歪み履歴の小さい材料を用いることが好ましく、坑電界が１０ｋＶ／ｍｍ以下の材料を用いることが好ましい。
【００５２】
具体的な圧電セラミックスとしては、ジルコン酸鉛、チタン酸鉛、マグネシウムニオブ酸鉛、ニッケルニオブ酸鉛、亜鉛ニオブ酸鉛、マンガンニオブ酸鉛、アンチモンスズ酸鉛、マンガンタングステン酸鉛、コバルトニオブ酸鉛、チタン酸バリウム、チタン酸ナトリウムビスマス、ニオブ酸カリウムナトリウム、タンタル酸ストロンチウムビスマス等を単独で或いは混合物として含有するセラミックスが挙げられる。特に、高い電気機械結合係数と圧電定数を有し、圧電膜の焼結時における薄板部（セラミックス）との反応性が小さく、安定した組成のものが得られる点おいて、ジルコン酸鉛、チタン酸鉛、およびマグネシウムニオブ酸鉛を主成分とする材料、若しくはチタン酸ナトリウムビスマスを主成分とする材料が好適に用くいられる。
【００５３】
更に、上記圧電セラミックスに、ランタン、カルシウム、ストロンチウム、モリブデン、タングステン、バリウム、ニオブ、亜鉛、ニッケル、マンガン、セリウム、カドミウム、クロム、コバルト、アンチモン、鉄、イットリウム、タンタル、リチウム、ビスマス、スズ等の酸化物等を単独で若しくは混合したセラミックスを用いてもよい。例えば、主成分であるジルコン酸鉛とチタン酸鉛およびマグネシウムニオブ酸鉛にランタンやストロンチウムを含有させることにより、坑電界や圧電特性を調整可能となる等の利点を得られる場合がある。
【００５４】
一方、圧電素子の電極は、室温で固体であり、導電性に優れた金属で構成されていることが好ましく、例えば、アルミニウム、チタン、クロム、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、ニオブ、モリブデン、ルテニウム、パラジウム、ロジウム、銀、スズ、タンタル、タングステン、イリジウム、白金、金、鉛等の金属単体若しくはこれらの合金が用いられ、更に、これらに圧電膜あるいは薄板部と同じ材料を分散させたサーメット材料を用いてもよい。
【００５５】
圧電素子における電極の材料選定は、圧電膜の形成方法に依存して決定される。例えば、薄板部上に第１電極を形成した後、第１電極上に圧電膜を焼成により形成する場合には、第１電極には圧電膜の焼成温度においても変化しない白金等の高融点金属を使用する必要があるが、圧電膜を形成した後に圧電膜上に形成される第２電極は、低温で電極形成を行うことができるので、アルミニウム、金、銀等の低融点金属を使用することができる。
また電極厚みは、少なからず圧電／電歪素子の変位を低下させる要因ともなるので、特に圧電／電歪膜焼成後に形成される図１７記載の上部電極ないしは、図１８に記載される櫛形の電極等については、焼成後に緻密でより薄い膜が得られる有機金属ペースト、たとえば金レジネートペースト、白金レジネートペースト、銀レジネートペースト等の材料を用いることが好ましい。
【００５６】
圧電素子からの電極リードの態様は種々考えられるが、図９または１１に示した態様のように、相対向する薄板部６、７の双方に圧電素子２を形成したデバイス１においては、２個の圧電素子の下部電極２ｃを共通化し、孔部８が開口している一方の面の固定部５側に引き出し、上部電極２ｂについては各圧電素子２形成面の固定部５側に直接引き出す態様が挙げられる。このような態様は、孔部８が開口している他方の面の固定部５側の部分（図中９）に電極が形成されておらず、当該部分を利用してデバイスを固定することができるため、デバイスを信頼性良く固定でき、コンパクト化できる点等において好ましい。
【００５７】
また、図２０（ａ）に示すように上部電極２ｂ、下部電極２ｃをともに各圧電素子２形成面の固定部５側に並列するように引き出す態様や、図２０（ｂ）に示すように上部電極２ｂ、下部電極２ｃをともに各圧電素子２形成面の可動部４側と固定部５側に分離して引き出す態様としてもよい。
【００５８】
３．デバイスの製造方法
ここで、本発明のデバイスの製造方法について説明する。
本発明のデバイスは各部材の構成材料をセラミックスとし、デバイスの構成要素として、圧電素子を除く基体部、すなわち薄板部、固定部ならびに可動部、場合によっては梁部に対しては、セラミックグリーンシート積層法を用いて製造することが好ましく、一方、圧電／電歪素子をはじめとして、各端子部に対しては、薄膜、厚膜等の膜形成手法を用いて製造することが好ましい。デバイスの前記基体部各部材を一体的に成形することが可能なセラミックグリーンシート積層法によれば、各部材の接合部の経時的な状態変化がほとんど生じないため、接合部位の信頼性が高く、かつ剛性確保に容易な方法である。本願に従うデバイスでは、駆動部を構成する薄板部と固定部ならびに可動部との接合部は、変位発現の支点となるため、接合信頼性はデバイスの特性を左右する非常に重要なポイントである。また本方法は生産性や成形性にすぐれるため、所定形状のデバイスを短時間に、再現性良く得ることも可能である。尚、本願明細書中において薄板と薄板部とを用いているが、原則として前者は製造方法におけるグリーンシートに関連した部材に対して用い、一方後者は積層体において圧電素子とともに駆動部を構成する部位を指す。
【００５９】
（１）積層体の製造
先ず、ジルコニア等のセラミック粉末にバインダ、溶剤、分散剤、可塑剤等を添加混合してスラリーを作製し、これを脱泡処理後、リバースロールコーター法、ドクターブレード法等の方法により所定の厚みを有するセラミックグリーンシートを作製する。
次に、金型を用いた打ち抜き（パンチング）、レーザー加工等の方法により、セラミックグリーンシートを図２１に示すような種々の形状に加工する。
【００６０】
セラミックグリーンシート１０１（第１のセラミックグリーンシートと同義である。以下同じ。）は、主として焼成後に薄板部となるセラミックグリーンシートを模式的に示したものであり、また、長方形状の孔１０３を少なくとも１個形成したセラミックグリーンシート１０２（第２のセラミックグリーンシートと同義である。以下同じ。）は、可動部および固定部となる部材用のセラミックグリーンシート一枚を模式的に示したものである。セラミックグリーンシート１０２において、孔１０３を並列するように１列以上形成することにより複数個のデバイスを一度に得ること、或いは複数の可動部を有するデバイスを少なくとも１個得ることが可能となる。予め用意された、薄板部となる少なくとも２枚の第１のセラミックグリーンシートと、少なくとも１個の孔部が形成された少なくとも一枚の第２のセラミックグリーンシートとを使用して、例えば、当該薄板部となる少なくとも２枚の第１のセラミックグリーンシートの間に、当該少なくとも１個の孔が形成された少なくとも一枚の第２のセラミックグリーンシートとを積層して、１対の薄板部となる第１のセラミックグリーンシートと少なくとも１個の孔が形成された一連の第２のセラミックグリーンシートからなるセラミックグリーン積層体を調製すればよい。勿論、セラミックグリーン積層体の調製方法、換言すれば、前記薄板部となる第１のセラミックグリーンシートと、当該少なくとも１個の孔部が形成された第２のセラミックグリーンシートとの積層順序には、特に制限がなく、通常は、積層体が後工程に影響を与えない限り、任意の順序で積層可能である。
【００６１】
即ち、前記セラミックグリーン積層体を用意する工程には、一対の薄板部となる第１のセラミックグリーンシートが相対向して積層されるように用意する工程、一対の薄板部となる第１のセラミックグリーンシートが相対向して最外層にそれぞれ積層されるように用意する工程、薄板部となる第１のセラミックグリーンシートに、当該少なくとも一個の孔が形成された第２のセラミックグリーンシートを少なくとも一枚積層したものを用意する工程、薄板部となる第１のセラミックグリーンシートに、当該少なくとも一個の孔が形成された第２のセラミックグリーンシートを所望とする枚数積層したものを用意する工程、当該少なくとも一個の孔が形成された少なくとも一枚の第２のセラミックグリーンシートに、一対の薄板部となる第１のセラミックグリーンシートを相対向させて最外層に積層したものを用意する工程、薄板部となる第１のセラミックグリーンシートに、少なくとも一個の孔が形成された少なくとも一枚の第２のセラミックグリーンシートを積層した積層体Ａを２つ準備し、少なくとも一個の孔が形成された第２のセラミックグリーンシート一枚、もしくは複数枚を積層した積層体Ｂを準備し、前記２つの積層体Ａをそれぞれの薄板部が互いに最外層をなすように積層する際に、前記少なくとも一個の孔が形成された第２のセラミックグリーンシート一枚もしくは積層体Ｂを介在させて行う工程などを含むものである。
尚、本願に従うデバイスをこれらセラミックグリーンシート積層法で製造する際には、時として図２８（ａ）に示したように、厚肉シートを積層して将来孔部となる部分を形成する際に、セラミックグリーンシートの収縮や、セラミックグリーンシートの厚さが厚い場合の加工に伴う寸法精度差等に起因する、加工精度の低下、積層時におけるシート変形による位置ずれなどにより、駆動部を司る薄板部長さＬ１とＬ２との間の寸法差が生じやすい。Ｌ１、Ｌ２の寸法差は、そのまま図中左右方向（Ｘ軸方向）の変位差となってあらわれる。
【００６２】
このような問題に対しては、当該少なくとも一個の孔が形成された第２のセラミックグリーンシートを少なくとも複数枚積層するに際して、プラスチック製フィルム上に搭載された少なくとも一個の孔が形成された第２のセラミックグリーンシートを、当該少なくとも一個の孔が形成されたセラミックグリーン積層体の最外層となる面に当該プラスチック製フィルムが新たな最外層をなすように積層し、前記相対向する一対の薄板部の長さの間で寸法差が生じないように孔の位置決めをした後、当該プラスチック製フィルムを取り除くことを含む工程、あるいは、プラスチック製フィルム上に搭載された少なくとも一個の孔が形成された第２のセラミックグリーンシートを、当該薄板部となる第１のセラミックグリーンシートに当該プラスチック製フィルムが外層をなすように積層し、前記相対向する一対の薄板部の長さの間で寸法差が生じないように孔の位置決めをした後、当該プラスチック製フィルムを取り除くことを含む工程を採用することにより、セラミックグリーンシートの取り扱い時における変形を実質的に回避できるばかりでなく、最外層となる双方の面を同一形状とすることが可能となるので、図２８（ｂ）に示したように、正確に孔の位置決めができることから積層精度が向上し、又加工精度の向上による寸法安定化もはかられ、デバイスとしての特性、例えば変位特性が向上することになる。
【００６３】
また、前記プラスチック製フィルムを用いる製造方法のうち、前者の方法は最終の積層体を得るまでに要する積層回数が少なく、製造工数を減らすのに効果のある方法でもある。一方後者の方法は、積層界面の接合性を確実にするために後述の接合補助層を設ける際有利な方法でもある。
つまり、積層工数に関しては、前者がプラスチック製フィルム上に形成されたセラミックグリーンシートとその他孔部を有するセラミックグリーンシートとの積層を一度にでき、また積層後プラスチックフィルムを剥離除去した相対する面と薄板部となるセラミックグリーンシートとのおのおのの積層も一度で可能なので、たとえばトータルの積層回数としては、最低２回で可能となる。しかしながら後者では、相対向する薄板部に対して、それぞれ別工程で薄板部となるセラミックグリーンシートとプラスチック製フィルム上に搭載された孔部を有するセラミックグリーンシートとの積層を実施する必要があり、その後に孔部を形成したセラミックグリーンシートとの積層を行う必要がある。従って、たとえばトータルの積層回数としては最低３回となり、前者より積層回数は多い。
【００６４】
また一方セラミックグリーンシートの積層性を向上させるための接着補助層に関しては、通常、孔部等の加工を施す前のセラミックグリーンシートのほぼ全面に形成され、その後金型を用いたパンチング等により、所定の孔部が形成され、それらを所定枚数積層することになるが、前者の方法に適用した場合、フィルムを剥離除去したのちに薄板部との積層面に接合補助層を形成する必要がある。この際、金型加工等により形状を正確に出したにもかかわらず、接合補助層の形成によって、精度が低下する可能性が大きい。また薄板部となるグリーンシートに対して接合補助層を設ける手段もとれるが、通常接合補助層の厚みばらつきは薄板部となるセラミックグリーンシートの厚みばらつきよりも大きいためトータル厚みばらつきが増えるばかりでなく、接合補助層の厚み分薄板部厚みが増えてしまうため、デバイスとしての特性低下が生じてしまう。これに対して後者への適用にあたっては、プラスチック製フィルムに搭載された状態で、このセラミックスグリーンシートに接合補助層を形成することができ、孔部の精度は金型の精度で確保され、かつ薄板部となるセラミックスグリーンシートには何らの手を加えることはないので、高い積層信頼性と寸法精度を両立させることが可能である。プラスチックフィルムを剥離除去した面については、その面に積層される別の孔部が形成されたセラミックグリーンシート上に形成された接合補助層によって積層信頼性が確保される。
このように薄板部の形状を安定して得る目的に対しては、両者共通しているものの、その製造過程においてそれぞれ特徴があるので、積層体の構造等に応じて適宜選択して手法を選択すればよい。
【００６５】
なお、プラスチック製フィルム上に搭載された少なくとも１個の孔部が形成された第２のセラミックグリーンシートとは、プラスチック製フィルム上でセラミックグリーンシートを金型打ち抜き加工やレーザー加工し調製した、少なくとも１個の孔部が形成されたセラミックグリーンシートのみならず、予め所望の形に成形した少なくとも１個の孔部が形成されたセラミックグリーンシートにプラスチック製フィルムを張り付けて調製したものをも含むものである。また、当該プラスチック製フィルムが剥離性、強度等の点からポリエチレンテレフタレート製フィルムであることが好ましい。また、プラスチック製フィルム上のセラミックグリーンシート厚みは、薄い方が好ましく、望ましくは、薄板部用セラミックグリーンシートと同等の厚みとすることが更に好ましい。セラミックグリーンシートの厚みを薄くすることによって、セラミックグリーンシート自体の加工精度が上がるためである。尚、各グリーンシート、特に薄板部となるセラミックグリーンシートの取り扱いを容易にし、シートの延びたるみを防止し、薄板部の形状安定性をはかるため、前述のプラスチック製フィルムを付けた形で取り扱うことが好ましい。
【００６６】
以下にセラミックグリーン積層体を用意する場合の具体的な例について若干説明することとする。以下の例はあくまでも例示として示したもので、セラミックグリーン積層体を用意する場合は勿論これらに限定されるものではないことはいうまでもない。
（積層例１）
図３２に示した薄板用セラミックグリーンシート（以下「ＧＳ」という。）１、孔部形成ＧＳ１、孔部形成ＧＳ２、孔部形成ＧＳ３、孔部形成ＧＳ４、薄板用ＧＳ２を順次重ね合わせた後、圧着によりセラミックグリーン積層一体化物を得る。
（積層例２）
ステップ１：薄板用ＧＳ１と孔部形成ＧＳ１を重ね合わせた後、圧着によりセラミックグリーン積層一体化物を得る。
ステップ２：孔部形成ＧＳ４と薄板用セラミックグリーンシート２を重ね合わせた後、圧着によりセラミックグリーン積層一体化物を得る。
ステップ３：ステップ１で得られたセラミックグリーン積層一体化物、孔部形成ＧＳ２、孔部形成ＧＳ３、ステップ２で得られたセラミックグリーン積層一体化物を順次重ね合わせて、圧着により、セラミックグリーン積層一体化物を得る。
（積層例３）
ステップ１：孔部形成ＧＳ１、孔部形成ＧＳ２、孔部形成ＧＳ３、孔部形成ＧＳ４を順次重ね合わせて、圧着によりセラミックグリーン積層一体化物を得る。
ステップ２：薄板用ＧＳ１、ステップ１で得られたセラミックグリーン積層一体化物、薄板用ＧＳ２を順次重ね合わせ、圧着によりセラミックグリーン積層一体化物を得る。
（積層例４）
ステップ１：孔部形成ＧＳ２と孔部形成ＧＳ３を重ね合わせて圧着により、セラミックグリーン積層一体化物を得る。
ステップ２：薄板用ＧＳ１、孔部形成ＧＳ１、ステップ１で得られたセラミックグリーン積層一体化物、孔部形成ＧＳ４、薄板用ＧＳ２を順次重ね合わせ、圧着によりセラミックグリーン積層一体化物を得る。
【００６７】
上記積層例１〜４で得られたセラミックグリーン積層一体化物を、焼成して一体焼成物を得る。但し、上記の例は、本発明の製造法のすべてを示したものではなく、積層一体化のための、圧着回数や順序は特に限定されない。構造に応じて、例えば、孔部形状、孔部形成セラミックグリーンシートの枚数、薄板用セラミックグリーンシートの枚数等により、所望の構造を得るように適宜決められるものである。
勿論、孔部形状は、すべて同一である必要はなく、所望の機能に応じて決定される。また、枚数、各セラミックグリーンシートの厚みも特に限定されない。
上記、圧着は熱を加えることで、更に、積層性を向上させることも有利に採用できる。また、セラミック粉末（好ましくは、セラミックグリーンシートに使用されたセラミックスと同一又は類似した組成が信頼性確保の点で望ましい。）、バインダを主体としたペースト、スラリー等をセラミックグリーンシート上に塗布、印刷し、接合補助層とすることで、セラミックグリーンシート界面の積層性を向上させる上で望ましい。
【００６８】
また、当該セラミックグリーン積層体の最外層の少なくとも片側の層外表面における当該少なくとも薄板部を除いた部位に突起部を設けてもよい。本願に従うデバイスは、相対向する薄板部の外表面に、通常、スクリーン印刷などの公知手段により圧電／電歪素子が形成されることになるが、例えば、スクリーン印刷法によって圧電／電歪素子を形成するにあたっても、形成された突起によって、反対の面に形成された素子面は直接印刷用ステージや焼成用セッター等の台にふれることがないので、素子に対するダメージを防止することができる。さらに突起部の高さを適宜選択することにより、素子厚みをコントロールすることも可能である。この突起部については、グリーン積層体の焼成体、すなわちセラミック積層体に対しても形成は可能であるが、グリーン積層体に対して形成し、焼成一体化する方が、構造物としての安定性、寸法安定性の点で好ましい。
【００６９】
本発明に関する製造方法の一例を挙げて説明すれば、図２３（ａ）に示したように、薄板部となる第１のセラミックグリーンシート１０１、少なくとも１個の孔部が形成された第２のセラミックグリーンシートを所望とする枚数積層したものであるセラミックグリーン積層体１０２、薄板部となる第１のセラミックグリーンシート１０１の順に基準孔１０４を利用して位置決めを行いながら積層し、熱圧着等の方法を用いて一体化することによりグリーン積層体を得ることができる。セラミックグリーン積層体１０２の厚さが厚過ぎる場合には、図２２に示すように上下に２分割した厚さを有するグリーン積層体１０５を形成した後、孔部１０３が向かい合うように接合して最終的なグリーン積層体１０８を得てもよい。また、図８のような構造として中空部分を有する構造体を作成する場合、各セラミックグリーンシートを順に積層したのち、熱圧着等により一体化すると、部位によって圧力がかからない部位が生じ、積層信頼性が低下する場合があるので、そのような場合は、全部位に積層圧力がかかるように、積層するセラミックグリーンシートを選択してそれらを先ず予め積層一体化して部品化しておき、その後それら部品化したセラミックグリーンシート群を積層して最終形態の積層体を得るようにすることが好ましい。
【００７０】
なお、積層体１０８については、セラミックグリーンシート１０２の孔部１０３となる部分と外部空間との連通孔１０６をセラミックグリーンシート１０２に形成しておくか、或いは積層体とした後に連通孔１０６を穿設することが必要である。但し、各孔部１０３が外部空間と連通している限りにおいて連通孔１０６の形状は特に限定されず、図２３（ａ）、（ｂ）のように複数の孔部１０３を貫通する形状の他、図２３（ｄ）のように各孔部１０３毎に個別に外部空間と連通せしめる形状としてもよい。そして、これらの方法によって一体化されたセラミックグリーン積層体は、後述のとおり１２００〜１６００℃程度の温度で焼成されるが、その焼成によって得られたセラミック積層体が、意図しない反りを有したものとなる場合がある。その場合には、前記焼成温度と近い温度で、重しを載せて再焼成（以下、反り修正と称す。）して平坦化することが好ましい。この反り修正にあたっては、平坦なアルミナ等の多孔質なセラミック板を重しとして使用することが好ましい。また、反り修正においては、焼成に引き続いた形で実施するほか、焼成時に前記重しをあらかじめ載せて、焼成と同時に平坦化する方法も好ましい。
【００７１】
（２）圧電／電歪素子の形成
本発明の製造方法においては、セラミック積層体の薄板表面にスクリーン印刷法、ディッピング法、塗布法、電気泳動法等の厚膜法又はイオンビーム法、スパッタリング法、真空蒸着、イオンプレーティング法、化学気相蒸着法（ＣＶＤ）、メッキ等の薄膜法により圧電素子１０７を形成することができる（図２３（ｂ））。なお、当該圧電／電歪素子の圧電作動部位の少なくとも一方の端部が固定部および／または可動部上に存在するように前記方法にて形成することが好ましい。
こうして圧電素子を膜形成法によって形成することにより、接着剤を用いることなく圧電素子と薄板部とを一体的に接合、配設することができ、信頼性、再現性を確保し、集積化を容易とすることができる。但し、本発明の製造方法においては、厚膜法により圧電素子１０７を形成することが好ましい。これらの手法によれば、平均粒径０．０１〜５μｍ、好ましくは０．０５〜３μｍの圧電セラミックの粒子を主成分とするペーストやスラリー、又はサスペンションやエマルション、ゾル等を用いて圧電膜を形成することができ、良好な圧電作動特性が得られるからである。特に電気泳動法は、膜を高い密度で、かつ、高い形状精度で形成できるという利点がある。又一方、スクリーン印刷法は、膜形成とパターン形成とを同時にできるため、本願に従うデバイスの製造方法として好ましく採用される。
【００７２】
具体的には、セラミックグリーン積層体１０８を所定条件、好ましくは、１２００℃〜１６００℃の温度で焼成した後、薄板（焼成後のセラミックグリーンシート１０１）の表面の所定位置に下部電極を印刷、焼成し、次いで圧電膜を印刷、焼成し、更に上部電極を印刷、焼成して圧電素子を形成することができる（図２３（ｂ））。更に、電極を駆動回路に接続するための電極リードを印刷、焼成すればよい。ここで、下部電極として白金（Ｐｔ）、圧電膜としてジルコン酸チタン酸鉛（ＰＺＴ）を、上部電極として金（Ａｕ）を、更に電極リードとして銀（Ａｇ）のように、各部材の焼成温度が逐次低くなるように材料を選択すると、ある焼成段階において、それより以前に焼成された材料の再焼結が起こらず、電極材等の剥離や凝集といった不具合の発生を回避することが可能となる。
【００７３】
なお、適当な材料を選択することにより、圧電素子１０７の各部材と電極リードを逐次印刷して、一回で一体焼成することも可能であり、一方、圧電膜を形成した後に低温で各電極等を設けることもできる。また、圧電素子の各部材と電極リードはスパッタ法や蒸着法等の薄膜法によって形成してもかまわず、この場合には、必ずしも熱処理を必要としない。なお、セラミックグリーンシート１０１の少なくとも最終的に薄板部となる位置に、予め圧電素子１０７を形成しておき、セラミックグリーン積層体１０８と圧電素子とを同時焼成することも好ましい。同時焼成にあたっては、圧電素子の全構成膜と行うことでも良く、又、下部電極とセラミックグリーンシート１０１のみを同時焼成する方法、上部電極を除く他の構成膜とセラミックグリーンシート１０１と同時焼成する方法等があげられる。圧電素子１０７とセラミックグリーン積層体１０８とを同時焼成する方法としては、金型を用いたプレス成形法、或いはスラリー原料を用いたテープ成形法等によって圧電膜を成形し、この焼成前の圧電膜をセラミックグリーンシート１０１に熱圧着等で積層し、同時に焼成して可動部、駆動部、薄板部と圧電膜とを同時に作製する方法が挙げられる。但し、この方法においては、既述の膜形成法を用いて、薄板或いは圧電膜に予め電極を形成しておく必要がある。又、前記方法の他、セラミックグリーンシート１０１の少なくとも最終的に薄板部となる位置にスクリーン印刷により圧電素子の各構成層である電極、圧電膜を形成し、同時に焼成することもできる。
【００７４】
圧電膜の焼成温度は、これを構成する材料によって適宜定められるが、一般には、８００℃〜１４００℃であり、好ましくは１０００℃〜１４００℃である。この場合、圧電膜の組成を制御するために、圧電膜の材料の蒸発源の存在下に焼結することが好ましい。なお、圧電膜とセラミックグリーン積層体１０８を同時焼成する場合には、両者の焼成条件を統一することが必要である。
【００７５】
なお、対向する１対の薄板部の双方に圧電素子が形成されたデバイスを製造する場合には、セラミック積層体の両面に圧電膜、電極等を印刷すればよい。このような場合には、▲１▼印刷ステージに凹部を設けた印刷ステージで印刷を行う、あるいは、▲２▼セラミック積層体の少なくとも一方の印刷面における印刷箇所の周囲に枠状の凸部を形成し、凸部形成面の印刷を行った後、他方の面の印刷をする、等の方法により印刷した圧電膜、電極等が印刷ステージに付着もしくは接触しないような措置を採る必要がある。また特に、前述の圧電膜の焼成においてセラミック積層体の両面に圧電素子が形成される構造の場合、両面での焼成雰囲気が同じとなるようにすることが好ましい。例えば、通常セッター等の板に圧電素子（膜）が形成されたセラミック積層体を設置して焼成されることとなるが、この場合圧電膜とセッターとの空間を同じとなるように段積みするセッター間隔を調整することにより行えば良い。
【００７６】
（３）積層体の切断
既述の圧電素子を形成した積層体の焼成体は、必要に応じて切り欠け部の形成、圧電素子や電極リードのコーティング、シールド等の処理を施した後、長方形状の孔部１０３が積層体の側面側で開口するように、セラミックグリーンシートの積層方向に切断することにより、複数個のデバイスを同時に得ることができる（図２３（ｃ））。切断の方法としてはダイシング加工、ワイヤーソー加工等（機械加工）の他、ＹＡＧレーザ、エキシマレーザ等によるレーザ加工、電子ビーム加工を適用することも可能である。所望とする単位毎に切断する場合に、この切断体を３００〜８００℃で加熱処理することが好ましい。なぜならば、加工により焼成体内部にマイクロクラック等の欠陥が生じやすいが、熱処理によりその欠陥を取り除くことができ、信頼性が向上するからである。更に前記熱処理後に、８０℃程度の温度で少なくとも１０時間程度放置しエージング処理を施すことも好ましい。この処理によって、製造過程の中で受けた種々の応力等を緩和し、特性向上に寄与するからである。
【００７７】
本発明の製造方法においては、所望の形状の孔部、例えば、長方形の形状の孔部１０３が積層体の側面側で開口するように切断している。このような切断は、複数のデバイスを分離するのみならず、デバイスの薄板部と孔部（図１のデバイス１であれば薄板部６、７と孔部８）を一時に形成できるという利点があり、２以上の直方体が薄板によって結合するという複雑で製造し難い構造体を簡便に得られる点において好ましい。あるいは、図２４（ａ）において点線で示された部分で２個に切断して、デバイスを製造してもよい。この様に切断することにより、可動部４が軽量化できると共に、結果として、高共振周波数化に有利となる。また、Ｘ軸、Ｙ軸の方向の剛性は、駆動部３の幅広い部分で確保できるので、両方向からの衝撃に対しても強い。この製造法に従えば、１個から２個のデバイスを製造することができるので、生産性に優れるということができる。なお、この図では、孔部が開口する片側の面は、底辺と垂直となっているが、その相対する面と同様の傾斜を有する構造であってもよい。
【００７８】
また、セラミックグリーンシート１０２における孔部１０３の形成数や形成位置、或いは積層体１０８の切断位置を適宜変更することにより、駆動部が複数存在するデバイスや駆動部の長さが異なるデバイスも極めて容易に形成することが可能である。更に、積層体１０８と圧電素子１０７とを同時に切断すれば、容易に薄板部幅と圧電素子幅が同一なデバイスを作成でき、好ましい。これらの切断は、焼成前のグリーン状態でも実施できるが、寸法精度を上げ、各セラミック粉末の脱粒等を防止するために、焼成体に対して実施することが好ましい。
【００７９】
なお、本発明のデバイスは、上述したセラミックグリーンシートを用いた作製方法の他に、成形型を用いた加圧成形法や鋳込成形法、射出成形法やフォトリソグラフィ等を用いて作製することもできる。また、別体として準備された各構成部材を接合して作製する方法も可能であるが、生産性が低いことに加えて、接合部における破損等が生じやすいことから信頼性の面でも問題がある。
【００８０】
４．デバイスの適用例
最後に、本発明のデバイスの適用例の１つとして、本発明のデバイスを光シャッター用の変位素子に適用した例について説明する。本明細書にいう「光シャッター」は、２枚の遮蔽板を相対的に移動させることにより、光の透過と遮蔽を制御する機能素子を意味し、光のＯＮ／ＯＦＦ制御や光量制御を行うことができるため、光スイッチや光絞りとして機能させることが可能である。
【００８１】
本発明の光シャッターは、２枚の遮蔽板のうち少なくとも一方の遮蔽板を本発明のデバイスの可動部に取り付けたものである。
例えば図２５（ａ）、（ｂ）に示す光シャッター１１０は、本発明のデバイスと遮蔽板を備えた２つのユニット１１１Ａ，１１１Ｂからなるものであり、２枚の遮蔽板１１３Ａ，１１３Ｂを各々デバイスの可動部１１４Ａ，１１４Ｂに取り付け、互いの平板面が平行になり、かつ、光Ｌの入射方向に対し平板面の一部が重なり合うように配置している。
【００８２】
光シャッター１１０は、図示の状態では光Ｌを遮蔽しているが、デバイスの駆動部に形成された圧電素子１１２Ａ，１１２Ｂに同位相の電圧を印加することにより、遮蔽板１１３Ａは図左側へ、遮蔽板１１３Ｂは図右側へ移動するため、遮蔽板１１３Ａ，１１３Ｂの重なり具合が変化して、光のＯＮ／ＯＦＦ制御や光量制御を行うことができる。
【００８３】
また、図２６（ａ）に示す光シャッター１２０は、本発明のデバイスと遮蔽板を備えた２つのユニット１２１Ａ，１２１Ｂからなるものであり、２枚の遮蔽板１２３Ａ，１２３Ｂを各々デバイスの可動部１２４Ａ，１２４Ｂに取り付け、互いの平板面が平行になり、かつ、光Ｌの入射方向に対し平板面の全部が重なり合うように配置している。そして遮蔽板１２３Ａ，１２３Ｂには対向する位置に各々スリット１２５Ａ，１２５Ｂが形成されている。
【００８４】
光シャッター１２０は、図２６（ａ）、（ｂ）の状態ではスリット１２５Ａ，１２５Ｂを通して光Ｌを透過するが、デバイスの駆動部に形成された圧電素子１２２Ａ，１２２Ｂに同位相の電圧を印加することにより、遮蔽板１２３Ａは図左側へ、遮蔽板１２３Ｂは図右側へ移動するため、スリット１２５Ａ，１２５Ｂの重なり具合が変化して、光のＯＮ／ＯＦＦ制御や光量制御を行うことができる。図２６（ｃ）では一部の光が透過する状態を示してあるが、スリット１２３Ａ，１２３Ｂの形状や形成位置を変えることにより、光Ｌを完全遮蔽することも可能である。
【００８５】
これとは逆に、図２６（ａ）、（ｂ）の状態ではスリット１２５Ａ，１２５Ｂが重ならず光Ｌを遮蔽するように構成し、遮蔽板１２３Ａ，１２３Ｂの移動によりスリット１２５Ａ，１２５Ｂが重なり合って光Ｌを透過させるような構造としてもよい。なお、図２５、２６の例では２枚の遮蔽板を各々デバイスに取り付けた例を示したが、本発明の光シャッターは少なくとも一方の遮蔽板をデバイスに取り付け、当該一方の遮蔽板を移動させるのみでも光の透過および遮蔽を制御することが可能である。但し、双方の遮蔽板をデバイスに取り付けた方が遮蔽板の相対的な移動量を大きくできる点において好ましい。また、図２５、２６の例では光シャッターを２つのユニットで構成しているが、３つ以上のユニットで構成しても良い。この場合、複数の遮蔽板の移動方向を種々に設定することにより、重なり部分の開口の程度を変えた光絞り等としても用いることもできる。本発明の光シャッターは、本発明のデバイスの可動部に遮蔽板を取り付けているため、遮蔽板の煽り方向の作動が抑制される。即ち、遮蔽板が常に光の入射方向に正対して移動するため、より精密な光のＯＮ／ＯＦＦ制御、光量制御が可能となる点において好適に用いることができる。
【００８６】
次に、図９に示したデバイスに、図１７に示した圧電素子を搭載し、下部電極としては、白金を主成分とする材料を、圧電体にはマグネシウムニオブ酸鉛−チタン酸ジルコン酸鉛の固溶体を主成分とした材料を、上部電極には金を使用して、それぞれスクリーン印刷により、焼成後の厚さが３μｍ、１０μｍ、０．３μｍとなるように印刷して、デバイスを完成させた。なお、焼成は、それぞれ、１３００℃、１２５０℃、６００℃で各印刷の都度行った。なお、図９に従う各部位の寸法は、以下の通りである。
ａ：０．３ｍｍ、ｂ：０．３ｍｍ、ｃ：０．３２ｍｍ、
ｄ：０．０１ｍｍ、ｅ：１ｍｍ、ｆ：０．３ｍｍ
このデバイスの向かって右側の圧電素子にパルス電圧を印加した際のＸ軸、Ｙ軸方向の変位量をレーザードップラー振動計（グラフテック（株）社製）を使用して測定した。結果は図２７に示す。印加電圧３０Ｖ時での変位を比較すると、Ｙ軸方向への変位は主軸であるＸ軸方向の変位の３％以下で、Ｘ軸一軸への実質的に支配的な変位を示した。また、特開昭６３−６４６４０号公報に開示されてる薄板部のみに圧電／電歪作動部位がある構造との発生変位の比較を行った。本願に従うデバイス構造は同様に図９とし、比較例は図３５とし、両デバイスともユニモルフ構造とした。圧電素子の設置形態の違いのほかは、前記方法と同様の方法で各デバイスを準備した。図３３は、印加電圧に対する変位量を示した。図３３からわかるとおり、本願に従うデバイスは、圧電／電歪作動部位が固定部にかかっている効果で、比較例である薄板部のみに設置された構造と比較して、どの印加電圧においても２０倍以上の変位を示し、大変位を得るに優れた構造であることがわかる。
【００８７】
【発明の効果】
本発明に従うデバイスは、薄板部の幅方向すなわちＹ軸の方向には高い剛性を有するという特徴があるため、本デバイスヘのセンサ、磁気ヘッド等の機能部品の取り付け、さらには本デバイス自身を他の構造体へ取り付ける際、強固な接合ができる構造である。加えて、この剛性のため、比較的質量の大きな部品の取り付けも可能であるという特徴を併せ持つものである。更に、前記薄板部の幅方向に比べ厚み方向は相対的に剛性が小さいことから、この剛性の方向性に基づいて、デバイスを動作させた場合の変位成分として、Ｙ軸方向への成分つまりあおり成分が効果的に抑制されるという効果が発揮されるものである。また、本発明は薄板部のみならず固定部および／もしくは可動部に対しても、変位を発現する圧電／電歪作動部位がかかるようにした構造であることから、駆動部の変位形態は、特開昭６３−６４６４０号公報とは異なり、薄板部が本願孔部方向に向かうような形態ではなく、外空間に向かうような形態をとるので、変位メカニズム的に可動部を大きく変位させることができる構造である。さらに、本デバイスの固定部ならびに可動部と薄板部とはセラミックの一体焼成物であり、加えて圧電／電歪素子は膜成形法により、接着剤を用いることなく前記薄板部、固定部ならびに／および可動部に対して焼成により一体化された構造であることから、接着に起因する経時的な変位ドリフト等の変化は生じない構造である。また前述の通り、本願駆動部ないしは薄板部と固定部ならびに、駆動部ないしは薄板部と可動部との接合部は第三の物質・材料を介在しない、構造的に境界のないものであることから、高剛性な構造であり、高速動作が可能な高共振周波数化が容易にはかられるものである。このように、例えば、特開昭６３−６４６４０号公報に開示されたアクチュエータとは構造上また機能上全く異なるもので、信頼性の高いものであるということがいえる。
【００８８】
従って、各種トランスデューサ、各種アクチュエータ、周波数領域機能部品（フィルタ）、トランス、通信用や動力用の振動子や共振子、発信子、ディスクリミネータ等の能動素子の他、超音波センサや加速度センサ、角速度センサや衝撃センサ、質量センサ等の各種センサ用のセンサ素子として利用することができ、特に光学機器、精密機器等の各種精密部品等の変位や位置決め調整、角度調整の機構に用いられる各種アクチュエータに好適に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の圧電／電歪デバイスの一の実施態様を示す概略斜視図である。
【図２】 従前の圧電アクチュエータの一の実施態様を示す概略斜視図である。
【図３】 本発明の圧電／電歪デバイスの作動態様を示す概略説明図である。
【図４】 本発明の圧電／電歪デバイスの別の実施態様を示す概略説明図である。
【図５】 本発明の圧電／電歪デバイスの更に別の実施態様を示す概略説明図である。
【図６】 本発明の圧電／電歪デバイスの更に別の実施態様を示す概略斜視図である。
【図７】 本発明の圧電／電歪デバイスの更に別の実施態様を示す概略説明図である。
【図８】 本発明の圧電／電歪デバイスの更に別の実施態様を示す概略説明図である。
【図９】 本発明の圧電／電歪デバイスの更に別の実施態様を示す概略説明図である。
【図１０】 本発明の圧電／電歪デバイスの更に別の実施態様を示す概略説明図である。
【図１１】 本発明の圧電／電歪デバイスの更に別の実施態様を示す概略説明図である。
【図１２】 本発明の圧電／電歪デバイスの更に別の実施態様を示す概略説明図である。
【図１３】 本発明の圧電／電歪デバイスの更に別の実施態様を示す概略説明図である。
【図１４】 本発明の圧電／電歪デバイスの更に別の実施態様を示す概略説明図である。
【図１５】 本発明の圧電／電歪デバイスの更に別の実施態様を示す概略説明図である。
【図１６】 本発明の圧電／電歪デバイスの更に別の実施態様を示す概略説明図である。
【図１７】 本発明の圧電／電歪デバイスを構成する圧電素子の一の実施態様を示す概略斜視図である。
【図１８】 本発明の圧電／電歪デバイスを構成する圧電素子の別の実施態様を示す概略斜視図である。
【図１９】 本発明の圧電／電歪デバイスを構成する圧電素子の更に別の実施態様を示す概略斜視図である。
【図２０】 本発明の圧電／電歪デバイスの電極リードの配置方法の別の実施態様を示す概略説明図（ａ）、（ｂ）である。
【図２１】 本発明の圧電／電歪デバイスの製造に使用するセラミックグリーンシートの例を示す概略説明図（ａ）、（ｂ）である。
【図２２】 本発明の圧電／電歪デバイスの製造方法の１の実施態様を示す側面図である。
【図２３】 本発明の圧電／電歪デバイスの製造方法の１の実施態様を示す工程図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、および（ｄ）である。
【図２４】 本発明の圧電／電歪デバイスの製造方法の別の実施態様を示す側面図で、（ａ）は、切断箇所を示す側面図であり、（ｂ）は、切断後のデバイスの側面図である。
【図２５】 本発明の光シャッターの１の実施態様を示す概略説明図であって、（ａ）は斜視図、（ｂ）は上面図である。
【図２６】 本発明の光シャッターの別の実施態様を示す概略説明図であって、（ａ）は斜視図、（ｂ）は上面図、（ｃ）は遮蔽板の拡大図である。
【図２７】 本発明の圧電／電歪デバイスデバイスにパルス電圧を印加した際のＸ軸、Ｙ軸方向の変位量をレーザードップラー振動計を使用して測定した結果を示すグラフである。
【図２８】 本発明の圧電／電歪デバイスの製造方法の一例を示す模式図であり、 （ａ）はプラスチック製フィルム上に搭載された少なくとも１個の孔部が形成されたセラミックグリーンシートを使用しない場合を模式的に示す断面図であり、（ｂ）はプラスチック製フィルム上に搭載された少なくとも１個の孔部が形成されたセラミックグリーンシートを当該少なくとも１個の孔部が形成されたグリーンシートの積層体の最外層となる面に積層してその後プラスチックフィルムを取り除き薄板部となるグリーンシートを積層して製造した場合を模式的に示す断面図である。
【図２９】 本発明の圧電／電歪デバイスの更に別の実施態様を示す概略説明図である。
【図３０】 本発明の圧電／電歪デバイスの更に別の実施態様を示す概略説明図である。
【図３１】 本発明の圧電／電歪デバイスの更に別の実施態様を示す概略説明図である。
【図３２】 本発明に係る圧電／電歪デバイスの製造方法において、セラミックグリーンシートの積層体に使用する各セラミックグリーンシートの例を模式的に示した図である。
【図３３】 本発明の圧電／電歪デバイスと従来例のデバイスにパルス電圧を印加した際のＸ軸、Ｙ軸方向の変位量をレーザードップラー振動計を使用して測定した結果を示すグラフである。
【図３４】 本発明の圧電／電歪デバイスを構成する圧電素子の別の実施態様を示す概略説明図である。
【図３５】 比較例として使用した圧電アクチュエータを示す概略斜視図である。
【符号の説明】
１…圧電／電歪デバイス、２…圧電素子、２’…圧電作動部位、２ａ…圧電膜、２ｂ…上部電極、２ｃ…下部電極、３…駆動部、４…可動部、５…固定部、６…薄板、８…孔部、９…裏面、１０…端子、１２…梁部、１３…間隙部、１０１…セラミックグリーンシート、１０２…セラミックグリーン積層体、１０３…孔部、１０４…基準孔、１０５…２分割した積層体、１０６…連通孔、１０７…圧電素子、１０８…積層体、１１０…光シャッター、１１１Ａ，１１１Ｂ…ユニット、１１２Ａ，１１２Ｂ…圧電素子、１１３Ａ，１１３Ｂ…遮蔽板、１１４Ａ，１１４Ｂ…可動部、１２０…光シャッター、１２１Ａ，１２１Ｂ…ユニット、１２２Ａ，１２２Ｂ…圧電素子、１２３Ａ，１２３Ｂ…遮蔽板、１２４Ａ，１２４Ｂ…可動部、１２５Ａ，１２５Ｂ…スリット。

Claims (30)

1. 少なくとも一対の電極膜と圧電／電歪膜とを含む膜状の圧電／電歪素子と、当該圧電／電歪素子の変位により駆動する駆動部と、当該駆動部の駆動に基づいて作動する可動部と、前記駆動部および可動部を支持するための固定部とを備えた圧電／電歪デバイスにおいて、
   前記駆動部は、相対向する一対の薄板部と、圧電／電歪素子とからなり、当該圧電／電歪素子は当該相対向する一対の薄板部のうち少なくとも一方の薄板部の外表面上の一部に膜状に形成されており、前記固定部と前記可動部は当該駆動部を介して結合され、当該駆動部の内壁と可動部の内壁と固定部の内壁により孔部が形成されており、前記圧電／電歪素子は、一対の電極と圧電／電歪膜からなり外部からの電圧の印加により変位を発現する圧電作動部位を含み、かつ前記圧電作動部位の当該固定部と可動部とを結ぶ方向における少なくとも一方の側が、前記固定部または前記可動部上に存在する構造であって、
   当該孔部の厚みａと当該薄板部の幅ｂとの比ａ／ｂが０．５から２０であることを特徴とする圧電／電歪デバイス。
2. 当該薄板部と当該薄板部上に形成された圧電／電歪素子の幅が同一であることを特徴とする請求項１に記載の圧電／電歪デバイス。
3. 当該薄板部の長さｅと当該孔部の厚みａとの比ｅ／ａが０．５から１０であることを特徴とする請求項１または２に記載の圧電／電歪デバイス。
4. 当該孔部の厚みａと当該薄板部の幅ｂとの比ａ／ｂが１から１０であり、当該薄板部の長さｅと当該孔部の厚みａとの比ｅ／ａが０．７から５であることを特徴とする請求項１〜３に記載の圧電／電歪デバイス。
5. 当該可動部と固定部が直方体である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の圧電／電歪デバイス。
6. 少なくとも一対の電極膜と圧電／電歪膜とを含む膜状の圧電／電歪素子と、当該圧電／電歪素子の変位により駆動する駆動部と、当該駆動部の駆動に基づいて作動する可動部と、前記駆動部および可動部を支持するための固定部とを備えた圧電／電歪デバイスにおいて、
   前記駆動部は、相対向する一対の薄板部と、圧電／電歪素子とからなり、当該圧電／電歪素子は当該相対向する一対の薄板部のうち少なくとも一方の薄板部の外表面上の一部に膜状に形成されており、前記固定部と前記可動部は当該駆動部を介して結合され、当該駆動部の内壁と可動部の内壁と固定部の内壁により孔部が形成されており、前記圧電／電歪素子は、一対の電極と圧電／電歪膜からなり外部からの電圧の印加により変位を発現する圧電作動部位を含み、かつ前記圧電作動部位の当該固定部と可動部とを結ぶ方向における少なくとも一方の側が、前記固定部または前記可動部上に存在する構造であって、
   当該孔部の厚みａが１００μｍから２０００μｍであり、当該薄板部の幅ｂが５０μｍから２０００μｍであることを特徴とする圧電／電歪デバイス。
7. 当該孔部厚みａが、２００μｍから１０００μｍであり、当該薄板部の幅ｂが１００μｍから５００μｍであることを特徴とする請求項６に記載の圧電／電歪デバイス。
8. 当該薄板部の幅ｂがその厚みｄよりも大きく、かつ前記薄板部の厚さｄが、２μｍ〜１００μｍであることを特徴とする請求項６または７に記載の圧電／電歪デバイス。
9. 当該薄板部の長さｅが２００μｍ〜３０００μｍであることを特徴とする請求項６〜８のいずれか一項に記載の圧電／電歪デバイス。
10. 当該可動部の長さｆが５０μｍ〜２０００μｍであることを特徴とする請求項６〜９のいずれか一項に記載の圧電／電歪デバイス。
11. 少なくとも２つからなる駆動部を有する請求項１〜１０のいずれか一項に記載の圧電／電歪デバイス。
12. 当該圧電／電歪素子が、下部電極膜、圧電／電歪膜、および上部電極膜が層状に積層された積層型の圧電／電歪素子である請求項１〜１１のいずれか一項に記載の圧電／電歪デバイス。
13. 当該圧電／電歪素子が、圧電／電歪膜と少なくとも前記圧電／電歪膜の少なくとも一主面に形成された第一電極膜と第二電極膜とからなる構造である請求項１〜１１のいずれか一項に記載の圧電／電歪デバイス。
14. 当該圧電／電歪素子が、圧電／電歪膜と櫛型構造の第一電極膜と第二電極膜とからなり、当該第一電極膜と第二電極膜とが、互いの櫛の歯部間に一定幅の間隙部をもって相互に咬合する構造を有する圧電／電歪素子である請求項１３に記載の圧電／電歪デバイス。
15. 可動部、薄板部、および固定部が、一体的に形成されたセラミックスからなる請求項１〜１４のいずれか一項に記載の圧電／電歪デバイス。
16. 当該セラミックスが積層体である請求項１５に記載の圧電／電歪デバイス。
17. 前記圧電／電歪素子における圧電作動部位の当該固定部と可動部とを結ぶ方向における少なくとも一方の側が、可動部または固定部と薄板部との接合部から、当該薄板部の厚みｄの少なくとも１／２の距離以上にわたって可動部または固定部上に存在することを特徴とする請求項１〜１６のいずれか一項に記載の圧電／電歪デバイス。
18. 少なくとも一対の電極膜と圧電／電歪膜とを含む膜状の圧電／電歪素子と、当該圧電／電歪素子の変位により駆動する駆動部と、当該駆動部の駆動に基づいて作動する可動部と、前記駆動部および可動部を支持するための固定部とを備えた圧電／電歪デバイスであって、
    前記駆動部は、相対向する一対の薄板部と、圧電／電歪素子とからなり、当該圧電／電歪素子は当該相対向する一対の薄板部のうち少なくとも一方の薄板部の外表面上の一部に膜状に形成されており、前記固定部と前記可動部は当該駆動部を介して結合され、当該駆動部の内壁と可動部の内壁と固定部の内壁により孔部が形成されており、前記圧電／電歪素子は、一対の電極と圧電／電歪膜からなり外部からの電圧の印加により変位を発現する圧電作動部位を含み、かつ前記圧電作動部位の当該固定部と可動部とを結ぶ方向における少なくとも一方の側が、前記固定部または前記可動部上に存在する構造とされた圧電／電歪デバイスの製造方法において、
    前記薄板部の少なくとも一つを形成するための少なくとも一枚の第１のセラミックグリーンシートと、積層により前記孔部を形成するために、少なくとも一個の孔が形成された少なくとも一枚の第２のセラミックグリーンシートとからなるセラミックグリーン積層体を用意する工程と、
    前記セラミックグリーン積層体を焼成してセラミック積層体とする工程と、および
    得られたセラミック積層体の前記相対向する一対の薄板部のうち少なくとも一方の薄板部の外表面上に膜形成手法にて膜状に圧電／電歪素子を形成する工程と前記圧電／電歪素子が形成されたセラミック積層体を切断する工程とを含むことを特徴とする圧電／電歪デバイスの製造方法。
19. 前記セラミックグリーン積層体を用意する工程が、
    一対の前記第１のセラミックグリーンシートが相対向して積層されるように用意する工程を含むものである請求項１８に記載の圧電／電歪デバイスの製造方法。
20. 前記セラミックグリーン積層体を用意する工程が、
    一対の前記第１のセラミックグリーンシートが相対向して前記セラミックグリーン積層体の最外層にそれぞれ積層されるように用意する工程を含むものである請求項１８または１９に記載の圧電／電歪デバイスの製造方法。
21. 前記セラミックグリーン積層体を用意する工程が、
    前記第１のセラミックグリーンシートに、前記第２のセラミックグリーンシートを少なくとも一枚積層したものを用意する工程を含むものである請求項１８〜２０のいずれか一項に記載の圧電／電歪デバイスの製造方法。
22. 前記セラミックグリーン積層体を用意する工程が、
    前記第１のセラミックグリーンシートに、前記第２のセラミックグリーンシートを所望とする枚数積層したものを用意する工程を含むものである請求項１８〜２０のいずれか一項に記載の圧電／電歪デバイスの製造方法。
23. 前記セラミックグリーン積層体を用意する工程が、
    前記第１のセラミックグリーンシートに、前記第２のセラミックグリーンシートを積層した積層体Ａを２つ準備し、前記第２のセラミックグリーンシート一枚、もしくは、当該第２のセラミックグリーンシート複数枚を積層した積層体Ｂを別途準備し、前記２つの積層体Ａをそれぞれの薄板部が互いに最外層をなすように積層する際に、前記別途準備した第２のセラミックグリーンシート一枚もしくは積層体Ｂを介在させて行う工程を含むものである請求項１８〜２０のいずれか一項に記載の圧電／電歪デバイスの製造方法。
24. 得られたセラミックグリーン積層体の最外層の少なくとも片側の層外表面における少なくとも当該薄板部を除いた部位に更に突起部を設ける工程を含むことを特徴とする請求項１８〜２０のいずれか一項に記載の圧電／電歪デバイスの製造方法。
25. 前記セラミックグリーン積層体を用意する工程が、
    前記少なくとも１枚の第２のセラミックグリーンシートに、一対の前記第１のセラミックグリーンシートを相対向させて最外層に積層したものを用意する工程を含むものである請求項１８〜２０のいずれか一項に記載の圧電／電歪デバイスの製造方法。
26. 前記セラミックグリーン積層体を用意する工程において、第２のセラミックグリーンシートを少なくとも複数枚積層するに際して、プラスチック製フィルム上に搭載された当該第２のセラミックグリーンシートを、前記セラミックグリーン積層体の最外層となる面に当該プラスチック製フィルムが新たな最外層をなすように積層し、前記相対向する一対の薄板部の長さの間で寸法差が生じないように孔の位置決めをした後、当該プラスチック製フィルムを取り除く工程を含む請求項１８〜２４のいずれか一項に記載の圧電／電歪デバイスの製造方法。
27. 前記セラミックグリーン積層体を用意する工程において、プラスチック製フィルム上に搭載された前記第２のセラミックグリーンシートを、前記第１のセラミックグリーンシートに当該プラスチック製フィルムが外層をなすように積層し、前記相対向する一対の薄板部の長さの間で寸法差が生じないように孔の位置決めをした後、当該プラスチック製フィルムを取り除く工程を含む請求項１８〜２４のいずれか一項に記載の圧電／電歪デバイスの製造方法。
28. 前記プラスチック製フィルムがポリエチレンテレフタレートフィルムである請求項２６または２７に記載の圧電／電歪デバイスの製造方法。
29. 前記圧電／電歪素子が形成されたセラミック積層体を切断する工程が前記薄板部の外表面上に膜状の圧電／電歪素子が形成されたセラミック積層体を、所望とする単位毎に切断するものであり、かくして得られた切断体を３００℃〜８００℃で加熱処理する工程を更に含む請求項１８〜２８のいずれか一項に記載の圧電／電歪デバイスの製造方法。
30. 前記圧電／電歪素子が形成されたセラミック積層体を切断する工程が、前記圧電／電歪素子と前記積層体の薄板部との幅を同一となるように、前記圧電／電歪素子と前記積層体とを同時に切断することを特徴とする請求項１８〜２９のいずれか一項に記載の圧電／電歪デバイスの製造方法。

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